专利名称：永磁体转子和包括这种转子的旋转式机器的制作方法
技术领域：
永磁体转子和包括这种转子的旋转式机器技术领域[0001]本实用新型涉及旋转式电动机器，值得注意的是同步电动机，并且更具体地说，涉 及包括通量集中式永磁体转子的机器。
背景技术：
[0002]通量集中式转子包括一个转子框架，也被称为转子体，其中容纳了多个磁体，后者 被安装到径向指向的容纳区之中。[0003]已知几种类型的通量集中式转子。[0004]值得注意的是，现有多种转子，它们包括一个非磁性中枢件，磁极片连接到该中枢 件上,而永磁体插入这些磁极片之间,例如像申请书EP 1152516中所述。[0005]专利申请DE 102009026524涉及一种电动机器，该电动机器具有一个转子，该转 子包括由固定套环连接的多个磁极片和多个连接桥。这些桥限定了多个凹槽和容纳区以容 纳多个磁性永磁体，这些容纳区开放到转子的外表面上。[0006]专利申请EP 0430795的主题是一种具有多个磁体的电动机转子，这些磁体是由 磁性叠片以及磁体制成的，这些磁体被具有恒定厚度的一种型材所固定，这种型材由多个 瓣和弯曲部组成。这些容纳区旨在容纳这些磁体并且开放到转子的外部，并且因此这可能 减低了转子的机械强度。[0007]专利申请US 2003/137203涉及转子叠片，其中容纳了磁体，这些磁体通过多个弹 性肋被保持在这些容纳区中。[0008]专利申请US 2009/0096308涉及一种电动机，该电动机包括多个凹槽和多个永磁 体，这些永磁体是通过这些磁极多个扇形展开的部分和转子的多个凸肋来保持的。[0009]还已知包括转子叠片集的多种转子，每个转子叠片都做成单一片、并且具有多个 容纳区,其中放置了这些永磁体。[0010]此外，例如在欧洲专利申请EP 1249919中所说明的，存在着多种转子，这些转子 具有设计成用于容纳梯形截面的磁体的多个容纳区。这些磁极片通过多个材料桥被连接到 转子的中枢件上，值得注意的是通过在每个磁体的每侧的足部处的两个材料桥，并且这些 磁体通过一种离心作用在这些磁极片之间被锁定在位。[0011]此外，还已经知道多种转子，它们包括配备有凹槽以减少磁通量损失的多个转子 叠片，如在专利US 7772735中所说明的。[0012]现有技术中已知的这些解决方案具有某些缺点。[0013]使用非磁性钢或者铝来制作中枢件或轴是相对较昂贵的。[0014]使这些永磁体具有矩形的形状使其难以定位，并使得实现在转子叠片与这些磁体 之间的适当的接触成为一件复杂的事情。这些磁体的不正确的定位通常导致不想要的气 隙，这些气隙降低了转子的性能并迫使其进行非常精密的调整。[0015]最后，在这些永磁体的足部存在的材料桥对电动机的比功率具有一种负面效应， 并且这些磁体在这些磁极片之间未必是最佳地呈楔形的。[0016]存在一种需要来仍然进一步地改进通量集中式转子，值得注意的是为了减少它们 的制造成本而同时获得令人满意的电气和机械性能。[0017]本实用新型寻求满足这种需求，而与此同时克服所有或某些以上提及的缺点。 实用新型内容[0018]因此，在其一个方面中，本实用新型的一个目的是一种用于旋转式电动机器的转 子，该转子是一个通量集中式永磁体转子，该转子包括一个转子框架，该转子框架具有多个 径向指向的容纳区，其中放置了这些永磁体，每个容纳区在其径向内端部开放到一个凹槽 上，该凹槽在该容纳区的一个中平面的每一侧上延伸，一个锁定元件被插入该凹槽的封闭 端与放置在该容纳区中的永磁体之间。[0019]该旋转框架可以是由多个转子叠片的一个集合形成的，而每个转子叠片是一个单 一件。在此有可能使每个容纳区不开放到转子叠片的外部(它的意思是说到径向外表面 上)。[0020]在其另一方面中，本实用新型的另一个目的是一种转子，该转子是一个通量集中 式永磁体转子，该转子包括一个转子框架，该转子框架具有多个径向指向的容纳区，其中放 置了这些永磁体，每个容纳区在与磁体接触的至少一个部分上具有一个宽度，该宽度随着 从该转子的轴线上离开的距离的增加而减小，每个容纳区在其径向内端部开放到一个凹槽 上，该凹槽在该容纳区的一个中平面的每一侧上延伸。[0021]这种转子可以包括一个转子支撑体(如一个轴)，它沿着转子的旋转轴延伸。[0022]这种转子框架可以具有供轴穿过的一个中心开口。这种转子可以安装或者不安装 突出部分。[0023]这种转子可以包括或者不包括至少一个用于将永磁体锁定在其容纳区中的锁定 元件。[0024]通过将锁定元件插入磁体的径向内端部与凹槽的封闭端之间，锁定元件可以将永 磁体在其各纳区中保持在位。[0025]由于本实用新型，这些容纳区可以容纳非矩形形状的磁体，优选地在截面上为梯 形，并且通过一种楔入效果实现磁体与框架之间的良好接触。以此方式，这有可能减少磁损 失以及包括根据本实用新型的转子的机器在性能上的差异。[0026]由于在这些磁体和框架之间可以有相对大的间隙，这使得当插入磁体时安装永磁 体变得更加容易。值得注意的是，这种插入可以使用一个非磁性工具无需与转子叠片接触 而完成，而该工具在这些磁体的最后定位之前被移除。[0027]这种框架优选地是由沿着旋转轴线彼此组装的一个转子叠片集来形成。该框架可 以包括至少一个沿着旋转轴线绕在自身上的转子叠片。值得注意的是，这些转子叠片的每 一个都可以是一个单一片。因此，这种转子没有后加的磁极片。[0028]本实用新型使之有可能避免采用非磁性部件(如非磁性的中枢件或轴)，它们带 来相对较高的成本。因此该转子的旋转支撑体(值得注意的是出于一根轴的形式)可以是 由一种磁性材料制成的。[0029]例如，每个转子叠片是从磁钢片上切出来的。可以在这些叠片被组装成片叠之前 在其相反面上涂敷一种电绝缘漆。这种电绝缘也可以通过叠片的热处理来获得。[0030]当转子框架是由这种转子叠片的重叠体来制成时，这些凹槽和容纳区的分布有利 地是均匀的并且表现出轴对称性，这使得转子叠片较容易切出并且使其在切出之后更加稳定。[0031]在本实用新型的优选实施例中，一个容纳区的中平面对应于穿过该容纳区的最大 尺寸的轴线的平面。[0032]每个凹槽可以具有两个分支，这两个分支对应地在该容纳区的每一侧延伸，优选 地随着从该转子的轴线离开的距离增加而发散。因此，这些凹槽是非径向指向的。[0033]可替代地，每个凹槽可以没有分支对应地在容纳区的每一侧延伸。例如，每个凹槽 可以具有一个实质上梯形的形状，值得注意的是具有两个相反的边缘，这两个边缘对应地 各自在容纳区的中平面的每一侧上延伸，随着从转子的轴线离开的距离的增加而发散。从 容纳区的一个边缘上的一点到转子的轴线的距离可以大于或等于从每个凹槽的一个边缘 上的一点到转子的轴线的距离。[0034]两个连续的容纳区的相邻的凹槽可以是由一个材料桥分离开的，该材料桥的宽度 是取决于转子的直径，例如比转子的直径小50到60倍的宽度，例如在转子的直径是IOOmm 和200mm的情况下小于或等于3mm，例如在转子的直径是140mm的情况下下为2. 5mm。值得 注意的是，与在永磁体的足部处具有材料桥的转子相比，将与两个连续的容纳区相关联的 相邻凹槽分离开的叠片的窄宽度可能使之能够在比功率上能够获得显著改善。[0035]至少一个开口可以形成在与两个连续的容纳区相关联的两个相邻的凹槽之间，值 得注意的是，这里可以有几个圆开口，这些圆开口在径向方向上分隔开并且各自位于两个 凹槽之间。该开口可以限定在相邻的凹槽之间的至少两个材料桥，这些材料桥各自位于该 开口的每一侧上。该开口可以径向延伸，值得注意的是具有径向狭长的形状，或者是连续， 或者是处于均匀间隔的钻孔(例如多个圆钻孔)的形式。[0036]这些容纳区可以是这样的，即使得容纳区的最大径向直径大于容纳区的最大外 周尺寸(在两点之间测量的，这两点离沿着经过这些点的区段的中心的距离相等并且垂直 于平分这些点的半径)。[0037]这些凹槽可以建立限制在这些永磁体之间的通量的多个区域，因为叠片是处于磁 饱和状态，所以在此区域中磁通量不能容易地流向这个轴，因此限制了磁通量朝着转子的 径向内零件的返回环路。[0038]可以由实质上环形部分的叠片将这些凹槽从中心开口上分隔开。这种实质上圆环 的部分有助于转子的坚固性。将凹槽从中心开口分隔开的这种圆环部分的径向尺寸可以大 于或等于将这些容纳区从框架的外周分隔开的叠片部分的径向尺寸。[0039]本实用新型使之有可能分配加载在转子框架的径向内零件上的离心力。[0040]容纳区和磁体的数目取决于转子的极性。转子框架可以具有任意任何数目的成对 容纳区，例如6个或8个容纳区。[0041]有利的是，这些凹槽具有沿着容纳区的中平面的径向尺寸，该径向尺寸小于或等 于容纳区的尺寸，以此减少这些磁体的磁通量的过度集中。例如，一个凹槽沿着容纳区的中 平面的径向尺寸是大约容纳区的一半。[0042]优选地，容纳区具有的径向尺寸大于或等于容纳于其中的永磁体的尺寸。[0043]转子框架可以具有一个圆形或多瓣行的外轮廓(例如)一种多瓣的形状潜在地具有减少扭矩波动或电流谐波或电压谐波的益处。[0044]这些容纳区可以开放到也可以不开放到转子框架的径向外表面上。[0045]这些容纳区可以开放到也可以不开放到转子叠片的外部上。值得注意的是，用叠 片形成的材料桥可以将这些容纳区从转子叠片的外围分隔开，这种材料桥值得注意地具有 在O.1mm与3_之间的宽度，从而给这些容纳区足够的机械强度。[0046]每个容纳区以及它所进入的凹槽可以形成一个孔，这个孔关于转子的轴线占据 30°与50°之间的角度间隙。[0047]这些永磁体在截面上可以是梯形的。[0048]凹槽可以具有多个分支，这些分支具有在一个修圆部分处相遇的边缘，值得注意 的是，配备有圆凹口，该圆凹口具有较小曲率半径。圆凹口可以允许将锁定元件定位。凹槽 可以具有适于定位该锁定元件的形状的任何凹口，例如平底凹口。[0049]中心开口可以具有一个防转动装置，值得注意的是接合在轴的一个相应的槽缝中 的一个防转动凸起。作为一个替代方案，可以使用其他形式的防转装置，例如环箍类型。[0050]种锁定元件当存在时其整体形式可以是一个圆柱销，值得注意的是在一端具有一 个插入锥度。这种锁定元件可以是中空的或实心的。锁定元件可以是单一件，或者是通过 组装至少两个部件而形成的，每个值得注意的是处于一个锥体的形式，它们是是头尾定位 的并且在其接触面上配备有多个抓卡凸凹部，值得注意的是多个齿，这样使得一个部件相 对于其他部件的运动是在增大加紧效果的方向上的单向运动。[0051]锁定元件可以是弹性可变形的，优选地是由热塑性材料制成的，其所经受的温度 和弹性是与其用途可兼容的。磁体与锁定元件之间的负间隙就绝对值而言可以是大于或等 于O。值得注意的是，负间隙的这个值可以取决于转子的直径、加热的程度、速度或施加于转 子的任何其他压力的程度。[0052]锁定元件可以具有的长度取决于磁体的长度，并且例如等于磁体的长度上下浮动 20%。[0053]锁定元件可以具有一种直径(或停止时的最大横向宽度)，它取决于转子的直径， 例如对于直径大于或等于IOOmm的转子而言,是在15mm与25mm之间。[0054]锁定元件可以相对于容纳区的中平面对称地定位在凹槽的这些分支之间。[0055]锁定元件可以具有实质上沙漏形截面。锁定元件可以在截面上具有两个较薄的壁 和两个较厚的壁，较薄的壁连接较厚的壁并且相向弯曲以限定一个腰部。锁定元件可以具 有一个或多个优选变形的区域，例如处于一个或多个纵向延伸的折叠线的形式。[0056]转子可以具有一个单一的锁定元件，或几个锁定元件，或可替代地可以具有与容 纳区一样多的锁定元件。具体地讲，转子可以根据其极性具有至少6个或8个锁定元件。[0057]同一个锁定元件可以穿过多个转子叠片，值得注意的是，穿过转子的所有转子叠 片。[0058]锁定元件可以是也可以不是分裂的，优选地不是分裂的。[0059]锁定元件可以位于永磁体与转子的中枢件之间，从而允许永磁体被放置进入并且 保持在相应的容纳区中，而不需要使用离心力。[0060]锁定元件可以是也可以不是非磁性的，优选地是非磁性的。[0061]锁定元件可以由任何热塑性材料制成的(例如)除其他之外，聚烯烃、聚酰胺。[0062]这种转子可以包括一个旋转支撑体，值得注意的是沿着转子的旋转轴延伸的一个 轴，该转子的转子框架被固定在例如具有一个突出部分的旋转支撑体上。具体地讲，该转子 框架可以具有一个中心开口，并且该旋转支撑体可以是一个轴。这种转子框架可以被固定 在轴上，而不使后者穿过中心开口。使用夹紧螺丝可以将转子的转子框架固定在旋转支撑 体上，这些夹紧螺丝被固定在旋转支撑体的端部处的一个套环上。这种旋转支撑体可以被 夹持在多个凸缘之间。这些螺丝可以按压在这些凸缘之一的一端上。后者可以具有圆环的 形状并且由一种非磁性材料制成。[0063]这些夹紧螺丝可以通过接合在锁定元件中而穿过转子框架。[0064]在本实用新型的另一方面中，本实用新型的另一个主题是一种用于旋转式电动机 器的转子，该转子是一个通量集中式永磁体转子，该转子包括一个转子框架，该转子框架具 有多个径向指向的容纳区，其中放置了这些永磁体，每个容纳区在其径向内端部开放到一 个凹槽上，该凹槽在该容纳区的一个中平面的每一侧上延伸，一个锁定元件被插入该凹槽 的封闭端与放置在该容纳区中的永磁体之间。[0065]每个容纳区在与磁体接触的至少一个部分上可以具有一个宽度，该宽度随着从转 子的轴线上远离的距离增加而减小。[0066]本实用新型的另一主题是一种旋转式电动机器，如一种同步电动机或发电机，它 包括如以上定义的一个转子。[0067]这种机器可以具有一个带有任何类型的绕组的定子，例如带有一个集中绕组式或 分布绕组式定子。[0068]根据本实用新型的另一方面，本实用新型的又一主题是一种制造如上定义的转子 的方法，这些磁体以带间隙的方式安装到相应的容纳区内，并且将锁定元件强行插入凹槽 中，从而变成内插在永磁体于凹槽的边缘之间，以便在容纳区中无间隙地夹持这些永磁体。[0069]在安装了这些锁定元件之后，至少一个凸缘可以被加到该转子框架上。[0070]多个夹紧螺丝可以通过这些锁紧元件进行接合。
[0071]通过阅读本实用新型的一些非限制性实施例的详细说明并通过研究附图将会更好地理解本实用新型，在附图中[0072]图1为根据本实用新型生产的转子的一个实例的示意性截面图，[0073]图2为转子叠片的分离的正面图，[0074]图3和4描绘了转子叠片的实施方案细节，[0075]图5为图1的转子的透视图，[0076]图6为图2的轴向截面的视图，[0077]图7描绘了在纵向截面中的一个锁定元件，[0078]图8为图7的锁定元件的透视图，[0079]图9和10以及图11和12对应地描绘了图1和图6的实施方案的多种替代形式。[0080]图13为图11和图12的实施方案的锁定元件的透视图，[0081]图14和15为图2的转子叠片的实施方案的多种替代形式，[0082]图16为截面视图，图17为一个透视图，示出了可能使轴不穿过转子框架而将转子框架固定于轴，[0083]图18为图17的XVII1-XVIII上的截面，[0084]图19为本实用新型的实施方案的替代形式的示意性截面，[0085]图20为用于制造图19的转子所使用的机器的示意性和部分的透视图，[0086]图21为图19的机器的纵截面，[0087]图22和23对应地为图20和21的细节XXII和XXIII的纵截面，[0088]图24为本实用新型的实施方案的替代形式的示意性截面图，[0089]图25为用于制造图24中的转子的机器的纵截面，[0090]图26a和26b为图24的锁定元件的截面图，[0091]图27a和图27b分别为锁定元件的透视图，[0092]图28为图27a中的细节XXVIII的视图，[0093]图29a和图29b对应地为锁定元件在箭头A和B的方向上的视图，[0094]图30为锁定元件在XXX-XXX上的纵截面，[0095]图31为本实用新型的实施方案的替代形式的示意性截面图，[0096]图32为用于制造图31中的转子所使用的机器的纵截面，[0097]图33为图31的锁定元件的截面，[0098]图34为锁定元件的透视图，[0099]图35为锁定元件的纵截面，[0100]图36为图35中的细节XXXVI的视图，[0101]图37为锁定元件的透视图，[0102]图38a和38b对应地为锁定元件在箭头A和B的方向上的视图，[0103]图39为图38中的细节XXXIX的视图，[0104]图40为本实用新型的实施方案的替代形式的示意性截面，[0105]图41为用于制造图40中的转子所使用的机器的纵截面，[0106]图42为图40的锁定元件的截面，[0107]图43为锁定元件的透视图，[0108]图44为锁定元件的纵截面，[0109]图45为图44中的细节XXXXV的视图，[0110]图46为图40的锁定元件一部分的透视图，[0111]图47a和47b对应地为锁定元件在箭头A和B的方向上的视图，[0112]图48为图47b中的细节XXXXVIII的视图，[0113]图49为图40的锁定元件的部分透视图，[0114]图50a和50b对应地为锁定元件在箭头A和B的方向上的视图，以及[0115]图51为图50中细节XXXXXI的视图。
具体实施方式
[0116]图1中描绘的装置I包括一个沿着转子的旋转轴线X径向地延伸的磁体框架3，该 框架优选地是由沿着轴线X堆叠的片叠形成的，本实例中的这些叠片考虑为完全相同的并 且精确地重叠的。[0117]转子I包括多个永磁体7，这些永磁体被置于磁性转子框架3的相应的容纳区5 内，所以两个连续的磁体7在彼此相对的面上具有相同的极性。[0118]转子框架3被安装在支撑体2上，在所考虑的实例中，这是由例如钢的磁性材料制成的轴。[0119]转子框架3具有一个将其安装在轴2上的中心开口 4。D中心开口 4具有(例如) 在40mm与50mm之间的直径D。[0120]此外，该中心开口 4具有接合在轴中的一个相应的槽缝内的防转动突起11。[0121]转子I被放置在一个定子内，图未示出，该定子具有一个可以是任何类型的绕组， 例如一个同心绕组式定子或分布绕组式定子。在同步电动机的情况下，这个定子使之有可能产生一个驱动转子的旋转磁场，而在交流发电机的情况中，该转子的旋转在定子的绕组内产生一个电动势。[0122]转子框架3的形状在其外围可以是如图1所描绘的多瓣形，每个瓣10在两个连续的磁体7之间延伸并且外凸。[0123]一个与叠片形成在一起的材料桥可以将这些容纳区5以在O.1mm与3mm之间的一个宽度与转子叠片的外围分隔开，从而给予这些容纳区5足够的机械强度。[0124]根据本实用新型，每个容纳区5开放到在该容纳区5的中央平面M的每侧上延伸的一个凹槽6上，以限制磁通量经过转子的中枢件通过返回环路的损失。[0125]如图4所示，每个容纳区5具有一个径向尺寸1，它大于相应的磁体的径向尺寸。[0126]根据本实用新型，磁体7的截面为梯形。容纳区5具有多个相反的纵向边缘30，值得注意的是多个直线的边缘，它们随着从轴2远离的距离增加而彼此相向收敛。m此外，如从图3可以看出，每个容纳区5至少在一个与磁体7接触的部分上具有一个宽度m，该部分随着从转子I的轴线X远离的距离增加而减少。[0127]纵向边缘30可以连接到一个末端边缘32上，该末端边缘(例如)指向垂直于容纳区5的中平面M，从而穿过旋转轴线X，并且径向地指向。优选地，这些磁体7不径向地对接在末端边缘32上,如图所示。·[0128]容纳区5的径向内端开放到凹槽6上，该凹槽具有两个分支6a和6b，对应地在容纳区5的中平面M的每一侧上延伸。[0129]从图3可以看出，包含一个开放到凹槽6上容纳区5的一个扇区40的角度范围被限定为在两个相邻的凹槽6之间这些角平分线半径之间的角度β。在本实例中，一个凹槽的最大的角度分离的这些边缘56与这些角平分线半径平行延伸。例如，这个角度β可以等于约45°。[0130]这些边缘56在一个修圆的部分相遇，该修圆的部分设有一个圆凹口 58，该圆凹口具有一个较小的曲率半径。[0131 ] 转子框架3具有一个连续延伸的中枢件，或者，作为一个替代，在扇区中绕着旋转轴线X延伸。[0132]该中枢件emin的最小径向尺寸对于直径测量超过150mm的转子而言是例如至少 2mm，例如5mm，但可以远为更大、或更小、或甚至为0，取决于所要承受的离心力并且取决于转子的尺寸。[0133]在两个相邻的凹槽6之间延伸的材料桥80的宽度j是(例如)在O. 5mm与15mm之间，例如在所考虑的实例中是约1. 5_。材料桥80处在磁通量饱和状态，这限制了通过其 中的磁通量。[0134]转子I包括多个有助于将这些磁体7保持在这些容纳区5中的锁定元件12。[0135]从图7中可以看出，每个锁定元件12采取一种销钉的形式，该销钉具有一个本 体12a和一个插入锥度12b，该本体是一个回转圆柱体，该插入锥度具有一个例如在一端的 15°的顶角。[0136]锁定元件12是(例如)由弹性的可变形热塑性材料制成的。[0137]磁体7与相应的锁定元件12之间的负径向间隙R是(例如，就绝对值而言)大于 或等于0，并取决于转子的直径、加热程度、速度或任何其他施加于转子的应力。[0138]凹口 58跟随者锁定元件12的本体12a的曲率。[0139]当然，本实用新型并不局限于刚说明的实施方案。[0140]图9和图10示出了锁定元件12是(例如)具有圆形截面的实心的可能性。[0141]图11-13示出了锁定元件12的实施方案的一个替代形式。锁定元件12可以(例 如)具有实质上沙漏形截面(或蝴蝶结)。如图所示，锁定元件12可以是中空的或实心的。 如图12所示，锁定元件12在一端可以也可以不配备一个插入腰部12b。[0142]如图11所示，锁定元件12在截面上可以具有两个较厚的壁12d和两个连接这些 壁12d的较薄的壁12c，并且它们相向弯曲以限定一个大约在中部的较窄的腰部12e。因为 其形状，锁定元件12可以通过多个壁12d靠近彼此移动而发生弹性变形，这些薄壁12d限 定多条优选的折叠线。凹槽6的封闭端可以具有用于定位锁定元件12的一个定位凹口 58’。[0143]图14和15示出了图2的转子叠片3的实施方案的多种替代形式。[0144]如图14所示，凹槽6可以具有实质上梯形的形状，值得注意的是，具有多个修圆的 拐角，以及在合适的地方的一个凸起部分6c，该凸起部分朝着在容纳区5的相反边缘的凹 槽，使其较易于将锁定元件12定位。[0145]另外，如图14所示，转子叠片3可以具有在与两个连续的容纳区5相关联的两个 相邻凹槽6之间的至少一个开口 81。具体地讲，转子叠片3可以在两个相邻的凹槽6之间 具有在径向对齐安排的三个开口 81。这个或这些开口 81可以是圆形的。此外，这个或这些 开口 81可以是彼此为等距的，并且可以沿两个相邻的凹槽6的对称平面定位。[0146]此外，如图15所示，在两个相邻的凹槽6之间延伸的材料桥80可以被多个平行材 料桥代替。具体地讲，转子叠片3在两个相邻的凹槽6之间可以具有至少两个材料桥80a 和80b，这些材料桥80a和80b各自位于开口 81的一侧。开口 81在两个相邻的凹槽6之间 纵向地并且径向地延伸，值得注意的是在二者间的中部。开口 81可以具有实质上等于凹槽 6的径向尺寸的径向尺寸，值得注意的是，等于如图所示的凹槽6的分支6a或分支6b的径 向尺寸。[0147]图14的实施方案中的这些相邻的凹槽6之间存在的多个开口 81使之有可能实现 较高的机械强度，与此同时维持低水平的磁泄漏。[0148]图16-18示出了以下可能性，即具有一个转子1，它配备了一个不从中穿过的轴2。 具体地讲，转子框架被固定在具有一个悬挂件的轴2上，该轴无需穿过中心开口 4。为了做 到这一点，转子I包括(例如)多个中空的锁定元件12。多个夹紧螺丝21 (也称作贯穿螺 栓)被插入至少某些锁定元件12中，并且被固定在轴端部的一个套环22上，例如直接拧在该套环11上，如图16和17所示。转子I可以(例如)包括四个对称地分布在转子框架上 的夹紧螺丝21。[0149]转子框架因此被固定在轴2上，而不用将轴2穿过中心开口 4。如图所示，转子I 可以具有两个凸缘23。这些夹紧螺丝21通过其头部挤压在这两个凸缘23之一上。另一个 凸缘插设在轴2与片叠之间。轴上的台阶24使凸缘23对中心。[0150]在放置锁定元件12的过程中，附件的弹性可通过其形状和/或材料来提供。[0151]图19中所述的装置19包括一个沿着转子的旋转轴线X径向地延伸的磁体框架3， 该框架优选地是由沿着轴线X堆叠的片叠形成的，本实例中的叠片被考虑是完全相同的并 且精确地重叠。每个叠片都是一个单片式叠片。[0152]转子I包括多个永磁体7，这些永磁体安排在磁性转子框架3的相应的容纳区5 内，这样使得两个连续的磁体7在彼此相对的面上具有相同的极性。本实例中说明的永 磁体7在截面上具有矩形的整体形状，并且与连个连续的磁体之间的间隔相比是相对较宽 的。因此,转子在两个连续的磁体的两个连续的容纳区之间的磁性叠片中包括多个相当窄 的材料桥。因此，存在一个磁体的体积，它与叠片的体积相比是较大的，这在磁体的比功率 相对较低的情况下是特别有利的，(例如)若这些磁体是由铁氧体制成的。[0153]转子框架3安装在支撑体2上，该支撑体可以是由一种磁性材料(例如)钢制成 的轴。在所考虑的实例中，支撑体2属于一个用于制造该转子的机器30，如图20和21所 示。转子框架3包括一个用于安装在支撑体2上的中心开口 4。中心开口 4包括接合在该 支撑体中的相应的槽缝内的一个防转动突起U。[0154]转子I可以被放置在一个定子内(未示出)，该定子具有一个可以是任何类型的绕 组，例如一个同心绕组式定子或分布绕组式定子。在同步电动机的情况下，这种定子使之有 可能产生一个驱动转子的旋转磁场，在交流发电机的情况中，是转子的旋转在定子的绕组 内产生了一个电动力。[0155]—个用叠片形成的宽度在O.1mm与3mm之间的材料桥可以将容纳区5从转子叠片 的外围分隔开，从而给予这些容纳区5足够的机械强度。[0156]如图4所示,每个容纳区5具有比相应的磁体的径向尺寸大的径向尺寸I。[0157]根据本实用新型，每个容纳区5开放到在容纳区5的中平面M的每侧上延伸的一 个凹槽6上以限制磁通量经过转子的中枢件通过返回环路的损失。在所述实施方案中，与 先前说明的实施方案中不同，这些容纳区5并不周向地延伸超过永磁体7的宽度。[0158]在两个相邻的凹槽6之间延伸的材料桥80的宽度j是(例如)在O. 5mm与15mm 之间，例如在所考虑的实例中是约1. 4_。材料桥80处在磁通量饱和状态，这限制了通过其 中的磁通量。[0159]转子I包括多个锁定元件12，它们有助于将这些磁体7保持在这些容纳区5之中。 在所述实施方案中，这些锁定元件12为实心的，具有圆形截面。作为一个替代形式，它们可 以具有中空的管状形状，但不是分裂的。[0160]在将这些锁定元件12插入这些凹槽6的过程中，机器30通过使用如图22和23 所示的这些贯穿螺栓31和螺钉32而允许使这些转子框架和磁体被固定住。[0161 ] 鉴于制成这些永磁体的材料例如铁氧体可以是易碎的并且对振动敏感，可以对这 些永磁体进行浸溃或者涂敷。[0162]这些锁定元件12是由(例如)弹性的可变形热塑性材料制成的。[0163]锁定元件允许永磁体7保持为挤压在台阶55上，这些台阶形成在最靠近气隙的磁 体7的端部的容纳区5中。[0164]磁体7与相应的锁定元件12之间的负径向间隙R是(例如，就绝对值而言)大于 或等于0，这取决于转子的直径、加热程度、速度或任何其他施加于转子的应力定。[0165]当然，本实用新型并不局限于刚说明的实施方案。每个锁定元件12都可以具有某 种其他形状。[0166]锁定元件12可以(例如)在截面上具有实质上沙漏形截面(蝴蝶结)。如图所 示，锁定元件12可以是中空的或实心的。锁定元件12的一端可以或者可以不配备一个插 入腰部12b，如图28所示。该较窄的腰部可以在长度I上延伸锁定元件12的总长度L的大 约 10%。[0167]如图26b所示，锁定元件12在截面上可以具有两个较厚的壁12d和两个连接这些 壁12d的较薄的壁12c，并且它们相向弯曲以限定一个大约在中部的较窄的腰部12e。因为 其形状，锁定元件12可以通过多个壁12d靠近彼此移动而发生弹性变形，这些薄壁12d限 定多条优选地折叠线。[0168]在刚刚说明的这些实例中，这些锁定元件做成单件的。如果是另外的情况，并且如 果这些锁定元件(例如)被做成两个零件，如对应地在图31-39和图40-48中所示，这将不 构成对本实用新型的范围的偏离。[0169]在图31-39的实施方案中，锁定元件12是由两个零件12’和12”形成的，这两个 零件形状相同并且被放置为首尾相连以形成锁定元件12。在相对较大的机器的情况下，双 零件结构是特别有利的，并且对此有利的是具有相当大的间隙用于安装锁定元件。[0170]每个零件12’、12”具有一个面40，它相对于机器的纵向轴线倾斜的大约2。的角 度并且是锯齿状的，从而形成多个接片41，在所述实例中是21个。[0171]如图36所示，这些接片41是旨在互相配合以便用以下方式将两个零件12’和12” 保持在位，即锁定元件具有最小的总长度T和最大的高度H，以便执行器其功能并且将相 应的磁体锁定在位。这些接片41相对于机器的纵向轴线倾斜一个大约20°的角度Y。[0172]在图40至图48的实施方案中，锁定元件12是由零件12’和零件12”形成的，前 者与先前的零件相同，后者为不同的形状。该零件12”不同于前一个零件，这不是就包括这 些接片41的倾斜的面40而言，它们保持类似并且以按照先前说明的同样方式与相应的零 件12’配合，而是就其相反面42的形状而言。这个相反面42在此替代形式中具有平面的 形状。[0173]零件12”就其长度L而言与前一个零件不同，它比零件12’的长度短。[0174]在一个替代形式中，这甚至可以具有一个不同的形状，例如部分为圆柱形，如图49 至图51中以举例的方式所说明的一样。[0175]本实施方案就Y的角度值而言与前一个零件也不同，这在此实例中是大约10°。[0176]表述“包括一个/种”应被理解为与“包括至少一个/种”是同义的。
权利要求1.一种用于旋转式电动机器的转子(I)，所述转子是一种通量集中式永磁体(7)转子， 所述转子包括转子框架(3)，所述转子框架由转子叠片集形成，每个叠片都是单件式的、并且具有径向指向的容纳区(5)，其中放置了所述永磁体(7)，其特征在于，每个容纳区(5)不向所述转子叠片的外部开放，并且每个容纳区(5)在其径向内端部开放到凹槽(6)上，所述凹槽在所述容纳区(5)的中平面(M)的每一侧上延伸，锁定元件(12)被插入所述凹槽(6) 的封闭端与放置在所述容纳区(5)中的所述永磁体(7)之间。
2.如权利要求1所述的转子(I)，其特征在于，所述转子(I)包括旋转支撑体(2)，所述旋转支撑体沿着所述转子(I)的旋转轴线(X)延伸。
3.如权利要求2所述的转子(I)，其特征在于，所述旋转支撑体(2)是轴。
4.如权利要求2所述的转子(I)，其特征在于，所述旋转支撑体(2)由磁性材料制成。
5.如权利要求1或2所述的转子(I)，其特征在于，每个凹槽(6)均具有两个分支(6a， 6b)，所述两个分支对应地各自在所述容纳区(5)的一侧延伸。
6.如权利要求5所述的转子(I)，其特征在于，所述两个分支(6a，6b)随着从所述转子 (I)的轴线(X)离开的增加的距离而发散。
7.如权利要求1或2所述的转子(I)，其特征在于，与两个连续的容纳区(5)相关联的相邻的凹槽(6)是由至少一个材料桥(80，80a，80b)分离开的。
8.如权利要求1或2所述的转子(I)，其特征在于，所述凹槽(6)具有沿着所述容纳区(5)的中平面(M)的径向尺寸，所述径向尺寸小于或者等于所述容纳区(5)的径向尺寸。
9.如权利要求1或2所述的转子(I)，其特征在于，所述锁定元件(12)是可弹性变形的并且由热塑性材料制成。
10.如权利要求1或2所述的转子(I)，其特征在于，在所述永磁体(7)与所述锁定元件(12)之间的负间隙就绝对值而言是大于或者等于O。
11.如权利要求1或2所述的转子(I)，其特征在于，所述锁定元件(12)是中空的。
12.如权利要求11所述的转子(I)，其特征在于，所述锁定元件(12)能够具有贯穿其中的夹紧螺丝(21)，所述夹紧螺丝能够用于将所述转子框架固定于旋转支撑体上。
13.如权利要求11所述的转子(I)，其特征在于，所述旋转支撑体(2)是轴。
14.如权利要求1或2所述的转子(I)，其特征在于，所述锁定元件(12)是实心的。
15.如权利要求1或2所述的转子(I)，其特征在于，所述凹槽(6)具有多个分支(6a， 6b)，所述多个分支具有在修圆部分处相交的边缘(56)，并且配备有用于定位所述锁定元件 (12)的圆形凹口(58)。
16.如I或2权利要求中任意一项所述的转子(I)，其特征在于，所述永磁体(7)在截面上是梯形的。
17.如权利要求1或2所述的转子(I)，其特征在于，所述锁定元件(12)是圆柱销(12a) 的形式，所述圆柱销的一端设有插入锥度(12b)。
18.如权利要求1或2所述的转子(I)，其特征在于，所述锁定元件(12)各自具有砂漏形截面。
19.如权利要求18所述的转子(I)，其特征在于，所述锁定元件(12)在截面上具有两个较厚的壁(12d)和两个较薄的壁(12c)，所述较薄的壁(12c)连接了所述较厚的壁(12d) 并且是彼此相向弯曲的，以限定腰部(12e)。
20.如权利要求1或2所述的转子(I)，其特征在于，所述锁定元件是通过组装至少两个部件而形成的，每个部件是处于圆锥的形式，放置为首尾相连并且在它们的接触面上配备有多个抓卡凸凹部，使得一个部件相对于另一个部件在增加夹紧效果的方向上的运动是单向运动。
21.如权利要求20所述的转子(I)，其特征在于，所述抓卡凸凹部是齿。
22.如权利要求1或2所述的转子(I)，其特征在于，每个凹槽(6)都具有大体上梯形的形状。
23.如权利要求1或2所述的转子(I)，其特征在于，至少一个圆形开口(81)是形成在与两个连续的容纳区(5)相关联的两个相邻的凹槽(6)之间，所述圆形开口在径向方向上间隔开并且每个都位于所述两个凹槽(6)之间。
24.如权利要求1或2所述的转子(1)，其特征在于，至少一个开口是形成在与两个连续的容纳区相关联的两个相邻的凹槽(6)之间，所述开口(81)限定了所述相邻的凹槽(6) 之间的至少两个材料桥(80a，80b)，所述两个材料桥(80a，80b)各自位于所述开口(81)每一侧上，所述开口(81)具有径向狭长的形状。
25.如权利要求1所述的转子(I)，其特征在于，所述转子(I)包括旋转支撑体(2)，所述旋转支撑体(2)沿着所述转子(I)的所述旋转轴线(X)延伸，所述转子(I)的转子框架被固定在具有突出部分的所述旋转支撑体(2)上。
26.如权利要求25所述的转子(I)，其特征在于，所述旋转支撑体(2)是轴。
27.如权利要求25或26所述的转子(I)，其特征在于，所述转子(I)的转子框架使用多个夹紧螺丝(21)固定到所述旋转支撑体(2)上，所述夹紧螺丝(21)固定于所述旋转支撑体(2)端部的套环(22)上。
28.一种旋转式电动机器，包括如权利要求1-27中任意一项所述的转子(I)。
29.一种用于旋转式电动机器的转子(I)，所述转子是通量集中式永磁体(7)转子，所述转子包括转子框架(3)，所述转子框架具有径向指向的容纳区(5)，其中放置了所述永磁体(7)，每个容纳区(5)在与磁体(7)接触的至少一个部分上具有宽度，所述宽度随着从所述转子⑴的轴线上离开的距离增加而减小，每个容纳区(5)在其径向内端部开放到凹槽(6)上，所述凹槽在所述容纳区(5)的中平面(M)的每一侧上延伸。
30.如权利要求29所述的转子(I)，其特征在于，包括用于锁定永磁体(7)的锁定元件 (12)，所述锁定元件被插入所述永磁体(7)与所述凹槽￠)的封闭端之间。
专利摘要本实用新型涉及一种用于旋转式电动机器的转子(1)，该转子是一种通量集中式永磁体(7)转子，该转子包括一个转子框架(3)，该转子框架具有多个径向指向的容纳区(5)，其中放置了这些永磁体(7)，每个容纳区(5)在与磁体(7)接触的至少一个部分上具有一个宽度，该宽度随着到转子(1)的轴线的距离增加而减小，每个容纳区(5)在其径向内端部开放到一个凹槽(6)上，这个凹槽在该容纳区(5)的一个中平面(M)的每一侧上延伸。
文档编号H02K1/27GK202840732SQ20122025573
公开日2013年3月27日 申请日期2012年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者帕斯卡尔·贝诺, 帕斯卡尔·戈捷, 克里斯托夫·吉勒斯, 雅克·圣-米歇尔, 奥利维耶·萨维努瓦 申请人:利莱森玛电机公司