[发明专利]具有由永磁体饱和的磁泄漏路径的同步磁阻电动机

说明书

一种同步磁阻电动机包括定子和转子。该转子配置成相对于定子绕转动轴线转动。转子与定子隔开，以在定子和转子之间限定气隙，并且包括转子芯部，该转子芯部限定最外转子表面和与最外转子表面相对的最内转子表面。转子芯部包括将转子空腔彼此分开的多个肋部，并且包括将气隙和转子空腔分开的多个转子桥。永磁体各自设置在转子空腔中的一个中。永磁体的磁体表面积小于转子空腔的空腔表面积。每个永磁体邻近于最外转子表面，以使得肋部和转子桥处的磁饱和最大化。

引言

本发明总体涉及一种同步磁阻电动机及其制造方法。

同步磁阻电动机是在铁磁性转子上包括非永久磁极的电动机。同步磁阻电动机具有同等数量的定子和转子磁极。在同步磁阻电动机中，转矩通过磁阻而产生

发明内容

本发明涉及一种同步磁阻电动机。该同步磁阻电动机包括定子和转子，该定子包括多个电导体，且该转子相对于定子同心地设置。转子配置成相对于定子绕转动轴线转动。此外，转子与定子隔开以在定子和转子之间限定气隙并且包括转子芯部。转子芯部限定最外转子表面和与该最内(最外)转子表面相对的最内转子表面。转子芯部包括多个磁极件，该多个磁极件绕转动轴线环形地设置。磁极件的至少一个限定多个转子空腔。转子芯部包括多个肋部，这些肋部将转子空腔彼此隔开。该转子芯部包括多个转子桥，这些转子桥将气隙和转子空腔分开。该转子进一步包括多个永磁体，每个永磁体设置在转子空腔的一个中。每个转子空腔具有沿着平面限定的空腔表面积。每个永磁体具有沿着该平面限定的磁体表面积，且该磁体表面积小于空腔表面积的十分之一。每个永磁体邻近于最外转子表面，以使得肋部和转子桥处的磁饱和最大化。相对较小的永磁体布置在转子桥附近，以使得磁泄漏磁通路径饱和，由此与传统电动机相比，增大同步磁阻电动机的磁阻转矩，而不会增加旋转损失。为此，永磁体的至少一个邻近于转子桥设置。在所示出的实施例中，每个永磁体的整体比起靠近最内转子表面更靠近最外转子表面，以使得同步磁阻电动机的磁阻转矩和功率最大化。

本发明还描述一种车辆。在一实施例中，该车辆包括传动系和操作地连接于传动系的同步磁阻电动机。该同步磁阻电动机是同步磁阻电动机并且包括：定子和转子，该定子包括多个电导体，且该转子相对于定子同心地设置。该转子配置成相对于定子绕转动轴线转动，并且与定子隔开，以在定子和转子之间限定气隙。在一个或多个实施例中，转子包括转子芯部，该转子芯部限定最外转子表面和与该最内(最外)转子表面相对的最内转子表面。转子芯部包括多个磁极件，该多个磁极件绕转动轴线环形地设置。磁极件的一个或多个限定多个转子空腔。转子芯部包括多个转子桥，这些转子桥将气隙和转子空腔分开。此外，该转子芯部包括多个肋部，这些肋部将转子空腔彼此分开。附加地，该转子包括多个永磁体，每个永磁体设置在转子空腔的一个中。每个永磁体可比靠近肋部更靠近转子桥。此外，每个永磁体邻近于最外转子表面，以使得肋部和转子桥处的磁饱和最大化。每个转子空腔具有沿着平面限定的空腔表面积。每个永磁体具有沿着平面限定的磁体表面积。此外，每个永磁体具有最大磁体宽度和最大磁体长度。磁体表面积等于最大磁体宽度乘以最大磁体长度。在一个或多个实施例中，磁体表面积小于空腔表面积的十分之一。在一个或多个实施例中，磁体表面积大于空腔表面积的十五分之一。磁体表面积可具有矩形形状。作为非限制示例，仅仅永磁体设置在转子空腔内部，并且永磁体占据转子空腔的整个体积的百分之五十以下。转子空腔沿着设置在径向方向彼此隔开的多个空腔层中。多个空腔层可包括第一空腔层、第二空腔层以及第三空腔层。多个转子空腔的每个可包括第一转子空腔、第二转子空腔以及第三转子空腔。多个空腔层的每个可仅仅由第一转子空腔、第二转子空腔以及第三转子空腔所限定。第一转子空腔、第二转子空腔以及第三转子空腔可共同地限定圆锥截面形状。第一内磁极肋部可使得第一转子空腔沿着切向方向与第二转子空腔分开，该切向方向垂直于径向方向。第二内磁极肋部可使得第二转子空腔沿着切向方向与第三转子空腔分开。作为非限制示例，每个空腔层包括仅仅两个永磁体。设置在第一空腔层中的每个永磁体的最大磁体长度可以是约1.73毫米。设置在第一空腔层中的每个永磁体的最大磁体宽度可以是约0.86毫米。设置在第一空腔层中的每个永磁体的最大磁体长度可以是约1.08毫米。设置在第二空腔层中的每个永磁体的最大磁体宽度可以是约1.2毫米。设置在第三空腔层中的每个永磁体的最大磁体长度可以是约2.43毫米。设置在第二空腔层中的每个永磁体的最大磁体宽度可以是约1.35毫米。