[发明专利]电机的转子、具有该转子的同步电机及绕线转子同步电机

说明书

技术领域

本发明涉及缠绕有线圈的电机的转子。还公开了包括该转子的同步电机，和绕线转子同步电机。

背景技术

电动车辆通常从各自与适当的功率变换器连接的直流电机、感应电机或永磁同步电机提供驱动功率。这些电机可以是众多结构中的任何一种。其中，能够在较宽的速度范围内获得均匀的功率运行的内置永磁体(IPM)电机主要用于电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)。

然而，在IPM电机中，稀土永磁体通常布置在转子内部。因此，通常不能将功率因数控制成1，并且IPM电机的成本由于稀土永磁体的成本而显著升高。因此，已经开发出不使用稀土永磁体的电机，而且近来已特别开发出同样不使用永磁体的开关磁阻电机(SRM)、同步磁阻电机(SRM)和绕线转子同步电机(WRSM)，作为IPM电机的替代品。

在这些电机当中，特别地，绕线转子同步电机(WRSM)是一种能够实现最小尺寸同时具有与IPM电机相似的转矩密度和输出密度的电机。而且，绕线转子同步电机(WRSM)不使用稀土永磁体，因此可降低电机成本。

然而，在绕线转子同步电机(WRSM)中，线圈缠绕在转子而非永磁体周围，并且需要供给大量的附加电流。因此，由于其中的高电流量，在转子线圈中常常发生铜损，从而降低了效率。

在本背景技术部分中公开的上述信息仅是用于增强对本发明背景的理解，因此其可能包含不构成本国内本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明已致力于提供一种通过取代IPM电机(该电机通常应用于混合动力电动车辆或电动车辆)能够提高能量效率同时降低电机成本的电机转子，一种包括该转子的同步电机，以及一种绕线转子同步电机。为了解决上述问题，本发明的示例性实施例提供了一种电机的转子。在几个示例性实施例中，电机的转子包括：旋转轴，其用作转子的旋转中心；铁芯，其安装在旋转轴上，并且包括多个相对于旋转轴径向突出的齿；线圈，其缠绕在所述齿周围，用以通过外部电源产生磁场；以及一对永磁体，其安装在所述齿的两侧。

所述齿可包括延伸部，从齿的端部向两侧延伸，以便与电机的定子的内径表面相匹配。此外，一对永磁体可安装在延伸部与线圈之间。延伸部可包括位于齿的两侧的一对槽，并且一对永磁体可插入一对槽中。永磁体可以是铁氧体磁体。

本发明的另一示例性实施例提供了一种同步电机。在几个示例性实施例中，同步电机包括：圆筒形定子，其配置成由外部电源形成磁场；以及转子，其在定子内旋转。

定子可包括：定子铁芯，其围绕定子的外周形成；多个定子齿，以均匀的间隔在径向方向上向定子铁芯的内侧突出；以及定子线圈，其缠绕在定子齿周围，用以产生磁场。

在本发明的又一示例性实施例中，提供了一种绕线转子同步电机(WRSM)，其中线圈缠绕在转子周围。在几个示例性实施例中，绕线转子同步电机的转子即上述电机的转子。

依照根据本发明的示例性实施例的包括永磁体的绕线转子和包括绕线转子的同步电机，能够通过一起使用铁氧体磁体和绕线转子适当地取代IPM电机并降低电机成本。此外，依照根据本发明的示例性实施例的包括永磁体的绕线转子和包括绕线转子的同步电机，与常规的绕线转子同步电机相比，铜损降低了36％，从而提高了电机的效率。

附图说明

图1是根据本发明的第一示例性实施例的同步电机的横截面视图。

图2是根据本发明的第一示例性实施例的同步电机的局部A1的放大视图。

图3是根据本发明的第二示例性实施例的同步电机的局部放大视图。

图4是无永磁体的绕线转子同步电机的横截面视图。

图5是根据本发明的示例性实施例的设有永磁体的绕线转子同步电机的横截面视图。

附图标记说明

10、20：同步电机  100、400：定子

200、300：转子    110、410：定子铁芯

120、420：定子齿  130、430：定子线圈

210、310：旋转轴  220、320：铁芯

221、321：齿      222、322：延伸部

323：槽           230、330：线圈

240、340：永磁体

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细说明本发明的示例性实施例。