[发明专利]模块化可扩展电机

权利要求书

1.用于多相旋转电机的模块化定子-逆变器组件，所述模块化定子-逆变器组件包括：

定子，所述定子具有：

限定中心腔的圆柱形定子芯，其中，所述定子芯包括纵向中心轴线、内径（“ID”）和外径（“OD”）；

电导体，所述电导体共同形成用于所述电机的多个电相的每个的定子绕组；

连接到所述定子芯的所述ID的多个定子齿，所述定子齿在所述中心腔内朝向所述中心轴线径向地延伸，并共同限定多个由所述定子绕组占据的定子槽，其中，所述定子齿的每个相邻的对限定所述定子槽的相应的一个；以及

牵引功率逆变器（“TPIM”），所述牵引功率逆变器电连接到所述定子绕组，并配置成将多相电压传递到所述定子绕组以由此生成预先确定数量的定子磁极，使得所述定子具有每所述定子的定子磁极每所述电机的电相两个、三个或四个所述定子槽；

其中，所述定子-逆变器组件配置为接收选自预先配置的转子的清单的转子，每个所述转子为所述电机提供预先确定的功率和扭矩容量，并且其中所述预先配置的转子的清单包括多个同步磁阻电机（“SynRM”）转子和感应电机（“IM”）转子，所述SynRM转子为所述电机提供了两个、三个或四个磁障层。

2.根据权利要求1所述的模块化定子-逆变器组件，其中，所述定子磁极的所述预先确定的数量为至少为六个。

3.根据权利要求2所述的模块化定子-逆变器组件，其中，所述定子具有五十四个所述定子槽。

4.根据权利要求1所述的模块化定子-逆变器组件，其中，所述定子的所述OD为150mm-200mm，所述定子的所述ID为90mm-140mm，并且所述定子和在所述预先配置的转子的清单中的每个所述转子具有75mm-150mm的轴向长度。

5.根据权利要求1所述的模块化定子-逆变器组件，其中，所述多个SynRM转子包括具有由钕铁硼或钐钴构造的高能转子磁体的永磁体（“PM”）辅助SynRM转子，具有由铁氧体构造的低能转子磁体的PM辅助SynRM转子，以及无磁体SynRM转子。

6.根据权利要求5所述的模块化定子-逆变器组件，其中，关于具有所述高能磁体的所述PM辅助SynRM转子，所述高能磁体包括形成两个梯形磁障层的第一组内部永磁体和第二组内部永磁体，所述第一组内部永磁体相对于所述转子的外径切向地布置，并且所述第二组内部磁体在所述转子的所述外径和所述内径之间延伸以形成多个深V形或三角磁体配置；并且

所述第二组内部磁体中的相邻磁体一起限定5°至10°的V角，其中所述相邻磁体的远侧端部彼此分隔开5mm-15mm的距离。

7.根据权利要求5所述的模块化定子-逆变器组件，其中，关于带有低能磁体的所述PM辅助SynRM转子，所述低能磁体包括三个一件式块状磁体，所述一件式块状磁体相对于彼此堆叠并且在带有所述有低能磁体的所述PM辅助SynRM转子的内径和外径之间在径向方向上彼此分隔开以形成多个三层磁障；以及

所述一件式块状磁体的相邻的对的最内磁体限定5°至10°的V角，其中所述相邻的对的远侧端部彼此分隔开为在5mm-15mm之间。

8.根据权利要求5所述的模块化定子-逆变器组件，其中，所述无磁体SynRM转子包括转子轴和四个磁障层，所述四个磁障由以下项限定：

星形形状的转子芯，所述转子芯安装到转子轴并且包括六个三角形构件，每个所述构件安装到所述转子轴并径向地延伸远离所述转子轴，其中，所述转子芯在所述三角形构件的每个相邻的对之间限定气隙；以及

三个梯形形状的转子条，所述转子条具有逐渐减小的大小和周向跨度，所述转子条设置在所述三角形构件的每个所述相邻的对之间的所述气隙中，其中所述转子条由所述气隙彼此分隔开，使得每个所述三角形构件朝向所述无磁体SynRM转子的所述外径渐缩到至少3mm且小于8mm的宽度。