集成的轉子磁極件制造技術

本發明專利技術涉及一種用作電旋轉機械的活動的轉子結構（３０１）的一部分的轉子磁極件結構，其中所述的活動的轉子結構（３０１）為圓形、包括磁極件和沿轉子結構周向方向磁化的永磁體（３０７），其中所述轉子磁極件結構（３０３，３０５）為單體結構，具有至少兩個由集成橋連接的被獨立地隔開的磁極件。本發明專利技術還涉及一種制造轉子磁極件結構（３０３，３０５）和用于電機的帶有轉子磁極件結構（３０３，３０５）的轉子（３０１）的方法。通過這些根據本發明專利技術的轉子磁極件結構（３０３，３０５），明顯地改善了磁體（３０７）往磁極件的組裝。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于電動旋轉機械的轉子。本專利技術還涉及一種制造用于電旋轉機 械的、具有轉子磁極件結構的轉子的方法。通過這些根據本專利技術的轉子磁極件結構明顯地 改善了磁體在磁極件上的組裝。
技術介紹
在近年來，從調極電機、爪極式電機、倫德爾(Lundell)式電機和橫向磁通電機 (TFM)發展而來的電機設計已變得越來越受關注。使用這些機械的原理的電機早在約1910 年即由Alexandersson和Fessenden公開。越來越受關注的重要原因之一在于所述設計能 夠實現相對于例如感應電機、開關磁阻電機以及甚至永磁無刷電機的非常高的扭矩輸出。 此外，這種機械的優點在于線圈通常易于制造。然而，所述設計的缺點之一在于其制造通常 相當昂貴，并且漏磁很高，這導致低的功率因數并需要更多的磁性材料。低功率因數需要較 大的電力電路(或當電機同步地使用時需要較大的電力供應)，這也增加了整個驅動裝置 的體積、重量和成本。調極電機定子的基本特征在于使用中心單一繞組，該繞組可給由軟磁磁芯結構形 成的多個齒供磁。軟磁磁芯圍繞繞組形成，而對于其它普通的電機結構，繞組圍繞齒型磁芯 部段形成。調極電機結構/布局(topology)的示例有時認為是例如爪極式電機、角座式電 機(crow-feet-)、倫德爾式電機或TFM電機。具有埋入式磁體的調極電機的特征還在于活 動的(active)轉子結構，該結構包括多個由磁極部段分開的永磁體。活動的轉子結構由偶 數個部段構建而成，其中半數部段由軟磁材料制成，而另半數部段由永磁材料制成。永磁 體布置成使得永磁體的磁化方向基本上為周向的，即北極和南極分別基本上周向方向地指 向。現有技術的方法將相當多數量的轉子部段——通常為10-50個單獨構件——作為 單獨的部件進行生產。由于在組裝期間永磁體部段的相反的極化方向會趨于使磁極部段之 間相互排斥，這些部段的組裝變得更加復雜。在所期望的電機結構中，軟磁極部段的磁功能 為全三維的，并且要求軟磁極部段能夠有效地在所有的三個空間方向上都可以高導磁性地 傳導磁通量。使用層壓鋼板的傳統設計在垂直于鋼板平面的方向上未能顯示出所需的高導 磁性，這里有利地使用與現有技術層壓鋼板結構相比示出較高的磁通量各向同性的軟磁結 構和材料。
技術實現思路
本專利技術的實施方式提供了一種解決上面提到的一個或多個問題的轉子。這通過一種用于電旋轉機械的轉子結構來實現，其中所述轉子結構呈管狀、具有 圓形橫截面，該轉子結構包括轉子磁極部段和沿所述轉子結構的周向方向磁化的永磁體， 其中兩個相鄰的永磁體在周向方向上通過一轉子磁極部段分開。轉子結構的實施方式包括 一個或多個轉子磁極件結構，每個轉子磁極件結構的形式為單體結構，其中至少兩個被獨分通過集成橋連接。在一些實施方式中，在組裝到磁有效的永磁體上后，所有被連接和集成的轉子磁 極部段都顯示出相同的磁極性，并因此不會由于在同一集成結構的磁極部段之間的集成橋 而存在任何額外的磁泄漏。由于永磁體產生轉子磁場，并且由于永磁體與相應的轉子磁極部段直接地磁耦 合，因此集成橋僅用作轉子磁極部段彼此之間的機械連接，以便提供轉子磁極部段的穩定 布置以及它們之間的良好地限定的距離，從而便于永磁體在形成于轉子磁極部段之間的槽 縫中的快速和精確布置。不需要集成橋傳導磁通量，并且通常甚至不期望集成橋傳導磁通 量，當永磁體為轉子結構的唯一磁源、例如在無線圈轉子結構中時尤為如此。因此，集成橋 的形狀和尺寸可大得足以為磁極件結構提供足夠的機械強度，以允許將永磁體布置在轉子 磁極部段之間。另外，集成橋的形狀和尺寸可小得足以使任何磁通泄漏最小化。位于磁極部段之間的集成橋可與轉子磁極部段、尤其是另一相應的具有相反極性 的磁極件結構的轉子磁極部段物理上隔開，使得具有相反極性的磁極件結構之間的泄漏可 最小化；從而使穿過氣隙的有效磁通量的減少最小化、以及可能的電機扭矩的減小最小化。在一實施方式中，可通過首先定位和固定轉子磁極件結構、并接下來將永磁體塞 入形成于轉子磁極件結構的磁極部段之間的槽縫內而將轉子磁極件結構組裝成轉子。由于 軟磁極部段在集成的轉子磁極件結構中的幾何預定位，因此磁體往磁極部段的組裝被明顯 地改善。在一實施方式中，可通過粘合或由磁極件結構的集成幾何特征所產生的機械互鎖 來鎖定永磁體。在已進行組裝后，轉子已為使用作好準備，因而可例如通過機加工切斷以去除集 成橋，這會減少完成的轉子的重量。在一實施方式中，可通過將一個轉子磁極件結構用作一 半的磁極部段、然后分別加入永磁體和另外的磁極部段來形成轉子。在一實施方式中，所述結構由諸如軟磁性粉末的軟磁性材料制成。通過由軟磁性 粉末制成磁極部段，可使轉子的制造簡化，同時，利用有效的三維磁通量路徑的優點，可使 磁通量更有效地集中。在一實施方式中，該結構為圓形，包括連接被獨立地隔開的轉子磁極部段的圓/ 環形的集成橋。從而僅需要兩個結構來形成轉子，這使轉子的組裝進一步改善。在一實施方式中，所述結構為包括集成橋的圓形子部段，其形式為連接至少兩個 磁極部段的環形節段。從而僅需制造較小和較不復雜的元件，因此降低了制造復雜性。取決于結構的制造工藝和所期望的磁通量需求，集成橋可相對于所述磁極部段隔 開一徑向距離或相對于所述磁極部段隔開一軸向距離。具有徑向距離的集成橋與具有軸向 距離的集成橋相比產生較短但較寬的轉子。所述轉子可用于軸向和徑向旋轉機械二者。在一實施方式中，磁極部段的寬度小于所述磁極部段之間的距離。從而，磁極件結 構可與類似的磁極件結構一起使用以形成轉子的至少一部分，并在組裝后為永磁體留下空 間。在一些實施方式中，至少兩個轉子磁極件中的每一個都被分成相應的第一和第二 子部段，每個轉子磁極部段的相應的子部段為相應的轉子磁極件結構的一部分，即，兩個轉 子磁極部段中的第一個的第一子部段經由第一集成橋連接至兩個轉子磁極部段中的第二 個的第一子部段，第一轉子磁極部段的第二子部段經由第二集成橋連接至第二轉子磁極部5段的第二子部段。每個轉子磁極件結構提供一個或多個用于接納永磁體之一的至少一部分 的槽縫，所述槽縫至少部分地由通過集成橋彼此連接的子部段限定。因此，在此實施方式中，集成橋連接和集成在與永磁體組裝后具有不同的磁極性 的轉子磁極部段的子部段。盡管這種布置導致一定量的磁泄漏，此實施方式提供用于接 納永磁體的槽縫，其中槽縫至少在周向方向上的尺寸由單個集成轉子磁極件結構的尺寸限 定，而不是通過不同磁極件結構的組裝來限定。因此，可以較高的精度對轉子結構的部件進 行組裝。在一些實施方式中，轉子磁極件結構包括兩個磁極子部段，所述兩個磁極子部段 沿永磁體的相應的橫向側在軸向方向上延伸，子部段在各端部處通過相應的集成橋彼此連 接，以便在軸向和周向方向上圍繞永磁體，而同時留出在徑向方向上延伸貫穿磁極件結構 的開口以用于接納永磁體。磁極件結構的橫向外側面抵接另一相同磁極件結構的相應的側 面以形成轉子。在一個實施方式中，側面平行于軸向方向，而在另一個實施方式中，轉子磁 極件的橫向側面相對于軸向方向成一角度地布置，以便形成一楔形的磁極件結構。因此，從 軸向方向觀察，楔形磁極件結構的其中一個端部在周向方向上比另一個端部寬。這種楔形 的結構可交替朝向地布置，即第一磁極件結構的寬端本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：G諾德，LO彭納德，AG杰克，
申請(專利權)人：霍加納斯股份有限公司，
類型：發明
國別省市：SE