具有非垂直槽的內置磁體式機器的制作方法

專利名稱：具有非垂直槽的內置磁體式機器的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及具有埋藏在轉子芯中的永磁體的機器，特別是用于在電子控制下以可變頻率運行或以固定頻率運行的內置磁體式機器(interiormagnet machine)的開槽轉子。
背景技術：
內置磁體式機器具有以下特性。
首先，與表面安裝磁體式機器(surface mounted magnet machine)相比，許多內置磁體式機器具有較低的功率密度。在埋藏時，磁體的表面積通常被降低，需要更大的電機或發電機來獲得相同的輸出功率。尺寸更大的電機或發電機可在最終應用時產生封裝問題或性能問題。
第二，內置磁體式轉子通常產生梯形的氣隙磁通分布。在繞組電流為正弦曲線的應用中，梯形的磁通分布產生顯著的轉矩脈動。轉矩脈動在最終應用中促成了振動和噪音。可通過正確的槽與極數的選擇使之最小化，但這種解決方案并不總是實用的。
第三，轉子磁通分布中的突變促成齒槽轉矩(cogging torque)，偏移(skewing)等典型用于降低齒槽轉矩的技術導致較低的功率密度。
第四，與表面磁體式機器相比，內置磁體式機器具有較高的平均電感。較高的電感在運行期間降低了機器的功率因數，增大了為產生給定輸出轉矩需要的、來自驅動器的復功率(VA)。如果必須使用較大的功率器件，增大驅動器的伏安需求可增大驅動器的成本。
內置永磁體式機器的輸出轉矩與反電動勢與繞組電流成比例，在二者同相的條件下。固定總線電壓系統中的繞組電流受到反電動勢和機器的電阻與電感的限制。導致較高的反電動勢或較低的電感的轉子幾何結構使得匝數能被調節以獲得最小的電流消耗。電流的降低可允許使用較小的功率器件，降低系統成本。
現有技術中用于具有大于或等于表面磁體式機器的功率密度的內置磁體式機器的解決方案包括“V”形磁體和輪輻式(spoke)磁體設計。這些設計可能難以磁化并傾向于具有高的齒槽轉矩。
現有技術中用于降低梯形轉子磁通分布的影響的解決方案包括具有分布式繞組的機器。由于末端線圈，具有分布式繞組的定子傾向于大于單齒繞組，并且可能不能裝配在某些應用所需要的封裝中。也能使用每個槽的電角度數不等于120或240的單齒繞組。實際的組合的數量受到機器尺寸的限制。
現有技術中用于降低齒槽轉矩的解決方案包括偏移以及定子與轉子氣隙表面的成形。這些解決方案傾向于降低機器的功率密度。
現有技術中用于降低內置磁體式機器的平均電感的解決方案包括向轉子極蓋添加狹縫(slit)。在大多數情況下，這些狹縫垂直于磁體表面放置。

發明內容
其他的目的和特征部分是顯而易見的，部分從下文中指出。


圖1、2、3、6、9、10、14、15和16為本發明的實施例的截面圖，其包括四個內置式磁體，各自具有每磁極兩個成角度的槽；圖1A示出了電機或發電機的反電動勢，該電機或發電機包括轉子，該轉子具有如圖1所示具有成角度的槽16的疊片結構(lamination)；圖1B示出了電機或發電機的反電動勢，該電機或發電機包括轉子，該轉子具有如圖1所示不具有成角度的槽16的疊片結構；圖2A、3A、6A、9A、10A、14A與15A示出了電機或發電機的反電動勢，該電機或發電機包括轉子，該轉子具有分別如圖2、3、6、9、10、14與15所示各自包括成角度的槽的疊片結構；
圖4、5、7、8、11、12與13為本發明的實施例的截面圖，其包括四個內置式磁體，各自具有每磁極四個成角度的槽；圖4A、5A、7A、8A、11A、12A與13A示出了電機或發電機的反電動勢，該電機或發電機包括轉子，該轉子具有分別如圖4、5、7、8、11、12與13所示各自包括成角度的槽的疊片結構；圖9B示出了電機或發電機的齒槽轉矩，該電機或發電機包括轉子，該轉子具有如圖9所示包括成角度槽172的疊片結構；圖11B示出了電機或發電機的齒槽轉矩，該電機或發電機包括轉子，該轉子具有如圖11所示包括成角度槽202的疊片結構；圖17與18為本發明的實施例的截面圖，其包括六個內置式磁體，各自具有每磁極兩個成角度的槽；圖19與20為本發明的實施例的截面圖，其包括兩個內置式磁體，各自具有每磁極兩個成角度的槽；圖19A示出了電機或發電機的磁通分布，該電機或發電機包括轉子，該轉子具有如圖19所示包括成角度槽364的疊片結構；圖19B示出了電機或發電機的磁通密度分布，該電機或發電機包括轉子，該轉子具有如圖19所示包括成角度槽364的疊片結構；圖21為本發明的實施例的截面圖，其包括十二個內置磁體，這些內置式磁體被布置為產生具有每磁極兩個成角度槽的六個磁極；圖22為不具有根據本發明的任何成角度槽的、現有技術中的冕狀轉子(crown rotor)疊片結構的截面圖，極表面的冕(crowning)造成不均勻的氣隙；圖22A示出了不均勻氣隙的電機或發電機的反電動勢，該電機或發電機包括轉子，該轉子具有如圖22所示、根據現有技術、不包括任何成角度槽的疊片結構；圖22B示出了不均勻氣隙電機或發電機的齒槽轉矩，該電機或發電機包括轉子，該轉子具有如圖22所示、根據現有技術、不包括任何成角度槽的疊片結構；
圖23示出了不包括槽的、圖1中的轉子，且圖24示出了圖23的轉子氣隙磁通波形；圖25示出了具有槽的圖23中的轉子，且圖26示出了圖23的轉子氣隙磁通波形；圖27示出了磁通密度分布，且圖28示出了圖27的磁通分布的快速傅立葉變換(FFT)。
貫穿附圖，對應的參考標號表示對應的部分。
具體實施例方式
在一個實施例中，本發明包括一種機器，該機器具有定子以及與定子磁耦合接合的轉子，其中，轉子有這樣的幾何結構其具有在磁體表面與轉子外直徑之間的成角度的槽。在另一實施例中，本發明包括一種轉子幾何結構，其具有被添加在磁體表面與轉子外直徑之間的槽。槽以這樣的角度和位置被放置其能夠增大轉子磁通分布的基波分量。槽還能降低齒槽轉矩。每磁極添加最少兩個槽。盡管這里的實施例示出了任意偶數個槽，本領域技術人員將會想到其他的構造。
槽的添加將轉子磁通分布由梯形變為更為正弦的分布。這種更為正弦的分布的基波分量能夠大于梯形分布的基波分量，且該分布的諧波失真能被降低。附錄1為本發明的數學構造。第一部分示出了不具有槽的均勻(梯形)轉子磁通分布。該磁通分布的FFT基波分量為1.433幅值單位。該分布的總諧波失真為11.805％。附錄1的下一部分給出了計算槽的位置的方法。所給出的方法將基波分量增大到1.616并將THD減小到4.263％。
圖1-21示出了與上述數學模型匹配的槽的可能的實施方式。附錄2以及圖19A與19B示出了有限元分析法所預測的、具有以及不具有槽的、圖19中的轉子的轉子磁通分布。在添加槽的情況下，磁通的基波分量增大了5.6％。FEA模型還示出了磁通分布的總諧波失真的顯著降低。注意，數學模型沒有計及槽周圍的泄漏。
使用圖17所示的轉子，可進行數學模型與FEA模型的比較。該轉子具有減小的泄漏路徑。FEA模型預測到基波磁通中11.5％的增長，而數學模型預測到12.7％的增長。
FEA模型顯示出磁通分布形狀、磁通分布的基波分量的大小、平均電感、反電動勢基波分量大小、齒槽轉矩大小、平均轉矩以及轉矩脈動上的改進。
此時沒有對槽的位置和角度進行最優化。需要進一步的工作，以便出于轉矩產生以及齒槽轉矩降低的目的對這些參數進行最優化。
上面介紹的優點也適用于線路起動永磁體機器。LSPM轉子的實例在圖19與20中。由于存在鼠籠(cage)，槽的角度與位置可能需要進行調節。
本發明降低了齒槽轉矩，同時保持或增大了反電動勢和平均轉矩產生。這是非常稀有的結果。大多數用于降低齒槽轉矩的方法也降低了反電動勢與平均轉矩。
能夠以兩種方式利用更高的反電動勢。第一，通過增大由固定的電機或發電機尺寸供給的轉矩或通過降低產生同樣轉矩的電機或發電機尺寸，其可用于增大機器的功率密度。
或者，為了保持同樣的反電動勢，可降低匝數。機器的電感與匝的平方成比例，因此，電感的大大降低是可能的。與不具有槽的轉子相比，使用圖1所示具有槽的轉子的電機或發電機產生大1.9％的轉矩。假設轉矩與匝數成比例，將匝數減少1.9％以便在具有槽的情況下產生相同的轉矩導致平均電感減小3.76％。
圖1-21示出了本發明的不同實施例。為便利起見，本發明的轉子在截面上被示為具有槽的疊片結構。在使用時，疊片結構的堆疊(stack)將與永磁體一起安裝且槽將是敞開的(即空氣填充)或用非磁性材料填充。為便利起見，各疊片結構被示為包括內置式永磁體。
因此，圖1為根據本發明的轉子的一個實施例的典型圖示。該轉子包括具有旋轉中心軸10的圓柱形外周18。垂直于中心軸10取得轉子的截面——如圖1所示，且其包括以下部分。多個被埋藏(例如內置式)的永磁體14在具有槽的情況下被定位在轉子中，各磁體14具有大于橫向尺寸的縱向尺寸(例如在截面上為矩形)。多個非磁性槽16與磁體14中的一個相關聯，各個槽16具有大于橫向尺寸的縱向尺寸，其中，槽的縱向尺寸的軸不垂直于其所關聯的內置式磁體的縱向尺寸的軸。各個槽24通常被定位在外周18與槽24所關聯的一個內置式磁體14之間。優選為，存在與各磁極相關聯的、至少兩個的偶數個槽24。各磁體14的縱向軸基本平行于圓柱形外殼的外周18的切線。在一個實施例中，槽16相對于其所關聯的內置式磁體14的縱向尺寸的軸處于不等于90度的角度。
圖1為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構12的旋轉中心軸10的垂線取得。各個內置式磁體14具有在磁體14與疊片結構外周18之間的兩個關聯槽16，其中，槽的縱軸20相對于其所關聯的內置式磁體14的縱軸22處于小于90度的角度。在本實施例中，各個內置式磁體14具有視情況可選的端槽24。槽16和/或端槽24可用空氣或其他非磁性材料填充。
在圖2-16中，示出了不同的疊片結構實施例，其各自具有四個相同的四分體(quadrant)，如圖1的四分體A、B、C、D所示。為簡化起見，僅介紹并用參考標號標記出一個四分體。
圖2為一截面圖，其沿著根據與圖1類似的本發明一實施例的轉子的疊片結構30的旋轉中心軸10的垂線取得。在本實施例中，與圖1所示軸20的角度相比，槽34的縱軸32相對于其所關聯的內置式磁體38的縱軸36處于較大的角度(但小于90度)。在本實施例中，槽32在長度上短于圖1中的槽16。
圖3為一截面圖，其沿著根據與圖1類似的本發明一實施例的轉子的疊片結構50的旋轉軸10的垂線取得。在本實施例中，與圖1所示槽16的軸20的角度相比，槽54的縱軸52相對于其所關聯的內置式磁體58的縱軸56處于較小的角度(但大于零度且小于90度)。在本實施例中，槽54在長度上長于圖1中的槽16。
圖4為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構72的旋轉軸10的垂線取得。各個內置式磁體74具有在磁體74與疊片結構外周78之間的四個關聯槽76與77，其中，槽的縱軸80和81相對于其所關聯的內置式磁體74的縱軸82處于小于90度的角度。在本實施例中，各個內置式磁體74具有可用空氣或其他非磁性材料填充的、視情況可選的開槽端84。在本實施例中，與兩個內槽77相比，兩個外槽76與軸82構成較小的角度，且兩個外槽76在長度上短于兩個內槽77。
圖5為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構92的旋轉軸10的垂線取得。各個內置式磁體94具有在磁體94與疊片結構外周98之間的四個關聯槽96與97，其中，槽的縱軸100和101相對于其所關聯的內置式磁體94的縱軸102處于小于90度的角度。在本實施例中，各個內置式磁體94具有可用空氣或其他非磁性材料填充的、視情況可選的開槽端104。在本實施例中，與兩個內槽97相比，兩個外槽96與軸102構成相同的角度，且兩個外槽96在長度上短于兩個內槽97。
圖6為一截面圖，其沿著根據與圖1類似的本發明一實施例的轉子的疊片結構110的旋轉軸10的垂線取得。在本實施例中，與圖1所示的角度相比，槽114的縱軸112相對于其所關聯的內置式磁體118的縱軸116處于相同的角度。在本實施例中，槽114與圖1的槽16為相同的長度。在本實施例中，與圖1所示槽16的軸20的角度相比，槽115的縱軸113相對于其所關聯的內置式磁體118的縱軸116處于較小的角度。在本實施例中，槽115在長度上比圖1中的槽16要長。
圖7為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構132的旋轉軸10的垂線取得。本實施例與圖5相同，除了槽134具有縱軸136、縱軸136相對于槽所關聯的內置式磁體140的縱軸138垂直以外。
圖8為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構152的旋轉軸10的垂線取得。本實施例與圖5相同，除了槽154具有縱軸156，且與圖5的槽97的軸101的角度相比，縱軸156相對于槽所關聯的內置式磁體160的縱軸158處于較小的角度以外。
圖9為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構170的旋轉軸10的垂線取得。本實施例與圖1相同，除了與圖1的槽16相比、槽172為一端寬于另一端的淚珠形以外。另外，槽172具有縱軸174，與圖1的槽16的軸20的角度相比，縱軸174相對于槽所關聯的內置式磁體178的縱軸176處于較小的角度。
圖10為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構180的旋轉軸10的垂線取得。本實施例與圖1相同，除了端槽182在寬度上與圖1的端槽24相比較窄以外。
圖11為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構200的旋轉軸10的垂線取得。本實施例與圖4相同，除了與圖4的槽76相比、槽202為一端寬于另一端的淚珠形以外。另外，槽202具有縱軸204，與圖4的槽76的軸80的角度相比，縱軸204相對于槽所關聯的內置式磁體208的縱軸206處于較小的角度。
圖12為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構220的旋轉軸10的垂線取得。本實施例與圖11相同，除了槽222與圖11的槽202相比寬度較窄以外。另外，槽222具有縱軸224，與圖11的槽202的軸204的角度相比，縱軸224相對于槽所關聯的內置式磁體228的縱軸226處于較大的角度。
圖13為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構240的旋轉軸10的垂線取得。本實施例與圖12相同，除了槽242具有縱軸244、與圖12的槽222的軸224的角度相比，縱軸244相對于槽所關聯的內置式磁體248的縱軸246處于較小的角度以外。
圖14為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構260的旋轉軸10的垂線取得。本實施例與圖1相同，除了兩個槽262中的一個——即槽262B——與圖1中二者處于同樣的形狀和位置的槽16相比較長且為淚珠形以外。另外，淚珠形的槽262B與圖1的槽16相比沿著軸264B具有較長的長度。另外，與圖1的槽16的軸20的角度相比，槽262B相對于其所關聯的內置式磁體268的縱軸266處于較小的角度。
圖15為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構280的旋轉軸10的垂線取得。本實施例與圖1相同，除了兩個槽282為淚珠形且槽282B與圖1中二者處于同樣的形狀和位置的槽16相比較長以外。另外，淚珠形的槽282B與圖1的槽16相比沿著軸284B具有較長的長度。另外，與圖1的槽16的軸20的角度相比，兩個淚珠形槽282相對于其所關聯的內置式磁體288的縱軸286處于較小的角度。
圖16為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構290的旋轉軸10的垂線取得。本實施例與圖1相同，除了與槽16不被連接到用于磁體14的槽的圖1相比，兩個槽292均被連接到用于所關聯的內置式磁體296的槽294以外。另外，與圖1的槽16的軸20的角度相比，兩個槽292相對于其所關聯的內置式磁體296的縱軸298處于較小的角度。
圖17為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構300的旋轉軸10的垂線取得。圖17與圖1類似，除了其具有六個內置式磁體302而不是圖1中的四個內置式磁體14以外。另外，圖17具有S形的槽304而不是通常成形為具有圓角的矩形的、圖1中的槽16。
圖18為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構340的旋轉軸10的垂線取得。在圖18中，示出了均勻放置在外周周圍的六個內置式磁體342。各個磁體在各端具有梯形端槽344。各個內置式磁體342具有在磁體342與疊片結構340的外周348之間的兩個關聯槽346，其中，槽346的縱軸350相對于其所關聯的內置式磁體342的縱軸352處于小于90度的角度。在本實施例中，各個內置式磁體342被示為具有視情況可選的端槽344。槽346和/或端槽344可用空氣或其他非磁性材料填充。另外，如圖18所示，槽346不被連接到端槽344中的一個。進一步地，在本實施例中，端槽344的至少一部分具有軸354，其與疊片結構340的半徑356同軸。
圖19為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構360的旋轉軸10的垂線取得。在圖19中，示出了在外周內均勻放置的兩個平行的內置式磁體362。各個內置式磁體362具有在磁體362與定位在疊片結構360的外周368周圍的起動鼠籠槽366之間的兩個關聯槽364。槽364的縱軸370相對于其所關聯的內置式磁體362的縱軸372處于小于90度的角度。槽364和/或起動鼠籠槽366可用空氣或其他非磁性材料填充。另外，如圖19所示，槽364被連接到起動鼠籠槽366中的一個并與之成為一體。
圖20為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構380的旋轉軸10的垂線取得。圖20與圖19相同，除了槽382不被連接到起動鼠籠槽384中的任何一個以外。作為替代的是，在圖20中，槽382獨立于鼠籠槽384并位于鼠籠槽384與磁體386之間。
圖21為一截面圖，其沿著根據本發明一實施例的轉子的疊片結構400的旋轉中心軸10的垂線取得。在上面的圖1-20中，內置式磁體被定位為平行于轉子疊片結構外周的切線。相反，在圖21的疊片結構400中，各內置式磁體402R、402L是V形對的一部分且各自相對于外周切線處于一角度。進一步地，各個磁體402R、402L具有在磁體402R、402L與疊片結構外周406之間的至少一個關聯槽404R、404L。在本實施例中，槽404R、404L的縱軸408R、408L相對于其所關聯的內置式磁體402的縱軸410R、410L處于小于90度的角度。
在圖21的實施例中，各個槽404R、404L的縱軸408R、408L不與疊片結構400的半徑412同軸，盡管可以想到軸408R、408L以及半徑412可同軸。類似地，在圖1-20中，槽不與半徑同軸，因為內置式磁體被定位為平行于轉子疊片結構外周的切線且槽是成對的、一對中的各個槽面向該對中的另一個槽。因此，槽與內置式磁體組成小于90度的角度。可以想到，槽可相互背向，在這種情況下，槽可以與轉子的半徑同軸，但槽仍將與內置式磁體處于小于90度的角度。
圖22示出了沒有任何槽的、根據現有技術的冕狀轉子。各個內置式磁體420具有端槽422，如同所示出的那樣。圖1-18的端槽與端槽422相比具有略微不同的形狀。特別地，圖1-18的端槽被定位為與端槽422距外周具有相同的距離以便保持相同的磁通泄漏。定子430以虛線示出，定子與冕狀轉子處于磁耦合布置。
表1示出了關于反電動勢與齒槽效應(cogging)的有限元建模結果，其用于具有所示槽尺寸的圖1、2、3、4、5與22的實施例。槽1指的是兩槽構造中的槽以及四槽構造中的外槽。槽2指的是四槽構造的內槽。
表2示出了關于反電動勢與齒槽效應的有限元建模結果，其用于具有所示槽尺寸的圖6、7、8、9、10與11的實施例。槽1指的是兩槽構造中的槽以及四槽構造中的外槽。槽2指的是四槽構造的內槽。
表3示出了關于反電動勢與齒槽效應的有限元建模結果，其用于具有所示槽尺寸的圖12、13、14與15的實施例。槽1指的是兩槽構造中的槽以及四槽構造中的外槽。槽2指的是四槽構造的內槽。
表4示出了關于反電動勢與齒槽效應的測試結果，其用于具有所示槽尺寸的圖1、9、11與22(冕狀)的實施例。

表1圖1、2、3、4、5與22。

表2圖6、7、8、9、10與11。

表3圖12、13、14與15。

表4圖1、9、11與22。
已經詳細介紹了本發明。將會明了，在不脫離所附權利要求書限定的本發明的范圍的情況下，修改和變化是可行的。
在介紹本發明的元件或其優選實施例時，冠詞“一”、“一個”、“該”和“所述”旨在表示存在一個或一個以上的該元件。術語“包含”、“包括”和“具有”是包括性的，并且意味著可能存在除所列元件以外的其它元件。
根據上文，將會看到，實現了本發明的幾個目標，并且獲得了其它的有益結果。
由于在不脫離本發明的范圍的情況下可以在上面的構造、產品和方法中進行不同的修改，上述說明中所包含的以及附圖中所示出的所有事物應當被理解為說明性而不是限制性的。
附錄1——數學構造IPM磁通集中(flux concentration)電機產生的轉矩產生于定子與轉子磁場的相互作用。大部分轉矩由各個場的基波分量產生。對于圖23(其為沒有槽的圖1)所示的內置永磁體式轉子，圖24所示的轉子氣隙磁通波形是典型的。
所示波形下的總磁通為φr＝A1p1(1)其中，A1為氣隙磁通的幅值，p1為作為極距(pole pitch)百分數的、磁通波形的寬度。
氣隙磁通的基波分量由下式給出b1=-2A1π{cos[π(1+p1)2]-cos[π(1-p1)2]}---(2)]]>本發明改變了氣隙波形的形狀，以便增大基波分量。一組槽(圖25，其為有槽的圖1與23)的添加將轉子氣隙磁通分布變為圖26所示。
由于磁體寬度、長度和運行條件沒有改變，總的轉子氣隙磁通保持不變，或者φr＝A2p2+(A3-A2)p3(3)該波形的基波分量為
b1=-2A2π{cos[π(1-p3)2]-cos[π(1-p2)2]}-2A3π{cos[π(1-p2)2]-cos[π(1-p3)2]}]]>-2A2π{cos[π(1+p2)2]-cos[π(1-p3)2]}]]>(4)在表A1中給出了基波分量由于槽而增大的一個實例。在該實例中，來自磁體的磁通對各個波形是同樣的，因為波形下的面積在各種情況下為1.0。基波分量增加了12.8％。氣隙磁通的基波分量的增加導致了更大的反電動勢和轉矩。
氣隙磁通分布的改變，如同總諧波失真的改變所示出的那樣，也將改變齒槽轉矩。

表A1上面的分析忽略了電機非線性、定子槽化效應(slotting effect)以及磁通泄漏。這些都將會影響上面的分析。為了計及這些效應，對槽位置的某些修改是必要的。
附錄2轉子磁通分布有限元計算得到的氣隙磁通分布的FFT
進行磁通密度對角度的波形的傅立葉變換。
從文件讀取數據no_slot＝READPRN(“c\projects\flux_focus\fea\s1r1\no_slot\flux_dist_no_slot.gs”)slot＝READPRN(“c\projects\flux_focus\fea\s1r1\slot\flux_dist_slot.gs”)從文件提取數據N＝rows(no_slot) M＝rows(slot)n＝0...N-1m＝0...M-1θnsn:=no_slotn,0]]>θsm:=slotm,0]]>Bnsn:=no_slotn,l]]>bsm:=slotm,1]]>磁通密度分布的圖示見圖27，圖27的磁通分布的快速傅立葉變換(FFT)的圖示見圖28。
|Bs_fft1||Bns_fft1|=1.056]]>THD_Bns＝10.205％THD_Bs＝2.505％
權利要求
1.一種轉子，其包括圓柱形外周，其具有旋轉中心軸；垂直于所述中心軸所取的截面，其包括多個內置式永磁體，每個磁體具有大于橫向尺寸的縱向尺寸；多個非磁性槽，每個槽與所述磁體中的一個相關聯，每個槽具有大于橫向尺寸的縱向尺寸，其中，所述槽的所述縱向尺寸的軸不垂直于其所關聯的內置式磁體的所述縱向尺寸的軸。
2.根據權利要求1的轉子，其中，每個槽一般被定位在所述外周與所述槽所關聯的一個所述內置式磁體之間。
3.根據權利要求1的轉子，其中，存在與各磁極相關聯的至少兩個槽。
4.根據權利要求1的轉子，其中，與各磁體相關聯的所述槽具有不同的長度。
5.根據權利要求1的轉子，其中，所述槽中的至少一個具有下列形狀中的至少一個淚珠形和S形。
6.根據權利要求1的轉子，其還包括鄰近各內置式磁體末端的、另外的非磁性端槽。
7.根據權利要求1的轉子，其中，至少一個槽與用于其所關聯的內置式磁體的槽成為一體。
8.根據權利要求7的轉子，其中，至少部分所述端槽具有與所述轉子的半徑同軸的軸。
9.根據權利要求1的轉子，其還包括構成所述轉子的內置式起動鼠籠的起動鼠籠槽。
10.根據權利要求9的轉子，其中，至少一個所述槽被連接到所述至少一個起動鼠籠槽。
11.根據權利要求10的轉子，其中，所述槽被定位在所述鼠籠與所述磁體之間。
12.根據權利要求1的轉子，其中，所述磁體具有V形構造，且所述槽與所述轉子的半徑同軸。
13.一種機器，其包括定子；以及與所述定子磁耦合接合的轉子，所述轉子包括具有旋轉中心軸的圓柱形外周；垂直于所述中心軸取的截面，其包括多個被埋藏的內置式永磁體，每個磁體具有大于橫向尺寸的縱向尺寸；多個非磁性槽，每個槽與所述磁體中的一個相關聯，每個槽具有大于橫向尺寸的縱向尺寸，其中，所述槽的所述縱向尺寸的軸不垂直于其所關聯的內置式磁體的所述縱向尺寸的軸。
14.根據權利要求13的機器，其中，每個槽一般被定位在所述外周與所述槽所關聯的一個所述內置式磁體之間。
15.根據權利要求14的機器，其中，存在與各磁極相關聯的至少兩個槽。
16.根據權利要求14的機器，其中，所述槽中的至少一個具有下列形狀中的至少一個淚珠形和S形。
17.根據權利要求14的機器，其還包括鄰近各內置式磁體末端的、另外的非磁性端槽。
18.根據權利要求14的機器，其中，至少一個槽與用于其所關聯的內置式磁體的槽成為一體。
19.根據權利要求14的機器，其還包括構成所述機器的內置式起動鼠籠的起動鼠籠槽。
20.根據權利要求14的機器，其中，所述磁體具有V形構造，且所述槽與所述機器的半徑同軸。
21.一種轉子，其包括多個疊片結構，每個所述疊片結構具有圓柱形外周，所述圓柱形外周具有旋轉中心軸；垂直于所述中心軸取的截面，其包括多個內置式永磁體槽，每個磁體槽具有大于橫向尺寸的縱向尺寸；多個非磁性槽，每個非磁性槽與所述磁體槽中的一個相關聯，每個非磁性槽具有大于橫向尺寸的縱向尺寸，其中，所述非磁性槽的所述縱向尺寸的軸不垂直于其所關聯的內置式磁體槽的所述縱向尺寸的軸。
全文摘要
本發明涉及一種轉子，該轉子包括具有旋轉中心軸的圓柱形外周和垂直于該中心軸所取的截面，該截面包括多個內置式永磁體，每個磁體具有大于橫向尺寸的縱向尺寸；多個非磁性槽，每個槽與磁體中的一個相關聯，每個槽具有大于橫向尺寸的縱向尺寸，其中，槽的縱向尺寸的軸不垂直于其所關聯的內置式磁體的縱向尺寸的軸。本發明還涉及具有上述轉子的機器。
文檔編號H02K1/28GK101056015SQ200710096368
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月16日 優先權日2006年4月14日
發明者K·I·霍曼, T·A·瓦爾斯 申請人:艾默生電氣公司