旋转电机的转子以及包括这种转子的旋转电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有永磁体的转子，该转子被设计用于旋转电机。
[0002]本发明还涉及一种旋转电机，其包括该类型的转子，特别是用于在电动和混合动力机动车辆中诸如电牵引马达的应用。
【背景技术】
[0003]由于具有永磁体的同步电机在输出和单位功率(specific power)和功率密度方面的增加的性能，具有永磁体的同步电机现今在机动车辆领域具有广泛的应用。
[0004]这些电机可以被制成有宽范围的功率和速度，并在“全电动”类型的车辆以及称为为“轻度混合动力”和“全混合动力”类型的低C02排放的车辆中具有应用。
[0005]轻度混合动力应用通常涉及约8至15kW的电机，例如，装配在热机的前部面上并通过驱动带联接至热机的电马达。借助该类型的电马达，可以通过提供特别是在重新起动期间供应额外动力的电扭矩辅助而减少热机械化的容积(“发电机缩小化”)。此外，还可以通过该相同电马达确保在低速下的牵引，例如在城市环境中的牵引。
[0006]全混合动力类型的应用通常涉及30至50KW的马达，用于串联和/或并联类型的构造，其集成水平比将电马达(一个或多个)并入车辆的牵引链中的集成水平的更优(refined)。
[0007]当前的具有永磁体的电机的优异性能很大程度上是由于稀土磁体的开发，诸如镍-铁-硼(NeFeB)、钐-铁(SmFe)或钐-钴(SmCo)类型的磁体，其可具有超过一泰斯拉(Tesla)的剩磁。
[0008]但是，具有永磁体的电机包括具有所谓的“通量集中”结构的转子，这在很长时间使得可以利用具有低剩磁的磁体来获得显著的磁通量，该磁体例如由烧结或结合的铁素体获得的磁体。
[0009]因为不利的地理-政治情况导致稀土磁体的成本明显增加，因此在被设计用于机动车辆应用的电机中的转子中只使用该类型的磁体在经济上不再适用，且铁素体的使用最近再次成为关注的焦点。
[0010]但是，因为铁素体的剩磁低于稀土磁体的剩磁，必需增加铁素体磁体的体积，以便获得等效的磁通。
[0011]在强加有该磁性约束时，将意识到，在具有给定尺寸的转子中，铁素体磁体的体积不能无限地增加。
[0012]在VALEO EQUIPEMENT ELECTRIQUES M0TEUR 公司的国际申请 W020130600960 中，提出沿转子的轴线方向具有大体梯形形式的磁体，以便最大化转子中的铁素体的体积，且因此最大化电机的电性能。
[0013]但是，磁体的复杂形状趋于增加制造成本，且丧失铁素体的低成本优点。
[0014]另外，磁体的楔形形式的形状在转子的磁性块体中在磁体之间仅留下薄的间隔来径向地保持极性段，磁体的楔形形式的形状趋于减小转子对离心力的机械抵抗。
【发明内容】
[0015]本发明的目的由此是优化转子的磁体的体积，以根据由申请人公司提出的上述现有技术的教导开启的视角来最大化电机的性能，同时消除现有技术的结构的一些缺点。
[0016]特别地，本发明的目的是一种旋转电机的转子，包括多个交替的北极和南极，它们由设置在第一凹部中的多个永磁体形成。
[0017]这些第一凹部轴向地延伸，且在转子的磁性块体的中心部分和圆周部分之间规则地分布，以便限定多个圆周极性段。
[0018]所述转子的该类型的永磁体每个包括靠近圆周部分的第一部分，该第一部分邻近于靠近所述中心部分的第二部分，第一部分具有第一矩形径向截面，其具有沿圆周方向的第一预定宽度，所述第二部分具有第二矩形径向截面，其具有沿圆周方向的第二预定宽度，所述第二宽度小于所述第一宽度。
[0019]根据本发明，转子还包括多个第二凹部，所述第二凹部轴向地延伸，且每个在磁体的两个连续例子之间设置在第二部分处。
[0020]这些第二凹部有利地界定成对的肋，所述肋轴向地延伸且径向地保持极性段。
[0021]替换地或同时地，第二凹部优选地每个具有大体三角形的径向横截面。
[0022]在根据本发明的用于旋转电机的转子中，磁体有利地每个为单件式组件的形式，优选地由模制的铁素体构成。
[0023]替换地，优选地，第一部分通过第一磁化棒形成，第二部分通过第二磁化棒形成。
[0024]第一和第二磁化棒有利地由铁素体构成，但替换地，第一磁化棒非常有利地由铁素体构成，而第二磁化棒由包括至少一种稀土的材料构成，且优选地为钕。
[0025]圆周部分至少部分地对着所述永磁体径向地敞开将获得优势。
[0026]本发明还涉及包括具有上述特征的转子的旋转电机。
[0027]这几个主要说明将使得，与现有技术相比，通过根据本发明的用于旋转电机的转子以及通过相应电机而提供的优势对本领域的技术人员变得明显。
[0028]本发明的详细说明在以下描述中给出，该描述与附图相关联。应注意到，这些图的目的仅是示出说明的文字，它们并不以任何方式构成对本发明范围的限制。
【附图说明】
[0029]图1示出根据本发明的具有永磁体的转子的径向截面简视图。
【具体实施方式】
[0030]根据图1所示的本发明的优选实施例，具有永磁体的转子1的简化径向截面清楚地不出永磁体3的磁性块体2在第一凹部4中的布置，所述永磁体3在圆周部分5和中心部分6之间规则地分布，以便形成多个交替的北极N和南极S。
[0031]包括该类型转子的电机的特定实施例例如是8至15kW的马达/发电机，用于在所谓的轻度混合动力类型的机动车辆中应用。
[0032]在该电机在作为电马达运行的模式下，该电机可以被设计为用于热机的起动，用于热机的扭矩辅助，以及用于当车辆处于低速时的电牵引。
[0033]根据该电机的特定实施例，包括十个永磁体3的转子1在具有多个凹槽的定子(未示出)内旋转。
[0034]定子和转子1以常规方式制造有形成磁性块体2的金属板组。
[0035]定子的凹槽设计为接收定子绕组(未示出)，并且在彼此之间形成多个定子齿。根据实施例，凹槽将被设计为容置缠绕在大齿上的集中的绕组，或容置分布的绕组。
[0036]定子电流通过定子绕组，其产生驱动转子1的旋转磁场。被提供的马达扭矩特别取决于转子1中的磁通量的强度和定子电流的强度。
[0037]如前序部分所述，稀土磁体被铁素体磁体替代需要更大体积的磁体，以便在转子1中获得类似的