本公開涉及一種永磁電機的轉子。
背景技術：
：電機通常利用轉子和定子來產生轉矩。電流流經定子的繞組以產生磁場。由定子產生的磁場可與固定到轉子的永磁體共同作用以產生轉矩。技術實現要素：一種電機可包括：轉子，限定在其外邊緣附近周向地分布的多個空腔并且具有限定多個狹槽的外表面，所述多個狹槽中的每個延伸到所述多個空腔中的一個中，以減小所述空腔與所述外表面之間的疊片材料中的應力集中。所述狹槽可具有形成穿過所述轉子的外邊緣的大約0.4mm的間隙的尺寸。質量減小切口大致呈三角形，并且，應力減小狹槽從三角形的質量減小切口的外基部延伸。所述狹槽可被定向成與所述轉子的中央軸線正交地延伸。所述狹槽可被定向成相對于轉子的中央旋轉軸線偏斜。根據本發明，提供一種轉子，包括：疊片，包含各個對永磁體對，所述永磁體周向地分布在所述疊片的外邊緣附近，所述疊片限定周向地分布在疊片的所述外邊緣附近的多個空腔，使得所述多個空腔中的每個均被設置在所述永磁體對中的一對之間，并且所述疊片包括多個狹槽，所述多個狹槽中的每個均從所述外邊緣延伸到所述多個空腔的一個中。根據本發明的一個實施例，所述永磁體對中的每對均以v形圖案布置，其中，三角形的質量減小切口延伸通過嵌設于所述v形圖案內的疊片，所述v形圖案由所述永磁體產生。根據本發明的一個實施例，每個疊片均在一對永磁體之間限定質量減小切口，并且所述多個狹槽中的一個從所述質量減小切口延伸通過所述疊片的外表面。根據本發明的一個實施例，所述多個狹槽中的一個具有形成穿過疊片中的一個的外表面的大約0.4mm的間隙的尺寸。根據本發明的一個實施例，所述多個狹槽中的一個被定向成與所述轉子的中央軸線正交地延伸。根據本發明的一個實施例，所述多個狹槽中的一個被定向成相對于轉子的中央軸線偏斜。根據本發明，提供一種轉子，包括：具有繞組的定子，被配置成響應于通過所述繞組的電流而產生電磁場；轉子，被定子圍繞，并具有固定在所述轉子的外邊緣附近的多對永磁體以便于通過所述電磁場來驅動所述轉子，并且在所述多對永磁體中的每對之間限定徑向地延伸通過所述轉子的外邊緣的應力減小狹槽。根據本發明的一個實施例，所述多對永磁體中的每對均以v形圖案定向，并且，三角形的質量減小切口嵌設于所述v形圖案中。根據本發明的一個實施例，所述應力減小狹槽中的每個均從所述三角形的質量減小切口中的一個的基部延伸通過所述轉子的外邊緣。根據本發明的一個實施例，所述應力減小狹槽中的每個具有形成穿過所述轉子的一部分的外邊緣的大約0.4mm的間隙的尺寸。根據本發明的一個實施例，所述應力減小狹槽中的每個均與所述轉子的中央旋轉軸線正交地延伸。根據本發明的一個實施例，所述應力減小狹槽中的每個均相對于轉子的中央旋轉軸線偏斜地定向。附圖說明圖1是電機的轉子的疊片堆的立體圖。圖2是疊片的俯視圖。圖3是基準疊片的馮·米塞斯應力分布的等值線圖。圖4是沿著圖2的視向4節選的疊片的俯視圖。圖5是具有應力減小狹槽的疊片的馮·米塞斯應力分布的等值線圖。具體實施方式在此描述了本公開的實施例。然而，應當理解的是，所公開的實施例僅為示例，其它實施例可采用各種和可替代形式。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定組件的細節。因此，在此公開的具體結構和功能細節不應被解釋為具有限制性，而僅僅作為用于教導本領域技術人員以多種形式利用本發明的代表性基礎。如本領域普通技術人員將理解的，參照任一附圖示出和描述的各種特征可以與在一個或更多個其它附圖中示出的特征組合以產生未被明確示出或描述的實施例。示出的特征的組合提供用于典型應用的代表性實施例。然而，與本公開的教導一致的特征的多種組合和變型可被期望用于特定的應用或實施方式。電機的轉子可具有連續的邊緣以保持轉子和定子之間的恒定的氣隙。氣隙磁導(airgappermeance)可對電機的輸出特性有直接的影響。通常避免轉子的外邊緣的不規則性以限制對機械動力學的任何不利影響。特別地，在使用期間轉子的外邊緣上的狹槽可減小給予轉子的不期望的應力。通常，轉子疊片可具有圍繞轉子的邊緣布置以容納永磁體的容納部(pocket)或腔部。永磁體可被定位為與由定子繞組產生的磁場相互作用。這些容納部或腔部可包括使磁體之間的不期望的磁通泄漏最小化的磁通成形區域(flux-shapingarea)。這些具有磁通成形區域的腔部可造成不期望的應力出現在轉子在腔部附近的外邊界中。出乎意料地，位于質量減小切口(massreductioncutout)附近的狹槽可減小腔部附近的不期望的應力。這意味著，相對于腔部錯位的狹槽可對位于外邊界的其他區域中的應力具有影響。永磁體腔部的位置可迫使質量減小切口具有特定的位置。類似地，v形的永磁體腔部可類似地容許三角形的質量減小切口。轉子外邊緣上的每個狹槽可位于質量減小切口附近。所述狹槽可以是直角的或傾斜的，并且所述狹槽可設置在每個質量減小切口的中央或者設置在邊緣上的其他位置以提供類似地出乎意料的結果。電機可包括轉子，該轉子限定周向地分布在其外邊緣附近的多個空腔并具有限定多個狹槽的外表面，每個狹槽均延伸到空腔中的一個中以減小空腔和外表面之間的疊片材料中的應力集中。轉子的每個疊片均可在一對永磁體之間限定質量減小切口。狹槽中的一個從質量減小切口延伸通過疊片中的一個的外表面。每對永磁體以v形圖案布置。三角形的質量減小切口可延伸通過嵌設于由永磁體產生的v形圖案內的每個疊片。質量減小切口可以是其他形狀(例如，卵形、矩形)的。狹槽中的一個可具有形成穿過疊片中的一個的外表面的大約0.4mm的間隙的尺寸。每個狹槽可改變尺寸以改變應力分布和氣隙磁導。所述狹槽可被定向為徑向地向外或者可成一定角度定向。可最小化狹槽寬以限制對氣隙磁導的影響，并且較大的狹槽寬可對電機的轉矩產生具有不利的影響。轉子疊片可包括各個永磁體的對，所述永磁體周向地分布在疊片的外邊緣附近以在受到外磁場作用時引起轉子的旋轉。疊片可限定周向地分布在外邊緣附近的多個空腔。每個空腔均可被設置在一對永磁體之間，并包括多個狹槽，每個狹槽均從外邊緣延伸到空腔的一個中。參照圖1，示出了電機的轉子10。轉子10可包括疊片12的堆。每個疊片包括多個容納部，每個容納部被構造成保持永磁體。電機包括圍繞轉子10的定子。定子還包括許多繞組以響應于電流而產生電磁場。當電機通電時，電磁場排斥永磁體以引起轉子的旋轉。參照圖2，示出了疊片12的俯視圖。疊片12包括多對永磁體，所述永磁體形成圍繞轉子的邊緣間隔開的磁極16。中央開口或孔18被設置在轉子的內徑、內表面或內邊緣上以接合輸出軸。許多橋(bridge)連接永磁體容納部28周圍的材料。中央橋30在容納部28之間徑向地延伸。頂側橋32在容納部28外部周向地延伸。每個中央橋與一對外部頂側橋的組合在離心載荷的作用下保持疊片的除橋以外的部分和磁體。在機械方面，在電機運行期間橋使轉子可靠地承受由正在被電磁驅動的轉子引起的離心載荷。然而，橋也會造成磁通漏泄，該磁通漏泄降低電機的輸出轉矩和效率。因此，在電磁學方面可期望薄的橋來實現高的轉矩輸出和高的馬達效率。強度和性能之間的平衡造成了機械設計與電磁設計之間根本取舍。此外，保持永磁體對16的容納部28的v形定向限定嵌設于v形部分的中央的固體質量塊。質量減小空腔或孔34設置在固體質量塊的中央部分中。質量減小切口鄰近轉子的外表面并且在永磁體之間的外部頂側橋32處產生薄材料部分。越大的空腔34能減小越多的需要通過橋來保持的轉子疊片的質量。圖3是在電機運轉期間在載荷作用下的轉子疊片12的一部分的馮·米塞斯應力(vonmisesstress)的等值線圖。圖3的應力分布對應于不具有額外的應力減小應對措施的基準轉子疊片。應力集中產生在疊片12的多個位置。具體而言，許多薄材料橋經受歸因于轉子的旋轉的高應力以及來自永磁體的電磁力。經常在外部頂側橋32的附近發現疊片中的最高的應力水平。在所提供的示例中，受到的最大應力出現在外部頂側橋32的位置36。如可在圖3的應力等值線圖中見到的，質量減小切口34外部的薄材料部分38中的應力明顯地小于設置在永磁體的每側上的外部橋32中的應力。雖然圍繞永磁體的每個保持部分的邊緣設置平滑的形狀在某些程度上可助于應力管理，但是額外的應力管理技術可允許進一步的優化。如上面所討論的，位于每個疊片12的外周附近的質量減小切口34在每對永磁體之間限定薄材料橋。根據本公開的一方面，應力減小狹槽切穿位于質量減小切口的外部分處的疊片。參照圖4的視向4，應力減小狹槽40延伸通過薄材料部分38。在所提供的示例中，質量減小切口34通常呈三角形并且延伸通過嵌設于v形圖案內的疊片，所述v形圖案由永磁體對16產生。應力減小狹槽40從三角形的質量減小切口34的外基部開始延伸。應力減小狹槽40被定向成從位于轉子的中央的旋轉軸線20沿著線42所指示的方向徑向向外地延伸。在可選的實施例中，應力減小狹槽40可以以相對于位于轉子的中央的旋轉軸線20傾斜的角度來定向。切穿外保持邊界的應力減小狹槽40降低外部頂側橋32中的應力，外部頂側橋32是轉子10的疊片12的特別高的應力區域。在至少一個實施例中，每個應力減小狹槽40具有形成穿過轉子的外保持邊界的大約0.4mm的間隙44的尺寸。應力減小狹槽的尺寸影響轉矩脈動，在獲得相同的結果的條件下，這可能需要狹槽的寬度盡可能地減小。圖5公開了轉子的應力分布。不同于先前的不具有應力減小狹槽的版本，應力由于應力減小狹槽40而減小。如所實施的，外部頂側橋32不再是遭受疊片的最大應力的位置。另外，總的最高應力值減小，并且，最大應力的位置轉移到中央孔18附近的位置44。應清楚的是，由應力減小狹槽40引起的應力重新分布造成中央橋30處的應力增加。中央橋30處的應力增加可被視為為了減小疊片的總的最大應力而做出的適當取舍。下面在表1中示出了對于寬度為0.4mm的狹縫在最高馬達載荷下中央橋和外部頂側橋中的應力水平以及電磁輸出變量的相關的數值結果。屬性從不具有狹槽的基準設計變化轉矩脈動變化(峰值到峰值)-32.8％平均轉矩變化-0.3％馮·米塞斯應力變化(外部頂側橋)-13.9％馮·米塞斯應力變化(中央橋)+5.0％表1上面的表1還示出：應力減小狹槽40的增加還影響電機在最大載荷下的峰值到峰值的轉矩。在一些實施例中，應力減小狹槽還被用于改善轉矩脈動性狀。說明書中所使用的詞語為描述性詞語而非限制性詞語，并且應理解的是，可在不脫離本公開的精神和范圍的情況下做出各種改變。如前所述，可將各種實施例的特征組合以形成本發明的可能未被明確描述或示出的進一步的實施例。盡管針對一個或更多個期望特性，各種實施例可能已經被描述為提供優點或者優于其它實施例或現有技術實施方式，但是本領域普通技術人員應該認識到，根據特定的應用和實施方式，一個或更多個特征或特性可被折衷以實現期望的整體系統屬性。這些屬性可包括但不限于：成本、強度、耐用性、生命周期成本、市場性、外觀、包裝、尺寸、可維護性、重量、可制造性、易組裝性等。因此，被描述為在一個或更多個特性方面不如其它實施例或現有技術實施方式合意的實施例并不在本公開的范圍之外，并可被期望用于特定的應用。當前第1頁12