用于永磁体同步电机的造型磁体结构及其制造方法与流程

本公开涉及一种电动马达，并且特别涉及一种用于永磁体同步电机的造型磁体结构，以及一种用于制造这样的造型磁体结构的方法。

背景技术：

1、电动马达在广泛的应用中用于将电能转换为机械旋转。电动马达通常包括定子和转子。定子经由施加电流而产生磁场，该磁场作为转矩施加在转子上，从而使该转子旋转。定子可以通过直流(dc)或交流(ac)配置产生磁场。磁场既吸引又排斥转子来产生转矩以使其旋转。

2、电机可能有特定的要求以在低噪声和振动下运行。除了其它空气动力学或机械来源之外，电机中的噪声、振动或声振粗糙度(harshness)的一些来源可以是齿槽转矩、转矩波动(torque ripple)和电磁径向力。具有高转矩密度的电机通常具有较高的噪声和振动的可能性，这可能被认为是不可接受的。永磁体同步电动马达(pmsm)由于其高转矩密度而广泛用于工业应用中。在追求具有快速动态响应、小封装和燃料节省的致动器以满足严格的汽车要求方面，该技术已经在电动助力转向(eps)系统中实现。在eps系统中发现的pmsm的变化大多是安装在转子表面上的永磁体的那些变化，以及埋入或嵌入转子中的磁体的那些变化。从设计的观点来看，减小脉动转矩(齿槽效应和波动)的现有技术包括在表面安装永磁体马达(surface mounted permanent magnet motors)中的磁极造型、在内部永磁体马达中的转子叠片(lamination)造型、以及定子或转子的偏斜(skewing)。

3、内部永磁体电机使用矩形块来完全填充限定在转子芯中的袋，当与转子表面安装磁体式电机(rotor surface mounted magnet type machines)相比，这降低了制造复杂性并且节省了磁体材料。这种构造的主要缺点是当需要低脉动转矩时必须通过其它装置来解决谐波含量。

4、通常，已经采用不同的方法来减轻来自电机的噪声和振动，然而，随着对更高转矩密度的需求的增加，必须开发减轻来自电机的噪声和振动的新策略或构造。

技术实现思路

1、根据本公开的一个方面，转子芯包括磁体袋，该磁体袋由转子芯限定并且沿转子芯的轴向方向纵向地延伸。转子芯还包括磁体结构，该磁体结构被设置在磁体袋内并且沿转子芯的径向方向和/或周向方向横向地延伸，以限定磁体宽度，磁体结构沿转子芯的轴向方向纵向地延伸，其中，磁体结构具有变化的轴向长度。

2、根据本公开的另一方面，提供了一种用于内部永磁体电机的磁体结构。磁体结构包括第一轴向端部。磁体结构还包括第二轴向端部，其中，第一轴向端部和第二轴向端部中的至少一个被造型为限定磁体结构的变化的轴向长度。

3、根据本公开的又一方面，提供了一种制造用于内部永磁体电机的转子芯的方法。该方法包括堆叠多个磁体段以限定磁体结构。该方法还包括造型所述多个磁体段中的至少一个以限定磁体结构的变化的轴向长度。该方法还包括将磁体结构安装在由转子芯限定的磁体袋中。

4、本公开的这些和其它方面将在实施例、所附权利要求书和附图的以下详细描述中进行公开。

技术特征：

1.一种转子芯，包括：

2.根据权利要求1所述的转子芯，其中，所述磁体结构包括多个磁体段，所述磁体段被堆叠在一起以形成所述磁体结构。

3.根据权利要求2所述的转子芯，其中，所述多个磁体段沿所述磁体结构的纵向方向完全延伸，并且沿所述转子芯的径向方向和/或周向方向横向地堆叠。

4.根据权利要求3所述的转子芯，其中，所述多个磁体段中的至少一个具有与其它所述多个磁体段中的至少一个的段轴向长度不同的段轴向长度。

5.根据权利要求3所述的转子芯，其中，所述多个磁体段中的每一个具有与所有其它所述多个磁体段的段轴向长度不同的段轴向长度。

6.根据权利要求2所述的转子芯，其中，所述多个磁体段沿所述磁体结构的径向方向和/或周向方向完全横向地延伸，并且沿所述转子芯的轴向方向纵向地堆叠。

7.根据权利要求6所述的转子芯，其中，所述多个磁体段中的至少一个具有与其它所述多个磁体段中的至少一个的段宽度不同的段宽度。

8.根据权利要求6所述的转子芯，其中，所述多个磁体段中的每一个具有与所有其它所述多个磁体段的段宽度不同的段宽度。

9.根据权利要求2所述的转子芯，其中，所述多个磁体段是沿所述转子芯的径向方向和/或周向方向堆叠的横向堆叠的磁体段与沿所述转子芯的轴向方向纵向堆叠的磁体段的组合。

10.根据权利要求1所述的转子芯，其中，所述磁体袋的未填充部分被限定在所述磁体结构在所述磁体袋内的安装位置。

11.根据权利要求10所述的转子芯，还包括设置在所述磁体袋的未填充部分中的填料材料。

12.根据权利要求11所述的转子芯，其中，所述填料材料是塑料注射材料。

13.根据权利要求11所述的转子芯，其中，所述填料材料是注射成型的低剩余磁通材料。

14.根据权利要求11所述的转子芯，其中，所述填料材料是磁性材料。

15.根据权利要求11所述的转子芯，其中，所述填料材料是非磁性材料。

16.根据权利要求1所述的转子芯，其中，所述磁体结构由单个磁体段组成。

17.一种用于内部永磁体电机的磁体结构，所述磁体结构包括：

18.根据权利要求17所述的磁体结构，其中，所述磁体结构形成有多个堆叠的磁体段。

19.一种制造用于内部永磁体电机的转子芯的方法，所述方法包括：

20.根据权利要求19所述的方法，其中，将所述磁体结构安装在所述磁体袋中限定了所述磁体袋的未填充部分，所述方法还包括将填料材料设置在所述磁体袋的所述未填充部分中。

技术总结
一种用于永磁体同步电机的造型磁体结构及其制造方法，转子芯包括磁体袋，该磁体袋由所述转子芯限定并且沿所述转子芯的轴向方向纵向地延伸。所述转子芯还包括磁体结构，该磁体结构被设置在所述磁体袋内并且沿所述转子芯的径向方向和/或周向方向横向地延伸，以限定磁体宽度，所述磁体结构沿所述转子芯的轴向方向纵向地延伸，其中，所述磁体结构具有变化的轴向长度。

技术研发人员：A·皮纳奥尔特加,S·保罗
受保护的技术使用者：操纵技术IP控股公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13