CN112470365A - 用于电机的转子以及包括所述转子的电机 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于电机的转子(1)，其包括：旋转轴；包括多个片状件(3)的层状组装件，所述片状件包括若干(Pp)对一级磁极(13)和二级磁极(14)，一级磁极(13)和二级磁极(14)中的每一者包括内部流阻挡件(11)、中间流阻挡件(10)和外部流阻挡件(9)。

Description

用于电机的转子以及包括所述转子的电机
技术领域
本发明涉及一种用于电机的转子，并且涉及一种包括所述转子的电机。
特别地，本发明涉及一种用于具有永磁体类型的同步磁阻电机的转子。
背景技术
电机通常包括同轴地布置在彼此内部的固定部分(定子)和活动部分(转子)，它们中的一者同轴地布置在另一者的内部。通常，转子安置在定子的内部，定子包括适于产生磁场的电线圈，该磁场允许转子旋转。转子通常包括本体，该本体由片状件的组装件(pack)组成并且安置在旋转轴上。在具有永磁体的电动机中，片状件包括用于永磁体的座。
在电机中，且尤其是在具有永磁体的高性能电动机中，重要的参数由转子与定子之间的气隙给出：气隙越小，电机的性能越好，但这意味着昂贵的高精度工作。具有永磁体类型的同步磁阻电机的一个问题是由转矩脉动和反电动势谐波所产生的振动引起的，这会产生转子振动和高损耗。
发明内容
本发明的一个目的是获得一种电机的转子和一种电机，该电机的转子和电机保证了更高的效率，允许以大的气隙获得更好的性能，这意味着更高的转子工作容差和更低的成本。
本发明的另一目的是减少转矩脉动和反电动势谐波。
如通过下面的描述将得出的，本发明的上述和其他目的和优点，是通过如独立权利要求所要求保护的、用于电机的转子和电机而获得的。
本发明的优选实施例和非平凡的变化是从属权利要求的主题。
意图是，所有所附权利要求是本说明书的组成部分。
显而易见的是，如从所附的权利要求书中所表明的，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对所描述的内容进行多种变化和修改(例如，与形状、尺寸、布置和具有等效功能的部分有关)。
附图说明
参照所附附图，通过作为非限制性示例提供的本发明的一些优选实施例，将更好地描述本发明，在附图中：
-图1示出了根据本发明的用于电机的转子的前视图；
-图2示出了根据本发明的用于电机的转子的局部视图；以及
-图3示出了根据本发明的用于电机的两个极的局部视图以及转子的放大细节。
具体实施方式
参照附图，本发明的用于电机的转子1包括：旋转轴；层状组装件，其紧固在旋转轴上并且包括多个相同的片状件3，该多个相同的片状件包括被旋转轴穿过的中央孔2和多个轴向凹部6、8，所述轴向凹部6、8从片状件3的一部分穿过到达另一部分。特别地，每个片状件3包括：多个第一轴向凹部6，其优选地为梯形、矩形或方形的形状，该多个第一轴向凹部径向地布置在彼此下方并且相互间隔开；以及磁流发生器，该磁流发生器插入在第一轴向凹部6中，优选地，该磁流发生器插入在成形为条的永磁体中；从径向方向倾斜的多个第二轴向凹部8，该多个第二轴向凹部8从第一轴向凹部6开始到达片状件3的边缘附近。
所述第二轴向凹部8具有倾斜的径向方向，其具有与片状件3的边缘基本平行的表面12，所述表面12通过两个连接半径R与第一侧表面22和第二侧表面23接合，如图3的放大细节所示。
在一种优选的方式中，转子1包括八个磁极13、14，每个磁极包括三个流阻挡件9、10、11。特别地，每个流阻挡件9、10、11各自包括：第一轴向凹部6，其适于容纳流发生器，优选地容纳永磁体；一对第二轴向凹部8，其关于所述第一轴向凹部6倾斜且对称地布置。以此方式，每个流阻挡件9、10、11各自形成类似于“V”的设计，“V”的底部被平整并通过第一轴向凹部6形成，并且其倾斜的臂由所述一对第二轴向凹部8形成。每个流阻挡件9、10、11各自与对“V”形状的宽度进行限定的平均开角θa、θb、θc相对应。所述平均开角θa、θb、θc由是通过由各自经过转子1的旋转中心C并且经过中点M的两条直线定位的，所述中点M为在每个流阻挡件9、10、11的径向的第二倾斜轴向凹部8中的与片状件3的边缘基本平行的表面12的中点M。
在一种优选的方式中，转子1包括四个一级磁极13和四个二级磁极14，每个一级磁极13和每个二级磁极14均包括三个流阻挡件9、10、11。特别地，四个一级磁极13中的每个一级磁极优选地包括：内部流阻挡件11，该内部流阻挡件的平均开角θa基本上等于20°；中间流阻挡件10，该中间流阻挡件的平均开角θb基本上等于31.2°；外部流阻挡件9，该外部流阻挡件的平均开角θc基本上等于41.9°；四个二级磁极14中的每个二级磁极优选地包括：内部流阻挡件11，该内部流阻挡件的平均开角θa基本上等于14.4°；中间流阻挡件10，该中间流阻挡件的平均开角θb基本上等于25°；外部流阻挡件9，该外部流阻挡件的平均开角θc基本上等于36.2°。
对每个一级磁极13和二级磁极14各自的三个流阻挡件9、10、11的宽度进行限定的第二种模式是对开角θ1、θ2、…、θ12进行定位，所述开角θ1、θ2、…、θ12被包括在由转子1的理论旋转中心C投射的且各自经过接合点R的两条直线之间，所述开角的所述两条直线所经过的接合点R为每个倾斜的第二轴向凹部8的与片状件3的边缘基本平行的表面12和每个倾斜的第二轴向凹部8的第一侧表面22或第二侧表面23的接合点。
特别地，对于每个流阻挡件9、10、11而言均定位有内部开角θ1、θ3、θ5、θ7、θ9、θ11，所述内部开角被包括由转子1的旋转中心C投射的且经过接合点R的两条直线之间，所述内部开角的所述两条直线所经过的接合点R为每个倾斜的第二轴向凹部8的与片状件3的所述边缘基本平行的表面12和每个倾斜的第二轴向凹部8的第二侧表面23的接合点；并且对于每个流阻挡件9、10、11而言还定位有外部开角θ2、θ4、θ6、θ8、θ10、θ12，所述外部开角被包括在由转子1的旋转中心C投射的且相切于接合点R的两条直线之间，所述外部开角的所述两条直线所相切的接合点R为每个倾斜的第二轴向凹部8的与片状件3的边缘基本平行的表面12和每个倾斜的第二轴向凹部8的第一侧表面22的接合点。
下表1列出了对于转子1的一级磁极13和二级磁极14的对的通用数量Pp的开角θ1、θ2、…、θ12的值。
例如，对于具有八个极(四对极)的前述的转子1，数量Pp等于四，并且角度θ1等于(47°43'±2°)/4，即11°56'±0.5°。
Figure BDA0002910158450000041
表1
特别地，一级磁极13中的每个一级磁极包括：内部流阻挡件11，该内部流阻挡件的外部开角θ8乘以极的对的数量Pp被包括在87°43′与91°43′之间，在一种优选的方式中基本上等于89°43′；中间流阻挡件10，该中间流阻挡件的外部开角θ10乘以极的对的数量Pp被包括在132°45′与136°45′之间，在一种优选的方式中基本上等于134°45′；外部流阻挡件9，该外部流阻挡件的外部开角θ12乘以极的对的数量Pp被包括在175°16′与179°16′之间，在一种优选的方式中基本上等于177°16′；二级磁极14中的每个二级磁极包括：内部流阻挡件11，该内部流阻挡件的外部开角θ2乘以极的对的数量Pp被包括在65°14′与69°14′之间，在一种优选的方式中基本上等于67°14′；中间流阻挡件10，该中间流阻挡件的外部开角θ4乘以极的对的数量Pp被包括在105°14′与109°14′之间，在一种优选的方式中基本上等于107°14′；外部流阻挡件9，该外部流阻挡件的外部开角θ6乘以极的对的数量Pp被包括在150°14′与154°14′之间，在一种优选的方式中基本上等于152°14′。
此外，一级磁极13中的每个一级磁极包括：内部流阻挡件11，该内部流阻挡件的内部开角θ7乘以极的对的数量Pp被包括在68°14′与72°14′之间，在一种优选的方式中基本上等于70°14′；中间流阻挡件10，该中间流阻挡件的内部开角θ9乘以极的对的数量Pp被包括在113°14′与117°14′之间，在一种优选的方式中基本上等于115°14′；外部流阻挡件9，该外部流阻挡件的外部开角θ11乘以极的对的数量Pp被包括在155°45′与159°45′之间，在一种优选的方式中基本上等于157°44′；二级磁极14中的每个二级磁极包括：内部流阻挡件11，该内部流阻挡件的外部开角θ1乘以极的对的数量Pp被包括在45°43′与49°43′之间，在一种优选的方式中基本上等于47°43′；中间流阻挡件10，该中间流阻挡件的外部开角θ3乘以极的对的数量Pp被包括在90°43′与94°43′之间，在一种优选的方式中基本上等于92°43′；外部流阻挡件9，该外部流阻挡件的外部开角θ5乘以极的对的数量Pp被包括在135°45′与139°45′之间，在一种优选的方式中基本上等于137°45′。
优选地，在与片状件3的边缘基本平行的表面12与每个轴向倾斜凹部8的第一侧面22或第二侧面23之间的连接半径R被包括在0.2mm至1mm的范围内。优选地，转子1包括交替的一级磁极13和二级磁极14。以这种方式，两个连续的磁极13、14的流阻挡件9、10、11是彼此不对称的，并且这相对于已知的电机而言限制了转矩脉动和反电动势谐波。
无论如何，都有可能得到满足上述指定角度值的所有距离谱。
以已知的方式，电机包括固定部分(定子)和移动部分(转子)，它们中的一者同轴地布置在另一者的内部。通常，转子安置在定子的内部，定子包括适于产生磁场的电线圈，该磁场允许转子旋转。
根据本发明的电机还包括前述转子1，并且在转子1与定子之间包括气隙，该气隙的厚度被包括在0.5mm与1.5mm之间。

Claims (6)

1.一种用于电机的转子(1)，所述转子包括：
-旋转轴；
-层状组装件，所述层状组装件被紧固在所述旋转轴上并且包括多个片状件(3)，所述片状件包括一定数量(Pp)的对的一级磁极(13)和二级磁极(14)，每个磁极包括三个流阻挡件(9、10、11)，每个流阻挡件包括：
-第一轴向凹部(6)，所述第一轴向凹部适于容纳流发生器；
-一对倾斜的第二轴向凹部(8)，所述一对倾斜的第二轴向凹部关于所述第一轴向凹部(6)对称地布置，并且具有与所述片状件(3)的边缘基本平行的表面(12)，所述表面(12)与第一侧表面(22)和第二侧表面(23)接合；
其特征在于，每个一级磁极(13)和二级磁极(14)各自的所述三个流阻挡件(9、10、11)的宽度是通过外部开角(θ2、θ4、θ6、θ8、θ10、θ12)进行限定的，所述外部开角被包括在由所述转子(1)的理论旋转中心(C)投射的且各自相切于接合点(R)的两条直线之间，所述外部开角的所述两条直线所相切的所述接合点(R)为每个倾斜的第二轴向凹部(8)的与所述片状件(3)的所述边缘基本平行的所述表面(12)和每个倾斜的第二轴向凹部(8)的所述第一侧表面(22)的接合点，以及
-所述一级磁极(13)中的每个一级磁极包括：内部流阻挡件(11)，所述一级磁极(13)的所述内部流阻挡件(11)的外部开角(θ8)乘以极的对的数量(Pp)被包括在87°43′与91°43′之间；中间流阻挡件(10)，所述一级磁极(13)的所述中间流阻挡件(10)的外部开角(θ10)乘以极的对的数量(Pp)被包括在132°45′与136°45′之间；外部流阻挡件(9)，所述一级磁极(13)的所述外部流阻挡件(9)的外部开角(θ12)乘以极的对的数量(Pp)被包括在175°16′与179°16′之间；以及
-所述二级磁极(14)中的每个二级磁极包括：内部流阻挡件(11)，所述二级磁极(14)的所述内部流阻挡件(11)的外部开角(θ2)乘以极的对的数量(Pp)被包括在65°14′与69°14′之间；中间流阻挡件(10)，所述二级磁极(14)的所述中间流阻挡件(10)的外部开角(θ4)乘以极的对的数量(Pp)被包括在105°14′与109°14′之间；外部流阻挡件(9)，所述二级磁极(14)的所述外部流阻挡件(9)的外部开角(θ6)乘以极的对的数量(Pp)被包括在150°14′与154°14′之间。
2.根据权利要求1所述的用于电机的转子(1)，其特征在于，每个一级磁极(13)和二级磁极(14)各自的所述三个流阻挡件(9、10、11)的宽度是通过内部开角(θ1、θ3、θ5、θ7、θ9、θ11)进行限定的，所述内部开角被包括在由所述转子(1)的理论旋转中心(C)投射的且各自经过接合点(R)的两条直线之间，所述内部开角的所述两条直线所经过的所述接合点(R)为每个倾斜的第二轴向凹部(8)的与所述片状件(3)的所述边缘基本平行的所述表面(12)和每个倾斜的第二轴向凹部(8)的所述第二侧表面(23)的接合点，以及
-所述一级磁极(13)中的每个一级磁极包括：内部流阻挡件(11)，所述一级磁极(13)的所述内部流阻挡件(11)的内部开角(θ7)乘以极的对的数量(Pp)被包括在68°14′与72°14′之间；中间流阻挡件(10)，所述一级磁极(13)的所述中间流阻挡件(10)的内部开角(θ9)乘以极的对的数量(Pp)被包括在113°14′与117°14′之间；外部流阻挡件(9)，所述一级磁极(13)的所述外部流阻挡件(9)的内部开角(θ11)乘以极的对的数量(Pp)被包括在155°45′与159°45′之间；以及
-所述二级磁极(14)中的每个二级磁极包括：内部流阻挡件(11)，所述二级磁极(14)的所述内部流阻挡件(11)的外部开角(θ1)乘以极的对的数量(Pp)被包括在45°43′与49°43′之间；中间流阻挡件(10)，所述二级磁极(14)的所述中间流阻挡件(10)的外部开角(θ3)乘以极的对的数量(Pp)被包括在90°43′与94°43′之间；外部流阻挡件(9)，所述二级磁极(14)的所述外部流阻挡件(9)的外部开角(θ5)乘以极的对的数量(Pp)被包括在135°45′与139°45′之间。
3.根据权利要求1或2所述的用于电机的转子(1)，其特征在于：
-所述一级磁极(13)中的每个一级磁极包括：内部流阻挡件(11)，所述一级磁极(13)的所述内部流阻挡件(11)的外部开角(θ8)乘以极的对的数量(Pp)基本上等于89°43′；中间流阻挡件(10)，所述一级磁极(13)的所述中间流阻挡件(10)的外部开角(θ10)乘以极的对的数量(Pp)基本上等于134°45′；外部流阻挡件(9)，所述一级磁极(13)的所述外部流阻挡件(9)的外部开角(θ12)乘以极的对的数量(Pp)基本上等于177°16′；以及
-所述二级磁极(14)中的每个二级磁极包括：内部流阻挡件(11)，所述二级磁极(14)的所述内部流阻挡件(11)的外部开角(θ2)乘以极的对的数量(Pp)基本上等于67°14′；中间流阻挡件(10)，所述二级磁极(14)的所述中间流阻挡件(10)的外部开角(θ4)乘以极的对的数量(Pp)基本上等于107°14′；外部流阻挡件(9)，所述二级磁极(14)的所述外部流阻挡件(9)的外部开角(θ6)乘以极的对的数量(Pp)基本上等于152°14′。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的用于电机的转子(1)，其特征在于：
-所述一级磁极(13)中的每个一级磁极包括：内部流阻挡件(11)，所述一级磁极(13)的所述内部流阻挡件(11)的内部开角(θ7)乘以极的对的数量(Pp)基本上等于70°14′；中间流阻挡件(10)，所述一级磁极(13)的所述中间流阻挡件(10)的内部开角(θ9)乘以极的对的数量(Pp)基本上等于115°14′；外部流阻挡件(9)，所述一级磁极(13)的所述外部流阻挡件(9)的外部开角(θ11)乘以极的对的数量(Pp)基本上等于157°45′；以及
-所述二级磁极(14)中的每个二级磁极包括：内部流阻挡件(11)，所述二级磁极(14)的所述内部流阻挡件(11)的外部开角(θ1)乘以极的对的数量(Pp)基本上等于47°43′；中间流阻挡件(10)，所述二级磁极(14)的所述中间流阻挡件(10)的外部开角(θ3)乘以极的对的数量(Pp)基本上等于92°43′；外部流阻挡件(9)，所述二级磁极(14)的所述外部流阻挡件(9)的外部开角(θ5)乘以极的对的数量(Pp)基本上等于137°45′。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的用于电机的转子(1)，其特征在于，每个一级磁极(13)和二级磁极(14)各自的所述三个流阻挡件(9、10、11)的宽度是通过由各自经过所述转子(1)的理论旋转中心(C)并且经过中点(M)的两条直线定位的平均开角(θa、θb、θc)进行限定的，所述中点(M)为每个流阻挡件(9、10、11)的径向的所述倾斜的第二轴向凹部(8)的与所述片状件(3)的所述边缘基本平行的所述表面(12)的中点，以及，所述转子包括：
-四个一级磁极(13)，每个一级磁极均包括：内部流阻挡件(11)，所述一级磁极(13)的所述内部流阻挡件(11)的平均开角(θa)基本上等于20°；中间流阻挡件(10)，所述一级磁极(13)的所述中间流阻挡件(10)的平均开角(θb)基本上等于31.2°；外部流阻挡件(9)，所述一级磁极(13)的所述外部流阻挡件(9)的平均开角(θc)基本上等于41.9°；以及
-四个二级磁极(14)，每个二级磁极均包括：内部流阻挡件(11)，所述二级磁极(14)的所述内部流阻挡件(11)的平均开角(θa)基本上等于14.4°；中间流阻挡件(10)，所述二级磁极(14)的所述中间流阻挡件(10)的平均开角(θb)基本上等于25°；外部流阻挡件(9)，所述二级磁极(14)的所述外部流阻挡件(9)的平均开角(θc)基本上等于36.2°。
6.一种电机，所述电机包括：固定部分、定子；以及根据前述权利要求中的任一项所述的转子(1)，所述转子布置成在所述定子内部移动，其特征在于，所述电机在所述转子(1)与所述定子之间包括气隙，所述气隙的厚度被包括在0.5mm与1.5mm之间。
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