永磁激勵的同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種永磁激勵的同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子，具有：軸，軸圍繞軸線轉(zhuǎn)動；具有軸向分層結(jié)構(gòu)的板疊，分層結(jié)構(gòu)的相應(yīng)平面垂直于軸線定向，和其中板疊具有至少兩個幾何形狀不同設(shè)計的層，其中一個層（RB1）設(shè)有第一疊片，第一疊片至少在外圓周上具有封閉的外輪廓并且另一層（RB2）設(shè)有多個、特別是同類型的疊片區(qū)段，其中在板疊的軸向走向中設(shè)有各個層（RB1，RB2）的可預(yù)先給定的分層結(jié)構(gòu)；板疊中的軸向走向的袋形構(gòu)造，其由在層（RB2）的疊片區(qū)段之間的空隙以及徑向地在層（RB1）的外輪廓內(nèi)的缺口形成；在袋形構(gòu)造中的永磁體，其中至少在層（RB2）的軸向部段中在相鄰的疊片區(qū)段與永磁體之間存在徑向延伸的縫隙，縫隙設(shè)有粘合劑。
【專利說明】永磁激勵的同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種永磁激勵的同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子，具有:軸和軸線；具有軸向分層結(jié)構(gòu)的板疊，其相應(yīng)平面垂直于軸線定向；和具有至少兩個幾何形狀不同設(shè)計的層，其中轉(zhuǎn)子在為此設(shè)置的袋形構(gòu)造中具有永磁體。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁激勵的同步電機(jī)在其轉(zhuǎn)子之中或之上具有永磁體。在此存在多種不同可能性以在轉(zhuǎn)子之中或之上設(shè)置永磁體。特別當(dāng)永磁體應(yīng)被布置在轉(zhuǎn)子內(nèi)時，需要固定這種永磁體。
[0003]因此由WO 2010/006737已知了，在轉(zhuǎn)子中設(shè)置磁體。
[0004]在前述實(shí)施方式中不利之處在于，制造過程相對復(fù)雜且轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出漏磁較多的布置。這導(dǎo)致同步電機(jī)的效率損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]由此出發(fā)，本發(fā)明的目的是，實(shí)現(xiàn)一種用于永磁激勵的同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子相對漏磁較少并且仍然能容易且耐用地制成。
[0006]所提出的目的通過一種永磁激勵的同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子來實(shí)現(xiàn)，具有:
[0007]-軸，該軸圍繞軸線轉(zhuǎn)動；
[0008]-具有軸向分層結(jié)構(gòu)的板疊，該分層結(jié)構(gòu)的相應(yīng)平面垂直于軸線定向，和其中板疊具有至少兩個幾何形狀不同設(shè)計的層，其中一個層設(shè)有第一疊片，該第一疊片至少在外圓周上具有封閉的外輪廓并且另一層設(shè)有多個、特別是同類型的疊片區(qū)段，其中在板疊的軸向走向中設(shè)有各個層的可預(yù)先給定的分層結(jié)構(gòu)(Schichtung)；
[0009]-板疊中的軸向走向的袋形構(gòu)造，該袋形構(gòu)造由在層的疊片區(qū)段之間的空隙以及徑向地在層的外輪廓內(nèi)部的缺口形成；
[0010]-在該袋形構(gòu)造中的永磁體，其中至少在層的軸向部段中在相鄰的疊片區(qū)段與永磁體之間存在徑向延伸的縫隙，該縫隙設(shè)有粘合劑。
[0011]通過轉(zhuǎn)子的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案現(xiàn)在將永磁體在其軸向走向的袋形構(gòu)造內(nèi)在可預(yù)先給定的位置上與軸和/或相鄰疊片粘合在一起。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)在軸向方向上觀察具有相對于疊片的總數(shù)而言相對較少的接片，該接片僅在疊片中設(shè)有封閉的輪廓，這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子的漏磁少的構(gòu)造。利用根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子構(gòu)造可以制造相對轉(zhuǎn)矩更強(qiáng)的同步電機(jī)。此外可以通過根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)也確保同步電機(jī)的高轉(zhuǎn)速，該結(jié)構(gòu)也能經(jīng)受住在此存在的離心力負(fù)荷。
[0012]此外特別有利的是，通過轉(zhuǎn)子的現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)也得到相對更有利于自動化和安裝的轉(zhuǎn)子構(gòu)造。為了進(jìn)一步提高袋形構(gòu)造內(nèi)的永磁體強(qiáng)度，特別在疊片區(qū)段的軸向部段與軸之間設(shè)有切向的粘合縫隙。因此現(xiàn)在既能在永磁體的側(cè)面又能在徑向永磁體下方進(jìn)行粘合。[0013]這種切向的粘合縫隙可以以有利的方式也通過布置在軸與板疊之間的基本上為圓柱形的套筒構(gòu)成。在此，套筒現(xiàn)在與軸抗扭地連接并且板疊和其疊片一起被定位在該套筒上。在此特別是疊片為了將板疊定位和固定在為此設(shè)置的狹槽中的目的而被推到套筒上。因此，除了徑向走向的粘合縫隙之外還同樣得出切向的粘合縫隙。
[0014]在一個特別有利的設(shè)計方案中，永磁體在通量集中方向上布置在轉(zhuǎn)子之中，這從技術(shù)角度而言僅當(dāng)轉(zhuǎn)子具有極數(shù)2p>10時才有意義。這樣才能形成通量集中部(Flusskonzentration)ο
[0015]圓柱形套筒的周面有利地具有軸向地和在圓周方向上走向的接片。因此，通過裝配轉(zhuǎn)子構(gòu)成所需的粘合縫隙。
[0016]通量集中部優(yōu)選地由此實(shí)現(xiàn)，即永磁體具有梯形的橫截面。該橫截面的較窄側(cè)在此要么指向轉(zhuǎn)子外輪廓的方向要么指向軸的方向。
[0017]同樣當(dāng)然可以在相應(yīng)地設(shè)計的袋形構(gòu)造中裝入具有矩形橫截面的永磁體。
[0018]為了對粘合縫隙加以限制，作為可替換的實(shí)施例在軸上設(shè)有沿圓周方向走向的環(huán)形槽，該環(huán)形槽因此同樣在永磁體與軸之間限制切向的粘合縫隙。
[0019]轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)構(gòu)造尤其適用于優(yōu)選地在通量集中方向上布置的鐵氧體磁體。根據(jù)本發(fā)明在此現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)了電動發(fā)電機(jī)的氣隙中的與稀土磁體類似的通量密度(Flussliniendichte),而不必忍受在電機(jī)的轉(zhuǎn)速和效率方面的損失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]由原理性示出的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明以及本發(fā)明的有利的設(shè)計方案。圖中示出:
[0021]圖1至圖6示出轉(zhuǎn)子的不同實(shí)施方式的部分透視圖，
[0022]圖7在縱截面圖中示出永磁激勵的同步電機(jī)的原理性構(gòu)造，
[0023]圖8示出轉(zhuǎn)子的橫截面。
【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1在部分透視圖中示出軸4，在該軸上軸向分層地布置有疊片RBl和RB2。在此，疊片RBl不僅在其外輪廓6中而且也在其內(nèi)輪廓14中被封閉。也就是說，轉(zhuǎn)子I的板疊2的該層包含一體形成的疊片。板疊2的下一層在圓周方向上觀察具有多個疊片區(qū)段RB2。軸向在后面的層同樣設(shè)計。在圓周方向上觀察，現(xiàn)在形成了軸向走向的極，其中在疊片區(qū)段之間設(shè)計有軸向走向的袋形構(gòu)造并且永磁體位于其中。永磁體5通過疊片RBl的接片14在RB2的疊片區(qū)段的區(qū)域中與軸4間隔開。
[0025]因此在那里形成了被限制的粘合縫隙8，其為了將永磁體5固定在袋形構(gòu)造中而填充有合適的粘合劑。粘合縫隙8的徑向高度通過接片14的徑向高度來確定。不取決于疊片RBl和RB2，整個板疊2的外輪廓在磁極的區(qū)域中都是相同的。
[0026]永磁體5如在該視圖中所示出地那樣橫截面設(shè)計為梯形，因此以特別有利的方式得出在轉(zhuǎn)子I的根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的板疊中的通量集中部。
[0027]在轉(zhuǎn)子I的板疊2中以有利的方式不僅板疊的第一疊片而且板疊的最后的疊片都設(shè)有RBl疊片。該構(gòu)造用于實(shí)現(xiàn)板疊2的緊湊性。[0028]在相同的實(shí)施方式中，圖1現(xiàn)在示出，除了在疊片RB2與永磁體5之間的徑向的粘合縫隙3之外也徑向地在永磁體5下方在永磁體5與軸4之間構(gòu)成切向的粘合縫隙8。在該視圖以及圖2中可特別良好地看出，板疊2僅通過疊片RBl與軸4有接觸。
[0029]在另一個未詳細(xì)示出的實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子I的板疊2也是可設(shè)想的，其中軸向分層由分別一體形成的疊片實(shí)現(xiàn)。對于每個板疊2而言在此設(shè)置兩個幾何形狀不同的疊片類型。其中之一在其外輪廓上具有封閉的接片，而另一個疊片僅僅在其內(nèi)輪廓上具有封閉的接片。通過這兩個一體形成的疊片類型的可預(yù)定的分層，因此同樣實(shí)現(xiàn)將軸向走向的袋形構(gòu)造安裝在永磁體5中。在此，粘合縫隙8現(xiàn)在在具有封閉的外輪廓的疊片與軸4之間實(shí)現(xiàn)。
[0030]圖3示出另一個實(shí)施例，其中特別在軸4與板疊2之間設(shè)有套筒9，該套筒如也在圖4中能更準(zhǔn)確地看到地那樣提供了在永磁體5與軸4之間的切向的粘合縫隙。套筒9在此特別由軸向走向的接片11和沿圓周方向走向的接片12形成。有利地，疊片RBl和疊片區(qū)段RB2在此被固定和定位在狹槽10中的軸向接片11上。在該實(shí)施方式中，疊片RBl僅在其外輪廓上具有機(jī)械連接部-也就是說接片7。
[0031]接片7和套筒9的接片12的軸向間距可以是相同的，但是根據(jù)轉(zhuǎn)子構(gòu)造的需要可調(diào)整。接片12在其軸向間距和其徑向高度方面都可根據(jù)用于永磁體5的必需的粘合劑量來測定。
[0032]接片7的軸向間距還根據(jù)需要的離心力負(fù)荷來測定。
[0033]在根據(jù)圖5的另一個實(shí)施方式中，現(xiàn)在切向的粘合縫隙8由此實(shí)現(xiàn)，即軸4具有環(huán)形槽13，使得永磁體5現(xiàn)在抵靠在軸4的保留的接片16上。因此分區(qū)段地形成切向的粘合縫隙8。否則板疊2的構(gòu)造與根據(jù)圖3和4的實(shí)施方式的構(gòu)造不同。
[0034]這種轉(zhuǎn)子I對于具有相對較高轉(zhuǎn)速的永磁激勵的同步電機(jī)22而言是特別有利的。此外這種永磁激勵的同步電機(jī)22也可以應(yīng)用于牽引車輛、例如軌道車輛或電動車輛中。
[0035]這種例如根據(jù)圖7的永磁激勵的同步電機(jī)22具有定子17，在該定子的槽中布置有繞組系統(tǒng)19。在永磁激勵的同步電機(jī)22運(yùn)行時，通過定子17與轉(zhuǎn)子I的電磁交替作用，通過氣隙21驅(qū)動軸4或者說產(chǎn)生電能。軸4在此通過軸承20支承在殼體18上。
[0036]圖8在橫截面中示出具有十二個極的轉(zhuǎn)子I，其中永磁體5布置在通量集中部中。轉(zhuǎn)子I的外輪廓在此這樣設(shè)計，即得出氣隙區(qū)域的幾乎正弦形的曲線。這由此實(shí)現(xiàn)，即在極的區(qū)域中氣隙21具有和在永磁體5的區(qū)域中的情況相比較小的徑向尺寸。
[0037]在此有利的是，氣隙21在極中央具有最小的徑向尺寸，而徑向間距朝向極邊緣增大。
【權(quán)利要求】
1.一種永磁激勵的同步電機(jī)(22)的轉(zhuǎn)子(1)，具有: -軸(4)，所述軸圍繞軸線(15)轉(zhuǎn)動； -具有軸向分層結(jié)構(gòu)的板疊(2)，所述分層結(jié)構(gòu)的相應(yīng)平面垂直于所述軸線(15)定向，和其中所述板疊(2)具有至少兩個幾何形狀不同設(shè)計的層，其中一個層(RBl)設(shè)有第一疊片，所述第一疊片至少在外圓周上具有封閉的外輪廓(6)并且另一層(RB2)設(shè)有多個、特別是同類型的疊片區(qū)段，其中在所述板疊(2)的軸向走向中設(shè)有各個層(RB1，RB2)的能預(yù)先給定的分層結(jié)構(gòu)； -所述板疊(2)中的軸向走向的袋形構(gòu)造，所述袋形構(gòu)造由在所述層(RB2)的疊片區(qū)段之間的空隙以及徑向地在所述層(RBl)的所述外輪廓(6)內(nèi)部的缺口形成； -在所述袋形構(gòu)造中的永磁體(5)，其中至少在所述層(RB2)的軸向部段中在相鄰的疊片區(qū)段與所述永磁體(5 )之間構(gòu)成徑向延伸的縫隙(3 )，所述縫隙設(shè)有粘合劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子(1)，其特征在于，切向的粘合縫隙(8)在所述永磁體(5)與所述軸(4)之間，在所述層(RB2)的軸向部段中延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子(1)，其特征在于，在所述板疊(2)與所述軸(4)之間設(shè)有基本上為圓柱形的套筒(9)，所述套筒的外罩面具有徑向地處于所述永磁體(5)下方的至少分區(qū)段的缺口，所述缺口用作為在所述永磁體與所述軸(4)之間的切向的所述粘合縫隙(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子(1)，其特征在于，所述套筒(9)由接片(11，12)構(gòu)成，所述接片在軸向方向上和在圓周方向上延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子(1)，其特征在于，所述套筒(9)在所述套筒的軸向延伸的所述接片(11)上至少分別具有用于固定所述疊片(RBl)的狹槽(10)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子(I)，其特征在于，所述永磁體(5)布置在通量集中部中，并且所述轉(zhuǎn)子(I)至少具有極數(shù)2p>10。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子(I)，其特征在于，所述永磁體(5)具有梯形的橫截面。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子(I)，其特征在于，所述層(RBl)疊片具有內(nèi)輪廓(14)，所述內(nèi)輪廓抵靠在所述軸(4)或套筒(9)上并且因此形成在圓周方向上觀察封閉的袋形構(gòu)造。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子(1)，其特征在于，所述軸(4)特別是在所述疊片區(qū)段(RB2)的軸向區(qū)域中具有環(huán)形槽，以提供切向的粘合縫隙(8)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子(1)，其特征在于，所述永磁體(5)是硬鐵氧體。
11.一種永磁激勵的同步電機(jī)(22)，具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子(I)。
12.一種電驅(qū)動車輛，具有至少一個根據(jù)權(quán)利要求11所述的永磁激勵的同步電機(jī)(22)。
【文檔編號】H02K21/02GK103580423SQ201310346821
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月9日
【發(fā)明者】丹尼爾·馬德, 羅爾夫·福爾默 申請人:西門子公司