[发明专利]其转子特别适宜高速旋转的电机

说明书

本申请是申请号为03122464.4，申请日为2003年4月28日，发明名称为“其转子特别适宜高速旋转的电机”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及其转子具有永久磁铁的旋转电机。更具体地说，本发明涉及其磁铁放在转子凹槽中的电机。上述电机通常叫做预埋磁铁的电机。转子这种构造原来广泛应用于磁通集中的无刷同步电机。

背景技术

旋转电机的尺寸取决于它的额定转矩，马达所能提供的转矩形越大，在其它条件相同时电机的体积越大。但有的场合希望马达的功率高，同时结构又紧凑。为了给出一个恰好的实例，本发明准备将牵引电机装入汽车轮子内，希望每台电机能发出10KW的功率，大部分时间甚至在25或30KW以上，同时重量尽量小，以便使弹簧下质量不太重。还希望体积很小，行驶时尽量不伸出车轮内体积以外，因而在悬架挠曲时及轮子与车身作其它形式的相对运动时，不会与车辆的构件相碰。

这两个要求(功率大、重量和体积小)很难使得将牵引电机装入私用车辆又不对目前市场上可买到的电机在重量功率比上作重大改进。

在电机的设计阶段，选择高速转的一条途径是，对于给定功率而言，使扭矩和体积减小。换言之，对给定马达的额定功率而言，额定转速越高，其体积就越小。但提高旋转电机的转速会带来许多机械行为的问题，如果本发明试图将旋转电机的重量和体积尽量保持小些则这些问题特别严重。

专利申请EP1001507E提出拟达到高速的特殊结构。该项专利申请期待达到的转速约为12,000rpm，为此提出的具体结构，其整个装置包括一根非磁性的多边形整体转轴，和合理地布置在此转轴周围的极片。

如果转速有进一步的增大，磁铁的机械行为就要出问题。其径向外缘有破裂的危险。磁铁片甩出去的危险，这似乎意味着在上述转速下内转子电机达到了转速顶峰。

发明内容

本发明的目的是提出一种旋转电机的结构，它有内转子和外定子，能在高转速下不会发生转子磁铁甩出去的问题。

本发明提出的旋转电机包括外定子和内转子，转子和定子之间有气隙，其中转子包括：

转轴，由轴承安装在定子上，至少转轴的外套笈是用非磁性材料制造的，该轴承确定了转轴的旋转轴线的位置；

很多片极片，用磁性材料制造且环绕该转轴，极片的径向内缘与转轴表面接触且其径向外缘与气隙为邻，极片之间是受槽；

侧部法兰，沿轴向位于极片的两侧，转轴穿过侧部法兰的中心孔；

每个极片的至少一根拉杆，该拉杆将各极片夹紧在两侧部法兰之间；

楔形闩条，与相邻两极片上的侧角配合，从而阻挡磁铁的径向向外运动；

永久磁铁，装配在上述的受槽中。

因此，磁铁受槽在径向外侧处被阻塞，使转速可以高得多而不会损坏磁铁。应当注意，极片通常由许多切成要求形状的铁磁性底板沿径向叠合而成。这些底板的安放位置基本上与转轴的轴线垂直。

附图说明

本发明可参照下图从下面的说明书中获得较好的理解，附图中：

图1是一透视图，示出根据本发明所述电机的转子；

图2是一剖视图，示出根据本发明所述电机的转子和定子，本剖面通过电机的旋转轴，并通过磁铁受槽；

图3是一剖视图，示出根据本发明所述电机的转子，本剖面垂直于旋转轴，图中省略了磁铁；

图4示出根据本发明所述电机的楔形闩条的详图；

图5示出楔形闩条的第一变体；

图6示出楔形闩条的第二变体；及

图7示出楔形闩条的第三变体。

具体实施方式

在图1-3中，示出的六极电机具有定子S(只在图2中示出)和转子1，转轴2支承在轴承20上。可以看到很多片铁磁薄片了，组成六个极片30。各薄片3均与转轴的轴线基本垂直。附带应当指出，本发明也适用于整体极片(非多层极片)的情况。在转轴2的轴向两侧可看见在极片30两侧均有一侧面法兰5(最好用非磁性材料制造)。还可看到可选用的中间平板7(最好用非磁性材料制造)。各侧面法兰5及中间平板7(如果有的话)都有中心孔。在此所述的非限制性实例中，中心孔是多边形的。此孔形状与转轴2配合。对各极片30而言，拉杆6穿过薄片3的叠层及中间平板(如果有的话)，将整个部件夹紧在两个侧面法兰5之间。