本發(fā)明專利技術(shù)涉及具有爪形極的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子，所述電機包括多個極間磁性組件，所述多個磁性組件具有包括不同磁體級別的至少兩個磁性組件。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)大致涉及旋轉(zhuǎn)電機。更特別地，本專利技術(shù)涉及交流發(fā)電機或交流發(fā)電機-起動器類型的旋轉(zhuǎn)電機，其被設(shè)計為用于機動車輛。更加特別地，本專利技術(shù)涉及旋轉(zhuǎn)電機，其轉(zhuǎn)子包括一個或多個激勵線圈、磁極和布置在磁極之間的永久磁體。由于該布置,這些磁體已知為極間磁體。
技術(shù)介紹
通常，轉(zhuǎn)子具有帶有爪部的結(jié)構(gòu)。該類型的結(jié)構(gòu)由兩個相對的疊蓋的磁輪構(gòu)成，每 一個磁輪包括爪部。磁輪的每一個爪部沿另一磁輪的方向延伸。另外，每一個爪部插入在相對磁輪的兩個相繼的爪部之間。另外，轉(zhuǎn)子包括磁性零件，激勵線圈繞電機的旋轉(zhuǎn)軸纏繞。轉(zhuǎn)子布置在定子內(nèi)部。當旋轉(zhuǎn)電機運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子繞它的軸線旋轉(zhuǎn)，磁通通過經(jīng)過定子的繞組而在相鄰的磁極(具有相應(yīng)的相反磁性)之間循環(huán)。布置在磁極之間且由爪部構(gòu)成的磁體用于防止磁通從一個極直接通到另一個極，而不經(jīng)過定子。實際上，磁通從一個極不經(jīng)過定子而通到另一個極的該泄漏影響輸出，并降低旋轉(zhuǎn)電機的功率性能。實際上，從一個爪部直接通到另一個爪部而不經(jīng)過定子的磁通不參與電機的運轉(zhuǎn)。極間磁體的使用使得可以限制這些泄漏。已知具有大體平行六面體形狀的極間磁體。它們中的每一個放置在轉(zhuǎn)子的兩個相鄰爪部之間，每一個爪部分別屬于兩個磁輪中的一個。這些極間磁體借助鉤部或通過兩個槽(或肩部)被保持，每一個槽(或肩部)設(shè)置在爪部的相對的側(cè)邊緣中的一個上，磁體位于所述爪部之間。在旋轉(zhuǎn)電機必須提供大功率量的應(yīng)用中，使用大量這些磁體是必不可少的。由于制成它們的原材料的成本，例如，稀土或鐵氧體，這些極間磁體成為轉(zhuǎn)子的成本的主要部分。這些是用于這些磁體的原材料的受限量的主要根源，且它們的開采是受到控制的。原材料因此易受金融投機影響，這已經(jīng)使得它的價格水平上升。另外，由于磁體的存在可以破壞旋轉(zhuǎn)電機相對于它的旋轉(zhuǎn)軸線的機械平衡，它們的使用不是普遍的，因為這使得轉(zhuǎn)子的機械平衡有問題，而使過程復(fù)雜化。鐵氧體的重量是稀土的重量的兩倍。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是通過優(yōu)化旋轉(zhuǎn)電機的設(shè)計來改善該情形，以便減少與磁體在這些電機的轉(zhuǎn)子中的使用相關(guān)的成本。為了該目的，根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，提出了一種旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子，其具有一軸線，所述轉(zhuǎn)子可以繞該軸線旋轉(zhuǎn)，且可以繞所述轉(zhuǎn)子設(shè)置定子。該轉(zhuǎn)子包括兩個磁輪，每一個磁輪具有一系列極性爪部，所述爪部根據(jù)軸向方向延伸。這些爪部在垂直于軸線的平面上具有基本上梯形的橫截面，并從磁輪的外徑向端部沿另一磁輪的方向延伸。磁輪布置為使得磁輪的每一個爪部位于另一磁輪的兩個相繼極性爪部之間。磁性組件可以設(shè)置在至少部分極間空間中。每一個磁性組件包括至少一個磁體。至少兩個磁性組件具有分別不同于彼此的磁體級別。因此，可以設(shè)計電機的轉(zhuǎn)子，其從電和成本的角度被優(yōu)化。實際上，可以達到例如被供應(yīng)的電流強度(在被供應(yīng)的電力方面等)的目標的非常近似程度，同時限制要用于該目的的磁體的成本。例如，根據(jù)第一級別的磁體的磁性組件(其是高效的且因此昂貴的)用于達到目標的非常近似程度，隨后，完成和實現(xiàn)轉(zhuǎn)子通過根據(jù)較不昂貴的第二級別的磁體的磁性組件來完成的目標。例如，至少兩個磁性組件由兩個不同級別的磁體構(gòu)成,所述兩個不同級別至少從鐵氧體材料、稀土材料和招鎮(zhèn)鉆合金(招、鎮(zhèn)、鉆)材料中選擇。還例如，每一個磁性組件包括單個磁體。 根據(jù)一些實施例，至少第一組磁性組件(包括相同級別的至少兩個磁性組件)具有在極間空間中基本上均勻分布的角位置。因此，即便存在具有不同級別和密度的磁性組件，轉(zhuǎn)子在其旋轉(zhuǎn)運動中仍然是機械平衡的。例如，具有相同級別的磁體的至少兩個磁性組件在垂直于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線的橫向平面上布置在相對于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線基本上對稱的位置中。根據(jù)其他實施例，至少第二組磁性組件(包括具有相同級別的至少兩個磁性組件)具有在極間空間中基本上不均勻分布的位置，并包括用于轉(zhuǎn)子相對于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線機械平衡的裝置，所述裝置設(shè)計為補償由磁性組件的分布產(chǎn)生的不平衡。例如，平衡裝置包括轉(zhuǎn)子中的孔或添加到轉(zhuǎn)子上的材料中的至少一種。根據(jù)本專利技術(shù)的第二和第三方面，提供了包括根據(jù)第一方面的轉(zhuǎn)子的交流發(fā)電機和交流發(fā)電機起動器。附圖說明通過閱讀以下僅作為例子和參考附圖給出的描述將更好地理解本專利技術(shù)，在附圖中圖I是根據(jù)一個實施例的轉(zhuǎn)子的縱向橫截平面的視圖；圖2是根據(jù)一個實施例的轉(zhuǎn)子的透視圖；圖3、4、5a、5b和5c是根據(jù)一些實施例的轉(zhuǎn)子的徑向橫截平面的視圖；圖6是示出根據(jù)一個實施例的轉(zhuǎn)子和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)子的性能的圖表；和圖7和8示出根據(jù)一些實施例的機械再平衡裝置。具體實施例方式參考圖I描述根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子包括至少一個對稱軸線X。該軸線對應(yīng)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線。在本專利技術(shù)中，“軸向方向”和“徑向方向”因此表示諸如由圖I中的箭頭“A”和“R”分別指示的方向。圖I中的轉(zhuǎn)子10可以用在旋轉(zhuǎn)電機中，諸如多相類型的交流發(fā)電機，用于具有熱機的機動車輛。交流發(fā)電機可以是可逆的，并可以操作為具有交流發(fā)電機模式和電馬達模式的交流發(fā)電機起動器，特別是以便起動車輛的熱機。轉(zhuǎn)子10與中央軸11 (已知為轉(zhuǎn)子軸)一體旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)電機中的安裝結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子布置在定子(未示出)中，所述定子圍繞轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子10制成為具有爪部的轉(zhuǎn)子的形式，包括兩個磁輪12a、12b,所述磁輪12a、12b在該情況下軸向地并置。每一個輪具有橫向凸緣13，所述凸緣13具有環(huán)形形狀。該橫向凸緣在它的外周邊上設(shè)置有極性爪部14，所述爪部基本上軸向地延伸。兩個磁輪由它們各自的芯部20a和20b聯(lián)接。芯部20a (或20b)具有基本上圓柱形的形狀，并從輪12a (或12b)的橫向凸緣13根據(jù)轉(zhuǎn)子的軸線方向朝向另一磁輪12b (或12a)延伸。環(huán)形間隙存在于極性爪部14的外周表面和定子的本體的內(nèi)周邊之間。它對應(yīng)于極性爪部的外端部和定子的內(nèi)端部之間的徑向距離。爪部14具有橫向橫截面，S卩，在垂直于轉(zhuǎn)子的軸線的橫截平面 上，其具有大體梯形或三角形形狀。每一個磁輪12a、12b的爪部軸向地面朝另一磁輪12a、12b的凸緣13。另夕卜，一個磁輪12a、12b的爪部14進入存在于另一磁輪12a、12b的兩個相鄰爪部14之間的空間中。因此，磁輪12a、12b的爪部14被疊蓋。圖2示出磁性組件15、16、17、18，所述磁性組件15、16、17、18布置在兩個疊蓋的爪部之間，每一個爪部屬于一磁輪。在圖2的實施例中，每一個磁輪包括八個爪部。等同地，在其他實施例中，可以設(shè)置不同數(shù)量的爪部，譬如，例如六個爪部。這些磁性組件的插入可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)實施，諸如爪部的側(cè)表面上的軸向槽(或肩部)。例如，磁性組件16插入到分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子的爪部14和19的槽(或肩部)中，使得磁性組件與磁輪12b的爪部14和與另一磁輪12a的疊蓋爪部19兩者均接觸。圖3、4、5a、5b和5c不出在具有兩個磁輪的轉(zhuǎn)子中的磁性組件的多種布置,每一種布置具有例如六個爪部。這些圖3、4、5a、5b和5c是轉(zhuǎn)子的橫截面，其在橫截面中呈現(xiàn)-芯部20a ；-磁輪12a的爪部la、2a、3a、4a、5a和6a，芯部20a屬于該磁輪12a;和-相對的磁輪12b的爪部lb、2b、3b、4b、5b和6b。磁輪12a的爪部示出為橫截面大于為磁輪12b的爪部示出的橫截面，這是由于橫截面(轉(zhuǎn)子根據(jù)該橫截面被標示)是在磁輪12a中的橫截面，且還因為爪部本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：M卡迪里，S德森克洛斯，
申請(專利權(quán))人：法雷奧電機設(shè)備公司，
類型：
國別省市：
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