CN115210993A - 用于旋转电机的转子和旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于旋转电机的转子(1)，该转子能够与旋转电机的定子(3)相互作用并且围绕旋转轴线(A)旋转，转子(1)包括：‑包括空腔(10)的转子本体(7)；‑部分地设置在空腔(10)中的永磁体(4)，永磁体(4)在永磁体(4)在永磁体(4)的第一端(14)处的第一面(11)与永磁体(4)在永磁体(4)的第二端(15)处的第二面(12)之间在旋转轴线(A)的方向上具有第一长度(13)，转子本体(7)包括用于固持永磁体(4)的部分(16)，永磁体(4)支承在该部分上并且能够径向面向定子(3)，用于固持永磁体的部分(16)在固持部分的第三面(17)与固持部分的第四面(18)之间在旋转轴线(A)的方向上具有第二长度(19)，永磁体(4)的第一长度(13)大于固持部分(16)的第二长度(19)。本发明还涉及一种装配有这种转子的旋转电机。

Description

用于旋转电机的转子和旋转电机

技术领域

本发明涉及一种用于旋转电机的转子和一种装配有这种转子的旋转电机。

背景技术

从专利申请US2015/0364959A1中已知了一种用于旋转电机的转子，该转子能够与旋转电机的定子相互作用并且相对于旋转轴线旋转，该转子包括：

-具有空腔的转子本体，

-设置在空腔中的永磁体，该永磁体在旋转轴线的方向上具有第一长度，

转子本体包括用于固持磁体的部分，永磁体支承在该部分上并且能够面向定子，用于固持磁体的部分在固持部分的第一面与固持部分的第二面之间在旋转轴线的方向上具有第二长度，

永磁体的第一长度等于或小于固持部分的第二长度。

这种转子的缺点是在永磁体与定子之间产生了磁损耗。具体来说，所使用的永磁体通常在其端部处包括平滑的(例如，具有倒圆角的)边缘拐角。这些平滑的边缘拐角与永磁体制造限制有关。具有这种平滑的边缘拐角的永磁体具有局部增大转子与定子之间的气隙的效果。气隙的这种增大具有增加磁损耗并因此降低电机的功率的缺点。

发明内容

本发明寻求消除所有这些缺点或其中一些缺点。

本发明涉及一种用于旋转电机的转子，该转子能够与旋转电机的定子相互作用并且相对于旋转轴线旋转，该转子包括：

-具有空腔的转子本体，

-部分地设置在空腔中的永磁体，该永磁体在永磁体在永磁体的第一端处的第一面与永磁体在永磁体的第二端处的第二面之间在旋转轴线的方向上具有第一长度，

转子本体包括用于固持永磁体的部分，永磁体支承在该部分上并且能够径向面向定子，用于固持永磁体的部分在固持部分的第三面与固持部分的第四面之间在旋转轴线的方向上具有第二长度，

永磁体的第一长度大于固持部分的第二长度。

使用比转子本体的固持部分长的永磁体使得能够改进安装了转子的旋转电机的性能。具体来说，永磁体在其端部处在两个表面之间(例如，两个平坦表面之间)具有接合表面。接合表面例如是圆角或倒角。使用比转子本体的固持部分更长的磁体使得能够将整个此接合表面或一部分偏移到固持部分之外。这减少甚至避免了转子本体的端部处、定子与转子之间的气隙明显增大。因此，减少了磁损耗，并且改进了旋转电机的性能。

根据本发明的附加特征，永磁体的第一端相对于固持部分的第三面和固持部分的第四面中的一个、在旋转轴线的方向上从空腔突出第三长度。

根据本发明的附加特征，永磁体的第二端相对于固持部分的第三面和固持部分的第四面中的另一个、在旋转轴线的方向上从空腔突出第四长度。

在这两个端部处从转子本体的固持部分突出的永磁体允许减少这些端部处的磁损耗，并因此更大地改进旋转电机的性能。

第三长度和第四长度相同或不同。

根据本发明的附加特征，第一闭合端板，该第一闭合端板包括接纳永磁体的第一端的第一凹部。

这种第一端板的使用使得较容易制造转子。具体来说，因为第一凹部是在转子的组装之前在端板中制造出的，所以可以使用各种材料来制造第一端板。例如，在转子的组装期间不需要加热转子。这种可能的热量输入的不存在使得能够在组装期间避免转子的部件的变形和磁体的退磁。

根据本发明的附加特征，第二闭合端板，该第二闭合端板包括接纳永磁体的第二端的第二凹部。

闭合端板的使用使得能够将转子的本体固持在一起，特别是在该本体由层压件堆叠体形成时。为了确保这种固持，比如螺母组件等紧固装置可以允许第一闭合端板和第二闭合端板紧固到转子本体。

此外，闭合端板可以用于平衡转子，特别是通过从闭合端板移除材料来进行。闭合端板中的凹部允许容纳永磁体的端部。

凹部的大小可以被设置成在闭合端板的组装期间避免与永磁体接触。因此，在闭合端板的组装期间，永磁体不会受力。

根据本发明的附加特征，固持部分包括相对于旋转轴线周向定向以便径向固持永磁体的齿。

根据本发明的附加特征，永磁体的第一端在由固持部分固持的永磁体的第五面与永磁体的第一面之间包括第一接合面，特别是圆角，

第一接合面面向定子并在旋转轴线的方向上延伸第五长度，第五长度是第三长度的0.5倍至2倍、特别是第三长度的0.6倍至1.5倍。

使用是第三长度的0.5倍至2倍、特别是第三长度的0.6倍至1.5倍的第五长度使得能够确保旋转电机的性能的改进，同时限制了转子的轴向大小的增大。

根据本发明的附加特征，永磁体的第二端在由固持部分固持的永磁体的第五面与永磁体的第二面之间包括第二接合面，特别是圆角，

第二接合面面向定子并在旋转轴线的方向上延伸第六长度，第六长度是第四长度的0.5倍至2倍、特别是第四长度的0.6倍至1.5倍。

使用是第四长度的0.5倍至2倍、特别是第四长度的0.6倍至1.5倍的第六长度使得能够确保旋转电机的性能的改进，同时限制了转子的轴向大小的增大。

根据本发明的附加特征，永磁体是铁氧体类型的永磁体。

根据本发明的附加特征，永磁体通过清漆或粘合剂固持在空腔中。

本发明还涉及一种旋转电机，该旋转电机包括：

-如上所述的转子，

-定子。

根据本发明的附加特征，转子相对于旋转轴线径向位于定子的内侧。

旋转电机可以包括能够连接至车辆的车载网络的电力电子部件。此电力电子部件例如包括逆变器/整流器，根据电机是作为电动机运行还是作为发电机运行，该逆变器/整流器允许车辆的车载网络被充电或由此网络供电。

旋转电机可以进一步包括连接至车辆的动力传动系的其余部分的皮带轮或任何其他装置。例如，电机特别经由皮带连接至车辆的燃烧发动机的曲轴。作为变体，电机连接在动力传动系中的其他位置，例如从向车辆的车轮传递转矩的角度来看连接在齿轮箱的输入端，从向车辆车轮传递转矩的角度来看连接在齿轮箱的输出侧，从向车辆车轮传递转矩的角度来看连接在齿轮箱处，或者连接在动力传动系的前桥组件或后桥组件上。

附图说明

通过阅读下文对本发明的非限制性实施方式示例的描述并且研究附图，可以更好地理解本发明，在附图中：

-图1示出了包括根据本发明的转子的旋转电机的截面的局部视图，

-图2示出了图1中的旋转电机的转子的截面的局部视图，

-图3示出了图1中的旋转电机的转子的截面的另一局部视图，

-图4示出了图1中的旋转电机的转子的闭合端板，

-图5示出了图1中的旋转电机的转子的截面的另一局部视图，

-图6示出了图1中的旋转电机的转子的磁体。

在所有的附图中，相同的或执行相同功能的元件带有相同的附图标记。以下实施例是示例。尽管描述内容涉及一个或多个实施例，但是这不一定是指每个附图标记涉及相同的实施例，或者这些特征仅适用于单一实施例。不同实施例的单独特征也可以组合或互换，以提供其他实施例。

具体实施方式

图1示出了具有旋转轴线A的电机的局部视图。为了较好的可读性，没有描绘某些部件。

电机包括转子1和定子3。

定子3包括例如定子本体8和相绕组9。

转子1包括：

-具有空腔10的转子本体7，

-部分地设置在空腔10中的永磁体4。

永磁体4例如是铁氧体类型的永磁体。

在另一个实施例中，永磁体是稀土类型的磁体。

在另一个实施例中，永磁体包括结合在一起的一组磁体。结合在一起的磁体可以是不同类型的，例如铁氧体类型和稀土类型。

永磁体4包括永磁体4的第一端14处的第一面11和永磁体4的第二端15处的第二面12。在旋转轴线A的方向上，在第一面11与第二面12之间限定了第一长度13。第一面11和第二面12例如是平行的。

转子本体7包括例如磁性层压件堆叠体。转子本体可以安装在图中未示出的轴上。

如图2所示，转子本体7包括用于固持永磁体4的部分16。永磁体4支承在固持部分16上。永磁体4在固持部分上的支承可以直接或间接进行。例如，它是经由小板29或条带来进行的。这种小板29由比永磁体4柔软的材料制成。小板29例如由塑料或复合材料(特别是填充有玻璃纤维的树脂)制成。小板29定位在固持部分16与永磁体4之间。小板29使得能够改进固持部分16与永磁体4之间的接触。

固持部分包括例如相对于旋转轴线A周向定向以便径向固持永磁体4的齿26。永磁体4在固持部分上的支承可以在齿26的一个面上进行。

在未示出的另一个实施例中，固持部分是周向连续的。永磁体既而被称是内埋式的。

在附图所示的实施例中，转子包括多个永磁体4，这些永磁体各自设置在不同空腔10中。每个永磁体由周向方向相反的两个齿26固持。空腔10在两个齿26之间径向开放。

用于固持永磁体4的部分16径向面向定子3。固持部分16在固持部分的第三面17与固持部分的第四面18之间在旋转轴线A的方向上延伸第二长度19。

小板29具有例如大于或等于第二长度的长度。

永磁体4的第一长度13大于固持部分16的第二长度19。

永磁体4的第一端14相对于固持部分16的第三面17和固持部分16的第四面18中的一个、在旋转轴线A的方向上从空腔10突出第三长度20。

此外，永磁体4的第二端15可以相对于固持部分16的第三面17和固持部分16的第四面中的另一个、在旋转轴线A的方向上从空腔10突出第四长度21。因此，永磁体的两个端部14、15从固持部分突出。

转子本体7的长度可以等于固持部分16的第二长度19。如上所见，转子本体可以包括层压件堆叠体。相似形状的层压件中的每一个可以既而包括齿26的小部分。

如图1所示，转子1可以包括第一闭合端板22。第一闭合端板22包括接纳永磁体4的第一端14的第一凹部23。

此外，转子1可以包括第二闭合端板24。第二闭合端板24包括接纳永磁体4的第二端15的第二凹部25。

第一闭合端板22和第二闭合端板24可以用作转子1的平衡盘。平衡例如通过从第一闭合端板22和/或第二闭合端板24移除材料来实现。

第一闭合端板22和第二闭合端板24例如由磁性不是很强的材料(特别是铝)制成，以便避免使转子1磁短路。

图4示出了第一闭合端板22和第二闭合端板24中的一个。

紧固装置6可以允许第一闭合端板22和第二闭合端板24紧固到转子本体7。在附图所示的实施例中，紧固装置6是螺杆与螺母组件。转子本体7包括第一孔27(图2所示)。第一闭合端板22和第二闭合端板24包括第二孔33。第一孔27和第二孔33允许紧固装置6的螺杆的柄部穿过。紧固装置6的螺母拧紧在螺杆上使得能够将定子本体7夹紧在第一闭合端板2与第二闭合端板24之间。

图5示出了图3所示的转子1的永磁体4和固持部分16的局部示意性详图。为了使图5较容易理解，没有示出小板29。

永磁体4的第一端14在由固持部分16(特别是齿26)固持的永磁体4的第五面28与永磁体的第一面11之间包括第一接合面30。第一接合面30例如是圆角。

永磁体4的第五面28例如是平坦的。同样，永磁体的第一面11例如是平坦的。

图6示出了具有第一接合面30的永磁体4。

第一接合面30面向定子8，并且在旋转轴线A的方向上延伸第五长度31。第五长度31例如是第三长度20的0.8倍至1.2倍。

类似地，永磁体4的第二端15在由固持部分16固持的永磁体4的第五面28与永磁体4的第二面12之间包括第二接合面34，特别是圆角。

永磁体4的第二面12例如是平坦的。

第二接合面34面向定子8，并在旋转轴线A的方向上延伸第六长度。第六长度是第四长度21的0.8倍至1.2倍。

在未示出的另一实施例中，第一接合面和/或第二接合面是倒角。

永磁体4可以通过清漆或粘合剂固持在空腔中。第一闭合端板22和第二闭合端板24可以包括开口32，以便允许引入粘合剂或清漆。开口32例如分别形成在第一闭合端板和第二闭合端板中，特别是分别形成在第一凹部和第二凹部中。

在附图所示的实施例中，旋转电机是具有内部转子1的旋转电机，即，转子1相对于旋转轴线A径向位于定子3内侧的旋转电机。

在本发明的其他实施例中，旋转电机是具有外部转子的旋转电机，即，转子相对于旋转轴线径向位于定子外侧的旋转电机。

Claims (10)

1.一种用于旋转电机的转子(1)，所述转子能够与所述旋转电机的定子(3)相互作用并且相对于旋转轴线(A)旋转，所述转子(1)包括：

a.具有空腔(10)的转子本体(7)，

b.部分地设置在所述空腔(10)中的永磁体(4)，所述永磁体(4)在所述永磁体(4)在所述永磁体(4)的第一端(14)处的第一面(11)与所述永磁体(4)在所述永磁体(4)的第二端(15)处的第二面(12)之间在所述旋转轴线(A)的方向上具有第一长度(13)，

所述转子本体(7)包括用于固持所述永磁体(4)的部分(16)，所述永磁体(4)支承在所述部分上并且能够径向面向所述定子(3)，所述用于固持所述永磁体的部分(16)在所述固持部分的第三面(17)与所述固持部分的第四面(18)之间在所述旋转轴线(A)的方向上具有第二长度(19)，

所述永磁体(4)的第一长度(13)大于所述固持部分(16)的第二长度(19)，所述永磁体(4)的第一端(14)相对于所述固持部分(16)的第三面(17)和所述固持部分(16)的第四面(18)中的一个、在所述旋转轴线(A)的方向上从所述空腔(10)突出第三长度(20)，并且

所述转子(1)包括第一闭合端板(22)，所述第一闭合端板(22)包括接纳所述永磁体(4)的第一端(14)的第一凹部(23)。

2.如前一项权利要求所述的转子(1)，其中，所述永磁体(4)的第二端(15)相对于所述固持部分(16)的第三面(17)和所述固持部分(16)的第四面中的另一个、在所述旋转轴线(A)的方向上从所述空腔(10)突出第四长度(21)。

3.如权利要求2所述的转子(1)，包括第二闭合端板(24)，所述第二闭合端板(24)包括接纳所述永磁体(4)的第二端(15)的第二凹部(25)。

4.如前述权利要求之一所述的转子(1)，其中，所述固持部分(16)包括相对于所述旋转轴线(A)周向定向以便径向固持所述永磁体(4)的齿(26)。

5.如前述权利要求之一所述的转子(1)，其中，所述永磁体(4)的第一端(14)在由所述固持部分(16)固持的所述永磁体(4)的第五面(28)与所述永磁体(4)的第一面(11)之间包括第一接合面(30)，特别是圆角，

所述第一接合面(30)面向所述定子(8)并且在所述旋转轴线(A)的方向上延伸第五长度(31)，所述第五长度(31)是所述第三长度(20)的0.5倍至2倍、特别是所述第三长度(20)的0.6倍至1.5倍。

6.如权利要求2至5之一所述的转子(1)，其中，所述永磁体(4)的第二端(15)在由所述固持部分(16)固持的所述永磁体(4)的第五面(28)与所述永磁体(4)的第二面(12)之间包括第二接合面(34)，特别是圆角，

所述第二接合面(34)面向所述定子(8)并且在所述旋转轴线(A)的方向上延伸第六长度，所述第六长度是所述第四长度(21)的0.5倍至2倍、特别是所述第四长度的0.6倍至1.5倍。

7.如前述权利要求之一所述的转子(1)，其中，所述永磁体(4)是铁氧体类型的永磁体。

8.如前述权利要求之一所述的转子(1)，其中，所述永磁体(4)通过清漆或粘合剂固持在所述空腔(10)中。

9.一种旋转电机，所述旋转电机包括：

a.如前述权利要求之一所述的转子(1)，

b.定子(3)。

10.如权利要求9所述的电机，其中，所述转子(1)相对于所述旋转轴线径向位于所述定子(3)内侧。

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