具有带倾斜永久磁铁的转子的电机的制作方法
【专利说明】具有带倾斜永久磁铁的转子的电机
[0001]背景
1.
技术领域
[0002]本发明的方面一般涉及电机，且更具体地涉及具有带倾斜永久磁铁的转子的电机。
[0003]2.背景信息
[0004]已知提供具有带多个永久磁铁的转子的电机。永久磁铁通常以数种已知构造中的一种定位在转子上。这些已知构造可导致转子具有比期望值大的直径。本发明的方面涉及这个问题和其它问题。
[0005]发明方面的概述
[0006]根据本发明的方面，提供包括转子和环形第一定子的电机。转子包括环形转子主体和相对于转子主体固定定位的多个永久磁铁。第一定子包括多个圆周间隔的定子极。转子和第一定子相对于电机的轴向中心线同心且轴向对准。多个永久磁铁的每个形成磁偶极子。每个磁偶极子沿着穿透各自永久磁铁的偶极轴延伸。每个偶极轴在第一平面中延伸。电机的中心线在至少大体上垂直于第一平面的第二平面中延伸。多个永久磁铁的每个被定位，使得在各自偶极轴与在各自永久磁铁与电机的中心线之间延伸的径向轴之间界定介于15°与75。之间的磁铁角度。
[0007]根据本发明的另一个方面，提供用于电机中的转子。转子包括环形转子主体和相对于转子主体固定定位的多个永久磁铁。转子主体相对于电机的轴向延伸中心线同心。转子主体包括多个轴向定位转子环，每个包括多个弓形转子主体块，该多个弓形转子主体块端对端定位以形成各自的转子环。多个永久磁铁的每个形成磁偶极子。每个磁偶极子沿着穿透各自永久磁铁的偶极轴延伸。每个偶极轴在第一平面中延伸。电机的中心线在至少大体上垂直于第一平面的第二平面中延伸。多个永久磁铁的每个被定位，使得在各自偶极轴与在各自永久磁铁与电机的中心线之间延伸的径向轴之间界定介于15°与75°之间的磁铁角度。
[0008]根据本发明的另一个方面，提供用于电机中的转子。转子包括环形转子主体和相对于转子主体固定定位的多个永久磁铁。转子主体相对于电机的轴向延伸中心线同心。转子主体包括多个弓形转子主体块，该多个弓形转子主体块端对端定位以形成转子主体。弓形转子主体块的每个包括多个轴向定位面板，该多个轴向定位面板被轴向压缩以形成各自的转子主体块。多个永久磁铁的每个形成磁偶极子。每个磁偶极子沿着穿透各自永久磁铁的偶极轴延伸。每个偶极轴在第一平面中延伸。电机的中心线在至少大体上垂直于第一平面的第二平面中延伸。多个永久磁铁的每个被定位，使得在各自偶极轴与在各自永久磁铁与电机的中心线之间延伸的径向轴之间界定介于15°与75°之间的磁铁角度。
[0009]根据下文提供的附图和详述，本发明的这些和其它方面将显而易见。
[0010]附图简述
[0011]图1示出电机实施方案的部分透视图。
[0012]图2示出图1的电机的部分透视图。
[0013]图3示出图1的电机的转子和定子的部分横截面图。
[0014]图4不出图1的转子的部分横截面图。
[0015]图5示出图1的转子的两(2)个转子主体块的部分横截面图。
[0016]图6示出图1的电机的转子中所包括的转子主体块的剖视图。
[0017]图7示出图1的电机的转子中所包括的两⑵个转子主体块的剖视图。
[0018]图8示出从工件上切割下来的面板，其用于形成转子的转子主体块。
[0019]图9示出替代转子的部分横截面图。
[0020]详述
[0021]参考图1和图2，本公开描述包括转子12和一个或多个定子14、16的电机10的实施方案。电机10可作为电动机或作为发电机操作。转子12和定子14、16相对于电机10的轴向中心线18同心且轴向对准。转子12附接至转子支架20，且转子支架20附接至轴22，该轴22沿着电机10的中心线18延伸。转子12相对于定子14、16旋转，定子14、16固定定位至电机10的外壳(未示出)。本文参考附图中示出的实施方案来描述本发明的方面；但是本发明的方面不限于附图中示出的实施方案。在图1至图7中示出示的实施方案中，转子12同心定位在内定子14与外定子16之间(见图1至图3);转子12轴向定位在环形、非导电端环24(见图2)与环形、非导电分隔器26(见图1和图2)之间；分隔器26轴向定位在转子12与转子支架20之间；且使用销25将转子12、端环24和分隔器26附接至转子支架20(见图2、图6和图7)，如将在下文进一步描述。
[0022]转子12包括环形转子主体28 (见图2至图7)和相对于转子主体28固定定位的多个永久磁铁30、32、34、36(见图3和图4)。在图1至图7中示出的实施方案中，转子主体28包括多个圆周间隔、轴向延伸槽42 (见图3、图6和图7)，永久磁铁30、32、34、36被安置在槽42内以便相对于转子主体28固定定位它们。永久磁铁30、32、34、36各自产生个别磁场，且共同产生转子磁场。转子磁场的至少一部分在径向方向上从转子12延伸以与定子
14、16相互作用。转子磁场在电机10操作期间相对于定子14、16旋转。下文详细描述转子主体28和永久磁铁30、32、34、36。
[0023]电机10的性能可至少部分依据转子磁场的一个或多个特征；例如转子磁场的强度、转子磁场的对称性等。因此，可设计电机10使得转子12达成期望转子磁场。本公开描述可被选择来达成期望转子磁场的转子主体28的数个特征。转子主体28可影响转子磁场，因为它可改变由永久磁铁30、32、34、36在它们(个别磁场)穿过转子主体28时产生的个别磁场；例如，当个别磁场穿过转子主体28时，转子主体28可诱发涡电流，由此导致个别磁场损失强度和/或转子主体28可在个别磁场穿过转子主体28时改变它们的方向。本公开也描述如何选择永久磁铁30、32、34、36的特性和/或永久磁铁30、32、34、36在转子12上的定位来达成期望转子磁场。
[0024]电机10的性能也可至少部分依据电机10的结构完整性；例如，转子12在不导致电机10振动的情况下相对于定子14、16旋转的能力。因此，电机10可在考虑结构完整性的情况下被设计。本公开描述可在其中转子主体28被分段为多个块的实施方案中协助改进转子主体28的结构完整性的特征。如下文将描述，转子主体28可分段为多个块，例如，使得转子12达成期望转子磁场。
[0025]电机10的性能也可至少部分依据转子磁场与定子14、16的相互作用；例如，转子磁场穿过定子14、16的通量。因此，可设计电机10来达成转子磁场与定子14、16的期望相互作用。本公开描述如何选择定子14、16的结构和/或定子14、16的定位来达成转子磁场与定子14、16之间的期望相互作用。
[0026]转子主体28可为单一结构或它可分段为；例如圆周分段、轴向分段等。在图1至图7的实施方案中，转子主体28圆周分段和轴向分段；转子主体28包括四(4)个轴向定位转子环33、35、37、39(见图2和图7)，每个包括多个弓形转子主体块40 (见图2至图7)，该多个弓形转子主体块端对端定位来形成各自转子环33、35、37、39。在一些实施方案(包括图5中示出的实施方案)中，转子主体块40可成形使得相邻转子主体块40在它们端对端定位时彼此匹配且圆周重叠，以形成转子主体28的各自转子环33、35、37、39。图5示出如何将两(2)个相邻主体块40结合在一起以彼此匹配且在圆周上重叠。相邻转子主体块40的圆周重叠可协助改进电机10的结构完整性；例如，可改进转子主体28的硬度，其接着可减小或消除可能在电机10的操作期间另外发生的振动。在一些实施方案中，转子主体块40可成形，使得相邻转子主体块40共同形成轴向延伸孔隙，销25可穿过该孔隙插入。在图5至图7中示出的实施方案中，例如，每个转子主体块40在第一端面27与第二端面29之间圆周延伸，且转子主体块40的端面27、29各自包括凹口 31。图5示出当相邻主体块40被结合至一起以彼此匹配并且圆周重叠时，转子主体块40的第一端面27中所包括的凹口 31和相邻转子主体块40的第二端面29中所包括的凹口 31共同形成孔隙。出于一个或多个理由，可能期望提供如例如图2、图6和图7中所示分段的转子主体28。例如，在一些实施方案中，转子12可具有相对较大直径，且因此在转子主体28被分段的情况下制造它可能更容易和/或更廉价。此外，将转子主体28分段可使得替换或修理转子主体28的一部分更容易。此外，将转子主体28分段可使转子12能达成期望转子磁场。单一结构的转子主体28可减弱由永久磁铁30、3