[发明专利]电磁机

说明书

技术领域

本发明一般涉及电磁机。

背景技术

现有的电磁机（诸如永磁体电磁电动机或发电机）具有在径向方向结合至转子表面以建立径向磁场的磁体。然而，这些布置具有在机械上难以制造和在高电流负载下将磁体暴露于消磁化的缺点。还存在在它们的转子中使用埋设磁体的设计。这种设计分为两种类型。

第一种类型是磁体具有位于它与气隙之间的磁极片，但是仍然与表面磁体具有相同的磁定向。这些设计尽管在机械上强烈遭遇大的磁通拖尾的问题，这在负载下具有大的谐波失真因此具有较差的波形。对于表面安装的磁体设计，这些设计中的气隙磁通也较低。

第二种类型的埋设磁体设计被称为磁通集中器设计。在这些设计中，将磁体放置在转子中它们的磁通定向正切于气隙，并且来自磁体的磁通集中到它们之间的铁极片内。这些转子设计不仅具有磁通拖尾和负载下的大失真的问题，还具有在高负载下被推出气隙向下进入转子的磁通。然而它们在无负载的情况下具有高气隙磁通。

需要克服或至少改善现有布置中的一些缺点。

发明内容

根据一个方面，提供了电磁机，其包括：内定子、外定子、位于内定子与外定子之间的转子、以及嵌入在转子内的多个永磁体。磁体被配置为使得每个磁体的磁极轴的定向正切于转子的旋转方向，并且每个磁体的磁极轴与相邻磁体的磁极轴的方向相反以提供径向的磁场。

根据另一方面，提供了一种方法，其包括：由单片材料形成内定子层压板、外定子层压板和转子层压板；从层压板的一个或多个组装转子。转子被配置为容纳磁体使得每个磁体的磁极轴的定向正切于转子的旋转方向，并且每个磁体的磁极轴与相邻磁体的磁极轴的方向相反以提供径向磁场。

公开了其它方面。

附图说明

现在参考附图通过示例描述本发明的实施方式，在附图中：

图1示出了根据一个实施方式的电磁机；

图2示出了图1的电磁机的侧视截面图；

图3示出了图1的电磁机的正视截面图；

图4示出了图1的电磁机的磁场线；

图5A示出了图1的电磁机的部分制造过程；

图5B示出了图5A的一部分的放大细节；

图6示出了图1的电磁机的转子部分的放大视图；以及

图7示出了绕组方案。

具体实施方式

参考图1，示出了电磁机100。电磁机100具有三相绕组120、内定子110a、外定子110b和位于内定子110a和外定子110b之间的转子130。转子130具有多个内嵌的磁体140。磁体140通常为永磁体。每个磁体140的磁极轴的方向正切于转子130的旋转方向。每个磁体140的磁极轴的方向与直接相邻的磁体140的磁极轴的方向相反以提供径向的磁场。电磁机100可用于电动机或发电机配置中。典型地，提供了两个定子，然而，本领域技术人员可理解，可提供任意数量的定子。而且，提供了三相绕组，本领域技术人员可理解，可提供单相绕组。

图2示出了电磁机100的侧视截面图。磁体140被嵌入转子130中。一种形式的转子130由钢层板构成。磁体可以为正方形以便于制造和插入钢层板中。对于具有相同数量磁极的机器，所需的内嵌的磁体的数量为所需的表面安装磁体的一半。

包含在钢层板内的磁体140可被分成段以减少转子和磁体内的涡电流，从而减少加热效应。内嵌的磁体140不限制转子的旋转速度，而表面安装磁体将会限制转子的旋转速度，这是因为表面安装磁体可能由于在高转速下经受的大作用力而分离。内嵌的磁体140还比表面安装磁体140厚并且因此更坚固。

与具有表面安装磁体的转子相比，转子130能够承受更大的撞击和更高的速度，因为内嵌的磁体140被钢层板保持就位。而且，与凸起的表面安装磁体相比，内嵌的磁体140减少了必要的气隙。内嵌的磁体140通过减少来自的线圈的磁通与磁体140的相互作用由此提供较低的同步磁阻而被保护以免在高电流负载下被消磁，因此在机器作为发电机工作时提供更好的电压调节。转子130在两个定子110之间绕轴270旋转，它们之间具有气隙200。定子110优选地由高透磁率、低损耗层压材料制成。轴270在外壳290内的轴承280上旋转。嵌入转子130内的磁体140的磁场跨越气隙2000以与定子中的绕组120相互作用以在电动机的情况下产生转矩，或者在发电机的情况下产生电压。转子130、定子110和绕组120被布置为在外定子110b和内定子110a上提供相等的转矩和电压，如下所述。