专利名称：永磁体模块和包括该模块的电机转子的利记博彩app
技术领域：
本发明的目的是根据权利要求1的前序部分的永磁体模块。本 发明的另一个目的是根据权利要求11的前序部分的受永磁体激励的 电枳4争子。
背景技术：
高效永磁体在电机转子中，特别地是在同步电机的转子中日益 普遍。磁体基于包含稀土金属诸如钕的化合物。在大功率同步电机 中这种强大的永磁体的使用已经扩展到若干新应用领域，这些新应 用领域往往要求很高而且环境条件艰苦。基于稀土金属的永磁体的 一般特性包括易碎结构和易腐蚀，特别地是在湿度和温度变化的操 作环境下。
大功率电机的冷却设置有通过定子和转子的冷却剂通道。冷却 永磁激励电机的转子的 一 个方案包括从转子内部延伸到达转子外周
主动转子框架沿转子轴方向划分成若干部分。在大型电机中，定子 和/或转子芯包括在生产该电机时沿轴向彼此相邻放置的模块，可能 在芯模块之间留有小的间隙。在由永磁体激励的转子中，磁体只安 装在对应于转子片模块的位置，因为只有通过转子片模块的磁通量 有效地参与电机操作。当嵌入转子中的永磁体用于激励电机时，必 须将永磁体从转子端推送到适当位置。同时，必须保证永/磁体置于 对应于片模块的位置而不是冷却通道或其他间隙的位置。
从公告JP2001-16808已知一种方案，其中若干永》兹体^皮包装在 一个共同的外壳内，该外壳还包括在冷却通道的位置分隔永磁体的 间隔片。在这种情况下，永磁体将被精确地放置在转子的铁芯上，
4但是所安装的永磁体模块同时会阻挡径向冷却通道。
在安装嵌入转子结构的永》兹体时，还必须保护永/磁体以防机械磨损，因为为了安装永磁体而形成的开口的边缘并不 一定光滑而且
也没有经济实用的方法可以使之变得光滑。常^L的永磁体涂层诸如薄层树脂不提供充分的保护。涂层上的小划痕可能导致腐蚀损坏并且进一步损坏永磁体。
发明内容
本发明的目的在于制造一种新的永磁体模块，特别地适用于其中永磁体嵌入转子芯的电机转子。为实现该目的，根据本发明的永磁体模块的特征在于权利要求1的特征部分所规定的特性。相应地，根据本发明的电机转子的特征在于权利要求11的特征部分所规定的特性。而且，本发明一些优选实施方式的特征在于从属权利要求中定义的特征。
通过本发明，与较早的方案相比，可获得若干显著益处和改善。在安装阶段处理永磁体将是简单安全的，没有损害永磁体表面或结构的危险。要更换永磁体，可将模块通过安装孔拖出。
永磁体在垂直方向上在励磁方向受到支撑。由于模块盖(cover)上的折起或突起，永磁体不能横向或纵向移动，也就是，不能平行于电机的轴或沿周向移动。
当电机具有径向冷却通道时，根据本发明集成于模块中的支承结构保证永/磁体相对于冷却通道正确地对齐。通过纟莫块外壳外表面的适当设计易于实现所需要的安装方式。
根据本发明 一 个优选的特性，模块结构的顶部和底部表面是铁》兹材料的，激励电才几的》兹通量直接地/人永》兹体传向空气间隙并且相应地传向转子的内芯。
根据本发明另一个优选的实施方式，该模块具有半开放结构，在该情况下在永磁体边缘没有导磁材料，并且杂散磁通量不能从永磁体的一个》兹极到相对f兹才及在永/磁体的端部闭合。这样，永》兹体产生的激励功率尽可能高。
根据 一个优选的实施方式，在模块盖的顶部和底部表面制造开口 。这将降低模块中的涡流损耗。
以下将参照附图详细描述本发明的一些实施方式，附图中
-图1示出了根据本发明的模块的一部分的透视图，
-图2示出了根据本发明的模块的透视图，
-图3示出了根据本发明的转子在轴向上的部分横截面，
-图4示出了图3的垂直于轴的A-A剖面，
-图5示出了根据本发明的另一个模块的一部分的透视图，
-图6示出了根据本发明的第三模块的一部分的透视图，以及
-图7示出了一些替代的模块盖和磁体结构的一部分的透视图。
具体实施例方式
图1是根据本发明的模块的透视图，更准确地，是模块盖3的透视图，三个永磁体6安装在盖上。模块盖3由薄的铁磁片制成。在模块盖3上已形成五个光滑的固定面4。固定面的大小对应于永磁体的顶面6和底面20的大小。固定面4由在才莫块边纟彖的侧折起8和IO限定。折起已通过将盖3的边缘垂直于固定面4弯折而产生。相应地，盖3的端部具有限定模块的最外固定面4的端折起12。在最外固定面的相对一侧以及在其间每个固定面4之间已形成类似的间折起13。这样，在两个相邻的固定面4之间有两个间折起13沿模块纵向限定相邻的固定面4。因此永》兹体在端面22处由间折起13或端折起12支撑。已在盖3上连续的间折起13之间制造开口 14。该开口优选地通过切割盖板并且将边缘垂直于固定面4折起而产生。
模块的盖3的结构为永磁体6提供了精确位置，其中永磁体6被横向和纵向的支撑固定不动。在永i兹体之间留有开口 14，所述开口以下文将要讨论的方式位于转子的径向通道上。如正中间的固定面7上的网格图形所示，胶水、固定树脂或其他这样的物质涂覆于固定面4上。
如图2所示，通过将永磁体6粘附到模块盖3的固定面4上并且随后将另一个盖3粘附到永磁体6的顶部以形成模块顶面26,从而组装模块2。在粘附前，永磁体有利地已经使用环氧树脂漆进行了表面处理。已经使用环氧树脂漆对不会与模块盖3接触的永磁体表面进行了保护以防止环境湿度和其他杂质造成腐蚀。在安装、运输和储藏过程中，铁磁盖从上部和下部保护永磁体。另外，盖3的侧折起8和10保护永磁体的侧面24以防止外部损坏。在永磁体的侧面24处，模块底部盖3的侧折起8和模块顶部盖26的侧折起28之间保留间隙30,防止永磁体产生的磁通量穿过铁磁盖在第一和第二磁才及之间闭合。在图1和图2所示的实施方式中，侧折起8、 10和28的边缘为波浪形，使得折起在永-磁体6处比在开口 14处稍低。这样有效地防止永磁体》兹极之间的杂散》兹通量并且才莫块的机械结构在开口 14处得到加强，这对于包括若干磁体的长模块而言可能是个重要特性。侧折起的边缘也可以是直的，在这种情况下其高度应充分地满足上述两个要求。
根据本发明的一个实施方式，永磁体6首先被磷化并且随后被粘附到模块的顶部盖3和底部盖26。组装好的模块随后作为整体通过例如浸没而刷漆。在本发明思想范围内也可以用其他永石兹体表面处理方法和物质。
端折起12在永磁体模块2的两端都留有空的区域。空的区域由侧折起8、 10和28的端部32限定，并且其长度是永磁体之间的开口 14的一半。当若干模块沿转子轴方向前后连续安装时，在转子的径向通道上，两个相邻的模块之间将保持开口 14大小的空的空间。对于沿转子轴方向的最后一个模块，侧折起32的端部限定到转子端板的距离并且作为沿转子轴方向的支撑元件。
图3是根据本发明的转子34的部分横截面，根据本发明该转子安装在八f兹^l同步电才几中。图4示出了图3的A-A剖面。安装在轴3 6上的转子芯3 8是用导磁片制作的。该转子包括在轴上的五个连续芯截面(section)，这些截面由径向通风道40分隔，转子冷却空气经过径向通风道40沿径向以已知的方式向转子的外围流动。转子芯在轴向上具有开口 42以使结构变轻并且引导冷却空气通过转子。在转子外周，通过嵌入芯的两个平行的永磁体模块2形成转子磁极。永磁体模块已经在转子长度上被装配入开口 43内，转子长度方向定向为转子纵轴。两个模块2均与图2所示的一致。在周向上两个模块之间存在狭窄的芯带44并且在两个模块和磁极的边缘之间存在芯带46。芯带44和46支撑转子磁极的外部和永》兹体才莫块以抵抗离心力。
通过将永磁体模块从转子端推入开口 43而将其安装到位。模块2的端部32靠在转子另一端的转子端板48上，使得永磁体6与转子芯38对齐，并且才莫块2中的开口 14与径向通道40对齐。通过将第二转子端板(未示出)固定到位而封闭开口 43。端板在转子两端将开口 43封闭并且将永/磁体才莫块沿轴向锁定在适当位置上。也可以在永磁体模块由其推入到位的 一端使用单独的封闭板来封闭开口 43 。在这种情况下，当安装永磁体模块时，两块转子端板都已经就位。将模块2装配到开口 43内总是要求在模块和开口壁之间存在间隙，并且根据现有技术可以使用树脂将模块粘附在适当位置。
图5示出了根据本发明的模块的另一种结构。永磁体模块的盖50由铁磁片制成。该片的边缘被弯折以形成模块的侧边58。侧边58在模块的整个长度上是均一的，但是其高度使得在底部盖50和顶部盖(未示出)的侧边之间保持有间隙。盖有用于永磁体的平表面64,其由永磁体之间的折起或突起54限定以分隔磁体，并且相应地在模块的两端由折起或突起52限定。永磁体60的外形与图l和图2示出的永磁体一致，并且已经从其顶面20粘附到模块盖的顶部并且在平表面64处从其底面粘附到模块盖的底部50。在这种情况下，永磁体之间保持狭窄的间隙，该间隙由突起54的宽度限定。
参照永磁体61示出了一种替代的结构，其形成使得，在顶部和底部表面上切割出小斜面56以对应于突起52和54。这样相邻的永磁体在其端面上彼此接触。在图中，已经也在模块的底部和顶部盖上形成纵向突起68 。这些突起向盖的外侧伸出，即与永不兹体相背。在将模块装配进转子时突起形成有利的滑动并且定位表面。
图6示出了根据本发明的模块的第三结构。模块的盖103由薄的铁磁板制成。如参照图5所述，在板的侧边形成均一的侧折起58。在底部盖和顶部盖的侧折起之间保持有开》文的间隙，并且该间隙防止杂散》兹通量从永/磁体6的一个》兹极到相对》兹极闭合。如图1和图2的实施方式，已经在永磁体6之间在盖103中制作了开口 114。隔片或间隔片105安装在盖103两侧。间隔片105位于相邻的永^兹体6之间并且其高度与永》兹体6的高度相同。这样间隔片105从底部盖3延伸到模块的顶部盖。间隔片105的宽度基本上与开口 14的宽度相同。这样间隔片105沿模块纵向将永磁体6保持在其位置上。间隔片105的厚度与侧折起58和开口 114的边缘之间的距离一致。盖的折起107沿模块横向支撑间隔片105。间隔片105由非铁磁材料，例如塑料或橡胶制成，并且在组装模块时被粘附到永磁体6上。在开口 114的侧边缘上制作折起111以沿模块纵向支撑永磁体6。由于被牢固地附着在永磁体6上时间隔片105靠在顶部和底部盖103上，间隔片105使模块更坚固更不易弯曲。
在模块端部设置隔片或间隔片109。间隔片109的结构与间隔片105的结构相同。当若干模块顺序地安装到转子的同一个开口 43内时，间隔片109作为緩冲器。
图7示出了替代的模块盖结构，其影响盖的磁属性并且特别地将降低模块内的涡流损耗。图7也示出了各种永磁体的组合。图7示出了与图l类似的模块盖，与图1中相同的部分采用相同的参考标号。图7也示出将相邻永磁体块;波此隔开的开口 14。第一》兹体块包括两个大小相同的永磁体70,其彼此接触并且被装配到盖的第一固定面上。第二》兹体块包括尺寸不同的三个永》兹体72、 74和76,其4皮此相邻地#:粘附到第二固定面上。三个其他的固定面78、 80和82示出各种模块盖结构。在盖固定面78的整个表面区域已经制作了孔 84。在固定面80上有横贯模块纵向的间隙86。间隙的长度基本上与
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文衣曰。；tg岡&叫丄w'、j 7jv/P然，w'、j tw夂4W l口J 。 '口J W、 oo ti'v见/夂入双丄巧血 板的厚度相同。在固定面82上已经沿模块纵向制作了间隙88。间隙
的长度基本上与永磁体的宽度一致。间隙的宽度也基本上与盖的厚
度相等。孔84和长间隙86和88降低模块内的涡流损耗。
图7在模块的不同部分示出了各种结构方案。必须理解， 一般
地，所示结构方案中的一种用于模块的所有部分。
可以在永磁体模块的盖上增加磁极标记，以便易于在电机中建
立》兹体的方向。可以通过将小凸块压入才莫块盖上相邻永/磁体之间来
对齐永磁体的位置。用这种方法，当模块包括若干彼此几乎接触的
永i兹体时，例如当电机没有径向通道或径向通道的间距对应于两个
或三个永磁体时，可以有利地保证永磁体的位置。
以上借助一些实施方式描述了本发明。然而，该描述不应被认
为是对专利保护范围的限制；本发明的实施方式在权利要求书的范
围内可以变化。
权利要求
1. 一种永磁体模块(2)，其包括至少两个永磁体(6)，其中第一磁极在第一平表面(20)上并且第二磁极在第二平表面上，以及至少部分地包围永磁体(6)的盖(3，26)，其特征在于盖(3，26)是导磁的，并且包括基本上覆盖所述永磁体的第一平表面(20)的顶面(26)，以及基本上覆盖所述永磁体的第二平表面的底面(3)，并且盖(3，26)在永磁体(6)的侧面(24)基本上开放。
2. 根据权利要求1的模块，其特征在于永磁体(6)彼此隔有距离。
3. 根据权利要求1的模块，其特征在于每个永磁体(60， 61) 基本上接近相邻的永-磁体(60， 61)。
4. 根据权利要求1的模块，其特征在于所述模块的顶面(26) 和底面(3)是对称的。
5. 根据权利要求1的模块，其特征在于模块(2)具有沿所述模 块的横向固定永磁体(6)的装置(8, 28, 58 )。
6. 根据权利要求5的模块，其特征在于固定所述永磁体的装置 (8， 28)包括在所述盖的边缘处制造的折起。
7. 根据权利要求1或2的模块，其特征在于所述盖的顶面(26) 和底面(3)在永磁体(6)之间的区域中有开口 ( 14)。
8. 根据权利要求7的模块，其特征在于模块(2; 50; 103)具 有沿所述模块的纵向固定永磁体(6)的装置(12， 13; 52, 54; 105， 111)。
9. 根据权利要求1的模块，其特征在于所述模块盖的底面(3) 和顶面(26)具有孔(84)或间隙(86, 88 )。
10. 根据权利要求1的模块，其特征在于间隔片(105, 109)设 置于盖(3)的侧面上永磁体(6)之间。
11. 一种用于电机的转子，其由嵌入的永磁体(6)激励，所述 转子包括轴(36 )和由装配到所述轴上的导磁片形成的转子芯(38 ),据此与所述轴平行的开口 (43)设置于转子芯内，永磁体(6)可从 转子一端装配到所述开口内，其特征在于所述永磁体装配在模块(2) 内,所述模块具有覆盖至少所述水磁体的磁极面(20 )的导磁盖(3, 26),并且在所述永》兹体的侧面(24)基本上开i文。
12. 根据权利要求11的转子，其特征在于所述转子具有径向冷 却通道(40)并且所述;f莫块在通道(40)处具有开口 (14, 114)。
13. 根据权利要求11或12的转子，其特征在于模块(2)具有 沿所述转子的轴向支撑永磁体(6)的装置(12, 13; 111， 105)以 及沿所述转子的周向支撑永磁体(6)的装置(8, 26; 58)。
14. 根据权利要求11的转子，其特征在于间隔片(105, 109 ) 设置于盖(3)的侧面上永磁体(6)之间。
全文摘要
本发明的目的是永磁体模块(2)，其包括至少两个永磁体(6)，其中第一磁极在第一平表面(20)上并且第二磁极在第二平表面上，以及至少部分地包围永磁体(6)的盖(3)。根据本发明，模块的盖(3)是导磁的，并且包括基本上覆盖永磁体的第一平表面(20)的顶面，以及基本上覆盖永磁体的第二平表面的底面(3)。盖(3)在永磁体(6)的侧面(24)至少部分地开放。本发明的另一个目的是用于电机的转子，该转子具有装配到相应模块内的永磁体。
文档编号H02K1/27GK101459356SQ200810177298
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月11日 优先权日2007年12月11日
发明者P·康尼南, P·玛基-奥恩托, T·布若尔克斯特朗德 申请人:Abb有限公司