CN101369748B - 永磁电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有最优电动效率的永磁电机。所述永磁电机适用于混合动力汽车动力系统。建立电机转子中非对称的磁通量分布图案以提高当电机处于电动模式时电机的运行效率。

Description

永磁电机
技术领域
本发明涉及一种具有非对称转子设计的永磁电机。
背景技术
永磁电机通常具有包括黑色金属铁芯和嵌入的永磁体组的转子。围绕转子的定子包括黑色金属和流过交流电的绕组。这种电机(有时称为内置式永磁电机)能够用作电动机或发电机。磁体组被插入在转子铁芯的孔或腔(cavity)中。
通过在转子铁芯中设置沟槽可降低转子的重量和转子的转动惯量。在一些应用中,沟槽也用于接纳用于散热的冷却油流。这些沟槽或“油孔”通常与永磁体的转子磁极相邻地对称布置。如果孔的大小引起转子的磁通量流区域中的磁通量流通路的宽度的显著减小,则对于给定的定子电流,永磁电机将具有降低的有效电磁性能。孔的位置也影响磁通量流通路。
如果永磁电机用于混合动力汽车动力系统,则在判断通量流分布的变化对整体性能的影响时,永磁电机的重量降低、热管理和电流容量具有特别的重要性并且应该被考虑在内。
在已知的用于混合动力汽车动力系统的永磁电机中,使用圆形油孔,并且环绕所述油孔创建电磁通量流通路。油孔相对于嵌入的永磁体对称地布置。
如果油孔没有包括在转子设计中,并且永磁电机不需要油孔以用于冷却或降低重量的目的,则在永磁体之下的区域中的磁通量具有较宽的通过通量的通路。因此,在该区域中的通量饱和度较低。此外,饱和度由于可用于通量流通路的较大的横截面积而相对均匀。然而,当在转子设计中引入油孔时,磁通量被迫流过在磁体和油孔之间的位置处更窄的通路。由此造成的饱和度的增加需要更高的电流来补偿电磁扭矩的降低。
发明内容
当结合本发明的特点的永磁电机作为混合动力汽车动力系统的组件时,永磁电机在电力从发动机驱动的发电机和/或从蓄电池传送到电动机时用作电动机。电动机将电能转换为机械能,机械能被传输到汽车驱动轮。当汽车处于制动模式时,机械能从驱动轮分配到永磁电机,永磁电机将机械能转换为在蓄电池充电模式期间被存储在蓄电池中的电能。
如果汽车动力系统是串联式混合动力汽车动力系统,则从发电机输出的不用于产生动力的电能可用于为蓄电池充电,其中,发动机动力驱动将机械能转换为电能的发电机为蓄电池充电并在电动模式下驱动永磁电机。
如果永磁电机是并联式混合动力汽车动力系统的一部分,则将来自发动机的机械能分割,其中,一部分机械能被直接传送到驱动轮。其余的发动机机械能用于驱动发电机。发电机将电能提供给蓄电池并将电能提供给用作电动机的永磁电机,永磁电机转而将所述电能转换为机械能以驱动驱动轮,从而补充来自发动机的机械能。然而,在汽车制动时永磁电机在发电模式下运行期间,只有一部分汽车动能通过机械制动和发动机制动被消耗。
因为混合动力汽车动力系统的这种非对称运行特性,包含本发明的特点的永磁电机适用于并联式混合动力汽车动力系统和串联式混合动力汽车动力系统。具有本发明的特点的转子的部件的非对称布置将导致在电动期间永磁电机的电磁性能的提高,尽管在发电模式运行期间永磁电机的电磁性能会降低。但是,因为永磁电机在总的运行时间中的大部分时间内在电动模式下运行,所以永磁电机在电动期间的性能提高相比在发电模式下运行期间的性能降低,对总体性能更为重要。
当永磁电机在空载条件下运行时,转子中的磁通量分布相对于磁体对称,并且磁通线围绕油孔均匀地分布。然而,在负载条件下,永磁体的磁通量分布与定子电流产生的磁通量分布相互作用,并且当永磁电机用作电动机时,所得的磁通量分布朝向转子的转动方向移动,而当永磁电机用作发电机时,所得的磁通量分布向相反方向移动。
因为如上所述,电动运行模式在混合动力汽车动力系统中的永磁电机中占据主要地位,所以可制作油孔的位置和形状以优化电动模式下永磁电机的运行,从而提高整体性能。因此,油孔的策略上的位置、大小和形状可提高电动模式下电动机-发电机的性能,尽管在发电模式下性能稍有降低。对于电动模式和发电模式的不同扭矩需求使得可以设计具有非对称几何形状的转子,这将充分利用主要的磁通量分布通路。
具有本发明的特点的永磁电机的转子可具有叠片的铁磁材料的转子铁芯。叠片的数量可根据期望的转子的总厚度而变化。多个磁体被嵌入到转子中,接近于定子和转子之间的气隙。可构造油孔的形状,以在不明显降低电动机扭矩的情况下允许去除最多的转子材料。
在公开的本发明实施例中,油孔通常可以是三角形,而非圆形。此外,油孔的策略上的位置将使通量分布最优化,以在电动期间实现提高的电磁性能。油孔相对于磁体的位置是非对称的。可通过相对于包含油孔的几何中心的对称轴以一定的角度布置油孔,或者通过相对于对称轴在一侧布置油孔,来实现这种非对称。
根据本发明的另一实施例,可通过以非对称方式布置磁体,而非油孔,来实现非对称的转子设计,从而油孔的位置相对于磁体变为最优。
根据本发明的另一实施例,可接近于磁体在转子中设置非对称布置的额外的孔或腔,以增加电机产生的电磁扭矩。
附图说明
图1是包含本发明特点的转子叠片和定子叠片的部分径向剖视图;
图1a是本发明的转子的实施例的俯视图;
图1b是从图1a的剖面线1b-1b的平面观看的剖视图;
图1c是容纳在形成于图1a和图1b的转子中的磁体开口(magnet opening)中的磁体的等轴测图;
图2是包含本发明特点的转子的图解视图,其中,电磁通量线被指示并且定子没有电流,仅由磁体产生从北极(N)到南极(S)的磁通线;
图2a是与图2的示图相似的示图,其中,定子包含具有电流的励磁绕组,而不包括磁体,仅由定子绕组产生磁通线;
图3是与图2和图2a的示图相似的示图,但是包括当永磁电机在电动模式下负载运行时,由磁体和定子绕组电流的组合效应产生的通量分布;
图4是与图3的示图相似的示图,其具有当永磁电机在发电模式下运行时,由磁体和定子绕组电流的组合效应产生的通量分布;
图5是如图3所示的转子和定子的示图,但是其中,当永磁电机在电动模式下运行时,油孔相对于相邻的磁体被不对称地布置;
图6是与图5的示图相似的示图,其中,永磁电机在发电模式下运行;
图7是对于低饱和区域的通量分布的磁动势(MMF)和通量密度之间的关系的曲线图;
图7a是对于高饱和区域的通量分布的通量密度对磁动势的曲线图;
图8是与图5和图6的剖视图相似的剖视图,但是其中,与图5和图6中所示的油孔具有位于对称轴的转动中心的油孔布置不同,油孔相对于它们的几何中心转动,并且布置到相邻磁体的对称线的一侧;
图9是与图8相似的剖视图,其中,电机在如图8所示的负载条件下,在发电模式下而不是在电动模式下运行;
图10是本发明的实施例,其中,磁体而非油孔相对于对称轴被非对称地布置;
图11是本发明另一实施例的转子的部分径向剖视图,其中,转子具有通常位于相邻的磁体对之间的直轴上的额外的腔;
图12是与图11的示图相似的示图,其显示当转子中的额外的腔相对于相邻的磁体对对称地布置时,在电动运行期间的磁通线;
图13是与图12的示图相似的示图,其显示当额外的腔在电动运行期间非对称地布置时,在电动运行期间的磁通线;
图14是动力系统部件为串并联结构的混合动力汽车动力系统的示意性框图;
图15是串并联式混合动力汽车动力系统的示意性框图,其中,示出了动力系统扭矩分配式行星齿轮传动,一部分发动机扭矩用于驱动发电机,并且其余的发动机扭矩被机械地传输到驱动轮;和
图16是动力系统部件为串联结构的混合动力汽车动力系统的示意性框图。
具体实施方式
为了描述本发明的永磁电机的运行环境,首先参考图14、图15和图16,图14、图15和图16分别示出串并联式混合动力汽车动力系统、动力分配式混合动力汽车动力系统和串联式混合动力汽车动力系统。在图16中示意性地示出的动力系统的情况下,发动机10机械地连接到发电机12,发电机12又电结合到电动机14。通常,电结合包括DC链路,DC链路包括AC/DC转换器16和DC/AC转换器16′。高压牵引用蓄电池18通过DC/DC转换器20结合到DC链路。电动机机械地结合到齿轮传动机构22,齿轮传动机构22可具有多重比率齿轮和单一比率齿轮。
驱动轮24由传动机构的扭矩输出部件驱动。除了功率损耗外,发动机的所有机械能被传送到发电机,发电机将机械能转换为电能,以驱动电动机14。不需要用来驱动电动机的任何电能用于为蓄电池18充电。当汽车制动时,在电动机14用作发电机时,除了损耗之外,从传动机构传送到电动机14的所有或部分汽车机械动能用于为蓄电池充电。
与图16的串联布置相比,图14的串并联布置包括如26′所示的发动机和传动机构之间的直接机械连接。图14的串并联式混合动力系统和图15的动力分配式混合动力系统具有图16的串联布置中的组件的对应组件。这些组件由公用标号指示,但是撇号被添加到图14和图15中的数字。
传动机构22′和发动机10′之间的机械连接包括行星齿轮系统26。图15中所示的行星齿轮系统包括用作用于驱动传动机构22′的动力输入部件的动力输出构件的环形齿轮28。恒星齿轮30机械地连接到发电机12′。32所示的用于行星齿轮系统26的传送器连接到发动机10′的动力输出轴或曲轴。当发动机通过行星齿轮系统将扭矩传送到传动机构时,因为恒星齿轮机械地连接到发电机,所以恒星齿轮用作反应部件(reaction element)。因此,发电机的负载将确定发动机的速度。在前向驱动期间,电动机14′的扭矩补充发动机扭矩并提供输入到传动机构的第二动力。在反向驱动期间,电动机14′的扭矩方向改变,从而反向运行。发动机此时停止。
当汽车在制动模式下时,再生能量从车轮通过传动机构传送到电动机。此时,电动机用作为蓄电池充电的发电机。一部分再生能量通过如图14中26′所示的机械扭矩流路径经传动机构分配到发动机。在这方面,图14的动力系统的再生能量流路径不同于图16的动力系统的再生能量流路径,在图16中,在再生制动期间没有机械能被分配到发动机。
鉴于图11的并联混合动力系统的电动机14′仅恢复一部分再生能量,因而在电动模式期间电动机的效率明显高于在发电模式期间电动机的效率。因此,如上所述,图14所示类型的串并联式混合动力汽车动力系统尤其适合于结合具有本发明的特点的电动机。对于图15的动力分配式混合动力系统同样如此。
正如以下将解释的那样,当动力系统包括具有本发明的特点的电动机时,整个动力系统效率的提高导致电动机14′的电动效率的提高,而电动机14的发电效率稍有降低。
公开的本发明实施例的转子和定子包括含铁叠片。这种类型的转子和定子结构显示在图1、图1a和图1b的部分径向剖视图中。36显示定子叠片,38显示转子叠片。图2至图6中示出的小气隙40位于定子叠片36的内圆周和转子叠片38的外圆周之间。径向延伸的开口37形成在定子叠片中,并且对称布置的磁体开口42形成为临近每个转子叠片38的外圆周。每个磁体开口42容纳磁体44。
图1c是一个磁体的等轴测图。每个磁体在剖面上通常为矩形。磁体的一端是如46所示的北极,另一端是南极48。从北极延伸到南极的磁通线如50所示。
图1a和图1b示出具有以堆叠式关系布置的多个叠片的转子结构。图1a中显示了磁体开口42,但该图省略了示出磁体44。图1b中显示了油孔开口。通常,图1a和图1b的转子的轴向厚度大于磁体44的端面之间的距离。因此,多个磁体将被端对端地放置在磁体开口42中,其中,一个磁体的端部52邻接到相邻磁体的端部54。
转子叠片38设置有通常为三角形的开口56。如图1a所示,开口的角可以是圆形。这些开口接纳通过转子的冷却油流。这些开口也减少转子的质量。降低的重量将降低转子的转动惯量。与开口为圆形时出现的质量减少相比,三角形的开口可以在更大的的程度上消除转子的旋转质量。为了比较在相同位置处开口增加的大小和圆形开口的直径,通过虚线58在图1中虚拟地示出了圆形开口。
转子叠片的中央具有用于接纳传动轴的圆形中央开口60,传动轴具有可容纳驱动钥匙62的钥匙孔。
开口56相对于相邻的多对磁体开口42对称地布置,64显示了一条对称轴。
图2是转子叠片38的局部视图。定子36在开口37中具有定子绕组,但是因为在图2的情况下假设定子绕组不传送电流,所以在图2中没有示出定子绕组。然而,稍后将参照图2a描述通过电流的定子绕组。
图2中的每个开口56相对于磁体44以对称关系布置在相邻的磁体44之间。65显示了每对磁体44之间的磁通线。磁通线从第一磁体的北极发出,通过气隙40到达定子36。磁通线通过开口37之间的定子金属径向向外传播,然后在沿径向向内方向返回之前沿圆周方向传播。通过定子的磁通线再次穿过气隙40并返回到相邻的第二磁体44的南极。第二部分的磁通量流通路将从第二磁体的北极发出,并通过转子叠片38到达第一磁体的南极。如图2所示,磁通线还包围开口56。
图2a是当从磁体开口42移除磁体时由定子36创建的磁通量流分布的示图。在图2a的情况下,定子绕组励磁以创建磁通量流分布66。图案66定义通过定子径向向外延伸的磁通量流通路68。磁通量流通路在定子的外圆周附近沿圆周方向转弯。然后,磁通量流通路通过定子沿径向向内方向返回并穿过气隙40。然后,磁通量流通路进入与磁体44相邻的转子的外围部分。然后,磁通量流通路通过气隙40朝向定子的径向向外区域再次沿径向向外方向延伸。如图2a所示,由定子绕组创建的磁通量流分布也包围磁体44。
在位置A、位置B和位置C由定子开口37中的绕组创建磁通量流通路68。在图2a中以剖视形式表示定子开口中的绕组。定子绕组在位置A通过定子开口延伸,随后在位置ARETURN通过开口返回。定子绕组在位置B通过开口沿一个方向延伸,并在位置BRETURN通过开口沿相反方向返回。在位置C的开口,定子绕组沿一个方向延伸,并在位置CRETURN通过开口沿相反方向返回。
图2a仅显示了一段定子绕组。图2a中所示的由绕组创建的图案在未显示的其他段被重复。
图3显示了当定子绕组励磁并且磁体安装在转子中时的磁通量流分布。在这种情况下,永磁电机处于电动模式。相邻磁体44的北极之间的磁通量流通路通过转子延伸,并通过定子沿径向向外方向延伸。然后,磁通量流通路通过定子材料沿圆周方向延伸,如区域70所示。然后,磁通量流通路沿径向向内方向返回,穿过气隙40到达相邻磁体44的南极。当磁通量流沿轴向通过由每单位转子长度的相邻磁体的北极和开口56的相邻面之间的空间定义的横截面时,这种磁通量分布在72创建较高的通量密度区域,在74创建较低的通量密度区域。
由磁体44和相邻段内的定子绕组创建的磁通量流通路在相邻磁体44的南极和开口56的边缘之间的位置具有较低的通量密度区域76和较高的通量密度区域78。
与图3的电动模式下的磁通量流分布不同,图4中所示的磁通量流分布在发电模式期间与图3的磁通量流分布相反。也就是说,在图3中由X所示的较高的通量密度区域被发电模式下的图4中所示的较高的通量密度区域X′代替。此外,电动模式下的图3中的较低的通量密度区域Y被发电模式下的图4中的较低的通量密度区域Y′代替。
还应该注意,在图2至图4中,开口56相对于磁体44对称地布置。每个开后56和相邻的磁体44之间的空间基本上相等。因此,在开口一侧的磁通量流分布将具有高密度区域和低密度区域。每个开口56的另一侧也具有高密度区域和低密度区域,但是它们的位置彼此相反。此外,磁体44相对于对称轴80对称地布置。82显示了开口56的相应的对称轴。
在图5的情况下,转子设置有通常为三角形的开口56′,开口56′对应于如图2至图4所示的开口56。如图5所示,开口56′被关于开口的几何中心沿逆时针方向转动。每个开口56′的几何中心位于对称轴82上。因为如图5所示每个开口56′转动,所以相邻磁体44和开口56′的边缘上的点84之间的空间相对于图2至图4所示的相应的空间减小。此外,相邻磁体44和开口56′的边缘上的点86之间的空间相对于图2至图4所示的相应的空间增大。当永磁电机处于电动模式时,这增加了区域88中的磁饱和度并减小了区域90中的磁饱和度。
图6是与图5相似的示图,但是永磁电机被显示为在发电模式而非电动模式下运行。在图6的情况下,与图4的通量密度分布相比,区域92中的通量密度分布变得更密集,而区域94中的通量密度分布变得不密集。
在以上讨论中描述的通量密度分布的变化与对于每对磁体和与所述每对磁体相互作用的定子绕组的其他通量分布相似。在这里描述的实施例中,每对磁体与相邻的定子开口中的绕组相互作用。
这里公开的永磁电机设计是同步电动机设计,其中,定子绕组可由三相交流电励磁。因此,图2至图6所示的磁通线表示在用于定子绕组电流的交流电周期中的给定时刻的通量密度分布。
图7是低通量饱和区域的磁通量密度对磁动势(MMF)的曲线图。磁动势与定子绕组匝数乘以定子绕组电流成比例。当在低饱和区域中定子电流从零值增加到点96时,迅速发生通量密度的增加。图7所示曲线的斜率在点96和点98的通量密度的较高值之间迅速减小。在点96和点98之间的通量密度的变化对应于定子电流从100所示的值增加到102所示的值。
与图7的曲线相比,图7a的曲线显示在高通量密度区域中通量密度和定子电流之间的关系。在图7的情况下,图7a的通量密度曲线将以较高的斜率从零值增加到104所示的值。图7a的曲线的斜率基本上在更高的定子电流下减小。对于与图7的通量密度变化相应的给定的通量密度变化,定子电流将从如106所示的相对较高的值减小到104的较低值。因为图7和图7a所示的特点,所以如图5和图6所示的油孔的策略上的形状和非对称的位置将导致在电动模式运行期间永磁电机的整体效率的提高,但在发电模式运行期间效率会稍有降低。这是因为,当油孔的位置非对称时,在电动模式下运行时在高通量密度区域中通量密度减小,并且在发电模式下运行期间在高通量密度区域中通量密度的变化增大。
参照图7和图7a,从点96到点98的通量密度变化将导致从点100到点102的电流变化。对于如图7a所示的在高饱和区域中的相同的通量密度变化,电流变化将会更大。与如图7a所示的操作点从106移动到104时的电流变化相比,由于非对称设计从点96到点98的操作点移动所导致的电流变化将相对较小。
当饱和度从点106减小到点104时,图7a所示的电流相对较大地减小。这种变化大于图7所示的当电流从点100增加到点102时所导致的损失(penalty)。图7所示的这种电流增加表示损失,但是这种损失远远小于图7a所示的增益。因此,当永磁电机在电动模式下运行时,动力系统的整体净效率提高增大。如上所述,在混合动力系统运转时间的主要部分中以电动模式运行。
图8和图9显示本发明的可选实施例,其中,通过将油孔布置在对称轴82的一侧可实现非对称设计。当图9的永磁电机在发电模式下运行时,由于油孔56的非对称位置而产生的通量密度分布将导致当转子结构对于电动模式被最优化时的局部高饱和区域114,而实际上永磁电机在发电模式下运行。当如图8所示,永磁电机在负载条件下在电动模式下运行时,在112出现降低的饱和区域。
在图10的设计的情况下,还可通过如所示将永磁体相对于轴82非对称布置,而非通过将油孔相对于对称轴82非对称布置,来实现期望的非对称转子结构的通量密度分布。当如图10所示布置磁体时,在区域116产生低饱和区域,在118产生高饱和区域。这也将在电动期间提高电磁性能,而在发电模式运行期间降低电磁性能。然而,如上所述,在发电期间的性能降低小于在电动期间电磁性能的提高。
除了上述的油孔或开口之外,转子结构可包含位于每个转子磁极的径向定向磁轴(在下文中称为直轴)上的额外的腔。这些附加的腔的主要目的在于增加由沿直轴和象限轴的磁导的差异产生的磁阻扭矩,所述象限轴从相邻的磁体对径向并等距延伸。图11中部分地显示了这种转子结构,图11示出了当定子中不存在电流时定子中装配的转子。没有显示磁通线。图11所示的定子结构可以与上述实施例的定子结构相同,因此使用公用标号。图11的实施例的转子结构本质上不同于上述的转子结构,因此未使用公用标号。
在图11中,122表示转子结构。圆形开口124可相对于直轴126以同轴布置方式位于转子结构中。在上述实施例的情况下,接近于气隙40来布置永磁体128和130。磁体布置在与上述实施例的磁体开口相应的开口中。磁体128和130相对于参考直轴126对称地布置。开口124位于参考象限轴127上。
除了开口124之外,图11的转子结构具有额外的腔或开口132,所述额外的腔或开口132通常可以是三角形,与一对磁体128和130相邻地位于直轴126上。
腔132布置为与气隙40相邻。这些额外的腔增加通过增加沿直轴和象限轴创建的磁导的差异所产生的扭矩。这导致由电机产生的电磁扭矩增加。可参考美国专利6,803,692和7,170,209来了解使用这种类型的电机中的对称布置的额外的腔的示例。
图12显示了当转子122的绕组励磁时创建的磁通量分布。在图12中示出了由磁体的磁通线和定子的磁通线的相互作用创建的通量分布。在通量密度分布中创建如图12中134所示的高饱和区域。此外,在136创建低饱和区域。通过定子通量和磁体的通量分布的相互作用创建高饱和区域和低饱和区域。
在电机的电动运行期间创建图12所示的磁通量流通路。
为了与图13所示的磁通量流通路比较,示出这种磁通量流通路,在图13中非对称地布置额外的腔。
图13显示包括非对称地布置的位于转子结构122′中的额外的腔132′的本发明的实施例。每个额外的腔132′相对于直轴126′偏移。这创建了相对于一对磁体128′和130′非对称布置的额外的开口132′。因为这种非对称布置的额外的开口132′,所以在电动运行期间在134产生低饱和区域。
通过相对于磁对称轴或直轴126′转动腔或布置腔来创建额外的腔的策略上的位置和几何形状。非对称布置额外的腔的另外的优点以与以上关于图5和图8描述的布置或转动油孔的相同的方式来实现,以增加电机的输出扭矩。在使用如图13所示的非对称的额外的腔的情况下,电机的输出扭矩和功率增加。通常,具有相对于转子磁极非对称布置的油孔和额外的腔的电机得益于增加输出扭矩。
在图12所示的通量密度的情况下,在永磁体和额外的腔之间的区域中的通量密度分布是非对称的。使用转动方向作为参考,当转子沿图12所示的转动方向箭头的方向转动时,在腔的前缘前面的区域比后缘的区域更加饱和。
为了降低平均饱和度并增加电动机的输出功率,在重饱和区域中的磁通量流的可用通路在电动期间应该增加。如图13所示,通过将每对磁体的额外的腔布置到具有低通量密度的区域来实现这种增加。
虽然已经公开了本发明的实施例,但是本领域技术人员应该清楚,可在不脱离本发明的范围的情况下进行修改。所有的这种修改及其等同物都被权利要求限定。

Claims (3)

1.一种永磁电机,包括:
转子、紧密接近于转子的定子和定子中的定子绕组;
定子和转子之间的气隙,其中,转子可驱动地连接到转子轴并且相对于定子转动;
嵌入到转子中的多个磁体,紧密接近于定子绕组;
转子中三角形的开口,用于接纳冷却介质流或降低重量;
定子绕组和磁体具有彼此相互作用的通量分布,以建立每个开口和相邻的磁体之间的组合磁通量流通路,并限定包围磁体的非对称磁通量分布,从而所述永磁电机在电动模式下以提高的效率运行,并且在发电模式下以降低的效率运行;
所述开口相对于在磁体对的两个磁体之间从转子中心延伸的径向对称线非对称地布置。
2.如权利要求1所述的永磁电机,其中,所述开口相对于邻近的磁体对非对称,从而当电机处于电动运行模式时,在所述开口和磁体之间的转子区域的电磁通量密度被优化,以实现提高的效率。
3.如权利要求1所述的永磁电机,其中,多个相邻的磁体对相对于在所述多个磁体对之间延伸的径向对称线被对称地布置;
开口相对于所述在磁体对的两个磁体之间从转子中心延伸的径向对称线被非对称地布置,从而在电机在电动模式下运行期间,在开口和相邻的磁体之间的转子区域中建立优化通量密度的磁通量流分布。
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Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7791236B2 (en) 2007-08-16 2010-09-07 Ford Global Technologies, Llc Permanent magnet machine
JP4492681B2 (ja) * 2007-11-16 2010-06-30 株式会社デンソー 同期機
US20090140593A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Gm Global Technology Operations, Inc. Methods and apparatus for a permanent magnet machine with added rotor slots
US8536748B2 (en) 2008-11-11 2013-09-17 Ford Global Technologies, Llc Permanent magnet machine with different pole arc angles
US20100117475A1 (en) 2008-11-11 2010-05-13 Ford Global Technologies, Llc Permanent Magnet Machine with Offset Pole Spacing
CN201294443Y (zh) * 2008-12-01 2009-08-19 东元总合科技(杭州)有限公司 永磁自启动同步电机转子
DE202009007544U1 (de) * 2009-05-27 2010-10-14 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Blechpaket, insbesondere für den Rotor eines Elektromotors
US8461739B2 (en) 2009-09-25 2013-06-11 Ford Global Technologies, Llc Stator for an electric machine
DE102010010434A1 (de) * 2010-02-26 2011-09-01 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Rotor für eine elektrische Maschine
JP5479978B2 (ja) * 2010-03-30 2014-04-23 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機
US20110273047A1 (en) * 2010-05-10 2011-11-10 Remy Technologies, L.L.C. Rotor lamination assembly
DE102010022702A1 (de) * 2010-06-04 2011-12-08 Wilo Se Rotor mit Permanentmagneten
JP5038475B2 (ja) * 2010-09-28 2012-10-03 本田技研工業株式会社 ロータ
JP5574178B2 (ja) * 2010-09-29 2014-08-20 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機のロータ
US8508092B2 (en) 2010-11-19 2013-08-13 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Permanent magnet rotors and methods of manufacturing the same
TW201328126A (zh) * 2011-12-29 2013-07-01 Ind Tech Res Inst 永磁馬達與永磁馬達的轉子
US8928197B2 (en) * 2012-04-17 2015-01-06 GM Global Technology Operations LLC Pole-to-pole asymmetry in interior permanent magnet machines with arc-shaped slots
CN102684439B (zh) * 2012-06-11 2013-12-11 中国矿业大学 一种反凸极永磁同步电机
US8760025B2 (en) * 2012-08-09 2014-06-24 GM Global Technologies Operations LLC Interior permanent magnet machine having off axis centered arc geometry
WO2014033863A1 (ja) * 2012-08-29 2014-03-06 株式会社安川電機 回転電機およびロータ
JP5722301B2 (ja) 2012-12-18 2015-05-20 ファナック株式会社 埋込磁石型同期電動機の回転子および埋込磁石型同期電動機
CN103973005A (zh) * 2013-01-24 2014-08-06 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 一种转子以及包含该转子的电动机和压缩机
JP5892106B2 (ja) * 2013-04-15 2016-03-23 株式会社安川電機 回転電機及び回転子の製造方法
WO2014188757A1 (ja) * 2013-05-20 2014-11-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転電機の回転子、回転電機、電動駆動システム、及び電動車両
TWI508414B (zh) * 2013-11-12 2015-11-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 轉子及採用該轉子之馬達
DE102014203526A1 (de) 2014-02-27 2015-08-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen einer Gestaltung einer Magnetanordnung, Magnetanordnung sowie elektrische Maschine
JP6172381B2 (ja) * 2014-03-18 2017-08-02 日産自動車株式会社 回転電機のロータ構造
US10205358B2 (en) * 2014-04-12 2019-02-12 GM Global Technology Operations LLC Electric machine for a vehicle powertrain and the electric machine includes a permanent magnet
TW201639274A (zh) * 2015-04-24 2016-11-01 Visionary Dynamics 轉子軛鐵
US9925889B2 (en) 2015-08-24 2018-03-27 GM Global Technology Operations LLC Electric machine for hybrid powertrain with dual voltage power system
US10284036B2 (en) * 2015-08-24 2019-05-07 GM Global Technology Operations LLC Electric machine for hybrid powertrain with engine belt drive
WO2017072851A1 (ja) * 2015-10-27 2017-05-04 三菱電機株式会社 ロータ、永久磁石埋込型電動機および圧縮機
DE102015225582A1 (de) 2015-12-17 2017-06-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Rotorlamellenpaket und Rotor für ein elektrisches Aggregat, insbesondere für einen Elektromotor, und Verfahren zur Herstellung eines solchen Rotors
US10541577B2 (en) * 2016-01-13 2020-01-21 Ford Global Technologies, Llc Utilization of magnetic fields in electric machines having skewed rotor sections and separators with cutouts
US20170229933A1 (en) * 2016-02-10 2017-08-10 Ford Global Technologies, Llc Utilization of Magnetic Fields in Electric Machines
CN107437853A (zh) * 2016-05-27 2017-12-05 比亚迪股份有限公司 电机和电动汽车
CN107437858B (zh) * 2016-05-27 2021-05-14 比亚迪股份有限公司 电机转子冲片、电机转子、电机和电动汽车
CN107437879A (zh) * 2016-05-27 2017-12-05 比亚迪股份有限公司 两对极永磁同步电机和电动汽车
CN107437857A (zh) * 2016-05-27 2017-12-05 比亚迪股份有限公司 两对极电机和电动汽车
CN107437851B (zh) * 2016-05-27 2021-06-18 比亚迪股份有限公司 永磁同步电机和电动汽车
CN107437856A (zh) * 2016-05-27 2017-12-05 比亚迪股份有限公司 电机转子、电机和电动汽车
US10523072B2 (en) 2016-06-15 2019-12-31 Ford Global Technologies, Llc Electric machine rotor
EP3261220B1 (en) * 2016-06-23 2020-08-12 Volvo Car Corporation Electric machine
JP6638615B2 (ja) * 2016-09-29 2020-01-29 株式会社デンソー 同期回転電機
JP6630690B2 (ja) * 2017-02-22 2020-01-15 本田技研工業株式会社 回転電機のロータ
US10622875B2 (en) * 2017-06-07 2020-04-14 GM Global Technology Operations LLC Interior permanent magnet electric machine
TWM576750U (zh) 2017-07-25 2019-04-11 美商米沃奇電子工具公司 電氣組合物、電動化裝置系統、電池組、電馬達、馬達總成及電馬達總成
CN107834733B (zh) * 2017-11-24 2020-06-26 江苏大学 一种降低五相内嵌式永磁电机转矩脉动的方法
JP6958478B2 (ja) * 2018-05-16 2021-11-02 株式会社デンソー 回転電機
US10879775B2 (en) * 2018-05-23 2020-12-29 Ford Global Technologies, Llc Surface treatments of electrical steel core devices
US11056939B2 (en) * 2018-07-05 2021-07-06 Aisin Aw Co., Ltd. Rotor with stress relaxation magnetic flux suppression holes with flux paths width less than length of the hole
CN111130240A (zh) * 2018-10-30 2020-05-08 法雷奥日本株式会社 转子以及使用该转子的ipm电机
US10666099B1 (en) 2018-11-26 2020-05-26 GM Global Technology Operations LLC Slotted permanent magnets for electric machines
WO2020172180A1 (en) 2019-02-18 2020-08-27 Milwaukee Electric Tool Corporation Impact tool
DE102019109714A1 (de) * 2019-04-12 2020-10-15 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Rotor einer elektrischen Maschine
US11323001B2 (en) * 2019-07-02 2022-05-03 GM Global Technology Operations LLC Segmented bar conductors for electric machines
US10780849B1 (en) 2019-08-07 2020-09-22 GM Global Technology Operations LLC Electric drive units with integrated power electronics for vehicle powertrains
WO2021134276A1 (zh) * 2019-12-30 2021-07-08 安徽威灵汽车部件有限公司 电机的转子、驱动电机和车辆
KR102351792B1 (ko) 2020-01-22 2022-01-17 엘지전자 주식회사 전동기 및 이를 구비한 압축기
US11147193B2 (en) 2020-02-25 2021-10-12 GM Global Technology Operations LLC Vascular cooling system for electrical conductors
US11230288B1 (en) 2020-09-28 2022-01-25 GM Global Technology Operations LLC Optimized regenerative braking for hybrid electric vehicle (HEV) powertrain configurations
US11710993B2 (en) 2020-10-28 2023-07-25 GM Global Technology Operations LLC Electric machines with features for enhancing load transfer performance of stacked-laminate rotors
DE102021100864A1 (de) * 2021-01-18 2022-07-21 Audi Aktiengesellschaft Herstellen einer magnetischen Einheit für eine rotierende elektrische Maschine
CN116806407A (zh) * 2021-02-10 2023-09-26 尼得科株式会社 旋转电机
US11942822B2 (en) 2021-12-23 2024-03-26 GM Global Technology Operations LLC Stator tooth and winding conductor designs for electric machines

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7122930B2 (en) * 2003-12-26 2006-10-17 Honda Motor Co., Ltd. Electric motor
CN101272066A (zh) * 2007-03-20 2008-09-24 株式会社安川电机 永磁型同步旋转电机用转子和旋转电机

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1326340A (en) * 1915-06-19 1919-12-30 Westinghouse Electric & Mfg Co Dynamo-electric machine.
US1381505A (en) * 1917-08-08 1921-06-14 Herbert S Mills Dynamo-electric machine
US1723912A (en) * 1928-02-15 1929-08-06 Gen Electric Dynamo-electric machine
DE596013C (de) 1929-03-26 1934-04-25 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Laeuferkoerper fuer elektrische Maschinen
DE767611C (de) 1940-03-05 1953-01-26 Siemens Schuckertwerke A G Scheibenrad mit Kranz, an dessen Umfang Massen befestigt sind
US4508998A (en) * 1981-02-09 1985-04-02 David H. Rush Brushless disc-type DC motor or generator
US4713569A (en) * 1986-06-20 1987-12-15 501 Aeroflex Laboratories, Incorporated Low cogging motor
JPS633638A (ja) * 1986-06-23 1988-01-08 Tamagawa Seiki Co Ltd ブラシレス直流モ−タ
JPH033622A (ja) 1989-05-29 1991-01-09 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 回転電機の電機子
JPH0795000B2 (ja) 1989-06-30 1995-10-11 日本たばこ産業株式会社 電子計量装置の較正機構
JPH05344668A (ja) * 1992-06-08 1993-12-24 Fanuc Ltd 同期電動機のロータ
JP3186239B2 (ja) * 1992-09-04 2001-07-11 松下電器産業株式会社 ブラシレスモータ
JPH07194079A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 永久磁石直流モータ
JPH0823664A (ja) * 1994-05-02 1996-01-23 Aisin Aw Co Ltd モータ
US5811904A (en) * 1996-03-21 1998-09-22 Hitachi, Ltd. Permanent magnet dynamo electric machine
SE511896C2 (sv) * 1996-12-04 1999-12-13 Vilmos Toeroek Elektrisk rotationsmotor med utpräglade poler
US6008559A (en) * 1997-07-22 1999-12-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Motor using a rotor including an interior permanent magnet
DE69825386T2 (de) 1997-10-01 2005-08-18 Denyo Co., Ltd. Permanentmagnetrotor und Kühlungsvorrichtung
US6175178B1 (en) * 1999-10-21 2001-01-16 Christopher N. Tupper Low inductance electrical machine for flywheel energy storage
JP3816727B2 (ja) * 2000-05-24 2006-08-30 株式会社東芝 永久磁石式リラクタンス型回転電機
JP3861587B2 (ja) * 2000-11-07 2006-12-20 スズキ株式会社 フロントサスペンションのサブフレーム構造
EP1217713B1 (en) 2000-12-20 2010-02-10 Yamaha Motor Electronics Kabushiki Kaisha Permanent magnet type rotor and permanent magnet type rotary electrical machine
JP3995450B2 (ja) * 2000-12-20 2007-10-24 ヤマハモーターエレクトロニクス株式会社 永久磁石型回転電機
WO2002063760A1 (en) * 2001-02-08 2002-08-15 Stridsberg Innovation Ab High reliability motor system
US6753637B2 (en) 2001-09-07 2004-06-22 Honeywell International, Inc. Exciter rotor assembly
JP3775298B2 (ja) * 2001-12-19 2006-05-17 三菱電機株式会社 同期電動機、送風機、圧縮機、冷凍・空調装置
JP3811426B2 (ja) * 2002-05-15 2006-08-23 株式会社日立製作所 永久磁石式回転電機
US7067948B2 (en) * 2002-10-18 2006-06-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Permanent-magnet rotating machine
JP2004173375A (ja) * 2002-11-18 2004-06-17 Mitsui High Tec Inc 永久磁石付き積層鉄心
JP2004222356A (ja) * 2003-01-10 2004-08-05 Moric Co Ltd 回転電気機器
JP4070673B2 (ja) * 2003-07-31 2008-04-02 株式会社東芝 リラクタンス型回転電機の回転子
JP4679052B2 (ja) * 2003-12-18 2011-04-27 株式会社東芝 永久磁石式リラクタンス型回転電機
JP4449035B2 (ja) * 2004-03-10 2010-04-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動車両用の永久磁石回転電機
JP2005312102A (ja) 2004-04-16 2005-11-04 Asmo Co Ltd モータ
KR20060064310A (ko) 2004-12-08 2006-06-13 삼성전자주식회사 영구자석 전동기
JP4396537B2 (ja) 2005-02-10 2010-01-13 三菱電機株式会社 永久磁石型モータ
WO2007016345A1 (en) 2005-07-28 2007-02-08 Siemens Vdo Automotive Corporation Rotor hub and assembly for a permanent magnet power electric machine
JP4660406B2 (ja) * 2005-09-07 2011-03-30 株式会社東芝 回転電機
US7705503B2 (en) * 2005-09-07 2010-04-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Rotating electrical machine
JP4815967B2 (ja) * 2005-09-21 2011-11-16 トヨタ自動車株式会社 永久磁石式回転電機
US7436096B2 (en) * 2005-10-31 2008-10-14 Caterpillar Inc. Rotor having permanent magnets and axialy-extending channels
US7719153B2 (en) 2005-12-21 2010-05-18 Ut-Battelle, Llc Permanent magnet machine and method with reluctance poles and non-identical PM poles for high density operation
JP5212680B2 (ja) * 2006-12-12 2013-06-19 日本電産株式会社 モータ
US7791236B2 (en) 2007-08-16 2010-09-07 Ford Global Technologies, Llc Permanent magnet machine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7122930B2 (en) * 2003-12-26 2006-10-17 Honda Motor Co., Ltd. Electric motor
CN101272066A (zh) * 2007-03-20 2008-09-24 株式会社安川电机 永磁型同步旋转电机用转子和旋转电机

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009050153A (ja) 2009-03-05
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