CN109873510A

CN109873510A - 电机

Info

Publication number: CN109873510A
Application number: CN201810490180.4A
Authority: CN
Inventors: 李政祐; 蔡雄灿
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2017-12-02
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2019-06-11
Also published as: KR20190065525A; US10903702B2; US20190173341A1; DE102018207029A1

Abstract

本发明涉及一种电机，特别是提供了一种具有改进的转子芯部和磁体的组装结构的电机。电机包括定子和相对于定子旋转的转子。所述转子包括：转子芯部，其以旋转轴为中心可旋转地设置，并且具有多个磁体接合孔，所述多个磁体接合孔沿着旋转轴的圆周方向以特定间距彼此间隔设置；磁体，其插入到磁体接合孔中；以及封板，其接合于转子芯部的相对端部。所述封板包括支撑磁体的磁体支撑部。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种电机，尤其涉及一种具有改进的转子芯部和磁体的组装结构的电机。

背景技术

电机是一种将电能转化为机械能以获得旋转动力的装置。电机广泛用于交通工具、家用电器和工业设备。通常，电机包括：定子，其中缠绕有通过电力而产生磁力的线圈；以及转子，其通过与定子的相互电磁力而可旋转地安装。

根据转子的结构，即，根据转子中的永磁体设置的位置，电机被分类为表面安装式永磁体(SPM)电机和内置式永磁体(IPM)电机。换句话说，在SPM电机中，永磁体设置在转子的表面上，而在IPM电机中，永磁体设置在转子的内部。在永磁体接合于转子内部的情况下，提供了用于防止永磁体与转子分离的结构。然而，永磁体的防分离结构引起了磁通泄漏，并且电机的电磁性能下降的程度基本上对应于磁通泄漏的量。

发明内容

因此，本发明提供一种具有改进的转子芯部和磁体的组装结构的电机。本发明的一个方面提供了一种电机，其能够通过有效地将组装到转子芯部的磁体固定在更精确的位置来提高其性能。本发明的其它方面将在如下描述中部分列出并且将通过描述部分明显，或者可以通过实施本发明而被知晓。

根据示例性实施方案的一个方面，电机包括：定子；转子，其配置为相对于定子旋转。所述转子包括：转子芯部，其以旋转轴为中心可旋转地设置，并且具有多个磁体接合孔，所述多个磁体接合孔沿着旋转轴的圆周方向以特定间距彼此间隔设置；磁体，其插入到磁体接合孔中；以及封板，其接合于转子芯部的相对端部。其中，所述封板包括支撑磁体的磁体支撑部。

此外，所述磁体支撑部可以从封板的底面突出。所述磁体支撑部从封板突出，以接合在转子芯部和磁体之间。所述磁体支撑部形成为具有与磁体接合孔的至少一部分相对应的形状。特别地，所述磁体支撑部包括：第一支撑部，其配置为支撑磁体的第一端面；以及第二支撑部，其配置为支撑与第一端面相对的第二端面。

第一支撑部设置为相对于封板的中心比第二支撑部更靠外侧。第一支撑部包括与第一端面接触的第一支撑面，第二支撑部包括与第二端面接触的第二支撑面。第一支撑部和第二支撑部容纳在磁体接合孔内。

根据本发明的另一方面，一种制造转子的方法可以包括：将设置有多个磁体接合孔的转子芯部堆叠；使用突出有磁体支撑部的夹具将磁体设置在多个磁体接合孔中；模制磁体和转子芯部；将夹具移除，并且将封板组装。

附图说明

通过如下实施方案的描述并且结合附图，本发明的这些方面和/或其它方面将变得明显而且更容易理解，在所述附图中：

图1是示出根据本发明示例性实施方案的电机的转子的视图。

图2是示出根据本发明示例性实施方案的电机的转子的详细立体图。

图3是示出根据本发明示例性实施方案的转子芯部的视图。

图4是示出根据本发明的示例性实施方案的电机的封板的视图。

图5是示出图4的部分A的详细视图，尤其示出根据本发明示例性实施方案的封板的位置固定部。

图6是示出根据本发明示例性实施方案的封板和转子芯部的接合的视图。

图7是示出根据本发明另一示例性实施方案的封板和转子芯部的接合状态的视图。

图8是示出根据本发明又一示例性实施方案的封板和转子芯部的接合状态的视图。

附图标记说明：

10：旋转轴

100：转子

110：转子芯部

120：磁体

130：封板

300：磁体支撑部

310：第一支撑部

311：第一支撑面

320：第二支撑部

321：第二支撑面

330：第三支撑部。

具体实施方式

应当理解，本文所使用的术语“交通工具”或“交通工具的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车、包括各种舟艇和船舶的船只、航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油能源的燃料)。

本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的并且不旨在限制本发明。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚说明。还将理解，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或多种其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。正如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。

本发明中描述的示例性实施方案和附图中示出的配置仅仅是本发明的实施方案的示例，并且可以在提交本申请时以各种不同的方式修改以代替本发明的实施方案和附图。

此外，本发明的附图中示出的相同的附图标记或符号表示基本上执行相同功能的元件或组件。而且，本文使用的术语用于描述实施方案并且并不旨在限制和/或限定本发明。

应该理解，虽然术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述各种元件，但是元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，而第二元件也可以被称为第一元件。在以下的描述中，可以通过附图定义“前端”、“后端”、“上部”、“下部”、“上端”、“下端”等术语，但是组件的形状和位置不受该术语的限制。

在以下的描述中，交通工具是指用于将诸如人、物体或动物的物体从出发地点移动到目的地的运输工具。交通工具可以包括在道路或轨道上行驶的车辆、在海上或河流上移动的船舶、在空中飞行的飞机等。另外，在道路或轨道上行驶的车辆可以根据至少一个车轮的旋转而沿预定的方向移动。车辆可以包括三轮或四轮车辆、建筑机械、两轮车辆、摩托车、自行车和在轨道上行驶的列车。

以下，将参照附图详细描述根据本发明的示例性实施方案。图1是示出根据示例性实施方案的电机的转子的视图，图2是示出根据示例性实施方案的电机的转子的详细立体图，图3是示出根据示例性实施方案的转子芯部的视图。根据示例性实施方案，电机是牵引电机，其中牵引电机包括定子(未示出)和可旋转地设置在定子内部的转子。

如图1至图3所示，转子100可以包括：旋转轴10、接合于旋转轴10以包围旋转轴10的外周面的转子芯部110、沿着轴向插入到转子芯部110中的磁体120、以及接合于转子芯部110的相对端部的封板130。

特别地，转子芯部110可以形成为圆柱形，其中多个盘形的转子芯部主体111可以在其轴向上堆叠。转子芯部110以特定的空隙容纳在定子(未示出)中。转子芯部主体111可以包括孔112和多个磁体接合孔113，其中，孔112形成在转子芯部主体111的中央并沿着轴向贯穿，以允许旋转轴10插入并固定在其中，多个磁体接合孔113沿着孔112的周围形成。多个磁体接合孔113可以相对于沿着轴向的轴线对称地设置。每个磁体120可以插入相应的磁体接合孔113中。

磁体接合孔113可以形成为沿着转子芯部110的轴向贯穿。磁体接合孔113贯穿转子芯部主体111的每一个，以具有其相对端部开口的形状。磁体120可以包括永磁体120。另外，磁体120可以被配置成在不从外部供应电能的情况下产生稳定的磁场以旋转转子100。磁体120可以配置成通过与安装在定子上的线圈(未示出)中产生的磁场的相互作用而在转子芯部110中产生旋转力。

磁体120可以包括长方体的磁体主体121。磁体121可以包括形成在第一端部处的第一端面122和形成在第二端部处的第二端面123。第一端面122和第二端面123可以形成为相同的尺寸和形状。磁体120可以包括将第一端面122连接于第二端面123的四个表面部。四个表面部中的两个可以形成为彼此面对。

当电流施加于线圈时，转子100可以通过由定子的结构产生的旋转磁场与导体中产生的感应电流之间的相互作用而旋转。当转子100达到同步速度时，可以产生磁体120的转矩以及由转子100的结构引起的磁阻转矩，因此转子100可以旋转以产生转矩。此外，封板130可以设置在转子芯部110的上表面和下表面上。由于封板130可以设置在转子芯部110的第一端和第二端，所以封板130可以保持转子芯部110的旋转平衡恒定，以防止当转子芯部110以高速旋转时由重量偏差引起的振动。

特别地，封板130可以由诸如塑料的非磁性材料形成，由此防止从磁体120产生的磁通泄漏。封板130可以包括设置在转子芯部110的第一端上的第一板131和设置在转子芯部110的第二端上的第二板132。封板130可成对设置以支撑转子芯部110的相对端部。以下，将第一板131和第二板132统称为封板130。封板130可以包括磁体支撑部300，磁体支撑部300配置成支撑磁体120。

图4是示出根据示例性实施方案的电机的封板的视图，图5是示出图4的部分A的详细视图，尤其示出根据示例性实施方案的封板的位置固定部，图6是示出根据示例性实施方案的封板和转子芯部的接合的视图。

如图4至图6所示，封板130可以包括盘形板体130a。在板体130a的中心可以设置轴孔133，以允许旋转轴10插入其中。轴孔133可以形成为具有与转子芯部110的孔112相对于形状并且设置在与转子芯部110的孔112对齐的位置。

封板130可以包括从底面130b突出的磁体支撑部300。磁体支撑部300可以从封板130的底面130b突出，因此磁体支撑部300可以接合在转子芯部110和磁体120之间。磁体支撑部300可以具有与转子芯部110的磁体接合孔113相对应的形状。磁体支撑部300可以设置成与在转子芯部110的相对端部处开口的磁体接合孔113相对应。磁体支撑部300可以形成为与转子芯部110的磁体接合孔113的至少一部分相对应的形状。磁体支撑部300可以包括第一支撑部310和第二支撑部320，第一支撑部310设置成与转子芯部110的磁体接合孔113的第一侧相对应，第二支撑部320设置成与磁体接合孔113的第二侧相对应。

第一支撑部310可以配置为支撑第一端面122，而第二支撑部320可以配置为支撑第二端面123。磁体120的第一端面122可以设置为相对于转子芯部110的中心比第二端面123更靠外侧(例如，离转子芯部110的中心更远)。第一支撑部310的至少一部分与磁体120的第一端面122接触。另外，第一支撑部310的至少一部分可以包括与磁体120的第一端面122接触的第一支撑面311。第二支撑部320的至少一部分可以与磁体120的第二端面123接触。另外，第二支撑部320的至少一部分可以包括与磁体120的第二端面123接触的第二支撑面321。第一支撑部310可以设置为相对于封板130的中心比第二支撑部320更靠外侧。

分别支撑磁体120的第一侧和第二侧的磁体支撑部300的第一支撑部310和第二支撑部320可以容纳在转子芯部110的磁体接合孔113中。因此，由于封板130的磁体支撑部300可以接合在转子芯部110的磁体接合孔113之间，所以磁体支撑部300可以使磁体120设置或布置在更精确的位置，并支撑和固定磁体120而无需额外的结构。相应地，由于磁体120可以通过封板130的磁体支撑部300固定，所以可以防止磁通泄漏。

图7是示出根据另一示例性实施方案的封板和转子芯部的接合状态的视图。未示出的附图标记参照图1至图6。封板130可以包括从底面130b突出的磁体支撑部300A。磁体支撑部300A可以从封板130的底面130b突出，然后接合在转子芯部110和磁体120之间。磁体支撑部300A可以具有与转子芯部110的磁体接合孔113相对应的形状。

此外，磁体支撑部300A可以设置成与在转子芯部110的相对端部处开口的磁体接合孔113相对应。磁体支撑部300A可以形成为与转子芯部110的磁体接合孔113的至少一部分相对应的形状。磁体支撑部300A可以包括第一支撑部310A、第二支撑部320A、和第三支撑部330A，第一支撑部310A设置成与转子芯部110的磁体接合孔113的第一侧相对应，第二支撑部320A设置成与磁体接合孔113的第二侧相对应，第三支撑部330A配置为将第一支撑部310A连接到第二支撑部320A。第一支撑部310A可以配置为支撑第一端面122，而第二支撑部320A可以配置为支撑第二端面123。第三支撑部330A可以设置成支撑磁体120的四个侧面中的底面121a。

磁体120的第一端面122可以设置为相对于转子芯部110的中心比第二端面123更靠外侧。第一支撑部310A的至少一部分与磁体120的第一端面122接触。第一支撑部310A的至少一部分可以包括与磁体120的第一端面122接触的第一支撑面311A。第二支撑部320A的至少一部分可以与磁体120的第二端面123接触。另外，第二支撑部320A的至少一部分可以包括与磁体120的第二端面123接触的第二支撑面321A。

第一支撑部310A可以设置为相对于封板130的中心比第二支撑部320A更靠外侧。分别支撑磁体120的第一侧和第二侧的磁体支撑部300A的第一支撑部310A和第二支撑部320A可以容纳在转子芯部110的磁体接合孔113中。

因此，由于封板130的磁体支撑部300A可以接合在转子芯部110的磁体接合孔113之间，所以磁体支撑部300A可以使磁体120设置在更精确的位置，并支撑和固定磁体120而无需额外的结构。相应地，由于磁体120可以通过封板130的磁体支撑部300A固定，所以可以防止磁通泄漏。

图8是示出根据又一示例性实施方案的封板和转子芯部的接合状态的视图。未示出的附图标记参照图1至图6。封板130可以包括从底面130b突出的磁体支撑部300B。磁体支撑部300B可以从封板130的底面130b突出，然后接合在转子芯110和磁体120之间。磁体支撑部300B可以形成与转子芯部110的磁体接合孔113相对应的形状。

磁体支撑部300B可以设置成与在转子芯部110的相对端部处开口的磁体接合孔113相对应。磁体支撑部300B可以包括第一支撑部310B和第二支撑部320B，第一支撑部310B设置成与转子芯部110的磁体接合孔113的第一侧相对应，第二支撑部320B设置成与磁体接合孔113的第二侧相对应。第一支撑部310B可以配置成支撑磁体120的第一端面122，而第二支撑部320B可以配置为支撑第二端面123。

磁体120的第一端面122可以设置为相对于转子芯部110的中心比第二端面123更靠外侧。第一支撑部310B的至少一部分可以与磁体120的第一端面122接触。第一支撑部310B的至少一部分可以包括与磁体120的第一端面122接触的第一支撑面311B。另外，第二支撑部320B的至少一部分可以与磁体120的第二端面123接触。第二支撑部320B的至少一部分可以包括与磁体120的第二端面123接触的第二支撑面321B。

第一支撑部310B可以设置为相对于封板130的中心比第二支撑部320B更靠外侧。分别支撑磁体120的第一侧和第二侧的磁体支撑部300B的第一支撑部310B和第二支撑部320B可以容纳在转子芯部110的磁体接合孔113中。

因此，由于封板130的磁体支撑部300B可以接合在转子芯部110的磁体接合孔113之间，所以磁体支撑部300B可以使磁体120设置在更精确的位置，并支撑和固定磁体120而无需额外的结构。相应地，由于磁体120可以通过封板130的磁体支撑部300B固定，所以可以防止磁通泄漏。

下面将描述根据另一示例性实施方案的具有通过封板支撑和固定磁体的结构的电机的转子的制造方法。将其中形成有多个磁体接合孔113的转子芯部110堆叠，并且使用突出有磁体支撑部300的夹具(未示出)将磁体120设置在多个磁体接合孔113中。模制磁体120和转子芯部，将夹具移除，并且将封板130组装。

如上所述，关于根据另一示例性实施方案的制造方法，不需要用于固定磁体的额外结构，并且磁体可以由非磁性材料形成的封板设置或布置在更精确的位置。因此，可以防止从磁体产生的磁通泄漏。从以上描述可以看出，能够改进转子芯部和磁体的组装结构，以将磁体固定在正确位置，从而提高电机的性能。还能够通过防止转子的磁通泄漏来增加反电动电压，从而能够增加最大转矩并减少用于产生相同转矩所需的电流。

尽管示出和描述了本发明的一些实施方案，本领域技术人员将理解在不偏离本发明的原理和精神的范围内可以在这些实施方案中做出改变，本发明的范围在所附权利要求及其等价形式中限定。

Claims

1.一种电机，其包括：

定子；

转子，其配置为相对于所述定子旋转；

其中，所述转子包括：

转子芯部，其以旋转轴为中心能够旋转地设置，并且具有多个磁体接合孔，所述多个磁体接合孔沿着所述旋转轴的圆周方向以特定间距彼此间隔设置；

磁体，其插入到所述磁体接合孔中；以及

封板，其接合于所述转子芯部的相对端部；

其中，所述封板包括支撑所述磁体的磁体支撑部。

2.根据权利要求1所述的电机，其中，所述磁体支撑部从所述封板的底面突出。

3.根据权利要求1所述的电机，其中，所述磁体支撑部从所述封板突出，以接合在所述转子芯部和所述磁体之间。

4.根据权利要求1所述的电机，其中，所述磁体支撑部形成为具有与所述磁体接合孔的至少一部分相对应的形状。

5.根据权利要求1所述的电机，其中，所述磁体支撑部包括：

第一支撑部，其配置为支撑所述磁体的第一端面；以及

第二支撑部，其配置为支撑与所述第一端面相对的第二端面。

6.根据权利要求5所述的电机，其中，所述第一支撑部设置为相对于所述封板的中心比所述第二支撑部更靠外侧。

7.根据权利要求5所述的电机，其中，所述第一支撑部包括与所述第一端面接触的第一支撑面，所述第二支撑部包括与所述第二端面接触的第二支撑面。

8.根据权利要求5所述的电机，其中，所述第一支撑部和所述第二支撑部容纳在所述磁体接合孔内。

9.根据权利要求1所述的电机，其中，所述封板的中心包括轴孔，以使得旋转轴插入其中。

10.根据权利要求9所述的电机，其中，所述轴孔设置在与形成于所述转子芯部的中央的孔相对应的位置。

11.一种制造转子的方法，包括：

将设置有多个磁体接合孔的转子芯部堆叠；

使用突出有磁体支撑部的夹具将磁体设置在所述多个磁体接合孔中；

模制所述磁体和所述转子芯部；

将所述夹具移除，并且将封板组装。