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CN118801599A - 转子和具有该转子的同步磁阻电机 - Google Patents

转子和具有该转子的同步磁阻电机 Download PDF

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CN118801599A
CN118801599A CN202310389666.XA CN202310389666A CN118801599A CN 118801599 A CN118801599 A CN 118801599A CN 202310389666 A CN202310389666 A CN 202310389666A CN 118801599 A CN118801599 A CN 118801599A
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CN
China
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magnetic
rotor
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barriers
barrier
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Inventor
王象武
刘朋鹏
杨琳琳
窦洪宇
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Vitesco Technologies Holding China Co Ltd
Vitesco Automotive Tianjin Co Ltd
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Vitesco Technologies Holding China Co Ltd
Vitesco Automotive Tianjin Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种转子，所述转子具有沿所述转子的周向布置的多个磁障结构，每个磁障结构包括开口朝向所述转子的边缘的多个双曲线形磁障，所述多个双曲线形磁障具有相同的对称轴，所述多个双曲线形磁障中的每个双曲线形磁障至少部分地填充有磁性物质，所述磁性物质包含永磁材料。本发明中，转子包括双曲线形磁障，包含永磁材料的磁性物质被填充到双曲线形磁障中，由此获得了双曲线形的磁性物质，从而能够最大化地利用电机的磁阻转矩，获得了理论上最佳的电机性能，降低了电机的成本。

Description

转子和具有该转子的同步磁阻电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种转子和具有该转子的同步磁阻电机。
背景技术
随着新能源汽车的发展，对驱动电机的性能要求越来越高。因此，同步磁阻电机成为主流选择。图1示出了现有技术中的同步磁阻电机。如图1所示，同步磁阻电机包括定子和转子，绕线设置在定子上，永磁体设置在转子上。永磁体是通过将永磁材料(例如，NdFeB)进行烧结而制成的长方体。相应地，转子上开设有长方体形状的磁障。永磁体被插入到磁障中。
但是，由于永磁体呈长方体形状，不能最大化地利用电机的磁阻转矩，无法获得理论上最佳的电机性能。也就是说，想要达到理论上最佳的电机性能，需要使用比理论上更多的永磁体。
发明内容
有鉴于此，根据本发明的第一方面，提供了一种转子，所述转子具有沿所述转子的周向布置的多个磁障结构，每个磁障结构包括开口朝向所述转子的边缘的多个双曲线形磁障，所述多个双曲线形磁障具有相同的对称轴，所述多个双曲线形磁障中的每个双曲线形磁障至少部分地填充有磁性物质，所述磁性物质包含永磁材料。
可选地，所述磁性物质通过注塑的方式被填充到双曲线形磁障中。
可选地，所述磁性物质由永磁材料的颗粒和塑料的颗粒混合而成，永磁材料的颗粒和塑料的颗粒的质量比能够被调节。
可选地，永磁材料为SmFeN，SmFeN中的元素Sm、Fe和N的配比能够被调节。
可选地，塑料包括以下至少之一：PA12(聚十二内酰胺)、PP(聚丙烯)和PPS(聚苯硫醚)。
可选地，所述多个双曲线形磁障中的每个双曲线形磁障被分成多段磁障，相邻的两段磁障之间设置有磁桥。
可选地，磁桥对称地分布在所述对称轴的两侧，位于所述对称轴的同一侧的磁桥不在同一条直线上。
可选地，所述磁性物质填充在多段磁障中的一段或多段中。
可选地，所述磁桥的宽度能够被调节。
根据本发明的第二方面，提供了一种同步磁阻电机，所述同步磁阻电机包括定子和根据本发明的第一方面所述的转子，所述定子上设置有绕线。
根据本发明的转子和具有该转子的同步磁阻电机能够实现以下优点中的至少一者：
本发明中，转子包括双曲线形磁障，包含永磁材料的磁性物质被填充到双曲线形磁障中，由此获得了双曲线形的磁性物质，从而能够最大化地利用电机的磁阻转矩，获得了理论上最佳的电机性能，降低了电机的成本。
本发明中，磁性物质通过注塑的方式被填充到双曲线形磁障中，从而以简单可行的方式实现了磁性物质的填充。
本发明中，采用SmFeN的颗粒和塑料的颗粒混合而成的磁性物质，由于SmFeN的价格较低，从而能够进一步降低同步磁阻电机的成本。
本发明中，SmFeN的颗粒和塑料的颗粒的质量比能够被调节，并且SmFeN中的元素Sm、Fe和N的配比能够被调节，从而能够根据实际需要调节磁性物质的物理性能和磁性能。
本发明中，塑料可以选自PA12、PP和PPS，从而适应不同的电机运行环境，例如电机运行温度。
本发明中，每个双曲线形磁障被分成多段磁障，相邻的两段磁障之间设置有磁桥，从而加强转子机械强度。
本发明中，磁桥对称地分布在多个双曲线形磁障的对称轴的两侧，位于多个双曲线形磁障的对称轴的同一侧的磁桥不在同一条直线上，磁桥的宽度能够被调节，从而能够优化电机性能。
本发明中，磁性物质可以填充在多段磁障中的一段或多段中，从而能够根据实际需要的电机性能选择磁性物质的填充位置和填充量。
附图说明
本发明的其他细节及优点将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应理解的是，下列附图仅仅是示意性的且并非按比例绘制，因而不能视为对本申请的限制，下文将参照附图来进行详细描述，其中：
图1示出了现有技术中的同步磁阻电机。
图2示出了根据本发明的一个具体实施方式的同步磁阻电机的转子。
图3示出了根据本发明的一个具体实施方式的同步磁阻电机的一部分。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解和实现本发明。但是，对所属技术领域的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不局限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面所述的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用，而不应看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
图2示出了根据本发明的一个具体实施方式的同步磁阻电机的转子。图3示出了根据本发明的一个具体实施方式的同步磁阻电机的一部分。如图2和3所示，转子具有沿转子的周向布置的多个磁障结构1。每个磁障结构包括开口朝向转子的边缘的多个双曲线形磁障11、12、13和14。多个双曲线形磁障11、12、13和14具有相同的对称轴，即图3中的X轴。X轴优选沿着转子的直径方向延伸。每个双曲线形磁障11、12、13和14至少部分地填充有包含永磁材料的磁性物质15。
转子可以由硅钢片堆叠而成，在硅钢片上冲出双曲线形的通孔，即为磁障11、12、13和14。磁性物质15被填充到双曲线形磁障11、12、13和14中。根据实际需要(例如电机的尺寸和设计性能)，双曲线形磁障11、12、13和14中可全部填充磁性物质，也可部分地填充磁性物质。
沿转子的周向布置的磁障结构1的具体数量可以根据实际需要(例如电机的尺寸和设计性能)进行设定，例如，图2中示出沿转子的周向布置的8个磁障结构1，但是，磁障结构1的数量也可以大于或小于8个。这些变型不超出本发明的保护范围。
每个磁障结构1的多个双曲线形磁障的具体数量可以根据实际需要(例如电机的尺寸和设计性能)进行设定，例如，图2和3中示出每个磁障结构1包括4个双曲线形磁障11、12、13和14，但是，双曲线形磁障的数量也可以大于或小于4个。这些变型不超出本发明的保护范围。
每个双曲线形磁障11、12、13和14可以被分成多段磁障，相邻的两段磁障之间设置有磁桥16。多段磁障的段数可以根据实际需要(例如电机的尺寸和设计性能)进行设定，例如，图2和3中示出每个双曲线形磁障被分成3段磁障，但是，多段磁障的段数也可以大于或小于3，这些变型不超出本发明的保护范围。根据实际需要，磁性物质可以被填充到多段磁障中的一段或多段中。例如，图2和3中示出磁性物质15(图中的黑色部分)被填充到3段磁障中的第1段和第3段中，但是，磁性物质也可以根据实际需要被填充到3段磁障的任意一段或多段中，这些变型不超出本发明的保护范围。
磁桥16的位置可以根据实际需要(例如电机的尺寸和设计性能)进行设定，这些变型不超出本发明的保护范围。优选地，如图3所示，为了优化电机性能，磁桥16可以对称地分布在多个双曲线形磁障的对称轴(X轴)的两侧，位于对称轴的同一侧的磁桥16不在同一条直线上。
磁桥16的宽度可以根据实际需要(例如电机的尺寸和设计性能)进行设定，这些变型不超出本发明的保护范围。优选地，为了优化电机性能，磁桥的宽度能够被调节，一般不超过1mm。
磁性物质15可以通过任何合适的方式被填充到双曲线形磁障中，这些变型不超出本发明的保护范围。例如，磁性物质可以通过注塑的方式被填充到双曲线形磁障中。磁性物质为各向异性，在注塑到磁障中并且固化后，需要对磁性物质进行充磁，根据电机的尺寸和设计性能，充磁方向可以在40°至60°之间。
磁性物质15可以由永磁材料的颗粒和塑料的颗粒混合而成。永磁材料的颗粒和塑料的颗粒的质量比能够被调节，以实现不同的物理性能和磁性能。可以采用任何合适的永磁材料，优选地，永磁材料可以是SmFeN。永磁材料SmFeN中的元素Sm、Fe和N的配比能够被调节(例如，Sm2Fe17N3)，以实现不同的物理性能和磁性能。优选地，在常温下，磁性物质的磁性能满足：剩磁≥0.8T,矫顽力≥6000Oe。可以采用任何合适的塑料材料以适应不同的电机运行环境，例如，塑料材料可以为PA12、PP和PPS。
与现有技术相比，本发明的实施例的转子和具有该转子的同步磁阻电机至少具有以下优点：
本发明中，转子包括双曲线形磁障，包含永磁材料的磁性物质被填充到双曲线形磁障中，由此获得了双曲线形的磁性物质，从而能够最大化地利用电机的磁阻转矩，获得了理论上最佳的电机性能，降低了电机的成本。
本发明中，磁性物质通过注塑的方式被填充到双曲线形磁障中，从而以简单可行的方式实现了磁性物质的填充。
本发明中，采用SmFeN的颗粒和塑料的颗粒混合而成的磁性物质，由于SmFeN的价格较低，从而能够进一步降低同步磁阻电机的成本。
本发明中，SmFeN的颗粒和塑料的颗粒的质量比能够被调节，并且SmFeN中的元素Sm、Fe和N的配比能够被调节，从而能够根据实际需要调节磁性物质的物理性能和磁性能。
本发明中，塑料可以选自PA12、PP和PPS，从而适应不同的电机运行环境，例如电机运行温度。
本发明中，每个双曲线形磁障被分成多段磁障，相邻的两段磁障之间设置有磁桥，从而加强转子机械强度。
本发明中，磁桥对称地分布在多个双曲线形磁障的对称轴的两侧，位于多个双曲线形磁障的对称轴的同一侧的磁桥不在同一条直线上，磁桥的宽度能够被调节，从而能够优化电机性能。
本发明中，磁性物质可以填充在多段磁障中的一段或多段中，从而能够根据实际需要的电机性能选择磁性物质的填充位置和填充量。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种转子，其特征在于，所述转子具有沿所述转子的周向布置的多个磁障结构，每个磁障结构包括开口朝向所述转子的边缘的多个双曲线形磁障，所述多个双曲线形磁障具有相同的对称轴，所述多个双曲线形磁障中的每个双曲线形磁障至少部分地填充有磁性物质，所述磁性物质包含永磁材料。
2.根据权利要求1所述的转子，其中，所述磁性物质通过注塑的方式被填充到双曲线形磁障中。
3.根据权利要求1所述的转子，其中，所述磁性物质由永磁材料的颗粒和塑料的颗粒混合而成，永磁材料的颗粒和塑料的颗粒的质量比能够被调节。
4.根据权利要求1所述的转子，其中，永磁材料为SmFeN，SmFeN中的元素Sm、Fe和N的配比能够被调节。
5.根据权利要求3所述的转子，其中，塑料包括以下至少之一：PA12、PP和PPS。
6.根据权利要求1所述的转子，其中，所述多个双曲线形磁障中的每个双曲线形磁障被分成多段磁障，相邻的两段磁障之间设置有磁桥。
7.根据权利要求6所述的转子，其中，磁桥对称地分布在所述对称轴的两侧，位于所述对称轴的同一侧的磁桥不在同一条直线上。
8.根据权利要求6所述的转子，其中，所述磁性物质填充在多段磁障中的一段或多段中。
9.根据权利要求6所述的转子，其中，所述磁桥的宽度能够被调节。
10.一种同步磁阻电机，其特征在于，所述同步磁阻电机包括定子和根据权利要求1至9中任一项所述的转子，所述定子上设置有绕线。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112014006129B4 (de) * 2014-01-08 2025-05-22 Mitsubishi Electric Corporation Rotierende elektrische Maschine
US9899902B2 (en) * 2015-05-18 2018-02-20 GM Global Technology Operations LLC Pole to pole variation in shape of injection molded magnets of internal permanent magnet machines
JP6702550B2 (ja) * 2016-08-31 2020-06-03 株式会社東芝 回転子およびリラクタンスモータ
JP7005131B2 (ja) * 2016-09-16 2022-02-04 株式会社東芝 回転子の設計方法
US10644576B2 (en) * 2017-12-30 2020-05-05 Abb Schweiz Ag Method for manufacturing an electrical machine
JP7455697B2 (ja) * 2020-08-03 2024-03-26 東芝インフラシステムズ株式会社 回転電機の回転子
CN112331472B (zh) * 2020-11-19 2022-08-23 江西中石新材料有限公司 一种高性能改性SmFeN磁粉和永磁体的制备方法

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