[发明专利]改进的电器、转子和磁性元件

说明书

技术领域

本发明涉及电动机以及在这样的电机中使用的磁性元件，并且尤其涉 及具有外部转子的电机，这种类型的外部转子作为家用洗衣机或者其它装 置的主驱动电机。

背景技术

EP1548171描述一种用于洗衣机的驱动系统。该驱动系统包括具有大 直径的浅定子以及转子的电机，该转子具有位于定子外部的磁体。如上述 申请的图2所示，定子被支撑在洗衣桶的端部上。定子具有驱动轴可以通 过其的孔径。如EP专利申请1548171的图2和图16所示，要被固定到洗 衣机的旋转滚筒上的转子具有被支撑在钢垫环(backing ring)内侧上的永 磁材料构成的环。在转子的毂(hub)(轴可以通过其延伸)与钢垫环之间 延伸有框架。垫环和框架可以形成在一起。永磁材料由一组弯曲的永磁元 件制成。永磁材料在转子的物理构建之后被磁化。典型的转子具有被磁化 为磁性材料的环的多于30个的磁极。这些磁极的极性在环的周围交替。

磁性元件通常由硬铁氧体永磁材料制成。该磁体可以是各向同性或者 各向异性。在各向异性的情况下，磁性元件形成为其磁畴横跨该磁体的厚 度对准以径向对准，通常由本申请图1中的箭头“A”表示。转子的磁化按 照这种模式以生成通过磁体厚度的径向磁场线，由图1中的磁通线或者路 径表示。这产生了磁极位于磁体外侧表面(邻近钢垫)上的模式，与磁极 位于磁体表面内侧(面向径向向内)上的模式相反。

在径向磁化的情况下，每个磁体接近磁体之间界面的部分被认为在从 转子耦合到定子中的通量方面提供很少益处并且通常被去除而使转矩产生 具有很小损失。

生成Halbach阵列以至少部分地缓解该问题。Halbach阵列的一个示例 是具有按照本申请的图2a所示取向的磁化的各自方向的磁体排列。如本申 请的图2b所示，产生全部最终磁通场，这降低了耦合在磁环的后表面外的 磁通量。在这样的阵列中可以使用各向同性或者各向异性的磁性部分。各 向异性部分具有沿着一个方向对准的磁畴，而各向同性部分具有随机排列 的磁畴。图2c示出了产生磁通场的“理想”Halbach阵列的一部分，其中 许多或者无限数量的磁性元件形成为Halbach阵列。

已经提出，可以对单片各向同性环进行磁化以产生Halbach阵列“类型” 磁场。使用外部磁场对单片环的部分进行磁化。由于各向同性磁体降低的 磁强度，与被径向磁化的各向异性磁体相比，各向同性环的性能将受到限 制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性元件，具有这种元件的转子或者电机， 或者使用这种电机或者转子的电器，其中，磁性元件具有预对准的畴以使 得能够在转子或者转子的一部分中产生改进的最终磁通场或者至少为工业 提供有用选择。

本发明的一方面在于一种转子，该转子包括：具有两个横向边缘的多 个磁性元件，每个磁性元件具有各向异性对准的磁畴以形成畴对准模式， 设置所述多个磁体以形成具有内表面和外表面的永磁环，所述永磁环的直 径在150mm与400mm之间，高度小于100mm并且厚度小于20mm，以及 将所述磁性元件保持在所述环结构中的刚性支撑体，其中，每个磁性元件 中的所述磁畴对准模式具有在所述磁性元件的横向边缘之间横跨所述磁性 元件的至少一部分、从在所述磁性元件的磁极具有主导径向分量的取向到 在所述磁性元件的一个横向边缘处具有至少一些切向分量的取向基本上连 续变化的取向，其中，所述磁性元件被磁化以生成最终磁通场。

优选地，所述磁性元件在每个横向边缘与前边缘的交叉部分处具有棱 角，其中，所述前边缘是位于所述转子的所述内表面处的边缘。

优选地，每个磁性元件具有位于所述磁性元件的横向边缘之间的磁极 并且每个磁性元件中的所述磁畴对准模式具有横跨所述磁性元件的宽度、 从在所述磁性元件的所述磁极具有主导径向分量的取向到在所述磁性元件 的两个横向边缘处具有至少一些切向分量的取向基本上连续变化的取向。

优选地，在两个横向边缘处所述磁畴对准模式的所述取向具有明显的 切向分量。

优选地，所述切向分量导致所述磁畴对准模式相对于所述横向边缘具 有至少15度的取向。

优选地，所述明显的切向分量导致所述磁畴对准模式相对于所述横向 边缘具有在20度到35度之间的取向。

优选地，所述明显的切向分量导致所述磁畴对准模式相对于所述横向 边缘具有基本上30度的取向。