[发明专利]具有减小的扭矩波动的辐条永磁机及其制造方法

说明书

一种内永磁机，包括具有轴的转子组件，该轴包括从主轴本体沿径向向外延伸并绕着主轴本体周向地和沿着主轴本体的轴向长度形成的多个突出部。多个叠片叠堆绕着轴周向地布置，以将多个突出部接收在其中，其中每个叠片叠堆包括沿着轴的长度轴向地布置的多个叠片组，并且其中永磁体设置在叠片叠堆之间。叠片中的每一个包括形成在其中以接收相应的轴突出部的轴突出部切口，并且对于叠片叠堆中的每一个，形成在相应的叠片组的叠片中的轴突出部切口与形成在相邻叠片组中的叠片中的轴突出部切口成角度地偏置。

技术领域

本发明的实施例大体涉及电机，并且更具体地涉及辐条转子永磁机，其中，转子叠片沿着机器的轴向长度移位以减小扭矩波动，同时还提供用于使用单个挤压转子轴和块磁体。

背景技术

内永磁(IPM)机器诸如IPM马达或发电机已被广泛用于多种应用，包括飞行器、汽车以及工业使用，并且目前是混合汽车应用中利用的优选机器。因此，用于轻质和高功率密度IPM机器的要求已经导致了较高速度马达和发电机的设计，以最大化功率与重量比。因此，趋势是提高提供高机器速度、高功率密度、减小的质量和成本的IPM 机器的认可。

在常规的IPM机器中，多个永磁体嵌入在转子的多个叠片内部。转子中的机械应力集中在多个桥部和中心柱中。为了较高速度应用，多个桥部和中心柱的厚度必须增大用于转子和多个其它部件的提高的结构强度。增加的厚度导致更多的磁通泄漏进入多个桥部和中心柱中，其中此类泄漏显著地减小机器功率密度，以便导致机器的降低的效率。

IPM机器中的辐条转子的使用可通过消除对桥部和中心柱的需要而解耦IPM机器中的电磁和机械要求。这基本上增大了机器功率密度。此外，辐条构造具有磁通集中效果，这进一步增大机器功率密度。将转子叠片燕尾接合到轴上允许转子外径的较高速度，这进一步增大机器功率密度。转子组件和多个相关联的构件可构造成提供最大功率密度和最小涡流损失。此外，具有辐条转子的IPM机器在小体积、重量和成本方面为有利的。辐条转子IPM机器因此允许高效率永磁机。

然而，具有分布式绕组的辐条电动机遇到了高扭矩波动的问题。扭矩波动在电动机中是不合乎需要的，因为其导致瞬态损失并增加机器控制的复杂性以及动力传动系统中的机械问题。具有带分布式绕组的定子的马达通常遇到高扭矩波动，同时辐条转子与具有分布式绕组的定子一起的使用增加了额外的谐波，进一步增大了扭矩波动。

用以减小扭矩波动的标准方法包括通过槽距的定子移位，并且标准技术引入为槽的一半的定子移位。遗憾地，沿着轴线的定子移位或步进可在狭槽中的绝缘材料上产生应力并且减小机器中的扭矩容量。此外，定子移位产生可切入狭槽绝缘部中的尖锐边缘，从而影响马达的坚固性和可靠性。

已知为转子移位的另一种减小扭矩波动的方法消除关于绝缘的问题，但是转子移位为困难的，因为其使转子的构造复杂，导致更复杂的轴以及磁体在移位的转子叠片中的手工插入。转子构造中的挤压轴的使用可降低制造的复杂，但是可仍要求磁体在不同的轴向位置处的手工插入或用于不同的轴向长度的挤压。

因此，合乎需要的是，提供辐条永磁机，其具有减小扭矩波动的构造，同时消除与现有定子移位和转子移位技术和构造相关联的问题。

发明内容