[发明专利]永磁机

说明书

一种永磁机和用于永磁机的转子组件。永磁机包括定子组件，定子组件包括定子芯，定子芯包括定子绕组以产生电流。定子组件沿纵向轴线延伸，其中内表面限定腔。转子组件包括转子芯和转子轴。转子芯设置在定子腔内并且绕纵向轴线旋转。转子组件包括用于生成磁场的多个永磁体，该磁场响应于转子组件的旋转而与定子绕组相互作用以产生电流。在套筒部件中形成一个或多个腔。套筒部件构造成包括多个腔或空隙，永磁体设置在该多个腔或空隙中以将永磁体保持在其中，并形成内部永磁体发电机。

技术领域

本公开涉及永磁机。更具体地，本公开涉及一种具有高功率密度的高速永磁机。

背景技术

内部永磁机（IPM）（诸如永磁电动机和发电机）已被广泛用于包括飞行器，汽车，海底和工业用途的各种应用中。对轻量和高功率密度永磁机的需求导致了更高速度电动机和发电机的设计，以使功率重量比最大化。因此，趋势是越来越多地接受提供高机器速度，高功率密度，降低质量和成本的永磁机。

永磁机通常在转子，定子或两者中都采用永磁体。在大多数情况下，永磁体位于转子组件内。永磁机的输出功率取决于定子和转子组件的长度，直径，气隙磁通量，电枢电流密度，速度和冷却能力。

在常规的内部永磁机中，多个永磁体嵌入在转子的多个叠片内部。转子中的机械应力集中在多个桥和中心柱上。对于更高速度的应用，必须增加多个桥和中心柱的厚度，以增强转子和各种其他零件的结构强度。厚度增加的立柱桥导致更高磁通量泄漏，从而显着降低机器功率密度，从而降低机器的效率。

在一个特定的实施例中，分段的永磁体被套筒部件捕获，并且更具体地，被构造成围绕永磁体的因科镍合金（Inconel）套筒捕获。因科镍合金套筒包围磁体并在径向方向上为磁体提供支撑。转子的最大转速取决于因科镍合金套筒的厚度和永磁体的质量。转子可以安全旋转的速度受到永磁体上的离心负载以及包括套筒部件在内的总重量的限制。另外，对于径向机器和普通电枢类型，套筒部件必须是非磁性的，以避免在套筒部件从转子移动至电枢之前缩短通量路径。如果套筒部件是磁性的，它将更好地传输通量，但是这将需要在磁极的位置之间的壳体中进行某种非磁性分离，并且这将是难以构造的复合材料。换句话说，磁路或总磁阻必须是最佳的。

因此，期望提供一种包括套筒部件的永磁机，该套筒部件鉴于减小的总重量而具有增加的离心负载能力，从而提供增加的功率密度和改进的电气性能。

发明内容

通过本公开解决了现有技术的这些和其他缺点，本公开提供了一种用于永磁机的转子组件和永磁机。

本公开的一个方面在于一种用于永磁机的转子组件，该转子组件构造成围绕纵向轴线旋转。转子组件包括转子轴和至少一个转子模块，至少一个转子模块被构造为生成磁场，该磁场响应于至少一个转子模块的旋转而与定子绕组相互作用以产生电。至少一个转子模块围绕转子轴设置。至少一个转子模块包括多个永磁体和套筒部件。套筒部件联接到转子轴，并且包括轴向延伸的径向基部转子陆部部分，与轴向延伸的径向基部转子陆部部分径向间隔一定距离的轴向延伸的径向顶部转子陆部部分，以及跨越在轴向延伸的径向顶部转子陆部部分与轴向延伸的径向基部转子陆部部分之间的径向延伸的转子盘部部分，以提供离心加固。多个腔通过轴向延伸的径向顶部转子陆部部分和径向延伸的转子盘部部分的一部分限定在套筒部件中。多个永磁体中的至少一个永磁体设置在形成于套筒部件中的多个腔中的一个腔内，以将至少一个永磁体保持在其中，并形成内部永磁体发电机。