技術領域

本發明的實施方式總體涉及永磁體電動機。

背景技術

永磁體同步電機是軸的旋轉率與AC供應電流的頻率同步的AC電動機。在定子中生成旋轉電場并且轉子跟隨所述定子的旋轉電場。轉子與定子的場以相同速率同步旋轉。轉子和定子稱為同步的。

用于常規轉子的永磁體構造成提供均勻場強。由于它們在電動機中提供改善的扭矩的強磁場強度，通常期望使用釹磁體(還稱為稀土磁體)。然而，在電動機中使用稀土磁體成本高并且增加電動機的總體價格。

發明內容

本發明的實施方式的優點是降低稀土磁體的含量和重量，從而降低電動機的總體成本。內部永磁同步電機采用雙永磁體(即，兩種或更多種不同類型的磁體材料的組合)來降低轉子中采用的稀土磁體的數量。稀土磁體和鐵磁體或者具有不同磁場強度的相同材料成分的磁體的組合以多層方式應用在轉子中。具有不同磁場強度的磁體之間的獨特磁屏障設計增加了磁阻，從而使源于具有較弱磁場的磁體的磁通量朝向具有較強磁場的磁體的流動最小化。因此，較弱磁體的去磁被最小化。

本發明的實施方式構想了一種用于永磁體同步電機的轉子。轉子芯結構具有柱狀本體，所述柱狀本體包括并置到主空隙的轉子芯結構的外柱狀壁。所述轉子芯結構內形成有多個弓形空腔。所述多個弓形空腔相對于所述轉子芯結構的外柱狀壁大體上同心層疊。在第一與第二端區段之間延伸的每個弓形空腔都并置到所述轉子結構的外柱狀表面壁并且包括中央區段。多個永磁體插入到所述多個弓形空腔內。每個第一端區段都保持具有第一磁場強度的相應的第一永磁體。每個第二端區段都保持具有第一磁場強度的相應的第二永磁體。每個中央區段都保持具有第二磁場強度的相應的第三永磁體，所述第二磁場強度小于所述第一磁場強度。所述第一磁體和所述第二磁體與所述第三磁體間隔開。相應的空腔包括在所述第三永磁體與所述第一和第二永磁體之間形成的空隙。每個空隙都伴隨有在每個空腔層的壁中形成的凹入，所述凹入在所述第三永磁體與所述第一和第二永磁體之間的界面處徑向向外延伸。所述空隙生成磁阻以便沿著朝向后面層中的每個第三永磁體的方向來引導由前面層中的每個第三永磁體生成的磁通量流。

方案1.?一種用于永磁體同步電機的轉子，包括：

具有柱狀本體的轉子芯結構，所述柱狀本體包括并置到主空隙的轉子芯結構的外柱狀壁；

在所述轉子芯結構內形成的多個弓形空腔，所述多個弓形空腔相對于所述轉子芯結構的外柱狀壁大體上同心層疊，在第一與第二端區段之間延伸的每個弓形空腔都并置到所述轉子結構的外柱狀表面壁并且包括中央區段；以及

多個永磁體，所述多個永磁體插入到所述多個弓形空腔內，其中每個第一端區段都保持具有第一磁場強度的相應的第一永磁體，其中每個第二端區段都保持具有第一磁場強度的相應的第二永磁體，其中每個中央區段都保持具有第二磁場強度的相應的第三永磁體，所述第二磁場強度小于所述第一磁場強度，其中所述第一磁體和所述第二磁體與所述第三磁體間隔開；

其中相應的空腔包括所述第三永磁體與所述第一和第二永磁體之間形成的空隙，其中每個空隙都伴隨有在每個空腔層的壁中形成的凹入，所述凹入在所述第三永磁體與所述第一和第二永磁體之間的界面處徑向向外延伸，并且其中所述空隙生成磁阻以便沿著朝向后面層中的每個第三永磁體的方向來引導由前面層中的每個第三永磁體生成的磁通量流。

方案2.?如方案1所述的轉子，其中所述空氣屏障的凹入包括在尖點處交會的兩個對置的傾斜表面。

方案3.?如方案2所述的轉子，其中所述兩個對置的傾斜表面是非對稱的。

方案4.?如方案2所述的轉子，其中所述兩個對置的傾斜表面是對稱的。

方案5.?如方案2所述的轉子，其中所述第三永磁體設置成與所述第一永磁體相比更接近于所述凹入的尖點。

方案6.?如方案2所述的轉子，其中所述第三永磁體設置成與所述第二永磁體相比更接近于所述凹入的尖點。

方案7.?如方案2所述的轉子，其中所述第三永磁體設置成與所述第一永磁體相比更遠離所述凹入的尖點。

方案8.?如方案2所述的轉子，其中所述第三永磁體設置成與所述第二永磁體相比更遠離所述凹入的尖點。

方案9.?如方案2所述的轉子，其中所述第三永磁體設置成與所述第一和第二永磁體相比與所述凹入的尖點距離相同。