用于支承同步磁阻電動機的疊片的系統和方法
【專利摘要】一種同步磁阻機器包括轉子，其具有第一板、第二板、第一組轉子極和第一組軸向加強物。第一組轉子極的各個轉子極均包括第一板與第二板之間沿軸向層疊的第一組多個疊片，且第一組多個疊片中的各個疊片均包括構造成傳送磁通量的第一通道，以及在第一通道之間間隔開的第一組多個通路。第一組軸向加強物中的各個軸向加強物均設置在第一組多個通路的相應通路內。第一組軸向加強物中的各個軸向加強物的第一端與第一板對接，且第一組軸向加強物中的各個軸向加強物的第二端與第二板對接。
【專利說明】
用于支承同步磁阻電動機的疊片的系統和方法
技術領域
[0001]本文公開的主題涉及電機，并且更具體地涉及支承同步磁阻電動機的疊片(laminat1n)。
【背景技術】
[0002]電機通常具有帶有極的靜止定子，其生成旋轉磁場來驅動轉子的極。轉子關于定子旋轉，從而旋轉聯接到轉子上的軸。定子可由供應的電流(諸如交變電流)生成旋轉磁場。磁阻電動機的轉子不接收電流。相反，定子的磁場在轉子的極上引起磁場，從而經由磁阻生成轉矩。同步磁阻電動機為交變電流電動機，為此，軸的旋轉與交變電流的頻率同步。轉子極的通道傳送磁通量以生成轉矩。各個轉子極的通道之間的大的連接增大了通道之間的漏通量。此外，在轉子高速或在大的轉矩半徑下的操作期間徑向應力可在轉子具有各個轉子極的通道之間的小的連接時減小轉子與定子之間的空隙。

【發明內容】

[0003]在下文中概述了在范圍上與原來提出的主題相當的某些實施例。這些實施例不旨在限制提出的主題的范圍，而相反，這些實施例僅旨在提供公開主題的可能形式的簡要概括。實際上，公開的主題可包含可與下文所述實施例相似或不同的多種形式。
[0004]在一個實施例中，一種同步磁阻機器包括轉子，其具有第一板、第二板、第一組轉子極和第一組軸向加強物。第一組轉子極的各個轉子極均包括第一板與第二板之間沿軸向層疊的第一組多個疊片，且第一組多個疊片中的各個疊片均包括構造成傳送磁通量的第一通道，以及在第一通道之間間隔開的第一組多個通路。第一組軸向加強物中的各個軸向加強物均設置在第一組多個通路的相應通路內。第一組軸向加強物中的各個軸向加強物的第一端與第一板對接，且第一組軸向加強物中的各個軸向加強物的第二端與第二板對接。
[0005]在另一個實施例中，一種同步磁阻機器包括轉子，其具有第一板、第二板、多個轉子極、第一軸向加強物，以及第二軸向加強物。多個轉子極中的各個轉子極均包括在第一板與第二板之間軸向地層疊的多個疊片。多個疊片中的各個疊片均包括構造成傳送磁通量的第一通道、構造成傳送磁通量的第二通道，以及本體。第一通道限定第一通路，第一通道和第二通道限定第二通路，且第二通道和本體限定第三通路。第一軸向加強物設置在第一通路內，聯接到第一端板上，且聯接到第二端板上。第一軸向加強物包括中空部件。第二軸向加強物設置在第二通路內，聯接到第一端板上，且聯接到第二端板上。
[0006]在另一個實施例中，一種制造同步磁阻機器的方法包括形成轉子的多個疊片、將第一軸向加強物的第一端聯接到轉子的第一板上、沿軸向方向層疊多個疊片，以及將轉子的第二板聯接到與第一端相對的第一軸向加強物的第二軸向端上。各個疊片為具有多個通道和封閉通路的整件。第一軸向加強物沿軸向方向垂直于第一板的面延伸，且第一軸向加強物構造成與各個疊片的第一封閉通路對接。
[0007]本發明的第一技術方案提供了一種同步磁阻機器，包括:轉子，其包括:第一板和第二板;第一組轉子極，其中所述第一組轉子極中的各個轉子極均包括在所述第一板與所述第二板之間沿軸向層疊的第一組多個疊片，且所述第一組多個疊片中的各個疊片均包括構造成傳送磁通量的第一通道，以及在所述第一通道之間間隔開的第一組多個通路；以及第一組軸向加強物，其中所述第一組軸向加強物中的各個軸向加強物均設置在所述第一組多個通路中的相應通路內，所述第一組軸向加強物中的各個軸向加強物的第一端與所述第一板對接，且所述第一組軸向加強物中的各個軸向加強物的第二端與所述第二板對接。
[0008]本發明的第二技術方案是在第一技術方案中，所述第一組多個疊片中的各個疊片均由整體區段構成。
[0009]本發明的第三技術方案是在第一技術方案中，所述第一組多個疊片中的各個疊片均包括在所述第一通道之間沿周向延伸的橋接區段，其中所述橋接區段和所述第一通道包圍所述第一組多個通路中的各個通路。
[0010]本發明的第四技術方案是在第一技術方案中，各個第一通道均包括沿徑向方向延伸的第一徑向部分，且所述第一組多個通路中的各個通路均包括沿所述徑向方向延伸的第二徑向部分。
[0011]本發明的第五技術方案是在第一技術方案中，所述第一組轉子極中的各個轉子極均包括設置在所述第一組多個通路中的第一通路內的所述第一組軸向加強物中的第一軸向加強物，且所述第一組轉子極中的各個轉子極均包括設置在所述第一組多個通路的第二通路內的所述第一組軸向加強物中的第二軸向加強物。
[0012]本發明的第六技術方案是在第五技術方案中，所述第一組多個通路中的所述第一通路設置在所述第一組多個通路的所述第二通路徑向外側，且所述第一軸向加強物包括中空部件。
[0013]本發明的第七技術方案是在第一技術方案中，所述第一組軸向加強物包括當設置在所述第一組多個通路中的相應通路內時沿徑向方向延伸的肋條。
[0014]本發明的第八技術方案是在第一技術方案中，所述第一組軸向加強物由非磁性鋼形成。
[0015]本發明的第九技術方案是在第一技術方案中，所述轉子包括:第三板；以及第二組轉子極，其中所述第二組轉子極中的各個轉子極均包括在所述第一板與所述第三板之間沿軸向層疊的第二組多個疊片，且所述第二組多個疊片中的各個疊片均包括構造成傳送磁通量的第二通道，以及在所述第二通道之間間隔開的第二組多個通路；以及第二組軸向加強物，其中所述第二組軸向加強物中的各個軸向加強物設置在所述第二組多個通路中的相應通路內，所述第二組軸向加強物的各個軸向加強物的第三端與所述第一板對接，以及第二組中的各個軸向加強物的第四端與所述第三板對接。
[0016]本發明的第十技術方案提供了一種同步磁阻機器，包括:轉子，其包括:第一板和第二板;多個轉子極，其中所述多個轉子極中的各個轉子極包括在所述第一板與所述第二板之間沿軸向層疊的多個疊片，所述多個疊片中的各個疊片均包括構造成傳送磁通量的第一通道、構造成傳送磁通量的第二通道，以及本體，其中所述第一通道限定第一通路，所述第一通道和所述第二通道限定第二通路，以及所述第二通道和所述本體限定第三通路;第一軸向加強物，其設置在所述第一通路內，聯接至第一端板，且聯接至第二端板，其中所述第一軸向加強物包括中空部件；以及第二軸向加強物，其設置在所述第二通路內，聯接至所述第一端板，且聯接至所述第二端板。
[0017]本發明的第十一技術方案是在第十技術方案中，所述第一軸向加強物和所述第二軸向加強物包括徑向肋條，且所述徑向肋條與所述轉子的軸線基本對準。
[0018]本發明的第十二技術方案是在第十技術方案中，所述第一軸向加強物和所述第二軸向加強物由非磁性鋼形成。
[0019]本發明的第十三技術方案是在第十技術方案中，所述第一通路的第一寬度不同于所述第二通路的第二寬度。
[0020]本發明的第十四技術方案是在第十技術方案中，包括第三軸向加強物，其設置在所述第三通路內，聯接至所述第一端板，且聯接至所述第二端板。
[0021 ]本發明的第十五技術方案是在第十技術方案中，所述轉子不包括稀土磁鐵，且稀土磁鐵包括釤鈷磁鐵、釹磁鐵或它們的任何組合。
[0022]本發明的第十六技術方案是在第十技術方案中，所述第一軸向加強物和所述第二軸向加強物構造成在操作期間在所述轉子上傳送非零量的徑向應力。
[0023]本發明的第十七技術方案提供了一種制造同步磁阻機器的方法，包括:形成轉子極的多個疊片，其中各個疊片均基本上由具有多個通道和封閉通路的整件構成;將第一軸向加強物的第一端聯接至轉子的第一板，其中所述第一軸向加強物沿軸向方向垂直于所述第一板的面延伸;沿所述軸向方向層疊所述多個疊片，其中所述第一軸向加強物構造成與各個疊片的第一封閉通路對接;以及將所述轉子的第二板聯接至所述第一軸向加強物的第二軸向端，其中第二端與所述第一端相對。
[0024]本發明的第十八技術方案是在第十七技術方案中，包括聯接所述轉子的所述第一板和所述第二板之間的第二軸向加強物，其中所述第二軸向加強物構造成與各個疊片的第二封閉通路對接。
[0025]本發明的第十九技術方案是在第十七技術方案中，所述第一軸向加強物包括中空部分。
[0026]本發明的第二十技術方案是在第十七技術方案中，包括將冷卻通道聯接至所述轉子的所述第一封閉通路。
【附圖說明】
[0027]在參照附圖閱讀以下詳細描述時，本公開的主題的這些及其它特征、方面和優點將變得更好理解，附圖中相似的標號表示附圖各處相似的零件，在附圖中:
圖1為示出按照本公開內容的各方面的同步磁阻機器的實施例的簡圖；
圖2為按照本公開內容的各方面的同步磁阻機器的轉子的實施例的透視圖；
圖3為按照本公開內容的各方面的具有軸向加強物的轉子的極的實施例的軸向截面視圖；以及圖4為按照本公開內容的各方面的轉子的轉子極和端板部分的實施例的透視圖。
【具體實施方式】
[0028]下文將描述當前公開的主題的一個或更多個特定實施例。為了提供這些實施例的簡要描述，可在說明書中不描述實際實施方式的所有特征。應當認識到的是，在任何此類實際實施方式的開發中，如在任何工程或設計項目中那樣，必須進行許多實施方式特有的決定來實現開發者的特定目標，諸如符合系統相關和業務相關的約束，這可從一個實施方式到另一個不同。此外，應當認識到的是，此開發工作可能是復雜且耗時的，但對于受益于本公開內容的普通技術人員仍是設計、制造和生產的例行任務。
[0029]當介紹當前公開的主題的各種實施例的元件時，詞語〃一個〃、〃一種〃、〃該〃和〃所述"旨在意指存在一個或更多個元件。用語"包括"、"包含"和"具有"旨在為包含性的，且意思是可存在除所列元件之外的附加元件。
[0030]同步磁阻機器(例如，電動機)具有多個轉子極，其關于定子極旋轉，從而在聯接到同步磁阻機器上的軸上生成轉矩。磁阻電動機的定子極可引起鐵磁(例如，鋼)轉子極上的磁場，且定子極的變化磁場驅動轉子極旋轉。各個定子極均可由疊片疊層而形成。疊片的通道傳送轉子極的磁場，且通路分開各個疊片的通道。通道之間的連接可至少部分地基于連接的厚度減小由各個通道傳送的通量。在一些實施例中，連接通道的橋接區段可允許疊片由整件材料(例如，鋼板)形成。整件疊片可通過減少各個轉子極的零件的量來減少與形成疊片和使轉子極與其它疊片組裝相關聯的時間和成本。如下文詳細所述，聯接到疊片的一個或更多個通道上的軸向加強物允許轉子疊片具有窄的橋接區段，其減小了從各個通道的漏通量，這可增大功率密度和/或改善同步磁阻機器的功率因數。例如，軸向增強物可允許構造成在第一速度(例如，10 ,OOOrpm)下操作的具有給定半徑(例如，大約100mm)的轉子在較高的第二速度(例如，14，OOOrpm)下操作，從而增大同步磁阻機器的功率輸出。此外，或在備選方案中，軸向加強物可允許構造成在給定速度(例如，10，OOOrpm)下操作的具有第一半徑的轉子在更大的第二半徑下操作，從而增大同步磁阻機器的功率輸出。軸向增強物向疊片提供徑向支承，從而減小在操作期間疊片上的應力，且保持轉子與定子之間的空隙。
[0031]轉到附圖，圖1為簡圖，示出了旋轉系統10(例如，旋轉機器，諸如渦輪機)的實施例，其具有聯接到一個或更多個負載14的同步磁阻機器12(例如，同步磁阻電動機)。同步磁阻機器12可包括但不限于風力驅動的電動機或水力驅動的電動機。在旋轉系統10中，同步磁阻機器12將旋轉輸出16經由軸18提供至一個或更多個負載14。同步磁阻機器12接收來自電源20的功率(例如，電力)，電源20包括但不限于發電機、干線電源(例如，三相、單相)、電池，或它們的任何組合。一個或更多個負載14可包括但不限于車輛或靜止負載。在一些實施例中，一個或更多個負載18可包括飛行器上的螺旋槳、車輛的一個或更多個輪、壓縮機、栗、風扇、能夠由同步磁阻機器12的旋轉輸出供能的任何適合的裝置，或它們的任何組合。軸18沿軸線22旋轉。
[0032]同步磁阻機器12包括定子24和轉子26。轉子26可設置在定子24內，偏移定子24的內表面30與轉子26的外表面32之間的空隙28。如可認識到的那樣，定子24的內表面30可為圓柱形。從電源20接收功率的定子極34構造成生成磁場，以圍繞軸線22驅動轉子26和軸18。定子極34可供能，使得生成的磁場圍繞軸線22旋轉。在一些實施例中，定子極34與轉子26的疊片36相對，沿定子24軸向間隔開。定子極34圍繞轉子24沿周向間隔開。盡管圖1示出了僅具有兩組定子極34(8卩，沿頂部區段37的第一組定子極34，以及沿定子24的底部區段30的第二組定子極34)的同步磁阻機器12的縱截面，但可認識到的是，定子24可具有兩組以上的定子極34。例如，定子24可具有圍繞軸線18沿周向間隔開的2，3，4，5，6，7，8，9，10，12，16，24，36組或更多組定子極34。定子極34的磁場引起疊片36的通道中的磁場，以圍繞軸線22驅動轉子26和軸18。在一些實施例中，定子極34與定子24相對沿軸向延伸一定距離38，其中距離38與轉子26的疊片36相對，或與轉子26的長度40相對。轉子26的長度40可包括聯接到軸18上的端板42的部分。在一些實施例中，轉子26的長度40為大約50到150mm，60至Ij 100mm，或大約70到80mm。端板42構造成沿軸向方向44固持疊片36，且端板42構造成沿徑向支承如下文詳細所述的軸向加強物46。在一些實施例中，同步磁阻機器12未在定子24中或轉子26中使用稀土磁鐵，諸如釤鈷磁鐵、釹磁鐵或它們的任何組合。如下文所述，轉子極的通道之間的小的橋接區段可增大同步磁阻機器12的功率密度，而不使用稀土磁鐵。
[0033]轉子26的疊片36層疊在轉子26的端板42之間。疊片36減小來自定子極34的感應磁場的渦流，從而減少轉子26的感應加熱和能量損失。在一些實施例中，轉子26具有沿軸向層疊在端板42之間的大約10,20,50,100，500，1000個或更多疊片36。端板42和疊片36可從軸18延伸大致相同的徑向距離47，從而形成從定子24的內表面30偏移空隙28的外表面32。如本文相對于徑向距離47所使用的，用語〃大致〃可包括百分之10內的距離。即，疊片36可在一些實施例中沿徑向延伸超過端板42達到百分之10，且端板42可在其它實施例中沿徑向延伸超過端板42百分之10。在一些實施例中，轉子26的外徑49在大約150到300mm，175到250mm或200到225mm之間。
[0034]疊片36的材料可包括但不限于層疊硅鋼、羰基鐵或鐵氧體陶瓷，或它們的任何組合。在一些實施例中，各個疊片36均可由諸如層疊娃鋼板的板切割(例如，機械切割、電切害J、激光切割)或沖壓。各個疊片36的通道形成轉子極，其傳送感應磁場。轉子極圍繞軸線22沿周向間隔開。轉子26的轉子極的量可與定子24的定子極34的量相同或更少。在一些實施例中，各個疊片36均基本為圓形，且各個疊片36具有多個(例如，2，3，4，5，6，7，8，9，10，12，16，24，36個或更多)轉子極。在一些實施例中，各個轉子極由疊片36的單獨疊層形成。
[0035]軸向加強物46聯接到轉子26的端板42上，且與設置在端板42之間的各個疊片36的通道對接。軸向加強物46構造成在同步磁阻機器12的操作期間向疊片36提供徑向支承。當轉子26圍繞軸線22旋轉時，離開軸線22的沿徑向方向48的離心力生成轉子26的構件(例如，疊片36、軸向加強物46)上的應力。軸向加強物46構造成與疊片36對接，以允許軸向加強物46傳送由離心力生成的徑向應力，從而減小疊片36的變形，且保持轉子26的外表面32與定子24的內表面30之間的空隙28。在一些實施例中，各個轉子極均具有一個或更多個軸向加強物46 ο端板42的凹入部分(例如，凹穴)51可收納軸向加強物46，諸如經由過盈配合或摩擦配合。此外或在備選方案中，軸向加強物46可安裝(例如，焊接、螺接、硬釬焊、粘附)到端板42上。在一些實施例中，軸向加強物46可與端板42中的一個整體結合鑄造。此外，轉子26可具有由端板52(例如，中間板)分開的疊片36的兩個或更多個區段50，其中端板52的相對面聯接到軸向加強物46上。在一些實施例中，軸向加強物可由諸如A286不銹鋼的非磁性鋼形成。此外或在備選方案中，軸向加強物46的材料可包括但不限于鋼板、鋁、銅、復合物、樹脂、碳纖維或它們的任何組合。如可認識到的那樣，軸向加強物46的材料可為非磁性的，從而減小軸向加強物對穿過通道的磁場的影響。可認識到，圖1的轉子26的右側區段50的一些疊片36除去，以示出延伸穿過疊片36的軸向加強物46，如在左側區段50中示出。即，轉子26的各個區段50均可為大致相同的長度(例如，距離38)，且各個區段50均可具有大致相同量的疊片36。此外，各個區段50均可具有單獨的軸向加強物46。
[0036]在一些實施例中，冷卻系統54聯接到同步磁阻機器12上。冷卻系統54可將冷卻劑流56(例如，空氣、二氧化碳、氮)引導至定子24和/或至轉子26，其可使用冷卻劑流56來降低熱發生構件的溫度。例如，基于電流的電阻加熱和/或基于磁場的感應加熱可在定子極34、轉子極或它們的任何組合中生成熱。在一些實施例中，冷卻系統54將冷卻劑流56引導至定子24和/或轉子26的通路。引導至同步磁阻機器12的冷卻劑流56可從冷卻系統54在開環或閉環中引導。
[0037]圖2為圖1的轉子26的實施例的透視圖，其示出了沒有疊片36的軸向加強物46。轉子26的外表面32構造成設置成與定子24的內表面30相對，且外表面32可為圓形。轉子26的內表面60聯接到軸18上。內表面60可具有與軸18互補的幾何形狀，從而便于與端板42，52安裝。例如，內表面60可為圓形以與基本圓形的軸18聯接，或內表面60可具有一個或更多個凹口(例如，鍵槽)以容納軸18的肋條(例如，鍵)。
[0038]在一些實施例中，各個轉子極均具有一個或更多個軸向加強物46。圖2的轉子具有十二組62軸向加強物46，以支承圍繞轉子26沿周向間隔開的十二個轉子極。如可認識到那樣，其它轉子26可具有更多或更少量的轉子極和對應組62的軸向加強物46 ο各組62軸向加強物46可包括第一加強物64(例如，外加強物)和第二加強物66(例如，內加強物)。此外，各組62軸向加強物46均可包括設置在端板42，52之間的轉子26的各個區段50的第一加強物64和第二加強物66 ο如下文詳細所述，第一加強物64和第二加強物66可具有不同幾何形狀。
[0039]圖3為轉子26的轉子極80和軸向加強物46的實施例的軸向截面視圖。盡管圖3示出了形成轉子極80的層的疊片36，但可認識到的是，一些疊片36可具有多個區段82，其形成多個轉子極80的相應層。例如，圓形疊片36可具有對應于十個轉子極80的十個區段82，其中各個區段82(如圖3中所示)沿周向方向84延伸大約36°。疊片36的本體部分86可形成內表面60，其與軸18聯接。疊片36的外部88具有通道90和通路92。在一些實施例中，外部88為基于徑向方向48的疊片36的寬度94(例如，徑向距離47)的疊片36的外部百分之50或更大。
[0040]疊片36的通道90傳送由定子24的定子極34引起的磁場，且通路92分開通道90。通道90可具有徑向部分95，其基本沿徑向方向48朝疊片36的外表面32延伸。橋接區段96在徑向部分95處聯接通道90，且允許疊片36形成(例如，切割、沖壓)成整件，使得各個通道90均形成有本體86。此外，橋接區段96允許疊片36的通道90組裝(例如，層疊)為一件。此外，橋接區段96支承通道90來經由通路92保持分離。例如，第一通道98由聯接到第二通道102上的第一橋接區段100支承，且第二通道102由聯接到第三通道106上的第二橋接區段104支承。然而，橋接區段96的厚度108影響由各個相應通道98傳送的磁場的量。即，增大厚度108可減小由通道90傳送的磁場，從而減小同步磁阻機器12的功率密度。類似地，減小厚度108可增大由通道90傳送的磁場，從而增大同步磁阻機器12的功率密度。
[0041 ] 軸向加強物46向疊片36的通道90提供徑向支承。在轉子26的操作期間，疊片36上的離心力將在橋接區段96上生成徑向應力，除非由如本文所述的軸向加強物46另外支承。因此，沒有軸向加強物46的橋接區段96上的徑向應力可限制橋接區段96可為多窄和/或可限制轉子26的轉速來保持外表面32與定子24之間的空隙28。軸向加強物46構造成沿徑向支承疊片36，以允許橋接區段96的厚度108減小，且/或允許轉子26的轉速增大，同時保持空隙28。軸向加強物46布置在轉子26內，以在操作期間接收比橋接區段96更大的來自離心力的徑向應力，且比通道90更大的徑向應力。即，軸向加強物46布置成在操作期間接收來自離心力的非零徑向應力。例如，軸向加強物46可在操作期間接收轉子26上的徑向應力的大約百分之50，75，80, 90,或95或更大。軸向加強物46設置在疊片36的通路92內。在一些實施例中，軸向加強物46與通道90的內面110和/或外面112對接。例如，第一加強物64與第一通路114的內面110對接，且第二加強物66與第二通路116的內面110對接。在一些實施例中，第二加強物66僅與第二通路116的內面110對接，且不與外面112對接，從而減小第一通道98與第二通道102之間穿過第二加強物46的漏通量。
[0042]在一些實施例中，各個通路92均具有基本一致的寬度109。此外或在備選方案中，通路寬度109可在通路92間變化。例如，第二通路116的第二寬度117可不同于(例如，小于、大于)第三通路122的第三寬度119。此外，通路寬度109可沿各個通路92的長度變化。例如，第二通路116的腿部寬度123可大于第二通路116的底座寬度123，或反之亦然。通路寬度109可至少部分地基于由各個通路90傳送的磁場，軸向加強物46的幾何形狀、疊片36的通道90和通路92的數量，和/或操作期間的通道90的應力集中，以及其它因素。
[0043]軸向加強物46的幾何形狀構造成向通道90提供徑向支承。軸向加強物46的低截面慣性矩便于疊片36的通道90的徑向支承，且增大了軸向加強物46對沿垂直于穿過軸18的軸線22的軸線變形(例如，彎曲)的阻力。例如，基本沿徑向方向48延伸的軸向加強物46的肋條118可增大徑向支承。在一些實施例中，軸向加強物46具有中空區域120。在一些實施例中，中空區域120和/或通路92增大在轉子26的構件之間傳遞熱的對流潛力，從而減小使轉子26的部分過熱的可能性。例如，來自冷卻系統54的冷卻劑流56可引導至中空區域120和/或轉子26的通路92 ο如可認識到的那樣，旋轉本體(例如，轉子26)的徑向應力增大與旋轉軸線的徑向距離和/或旋轉本體的轉速。因此，第一通路114中的第一加強物64可構造成比第二通路116中的第二加強物66抵抗更大徑向應力。在一些實施例中，第三通道106可由疊片36的本體86沿徑向方向48充分支承，使得第一通路114和第二通路116的徑向內側的第三通路122不具有軸向加強物46。然而，如虛線所示，疊片36的其它實施例可具有設置在第三通路122內的第三軸向加強物124。此外，盡管上文參照圖3所述的實施例描述了具有三個通道90(例如，通道98 ,102,106),三個通路92 (例如，通路114,116,122)和兩個軸向加強物46 (例如，第一加強物64，第二加強物66)的疊片36，但可認識到，具有不同數量的通道90和通路92的疊片36可類似地以一個或更多個軸向加強物46沿徑向方向48支承。
[0044]圖4為具有聯接在端板42之間的一組62軸向加強物46(例如，第一加強物64和第二加強物66)的轉子26的一部分的實施例的透視圖，其中端板42以影線示出。如上文所述，端板42中的一個可為設置在端板42之間的中間板52，從而將轉子26細分成區段50。軸向加強物46的截面可沿軸向長度130基本恒定。在一些實施例中，軸向加強物46可通過塑性地形成(例如，彎曲、折疊)由軸向加強物材料的板材形成的軸向加強物坯料來形成。在一些實施例中，一個或更多個板材焊接或硬釬焊在一起來形成軸向加強物46的最終形狀。此外，軸向加強物可由基礎材料鑄造或模制。在一些實施例中，一個或更多個軸向加強物46經由擠制形成。例如，第一加強物64可為擠制的鋼或鋁構件。此外或在備選方案中，一個或更多個軸向加強物46可由一個或更多個板材(例如，鋼、不銹鋼、鋁)形成。
[0045]各個軸向加強物46的第一軸向端132與第一端板136的內面134聯接，且各個軸向加強物46的第二軸向端138與第二端板142 (例如，中間板52)的相對內面140聯接。相應的端板136，142的內面134和/或相對內面140的凹入部分(例如，凹穴)51可收納軸向加強物，諸如經由過盈配合或摩擦配合。即，第一軸向端132和第二軸向端138的至少一部分可插入端板42內。此外或作為備選，軸向緊固件46可經由端板42的軸向壓縮固持在凹入部分52內。在一些實施例中，各個軸向加強物46的第一軸向端132和/或第二軸向端138經由焊接連接、硬釬焊連接或機械緊固連接(例如，螺栓、螺紋連接)或它們的任何組合聯接到相應端板136，142上。端板42構造成向軸向加強物46提供徑向支承，這繼而又向疊片36提供徑向支承。在一些實施例中，軸向加強物46并未延伸穿過中間板52來支承轉子26的多個區段50。即，各個軸向加強物46均可支承轉子26的僅一個區段50的疊片36。
[0046]本文公開的主題的技術效果包括同步磁阻機器的增大功率密度，而不使用稀土磁鐵。此外，軸向加強物允許同步磁阻機器保持定子與轉子之間的空隙，而不管增大的轉子半徑和/或增大的轉子速度引起的增大離心力。此外，具有多個通道來傳送用于轉子極的磁場的轉子的整體疊片可減少與疊片制造相關聯的時間和/或成本。
[0047]本書面描述使用了實例來公開本主題，包括最佳模式，且還使本領域的任何技術人員能夠實踐公開的主題，包括制作和使用任何裝置或系統，以及執行任何并入的方法。公開主題的專利范圍由權利要求限定，且可包括本領域的技術人員想到的其它實例。如果此類其它實施例具有并非不同于權利要求的書面語言的結構元件，或如果它們包括與權利要求的書面語言無實質差別的等同結構元件，則此類其它實例意圖在權利要求的范圍內。
【主權項】
1.一種同步磁阻機器，包括: 轉子，其包括: 第一板和第二板； 第一組轉子極，其中所述第一組轉子極中的各個轉子極均包括在所述第一板與所述第二板之間沿軸向層疊的第一組多個疊片，且所述第一組多個疊片中的各個疊片均包括構造成傳送磁通量的第一通道，以及在所述第一通道之間間隔開的第一組多個通路；以及 第一組軸向加強物，其中所述第一組軸向加強物中的各個軸向加強物均設置在所述第一組多個通路中的相應通路內，所述第一組軸向加強物中的各個軸向加強物的第一端與所述第一板對接，且所述第一組軸向加強物中的各個軸向加強物的第二端與所述第二板對接。2.根據權利要求1所述的同步磁阻機器，其特征在于，所述第一組多個疊片中的各個疊片均由整體區段構成。3.根據權利要求1所述的同步磁阻機器，其特征在于，所述第一組多個疊片中的各個疊片均包括在所述第一通道之間沿周向延伸的橋接區段，其中所述橋接區段和所述第一通道包圍所述第一組多個通路中的各個通路。4.根據權利要求1所述的同步磁阻機器，其特征在于，各個第一通道均包括沿徑向方向延伸的第一徑向部分，且所述第一組多個通路中的各個通路均包括沿所述徑向方向延伸的第二徑向部分。5.根據權利要求1所述的同步磁阻機器，其特征在于，所述第一組轉子極中的各個轉子極均包括設置在所述第一組多個通路中的第一通路內的所述第一組軸向加強物中的第一軸向加強物，且所述第一組轉子極中的各個轉子極均包括設置在所述第一組多個通路的第二通路內的所述第一組軸向加強物中的第二軸向加強物。6.根據權利要求5所述的同步磁阻機器，其特征在于，所述第一組多個通路中的所述第一通路設置在所述第一組多個通路的所述第二通路徑向外側，且所述第一軸向加強物包括中空部件。7.根據權利要求1所述的同步磁阻機器，其特征在于，所述第一組軸向加強物包括當設置在所述第一組多個通路中的相應通路內時沿徑向方向延伸的肋條。8.根據權利要求1所述的同步磁阻機器，其特征在于，所述第一組軸向加強物由非磁性鋼形成。9.根據權利要求1所述的同步磁阻機器，其特征在于，所述轉子包括: 第三板；以及 第二組轉子極，其中所述第二組轉子極中的各個轉子極均包括在所述第一板與所述第三板之間沿軸向層疊的第二組多個疊片，且所述第二組多個疊片中的各個疊片均包括構造成傳送磁通量的第二通道，以及在所述第二通道之間間隔開的第二組多個通路；以及 第二組軸向加強物，其中所述第二組軸向加強物中的各個軸向加強物設置在所述第二組多個通路中的相應通路內，所述第二組軸向加強物的各個軸向加強物的第三端與所述第一板對接，以及第二組中的各個軸向加強物的第四端與所述第三板對接。10.—種同步磁阻機器，包括: 轉子，其包括: 第一板和第二板； 多個轉子極，其中所述多個轉子極中的各個轉子極包括在所述第一板與所述第二板之間沿軸向層疊的多個疊片，所述多個疊片中的各個疊片均包括構造成傳送磁通量的第一通道、構造成傳送磁通量的第二通道，以及本體，其中所述第一通道限定第一通路，所述第一通道和所述第二通道限定第二通路，以及所述第二通道和所述本體限定第三通路； 第一軸向加強物，其設置在所述第一通路內，聯接至第一端板，且聯接至第二端板，其中所述第一軸向加強物包括中空部件；以及 第二軸向加強物，其設置在所述第二通路內，聯接至所述第一端板，且聯接至所述第二端板。
【文檔編號】H02K1/22GK106059230SQ201610198603
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月1日 公開號201610198603.6, CN 106059230 A, CN 106059230A, CN 201610198603, CN-A-106059230, CN106059230 A, CN106059230A, CN201610198603, CN201610198603.6
【發明人】J.P.亞歷山大, K.M.格雷斯, P.B.雷迪
【申請人】通用電氣公司