[发明专利]转子和形成该转子的方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及一种用于电磁装置的转子和形成该转子的方法。

背景技术

诸如电马达、发电机和牵引马达这样的电磁装置对于将一种形式的能量转换为另一种是有用的。例如，电马达可以通过磁场和载流导体将电能转换为机械能。相反，发电机或直流发电机可将机械能转换为电能。并且，诸如用于混合车辆的牵引马达这样的其他电磁装置可运行为电马达和/或发电机。

电磁装置通常包括可绕中心纵向轴线旋转的元件。该可旋转元件，即，转子，可以与静止元件(即，定子)同轴，且能量可以经由转子和定子之间的相对旋转转换。

发明内容

一种用于电磁装置的转子，该转子包括堆叠片结构，限定穿过其中的多个通道，其中，所述多个通道绕中心纵向转子轴线环向地设置，并且其中，每个通道具有弯曲横截面。该转子还包括多个永磁体，分别设置在每个通道内，其中，每个通道用所述永磁体充分地填充。每个永磁体包括多个永磁性颗粒，这些永磁性颗粒弥散在聚合物内，且每个永磁性颗粒具有沿磁场永久排列的磁矩。

一种形成电磁装置的转子的方法，该方法包括用浆体充分地填充通道，该通道由堆叠片结构限定并具有弯曲横截面，该浆体包括聚合物和多个永磁性颗粒，其中，每个永磁性颗粒具有磁矩。该方法还包括在通道内向浆体原位施加磁场，以由此使每个永磁性颗粒的磁矩沿磁场排列，该磁场具有按预定几何设置的多个磁场线。另外，该方法包括孕育聚合物以使每个永磁性颗粒的磁矩沿磁场永久排列，且由此在通道内布置永磁体以形成转子。永磁体邻接堆叠片结构，并充分地填充通道，由此，该通道在堆叠片结构和永磁体之间基本不具有气隙。

在一个变体中，一种形成电磁装置的转子的方法包括结合聚合物和多个永磁性颗粒以形成浆体，该永磁性颗粒每个具有磁矩。该方法还包括将浆体以液相注射到堆叠片结构限定的多个通道的每个中，以由此用浆体充分地填充每个通道。多个通道绕中心纵向转子轴线环向地设置，且每个通道具有弯曲横截面。在注射之后，该方法包括将磁场在每个通道内原位施加到浆体，以由此使多个永磁体颗粒的至少一部分旋转，以便使每个永磁性颗粒的磁矩沿磁场排列，该磁场具有按预定几何设置的多个磁场线。与所述施加同时，该方法包括在每个通道内原位孕育聚合物，以使每个永磁性颗粒的磁矩沿磁场排列并由此将具有弯曲横截面的永磁体布置在每个通道内。永磁体邻接堆叠片结构并充分地填充每个通道，由此每个通道在堆叠片结构和永磁体之间基本不具有气隙。在孕育之后，该方法包括从永磁体去除磁场，而不旋转任何永磁性颗粒以由此形成转子。

该方法形成具有定制、可控磁轮廓的转子。即，由于转子包括具有弯曲横截面的永磁体，转子的操作磁场可针对期望应用被裁切，且扭矩脉动可被减小。此外，由于转子在堆叠片结构和永磁体之间不具有气隙，转子通过更少量的永磁性颗粒展现出相同的磁通，而没有牺牲扭矩输出。该方法还实现转子高效和廉价的制造，因为转子不包括需要繁冗手动组装在转子通道内的分离的直磁体。

本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点通过以下连同附图的用于实施本发明的最佳模式的详细描述显而易见。

附图说明

图1是被比较的转子的示意性分解透视图，该转子包括多个永磁体，这些永磁体放置在转子堆叠片结构限定的多个通道内；

图2是图1的转子的一部分的示意性透视剖视图；

图3是电磁装置的转子的示意性部分透视图，该转子包括限定多个穿过其中的通道的堆叠片结构，其中，每个通道具有弯曲横截面且被永磁体充分地填充；

图4是图3的转子以及喷嘴的示意性部分透视图，该喷嘴用于用浆体充分填充转子的每个通道；

图5是在具有以预定几何设置的多个磁场线的磁场施加到浆体以形成图3的永磁体之前，图4的浆体的一部分的示意性磁化图，以及

图6是图3的永磁体的一部分的示意性磁化断片图，该永磁体包括多个磁性颗粒，每个磁性颗粒在磁场已经施加到图4和5的浆体之后具有沿磁场永久排列的磁矩。

具体实施方式

参考附图，其中，相同的附图标记表示相同的元件，图3示出了用于电磁装置14的转子10和定子12。如上详细所述，转子10对于需要电磁装置14的应用是重要的，这些电磁装置具有优异的扭矩输出和最小化的扭矩脉动。例如，电磁装置14可被构造为电马达、发电机、组合的电马达/发电机，或用于以下应用的其他电机，这些应用包括但不限于，用于混合车辆的牵引马达和用于运输应用的内永磁体马达。