用于电动机或发电机的转子的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及转子，尤其是用于电动机或发电机的转子。
【背景技术】
[0002]电动机的工作原理如下，载流导线在存在磁场时将受力。当载流导线垂直于磁场安放时，作用于载流导线的力是与磁场的磁通密度成比例的。一般，在电动机中以转矩形式产生作用于载流导线的力。
[0003]已知类型的电动机的例子包括感应电动机、无刷永磁电动机、开关磁阻电动机和同步滑环电动机，它们如本领域技术人员所众所周知地具有转子和定子。
[0004]因为作用于载流导线的力和进而用于电动机的转矩是与磁场磁通密度成比例的，故对于转矩对其是重要标准的同步永磁牵引电动机来说，最好使用具有尽量高的磁通密度的磁体。
[0005]因此，与其它类型的磁体相比产生强许多的磁场的稀土磁体常用在同步永磁体电动机中。但是，稀土磁体的成本可能相对高昂，这已经导致有人提出电动机解决方案来增强电动机转子设计中的稀土磁体的磁性能，由此允许对给定的磁通密度使用较小的稀土磁体。
[0006]已被用于具有内转子的电动机中的一项提案是V形磁体设计，其中利用两个稀土磁体产生一电动机极。用于这两个磁体的“极”相对彼此在相反方向上倾斜，由此形成V形配置形式。但是，用于利用V形磁体配置形式的内转子的这种设计不适用于具有外转子的电动机，通常，带有外转子的电动机中的转子所具有的径向空间不足以利用一体式转子铁构件来容纳被用在内转子设计中的成角度偏置的稀土磁体。而且，对于这些设计来说，磁通泄漏可能比较高。
[0007]人们希望改善这种情况。
【发明内容】
[0008]根据本发明的一个方面，提供根据所附权利要求书的转子和方法。
[0009]这样做的优点是允许V形磁体设计被加入具有外转子构型的电动机中，该外转子构型具有缩小的径向空间和进而缩小的直径。此外，在所有转子驱动磁体之间的磁通泄漏可得以最小化，由此改善了磁体利用。
【附图说明】
[0010]现在将参照附图来举例描述本发明，其中:
[0011]图1示出实现本发明的马达的分解视图；
[0012]图2是从另一个角度看的图1的马达的分解视图；
[0013]图3示出根据本发明的实施例的转子；
[0014]图4示出根据本发明的实施例的转子；
[0015]图5示出根据本发明的实施例的转子；
[0016]图6示出根据本发明的实施例的转子。
【具体实施方式】
[0017]图1和图2示出了带有电动机的电动机组件，该电动机具有根据本发明的转子，其中该电动机组件包括内装式电子器件并且被构造用作被构建成能容装车轮的轮毂电机或轮内电动机。但本发明可被加入任何形式的电动机中。该电动机也可以发电机形式构成。
[0018]图2从相反侧示出了与图1相同的组件的分解视图。
[0019]如图1和图2所示，为了实现本实施例，轮内电动机包括定子252和转子240。定子252优选包括主定子机座253，其包含有散热片、复线圈254和安装在主定子机座253的后部内以驱动该线圈的电子模块255。线圈254在定子齿叠片上形成以形成线圈绕组。该定子齿可以作为主定子机座253的一部分来制造，或者作为可安装至定子机座253的单独元件来制造。定子罩256被安装在主定子机座253的后部上，罩住电子模块255而形成定子252，该定子随后可被固定至车辆上并且在使用中相对于车辆不转动。但可采用其它形式定子，例如电子模块255可以远离该定子就位。
[0020]为了实现本实施例，电子模块255包括两个控制装置400，其中每个控制装置400一般包括逆变器和控制逻辑。
[0021]转子240包括前部220，换句话说径向部分；还包括筒形部分221，换句话说转子磁轭。径向部分220被布置成利用轴承部件可转动地安装至定子，如下所述。该转子的筒形部分221布置成在转子被可转动安装至定子时在定子齿上轴向延伸，由此基本包围定子252。该转子包括呈V形配置形式布置在转子磁轭221内的多个永磁体242，其中形成V形的一对磁体对应于一电动机极。为了尽量增大磁通密度，形成V形的每对磁体优选安装在转子磁轭221内的软铁磁材料如铁质材料或电工钢之间，如下所述。如本领域技术人员所众所周知地，软铁磁材料具有高导磁率，由此允许它支持在其内部形成磁场。
[0022]软铁磁材料可以呈任何形式，例如钢叠片或软磁性复合材料。安装在转子磁体上且在转子被安装到定子上时靠近定子齿的软铁磁材料对应于转子磁轭221的内表面，其中在转子磁轭221的内表面和定子齿端部之间的气隙优选保持最小程度。如本领域技术人员所众所周知，利用具有高导磁率的软铁磁材料，磁体至转子磁轭221的内表面的距离并不重要。
[0023]电动机的每个极对应于呈V形配置的两个磁体30。形成一电动机极的两个磁体中的每一个是倾斜的，从而当转子被安装到定子上时，从轴向横剖视图来看，它们基本不垂直于该磁体对位于其上的定子齿31的端面，此时每个磁体30沿相反方向取向，如图3所示。因而，形成V形磁体配置形式的所述磁体对30中的一个磁体的极的表面朝向该定子/转子中心取向，但基本不垂直于从转子中心至磁体的线。相似地，对于第二磁体30的相同极的表面朝向该定子/转子中心，但基本不垂直于从转子中心到该磁体的线。但是，第一和第二磁体30相对于至转子中心的线取向的角度在彼此相反的方向上，由此形成V形配置形式。
[0024]也如图3所示，电动机的每个相邻极具有与下一极相反的极性，其中在图3中心的电动机极具有北极性，而两个相邻的电动机极具有南极性。
[0025]虽然电动机可以包括任何数量的极，但为了实现本实施例之目的，针对具有16英寸直径的转子，该转子优选包括60个极，就是说，60个V形磁体对。但是可以采用任何数量的磁体对。
[0026]如上所述，当转子被安装至定子上时，转子磁轭221的内表面布置成紧邻定子252上的线圈绕组，从而由所述线圈所产生的磁场与形成各自电动机极的磁体对相互作用，所述磁体对围绕转子240的筒形部分221的内侧布置以造成转子240转动。为了保证该转子能绕定子转动而不受定子干扰，在叠片定子齿401的顶面和转子磁轭221的内表面之间存在气隙。典型的气隙将在1.0mm左右。因为永磁体242被用于产生驱动电动机的驱动力矩，故该永磁体一般被称为驱动磁体。
[0027]转子240通过轴承部件223被安装至定子252。轴承部件223可以是将在待安装上该马达组件的车辆中采用的标准轴承件。该轴承部件包括两个部分，第一部分被固定至定子，第二部分被固定至转子。该轴承部件被固定至定子252的壁的中心部253以及转子240的壳壁220的中心部225。于是，转子240转动安装至车辆，该转子将要通过在转子240的中心部225的轴承部件223与车辆连用。这样做的优点是，轮辋和轮胎于是可利用常规轮螺栓被固定至转子240的中心部225，以将轮辋固定至转子的中心部并进而牢固固定到轴承部件223的转动侧。轮螺栓可以穿过转子中心部225地被装入轴承部件本身当中。在转子240和轮都被安装到轴承部件223上的情况下，在所述转子和轮的转动角度之间存在--对应关系。
[0028]该支承的倾转刚性优选被选择成大于基于特定设计标准的预定刚性。例如，通过具有其倾转刚性高于5500Nm/度的支承，在对转子施以侧向力的高达Ig侧向加速度的车辆转弯操纵过程中，这将最小化着地面接触的危险。
[0029]转子壳体也包括聚中环和磁体227，用于位置感测。
[0030]V形密封350设置在转子的周向壁221和定子壳体230的外边缘之间。
[0031]一般，为了在保持结构强度的同时减轻重量，转子壳体和主定子机座253由铝合金制造。
[0032]为了最大化磁体利用，最好尽量减小在转子设计构造内的磁通泄漏(如磁通