永磁电机的制作方法

专利名称：永磁电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有非对称转子设计的永磁电机。
背景技术：
永磁电机通常具有包括黑色金属铁芯和嵌入的永磁体组的转子。围绕转 子的定子包括黑色金属和流过交流电的绕组。这种电机(有时称为内置式永 磁电机)能够用作电动机或发电机。》兹体组被插入在转子铁芯的孔或腔
(cavity )中。
通过在转子铁芯中设置沟槽可降低转子的重量和转子的转动惯量。在一 些应用中，沟槽也用于接纳用于散热的冷却油流。这些沟槽或"油孔"通常 与永磁体的转子磁极相邻地对称布置。如果孔的大小引起转子的磁通量流区 域中的磁通量流通路的宽度的显著减小，则对于给定的定子电流，永磁电机 将具有降低的有效电^t性能。孔的位置也影响^t通量流通路。
如果永磁电机用于混合动力汽车动力系统，则在判断通量流分布的变化 对整体性能的影响时，永磁电机的重量降低、热管理和电流容量具有特别的 重要性并且应该被考虑在内。
在已知的用于混合动力汽车动力系统的永磁电机中，使用圆形油孔，并 且环绕所述油孔创建电》兹通量流通路。油孔相对于嵌入的永^兹体对称地布置。
如果油孔没有包括在转子设计中，并且永磁电机不需要油孔以用于冷却 或降低重量的目的，则在永磁体之下的区域中的磁通量具有较宽的通过通量 的通路。因此，在该区域中的通量饱和度较低。此外，饱和度由于可用于通 量流通路的较大的横截面积而相对均匀。然而，当在转子设计中引入油孔时， 磁通量被迫流过在》兹体和油孔之间的位置处更窄的通^各。由此造成的饱和度 的增加需要更高的电流来补偿电磁扭矩的降低。

发明内容
当结合本发明的特点的永磁电机作为混合动力汽车动力系统的组件时，
永磁电机在电力从发动机驱动的发电机和/或从蓄电池传送到电动机时用作 电动机。电动机将电能转换为机械能，机械能被传输到汽车驱动轮。当汽车 处于制动模式时，机械能从驱动轮分配到永磁电机，永磁电机将机械能转换 为在蓄电池充电模式期间被存储在蓄电池中的电能。
如果汽车动力系统是串联式混合动力汽车动力系统，则从发电机输出的 不用于产生动力的电能可用于为蓄电池充电，其中，发动机动力驱动将机械 能转换为电能的发电机为蓄电池充电并在电动模式下驱动永磁电机。
如果永磁电机是并联式混合动力汽车动力系统的一部分，则将来自发动 机的机械能分割，其中， 一部分机械能被直接传送到驱动轮。其余的发动机 机械能用于驱动发电机。发电机将电能提供给蓄电池并将电能提供给用作电 动机的永磁电机，永磁电机转而将所述电能转换为机械能以驱动驱动轮，从 而补充来自发动机的机械能。然而，在汽车制动时永磁电机在发电模式下运 行期间，只有一部分汽车动能通过^L械制动和发动才几制动^t消^^。
因为混合动力汽车动力系统的这种非对称运行特性，包含本发明的特点 的永磁电机适用于并联式混合动力汽车动力系统和串联式混合动力汽车动力 系统。具有本发明的特点的转子的部件的非对称布置将导致在电动期间永磁 电机的电磁性能的提高，尽管在发电模式运行期间永磁电机的电磁性能会降 低。但是，因为永磁电机在总的运行时间中的大部分'时间内在电动模式下运 行，所以永磁电机在电动期间的性能提高相比在发电模式下运行期间的性能 降低，对总体性能更为重要。
当永磁电机在空载条件下运行时，转子中的磁通量分布相对于磁体对称， 并且磁通线围绕油孔均匀地分布。然而，在负载条件下，永石兹体的-兹通量分 布与定子电流产生的》兹通量分布相互作用，并且当永》兹电机用作电动机时， 所得的磁通量分布朝向转子的转动方向移动，而当永磁电机用作发电机时， 所得的磁通量分布向相反方向移动。
因为如上所述，电动运行模式在混合动力汽车动力系统中的永磁电机中 占据主要地位，所以可制作油孔的位置和形状以优化电动模式下永磁电机的 运行，从而提高整体性能。因此，油孔的策略上的位置、大小和形状可提高 电动模式下电动机-发电机的性能，尽管在发电模式下性能稍有降低。对于电 动模式和发电模式的不同扭矩需求使得可以设计具有非对称几何形状的转 子，这将充分利用主要的磁通量分布通路。
具有本发明的特点的永磁电机的转子可具有叠片的铁磁材料的转子铁 芯。叠片的数量可根据期望的转子的总厚度而变化。多个磁体被嵌入到转子 中，接近于定子和转子之间的气隙。可构造油孔的形状，以在不明显降低电 动机扭矩的情况下允许去除最多的转子材料。
在公开的本发明实施例中，油孔通常可以是三角形，而非圓形。此外， 油孔的策略上的位置将使通量分布最优化，以在电动期间实现提高的电磁性 能。油孔相对于磁体的位置是非对称的。可通过相对于包含油孔的几何中心 的对称轴以一定的角度布置油孔，或者通过相对于对称轴在一侧布置油孔， 来实现这种非对称。
根据本发明的另一实施例，可通过以非对称方式布置^t体，而非油孔， 来实现非对称的转子设计，从而油孔的位置相对于》兹体变为最优。
根据本发明的另一实施例，可接近于磁体在转子中设置非对称布置的额 外的孔或腔，以增加电机产生的电磁扭矩。


图1是包含本发明特点的转子叠片和定子叠片的部分径向剖视图la是本发明的转子的实施例的俯视图lb是从图la的剖面线lb-lb的平面观看的剖视图lc是容纳在形成于图la和图lb的转子中的磁体开口( magnet opening) 中的磁体的等轴测图2是包含本发明特点的转子的图解视图，其中，电磁通量线被指示并 且定子没有电流，仅由磁体产生从北极(N)到南极(S)的磁通线；
图2a是与图2的示图相似的示图，其中，定子包含具有电流的励磁绕组， 而不包括^兹体，仅由定子绕组产生^^通线；
图3是与图2和图2a的示图相似的示图，但是包括当永磁电机在电动模 式下负载运行时，由磁体和定子绕组电流的组合效应产生的通量分布；
图4是与图3的示图相似的示图，其具有当永磁电机在发电模式下运行 时，由磁体和定子绕组电流的组合效应产生的通量分布；
图5是如图3所示的转子和定子的示图，但是其中，当永磁电机在电动 模式下运行时，油孔相对于相邻的磁体被不对称地布置；
图6是与图5的示图相似的示图，其中，永磁电机在发电模式下运行；
图7是对于低饱和区域的通量分布的磁动势(MMF)和通量密度之间的 关系的曲线图7a是对于高饱和区域的通量分布的通量密度对磁动势的曲线图8是与图5和图6的剖视图相似的剖视图，但是其中，与图5和图6 中所示的油孔具有位于对称轴的转动中心的油孔布置不同，油孔相对于它们 的几何中心转动，并且布置到相邻石兹体的对称线的一侧；
图9是与图8相似的剖视图，其中，电机在如图8所示的负载条件下， 在发电模式下而不是在电动模式下运行；
图IO是本发明的实施例，其中，磁体而非油孔相对于对称轴被非对称地
布置；
图11是本发明另一实施例的转子的部分径向剖视图，其中，转子具有通 常位于相邻的i兹体对之间的直轴上的额外的腔；
图12是与图11的示图相似的示图，其显示当转子中的额外的腔相对于 相邻的磁体对对称地布置时，在电动运行期间的磁通线；
图13是与图12的示图相似的示图，其显示当额外的腔在电动运行期间 非对称地布置时，在电动运行期间的磁通线；
图14是动力系统部件为串并联结构的混合动力汽车动力系统的示意性
框图15是串并联式混合动力汽车动力系统的示意性框图，其中，示出了动 力系统扭矩分配式行星齿轮传动， 一部分发动机扭矩用于驱动发电机，并且 其余的发动机扭矩被机械地传输到驱动轮；和
图16是动力系统部件为串联结构的混合动力汽车动力系统的示意性框图。
具体实施例方式
为了描述本发明的永磁电机的运行环境，首先参考图14、图15和图16， 图14、图15和图16分别示出串并联式混合动力汽车动力系统、动力分配式 混合动力汽车动力系统和串联式混合动力汽车动力系统。在图16中示意性地 示出的动力系统的情况下，发动机10机械地连接到发电机12，发电机12又 电结合到电动机14。通常，电结合包括DC链路，DC链路包括AC/DC转换 器16和DC/AC转换器16'。高压牵引用蓄电池18通过DC/DC转换器20结合到DC链路。电动机机械地结合到齿轮传动机构22，齿轮传动机构22可具 有多重比率齿轮和单一比率齿轮。
驱动轮24由传动机构的扭矩输出部件驱动。除了功率损耗外，发动机的 所有机械能被传送到发电机，发电机将机械能转换为电能，以驱动电动机14。 不需要用来驱动电动机的任何电能用于为蓄电池18充电。当汽车制动时，在 电动机14用作发电机时，除了损耗之外，从传动机构传送到电动机14的所 有或部分汽车机械动能用于为蓄电池充电。
与图16的串联布置相比，图14的串并联布置包括如26'所示的发动机和 传动机构之间的直接机械连接。图14的串并联式混合动力系统和图15的动 力分配式混合动力系统具有图16的串联布置中的组件的对应组件。这些组件 由公用标号指示，但是撇号被添加到图14和图15中的数字。
传动机构22'和发动机10'之间的机械连接包括行星齿轮系统26。图15 中所示的行星齿轮系统包括用作用于驱动传动机构22'的动力输入部件的动 力输出构件的环形齿轮28。恒星齿轮30机械地连接到发电机12'。 32所示的 用于行星齿轮系统26的传送器连接到发动机10'的动力输出轴或曲轴。当发 动机通过行星齿轮系统将扭矩传送到传动机构时，因为恒星齿轮机械地连接 到发电机，所以恒星齿轮用作反应部件(reaction element )。因此，发电机的 负载将确定发动机的速度。在前向驱动期间，电动机14'的扭矩补充发动机扭 矩并提供输入到传动机构的第二动力。在反向驱动期间，电动机14'的扭矩方 向改变，从而反向运4于。发动4几此时停止。
当汽车在制动模式下时，再生能量从车轮通过传动机构传送到电动机。 此时，电动机用作为蓄电池充电的发电机。 一部分再生能量通过如图14中 26'所示的机械扭矩流路径经传动机构分配到发动机。在这方面，图14的动 力系统的再生能量流路径不同于图16的动力系统的再生能量流路径，在图 16中，在再生制动期间没有机械能被分配到发动机。
鉴于图11的并联混合动力系统的电动机14'仅恢复一部分再生能量，因 而在电动模式期间电动机的效率明显高于在发电模式期间电动机的效率。因 此，如上所述，图14所示类型的串并联式混合动力汽车动力系统尤其适合于 结合具有本发明的特点的电动机。对于图15的动力分配式混合动力系统同样 如此。
正如以下将解释的那样，当动力系统包括具有本发明的特点的电动机时，
整个动力系统效率的提高导致电动机14'的电动效率的提高，而电动机14的 发电效率稍有降低。
公开的本发明实施例的转子和定子包括含铁叠片。这种类型的转子和定 子结构显示在图1、图la和图lb的部分径向剖视图中。36显示定子叠片， 38显示转子叠片。图2至图6中示出的小气隙40位于定子叠片36的内圓周 和转子叠片38的外圓周之间。径向延伸的开口 37形成在定子叠片中，并且 对称布置的磁体开口 42形成为临近每个转子叠片38的外圓周。每个磁体开 口 42容纳磁体44。
图lc是一个磁体的等轴测图。每个磁体在剖面上通常为矩形。磁体的一 端是如46所示的北极，另一端是南极48。从北极延伸到南极的磁通线如50 所示。
图la和图lb示出具有以堆叠式关系布置的多个叠片的转子结构。图la 中显示了》兹体开口42,但该图省略了示出》兹体44。图lb中显示了油孔开口。 通常，图la和图lb的转子的轴向厚度大于磁体44的端面之间的距离。因此， 多个磁体将被端对端地放置在i兹体开口 42中，其中， 一个》兹体的端部52邻 接到相邻i兹体的端部54。
转子叠片38设置有通常为三角形的开口 56。如图la所示，开口的角可 以是圓形。这些开口接纳通过转子的冷却油流。这些开口也减少转子的质量。 降低的重量将降低转子的转动惯量。与开口为圓形时出现的质量减少相比， 三角形的开口可以在更大的的程度上消除转子的旋转质量。为了比较在相同位置处开口增加的大小和圓形开口的直径，通过虛线58在图1中虛拟地示出 了圆形开口。
转子叠片的中央具有用于接纳传动轴的圓形中央开口 60，传动轴具有可 容纳驱动钥匙62的钥匙孔。
开口 56相对于相邻的多对磁体开口 42对称地布置，64显示了一条对称轴。
图2是转子叠片38的局部视图。定子36在开口 37中具有定子绕组，但 是因为在图2的情况下假设定子绕组不传送电流，所以在图2中没有示出定 子绕组。然而，稍后将参照图2a描述通过电流的定子绕组。
图2中的每个开口 56相对于石兹体44以对称关系布置在相邻的磁体44 之间。65显示了每对磁体44之间的磁通线。磁通线从第 一》兹体的北极发出，
通过气隙40到达定子36。磁通线通过开口 37之间的定子金属径向向外传播， 然后在沿径向向内方向返回之前沿圓周方向传播。通过定子的磁通线再次穿 过气隙40并返回到相邻的第二磁体44的南极。第二部分的磁通量流通路将 从第二^t体的北极发出，并通过转子叠片38到达第一^i体的南极。如图2所 示，》兹通线还包围开口 56。
图2a是当从i兹体开口 42移除^t体时由定子36创建的》兹通量流分布的示 图。在图2a的情况下，定子绕组励磁以创建磁通量流分布66。图案66定义 通过定子径向向外延伸的磁通量流通路68。磁通量流通路在定子的外圓周附 近沿圓周方向转弯。然后，^t通量流通路通过定子沿径向向内方向返回并穿 过气隙40。然后，磁通量流通路进入与磁体44相邻的转子的外围部分。然 后，磁通量流通路通过气隙40朝向定子的径向向外区域再次沿径向向外方向 延伸。如图2a所示，由定子绕组创建的磁通量流分布也包围磁体44。
在位置A、位置B和位置C由定子开口 37中的绕组创建;兹通量流通路 68。在图2a中以剖视形式表示定子开口中的绕组。定子绕组在位置A通过定
子开口延伸，随后在位置ARETURN通过开口返回。定子绕组在位置B通过开
口沿一个方向延伸，并在位置BRETURN通过开口沿相反方向返回。在位置C
的开口，定子绕组沿一个方向延伸，并在位置CRETURN通过开口沿相反方向返回。
图2a仅显示了一段定子绕组。图2a中所示的由绕组创建的图案在未显 示的其他段被重复。
图3显示了当定子绕组励磁并且磁体安装在转子中时的磁通量流分布。 在这种情况下，永磁电机处于电动模式。相邻磁体44的北极之间的磁通量流 通路通过转子延伸，并通过定子沿径向向外方向延伸。然后，磁通量流通路 通过定子材料沿圆周方向延伸，如区域70所示。然后，^t通量流通路沿径向 向内方向返回，穿过气隙40到达相邻》兹体44的南极。当》兹通量流沿轴向通 过由每单位转子长度的相邻磁体的北极和开口 56的相邻面之间的空间定义 的横截面时，这种磁通量分布在72创建较高的通量密度区域，在74创建较 低的通量密度区域。
由磁体44和相邻段内的定子绕组创建的；兹通量流通路在相邻磁体44的 南极和开口 56的边缘之间的位置具有较低的通量密度区域76和较高的通量 密度区域78。
与图3的电动才莫式下的》兹通量流分布不同，图4中所示的》兹通量流分布 在发电模式期间与图3的磁通量流分布相反。也就是说，在图3中由X所示 的较高的通量密度区域被发电模式下的图4中所示的较高的通量密度区域X' 代替。此外，电动模式下的图3中的较低的通量密度区域Y被发电模式下的 图4中的较低的通量密度区域Y'代替。
还应该注意，在图2至图4中，开口 56相对于》兹体44对称地布置。每 个开后56和相邻的磁体44之间的空间基本上相等。因此，在开口一侧的磁 通量流分布将具有高密度区域和低密度区域。每个开口 56的另一侧也具有高 密度区域和低密度区域，但是它们的位置彼此相反。此外，磁体44相对于对 称轴80对称地布置。82显示了开口 56的相应的对称轴。
在图5的情况下，转子设置有通常为三角形的开口 56',开口 56'对应于 如图2至图4所示的开口 56。如图5所示，开口 56'被关于开口的几何中心 沿逆时针方向转动。每个开口 56'的几何中心位于对称轴82上。因为如图5 所示每个开口 56'转动，所以相邻磁体44和开口 56'的边缘上的点84之间的 空间相对于图2至图4所示的相应的空间减小。此外，相邻》兹体44和开口 56'的边缘上的点86之间的空间相对于图2至图4所示的相应的空间增大。 当永磁电机处于电动模式时，这增加了区域88中的磁饱和度并减小了区域 90中的^t饱和度。
图6是与图5相似的示图，但是永磁电机被显示为在发电模式而非电动 模式下运行。在图6的情况下，与图4的通量密度分布相比，区域92中的通 量密度分布变得更密集，而区域94中的通量密度分布变得不密集。
在以上讨论中描述的通量密度分布的变化与对于每对磁体和与所述每对 磁体相互作用的定子绕组的其他通量分布相似。在这里描述的实施例中，每 对磁体与相邻的定子开口中的绕组相互作用。
这里公开的永磁电机设计是同步电动机设计，其中，定子绕组可由三相 交流电励磁。因此，图2至图6所示的磁通线表示在用于定子绕组电流的交 流电周期中的给定时刻的通量密度分布。
图7是低通量饱和区域的磁通量密度对磁动势(MMF)的曲线图。磁动 势与定子绕组匝数乘以定子绕组电流成比例。当在低饱和区域中定子电流从 零值增加到点96时，迅速发生通量密度的增加。图7所示曲线的斜率在点 96和点98的通量密度的较高值之间迅速减小。在点96和点98之间的通量
密度的变化对应于定子电流从100所示的值增加到102所示的值。
与图7的曲线相比，图7a的曲线显示在高通量密度区域中通量密度和定 子电流之间的关系。在图7的情况下，图7a的通量密度曲线将以较高的斜率 从零值增加到104所示的值。图7a的曲线的斜率基本上在更高的定子电流下 减小。对于与图7的通量密度变化相应的给定的通量密度变化，定子电流将 从如106所示的相对较高的值减小到104的较低值。因为图7和图7a所示的 特点，所以如图5和图6所示的油孔的策略上的形状和非对称的位置将导致 在电动模式运行期间永》兹电机的整体效率的提高，但在发电模式运行期间效 率会稍有降低。这是因为，当油孔的位置非对称时，在电动模式下运行时在 高通量密度区域中通量密度减小，并且在发电模式下运行期间在高通量密度 区域中通量密度的变化增大。
参照图7和图7a,从点96到点98的通量密度变化将导致从点100到点 102的电流变化。对于如图7a所示的在高饱和区域中的相同的通量密度变化， 电流变化将会更大。与如图7a所示的操作点从106移动到104时的电流变化 相比，由于非对称设计从点96到点98的操作点移动所导致的电流变化将相 对较小。
当饱和度从点106减小到点104时，图7a所示的电流相对较大地减小。 这种变化大于图7所示的当电流从点100增加到点102时所导致的损失 (penalty )。图7所示的这种电流增加表示损失，但是这种损失远远小于图7a 所示的增益。因此，当永磁电机在电动模式下运行时，动力系统的整体净效 率提高增大。如上所述，在混合动力系统运转时间的主要部分中以电动模式 运行。
图8和图9显示本发明的可选实施例，其中，通过将油孔布置在对称轴 82的一侧可实现非对称设计。当图9的永磁电机在发电模式下运行时，由于 油孔56的非对称位置而产生的通量密度分布将导致当转子结构对于电动模 式被最优化时的局部高饱和区域114，而实际上永磁电机在发电模式下运行。 当如图8所示，永磁电机在负载条件下在电动模式下运行时，在112出现降 低的饱和区域。
在图IO的设计的情况下，还可通过如所示将永》兹体相对于轴82非对称 布置，而非通过将油孔相对于对称轴82非对称布置，来实现期望的非对称转 子结构的通量密度分布。当如图IO所示布置磁体时，在区域116产生低饱和 区域，在118产生高饱和区域。这也将在电动期间提高电磁性能，而在发电 模式运行期间降低电磁性能。然而，如上所述，在发电期间的性能降低小于 在电动期间电磁性能的提高。
除了上述的油孔或开口之外，转子结构可包含位于每个转子磁极的径向 定向磁轴(在下文中称为直轴)上的额外的腔。这些附加的腔的主要目的在 于增加由沿直轴和象限轴的磁导的差异产生的磁阻扭矩，所述象限轴从相邻 的磁体对径向并等距延伸。图11中部分地显示了这种转子结构，图11示出
了当定子中不存在电流时定子中装配的转子。没有显示磁通线。图ll所示的 定子结构可以与上述实施例的定子结构相同，因此使用公用标号。图ll的实 施例的转子结构本质上不同于上述的转子结构，因此未使用公用标号。
在图11中，122表示转子结构。圓形开口 124可相对于直轴126以同轴 布置方式位于转子结构中。在上述实施例的情况下，接近于气隙40来布置永 磁体128和130。 i兹体布置在与上述实施例的磁体开口相应的开口中。磁体 128和130相对于参考直轴126对称地布置。开口 124位于参考象限轴127 上。 '
除了开口 124之外，图11的转子结构具有额外的腔或开口 132，所述额 外的腔或开口 132通常可以是三角形，与一对磁体128和130相邻地位于直 轴126上。
月空132布置为与气隙40相邻。这些额外的腔增加通过增加沿直轴和象限 轴创建的磁导的差异所产生的扭矩。这导致由电机产生的电磁扭矩增加。可 参考美国专利6,803,692和7，170，209来了解使用这种类型的电机中的对称布 置的额外的腔的示例。
图12显示了当转子122的绕组励磁时创建的磁通量分布。在图12中示 出了由磁体的磁通线和定子的磁通线的相互作用创建的通量分布。在通量密 度分布中创建如图12中134所示的高饱和区域。此外，在136创建低饱和区 域。通过定子通量和磁体的通量分布的相互作用创建高饱和区域和低饱和区 域。
在电机的电动运行期间创建图12所示的磁通量流通路。 为了与图13所示的磁通量流通路比较，示出这种磁通量流通路，在图 13中非对称地布置额外的腔。
图13显示包括非对称地布置的位于转子结构122'中的额外的腔132'的本
发明的实施例。每个额外的腔132'相对于直轴126'偏移。这创建了相对于一 对磁体128'和130'非对称布置的额外的开口 132'。因为这种非对称布置的额 外的开口 132'，所以在电动运行期间在134产生低饱和区域。
通过相对于磁对称轴或直轴126'转动腔或布置腔来创建额外的腔的策略 上的位置和几何形状。非对称布置额外的腔的另外的优点以与以上关于图5 和图8描述的布置或转动油孔的相同的方式来实现，以增加电机的输出扭矩。 在使用如图13所示的非对称的额外的腔的情况下，电机的输出扭矩和功率增 加。通常，具有相对于转子磁极非对称布置的油孔和额外的腔的电机得益于 增加输出扭矩。
在图12所示的通量密度的情况下，在永磁体和额外的腔之间的区域中的 通量密度分布是非对称的。使用转动方向作为参考，当转子沿图12所示的转 动方向箭头的方向转动时，在腔的前缘前面的区域比后缘的区域更加饱和。
为了降低平均饱和度并增加电动机的输出功率，在重饱和区域中的磁通 量流的可用通路在电动期间应该增加。如图13所示，通过将每对磁体的额外 的腔布置到具有低通量密度的区域来实现这种增加。
虽然已经公开了本发明的实施例，但是本领域技术人员应该清楚，可在 不脱离本发明的范围的情况下进行修改。所有的这种修改及其等同物都被权 利要求限定。
权利要求
1.一种永磁电机，包括转子、紧密接近于转子的定子和定子中的绕组；定子和转子之间的气隙，其中，转子可驱动地连接到转子轴并且相对于定子转动；嵌入到转子中的多个磁体，紧密接近于定子绕组；转子中为三角形的开口，用于接纳冷却介质流或降低重量；定子绕组和磁体具有彼此相互作用的通量分布，以建立每个开口和相邻的磁体之间的组合磁通量流通路，从而通常为三角形的开口在减少转子的旋转质量的同时，在磁体和开口之间的转子区域中实现每单位转子长度的最小平均电磁通量饱和。
2、 如权利要求1所述的永》兹电机，其中，所述开口相对于邻近的磁体对 非对称，从而当电机处于电动运行模式时，在所述开口和》兹体之间的转子区 域的电磁通量密度被最优化，以实现提高的效率。
3、 如权利要求1所述的永磁电机，其中，多个相邻的》兹体对和与每对磁 体相邻的开口相对于通过开口的几何中心对称延伸的直线被非对称地布置；三角形的开口的顶点从对称线弓形地布置，从而当电机处于电动运行模 式时，在开口和相邻的磁体之间的磁通量流通路中的有效通量饱和被最优化， 以实现提高的效率。
4、 如权利要求1所述的永磁电机，其中，多个相邻的磁体对相对于径向 对称线被对称地布置；开口从所述对称线被非对称地布置，从而建立围绕开口的非对称的电磁 通量流通^各。
5、 如权利要求1所述的永磁电机，其中，多个相邻的磁体对相对于径向 对称线被对称地布置；开口从所述对称线被非对称地布置，从而在电机在电动模式下运行期间， 在开口和相邻的磁体之间的转子区域中建立最优通量密度的磁通量流分布。
6、 如权利要求1所述的永磁电机，其中，多个磁体对相对于在所述多个 磁体对之间延伸的径向对称线被非对称地布置，从而电机在电动模式下运行 期间，在开口和磁体之间的转子区域中的通量密度被最优化，以实现提高的效率。
全文摘要
公开了一种具有最优电动效率的永磁电机。所述永磁电机适用于混合动力汽车动力系统。建立电机转子中非对称的磁通量分布图案以提高当电机处于电动模式时电机的运行效率。
文档编号H02K1/27GK101369748SQ20081013000
公开日2009年2月18日 申请日期2008年7月23日 优先权日2007年8月16日
发明者峰 梁, 迈克尔·W·德格内尔, 阿尔佛雷德·R·穆诺茨 申请人:福特全球技术公司