CN104871403A - 轮辐式永磁转子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在无刷式直流电动机(16)中使用的轮辐类型的永磁转子(1)，其形成定子(17)内侧的旋转部分且具有在定子(17)的内表面与自身之间的空气间隙(18)，定子(17)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)、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、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两个端环(9)。

Description

轮辐式永磁转子
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。
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、定位成接近彼此的磁体而减小。此外，还观察到了通量泄漏的增大。
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。
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。
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，并且毂被制造为与磁极节段成单件，且磁极节段借助于细的桥接件连接到毂。所述桥接件用作磁极节段的两侧上的相邻磁体之间的通量阻挡件。
在本发明的实施例中，从围绕转子毂沿径向方向延伸到各个磁体槽口中的磁体支承件延伸部提供了定位在磁体槽口中的磁体沿径向方向离毂略远，减小了通量泄漏。磁体支承件延伸部成形为从毂朝磁体变窄的三角形。
在本发明的另一个实施例中，沿芯延伸的开口布置在桥接件与支承件延伸部之间；笼通过将塑料喷射到开口中来围绕毂形成，且转子对离心力的阻力增大。
在本发明的另一个实施例中，从围绕轴通向进入毂的凹进布置在转子轴孔中；笼通过将塑料喷射到凹进中来围绕轴形成，且轴毂连接得到加强。
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。
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为电动机的示意图。
图2为轮辐式转子的透视图。
图3为轮辐式转子的分解视图。
图4为轮辐式转子的局部视图。
图5为轮辐式转子的前视图。
图6为轮辐式转子的毂区域的详细视图。
图7为图3中的截面A-A的视图。
附图中所示的元件标号如下：
1 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 桥接件
11 支承件延伸部
12 开口
13 条
14 凹进
15 内柱
16 电机
17 定子
18 空气间隙。
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(16)中使用的轮辐类型的永磁转子(1)，形成定子(17)内的旋转部分且具有在定子(17)的内表面与自身之间的空气间隙(18)，所述定子(17)形成其静止部分，所述转子(1)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)从而形成转子(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)、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且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两个端环(9)(图1、图2、图3)。
本发明的转子(1)包括由铁磁材料制成的与磁极节段(6)成单件的毂(5)，以及多于一个的桥接件(10)，其沿径向方向在磁极节段(6)与毂(5)之间延伸且连接磁极节段(6)和毂(5)(图4、图5、图6)。
形成芯(2)的磁极节段(6)制造成借助于桥接件(10)连接到毂(5)。芯(2)在模具(叠层模具、烧结压制模具等)中制造为单件，且额外的操作或定心设备等对于通过共定中心来连接毂(5)和磁极节段(6)是不需要的。在转子(1)的制造中，操作的数目减少，生产时间缩短，且提供了成本优点。
在本发明的实施例中，转子(1)包括具有与边缘相比更窄的厚度的桥接件(10)，磁极节段(6)从所述边缘连接到毂(5)，桥接件(10)用作磁极节段(6)的两侧上的相邻磁体(8)的相对磁极之间的通量阻挡件。细的桥接件(10)充满形成在磁体(8)之间的毂(5)区域处的磁通量(堵塞磁通量)，且不允许通量通过。转子(1)的毂(5)区域处的磁体(8)之间的磁通量泄漏得到最小化，且空气间隙(18)侧处的磁体(8)的端部之间的有用切向通量密度提供成得到增加。
在本发明的另一个实施例中，转子(1)包括多于一个的支承件延伸部(11)，其通过从毂(5)周围沿径向方向延伸到各个磁体槽口(7)中来支承磁体(8)，提供了定位在磁体槽口(7)中的磁体(8)离毂(5)略远，且减小了从磁体(8)到毂(5)的通量泄漏(图4、图5、图6)。
在本发明的另一个实施例中，支承件延伸部(11)成形为具有顶点接触磁体(8)、从毂(5)朝磁体(8)变窄的三角形，且用作减小各个磁体(8)的相对磁极之间的通量泄漏的通量阻挡件。
在本发明的另一个实施例中，转子(1)包括布置在桥接件(10)与支承件延伸部(11)之间且包绕毂(5)的多于一个的开口(12)(图4、图5、图6)。
在本发明的另一个实施例中，转子(1)包括多于一个的条(13)，其通过将非磁性材料如塑料注射到开口(12)中产生，沿芯(2)在轴向方向在端环(9)之间延伸，且形成围绕毂(5)的笼(图7)。条(13)增强毂(5)，且增大了毂(5)周围的对离心力的阻力。
在本发明的另一个实施例中，转子(1)包括布置在轴孔(4)中且从围绕轴(3)通向进入毂(5)的多于一个的凹进(14)(图4、图5、图6)。
凹进(14)减小了轴孔(4)和轴(3)的接触表面的面积，且增大了毂(5)的柔性。尽管轴(3)在转子(1)的制造期间固定到轴孔(4)，但毂(5)能够沿径向方向向外伸展，因此毂(5)的机械阻力增大，且毂(5)免受破坏，如，开裂等。
在本发明的另一个实施例中，转子(1)包括通过将非磁性材料注射到凹进(14)中产生、沿芯(2)在轴向方向上在端环(9)之间延伸且围绕轴(3)形成笼的多于一个的内柱(15)(图7)。内柱(15)增强轴(3)-毂(5)连接，且增大了转子(1)对轴(3)周围的离心力的阻力。
本发明的转子(1)对芯(2)的毂(5)区域处的离心力的阻力增大；磁通量泄漏减小，且电机(16)的性能提高。

Claims (8)

1.一种形成电动机(16)的在定子(17)内的旋转部分且具有在所述定子(17)的内表面与自身之间的空气间隙(18)的转子(1)，包括圆柱形铁磁芯(2)、形成其旋转轴线的轴(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)设置的多于一个的磁极节段(6)、布置在所述磁极节段(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制成且固定在所述芯(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，所述毂(5)由铁磁材料与所述磁极节段(6)制造成单件，且多于一个的桥接件(10)沿所述径向方向在所述磁极节段(6)与所述毂(5)之间延伸且连接所述磁极节段(6)和所述毂(5)。
2.根据权利要求1所述的转子(1)，其特征在于，所述桥接件(10)具有与所述磁极节段(6)从其连接到所述毂(5)的边缘相比更窄的厚度，且用作所述磁极节段(6)的两侧上的相邻磁体(8)的相对磁极之间的通量阻挡件。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的转子(1)，其特征在于，多于一个的支承件延伸部(11)通过从围绕所述毂(5)沿径向方向延伸到各个磁体槽口(7)中来支承所述磁体(8)。
4.根据权利要求3所述的转子(1)，其特征在于，所述支承件延伸部(11)成形为具有顶点接触所述磁体(8)、从所述毂(5)朝所述磁体(8)变窄的三角形，且用作各个磁体(8)的相对磁极之间的通量阻挡件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其特征在于，多于一个的开口(12)布置在所述桥接件(10)与所述支承件延伸部(11)之间且包绕所述毂(5)。
6.根据权利要求5所述的转子(1)，其特征在于，多于一个的条(13)通过将非磁性材料注射到所述开口(12)中产生，沿所述芯(2)在轴向方向上在所述端环(9)之间延伸，且形成围绕所述毂(5)的笼。
7.根据前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其特征在于，多于一个的凹进(14)布置在所述轴孔(4)中，且从围绕所述轴(3)通向进入所述毂(5)中。
8.根据权利要求7所述的转子(1)，其特征在于，多于一个的内柱(15)通过将非磁性材料注射到所述凹进(14)中来产生，沿所述芯(2)在轴向方向上在所述端环(9)之间延伸，且形成围绕所述轴(3)的笼。
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