[发明专利]永磁电动机及其装配方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种永磁转子电动机，更具体地涉及用于减小包含永磁转子的电动机的噪音和齿槽转矩的方法和系统。

背景技术

某些永磁转子电动机有时是指无刷电动机。无刷电动机包括无刷交流电动机和无刷直流电动机。无刷电动机被广泛用于多种行业中的多种系统。这样，无刷电动机受到很多操作条件的限制。在这样的电动机中，转子和定子之间的磁相互作用导致的、或者绕组中电流导致的或者更简单地在永磁体和定子之间相互作用而导致的转矩可能包含存在于无电动机机械中的不需要的扭力波动，这就是公知的制动或齿槽转矩。另外，在转子和定子之间可能存在径向力，其引起令人讨厌的噪音。

更具体地说，转子磁体通过在定子齿之间的开放区域，外加定子的固体齿的引力和斥力引起了振动、齿槽转矩、转矩振动和潜在的电动机嗓音，大量的噪音对于用户来说是令人讨厌的。在很多应用装置中听得见的电动机噪音是不可接受的。而且，电动机轴上的齿槽和转矩脉冲可以传送到风扇、风机组件或其他附接在轴上的驱动设备/末端装置上。在这些应用装置中，这些转矩脉冲和齿槽效应可能导致操作问题和/或声学噪音，这对电动机的最终使用者来说是令人讨厌的。

半封闭式定子槽包括在定子孔上的齿伸出部分，可抵消转矩波动。齿伸出部分实现提高在转子和定子之间耦合的有效磁通量的初级目标并且可以降低永磁机械中的齿槽转矩。然而，半封闭式定子槽明显增加了线圈绕组机械的复杂性和成本。即使如此，定子齿伸出部分以及形成的半封闭式定子槽在操作上的优势造成了这种电动机的持续制造。

总之，半封闭式定子槽(而不是全开型定子槽)能用于减小噪音以及提高性能和操作以本质上加宽磁极或最小化每个定子齿之间的开口。然而，包含半封闭式槽的定子更难制造，并且用于能插入或缠绕到这些槽上的铜线绕组的可利用区域是有限的。这样，由于制造的原因优选具有开口槽或几乎是开口槽的定子，因为绕组的绕线可以更容易插入到槽中。

永磁转子可以包括嵌入到转子芯中的永磁体。这样的转子可以涉及内部永磁体转子。槽被形成在转子芯中并且磁体插入到槽中。接近于转子芯外表面放置永磁体增强了电动机的性能。然而，转子芯必须配置成为永磁体提供适当的机械支撑。该磁体，和周围结构一样，承受来自热膨胀、旋转产生的各种力以及由制造过程中产生的残余力，比如由于焊接产生的扭曲。

发明内容

一方面，提供一种可旋转组件。该可旋转组件包括多个永磁体和转子芯。转子芯包括第一端、第二端以及至少一个内壁，该内壁限定了接纳多个永磁体中的至少一个永磁体的永磁体开口。转子芯进一步包括至少一个设置在永磁体开口之间的桥，其中多个永磁体中的至少第一永磁体和第二永磁体产生多个转子极中的第一转子极。

另一方面，提供一种电机。该电机包括定子和转子，该转子相对于定子旋转。转子包括多个永磁体和转子芯。转子芯包括第一端、第二端以及至少一个内壁，该内壁限定接纳多个永磁体中的至少一个的永磁体开口。转子芯进一步包括至少一个设置在永磁体开口之间的桥，其中多个永磁体中的至少第一永磁体和第二永磁体产生多个转子极中的第一转子极。

还包括一个方面，提供一种制造永磁转子芯电动机的方法。该方法包括在转子芯中至少设置第一永磁体和第二永磁体以形成第一转子极，并且在转子芯中至少设置第三永磁体和第四永磁体以形成第二转子极。该方法还包括设置在第一永磁体和第二永磁体之间的转子芯材料的第一部分和设置在第三永磁体和第四永磁体之间的转子芯材料的第二部分。

附图说明

图1示出了示例性电动机的分解剖视图。

图2示出了包含在图1所示的电动机中的转子芯的示例性实施例的剖面前视图。

图3示出了包含在图1所示的电动机中的另一种转子芯的前视图。

图4是包括定子芯和与其相关的绕组的开口槽定子的细节图。

图5是定子的一部分的细节图，包括定子芯、绕组和在各个定子齿之间的半磁性楔块。

图6示出了包含如图5所述楔块的定子的全视图。

图7是倾斜定子层叠结构的横截面视图，用于说明放置在由倾斜层叠结构形成的齿之间的半磁性楔块。

图8示出了关于定子可操作地放置的永磁内转子的视图。

图9是相对于十二极定子放置的十极转子的前视图。

具体实施方式