轮辐式永磁转子的制作方法
【专利说明】 轮辐式永磁转子
[0001]本发明涉及一种在无刷式直流电机中使用的轮辐式永磁转子。
[0002]能量效率领域中的发展和规定提高了对高效电动机的需要。轮辐类型的转子包括置于形成转子芯的磁极节段之间的多于一个的磁体，且磁体沿径向方向围绕转子轴朝转子芯的外周延伸。磁体相对于其厚度沿切向磁化，且由磁体生成的磁通量集中在放置有磁体的磁极件上。在轮辐类型的转子中，定子与转子之间的空气间隙中的磁通量密度，换言之，提供转子在期望的速度和转矩下的旋转的有用通量的量，相对于其它磁体转子增大。尽管轮辐类型的转子的所述优点，芯的机械结构弱化，且转子对离心力的阻力由于从中心沿径向方向向外延伸并且定位成接近彼此的磁体而减小。此外，观察到了通量泄漏的增大。
[0003]在第US2007085437号美国专利申请中，阐释了在电动机中使用的轮辐式永磁转子和其生产方法。
[0004]本发明的目的在于实现轮辐类型的永磁转子，其中其对离心力的阻力增大且通量泄漏减小。
[0005]为了达到本发明的目的实现的、在第一权利要求和其相应的权利要求中阐释的且形成无刷式直流电机中的定子中的旋转部分的轮辐类型的转子包括铁磁芯、形成其旋转轴线的轴、在芯的中心处承载轴的毂、围绕毂设置的磁极节段、置于磁极节段之间的磁体槽口中的磁体、以及通过注射模制方法由非磁性材料如塑料或铝制成且固定在芯的前表面和后表面上的端环。磁体沿轴向方向的长度比芯的长度(磁体槽口的长度)更长，且磁体的端部在芯的前平面表面和后平面表面外延伸，且嵌入所述表面上的塑料端环中。
[0006]在本发明的实施例中，转子包括沿径向方向从毂向外变窄的磁体槽口。置于磁体槽口中的磁体还为梯形形状，沿径向方向向外变窄。
[0007]在本发明的另一个实施例中，转子包括具有圆形边缘的长圆形或椭圆形孔，其通过沿轴向穿过磁极节段来沿纵向挖空各个磁极节段，其在径向方向上的截面长度大于其宽度。由于孔的圆形边缘，塑料条注射到孔中，而不留下间隙，且具有高机械阻力的笼结构在芯中获得。
[0008]本发明的转子对离心力的阻力增大；磁通量泄漏减小，且电机的性能提高。
[0009]为了达到本发明的目的实现的转子在附图中示出，在附图中:
图1为电动机的不意图。
[0010]图2为轮辐式转子的透视图。
[0011]图3为轮辐式转子的分解视图。
[0012]图4为轮辐式转子芯的透视图。
[0013]图5为轮辐式转子芯的前视图。
[0014]图6为本发明的实施例中的轮辐式转子芯的透视图。
[0015]图7为本发明的实施例中的轮辐式转子芯的前视图。
[0016]图8为轮辐式转子的纵截面视图。
[0017]图9为图3中的截面A-A的视图。
[0018]附图中所示的元件标号如下: I转子 2芯 3轴 4轴孔 5毂
6磁极节段 7磁体槽口 8磁体 9端环 10孔 11条 12电机 13定子 14空气间隙。
[0019]在驱动构件如家用电器如洗衣机和/或烘干机和洗碗机中的鼓、循环泵和排出泵的无刷式直流电动机(12)中使用的轮辐类型的永磁转子(1)，形成定子(13)内的旋转部分且具有在定子(13)的内表面与自身之间的空气间隙(14)，所述定子(13)形成其静止部分，所述转子(I)包括由铁磁叠层或铁磁粉末金属制成的圆柱形芯(2)、固定到芯(2)并且形成转子(I)的旋转轴线的轴(3)、设置在芯(2)的中心处且具有承载轴(3)的轴孔(4)的毂(5)、全部围绕毂(5)设置的多于一个的磁极节段(6)、布置在磁极节段(6)之间的多于一个的磁体槽口(7)、沿切向磁化的置于磁体槽口(7)中且沿径向向外延伸的多于一个的磁体(8)、以及由非磁性材料如塑料或铝制成、通过注射模制方法固定在芯(2)的前平面表面和后平面表面上的且提供转子(I)的平衡的两个端环(9)。
[0020]本发明的转子⑴包括磁体(8)，其在轴向方向上的长度比磁体槽口(7)的长度更长，且其从芯(2)的前平面表面和后平面表面向外延伸的部分嵌入端环(9)中(图1、图4、图6)。
[0021]在轴向方向上比磁体槽口(7)的长度更长或换言之比芯⑵的长度更长的、从芯
(2)的后平面表面和前平面表面向外延伸的各个磁体(8)的前端部和后端部嵌入端环(9)中，或端环(9)注入其上；因此，磁体⑶提供成以刚性结构保持在芯⑵中，磁体⑶沿轴向方向和径向方向的移动得以防止且对离心力的阻力得到增加。从芯(2)的前表面和后表面向外延伸的磁体⑶的端部产生〃悬突〃效果，且因此从磁体⑶引导至空气间隙(14)的通量密度得到增大。防止了磁体(8)的端部处的通量泄漏，减小了退磁风险，增大了从磁体(8)的单位体积获得的转矩，防止了过热，且提高了电机(12)效率。
[0022]在本发明的另一个实施例中，转子⑴包括沿径向方向从毂(5)向外变窄的磁体槽口(7)，以及置于磁体槽口(7)中的具有梯形截面的磁体(8)(图6、图7)。在该实施例中，作用于离磁体(8)的空气间隙(14)上的切向通量的量增大，而没有磁体(8)的体积的任何变化。在与具有梯形截面的磁体(8)的径向倾斜边缘垂直的方向上的磁场矢量被引向至空气间隙(14)，空气间隙(14)中的通量密度增大且电机(12)性能提高。
[0023]在本发明的另一个实施例中，转子(I)包括具有圆形边缘的多于一个的孔(10)，其通过沿轴向方向穿过各个磁极节段(6)纵向地挖空磁极节段￠)，且其在径向方向上的截面长度大于其宽度，以及多于一个的条(11)通过将非磁性材料注射到孔(10)中形成，在端环(9)之间在轴向方向上沿芯(2)延伸，形成围绕毂(5)的笼(图4、图5、图6、图7、图9)。
[0024]在本发明的另一个实施例中，孔(10)和注入孔(10)中的条(11)的截面为具有圆形短边缘的长圆形。
[0025]在本发明的另一个实施例中，孔(10)和注入孔(10)中的条(11)的截面为椭圆形。
[0026]具有圆形边缘的长圆形或椭圆形形式的孔(10)在注射模制过程期间提供将条
(11)注射到孔(10)中的改善。条(11)通过注入具有无角内表面的孔(10)中来产生。由条(11)形成的笼结构得到增强，且转子⑴的机械阻力通过防止在条(11)中形成间隙来增大。由条(11)形成的笼结构以刚性结构将磁极节段(6)和磁极(8)保持在一起。尤其地，连结磁极节段(6)和毂(5)且在机械阻力方面为弱的部分对离心力和切向力的阻力得到改善，且防止了转子(I)在高速下分裂。电机(12)的噪音水平减小且防止了过热。
[0027]在本发明的转子⑴中，机械结构通过增大对离心力的阻力得到增强。比芯(2)的长度更长的磁体(8)产生本领域中已知的〃悬突〃效果，且因此作用于离磁体(8)的空气间隙(14)上的通量增大，且电机(12)性能提高。
【主权项】
1.一种形成电动机(12)的在定子(13)内的旋转部分且具有在所述定子(13)的内表面与自身之间的空气间隙(14)的转子(1)，包括圆柱形铁磁芯(2)、形成其所述旋转轴线的轴(3)、设置在所述芯(2)的中心处且具有承载所述轴(3)的轴孔(4)的毂(5)、全部围绕所述毂(5)的多于一个的磁极节段(6)、设置在所述磁极节段(6)之间的多于一个的磁体槽口(7)、置于所述磁体槽口(7)中且沿所述径向方向向外延伸的多于一个的磁体(8)、以及通过注射模式方法由非磁性材料制成且固定到所述芯(2)的前平面表面和后平面表面上的两个端环(9)，其特征在于，所述磁体(8)在轴向方向上的长度长于所述磁体槽口(7)的长度，且其从所述芯(2)的前平面表面和后平面表面向外延伸的部分嵌入所述端环(9)中。
2.根据权利要求1所述的转子(I)，其特征在于，所述磁体槽口(7)沿径向方向从所述毂(5)向外变窄，且所述磁体(8)具有梯形截面，置于所述磁体槽口(7)中。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的转子(I)，其特征在于，具有圆形边缘的多于一个的孔(10)通过沿轴向方向穿过所述磁极节段(6)来纵向地挖空各个磁极节段￠)，且其在径向方向的截面长度大于其宽度，且多于一个的条(11)通过将非磁性材料注射到所述孔(10)中形成，在所述端环(9)之间在轴向方向沿所述芯(2)延伸且形成围绕毂(5)的笼。
4.根据权利要求3所述的转子(1)，其特征在于，所述孔(10)和所述条(11)的截面为具有圆形短边缘的长圆形。
5.根据权利要求3所述的转子(1)，其特征在于，所述孔(10)和所述条(11)的截面为椭圆形。
【专利摘要】本发明涉及一种在无刷式直流电动机(12)中使用的轮辐类型的永磁转子(1)，其形成定子(13)内的旋转部分，且具有在定子(13)的内表面与自身之间的空气间隙(14)，定子(13)形成其静止部分，所述转子包括由铁磁叠层或铁磁粉末金属制成的圆柱形芯(2)、固定到芯(2)且形成转子(1)的旋转轴线的轴(3)、设置在芯(2)的中心处且具有承载轴(3)的轴孔(4)的毂(5)、全部围绕毂(5)设置的多于一个的磁极节段(6)、设置在磁极节段(6)之间的多于一个的磁体槽口(7)、沿切向磁化、置于磁体槽口(7)中且沿径向方向向外延伸的多于一个的磁体(8)、以及通过注射模制方法由非磁性材料如铝和塑料制成且固定在芯(2)的前平面表面和后平面表面上的端环(9)。
【IPC分类】H02K1-30
【公开号】CN104871404
【申请号】CN201380062503
【发明人】C.埃金, E.G.森梅兹, Y.伊马特, H.多甘
【申请人】阿塞里克股份有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2013年11月8日
【公告号】EP2926439A2, WO2014082839A2, WO2014082839A3