技术领域
背景技术
[0002] 电动机(例如通常用在
汽车的混合动
力机电动力传动系中的电动机)具有
转子和围绕转子的
定子。转子可相对于定子旋转，且定子固定到静止构件，例如
变速器壳体或
外壳。通过转子和定子之间的径向间隙建立空气隙。
发明内容
[0003] 有用的是使得永磁体(PM)电动机中的
扭矩波动和径向力最小化，以便在运行期间使得其效率最大化、且使得噪声、振动、不顺性(NVH)最小化。在本发明中，“扭矩波动(torque ripple)”是指周期性增加或减少电动机的输出扭矩。本发明公开的PM电动机的设计使得运行期间扭矩波动和径向力最小化，由此使得效率最大化。
[0004] 在一
实施例中，本发明公开的PM电动机包括限定了内定子开口的定子。内定子开口沿定子轴线延伸。PM电动机进一步包括设置在定子内部的转子。转子可绕定子轴线相对于定子旋转。定子包括沿定子轴线堆叠在一起的多个层叠段。每一个层叠段包括从环形定子本体朝向定子轴线延伸的环形定子本体和齿。环形定子本体通常称为背
铁(back iron)。齿彼此间隔开，以便限定绕定子轴线环状地布置的多个槽道。每一个槽道限定在两个齿之间。定子限定绕定子轴线环状地布置的槽道开口。至少一个层叠段相对于另一层叠段旋转地偏开，使得至少一个槽道开口从另一层叠段中的另一槽道开口周向地偏开。
[0005] 根据本发明的一个方面，提供一种永磁体(PM)电动机，包括：
[0006] 定子，限定内定子开口，所述内定子开口沿轴向方向沿定子轴线延伸；
[0007] 转子，设置在定子内部，其中转子可绕定子轴线相对于定子旋转；且[0008] 其中，定子包括：
[0009] 多个层叠段，沿定子轴线堆叠在一起，每一个层叠段包括：
[0010] 环形定子本体；
[0011] 多个齿，从环形定子本体朝向定子轴线延伸，其中所述多个齿彼此间隔开，以便限定绕定子轴线环状地布置的多个槽道，每一个槽道限定在两个齿之间，定子限定绕定子轴线环状地布置的多个槽道开口，每一个槽道开口与槽道中的一个连通，以便限定槽道/开口组合，且每一个槽道开口沿轴向方向沿开口纵向轴线延伸；
[0012] 其中，每一个槽道沿槽道中
心轴线延伸，每一个槽道中心轴线沿径向方向延伸通过所述槽道中的一个的中心，每一个槽道开口沿径向方向沿开口中心轴线延伸，每一个开口中心轴线沿径向方向延伸通过槽道开口中的一个的中心；
[0013] 其中，在至少一个槽道/开口组合中，槽道中的一个的槽道中心轴线与槽道/开口组合中的槽道开口中的一个的开口中心轴线周向地偏开一周向开口偏开距离；且[0014] 其中，所述多个层叠段中的第一层叠段相对于所述多个层叠段中的第二层叠段旋转地偏开，使得第一层叠段中的至少一个槽道开口的开口纵向轴线与第二层叠段中的至少一个槽道开口的开口纵向轴线偏开一周向偏开距离。
[0015] 优选地，其中，每一个槽道开口具有槽道开口宽度，且至少一个槽道开口的槽道开口宽度与至少一个另一槽道开口的槽道开口宽度不同。
[0016] 优选地，其中，每一个槽道限定一中心，每一个槽道开口限定一中心，且在槽道/开口组合中至少一个槽道开口的中心与至少一个槽道的中心偏开。
[0017] 优选地，其中，一个槽道/开口组合中的周向开口偏开距离可以与另一槽道/开口组合中的周向开口偏开距离不同。
[0018] 优选地，其中，一个层叠段的槽道与另一层叠段中的槽道轴向对准。
[0019] 优选地，其中，第一层叠段中的至少一个槽道开口与第二层叠段中的至少一个槽道开口的开口纵向轴线偏开一周向偏开距离。
[0020] 优选地，其中，开口纵向轴线平行于定子轴线。
[0021] 优选地，PM电动机进一步包括多个电导体，该多个电导体每一个设置在槽道中的一个中。
[0022] 优选地，其中，所述转子包括多个永磁体。
[0023] 根据本发明的另一方面，提供一种运载工具，包括:
[0024] 永磁体(PM)电动机，配置为推进所述运载工具，其中PM电动机包括：
[0025] 定子，限定内定子开口，所述内定子开口沿轴向方向沿定子轴线延伸；
[0026] 转子，设置在定子内部，其中转子相对于定子绕定子轴线旋转；且[0027] 其中所述定子包括：
[0028] 多个层叠段，沿定子轴线堆叠在一起，每一个层叠段包括：
[0029] 环形定子本体；
[0030] 多个齿，从环形定子本体朝向定子轴线延伸，其中所述多个齿彼此间隔开，以便限定绕定子轴线环状地布置的多个槽道，每一个槽道限定在两个齿之间，定子限定绕定子轴线环状地布置的多个槽道开口，每一个槽道开口与槽道中的一个连通，以便限定槽道/开口组合，且每一个槽道开口沿轴向方向沿开口纵向轴线延伸；
[0031] 其中每一个槽道沿槽道中心轴线延伸，每一个槽道中心轴线沿径向方向延伸通过槽道中的一个的中心，每一个槽道开口沿径向方向沿开口中心轴线延伸，每一个开口中心轴线沿径向方向延伸通过槽道开口中的一个的中心；
[0032] 其中，在至少一个槽道/开口组合中，槽道中的一个的槽道中心轴线相对于槽道/开口组合中的槽道开口中的一个的开口中心轴线偏开一周向开口偏开距离；和[0033] 其中所述多个层叠段中的第一层叠段相对于所述多个层叠段中的第二层叠段旋转偏开，使得第一层叠段中的至少一个槽道开口的开口纵向轴线相对于第二层叠段中的至少一个槽道开口的开口纵向轴线偏开一周向偏开距离。
[0034] 优选地，其中每一个槽道开口具有槽道开口宽度，且至少一个槽道开口的槽道开口宽度与至少一个另一槽道开口的槽道开口宽度不同。
[0035] 优选地，其中每一个槽道限定一中心，每一个槽道开口限定一中心，且在槽道/开口组合中至少一个槽道开口的中心与至少一个槽道的中心偏开。
[0036] 优选地，其中每一个槽道限定一中心，每一个槽道开口限定一中心，且在槽道/开口组合中至少一个槽道开口的中心与至少一个槽道的中心偏开。
[0037] 优选地，其中一个槽道/开口组合中的开口偏开距离可以与另一槽道/开口组合中的开口偏开距离不同。
[0038] 优选地，其中在一个层叠段中的槽道开口相对于另一层叠段中的槽道开口不对准。
[0039] 优选地，其中开口纵向轴线平行于定子轴线。
[0040] 优选地，所述运载工具进一步包括多个电导体，其每一个设置在槽道中的一个中。
[0041] 优选地，其中转子包括多个永磁体。
[0042] 在下文结合
附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
附图说明
[0043] 图1是PM电动机的示意性横截面前部视图，其是运载工具的一部分；
[0044] 图2是PM电动机的定子的示意性透视图；
[0045] 图3是定子的层叠段的示意性部分前部视图；
[0046] 图4是从定子中心观察的定子的示意性部分侧视图；和
[0047] 图5是在图4的部分5周围截取的定子的示意性部分侧视图。
具体实施方式
[0048] 参见附图，其中在几幅图中相同的附图标记对应相同的或相似的部件，且从图1开始，永磁体(PM)电动机10可以是例如小汽车的运载工具8的一部分，且可将
电能转换为机械能(例如以扭矩的形式)。PM电动机10可用于推进运载工具8，运载工具可以是汽车或非汽车的运载工具。例如，运载工具8可以是
卡车或船。
[0049] 在所示实施例中，PM电动机10包括定子12和设置在定子12中的转子14，且可配置为内部永磁体电动机。在PM电动机10从电源接收电能时，转子14可相对于定子12旋转，以便推进运载工具8。空气隙16限定在定子12和转子14之间。转子14可以具有基本上环形的形状，且包括多个永磁体18。定子12也可以具有基本上环形的形状，且限定内定子开口21，所述内定子开口配置、成形且大小设置为接收转子14。内定子开口21沿定子轴线Z延伸(也见图2)。在PM电动机10从电源接收电能时，转子14可绕定子轴线Z相对于定子12旋转。
[0050] 参考图1和2，定子12包括沿定子轴线Z堆叠在一起的多个层叠段22。每一个层叠段22包括环形定子本体24(即背铁)、和从环形定子本体24朝向定子轴线Z延伸的多个齿26。齿26围绕定子轴线Z环状地布置。进一步地，齿26彼此间隔开，以便限定绕定子轴线Z环状地布置的多个槽道28。每一个齿26包括齿末端20。每一个槽道28限定在两个齿26之间。定子12进一步包括从环形定子本体24向
外延伸的多个安装凸片13。安装凸片13可用于将定子12联接到静止壳体。
[0051] 参考图3，每一个槽道28配置、成形且大小设置为接收至少一个电导体32，例如绕组。每一个槽道28沿槽道中心轴线S延伸。槽道中心轴线S沿径向方向延伸通过槽道28的中心C1。电导体32设置在槽道28中且电连接到一
驱动器(例如连接到
蓄电池的逆变器)以便接收电能。在接收电能时，电导体32使得定子芯部(定子铁)磁化，且该定子芯部与永磁体18相互作用，由此使得转子14相对于定子12旋转。在电能到电导体32的供应停止时，转子14的永磁体18和定子12之间的
磁性相互作用结束，由此使得转子14降低其速度。
[0052] 定子12进一步限定绕定子轴线Z环状地布置的多个槽道开口30(图2)。槽道28将齿26分开。每一个槽道开口30连接到槽道28中的一个，且具有槽道开口宽度W。对于所有槽道开口30来说，槽道开口宽度W可以不是相同的。例如，所有槽道开口30可以具有不同槽道开口宽度W。替换地，一些槽道开口30的槽道开口宽度W可以是相同的而其他的可以不同。还可想到的是，所有槽道开口30可以具有相同槽道开口宽度W。所有层叠段22的槽道28沿轴向方向A轴向对准(图4)。
[0053] 此外，每一个槽道开口30具有在槽道开口宽度W的中间的中心C2。开口中心轴线O沿槽道开口30沿径向方向延伸，且与槽道开口30的中心C2相交。槽道开口30中的所有或一些可以从槽道中心轴线S周向地偏移，以便使得扭矩波动最小化。换句话说，槽道开口30的中心C2可以周向地从槽道28的中心C1以一开口偏开距离D偏开。从开口中心轴线到槽道中心轴线S限定周向开口偏开距离D。槽道28和槽道开口30的组合(即槽道/开口组合)中的每一个可以具有不同的开口偏离距离D。槽道28和槽道开口30的组合是指彼此连通的槽道28和槽道开口30。一些槽道28和槽道开口30的组合可以具有相同的偏开距离D。还可想到，可以不是所有槽道28和槽道开口30都周向地相对于彼此偏开。槽道/开口组合中的至少两个具有不同的周向偏开距离B。
[0054] 参考图4和5，层叠段22中的至少一个相对于另一层叠段22周向地偏开，使得槽道开口30中的至少一个相对于另一槽道开口30沿轴向方向A轴向不对准，以便在PM电动机10的运行期间使得扭矩波动和径向力最小化。使得扭矩波动和径向力最小化可有助于使得PM电动机10的效率最大化和使得噪声、振动、不顺性最小化。在定子12组装期间，至少一个层叠段22可相对于另一层叠段22旋转过旋转
角θ，所述旋转角限定在一个层叠段22的安装凸片13(图1)和另一层叠段22的另一安装凸片13之间。对于每1/n层叠段，旋转角θ可以是360÷n，其中n可以是三(3)、四(4)或一些其他数量。
[0055] 参考图4和5，每一个槽道开口30沿开口纵向轴线L轴向延伸。每一个开口纵向轴线L沿轴向方向A延伸。进一步地，每一个开口纵向轴线L可以平行于定子轴线Z(图2)，且沿每一个槽道开口30的长度E延伸。因为槽道开口30彼此轴向不对准，所以不同槽道开口30的开口纵向轴线L可间隔开周向偏开距离B。开口纵向轴线L中的所有或一些与至少另一开口纵向轴线L间隔开周向偏开距离B。对于每一个层叠段22来说，附近的槽道开口30之间的周向偏开距离B可以不同或相同。例如，第一层叠段22可相对于第二层叠段22旋转偏开，使得第一层叠段22中的一个槽道开口30的开口纵向轴线L与第二层叠段
22中的另一槽道开口30周向地偏开一周向偏开距离B。
[0056] PM电动机10可这样制造：首先堆叠和对准所有层叠段22、使得每一个层叠段22的定子开口30基本上沿轴向方向A彼此对准。随后，至少一个层叠段22相对于另一层叠段22绕定子轴线Z旋转，以便将至少一些槽道开口30不沿轴向方向A对准。此时，层叠段22中的一个相对于另一层叠段22旋转偏开，使得一个层叠段22的至少一个槽道开口30相对于另一层叠段22的槽道开口30轴向不对准。接下来，堆叠的层叠段22被联接到彼此。
例如，层叠段22可以胶粘在一起。
[0057] 尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的
权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
