绕线式转子同步电动机的转子的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及绕线式转子同步电动机(WRSM)驱动电动机，更具体地，涉及一种WRSM驱动电动机的转子，在其中转子铁芯的钢板层叠结构得到改进。
【背景技术】
[0002]通常，混合动力车辆或电动车辆(均被称为环保型车辆)可以用从电能获得转矩的电动机(以下称为“驱动电动机”)来产生驱动力。
[0003]作为示例，混合动力车辆以EV(电动车辆)模式运行，或者以HEV(混合动力电动车辆)模式运行，其中EV模式是仅使用驱动电动机的动力的纯电动车辆模式，而HEV模式使用发动机和驱动电动机的转矩作为动力源。通常，电动车辆通过使用驱动电动机的转矩作为动力源来运行。
[0004]大多数被用作环保型车辆的动力源的驱动电动机是永磁同步电动机(PMSM)。为了使永磁同步电动机在有限的布局条件下输出最大性能，需要最大化永磁体的性能。
[0005]在永磁体中，钕(Nd)成分改善永磁体的强度，而镝(Dy)成分改善高温退磁耐性。然而，永磁体的这类稀土类金属(Nd和Dy)成分埋藏于有限的国家中，例如中国，非常昂贵且具有大的价格波动。
[0006]为了避免永磁体的来源问题，已经研究了感应电动机的应用，但是由于为了输出相同的电动机性能而使体积和重量过度增加，感应电动机的应用受到限制。
[0007]与此同时，最近正在开发将用于环保型车辆的动力源的作为驱动电动机的绕线式转子同步电动机(WRSM)，用于取代永磁同步电动机(PMSM)。
[0008]绕线式转子同步电动机具有如下线圈，该线圈不仅缠绕在定子上，而且缠绕在转子上，用于当电流被施加到转子时对转子进行电磁化，从而取代永磁同步电动机(PMSM)的永磁体。
[0009]绕线式转子同步电动机具有布置在定子内部的转子，定子和转子之间具有气隙，在将电力施加到定子线圈和转子线圈时形成磁场，从而借助在定子和转子之间产生的磁作用使转子旋转。
[0010]与永磁同步电动机不同的是，由于绕线式转子同步电动机具有被线圈缠绕的转子，在高速旋转(在典型EV的情况下超过10，OOOrpm)时作用在转子线圈上的离心力是非常尚的。
[0011]结果，绕线式转子同步电动机在转子的高速旋转时，由于作用在转子线圈上的离心力，转子线圈的可对准性(alignability)可能变差，从而引起故障。因此，缠绕转子线圈使其具有可对准性，这对于针对转子线圈的离心力确保机械强度稳定性是至关重要的。
[0012]另一方面，绕线式转子同步电动机的转子具有由钢板叠层制成的转子铁芯。转子铁芯可以具有缠绕在其上的转子线圈，并且具有多个磁极，在形状上为在轴线方向上对称的，偏斜的形状，或者是相同形状的钢板叠层。
[0013]为了将转子线圈缠绕在一体型的转子铁芯上，而不是分割铁芯类型，通过使用喷管型绕线机来将转子线圈缠绕在转子铁芯的所有磁极上。
[0014]在这种情况下，如果转子铁芯的钢板叠层的长度比电动机的外径相对较小，则转子线圈的缠绕是容易的。然而，如果为了增加电动机的转矩而增加转子铁芯的钢板叠层的长度，则转子线圈绕线在轴线方向上的长度也增加。
[0015]因此，在现有技术中，如果在具有相对长的钢板叠层长度(轴方向长度)的同时，用喷管型绕线机来缠绕转子线圈，则转子线圈的张力在轴方向区段中可能变弱，从而导致例如转子线圈的下垂，使转子铁芯的可对准性变差。
[0016]在该背景部分中公开的上述信息仅仅是为了增强对本发明的背景的理解，因此它可能包含不构成对本领域技术人员已知的现有技术的信息。
【发明内容】
[0017]本发明提供一种绕线式转子同步电动机(WRSM)驱动电动机的转子，其具有改进转子铁芯的钢板叠层结构的优点。
[0018]本发明的目的是提供一种WRSM驱动电动机的转子，在其中为了保证转子线圈的可对准性，改进了转子铁芯的长钢板叠层结构。
[0019]为了实现本发明的目的，提供了一种WRSM驱动电动机的转子，其被布置为与定子的内表面具有预定的气隙，并且该转子可以包括多个钢板叠层的转子铁芯，其中转子铁芯可以包括:多个转子T形件(tee)，用于将转子线圈缠绕其上，多个转子T形件沿圆周方向以固定的间隔布置在转子本体的外圆周表面上，在转子T形件之间插入狭槽；和转子蹄，其形成在每个转子T形件的端部处，与定子的内表面相对，并且转子铁芯可以具有多个铁芯组，其分别具有形状彼此不同的钢板叠层，使得转子T形件沿轴方向在轴的相应区段中可以具有彼此不同的宽度。
[0020]在本发明的优选实施例中，转子铁芯可以具有分别在轴方向的两端上形成的第一铁芯组和在第一铁芯组之间形成的至少一个第二铁芯组。
[0021 ] 在本发明的优选实施例中，第一铁芯组和第二铁芯组可以具有宽度彼此不同的转子T形件。
[0022]在本发明的优选实施例中，第二铁芯组的每个转子T形件的宽度可以比第一铁芯组的每个转子T形件的宽度相对更宽。
[0023]在本发明的优选实施例中，第一铁芯组和第二铁芯组可以具有宽度彼此不同的转子蹄。
[0024]在本发明的优选实施例中，第一铁芯组和第二铁芯组具有偏心圆弧彼此不同的转子蹄。
[0025]在本发明的优选实施例中，第一铁芯组和第二铁芯组具有到定子的内表面的气隙半径彼此不同的转子蹄。在本发明的优选实施例中，第一铁芯组和第二铁芯组在其间形成与转子T形件的宽度差对应的转角台阶。
[0026]在本发明的优选实施例中，转子铁芯可以具有在轴方向的两端上的第一铁芯组、在第一铁芯组之间且与相应的第一铁芯组相邻的第二铁芯组和在第二铁芯组之间的至少一个第三铁芯组。
[0027]在本发明的优选实施例中，第一铁芯组、第二铁芯组和第三铁芯组可以是形状彼此不同的钢板叠层。
[0028]在本发明的另一个优选实施例中，提供了一种WRSM驱动电动机的转子，该转子被布置为与定子的内表面具有预定的气隙，并且该转子可以包括多个钢板叠层的转子铁芯，其中转子铁芯可以包括:多个转子T形件，用于将转子线圈缠绕在其上，多个转子T形件沿圆周方向以固定的间隔布置在转子本体的外圆周表面上，在转子T形件之间插入狭槽；和转子蹄，其形成在每个转子T形件的端部处，与定子的内表面相对，并且转子铁芯可以具有多个铁芯组，多个铁芯组分别具有形状彼此不同的钢板叠层，使得转子蹄沿轴方向在轴的相应区段中可以具有彼此不同的宽度。
[0029]在本发明的又一优选实施例中，提供了一种WRSM驱动电动机的转子，该转子被布置为定子的内表面具有预定的气隙，并且该转子可以包括多个钢板叠层的转子铁芯，其中转子铁芯可以包括:多个转子T形件，用于将转子线圈缠绕在其上，多个转子T形件沿圆周方向以固定的间隔布置在转子本体的外圆周表面上，在转子T形件之间插入狭槽；和转子蹄，其形成在每个转子T形件的端部处，与定子的内表面相对，并且转子铁芯可以具有多个铁芯组，多个铁芯组分别具有形状彼此不同的钢板叠层，使得转子蹄沿轴方向在轴的相应区段中可以具有彼此不同的偏心圆弧。
[0030]当转子线圈通过喷管缠绕方法缠绕在转子铁芯上时，由于第二铁芯组的转角台阶，根据本发明的优选实施例的WRSM驱动电动机的转子可以在减小线圈在轴方向上的直线部分距离的同时保持缠绕的线圈。
[0031]因此，在本发明的优选实施例中，通过在执行喷管缠绕时，借助第二铁芯组的转角台阶提高转子线圈的张力，这可以确保转子线圈的可对准性，从而在执行喷管缠绕时改善可加工性和量产性，增加导电体占有率并提高电动机的性能和效率。
[0032]在本发明的优选实施例中，形成彼此不同的第一铁芯组的第一转子蹄的宽度和第二铁芯组的第二转子蹄的宽度，这允许调整定子的内表面与第一转子蹄和第二转子蹄之间的气隙长度。
[0033]因此，本发明的优选实施例可以在使随定子和转子的相对位置变化的磁阻的变化率最小化的同时减小转矩纹波，并且可以提高电动机转矩和噪音/振动设计自由度。
[0034]此外，在本发明的优选实施例中，由于通过第二铁芯组的转角台阶可以减小对转矩的产生没有贡献的转子线圈的线圈端部部分的长度，因此可以减少在转子线圈处发生的铜使用，从而能够进一步提尚电动机的性能和效率。
【附图说明】
[0035]附图示出了本发明的优选实施例，并且附图的提供是为了更详细地描述本发明而不是为了限制本发明的技术方面。
[0036]图1示出根据本发明的优选实施例的绕线式转子同步电动机(WRSM)驱动电动机的转子的示意图。
[0037]图2(a)和图2(b)示出可应用于图1的WRSM驱动电动机的转子的转子铁芯的一部分的示意图。
[0038]图3示出在可应用于图1的WRSM驱动电动机的转子的转子铁芯的叠层结构中的转子线圈的缠绕状态的示意图。
[0039]图4不出根据本发明的另一个优选实施例的WRSM驱动电动机的转子的不意图。
[0040]图5 (a)和图5 (b)示出可应用于图4的WRSM驱动电动机的转子的转子铁芯的一部分的示意图。
[0041]图6不出根据