CN112953054A - 具有降噪转子凹口的电机 - Google Patents

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Abstract

用于例如电气化动力传动系的电机的转子组件包括：转子，具有内径表面和外径表面；以及转子轴，连接到转子，并且由转子环绕。转子具有等距间隔的转子磁极，每个具有正交轴线（“q‑轴线”）和一对直轴线（“d‑轴线”）。在转子的磁极中的每个处，转子限定至少三个弓形凹口，包括由q‑轴线二等分的中心凹口和对称地侧接中心凹口的一对附加弓形凹口。转子可包括可按双V形配置布置的嵌入永磁体。每个附加凹口可定位在磁体的顶层开放角度的扫掠范围内。中心凹口和/或一对附加凹口可限定使凹口平滑过渡到外径表面中的切向连续嵌边。

Description

具有降噪转子凹口的电机
背景技术
电力牵引马达、发电机和马达发电机单元在本领域中共同地被称为旋转电机。在典型径向磁通量机器中，圆柱形定子外切圆柱形转子，其中，定子与转子由径向气隙从彼此间隔开短距离。等距间隔的定子齿朝向转子的外径表面径向向内突出，其中，相邻定子齿由相应定子狭槽从彼此分离。每个定子狭槽填充有导线或固体条段，以由此形成一组定子绕组。在电机的多相实施例中，交流输入电压经由对应相引线施加到定子绕组。此后，所赋能定子产生旋转定子磁场。
在内部永磁体(“IPM”)电机中，形成转子的芯结构的单独层压层嵌入有目的性布置的永磁体，例如，由具有良好适于应用的磁性质的钕铁硼(“NdFeB”)、钐钴(“SmCo”)、铁氧体或其它磁性材料构造的磁体的双V形配置。不同于由定子绕组的顺序赋能产生的电磁体，所嵌入转子磁体共同地确立时间变化的转子磁场。定子与转子磁场相互作用，以产生并且维持上述定子-转子气隙内的原动力，其中，所产生的间隙力最终将旋转赋予到转子和所连接转子轴。永磁体同步磁阻马达(“PM-SRMs”)也可用于要求相对高速操作、功率密度和效率的应用。
旋转电机在许多应用中是主要辐射噪声源，包括电气化动力传动系中，其中，采用一个或多个电机，作为转矩源，例如，作为高电压推进马达。此类机器噪声趋向于在主导绕组和转矩波动阶数处最普遍，例如，在对于示例性三相电机的极通阶数的三次谐波处。典型电动和混合电动交通工具动力传动系趋向于努力朝向最小化非期望噪声、振动和粗糙度(“NVH”)作用而使转子或定子偏斜。然而，此类偏斜技术可具有降低总体机器性能和操作效率的非期望作用。类似结果可由机器的总体电磁设计中强加更严格NVH约束产生。因此，对于更高效方法存在有需要，以降低采用旋转电机的电气化动力传动系内的谐波噪声。
发明内容
本公开涉及改进的转子设计，用于降低采用旋转电机的电气化动力传动系中的噪声、振动和粗糙度(“NVH”)作用。在示例性机动交通工具应用中，例如，电气化动力传动系可用于沿着路面推进交通工具。如上文注意的，旋转电机的主要部件包括圆柱形定子和转子。在典型径向磁通量配置中，定子可环绕或外切转子，使得在转子的外径表面与定子的内径表面之间限定径向定子-转子气隙。转子的可能实施例包括嵌入转子的对应腔内的永磁体组，例如，作为对于每个转子极的双V形配置。定子包括被设置在定子狭槽中的定子绕组，其中，此类定子狭槽开放到径向定子-转子气隙中。
为了提供本文公开的各种益处，并且具体地降低目标NVH阶数，修改转子的外径表面，以限定对于每个转子极对称的弓形凹口。转子凹口可沿着转子的整个轴向长度延伸，或者在不同实施例中，凹口可隔离到具体层压层。可在转子的每个磁极处使用至少三个转子凹口，其中，在其它实施例中，可能添加附加对转子凹口。根据示例性实施例的电机具有8个转子极和72个定子狭槽，其中，每转子极对18个定子齿。可在本公开的范围内设想电机的其它实施例，当配备有所公开转子凹口时，其将同样地受益于降低的NVH作用，如本文阐述的。
如将由本领域普通技术人员理解的，电机的转子极中的每个具有正交轴线（“q-轴线”）和直轴线（“d-轴线”），其中，d-轴线与q-轴线形成旋转参考系。在转子极中的每个处，由定子绕组沿着d-轴线产生磁通量。同时，在转子极之间沿着q-轴线产生马达转矩。对于每个转子极，本文设想的转子凹口包括与q-轴线对准并且由q-轴线二等分的凹口（“q-轴线凹口”）。q-轴线凹口由定位远离极的d-轴线处于校准角度距离的附加对转子凹口（“d-轴线凹口”）对称地侧接。因此，单个q-轴线凹口在相应转子极处形成中心凹口，其中，至少一个d-轴线凹口定位在q-轴线/中心凹口的每侧上。
在某些实施例中，一对或多对附加凹口可侧接中心凹口，例如，当使用两对附加凹口时，转子可具有每转子极总计5个凹口。共同地，在转子的磁极中的每个处包括所公开转子凹口显著降低噪声，而不影响马达转矩和效率。
可对于给定应用调整转子凹口的特定大小、形状和/或位置，以便以目标阶数最大化降噪，并且使振动能量均匀分布贯穿于电机。凹口可为弓形的，例如，圆形、椭圆形或多边形。可选地，切向连续嵌边或另一适合的过渡廓形可与凹口一起使用，以使凹口平滑地过渡或弯折到转子的外径表面中。此类嵌边可帮助避免转子应力集中和噪声，特别是在更高机器速度下。
在示例性实施例中，用于电机的转子组件包括圆柱形转子和转子轴。具有内径表面和外径表面的转子包括多个等距间隔的转子磁极，每个具有正交轴线（“q-轴线”）。转子轴连接到内径表面，并且由转子环绕。当电机的定子被赋能时，此类转子轴连同转子围绕旋转轴线旋转。在每个等距间隔的转子磁极处，转子限定至少三个弓形凹口，包括由极的q-轴线二等分的中心凹口和对称地侧接中心凹口的一对附加弓形凹口。
在一些实施例中，转子包括邻近外径表面嵌入转子内的多组永磁体。此类磁体形成等距间隔的转子磁极。
在等距间隔的转子磁极中的每个处，当沿着旋转轴线观察转子时，永磁体可选地可按双V形配置布置。如本领域中理解的，此类磁体配置在转子极的任一相对侧上限定相应顶层磁体开放角度。一对附加凹口中的每个凹口可定位在相应顶层开放角度中的一个的扫掠范围或角度范围内。
电机具有定子，所述定子具有N个定子狭槽。一对附加凹口可位于远离最近d-轴线处于约360/N度，以由此降低第N转矩波动阶数谐波，例如，在345-375度的范围内。在一些实施例中，定子可具有72个狭槽，即，N=72。在其它实施例中，可使用其它数量的定子狭槽。在某些应用中，360/N可提供优化响应。
在每个转子极处对称地侧接中心凹口的一对附加凹口可具有相同的大小和形状。在一些配置中，中心凹口可具有与一对附加凹口相同的大小和形状，或者中心凹口可具有不同的大小和/或形状。
在某些配置中，中心凹口与一对附加凹口可限定使凹口平滑地过渡到外径表面中的切向连续嵌边。
本文还公开了旋转电机。机器的实施例包括转子，所述转子由定子外切，并且具有内径表面和外径表面。转子包括等距间隔的转子磁极，每个具有相应q-轴线。转子轴连接到转子的内径表面，并且由转子环绕，并且被配置成当定子被赋能时连同转子围绕旋转轴线旋转。如上文注意的，在等距间隔的转子磁极中的每个处，转子限定至少三个弓形凹口，包括由q-轴线二等分的中心凹口和对称地侧接中心凹口的一对附加弓形凹口。
还公开了电气化动力传动系。动力传动系可包括牵引功率逆变器模块(“TPIM”)，其连接到电池组，并且被配置成将来自电池组的直流(“DC”)电压改变为交流(“AC”)电压。动力传动系还包括旋转电机，如上文阐述的，所述旋转电机由来自TPIM的AC电压赋能。变速器联接到转子轴，并且由电机提供动力。
本公开还提出了以下技术特征。
1. 用于电机的转子组件，包括：
转子，具有内径表面和外径表面，其中，所述转子包括多个等距间隔的转子磁极，每个具有正交轴线(“q-轴线”)和一对直轴线(“d-轴线”)；以及
转子轴，连接到所述内径表面，并且由所述转子环绕，并且被配置成当所述电机的定子被赋能时连同所述转子围绕旋转轴线旋转；
其中，在所述等距间隔的转子磁极中的每个处，所述转子限定至少三个弓形凹口，包括由所述q-轴线二等分的中心凹口以及对称地侧接所述中心凹口的一对附加弓形凹口，以及其中，所述附加弓形凹口中的每个位于远离所述d-轴线中的相应一个处于校准角度距离。
2. 根据技术方案1所述的转子组件，其中，圆柱形转子包括邻近所述外径表面嵌入所述转子内的多组永磁体，以由此形成所述等距间隔的转子磁极。
3. 根据技术方案2所述的转子组件，其中，在所述等距间隔的转子磁极中的每个处，当沿着所述旋转轴线观察所述转子时，所述永磁体按双V形配置布置，以由此在转子极的任一侧上限定相应顶层磁体开放角度，并且所述一对附加凹口中的每个凹口定位在所述相应顶层开放角度中的一个的扫掠范围内。
4. 根据技术方案3所述的转子组件，其中，所述电机具有定子，所述定子具有N个定子狭槽，并且所述一对附加凹口位于远离最近d-轴线处于约360/N度，以由此降低第N转矩波动阶数谐波。
5. 根据技术方案4所述的转子组件，其中，N = 72。
6. 根据技术方案1所述的转子组件，其中，对称地侧接所述中心凹口的所述一对附加凹口具有相同大小和形状。
7. 根据技术方案6所述的转子组件，其中，所述中心凹口具有与所述一对附加凹口相同的大小和形状。
8. 根据技术方案7所述的转子组件，其中，所述中心凹口和所述一对附加凹口限定使所述凹口平滑地过渡到所述外径表面中的切向连续嵌边。
9. 旋转电机，包括：
定子；
转子，由所述定子外切，并且具有内径表面和外径表面，其中，所述转子包括多个等距间隔的转子磁极，每个具有正交轴线（“q-轴线”）和一对直轴线（“d-轴线”）；以及
转子轴，连接到所述内径表面，由所述转子环绕，并且被配置成当所述定子被赋能时连同所述转子围绕旋转轴线旋转；
其中，在所述等距间隔的转子磁极中的每个处，所述转子限定至少三个弓形凹口，包括由所述q-轴线二等分的中心凹口和对称地侧接所述中心凹口的一对附加弓形凹口，以及其中，所述附加弓形凹口中的每个位于远离所述d-轴线中的相应一个处于校准角度距离处。
10. 根据技术方案9所述的旋转电机，其中，所述转子包括邻近所述外径表面嵌入所述转子内的多组永磁体，以由此形成所述等距间隔的转子磁极。
11. 根据技术方案10所述的旋转电机，其中，在所述等距间隔的转子磁极中的每个处，当沿着所述旋转轴线观察所述转子时，所述永磁体按双V形配置布置，以由此在所述转子极的任一侧上限定相应顶层磁体开放角度，并且所述一对附加凹口中的每个凹口定位在所述相应顶层开放角度中的一个的扫掠范围内。
12. 根据技术方案11所述的旋转电机，其中，定子限定N个定子狭槽，并且所述一对附加凹口位于远离最近d-轴线处于360/N度，以由此降低第N转矩波动阶数谐波。
13. 根据技术方案12所述的旋转电机，其中，N = 72。
14. 根据技术方案9所述的旋转电机，其中，对称地侧接所述中心凹口的所述一对附加凹口具有相同的大小和形状。
15. 根据技术方案14所述的旋转电机，其中，所述中心凹口具有与所述一对附加凹口相同的大小和形状。
16. 根据技术方案15所述的旋转电机，其中，所述中心凹口和所述一对附加凹口限定使所述凹口平滑地过渡到所述外径表面中的切向连续嵌边。
17. 电气化动力传动系，包括：
电池组；
牵引功率逆变器模块(“TPIM”)，连接到所述电池组，并且被配置成将来自所述电池组的直流(“DC”)电压改变为交流(“AC”)电压；
旋转电机，由来自所述TPIM的所述AC电压赋能，并且包括：
定子；
转子，由所述定子外切，并且具有内径表面和外径表面，其中，所述转子包括多个等距间隔的转子磁极，每个具有正交轴线（“q-轴线”）和一对直轴线（“d-轴线”）；以及
转子轴，连接到所述转子，并且由所述转子环绕，并且被配置成当所述电机被赋能时连同所述转子围绕所述旋转轴线旋转；以及
变速器，联接到所述转子轴，并且由所述电机提供动力；
其中，在所述等距间隔的转子磁极中的每个处，所述转子限定至少三个弓形凹口，包括由所述q-轴线二等分的中心凹口和对称地侧接所述中心凹口的一对附加弓形凹口，以及其中，所述附加弓形凹口中的每个位于远离所述d-轴线中的相应一个处于校准角度距离。
18. 根据技术方案17所述的电气化动力传动系，其中：
所述转子包括邻近所述转子的所述外径表面嵌入所述转子内的多组永磁体，以由此形成所述等距间隔的转子磁极；以及
在所述等距间隔的转子磁极中的每个处，当沿着所述旋转轴线观察所述转子时，所述永磁体按双V形配置布置，以由此在所述转子极的任一侧上限定相应顶层磁体开放角度，并且所述一对附加凹口中的每个凹口定位在所述相应顶层开放角度中的一个的扫掠范围内。
19. 根据技术方案18所述的电气化动力传动系，其中，定子限定N个定子狭槽，并且所述一对附加凹口位于远离最近d-轴线处于360/N度，以由此降低第N转矩波动阶数谐波。
20. 根据技术方案19所述的电气化动力传动系，其中，所述至少三个弓形凹口具有与所述一对附加凹口相同的大小和形状，并且限定使所述凹口平滑地过渡到所述转子的所述外径表面中的切向连续嵌边。
上文的发明内容不旨在表示本公开的每个可能实施例或每个方面。相反地，前述发明内容旨在例示本文公开的一些新颖方面和特征。当与所附附图和所附权利要求结合时，根据用于执行本公开的代表性实施例和模式的以下详细描述，本公开的上文的特征和优点以及其它特征和优点将容易地显而易见。
附图说明
图1是具有旋转电机的电气化动力传动系的示意性图示，所述旋转电机的转子被构造有降噪周边凹口，如本文阐述的。
图2是用于与图1中显示的转子一起使用的示例性凹口配置的示意性图示。
图3是图2中显示的转子的示例性极的示意性图示，绘示了按V形配置布置的嵌入永磁体。
图4和图5是可用作图1的代表性电气化动力传动系的部分的可选转子凹口的示意性图示。
本公开易具有修改和可选形式，其中，代表性实施例通过示例的方式显示在附图中，并且在下文详细描述。本公开的发明性方面不限于所公开实施例。相反地，本公开旨在涵盖落入本公开的范围内的修改、等同例、组合和可选例，如由所附权利要求限定的。
具体实施方式
参考附图，其中，在若干附图中，相似的附图标记指的是相同或相似的部件，电气化动力传动系10示意性地绘示在图1中，例如，用于示例性机动交通工具11上。动力传动系10包括旋转电机12，所述旋转电机12具有转子组件14A和定子16。当定子16被赋能时，转子组件14A将马达转矩（箭头TM）供应到变速器(“T”)20，例如，步进式齿轮自动变速器。虽然为了说明的简单性而被省略，但是电气化动力传动系10也可包括被配置成产生发动机转矩的内燃机。当如此配备时，单独或结合来自电机12的马达转矩（箭头TM），所产生的发动机转矩选择性地被提供到变速器20。
为了降低电机12中的目标噪声、振动和粗糙度(“NVH”)阶数，修改了转子组件14A的转子14的周边外径表面30，以限定在给定转子极处对称的凹陷或凹口40（参见图2）。如将由本领域普通技术人员理解的，如上文注意的，电机10具有直轴线（“d-轴线”）)和正交轴线（“q-轴线”）。如下文阐述的，所公开凹口按图2-图5中绘示的方式布置在此类轴线上或者相对于此类轴线布置。
当图1的交通工具11被实施为混合电动交通工具时，电机12和/或发动机可为变速器20提供动力。可选地，交通工具11可为电池电动交通工具，在所述情况下，可仅通过来自电机12的马达转矩（箭头TM）为变速器20提供动力。所公开改进涉及电机12的构造，并且可在没有限制的情况下在交通工具11的HEV和EV实施例中以及在非交通工具应用（例如，电厂、起吊机、移动平台和机器人等等）中实现。
电机12的转子组件14A相邻于定子16定位，并且由气隙G从其分离，其中，此类气隙G形成磁通量屏障。转子组件14A的定子16和转子14可由薄层压层的堆叠（例如，电工钢或其它铁质材料）构造，其中，每层通常为约0.2 mm-0.5 mm厚，如将由本领域普通技术人员理解的。根据非限制性示例性实施例的转子组件14A同心地布置在定子16内，使得定子16外切转子组件14A。在此类实施例中，气隙G是径向气隙，并且电机12被实施为径向磁通量型机器。然而，可实现其它实施例，其中，转子组件14A与定子16的相对位置反转。为了说明的一致性，下文将描述图1的实施例，其中，转子组件14A径向驻留在定子16内，而不将构造限于此类配置。
图1中示意性地显示的转子14可选地包括嵌入的一组永磁体，在本文共同地被称为转子磁体55（参见图3）。在此类实施例中，电机12是内部永磁体(“IPM”)机器，或者可选地为同步磁阻机器。例如，转子磁体55可由铁氧体、钕铁硼、钐钴、铝镍钴等等或其它适合应用的材料构造。在此类实施例中，转子磁体55嵌入转子14的单独钢层压层内，并且在不同实施例中可具有一层或多层。因此，转子磁体55的所示出配置是实施IPM机器的一种可能方式的示例。
继续参考图1的示例性交通工具11，电气化动力传动系10可包括交流(“AC”)电压总线13。可使用高压电池组(“BHV”)24（例如，锂离子、锂硫、镍金属氢化物或其它高能电压供应）经由牵引功率逆变器模块(“TPIM”)28而选择性地赋能AC电压总线13。AC电压总线13将AC总线电压(“VAC”)传导到电机12，或者从电机12传导AC总线电压(“VAC”)。当按驱动或机动模式操作时，来自所赋能电机12的马达转矩（箭头TM）被赋予到转子组件14A的转子轴14R，其中，转子轴14R轴颈连接、花键连接或以其它方式连接到转子14的内径表面34。然后，马达转矩（箭头TM）被引导到所联接负载，例如，变速器20和/或一个或多个负重轮22。
电气化动力传动系10也可包括直流到直流(“DC-DC”)转换器26，所述直流到直流(“DC-DC”)转换器26被配置成根据需要而减小或增加相对高DC总线电压(“VDC”)。DC-DC转换器26经由对应DC电压总线15的正(+)和负(-)轨连接在电池组24与TPIM 28之间。在一些配置中，辅助电池组(“BAUX”)124可连接到DC-DC转换器26，其中，辅助电池组124可能地被实施为铅酸电池或由另一适合应用的化学品构造的电池，并且被配置成将12-15 V辅助电压(“VAUX”)存储或供应到一个或多个连接辅助装置（未显示）。
参考图2和图3，图1的定子16具有从圆柱形定子壳体或芯16C向内延伸的径向突出的定子齿16T（图3）。即，定子齿16T从图3的定子芯16C延伸，所述定子芯16C具有环形外径表面33，其向内朝向转子14的外径表面30。定子16的内径表面31是定子齿16T的径向最内表面。相邻定子齿16T由对应定子狭槽37从彼此分离，如将由本领域普通技术人员理解的。定子狭槽37基本上填充有电导体，通常为铜线或铜条/“发夹”。此类导体共同形成定子绕组32。当通过来自图1的TPIM 28的多相输出电压而顺序赋能定子绕组32时，产生旋转定子磁场。由所产生的旋转定子场形成的定子磁极与由转子磁体55的各种群组提供的转子极相互作用，以使图1和3的转子轴14R以及联接到其的负载（例如，负重轮22）旋转。
转子磁体55的数量、类型、位置和/或相对定向最终影响磁通量在电机12的铁质材料中的量值和分布。如所显示的，当沿着其旋转轴线观察转子14时，转子磁体55可按总体上V形配置布置。在此类V形配置中，转子磁体55的端部相邻于转子14的外径表面30，所述转子磁体55的端部比转子磁体55的位于更靠近于转子轴14R的相对端部更靠近在一起间隔（参见图3）。而且，当如在图3中轴向观察时，转子磁体55可相对于q-轴线对称地分布，其中，更大的第一对转子磁体55（例如，如所显示的，按双V形式样布置的矩形条形磁体）相邻于对于给定转子极的q-轴线定位。第一对转子磁体55由更小的第二对转子磁体55侧接，所述第二对转子磁体同样地按图3中绘示的典型双V形配置布置。
如在图2中的近距离视图中显示的，为了提供本文公开的降低各种NVH的益处，修改了转子14的周边外径表面30，以限定均匀间隔的凹口特征40。凹口40按对称方式布置在转子14的每个磁极中，并且可具有相同或者不同的大小和/或形状。因此，所示出的大小和形状是本教导的示例，并且是非限制性的。
相对于外径表面30，每个转子凹口40具有凹口宽度r1 和凹口深度r2，其中，对于最佳降低NVH，r1> r2。然而，可设想其它实施例，其中，r1≤r2，在某些应用中，这可具有足够效用。每个凹口40的宽度r1提供对于转子14的外径表面30的平滑切向连续过渡，以降低转子14中的应力集中。在其它实施例中，可使用非切向/非平滑曲线或其它过渡轮廓，作为NVH益处与应力/制造简单性之间的折中。
图3绘示了转子组件14A的转子14的单个磁极。转子14可邻近转子轴14R限定气腔39，例如，以降低重量，其中，一个此类气腔39从图3的透视图可见。如将由本领域普通技术人员理解的，图3中的绘示表示了转子14的8极实施例，其中，其余7个极与图3的示例性极相同，并且因此为了说明的简单性和清晰性而被省略。然而，所公开转子凹口40可用于广泛范围的机器配置中，包括转子极（例如，4个、6个、8个、10个等等）与定子狭槽（例如，24个、36个、48个、72个等等）的不同组合。因此，图3的8极实施例对于仅一个可能配置是非限制性和说明性的。
对于每个转子极，本文设想的转子凹口40包括中心q-轴线凹口N2和对称地侧接q-轴线凹口N2的至少一对附加d-轴线凹口N1和N3。如本文使用的，术语“对称地侧接”指的是d-轴线凹口N1和N3从q-轴线凹口N2是等距的。在其它实施例中，可在每个转子极处使用一个或多个附加对凹口40，其中，凹口N4和N5表示此类附加对。
在中心q-轴线凹口N2与侧接d-轴线凹口N1和N3的相对位置的方面，q-轴线二等分q-轴线凹口N2，如所显示的。如将理解的，从转子轴14R的中心通过顶层永磁体55的径向最外拐角（点P）绘制的线在转子极的任一侧上限定顶层磁体开放角度θ。转子凹口N1和N3定位在相应开放角度θ的扫掠范围或角度范围内，以确保与磁通量的最大相互作用。如果使用，则附加转子凹口N4 和N5可定位在顶层磁体开放角度θ的扫掠范围外部。对于在其定子16中具有N个狭槽的电机12，侧接d-轴线凹口40（即，图4和图5的N1和N3）可位于远离d-轴线处于360/N度，以显著降低第N转矩波动阶数谐波。例如，电机12的72狭槽实施例可远离图3中绘示的每个d-轴线处于360/72 = 5度的角度距离定位其侧接d-轴线凹口N1和N3 。
相对于转子凹口40的表面轮廓几何形状，凹口40的大小和形状可适合于给定应用，以便最大化降噪，并且使振动能量在图1的电机12中均匀地分布。共同地，在电机12的每个转子极处包括凹口40显著降低机器噪声，而不影响马达转矩和效率。在各种实施例中，凹口40可为圆形、椭圆形或多边弓形特征。如图2中显示的，切向连续嵌边19或者另一适合的过渡轮廓或廓形可与凹口40一起使用，以提供对于外径表面30的邻近“无凹口”区域的平滑过渡。此类嵌边19将帮助避免转子应力集中和噪声，特别是在转子组件14A的更高旋转速度下。
图4和图5绘示了转子凹口40（即，中心q-轴线凹口N2以及对称地侧接q-轴线凹口N2的d-轴线凹口N1和N3）的两个可能实施例。在图4的配置中，相对于侧接凹口N1和N3，q-轴线凹口N2具有不同的大小和形状。例如，q-轴线凹口N2可为缺少图2的嵌边19的圆形凹口，而侧接凹口N1和N3具有图2中显示的凹口40的嵌边外观。此类配置可相对于缺少所公开凹口40的转子组件用于降低NVH作用。
可选地，凹口N1、N2和N3可具有相同的大小和形状，例如，如图5中绘示的。当凹口N1、N2和N3相等地定大小并且类似地成形时，特别是当凹口40具有嵌边时，如所显示的，图1的电机12可享有最佳降噪。然而，本领域普通技术人员将理解的是，相对于图4中的q-轴线凹口N2的圆形形状，当形成转子14的单独层压层时，凹口40的嵌边廓形将要求更复杂处理。因此，形状、大小和位置的选择为性能-制造折中。
同样地，转子组件14由具有相同周界形状的层压层的堆叠的形成将有助于制造，其中，此类构造的结果是沿着转子组件14A的纵向旋转轴线延伸的长形凹口40。可选地，可形成两组转子层压层，其中，一组具有图4或图5中显示的周界形状，并且另一组是圆形的，并且因此缺少凹口40。在此类实施例中，具有凹口40的层压层可定位在转子14的目标轴向位置处。此类方法可实现某些NVH作用以及其谐波阶数的更针对性的降低。
如将由本领域普通技术人员理解的，鉴于前述公开，将所公开转子凹口40并入到图1的转子14中可提供的优点是，在目标绕组和狭槽阶数处降低音调噪声。凹口40的形成有效地扩大图2的气隙G，然而，这降低了电机12的转矩能力。因此，此类转子凹口40的大小和数量应最小化到例如每转子极三个转子凹口40，以便确保转矩性能的最小衰化。本教导可应用于适当构造的转子组件14，以降低具体谐波阶数，包括IPM机器和同步磁阻机器的那些。在压印转子的层压层期间，一旦将期望表面几何形状施加到转子组件14，则不要求附加处理。
虽然已经详细描述了一些最佳模式和其它实施例，但是存在有各种可选设计和实施例，用于实践所附权利要求中限定的本教导。本领域技术人员将理解的是，可对于所公开实施例进行修改，而不从本公开的范围脱离。此外，本构思明确地包括所描述元件和特征的组合和子组合。详细描述和附图对于本教导是支持和描述性的，其中，本教导的范围仅由权利要求限定。

Claims (10)

1.用于电机的转子组件，包括：
转子，具有内径表面和外径表面，其中，所述转子包括多个等距间隔的转子磁极，每个具有正交轴线(“q-轴线”)和一对直轴线(“d-轴线”)；以及
转子轴，连接到所述内径表面，并且由所述转子环绕，并且被配置成当所述电机的定子被赋能时连同所述转子围绕旋转轴线旋转；
其中，在所述等距间隔的转子磁极中的每个处，所述转子限定至少三个弓形凹口，包括由所述q-轴线二等分的中心凹口以及对称地侧接所述中心凹口的一对附加弓形凹口，以及其中，所述附加弓形凹口中的每个位于远离所述d-轴线中的相应一个处于校准角度距离。
2.根据权利要求1所述的转子组件，其中，圆柱形转子包括邻近所述外径表面嵌入所述转子内的多组永磁体，以由此形成所述等距间隔的转子磁极。
3.根据权利要求2所述的转子组件，其中，在所述等距间隔的转子磁极中的每个处，当沿着所述旋转轴线观察所述转子时，所述永磁体按双V形配置布置，以由此在转子极的任一侧上限定相应顶层磁体开放角度，并且所述一对附加凹口中的每个凹口定位在所述相应顶层开放角度中的一个的扫掠范围内。
4.根据权利要求3所述的转子组件，其中，所述电机具有定子，所述定子具有N个定子狭槽，并且所述一对附加凹口位于远离最近d-轴线处于约360/N度，以由此降低第N转矩波动阶数谐波。
5.根据权利要求4所述的转子组件，其中，N = 72。
6.根据权利要求1所述的转子组件，其中，对称地侧接所述中心凹口的所述一对附加凹口具有相同大小和形状。
7.根据权利要求6所述的转子组件，其中，所述中心凹口具有与所述一对附加凹口相同的大小和形状。
8.根据权利要求7所述的转子组件，其中，所述中心凹口和所述一对附加凹口限定使所述凹口平滑地过渡到所述外径表面中的切向连续嵌边。
9.旋转电机，包括：
定子；
转子，由所述定子外切，并且具有内径表面和外径表面，其中，所述转子包括多个等距间隔的转子磁极，每个具有正交轴线（“q-轴线”）和一对直轴线（“d-轴线”）；以及
转子轴，连接到所述内径表面，由所述转子环绕，并且被配置成当所述定子被赋能时连同所述转子围绕旋转轴线旋转；
其中，在所述等距间隔的转子磁极中的每个处，所述转子限定至少三个弓形凹口，包括由所述q-轴线二等分的中心凹口和对称地侧接所述中心凹口的一对附加弓形凹口，以及其中，所述附加弓形凹口中的每个位于远离所述d-轴线中的相应一个处于校准角度距离处。
10.根据权利要求9所述的旋转电机，其中，所述转子包括邻近所述外径表面嵌入所述转子内的多组永磁体，以由此形成所述等距间隔的转子磁极。
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