具有用于磁体的磁体保持系统的电机转子组件

摘要

一种用于电机的转子组件，包括多个层叠片。每一个层叠片限定孔。层叠片设置为彼此邻近，以限定层叠堆叠结构。孔彼此对准，以限定平行于层叠堆叠结构的中心轴线延伸的槽道。磁体设置在槽道中。层叠片包括一组凹入层叠片和接片层叠片。接片层叠片包括延伸进入槽道且与磁体接合以将磁体偏压抵靠槽道的壁的接片。该组凹入层叠片的孔包括限定了沟槽的沟槽部分。接片层叠片的接片至少部分地设置在凹入层叠片限定的沟槽中。

说明书

技术领域

本发明通常涉及内部永磁电机，且更具体涉及用于内部永磁电机的转子 组件。

背景技术

内部永磁体(IPM)机器包括转子，转子具有在转子的外周边周围设置的 交替极性的多个磁体。转子在定子中旋转，所述定子包括多个绕组或导体条。 转子与定子磁相互作用，以产生绕旋转轴线(即中心轴线)的转子旋转。

通常通过将多个层叠片层叠在一起以限定层片堆叠结构来制造转子。每 一个层叠片限定孔。在层叠片堆叠在一起时，每一个层叠片的孔沿中心轴线 对准，以限定槽道。每一个层叠片限定多个孔，所述多个孔对准以限定多个 不同槽道。在每一个槽道中设置一个磁体。通常，粘接剂(例如但不限于环 氧基树脂)将磁体连结和/或粘接到槽道中的层叠堆叠结构中。

发明内容

提供一种用于电机的转子组件。转子组件包括多个层叠片。每一个层叠 片限定孔。多个层叠片设置为彼此邻近，以限定层叠堆叠结构。多个孔彼此 对准，以限定平行于中心轴线延伸的槽道。磁体设置在槽道中。多个层叠片 包括接片层叠片。接片层叠片包括延伸进入槽道且与磁体邻接接合的接片。 接片将磁体偏压抵靠槽道的壁，以将磁体相对于层叠堆叠结构固定就位。

还提供一种转子组件。转子组件包括多个层叠片。每一个层叠片限定孔。 多个层叠片设置为彼此邻近，以限定层叠堆叠结构。多个孔彼此对准，以限 定平行于中心轴线延伸的槽道。多个层叠片包括一组标准层叠片、一组凹入 层叠片、和接片层叠片。接片层叠片设置在该组标准层叠片和该组凹入层叠 片之间。接片层叠片包括延伸到槽道中的接片。每一个凹入层叠片的孔包括 沟槽部分。凹入层叠片彼此邻近堆叠，从而每一个相应凹入层叠片的沟槽部 分设置为彼此邻近，以限定平行于中心轴线延伸的沟槽。接片层叠片的接片 至少部分地设置在凹入层叠片限定的沟槽中。

还提供一种内部永磁电机。内部永磁电机包括定子和相对于定子绕中心 轴线旋转的转子组件。转子组件包括多个层叠片。每一个层叠片限定多个孔。 多个层叠片设置为彼此邻近以限定层叠堆叠结构，从而多个孔彼此对准，以 限定平行于中心轴线延伸的多个槽道。内部永磁电机包括多个磁体。多个磁 体中的一个设置在多个槽道每一个中。多个层叠片包括接片层叠片。接片层 叠片包括多个接片。多个接片中的一个延伸到多个槽道每一个中，且与设置 在相应槽道中的磁体邻接接合。接片将磁体偏压抵靠槽道的壁，以将磁体相 对于层叠堆叠结构固定就位。内部永磁电机特征在于没有将磁体结合层叠堆 叠结构的粘接剂。

因而，层叠堆叠结构中的每一个槽道包括接片，其将磁体偏压抵靠槽道 的壁，以将磁体相对于层叠堆叠结构固定就位。凹入层叠片限定的沟槽提供 缓冲部，以至少部分地包含接片，以在接片基本上垂直于中心轴线弯曲时使 得磁体和槽道之间的间隙最小化。上述机械保持系统将磁体相对于层叠堆叠 结构固定，而不需要用于将磁体结合到层叠堆叠结构的粘接剂。

本发明提供一种用于电机的转子组件，转子组件包括:多个层叠片，每一 个层叠片限定孔，其中多个层叠片设置为彼此邻近，以限定层叠堆叠结构， 所述多个孔彼此对准，以限定平行于中心轴线延伸的槽道；和磁体，设置在槽 道中；其中多个层叠片包括接片层叠片，所述接片层叠片具有延伸进入槽道中 且与磁体邻接接合的接片；和其中接片将磁体偏压抵靠槽道的壁，以将磁体相 对于层叠堆叠结构固定就位。

在所述的转子组件中，接片将磁体相对于中心轴线朝向槽道的径向外壁 偏压。

在所述的转子组件中，接片层叠片的接片相对于接片层叠片弯曲，以基 本上平行于中心轴线延伸。

在所述的转子组件中，所述多个层叠片包括一组标准层叠片和一组凹入 层叠片，接片层叠片设置在该组标准层叠片和该组凹入层叠片之间。

在所述的转子组件中，每一个凹入层叠片的孔包括沟槽部分，每一个凹 入层叠片邻近彼此堆叠，从而每一个相应凹入层叠片的沟槽部分设置为彼此 邻近，以限定平行于中心轴线延伸的沟槽。

在所述的转子组件中，接片层叠片的接片至少部分地设置在通过凹入层 叠片限定的沟槽中。

在所述的转子组件中，沟槽限定平行于中心轴线的纵向长度，其中沟槽 的纵向长度大于接片的径向长度。

在所述的转子组件中，沟槽从槽道凹入一凹入距离，且其中接片包括平 行于中心轴线测量的厚度，凹入距离等于或大于接片的厚度。

在所述的转子组件中，没有将磁体结合到层叠堆叠结构的粘接剂。

本发明提供一种转子组件，包括:多个层叠片，每一个层叠片限定孔，其 中多个层叠片设置为彼此邻近，以限定层叠堆叠结构，所述多个孔彼此对准， 以限定平行于中心轴线延伸的槽道；其中多个层叠片包括一组标准层叠片、一 组凹入层叠片和接片层叠片，所述接片层叠片设置在该组标准层叠片和该组 凹入层叠片之间；其中接片层叠片包括延伸到槽道中的接片；其中每一个凹入 层叠片的孔包括沟槽部分，每一个凹入层叠片邻近彼此堆叠，从而每一个相 应凹入层叠片的沟槽部分设置为彼此邻近，以限定平行于中心轴线延伸的沟 槽；和其中接片层叠片的接片至少部分地设置在通过凹入层叠片限定的沟槽 中。

所述的转子组件进一步包括设置在槽道中的磁体，接片将磁体偏压抵靠 槽道的壁，以将磁体相对于层叠堆叠结构固定就位。

在所述的转子组件中，接片层叠片的接片相对于接片层叠片弯曲，以基 本上平行于中心轴线延伸。

在所述的转子组件中，沟槽限定平行于中心轴线的纵向长度，其中沟槽 的纵向长度大于接片的径向长度。

在所述的转子组件中，沟槽从槽道凹入一凹入距离，且其中接片包括平 行于中心轴线测量的厚度，凹入距离等于或大于接片的厚度。

还提供一种内部永磁电机，包括:定子；转子组件，相对于定子绕中心轴 线旋转，转子组件包括:多个层叠片，每一个层叠片限定多个孔，其中该多个 层叠片设置为彼此邻近，以限定层叠堆叠结构，从而所述多个孔彼此对准， 以限定平行于中心轴线延伸的多个槽道；和多个磁体，该多个磁体中的一个设 置在多个槽道的各自槽道中；其中多个层叠片包括接片层叠片，所述接片层叠 片具有多个接片，多个接片中的一个延伸进入多个槽道的各自槽道且与设置 在相应槽道中的磁体邻接接合；其中接片将磁体偏压抵靠槽道的壁，以将磁体 相对于层叠堆叠结构固定就位；和特征在于没有将磁体结合到层叠堆叠结构 的粘接剂。

在所述的内部永磁电机中，多个层叠片包括一组标准层叠片和一组凹入 层叠片，接片层叠片设置在该组标准层叠片和该组凹入层叠片之间。

在所述的内部永磁电机中，每一个凹入层叠片的多个孔每一个包括沟槽 部分，每一个凹入层叠片彼此邻近堆叠，从而每一个相应凹入层叠片的沟槽 部分设置为彼此邻近，以限定平行于中心轴线延伸的多个沟槽，多个沟槽中 的一个设置在多个槽道的各自槽道中。

在所述的内部永磁电机中，接片层叠片中的设置在每一个相应槽道中的 每一个接片至少部分地设置在通过每一个相应槽道的凹入层叠片限定的沟 槽中。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能 容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是电机的示意性横截面视图。

图2是电机转子组件的示意性部分分解横截面视图。

图3是转子组件的层叠片的示意图。

具体实施方式

本领域技术人员应理解例如“上”、“下”、“向上、“向下”、“顶”、“底” 等是用于描述附图，而不代表对本发明范围的限制，本发明的范围通过所附 权利要求限定。进而，在本文在可以以功能和/或逻辑模块部件和/或各种处 理步骤的方式来描述本发明。应该理解，这种模块部件可以通过任何数量的 硬件、软件和/或固件部件(其配置为执行具体功能)实现。

参见附图，其中相同的附标记通常在几幅图中指示相同的部件，在图1 中通常在20处示出电机。电机20可以称为内部永磁电机20。参见图1，电 机20包括支撑定子组件24的壳体22。转子组件26可旋转地附接到壳体22， 用于相对于壳体22和定子组件24绕纵向或中心轴线28旋转。轴30附接到 转子组件26，用于随转子组件26绕中心轴线28旋转。如所示的，转子组件 26设置在定子组件24的中央开口32中，且关于中心轴线28与定子组件24 同中心。尽管显示了典型的电机20，但是应理解电机20可以以一些其他方 式配置，例如转子组件26环状地设置在定子组件24的外周边的外部。因而， 权利要求的范围不应被限制为本文所示和所述的电机20的具体构造。

参见图2和3，转子组件26包括多个层叠片34。每一个层叠片34优选 用钢制造，例如但不限于无取向电工钢。层叠片34沿中心轴线28彼此邻近 地设置，以限定层叠堆叠结构36，如图2所示。层叠堆叠结构36形成转子 组件26的芯部。层叠片34沿中心轴线28同中心地对准，以形成层叠堆叠 结构36。

最佳如图3所示，每一个层叠片34限定至少一个孔38，且优选地限定 多个孔38。参见图2，在层叠片34沿中心轴线28且相对于彼此对准时，层 叠片34中的多个孔38彼此对准，以限定多个槽道40。槽道40平行于中心 轴线28延伸。槽道40通常通过附图标记40表示。第一槽道具体通过附图 标记40A表示，第二槽道具体表示为40B，且第三槽道具体表示为40C。

如图2所示，转子组件26包括多个磁体42。在多个槽道40每一个中设 置多个磁体42中的一个。磁体42通常附图标记42表示。第一磁体42具体 通过附图标记42A表示，且第二磁体42具体表示为42B。每一个槽道40的 磁体42大小设置为且成形为装配在其相应槽道40中。因而，如果槽道40 包括垂直于中心轴线28的弯曲横截面形状，则磁体42包括垂直于中心轴线 28的相应的弯曲横截面形状，以便装配在槽道40中。应理解，槽道40和其 相应磁体42可以形成为包括相对于中心轴线28的弯曲横截面形状或矩形横 截面形状。磁体42可以包括但不限于铁氧磁体或稀土磁体42，例如NdFeB。

参见图2，多个层叠片34包括至少一组标准层叠片44、至少一组凹入 层叠片46和至少一个接片层叠片48。因而，应理解该组标准层叠片44包括 组合或堆叠在一起的多个标准层叠片44，设置在该组标准层叠片44中的每 一个层叠片34基本上相同。该组凹入层叠片46包括组合或堆叠在一起的多 个凹入层叠片46，设置在该组凹入层叠片46中的每一个层叠片34基本上相 同。接片层叠片48设置在该组标准层叠片44和该组凹入层叠片46之间。

转子组件26可以包括多组标准层叠片44、多组凹入层叠片46，以交替 关系设置的多个接片层叠片48。从而各个接片层叠片48设置在一组标准层 叠片44和一组凹入层叠片46之间。进而，一个接片层叠片48和一组凹入 层叠片46的组合可以称为层叠保持系统。转子组件26可以在层叠堆叠结构 36中包括多个层叠保持系统，每一个层叠保持系统通过一组标准层叠片44 分开。

尽管转子组件26可以包括多个层叠保持系统，但是以下说明仅涉及单 个层叠保持系统。应理解，下文的描述适用于转子组件26中的所有层叠保 持系统。如上所述，层叠保持系统包括一个接片层叠片48和一组凹入层叠 片46。接片层叠板件48包括多个接片50。多个接片50中的至少一个延伸 进入相应接片层叠片48的多个孔38每一个中，且由此进入转子组件26的 多个槽道40每一个中。每一个接片50延伸为与设置在接片50的相应槽道 40中的磁体42邻接接合。

接片层叠片48最初形成为使得接片50与接片层叠片48共面，且一旦 安装在层叠堆叠结构36中从中心轴线28径向地向外延伸。接片50的最初 位置如图2所示处于第一槽道40A中。相应槽道40的磁体42从层叠堆叠结 构36的轴向端部(即插入端部)平行于中心轴线28轴向插入其槽道40中。 磁体42的插入方向通常通过方向箭头52示出。随磁体42插入到槽道40， 磁体42接触其相应槽道40中的接片50，且将接片50弯曲以让开磁体。如 此，接片50弯曲为基本与槽道40和中心轴线28成平行关系。最后，接片 50的弯曲位置如图2所示是在第二槽道40B。

如第一槽道40A中所示，其接片50包括相对于中心轴线28径向地测量 的径向长度54。在插入第一磁体42A之前，第一槽道40A的接片50延伸到 第一槽道40A中的距离等于径向长度54。优选地，接片50的径向长度54 为1mm到3mm的范围。然而，应理解，接片50的径向长度54可以与示例 性实施例不同。进而，接片50的径向长度54可以基于槽道40和其相应磁 体42的具体尺寸、形状和构造而变化。

因为接片50在磁体42插入槽道40期间弯曲，所以接片50用作弹簧， 以将其相应磁体42偏压抵靠其相应槽道40的相对壁56。接片50将磁体42 偏压抵靠壁56，以将相应磁体42相对于层叠堆叠结构36固定就位。优选地， 接片50将其相应磁体42相对于中心轴线28朝向槽道40的径向外壁56偏 压。然而，应理解接片50可以相对于槽道40定位为将磁体42朝向槽道40 的一些其他径向定位的壁56偏压。因为接片50将磁体42偏压抵靠层叠堆 叠结构36的壁56，以将磁体42相对于层叠堆叠结构36的位置固定，所以 转子组件26不需要用于将磁体42结合到层叠堆叠结构的任何粘接剂。

参见图3，每一个凹入层叠片46的多个孔38每一个包括沟槽部分58。 参见图2，凹入层叠片46每一个邻近彼此堆叠，从而每一个相应凹入层叠片 46的沟槽部分58设置为彼此邻近，以限定平行于中心轴线28延伸的多个沟 槽60。多个沟槽60中的一个设置在多个槽道40每一个中，相对于磁体42 的插入方向，与槽道40的相应接片50邻近且直接位于其后方。

在磁体42插入其相应槽道40中之后，接片层叠片48的每一个接片50 至少部分地设置在通过凹入层叠片46限定的槽道40的相应沟槽60中。每 一个沟槽60限定平行于中心轴线28测量的纵向长度62。沟槽60的纵向长 度62大于接片50的径向长度54，从而在每一个接片50弯曲到其最后的位 置时，接片50不在槽道40和磁体42之间束缚且防止磁体42插入到其相应 槽道40中。

沟槽60从其相应槽道40凹入层叠堆叠结构36至少凹入距离64。层叠 片34和接片50包括平行于中心轴线28测量的厚度。凹入距离64优选等于 或大于层叠片34的厚度优选地，层叠片34和接片50包括平行于中心轴线 28测量的厚度，其为0.25mm到0.5mm的范围。优选地，沟槽60从槽道 40凹入的凹入距离64等于或大于0.25mm。然而，应理解层叠片34和接片 50的厚度和沟槽60的凹入距离64可以变化。

附图中的详细的描述和显示是对本发明的支持和描述，而本发明的范围 仅通过权利要求限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述 但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明 的许多替换设计和实施例。