用于转子叠片的复合插入件的制作方法

1.本公开涉及电机领域，尤其涉及用于电机中的转子叠片的复合插入件。


背景技术：

2.转子通常由多个堆叠叠片形成，这些叠片支撑中心轮毂(hub)和多个磁体。通常，每个叠片包括多个开口，这些开口形成腹板(web)并用作冷却通道、磁体安装位置等。开口被安置成以便减轻转子重量和促进平衡。腹板作为漏磁路径，其会降低电机的性能或增加运行成本。
3.磁体通常插入开口中，并用粘合剂(如环氧树脂)固定到位。在这种情况下，开口通常将包括有助于保持磁体和增强环氧树脂保持力的波纹状边缘。在许多情况下，环氧树脂并不粘合到磁体上，而是简单地用作例如防止磁体移动的楔形件。磁体保持、漏磁和结构支撑是可能限制转子整体运行速度的问题。因此，希望提供一种具有结构支撑的转子，该结构支撑能够稳定磁体、减少磁通泄漏并增强刚度，使得转子可以适应高速运行。


技术实现要素：

4.公开了一种用于电机的转子叠片，包括主体，该主体具有第一轴向表面、第二轴向表面、中心开口和限定半径的外部环形边缘。多个磁体接收开口形成在主体中。多个磁体接收开口中的每一个包括第一磁体接收部分和第二磁体接收部分。复合插入件安装在主体中。该复合插入件沿着半径延伸穿过磁体接收开口，将第一磁体接收部分与第二磁体接收部分物理分离。
5.除了本文所述的一个或多个特征之外，主体包括第一厚度，复合插入件包括大于第一厚度的第二厚度。
6.除了本文所述的一个或多个特征之外，主体由第一材料制成，复合插入件由第二材料制成，第二材料不同于第一材料。
7.除了本文所述的一个或多个特征之外，复合插入件由多个树脂浸渍层形成，多个树脂浸渍层中的每一个包括多个纤维，多个纤维的至少一部分沿主体的半径延伸。
8.除了本文所述的一个或多个特征之外，第一磁体设置在第一磁体接收部分，第二磁体设置在第二磁体接收部分。
9.除了本文所述的一个或多个特征之外，第一量的粘合剂布置在第一磁体接收部分中，第二量的粘合剂布置在第二磁体接收部分中。第一和第二量的粘合剂将复合插入件、第一磁体和第二磁体粘结(bond)到主体上。
10.除了本文所述的一个或多个特征之外，复合插入件包括第一端部部分、第二端部部分和在第一端部部分和第二端部部分之间延伸的中间部分，第一端部部分和第二端部部分均包含磁性颗粒。
11.除了本文所述的一个或多个特征之外，复合插入件还包括磁性颗粒层，该磁性颗粒层包括磁化方向与转子叠片的净磁场基本相同的磁场。
12.还公开了一种电机，包括壳体、安装在壳体上的定子和可旋转地安装在壳体上并被定子包围的转子。转子由多个转子叠片形成。多个转子叠片的每一个包括主体，该主体具有第一轴向表面、第二轴向表面、中心开口和限定半径的外部环形边缘。多个磁体接收开口形成在主体中。多个磁体接收开口中的每一个包括第一磁体接收部分和第二磁体接收部分。复合插入件安装在主体中。复合插入件沿着半径延伸穿过磁体接收开口，将第一磁体接收部分与第二磁体接收部分物理分离。
13.除了本文所述的一个或多个特征之外，主体包括第一厚度，复合插入件包括大于第一厚度的第二厚度。
14.除了本文所述的一个或多个特征之外，主体由第一材料制成，复合插入件由第二材料制成，第二材料不同于第一材料。
15.除了本文所述的一个或多个特征外，复合插入件由多个树脂浸渍层形成，多个树脂浸渍层中的每一个均包括多根纤维，多根纤维的至少一部分沿主体的半径延伸。
16.除了本文所述的一个或多个特征外，第一磁体布置在第一磁体接收部分中，第二磁体布置在第二磁体接收部分中。
17.除了本文所述的一个或多个特征之外，第一量的粘合剂布置在第一磁体接收部分中，第二量的粘合剂布置在第二磁体接收部分中。第一和第二量的粘合剂将复合插入件、第一磁体和第二磁体粘结到主体上。
18.除了本文所述的一个或多个特征之外，多个叠片的一个或多个包括布置在主体上的粘合材料，粘合材料将多个叠片的一个或多个与多个叠片的其他部分连结起来。
19.除了本文所述的一个或多个特征之外，复合插入件包括第一端部部分、第二端部部分和在第一端部部分和第二端部部分之间延伸的中间部分，第一端部部分和第二端部部分中的每个均包括磁性颗粒。
20.除了本文所述的一个或多个特征之外，复合插入件还包括磁性颗粒层，该磁性颗粒层包括磁化方向与转子叠片的净磁场基本相同的磁场。
21.还公开了一种形成电机的转子的方法，包括将复合插入件安装在转子叠片的主体中形成的多个磁体接收开口的每一个中，复合插入件沿主体的半径延伸，对准多个转子叠片，并压缩多个转子叠片，使每个复合插入件锁定在该主体中。
22.除了本文所述的一个或多个特征之外，粘合剂还添加到多个叠片中的一个或多个的主体。
23.除了本文所述的一个或多个特征之外，压缩多个转子叠片可降低复合插入件的厚度。
24.结合附图，根据以下详细说明，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点容易是显而易见的。
附图说明
25.其他特征、优点和细节仅作为示例出现在以下详细说明中，详细说明参考了附图，在附图中:
26.图1为根据非限制性示例的具有转子的电机的横截面侧视图；
27.图2为根据非限制性示例的图1所示转子的局部透视图；
28.图3为根据非限制性示例的图2所示转子的轴向端视图；
29.图4为根据非限制性示例的转子叠片的局部轴向视图，其描绘了跨越图3的转子中的磁体接收开口的复合插入件；
30.图5为根据非限制性示例的复合插入件的端视图；
31.图6为根据另一个非限制性示例的转子叠片的局部轴向视图，其描绘了跨越磁体接收开口的复合插入件；
32.图7为根据非限制性示例的图4的转子叠片的局部轴向视图，其描绘了在插入磁体之前跨越磁体接收开口的复合插入件；
33.图8为根据非限制性示例的图7的转子叠片的局部轴向视图，其描绘了在插入磁体之后跨越磁体接收开口的复合插入件；
34.图9描绘了根据非限制性示例的多个转子叠片在压缩之前的侧视图；
35.图10描绘了根据非限制性示例的压缩后图9的多个转子叠片的侧视图；
36.图11描绘了根据另一个非限制性示例的复合插入件的局部轴向视图；和
37.图12描绘了根据另一个非限制性示例的复合插入件的局部轴向视图。
具体实施方式
38.以下说明本质上仅是示例性的，无意限制本公开及其应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
39.根据非限制性示例，电机在图1中总体标示为10。电机10包括壳体14，壳体14可旋转地支撑安装在轴22上的转子18。轴22由第一轴承24和第二轴承26支撑在壳体14中。定子28安装在转子18周围的壳体14上。定子28包括与转子18隔开的环形内表面30。定子28由多个定子叠片32形成，并支撑定子绕组33。
40.现在参考图2和图3，继续参考图1，根据非限制性示例描述转子18。转子18包括与定子28的环形内表面30间隔开的转子外表面36和内表面38。半径“r”从内表面38延伸到转子外表面36。转子18由多个叠片40形成。每个叠片40包括具有第一轴向表面43和相对的第二轴向表面45的主体41(图10)。每个叠片40包括有助于形成转子外表面36的外边缘46和限定中心开口(未单独标出)并有助于形成内表面38的内边缘47。
41.每个转子叠片40还包括布置在外边缘46和内边缘47之间的多个磁体接收开口57。参考图4，并继续参考图2-3，每个磁体接收开口57包括第一磁体接收部分60和第二磁体接收部分62。第一磁体65设置在第一磁体接收部分60中，第二磁体67设置在第二磁体接收部分62中。第一空气缓冲器70限定在第一磁体67外部的第一磁体接收部分60中，第二空气缓冲器71限定在相应的第二磁体66外部的第二磁体接收部分62中。空气缓冲器70和71用作磁通屏障，限制穿过转子18的不希望的磁通传递。
42.根据非限制性示例，复合插入件80安装在转子叠片40的每个磁体接收开口57中。复合插入件80横跨并平分每个磁体接收开口57。复合插入件80沿着转子叠片40的半径“r”延伸，并且包括窄的中心部分(未单独标出)和较宽的端部部分(也未单独标出)。较宽的端部部分嵌在叠片40中，共同形成沙漏形状。每个复合插入件80可以由多个树脂浸渍层形成，如图5中的82a、82b、82c和82d所示。每个树脂浸渍层82a-82d可以包括沿不同方向延伸的纤维。层82a-82d中的至少一层包括沿半径“r”延伸的纤维，如图4中的57所示。复合插入件80、
第一磁体65和第二磁体67可以用一定量的粘合剂90保持在磁体接收开口57中。
43.现在参考图6，根据另一个非限制性示例描述转子叠片40。转子叠片40包括邻近外边缘46设置的多个第一磁体接收开口93和邻近内边缘47设置的多个第二磁体接收开口94。多个第一磁体接收开口93沿着半径“r”与多个第二磁体接收开口94间隔开。
44.多个第一磁体接收开口93中的每一个均包括第一磁体接收部分96和第二磁体接收部分97。同样，多个第二磁体接收开口94中的每一个包括第三磁体接收部分98和第四磁体接收部分99。第一磁体106设置在第一磁体接收部分96中，第二磁体107设置在第二磁体接收部分97中，第三磁体108设置在第三磁体接收部分98中，以及第四磁体109设置在第四磁体接收部分99中。诸如112所示的空气缓冲器设置在每个磁体106-109的外部。
45.在非限制性示例中，复合插入件115沿半径“r”延伸，并跨越第一磁体接收开口93和第二磁体接收开口94。复合插入件115包括多个突起，其中一个突起用116表示，其延伸到第一、第二、第三和第四磁体接收部分96-99的每一个中。突起116有助于复合插入件的保持，也有助于支撑转子18上的径向力。以类似于这里讨论的方式，可以使用一定量的粘合剂118来保持每个磁体106-109以及复合插入件115。以同样类似于本文所述的方式，复合插入件115可由多个树脂浸渍层形成。
46.现在将参考图7-10描述转子18的形成方法。如图7所示，复合插入件80沿着半径“r”穿过每个磁体接收开口57安装到转子叠片40中。复合插入件80具有的厚度可以大于叠片40的厚度。也就是说，叠片40可具有第一轴向厚度，复合插入件80可具有大于叠片40的第一轴向厚度的第二厚度。此外，叠片40可以由第一材料形成，例如金属，复合插入件80可以由不同的材料形成。不同材料可以是非导电和/或非导磁的。
47.进一步根据非限制性示例，胶点(如137所示)位于第一轴向表面43上，如图8所示，磁体65和67可安装在每个磁体接收部分60、62中。在非限制性示例中，叠片40可以如图9所示堆叠，每个复合插入件80对准(alignment)。一旦选定数量的叠片40被堆叠和对准，就施加压缩力。如图10所示，压缩力将每个叠片结合到转子18的另一个形成部分。在这一点上，应该理解，转子部分18的每个部分中的叠片数量可以变化，并且可以包括少于用于形成转子18的所有叠片。此外，尽管描述为将磁体插入每个叠片，但是磁体安装可以在堆叠、对准和压缩之后进行。
48.根据图11所示的另一个非限制性示例，140所示的复合插入件可包括第一端部部分142、第二端部部分144和中间部分146。第一和第二端部部分142和144分别包括磁性颗粒148和150。在一个非限制性示例中，中间部分146是非磁性的。磁性颗粒148和150通过替换在添加复合插入件100时可能损失的导磁材料来增强转子性能。
49.图12描绘了复合插入件160，其包括与转子18的磁场对准的磁性颗粒层164。磁性颗粒层164可通过由支撑复合插入件160周围的转子叠片40的部分的材料形成来提高转子性能。此外，磁性颗粒层164中磁性材料的使用允许复合插入件160用作永磁体，以增强转子叠片40上的磁场分布。也就是说，磁性颗粒层164包括具有与转子叠片的净磁场基本相同的磁化方向的磁场。
50.根据非限制性示例，复合插入件位于磁体接收开口中的相邻磁体之间，并沿半径延伸。复合插入件在径向方向上提供了附加的结构支撑。附加的支撑允许电机在更高的速度下使用更大更强的磁体。这种电机可以比带有无支撑转子的电机提供更多的功率，并且
经历更少的维护问题。
51.虽然已参照示例性实施例对上述公开内容进行了描述，但本领域技术人员应理解，在不脱离其范围的情况下，可对其进行各种变更，并可对其元件进行等效替换。此外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定的情况或材料适应本公开的教导。因此，意图是本公开不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入其范围内的所有实施例。