专利名称：用于直接起动永磁同步电动机的转子组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于直接起动永磁(LSPM)同步电动机的转子；并且 更具体而言，涉及一种能够防止在LSPM同步电动机运行期间产生转矩脉动 现象的LSPM同步电动机中使用的转子。
背景技术：
一般而言，电动机是一种将电能转换成机械能以获得旋转动力的设备， 并且它广泛应用于工业设备和家用电器。电动机被大致分为交流(AC)电 动机和直流(DC)电动机。
同时，LSPM同步电动机(即， 一种AC电动机)是利用由在转子中的导 体上感应的电压产生的二次电流与定子的绕组线产生的磁通之间的交互所 产生的转矩来驱动的。此时，该转矩起始于磁阻转矩和/或磁矩以及因笼子 产生的转矩分量的合成转矩。而且，在启动之后的正常运行期间，安装于 转子中的永磁体的磁通与定子产生的磁通同步，从而根据定子中的旋转磁 场的速度来驱动LSPM同步电动机。
现在将参考附图描述根据现有技术的常规LSPM同步电动机。
图1是示出了常规LSPM同步电动机的主要部分的平面图。如图l所示， 常规LSPM同步电动机10包括固定到壳体或外壳(未示出)上的定子ll、 缠绕在定子11上的线圈12、以及安装在定子11中的转子13，其中定子和 转子之间具有间隙，使转子能够在定子11之内自由运动。
定子11是通过在轴向上层叠多个相同形状的硅钢片而形成的。在定子 11内形成孔(未示出)，通过该孔插入转子13，沿着定子ll的内表面形成 多个齿lla，使得每两个相邻齿lla可以彼此等距地间隔，由此在每两个相 邻齿lla之间形成槽llb。
线圈12缠绕在每个齿lla的周围，使得在向线圈12供电时定子11的 结构可以导致产生旋转磁通。转子13可旋转地安装在定子11的中部，转子13和定子11之间形成 间隙。轴13a穿过并且被固定在形成于转子13中部的插入孔(未示出)上。 将多个导体13b垂直插入转子13的周边部分中并沿其固定，每个导体13b 的形状都为条形。多个磁体安装孔13c形成在轴13a的周围，并且将永磁 体13d插入并固定到每个磁体安装孔13c中。
轴13a安装到壳体或外壳(用于形成LSPM同步电动机10的壳体)上， 使得可以利用轴承(未示出)让轴13a旋转。导体13b包括Al， Al具有极 好的导电性并且可以进行压铸技术处理。每个永磁体13d都与线圈12产生 的磁通交互作用，从而可以产生用于驱动LSPM同步电动机10的转矩。
如果将电流施加给如上所述的常规LSPM同步电动机10中的线圈12， 则由定子11的结构而产生的旋转磁通与转子13的导体13b中产生的感生 电流交互作用，从而转子13可以相对于定子11旋转。如果转子13达到同 步速度，则产生由永磁体13d导致的转矩和由转子13的特定结构导致的磁 阻转矩以旋转转子13。
然而，当在根据现有技术的常规LSPM同步电动机10中切换磁通的极 性时，即，当在图2所示的部分"a"中切换永磁体13d的极性时， 一般会 产生转矩脉动现象，其中图2示出了取决于转子13的旋转角而在转子13 中感应的二次电压。这种转矩脉动现象导致转子13振动，这可能会产生噪 声并因此降低效率。
因此， 一直需要这样一种新式LSPM同步电动机，其可以抑制LSPM同 步电动机10中产生的转矩脉动现象，由此使振动和噪声最小化并改善LSPM 同步电动机的效率
发明内容
技术问题
因此，本发明的目的是提供一种用于LSPM同步电动机的转子，其能够 防止在LSPM同步电动机运行期间产生转矩脉动现象，从而可以使振动和噪 声最小化并可以改善LSPM同步电动机的效率。 技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种转子组件，该转子组件包括转子铁心，其具有中央部分和周边部分，其中在所述中央部分处形成轴孔，
并且沿着所述周边部分设置多个导体；多个永磁体，其设置在所述轴孔周 围的所述转子铁心的一部分处；以及至少一个第一脉动抑制导体，其形成 在所述转子铁心的极性切换区处，所述极性切换区位于两个相邻永磁体的 两个相反极之间，从而减轻在所述转子铁心中感应出的感应电压的极性切 换，以减少转矩脉动现象。 有益效果
根据本发明的实施例，显著减小了转矩脉动现象，由此抑制了振动和 噪声并改善了 LSPM同步电动机的效率。
通过以下结合附图给出的对优选实施例的描述，可以明了本发明的以 上和其他目的和特征，在附图中
图1是示出了根据现有技术的常规直接起动永磁(LSPM)同步电动机 的主要部分的平面图2给出了曲线图，其示出了在常规LSPM同步电动机中感应出的二次
电压的本征切换；
图3提供了平面图，其示出了根据本发明第一实施例的用于LSPM同步 电动机的转子；
图4示出了平面图，其示出了根据本发明第二实施例的用于LSPM同步 电动机的转子；
图5描绘了平面图，其示出了根据本发明第三实施例的用于LSPM同步 电动机的转子；
图6给出了平面图，其示出了根据本发明第四实施例的用于LSPM同步 电动机的转子；以及
图7描绘了曲线图，其示出了在根据本发明的LSPM同步电动机中感应
出的二次电压的本征切换。
具体实施例方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例，从而使本领域的技术人员能够容易地实施本发明。然而，应该意识到，本发明不限于优 选实施例，并且可以以各种方式变化。
参考图3，提供了一幅平面图，其示出了根据本发明第一实施例的用于 直接起动永磁(LSPM)同步电动机的转子。如图3所示，根据本发明第一 实施例的用于LSPM同步电动机中的转子组件100被安装在定子11之内(参 见图1)，在转子组件100和定子11之间配置有间隙，使得转子组件100可 以在定子11中旋转。
转子组件100包括转子铁心110、多个永磁体120和一对脉动抑制导体 130，转子铁心110具有中央部分和周边部分，其中轴孔lll形成在中央部 分处，沿周边部分插入多个导体114;多个永磁体120被插入在轴孔111周 围的转子铁心110中；脉动抑制导体130被配置成在极性切换区处垂直插 入到转子铁心110中。极性切换区位于两个相邻永磁体120的相反极之间。
轴孔111垂直形成在转子铁心110的中央部分处，可以将轴13a (参见 图1)插入并固定到轴孔111中。沿转子铁心110的周边部分形成多个导体 插入孔113，每两个相邻导体插入孔113可以彼此等距间隔。每个导体114 包括诸如Al之类的具有极好导电性的材料，并利用压铸技术或类似技术将 每个导体114插入并固定到其对应的导体插入孔113中。
将多个磁体安装孔112垂直形成在轴孔111周围的转子铁心110处， 用于通过所述多个磁体安装孔112安装相应的永磁体120。优选地，磁体安 装孔112和插入其中的永磁体120相对于轴孔111彼此对称。更优选地， 磁体安装孔112和插入其中的永磁体120彼此等间距。
脉动抑制导体插入孔115在转子铁心110的极性切换区处垂直形成在 转子铁心110中，用于通过其安装脉动抑制导体130。
可以利用对硅钢片的堆叠处理或利用对软磁粉的压制处理来形成转子 铁心IIO。
为了利用软磁粉的压模处理来制造转子铁心110，在压模设备中提供模
制空间，其具有对应于转子铁心110的形状；用软磁粉填充该模制空间；
并使用诸如冲头等冲击施加构件对软磁粉进行压制以同时形成轴孔111、磁
体安装孔112、导体插入孔113和脉动抑制导体插入孔115。
用于制造转子铁心110的软磁粉可以包括铁基颗粒，分别涂覆它们，
7从而使其彼此电隔离。在压制处理中，如有必要，可以向软磁粉中加入润 滑剂和/或粘合剂。
对软磁粉的压制处理允许将转子铁心110配置成具有三维形状的软磁 复合体(SMC)。这样一来，与具有层压的相同形状的硅钢片的堆叠结构的 常规转子铁心不同，在根据本发明的软磁复合体的转子铁心110中可以实 现更高的自由度，从而根据本发明可以实现具有各种形状的脉动抑制导体 插入孔115以及磁体安装孔112和导体插入孔113。
将用于产生磁通的永磁体120插入到转子铁心110的相应磁体安装孔 112中，使得它们能够绕轴孔111固定到转子铁心110中。
脉动抑制导体130由诸如Al等具有极好导电性的材料制成。与导体114 不同的是，向通向极性切换区的转子铁心110的每个脉动抑制导体插入孔 115中垂直插入一个脉动抑制导体130，从而可以使借助于定子11 (参见图 1)中感应出的一次感应电压在转子铁心110中感应的二次感应电压与永磁 体120产生的磁通交互作用，以生成感生电流，由此缓解了转子铁心110 中感应的二次感应电压的极性切换，以减少转矩脉动现象。
将脉动抑制导体130定位到位于两个相邻永磁体120的两相反极之间 的转子铁心110的周边部分。如果将具有四个永磁体120的转子铁心110 配置成具有如图3所示的两个极性切换区，则将两个脉动抑制导体130分 别定位到两个极性切换区。
优选地，每个脉动抑制导体130具有比每个导体114大的横截面面积， 以使脉动抑制导体130中感应出的感生电流大于导体114中感应出的感生 电流。如有必要，可以不提供分别位于要向其中插入脉动抑制导体130的 脉动抑制导体插入孔115周围的一个或多个导体114。
如图4所示，提供了横截面图，其示出了根据本发明第二实施例的用 于LSPM同步电动机的转子组件200。参考图4，转子组件200的转子铁心 210具有四个永磁体220，并且该转子铁心210被配置成具有四个极性切换 区，这四个极性切换区位于彼此相对的两个相邻永磁体220的两相反极之 间。在这种情况下，向每个极性切换区安装一个脉动抑制导体230，从而可 以将四个脉动抑制导体230分别定位在四个极性切换区。
如图5所示，提供了横截面图，其示出了根据本发明第三实施例的用于LSPM同步电动机的转子组件300。可以在每个极性切换区处安装多个(例 如两个)脉动抑制导体330，极性切换区位于两个相邻永磁体320的两相反 极之间。脉动抑制导体330的数量取决于在考虑到脉动抑制导体330的材 料、横截面面积等时所需的转矩脉动抑制比。
如图6所示，提供了横截面图，其示出了根据本发明第四实施例的用 于LSPM同步电动机的转子组件400。可以将各种脉动抑制导体(即，主要 脉动抑制导体430和辅助脉动抑制导体440)安装在位于两个相邻永磁体 420的两个相反极之间的每个极性切换区中，其中辅助脉动抑制导体440位 于主要脉动抑制导体430的外侧。主要脉动抑制导体430的横截面形状可 以不同于辅助脉动抑制导体440的横截面形状。在本发明的第四实施例中， 每个主要脉动抑制导体430具有比每个导体414大的横截面面积，而每个 辅助脉动抑制导体440具有比每个导体414小的横截面面积。
在下文中，将详细描述如上配置的LSPM同步电动机的转子的运行。
在驱动根据本发明的LSPM同步电动机时，向缠绕在定子(参见图1) 的线圈12 (参见图1)供电会产生一次感应电压，这在转子铁心110、 210、 310和410中感应出二次感应电压。此时，位于每个极性切换区(其位于两 个相邻永磁体120、 220、 320和420的两相对极之间)的脉动抑制导体130、 230、 330、 430和440减轻了在转子110、 210、 310和410中感应出的感应 电压的极性变化，即，减轻了在部分"b"中的感应电压V2的极性变化， 在部分"b"处，产生磁通的极性切换，如图7所示。
尽管己经参考优选实施例示出和描述了本发明，但本领域技术人员将 理解，在不脱离如以下权利要求所界定的本发明的精神和范围的情况下可 以做出各种变化和修改。
权利要求
1、一种转子组件，其包括转子铁心，其具有中央部分和周边部分，其中在所述中央部分形成轴孔，且沿着所述周边部分设置多个导体；多个永磁体，其设置在所述轴孔周围的所述转子铁心的一部分处；以及至少一个第一脉动抑制导体，其形成于所述转子铁心的极性切换区处，所述极性切换区位于两个相邻永磁体的两个相反极之间，从而减轻在所述转子铁心中感应出的感应电压的极性切换，以减少转矩脉动现象。
2、 根据权利要求1所述的转子组件，其中每个脉动抑制导体的横截面 面积大于每个导体的横截面面积。
3、 根据权利要求1所述的转子组件，还包括至少一个第二脉动抑制导 体，其被配置成插入到所述转子铁心中，其中所述至少一个第二脉动抑制 导体位于所述至少一个第一脉动抑制导体的外侧，并且每个第二脉动抑制 导体的横截面面积小于每个导体的横截面面积。
4、 根据权利要求1所述的转子组件，其中所述至少一个第一脉动抑制 导体设置在所述转子铁心的所述周边部分。
5、 根据权利要求1所述的转子组件，其中所述多个永磁体相对于所述 轴孔彼此成轴对称。
6、 根据权利要求5所述的转子组件，其中所述永磁体中的每两个相邻 永磁体彼此等间距。
7、 根据权利要求1所述的转子组件，其中所述至少一个第一脉动抑制 导体被垂直插入到所述转子铁心中。
8、根据权利要求1所述的转子组件，其中所述转子铁心是利用对软磁 粉的压制处理形成的。
全文摘要
一种转子组件包括转子铁心，其具有中央部分和周边部分，其中在所述中央部分形成轴孔，并且沿着所述周边部分设置多个导体；多个永磁体，其设置在所述轴孔周围的所述转子铁心的一部分处；以及至少一个第一脉动抑制导体，其形成于所述转子铁心的极性切换区处，所述极性切换区位于两个相邻永磁体的两个相反极之间，从而减轻在所述转子铁心中感应出的感应电压的极性切换，以减少转矩脉动现象。
文档编号H02K17/26GK101523707SQ200680051386
公开日2009年9月2日 申请日期2006年12月19日 优先权日2005年12月21日
发明者申滥澈 申请人:株式会社大宇电子