专利名称：用于旋转电机的永磁体转子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于旋转电机的永磁体转子。特别是，转子具有最大磁通密度和径向设置的永磁体。本发明特别是应用于构造同步电机。
背景技术：
在同步电机中，转子具有多个永磁体，其磁场与定子电路的绕组相互作用。定子和转子之间的磁相互作用产生了机械力。
安装在转子上的永磁体的数量确定了转子自身的磁极数量。
已知用于同步电机的转子的各种实施例。在这些实施例之中，考虑用于同步电机的两个特定种类的转子。第一类被称为“表面磁体”，而第二类被称为“径向磁体”。
这两类之间的主要区别在于转子内部磁体的布置。
对于基本圆筒形的转子来说，在“表面磁体”型转子中，磁体沿转子自身的圆柱面布置。于是，该类转子的极延确切地说是沿转子的侧表面布置。
相反，“径向磁体”类的转子具有沿径向方向布置的磁体。换句话说，单个磁体的主延伸方向从转子的旋转轴线径向地指向。
第一构造方案(“表面磁体”)一般是利用由包括稀土元素(例如，NdFeB)的合金制成的永磁体来实现的，具有很高的磁感应强度(例如，1. 2T)。
实际上，在使用高性能磁体(例如，确切地说，具有稀土元素的磁体)的情况下，“表面磁体”类型能够获得更大的电机紧凑性，同时获得高转矩密度。由布置在表面上的稀土磁体制成的转子是优选用于获得具有高转矩密度并具有高尺寸紧凑性的电机的类型。
然而，稀土元素的成本最近显著地增加了。这意味着生产成本大幅度增加(多达 1/4)，对于最终的同步电机来说也是一样的。
因此，为了获得紧凑的、高性能的(B卩，具有高转矩密度)并且在经济和生产方面都同时可承受的同步电机，考虑到实现这样一种同步电机，其具有“径向磁体”型转子，磁体是用性能比稀土元素低的材料制成的(例如，铁氧体磁体)。
对比这两种磁体，最值得注意的是，稀土磁体具有大约1. 2T的磁感应强度，而铁氧体磁体具有大约O. 4T的磁感应强度。
本发明面临的挑战在于实现一种“径向铁氧体磁体”型同步电机，它在紧凑性和高性能方面类似于等同的“表面磁体”型电机，但在生产的经济性方面是有利的。
正如所注意到的，稀土磁体的磁感应强度值是铁氧体磁体的磁感应强度值的“三倍”。如果希望保持紧凑的电机尺寸，则对提高转子性能有影响的另一个参数是可用于磁通线展开的表面。因此，“径向磁体”型转子的可用表面(Smr)必须至少为“表面磁体”型转子的可用表面(Sms)的三倍Smr=3 · Sms
因此，“表面磁体”型转子的可用表面是Sms=2· π · R · L，其中，R为转子的半径， 并且L为转子的圆柱面的长度。
相反，“径向磁体”型转子的可用表面遵循公式
权利要求
1.一种用于旋转电机(I)的永磁体转子(3)，包括 具有旋转轴线(A)的转子本体(10)； 多个磁体(4)，每个磁体沿着所述转子本体(10)的大致径向设置，所述磁体(4)在沿基本上垂直于所述旋转轴线(A)的平面的截面中具有位于所述转子本体(10)的外表面(30)附近的头部(5)和朝向所述旋转轴线(A)的基部(6)； 其特征在于，每个磁体(4)的基部(6)的宽度小于所述头部(5)的宽度。
2.根据权利要求1所述的转子(3)，其中，所述磁体(4)在数量上等于或大于二十。
3.根据权利要求1或2所述的转子(3)，其中，每个磁体(4)的基部(6)在接近所述旋转轴线(A)的方向具有渐缩结构。
4.根据前述权利要求1或2所述的转子(3)，其中，每个磁体(4)具有多个子磁体(40)，子磁体沿径向相互叠置，并且子磁体的横截面在接近所述旋转轴线(A)的方向连续地递减，以便所述磁体(4)在其基部(6)处具有至少阶梯式递减的宽度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的转子(3)，其中，所述转子本体(10)具有多个径向延伸部(11)和多个容纳所述磁体(4)的容纳座(12)，所述径向延伸部(11)夹置在容纳座之间，其中，相邻的径向延伸部(11)各自具有相互间隔的外周部分(14)，以便限定出适合阻止磁通直接在所述外周部分(14)之间穿过的各个分隔开口(13)，所述分隔开口(13)优选沿着所述转子本体(10)的整个轴向长度延伸。
6.根据权利要求5所述的转子(3)，其中，每个径向延伸部(11)的外周部分(14)具有朝向相邻径向延伸部(11)的横向钩挂部分(15)，以便将相邻的磁体(4)保持在各个容纳座(12)的内部。
7.根据权利要求5或6所述的转子(3)，其中，每个径向延伸部(11)具有处于两个相邻磁体(4)的基部(6)之间的饱和部分(16)，以使存在于所述径向延伸部(11)内的磁场实现饱和，所述饱和部分(16)优选具有小截面的区域，该区域的厚度小于
8.根据前述权利要求中任一项所述的转子(3)，其中，所述转子本体(10)由多个沿所述旋转轴线(A)相互压紧到一起的小板(20)限定。
9.根据权利要求8所述的转子(3)，其中，至少一个径向延伸部(11)具有孔(19)，该孔优选在所述外周部分(14)处，以用于容纳堆垛所述小板(20)的连杆。
10.一种同步电机(I),包括 定子(2)； 根据前述权利要求中一项或多项所述的转子(3)。
11.一种用于形成具有永磁体的转子(3)的方法，包括以下步骤 预先设置多个小板(20)，各个小板被成型，以便具有多个径向延伸部(11)和多个容纳座(12)，所述径向延伸部(11)夹置在容纳座之间； 沿着所述转子(3)的旋转轴线(A)将所述小板(20)压紧到一起，以获得转子本体(10); 在每个所述容纳座(12)中插入永磁体(4)，按径向方向设置所述永磁体(4)，以便所述磁体(4)具有位于所述旋转轴线(A)附近的基部(6)和位于所述转子本体(10)的外表面(30)附近的头部(5); 其特征在于，每个磁体(4)的基部(6)的宽度小于所述头部(5)的宽度。
12.如权利要求11所述的方法，其中，堆垛小板(20)的所述步骤是通过将各单个小板预先堆垛成组并且然后把两个或更多个所述组相互压紧来进行的，以便获得所述转子本体(10)。
全文摘要
本发明涉及一种用于旋转电机(1)的永磁体转子(3)，包括具有旋转轴线(A)的一转子本体(10)和多个径向磁体(4)，其中，所述磁体(4)具有位于转子本体(10)的外表面(30)附近的头部(5)和朝向所述旋转轴线(A)的基部(6)。每个磁体(4)的基部(6)的宽度小于所述头部(5)的宽度。
文档编号H02K21/00GK103036334SQ20121035816
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月24日 优先权日2011年9月30日
发明者A·曼托万尼 申请人:蒙塔纳里朱利奥&C.有限责任公司