[实用新型]永磁转子和永磁电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及永磁转子和永磁电机。

背景技术

在电动马达类型中，已知永磁同步马达具有高功率密度和效率。更普遍类型中的一种类型通常被称为内部永磁马达。由于内部永磁马达具有产生磁阻转矩和永磁转矩的混合能力，它也被称为永磁磁阻马达。包括其中嵌有一个或更多个永磁体的转子芯的永磁磁阻马达产生的转矩高于磁体安装在转子芯表面上的马达所产生的转矩。这种嵌入式结构由于永磁体定位于转子芯中以在转子芯中提供可变的磁阻磁路而产生额外的磁阻转矩，也称为凸极效应(saliency)。

在运行期间，嵌入转子芯中的每个磁体经受离心力。为了在离心力下使磁体保持在转子芯内，通常将转子芯材料的窄的部段——被称为桥或桥区域——保持在磁极的端部与转子芯的外周缘之间。作用在永磁体上的离心力和作用在转子芯上的离心力集中在这些桥中。为此，桥的径向宽度被制造地足够大以维持所需的机械强度。这些马达中的难点在于，桥部分需要被制造得较厚以满足机械强度要求，而代价是通过桥部分的较高的磁通泄漏导致了较低转矩的产生。相反，较薄的桥导致转子强度的降低，从而限制了马达的速度性能。

实用新型内容

本公开描述了包括转子芯的永久嵌入磁体式马达，该转子芯具有形成在其中的多个磁体插入孔。插入孔包括位于磁体端部的凹口，该凹口在磁体与转子芯之间形成空气间隙，使得降低了通过桥区域的磁通量的损失。

一方面，该技术涉及永磁转子，该永磁转子包括：转子芯，该转子芯呈大致筒形形状并具有外周向表面和旋转轴线；多个磁体插入孔，所述多个磁体插入孔形成在转子芯中并且绕旋转轴线周向地布置，每个孔具有大致长形狭缝的横截面，其中，长形狭缝相对于外周向表面弯曲成凹形，并且其中，长形狭缝包括径向内侧部、径向外侧部、通过桥分别与外周向表面间隔开的至少一个端侧部以及从径向外侧部延伸的至少一个凹口；以及一个或更多个永磁体，所述一个或更多个永磁体被插入到所述孔中的每个孔中，其中，至少一个凹口在一个或更多个永磁体与径向外侧部之间形成间隙，并且其中，一个或更多个永磁体的端面的一部分与桥直接接触。

在一个示例中，在转子芯旋转时，在一个或更多个永磁体上产生的离心力通过端面传递至桥。在另一示例中，间隙具有限定在一个或更多个永磁体与凹口的与径向外侧部大致垂直的第一部分之间的第一距离，并且间隙具有沿着径向外侧部大致平行地限定的第二距离，并且其中，第一距离大于第二距离。在另一示例中，一个或多个永磁体包括厚度，并且其中，端面的大致整个厚度与桥直接接触。在又一示例中，凹口由径向外部部分和径向内部部分限定，其中，径向外部部分和径向内部部分邻近于至少一个端侧部定位。在一个示例中，径向外部部分和径向内部部分中的至少一者包括两个或更多个倾斜侧部。

在另一示例中，径向外部部分和径向内部部分中的至少一个包括弧形侧部。在另一示例中，径向外部部分与径向内部部分以大约10°至80°之间的角度布置。在又一示例中，凹口包括倒圆的拐角。在一个示例中，长形狭缝为大致U形形状，并且三个具有梯形横截面的永磁体被插入到所述孔中的每个孔中并在转子芯的旋转期间彼此互锁。在另一示例中，转子芯由一体式本体形成。在另一示例中，转子芯包括沿着旋转轴线堆叠的多个板，所述板中的每个板被冲压或切割以形成长形狭缝。在又一示例中，转子芯由磁导率大于空气的材料制成。

另一方面，该技术涉及永磁电机，该永磁电机包括：定子，该定子包括耦接至电源的一个或更多个线圈；转子芯，该转子芯以可旋转的方式安装在定子内，其中，转子芯呈大致筒形形状并且具有外周向表面和旋转轴线；多个磁体插入孔，所述多个磁体插入孔形成在转子芯中并且绕旋转轴线周向地布置，每个孔具有大致长形狭缝的横截面，其中，长形狭缝相对于外周向表面弯曲成凹形，并且其中，长形狭缝包括邻近于外周向表面定位的至少一个凹口；以及三个永磁体，所述三个永磁体被插入到所述孔中的每个孔中。三个永磁体包括：径向外侧面；以及至少一个端面，该至少一个端面分别通过桥与外周向表面间隔开，其中，至少一个凹口在转子芯与径向外侧面之间形成间隙，其中，至少一个端面的一部分与所述桥直接接触，并且其中，转子芯构造成当电源向线圈提供电流时绕旋转轴线旋转。在一个示例中，电机包括永磁磁阻马达。

通过阅读以下详细描述和相关附图的综述，表征本文中所描述的永久嵌入磁体式马达的这些特征和各种其他特征以及优点将变得明显。附加特征在下面的说明书中阐述，并且部分地将根据说明书而变得明显，或者可以通过该技术的实践来了解。该技术的益处和特征将通过书面说明书、其权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得。