[发明专利]用于轮式电机的具有单件框架的磁体轴承转子

说明书

本发明涉及转子(1)，该转子(1)包括一体金属框架(2)，该一体金属框架(2)包括圆柱形部分(4)，该圆柱形部分(4)通过形成轮毂的封闭部分(5)在其一侧封闭。永磁体(12)的平行的轴向排(14)通过条带(20)机械地且直接地附接到框架的圆柱形部分的内表面(13)，该条带(20)优选为非磁性的，机械地附接到框架并纵向地布置在每排磁体之间。这些条带包括基部，其搁置在框架上并通过两个向外倾斜的侧面张开而延伸，向外倾斜的侧面与具有互补的形状的、并且位于相邻磁体的对应的侧向边缘的向内倾斜的表面接合，使得这些磁体垂直地且侧向地锁定。

技术领域

本发明涉及具有永磁体的同步旋转机器的一般技术领域，机器例如是电机或发电机类型，更具体地，本发明涉及轮式电机的技术领域。

本发明的优选应用更具体地用于轮式电机类型的牵引电机的外转子，牵引电机例如铁路牵引电机或用于任何类型的道路车辆的电机。

背景技术

具有永磁体的同步旋转机器常规地由运动部分和固定部分组成，所述运动部分被称为转子，包括一系列极性交替的永磁体，所述固定部分被称为定子，包括一组感应线圈。

为了产生感应现象(该感应现象在电机的情况下允许将转子置于运动中，或在发动机的情况下允许电流的产生)，所述转子是圆柱形部分，在该圆柱形部分上组装有连续的永磁体排，它们之间相互平行并且根据转子的轴向而常规地定向，即垂直于所述转子的旋转运动。

意图布置成面向定子线圈的所述磁体在同一排内具有相同的极性，但从一排到下一排通常具有交替的极性。也可以设想，例如利用在两排或三排连续的排上布置相同极性的磁体，然后在下两排或三排上布置相反极性的磁体来实现交替极性。

在常规的方法中，这种类型的转子包括圆柱形的金属框架，在其每个末端处开口，磁体附接到开口上。将该圆柱形框架然后通过布置在框架上的封闭部分在其一端封闭，然后焊接或旋拧。在其中心部分，所述封闭部分有利地制造成轮毂的形式，使其可以将转子安装在轴(在轮式电机的情况下是轮轴)上。

因此，在传统的轮式电机中，圆柱形转子框架和形成轮毂的部分是两个分离件，通过焊接或旋拧彼此插入和连接。这种两部分的结构造成许多问题。

在效果上，当封闭部分被焊接到圆柱形转子框架时，焊接操作导致组件的变形，这种变形随后在焊接后需要对所获得的组件再加工，以保证转子正常功能所需的几何特征(圆度)。如果在进行焊接之前永磁体已被装配到转子上，那么这种变形甚至更加显著。

如果需要通过旋拧/螺栓将封闭部分附接到框架上，则有必要提供具有厚壁的框架，使得材料的量是足够的，以确保通过旋拧的方式的固体附接。由于使用了更多数量的原材料，转子的成本更高。此外，所述更厚的壁意味着转子的内部自由空间的直径减小，并因此永磁体可以布置在其上的表面的直径减小。磁化表面因此更受限制，导致轮式电机的整体性能更差。

最后，这种从两个组装在一起的独立部分形成的结构并不是完全刚性的，随后进行的加工将导致改变转子的几何形状的形变，转子不再是完美的圆柱形的，对于旋转机器的功能来说是有问题的变形。

此外，在传统的转子中，通过粘合的方式，磁体被常规地附接到框架。然而，由于在转子运行期间磁体受到非常大的作用力，并且在这些机器中达到的高温，所使用的粘合剂必须非常有效的，以确保令人满意的可靠性，这是难以获得的。由于有希望生产越来越强大的同步电机、同时将这些电机容纳在日益减小的空间内以升高内部温度的当前趋势，因此越来越多的故障被报道。这种提高性能的愿望难以与通过粘合方式附接磁体相和谐。

为了克服粘合的缺点，在现有技术中已经提出了几种用于附接磁体的替代方法。