用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子以及包含該轉(zhuǎn)子的電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子。本發(fā)明還涉及包含所述轉(zhuǎn)子的電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在設(shè)置有沿著轉(zhuǎn)子的圓周大致以相等間隔布置的多個(gè)磁極的電機(jī)轉(zhuǎn)子中，每個(gè)磁 極具有直極軸或直軸。兩個(gè)相鄰的直極軸形成被交軸平分的角。與直極軸對(duì)應(yīng)的電抗稱為 直軸電抗，而與交軸對(duì)應(yīng)的電抗稱為交軸電抗。磁阻轉(zhuǎn)矩與交軸電抗的倒數(shù)值和直軸電抗 的倒數(shù)值的差成比例，該差可以寫為l/xq-l/xd。因此，能夠通過增大直軸電抗或通過減小 交軸電抗來增加磁阻轉(zhuǎn)矩。
[0003] 已知的磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子芯，該轉(zhuǎn)子芯具有沿轉(zhuǎn)子芯的周向方向定位的多 個(gè)磁通導(dǎo)引部段，多個(gè)磁通導(dǎo)引部段中的每個(gè)磁通導(dǎo)引部段包括由具有高磁導(dǎo)材料制成的 多個(gè)磁通路徑和由低磁導(dǎo)材料制成的多個(gè)隔磁磁橋。磁通路徑和隔磁磁橋沿著磁通導(dǎo)引部 段的徑向方向交替地定位。出于機(jī)械原因，存在連接相鄰磁通路徑的由高磁導(dǎo)材料制成的 橋接部。
[0004] 橋接部導(dǎo)致從一個(gè)磁通路徑至另一磁通路徑的漏磁。漏磁降低了效率且減小了最 大轉(zhuǎn)矩并且增大了空載電流，從而使電機(jī)的電氣性能劣化。因此，使橋接部的漏磁最小化能 夠提高電機(jī)的電氣性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提高包括如下轉(zhuǎn)子的電機(jī)的電氣性能，該轉(zhuǎn)子包括連接相鄰磁通 路徑的橋接部。本發(fā)明的目的通過由獨(dú)立權(quán)利要求1中陳述的內(nèi)容來表征的轉(zhuǎn)子來實(shí)現(xiàn)。 在從屬權(quán)利要求中公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0006] 本發(fā)明是基于提供如下轉(zhuǎn)子芯的構(gòu)思，該轉(zhuǎn)子芯具有多個(gè)永磁體，該多個(gè)永磁體 中的每個(gè)永磁體鄰近對(duì)應(yīng)的橋接部定位并且適于使對(duì)應(yīng)的橋接部磁飽和。
[0007] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠提高具有包括連接相鄰磁通路徑的橋接部的轉(zhuǎn)子的電機(jī)的 電氣性能而不需要以任何方式修改橋接部。
[0008] 歐洲專利申請(qǐng)12197147. 7公開了用于提高具有包括疊置的轉(zhuǎn)子片的轉(zhuǎn)子的電機(jī) 的電氣性能的發(fā)明。本發(fā)明能夠與所述早先發(fā)明一起開發(fā)，其中，永磁體鄰近在早先申請(qǐng)中 公開的轉(zhuǎn)子片的橋接部放置。
【附圖說明】
[0009] 下面將參照附圖借助于優(yōu)選實(shí)施方式來更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中：
[0010] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電機(jī)的截面圖；
[0011] 圖2示出了圖1的截面的放大的細(xì)節(jié)圖；
[0012] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子片；
[0013] 圖4示出了軸向疊置的四個(gè)轉(zhuǎn)子片，四個(gè)轉(zhuǎn)子片中的每個(gè)轉(zhuǎn)子片類似于圖3的轉(zhuǎn) 子片；以及
[0014] 圖5示出了包括圖4的轉(zhuǎn)子片堆的轉(zhuǎn)子。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電機(jī)的截面圖。該電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和定子。轉(zhuǎn) 子包括轉(zhuǎn)子芯，該轉(zhuǎn)子芯具有沿轉(zhuǎn)子芯的周向方向定位的磁通導(dǎo)引部段FG1、FG2、FG3和 FG4。在此，周向方向是與轉(zhuǎn)子的軸向方向和徑向方向相垂直的彎曲的方向。
[0016] 磁通導(dǎo)引部段FG1至FG4中的每個(gè)磁通導(dǎo)引部段包括沿著磁通導(dǎo)引部段的徑向方 向交替地定位的由高磁導(dǎo)材料制成的磁通路徑PI、P2、P3和P4以及由低磁導(dǎo)材料制成的 隔磁磁橋B1、B2、B3和B4。隔磁磁橋B1至B4中的每個(gè)隔磁磁橋從第一末端延伸至第二末 端，該第一末端和第二末端鄰近轉(zhuǎn)子芯的表面定位并且沿周向方向彼此間隔開。隔磁磁橋 B1至B4中的每個(gè)隔磁磁橋設(shè)置成在由高磁導(dǎo)材料制成的相鄰元件之間提供高磁阻。
[0017] 隔磁磁橋B1至B4中的每個(gè)隔磁磁橋限定從轉(zhuǎn)子表面上的第一點(diǎn)延伸至轉(zhuǎn)子表面 上的第二點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的假想中心線，第一點(diǎn)和第二點(diǎn)在轉(zhuǎn)子表面上沿轉(zhuǎn)子的周向方向互相間 隔開。在圖1中通過虛線CL11示出了磁通導(dǎo)引部段FG1的隔磁磁橋B1的假想中心線。
[0018] 磁通路徑P1至P4布置成將磁通從磁通路徑的第一末端引導(dǎo)至磁通路徑的第二末 端，第一末端和第二末端兩者均處于轉(zhuǎn)子表面處并且在轉(zhuǎn)子表面處沿轉(zhuǎn)子的周向方向相互 間隔開。磁通路徑P1至P3以下述方式定形狀：周向末端，即，上文稱作第一末端和第二末 端的那些末端，相對(duì)于轉(zhuǎn)子的中軸線的徑向距離基本上大于討論中的磁通路徑的中央部分 的外表面相對(duì)于轉(zhuǎn)子的中軸線的徑向距離。
[0019] 轉(zhuǎn)子芯包括由高磁導(dǎo)材料制成的橋接部BR11、BR12、BR13和BR14,橋接部BR11至 BR14中的每個(gè)橋接部延伸橫跨對(duì)應(yīng)的隔磁磁橋。橋接部BR11延伸橫跨隔磁磁橋B1，橋接 部BR12延伸橫跨隔磁磁橋B2,橋接部BR13延伸橫跨隔磁磁橋B3,橋接部BR14延伸橫跨隔 磁磁橋B4。
[0020] 圖1中的轉(zhuǎn)子還包括中央部段RCS。中央部段RCS大致呈X形，其中，X的每個(gè)稍 端延伸至轉(zhuǎn)子的表面。每個(gè)磁極的直極軸穿過中央部段RCS的延伸至轉(zhuǎn)子表面的部分。在 中央部段RCS的中央存在布置成接納轉(zhuǎn)子軸的孔R(shí)H。
[0021] 中央部段RCS由高磁導(dǎo)材料制成。因此，中央部段RCS形成用于每個(gè)磁通導(dǎo)引部 段的中央磁通路徑P0。每個(gè)中央磁通路徑P0鄰近相應(yīng)的隔磁磁橋B1定位，并且布置成將 磁通從中央磁通路徑的第一末端引導(dǎo)至中央磁通路徑的第二末端，第一末端和第二末端兩 者位于轉(zhuǎn)子表面處。
[0022] 圖2示出了圖1的截面的四分之一作為放大圖。圖2示出轉(zhuǎn)子芯包括永磁體M11、 M12和M12P，永磁體Mil、M12和M12P中的每個(gè)永磁體鄰近對(duì)應(yīng)的橋接部定位并且適于使 對(duì)應(yīng)的橋接部磁飽和。被磁飽和的橋接部的磁阻高于不被磁飽和的橋接部的磁阻。永磁體 Ml 1鄰近橋接部BR11定位，永磁體Ml2鄰近橋接部BR12定位，并且永磁體Ml2P鄰近橋接部 BR12P定位。永磁體Mil的磁化方向以箭頭MD11指示，永磁體M12的磁化方向以箭頭MD12 指示，永磁體M12P的磁化方向以箭頭MD12P指示。永磁體M11、M12和M12P中的每個(gè)永磁 體的磁化方向與對(duì)應(yīng)的橋接部延伸橫跨相關(guān)聯(lián)的隔磁磁橋所沿方向大致垂直。
[0023] 在本文中，磁體的磁化方向與從磁體的南極向磁體的北極延伸的線相平行。因此， 磁化方向被限定為與磁體內(nèi)的磁場(chǎng)的總體方向平行。磁化方向在此被限定為直線形的并且 也位于磁體的外側(cè)，盡管在磁體外側(cè)磁體的磁場(chǎng)從北極延伸至南極并且因此磁場(chǎng)呈曲線形 式。
[0024] 在替代性實(shí)施方式中，每個(gè)永磁體的磁化方向偏離對(duì)應(yīng)的橋接部延伸橫跨隔磁磁 橋所沿的方向而不與對(duì)應(yīng)的橋接部延伸橫跨相關(guān)聯(lián)的隔磁磁橋所沿方向基本垂直。在一個(gè) 實(shí)施方式中，每個(gè)永磁體的磁化方向相對(duì)于對(duì)應(yīng)的橋接部延伸橫跨隔磁磁橋所沿的方向偏 離大于45°的角度。
[0025]與橋接部相對(duì)應(yīng)的永磁體的總體積不多于該橋接部的體積的五倍。在一個(gè)實(shí)施方 式中，各個(gè)永磁體的總體積為對(duì)應(yīng)的橋接部的體積的一至二倍。在替代性實(shí)施方式中，至少 一個(gè)永磁體可以包括多個(gè)局部磁體，其中，這樣的永磁體的總體積為局部磁體的總體積。
[0026] 與相關(guān)聯(lián)的隔磁磁橋相比，永磁體相對(duì)較小。被至少一個(gè)具有相關(guān)聯(lián)的永磁體的 橋接部延伸橫跨的隔磁磁橋沿對(duì)應(yīng)的假想中心線的長(zhǎng)度是所述相關(guān)聯(lián)的永磁體的沿該對(duì) 應(yīng)的假想中心線的總長(zhǎng)度的多倍。橋接部和永磁體的長(zhǎng)度不包含在隔磁磁橋的長(zhǎng)度中。在 一種實(shí)施方式中，每個(gè)被至少一個(gè)具有相關(guān)聯(lián)的永磁體的橋接部延伸橫跨的隔磁磁橋沿對(duì) 應(yīng)的中心線的長(zhǎng)度是所述相關(guān)聯(lián)的永磁體沿該對(duì)應(yīng)的中心線的總長(zhǎng)度的至少十倍。例如， 被橋接部BR11延伸橫跨的隔磁磁橋B1沿假想中心線CL11的長(zhǎng)度為永磁體Mil沿假想中 心線CL11的總長(zhǎng)度的數(shù)十倍。
[0027] 永磁體Mil、Ml2和Ml2P是橫向磁體，永磁體Mil、Ml2和Ml2P中的每個(gè)磁體均鄰 近對(duì)應(yīng)的橋接部沿與轉(zhuǎn)子的軸向方向垂直的橫向方向定位。永磁體Mil鄰近橋接部BR11 定位，永磁體Ml2鄰近橋接部BR12定位，并且永磁體Ml2P鄰近橋接部BR12P定位。永磁體 M12P相對(duì)橋接部BR