[发明专利]用于移动作业机械的永磁电机的转子

说明书

技术领域

本发明主要涉及旋转电机。更具体地，本发明涉及一种包括内部永磁体的转子。此外，本发明涉及用于例如移动作业机械的一种永磁电机。此外，本发明涉及一种移动作业机械。

背景技术

旋转电机，诸如电动机和发电机，通常包括转子和定子，转子和定子布置成使得在两者之间产生磁通量。在永磁“PM”电机中，多个永磁体通常被安装在转子上，而定子设有定子绕组。永磁体和定子绕组中的电流使磁通量跨越转子与定子之间的空气间隙流动。

永磁电机的转子通常包括铁磁芯结构、轴和永磁体，永磁体被布置成产生磁通量以便形成转子的磁极。当设计永磁电机的转子时，要考虑各种方面。转子的电磁特性应当使得其能够以足够低的损耗的提供所需性能，转子的机械特性应当使得转子的机械结构能承受因而发生的机械应力，且转子的热特性应当使得由损耗产生的热能从转子去除。此外，高质量永磁材料的高价使得需要使用在转子中的永磁材料的量最少。

公开文件EP2362525揭示了包含埋入式永磁体即内部永磁体的转子。转子的铁磁芯结构包括将铁磁芯结构分成磁极区域、磁轭区域和磁极区域与磁轭区域之间桥接部的空腔。永磁体位于空腔内，且它们被布置成产生沿径向穿透磁极区域的磁通量，从而形成转子的磁极。穿透每个磁极区域的磁通量的方向限定相应磁极的直轴，且两个相邻磁极的直轴之间的对称线限定这两个相邻磁极之间的交轴。所述空腔具有未被永磁材料填充的部分，从而形成用于减少永磁体的漏磁通量的非铁磁区域，且由此减少所需的永磁材料的量。将在磁极与磁轭区域之间的桥接部的形状和尺寸选择成平衡转子的作用相反（counter-opposing）的电磁特性和机械特性。尽管转子包括上述非铁磁区域，但永磁体的漏磁通量可能仍然构成永磁体产生的总磁通量的很大部分。因此，需要进一步减少永磁体的漏磁通量，以便减少所需的昂贵的永磁材料的量。

公开文件US2008272667描述了一种永磁体转子，其包括多个条形孔、与条形孔分开的多个磁通阻挡件、以及与条形孔和磁通阻挡件分开的多个磁槽。转子还包括多个永磁体，每个永磁体定位在磁槽中的一个内。多个导通条各自定位在条形孔中的一个内。第一端部环联接到导通条的第一端，而第二端部环联接到导通条的第二端。

公开文件EP2012410描述了一种减少齿槽转矩和振动噪声的永磁转子。该转子包括嵌入转子的铁芯内的永磁体和用于减少在永磁体的边缘处的漏磁通量的非磁性磁通量阻挡件。

公开文件US2005269888描述了一种永磁体转子，该永磁体转子包括嵌入转子铁芯内的永磁体和非磁性磁通量阻挡件，所述非磁性磁通量阻挡件用于减少在永磁体的边缘处的漏磁通量并用于防止定子产生的磁通量偏离成流入永磁体。

发明内容

下面陈述简化的发明内容以便提供对各发明实施例的一些方面的基本理解。本发明内容并不是本发明的详尽综述。本发明内容并非旨在确定本发明的关键或重要元素或者记述本发明的范围。以下发明内容仅以简要形式给出本发明的某些概念，作为本发明示例性实施例的更详细描述的前序。

根据本发明的第一方面，提供一种用于例如移动作业机械的永磁电机的新型转子。该转子包括：

-铁磁芯结构，该铁磁芯结构包括将铁磁芯结构分成磁极区域、磁轭区域和磁极区域与磁轭区域之间的桥接部的空腔；以及

-永磁体，永磁体位于空腔内且被布置成产生沿径向穿透磁极区域的磁通量，从而形成转子的磁极，穿透每个磁极区域的磁通量的方向限定相应磁极的直轴，且两个相邻磁极的直轴之间的对称线限定这两个相邻磁极之间的交轴。

所述空腔具有朝向交轴延伸且没有永磁体的部分。因此，形成用于减少永磁体的漏磁通量的非铁磁区域。此外，所述空腔的上述部分具有朝向转子的几何旋转轴线弯曲的形状，且所述空腔的所述部分的径向高度大于所述永磁体的抵靠在所述空腔的所述部分上的那些部分的径向厚度。由于所述空腔的所述部分具有朝向几何旋转轴线弯曲的形状，所述空腔可做成更长，且由此会使围绕非铁磁区域的漏磁通量的路径更长。这进一步减少永磁体的漏磁通量。限定空腔的上述部分且面向非铁磁区域的铁磁芯结构具有在垂直于转子的几何旋转轴线的平面内的轮廓，使得：

a)轮廓中的每个均在所述轮廓的从所述轮廓的第一点到所述轮廓的第二点的部分上是曲线的，所述第一点距所述转子的所述几何旋转轴线最远，所述第二点距所述转子的所述几何旋转轴线最近，

b)所述轮廓中的每个的曲率半径均取决于到所述转子的所述几何旋转轴线的距离，从而所述曲率半径在所述轮廓的从所述轮廓的第一点到所述轮廓的第二点的部分上是所述距离的递升函数，并且