[发明专利]用于车辆的绕线转子同步电动机

说明书

一种绕线转子同步电动机(WRSM)，其包括可旋转地安装在定子内预定间隙处的转子主体和缠绕在多个转子齿处的转子线圈。该WRSM包括：绕线管，其各自设置在转子主体轴方向的两侧以便支承转子线圈，并且通过转子线圈固定于转子主体；楔形构件，其在轴方向上插入转子主体的转子齿之间，以便突出到转子主体两端的外部，该楔形构件支承转子线圈；以及末端线圈罩，其在转子主体的轴方向的两侧包围楔形构件的突出部分，并且各自安装在绕线管处。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年6月3日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0069582的优先权和权益，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及绕线转子同步电动机(WRSM)，更具体地涉及用于车辆的WRSM的非模塑类型的磁场绕线转子结构。

背景技术

通常，混合动力车辆或电动车辆可以被称为环境友好型车辆，并且通常由利用电能的电动马达(在下文中，被称为“驱动电动机”)产生驱动扭矩。

例如，混合动力车辆可以以电动车辆(EV)模式驱动，该电动车辆模式为仅使用驱动电动机的动力的纯电动车辆模式，或者可以以混合电动车辆(HEV)模式驱动，该模式使用发动机和驱动电动机的整体扭矩作为动力。一般的电动车辆使用驱动电动机的扭矩来驱动。

用作这种环境友好型车辆的动力源的驱动电动机大多使用永磁同步电动机(PMSM)。为了在有限的布局条件下展现最大性能，使这种PMSM的永磁体性能最大化是有必要的。

在永磁体中，钕(Nd)组分增强永磁体的强度，镝(Dy)组分增强高温退磁耐性。然而，这种永磁体的稀土元素(Nd、Dy)金属组分在一些国家诸如中国中的可得性有限，其通常非常昂贵并且价格波动剧烈。

作为使用稀土金属的另选方案，考虑了应用感应电动机，但是为了显示相同的电动机性能，存在不合期望的体积和重量增加。

进一步地，已经对绕线转子同步电动机(WRSM)进行了开发，该WRSM可替代PMSM作为用作环境友好型车辆的动力源的驱动电动机。

当通过在转子和定子中缠绕线圈来施加电流时，WRSM使转子成为电磁体，从而替代PMSM的永磁体。

在这种WRSM中，转子布置在定子内预定间隙处，当电力施加到转子和定子的线圈时形成磁场，并且转子通过在它们之间发生的磁性操作来旋转。

在WRSM中，与PMSM不同，由于线圈在转子中缠绕，当转子以高速旋转时(在正常的EV模式中，最大10000rpm或更大)，转子线圈可能因离心力而脱离。

为了防止这点，在传统技术中，作为示例，通过在转子的两端部安装末端线圈罩，并且通过在末端线圈罩内模塑树脂，从而固定转子线圈。

在WRSM中，由于转子线圈的电阻而发生铜损耗，因此转子线圈被加热并且电动机的性能可能劣化。具体地，当WRSM在末端线圈罩内模塑树脂时，有很高的可能性发生电动机冷却性能劣化。

此外，在传统技术中，为了减少WRSM的损耗并且提高其效率，增大转子的线圈占空系数和定子的线圈占空系数，由于转子狭槽内的线圈占空系数高，因此在其他相位线圈之间确保绝缘是很重要的。此外，在WRSM中，当转子高速旋转时，线圈对齐因线圈中产生的离心力而劣化，因此可能出现故障。

为了确保这样的线圈间绝缘性并且承受在线圈中产生的离心力，WRSM使用支撑结构(通常被称为“绝缘结构”或“楔形”)。

这种支撑结构在轴方向上插入转子狭槽中并且支撑其他相位线圈，在传统技术中，支撑结构的发展可以减少电动机的风损，同时确保转子狭槽的装配性能和足够的机械强度以承受线圈的离心力。