用于电机的转子以及包含该转子的电机的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及用于电机的转子。本发明还涉及包含所述转子的电机。
【背景技术】
[0002] 在设置有沿着转子的圆周大致以相等间隔布置的多个磁极的电机转子中，每个磁 极具有直极轴或直轴。两个相邻的直极轴形成被交轴平分的角。与直极轴对应的电抗称为 直轴电抗，而与交轴对应的电抗称为交轴电抗。磁阻转矩与交轴电抗的倒数值和直轴电抗 的倒数值的差成比例，该差可以写为l/xq-l/xd。因此，能够通过增大直轴电抗或通过减小 交轴电抗来增加磁阻转矩。
[0003] 已知的磁阻电机的转子包括转子芯，该转子芯具有沿转子芯的周向方向定位的多 个磁通导引部段，多个磁通导引部段中的每个磁通导引部段包括由具有高磁导材料制成的 多个磁通路径和由低磁导材料制成的多个隔磁磁桥。磁通路径和隔磁磁桥沿着磁通导引部 段的径向方向交替地定位。出于机械原因，存在连接相邻磁通路径的由高磁导材料制成的 桥接部。
[0004] 桥接部导致从一个磁通路径至另一磁通路径的漏磁。漏磁降低了效率且减小了最 大转矩并且增大了空载电流，从而使电机的电气性能劣化。因此，使桥接部的漏磁最小化能 够提高电机的电气性能。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提高包括如下转子的电机的电气性能，该转子包括连接相邻磁通 路径的桥接部。本发明的目的通过由独立权利要求1中陈述的内容来表征的转子来实现。 在从属权利要求中公开了本发明的优选实施方式。
[0006] 本发明是基于提供如下转子芯的构思，该转子芯具有多个永磁体，该多个永磁体 中的每个永磁体邻近对应的桥接部定位并且适于使对应的桥接部磁饱和。
[0007] 本发明的优点是能够提高具有包括连接相邻磁通路径的桥接部的转子的电机的 电气性能而不需要以任何方式修改桥接部。
[0008] 欧洲专利申请12197147. 7公开了用于提高具有包括叠置的转子片的转子的电机 的电气性能的发明。本发明能够与所述早先发明一起开发，其中，永磁体邻近在早先申请中 公开的转子片的桥接部放置。
【附图说明】
[0009] 下面将参照附图借助于优选实施方式来更详细地描述本发明，在附图中：
[0010] 图1示出了根据本发明的实施方式的电机的截面图；
[0011] 图2示出了图1的截面的放大的细节图；
[0012] 图3示出了根据本发明的另一实施方式的转子的转子片；
[0013] 图4示出了轴向叠置的四个转子片，四个转子片中的每个转子片类似于图3的转 子片；以及
[0014] 图5示出了包括图4的转子片堆的转子。
【具体实施方式】
[0015] 图1示出了根据本发明的实施方式的电机的截面图。该电机包括转子和定子。转 子包括转子芯，该转子芯具有沿转子芯的周向方向定位的磁通导引部段FG1、FG2、FG3和 FG4。在此，周向方向是与转子的轴向方向和径向方向相垂直的弯曲的方向。
[0016] 磁通导引部段FG1至FG4中的每个磁通导引部段包括沿着磁通导引部段的径向方 向交替地定位的由高磁导材料制成的磁通路径PI、P2、P3和P4以及由低磁导材料制成的 隔磁磁桥B1、B2、B3和B4。隔磁磁桥B1至B4中的每个隔磁磁桥从第一末端延伸至第二末 端，该第一末端和第二末端邻近转子芯的表面定位并且沿周向方向彼此间隔开。隔磁磁桥 B1至B4中的每个隔磁磁桥设置成在由高磁导材料制成的相邻元件之间提供高磁阻。
[0017] 隔磁磁桥B1至B4中的每个隔磁磁桥限定从转子表面上的第一点延伸至转子表面 上的第二点的对应的假想中心线，第一点和第二点在转子表面上沿转子的周向方向互相间 隔开。在图1中通过虚线CL11示出了磁通导引部段FG1的隔磁磁桥B1的假想中心线。
[0018] 磁通路径P1至P4布置成将磁通从磁通路径的第一末端引导至磁通路径的第二末 端，第一末端和第二末端两者均处于转子表面处并且在转子表面处沿转子的周向方向相互 间隔开。磁通路径P1至P3以下述方式定形状：周向末端，即，上文称作第一末端和第二末 端的那些末端，相对于转子的中轴线的径向距离基本上大于讨论中的磁通路径的中央部分 的外表面相对于转子的中轴线的径向距离。
[0019] 转子芯包括由高磁导材料制成的桥接部BR11、BR12、BR13和BR14,桥接部BR11至 BR14中的每个桥接部延伸横跨对应的隔磁磁桥。桥接部BR11延伸横跨隔磁磁桥B1，桥接 部BR12延伸横跨隔磁磁桥B2,桥接部BR13延伸横跨隔磁磁桥B3,桥接部BR14延伸横跨隔 磁磁桥B4。
[0020] 图1中的转子还包括中央部段RCS。中央部段RCS大致呈X形，其中，X的每个稍 端延伸至转子的表面。每个磁极的直极轴穿过中央部段RCS的延伸至转子表面的部分。在 中央部段RCS的中央存在布置成接纳转子轴的孔RH。
[0021] 中央部段RCS由高磁导材料制成。因此，中央部段RCS形成用于每个磁通导引部 段的中央磁通路径P0。每个中央磁通路径P0邻近相应的隔磁磁桥B1定位，并且布置成将 磁通从中央磁通路径的第一末端引导至中央磁通路径的第二末端，第一末端和第二末端两 者位于转子表面处。
[0022] 图2示出了图1的截面的四分之一作为放大图。图2示出转子芯包括永磁体M11、 M12和M12P，永磁体Mil、M12和M12P中的每个永磁体邻近对应的桥接部定位并且适于使 对应的桥接部磁饱和。被磁饱和的桥接部的磁阻高于不被磁饱和的桥接部的磁阻。永磁体 Ml 1邻近桥接部BR11定位，永磁体Ml2邻近桥接部BR12定位，并且永磁体Ml2P邻近桥接部 BR12P定位。永磁体Mil的磁化方向以箭头MD11指示，永磁体M12的磁化方向以箭头MD12 指示，永磁体M12P的磁化方向以箭头MD12P指示。永磁体M11、M12和M12P中的每个永磁 体的磁化方向与对应的桥接部延伸横跨相关联的隔磁磁桥所沿方向大致垂直。
[0023] 在本文中，磁体的磁化方向与从磁体的南极向磁体的北极延伸的线相平行。因此， 磁化方向被限定为与磁体内的磁场的总体方向平行。磁化方向在此被限定为直线形的并且 也位于磁体的外侧，尽管在磁体外侧磁体的磁场从北极延伸至南极并且因此磁场呈曲线形 式。
[0024] 在替代性实施方式中，每个永磁体的磁化方向偏离对应的桥接部延伸横跨隔磁磁 桥所沿的方向而不与对应的桥接部延伸横跨相关联的隔磁磁桥所沿方向基本垂直。在一个 实施方式中，每个永磁体的磁化方向相对于对应的桥接部延伸横跨隔磁磁桥所沿的方向偏 离大于45°的角度。
[0025]与桥接部相对应的永磁体的总体积不多于该桥接部的体积的五倍。在一个实施方 式中，各个永磁体的总体积为对应的桥接部的体积的一至二倍。在替代性实施方式中，至少 一个永磁体可以包括多个局部磁体，其中，这样的永磁体的总体积为局部磁体的总体积。
[0026] 与相关联的隔磁磁桥相比，永磁体相对较小。被至少一个具有相关联的永磁体的 桥接部延伸横跨的隔磁磁桥沿对应的假想中心线的长度是所述相关联的永磁体的沿该对 应的假想中心线的总长度的多倍。桥接部和永磁体的长度不包含在隔磁磁桥的长度中。在 一种实施方式中，每个被至少一个具有相关联的永磁体的桥接部延伸横跨的隔磁磁桥沿对 应的中心线的长度是所述相关联的永磁体沿该对应的中心线的总长度的至少十倍。例如， 被桥接部BR11延伸横跨的隔磁磁桥B1沿假想中心线CL11的长度为永磁体Mil沿假想中 心线CL11的总长度的数十倍。
[0027] 永磁体Mil、Ml2和Ml2P是横向磁体，永磁体Mil、Ml2和Ml2P中的每个磁体均邻 近对应的桥接部沿与转子的轴向方向垂直的横向方向定位。永磁体Mil邻近桥接部BR11 定位，永磁体Ml2邻近桥接部BR12定位，并且永磁体Ml2P邻近桥接部BR12P定位。永磁体 M12P相对桥接部BR