[发明专利]用于永磁电机的转子

说明书

本发明的目的在于根据权利要求1前续部分所述的转子。

已经提出了多种不同的永磁同步电机转子结构，其中包括安装到转子表面上的磁体和嵌入转子片芯部中的磁体。影响对永磁体和转子构造进行选择的重要标准包括电机的电磁特性和机械力。对于质量较小且转子圆周速度较低的小型电机而言，所述设计可能集中在确保实现足够强的励磁并且确保在气隙中存在均匀分布的磁通等方面。随着电机尺寸和圆周速度的增大，机械应力变得更为重要。

现有技术的表面磁体解决方案是：通过胶粘剂或螺丝将磁体安装到转子的圆周表面上。可通过安装在磁体周围的夹紧带对磁体进行紧固。例如，在出版物EP0410048中对带型紧固解决方案进行了描述。在永磁体周围存在薄片并且所述薄片被紧固到位于磁极之间的转子本体上。在出版物WO02103882中对借助专用壳体结构而将永磁体紧固到转子表面上的解决方案进行了描述。

在出版物EP1420501中对永磁体被周向嵌入到转子中的结构进行了描述。当速度增大时，在外周处施加到转子轴颈上的离心力和剪切力变得太强。

在基于磁通调心的电机中，例如在永磁体呈V形布置位于磁极侧面上的解决方案中，施加到V形件上的离心力非常强大，以至于其不能在大型电机中实施。

当转子的圆周速度较高时，必须对永磁体的紧固和固定给予特别关注。另一方面，随着电极直径的增大，磁极沿切线方向变得更宽。在转子直径为一米的四极电机中，磁极的宽度差不多为一米。例如，如果四极或六极电机的转速大于1500RPM，额定功率大于15MW且本体尺寸超过1000毫米，那么所述圆周速度足够高，以便在包括磁体的磁极结构上面施加较大的力。

本发明的目的在于制造一种新型的永磁转子，该新型的永磁转子能够消除上述现有技术中所存在的问题并且能够承受施加在永磁件和将所述永磁件保持处于适当位置的部件上面的应力。为了实现这一点，本发明的特征在于如权利要求1特征部分中所记载的技术特征。在从属权利要求中列出了本发明的一些其它优选实施例所具有的特征。

根据本发明所述的解决方案在空载和负载条件下满足尺寸要求的电机气隙中产生最优分布的气隙磁通。本发明还使得有可能采用在电机设计中已被证实是良好的尺寸设计原理和结构解决方案。通过使气隙成形为适当弯曲的形状可以确保总磁通的有利分布。此外，简单地是使磁极倾斜，从而使得磁体不严格平行于电机的轴向线并且利用偏移，从而使得磁体在周向方向上不是严格均匀分布的。根据本发明，部分磁极中的磁体被紧固到转子本体上。随着永磁马达的质量越低，施加在紧固部件或元件上的力越小。这意味着可以更加容易且更加可靠地实现机械附接。

根据本发明的一个实施例，使用安装到其上面的壳体结构对部分磁极中的永磁体进行紧固。所述结构可根据永磁件的要求而具有一定的尺寸和形状。在每个部分磁极的侧面上单独地将每一个壳体结构栓接到转子上确保永磁体被可靠地紧固住。

根据本发明的一个实施例，由导磁材料制成且被设计用以使转子外周的形状和气隙中的磁通分布处于有利状态的磁极片被布置在部分磁极的永磁件上。

根据另一个优选实施例，导磁材料例如磁性沟槽棒被安装在所述部分磁极之间且有助于即便是电机在负载条件下也能保持气隙磁通对称。

下面，结合附图对本发明进行详细描述，其中：

图1示出了根据本发明的转子的局部剖面图；

图2示出了根据本发明的一种磁极结构的详图和永磁体的紧固状态；和

图3示出了根据本发明的另一种磁极结构。