具有永磁激勵(lì)的內(nèi)定子的電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電機(jī)，具有:外定子；內(nèi)定子，該內(nèi)定子相對于外定子同心地布置在外定子的內(nèi)部；以及轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子相對于外定子和內(nèi)定子同心地布置在外定子和內(nèi)定子之間并且能夠相對于外定子和內(nèi)定子移動。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前的關(guān)注點(diǎn)在于一種電機(jī)，其設(shè)計(jì)為同步電機(jī)，尤其設(shè)計(jì)成三相交流同步電機(jī)。這種類型的三相交流同步電機(jī)可以例如作為電動機(jī)或者發(fā)電機(jī)來運(yùn)行并且總是獲得更多的意義。在此，三相交流同步電機(jī)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。此外還公開了一種電機(jī)，其具有內(nèi)定子和外定子，轉(zhuǎn)子設(shè)置在二者之間。
[0003]在永磁激勵(lì)的三相交流同步電機(jī)中，永磁體設(shè)置在轉(zhuǎn)子上。永磁體具有缺點(diǎn)，即其具有受限的應(yīng)用溫度。出于該原因而應(yīng)用了具有稀土的加強(qiáng)的磁鐵，其相對于通常應(yīng)用的永磁體具有更高的應(yīng)用溫度。稀土磁鐵的缺點(diǎn)在于其較高的價(jià)格。轉(zhuǎn)子或者永磁體例如通過水冷實(shí)現(xiàn)的冷卻必須以較高的成本實(shí)現(xiàn)。
[0004]為此，EP 2 528 207 Al描述了一種電機(jī)，其具有第一定子，該定子包括磁性件，其設(shè)計(jì)成形成預(yù)定數(shù)量的磁極對。此外，該電機(jī)包括第二定子，其與第一定子通過氣隙隔開。此外，電機(jī)具有轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子布置在氣隙中。
[0005]此外，DE 10 2011 012 454 Al描述一種具有處于內(nèi)部的定子和處于外部的定子的電機(jī)。此外，該電機(jī)包括轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有永磁體，其布置在處于內(nèi)部的定子和處于外部的定子之間。此外，在相應(yīng)的定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙中可以布置圓柱形的管或者間隙管。因此，通過冷卻介質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)對處于內(nèi)部的定子和處于外部的定子的直接冷卻，而冷卻介質(zhì)不會進(jìn)入到轉(zhuǎn)子腔中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種開頭所述類型的電機(jī)，其成本低廉并且能夠高效地運(yùn)行。
[0007]該目的通過具有權(quán)利要求1所述的特征的電機(jī)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)包括:外定子；內(nèi)定子，該內(nèi)定子相對于外定子同心地布置在外定子的內(nèi)部；以及轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子相對于外定子和內(nèi)定子同心地布置在外定子和內(nèi)定子之間并且能夠相對于外定子和內(nèi)定子移動，其中，外定子具有多個(gè)繞組，內(nèi)定子具有多個(gè)永磁體，并且定子包括承載件，承載件由磁性材料形成并且具有多個(gè)空隙，在這些空隙中布置有各一個(gè)軟磁區(qū)段，其中，電機(jī)具有用于冷卻內(nèi)定子的永磁體的第一冷卻裝置。
[0009]該電機(jī)尤其設(shè)計(jì)成三相交流同步電機(jī)并且可以作為電動機(jī)或者發(fā)電機(jī)使用。該電機(jī)包括外定子，該外定子包括多個(gè)繞組。為此目的，外定子具有相應(yīng)的槽，這些繞組布置在槽中。在外定子的內(nèi)部設(shè)置有轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子例如能夠與軸抗扭地連接。轉(zhuǎn)子又包括承載件，該承載件由非磁性材料形成。非磁性材料通常不會受到磁場的影響。在承載件中置入有多個(gè)軟磁的扇段。最后，電機(jī)包括內(nèi)定子，其具有多個(gè)永磁體。由此提供了一種永磁激勵(lì)的三相交流同步電機(jī)，其中永磁體布置在內(nèi)定子上并且因此在電機(jī)運(yùn)行時(shí)是不移動的。因此，與將永磁體布置在轉(zhuǎn)子上的情況相比，在電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量能夠更簡單地從永磁體上排導(dǎo)出去。
[0010]電機(jī)具有用于冷卻內(nèi)定子的第一冷卻裝置。因此，在電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量能夠可靠地從內(nèi)定子的永磁體上排導(dǎo)出去。通過這種方式能夠阻止永磁體被消磁。因此可以應(yīng)用具有較小的矯頑磁場強(qiáng)度的磁鐵。這又意味著能夠應(yīng)用具有較小份額的稀土的永磁體。通過這種方式可以提高剩磁并且降低成本。
[0011]優(yōu)選的是，電機(jī)具有用于冷卻外定子的第二冷卻裝置。通過第二冷卻裝置可以阻止外定子的繞組在電機(jī)運(yùn)行時(shí)過熱并且由此可能造成損害。通過這種方式允許電機(jī)可靠地運(yùn)行。
[0012]此外，當(dāng)?shù)谝焕鋮s裝置和/或第二冷卻裝置具有多個(gè)冷卻管，該冷卻管由冷卻液體穿流時(shí)是有利的。例如水或者水-乙二醇混合物可以作為冷卻液體使用。相應(yīng)的冷卻管可以簡單和廉價(jià)地制造。在該設(shè)計(jì)方案中，冷卻管布置在內(nèi)定子和/或外定子的鐵板疊中。第一冷卻裝置和/或第二冷卻裝置的冷卻管可以例如穿過相應(yīng)的孔，這些孔被置入到相應(yīng)的鐵板疊中。這種類型的冷卻管簡單和廉價(jià)地制造。
[0013]此外被指出有利的是，冷卻管沿著電機(jī)的軸向方向在周向上均勻分布地布置。通過冷卻管的這種類型的布置，在電機(jī)運(yùn)行中不僅在內(nèi)定子中而且在外定子中產(chǎn)生的熱量都可以被均勻地排導(dǎo)出去。
[0014]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，內(nèi)定子的永磁體由鐵氧體形成。鐵氧體的應(yīng)用具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即能夠提供用于內(nèi)定子的成本低廉的永磁體。
[0015]在一個(gè)可替換的設(shè)計(jì)方案中，內(nèi)定子的永磁體包含鐵釹硼。內(nèi)定子的這種類型的、具有鐵、欽和/或棚的永磁體的特征在于尚的抗尚溫性能。
[0016]在另外的設(shè)計(jì)方案中，轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)成罐狀的。轉(zhuǎn)子的這種類型的設(shè)計(jì)方案具有優(yōu)點(diǎn)，即由此能夠提供具有較小的慣性的轉(zhuǎn)子。通過這種方式能夠提供具有高的動態(tài)性能的電機(jī)或電動機(jī)。
[0017]在另外的設(shè)計(jì)方案中，轉(zhuǎn)子與軸連接，該軸設(shè)計(jì)成空心軸。尤其對于這種情況，即電機(jī)應(yīng)用于機(jī)床的情況，通過應(yīng)用空心軸可以實(shí)現(xiàn)機(jī)場的靈活的設(shè)計(jì)方案。
【附圖說明】
[0018]現(xiàn)在根據(jù)附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖中示出:
[0019]圖1以橫截面示出了根據(jù)第一實(shí)施例的根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)；
[0020]圖2以縱截面示出了根據(jù)圖1的電機(jī)；
[0021]圖3以橫截面示出了根據(jù)第二實(shí)施例的根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)；
[0022]圖4以縱截面示出了根據(jù)圖3的電機(jī)；
[0023]圖5示出了電機(jī)的內(nèi)定子的永磁體基于溫度的磁鐵質(zhì)量變化的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0024]接下來進(jìn)一步示出的實(shí)施例展示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0025]圖1以橫截面示出了電機(jī)I的第一實(shí)施例的視圖。電機(jī)I包括外定子2。該外定子2具有鐵板疊4，其具有多個(gè)齒5，在齒之間具有多個(gè)槽6。在槽6中置入有相應(yīng)的繞組3。繞組3通常與未在此示出的三相交流電網(wǎng)電連接。在外定子2的內(nèi)部設(shè)置有轉(zhuǎn)子7。該轉(zhuǎn)子7在此相對于內(nèi)定子2同心地布置。轉(zhuǎn)子7具有承載件8，其由非磁性材料形成。承載件8具有多個(gè)空隙，在空隙中分別置入有軟磁的扇段9。此外，電機(jī)I具有內(nèi)定子10。該內(nèi)定子10同心地布置在轉(zhuǎn)子7的內(nèi)部。內(nèi)定子10包括鐵板疊11，其具有多個(gè)間隙，在該間隙中分別布置有永磁體12。永磁體12可以例如包含鐵釹硼。
[0026]在本實(shí)施例中，外定子2或者外定子的繞組3具有磁極對數(shù)量pw = 4。內(nèi)定子10或者內(nèi)定子的永磁體12具有磁極對數(shù)量pm = 6。轉(zhuǎn)子7當(dāng)前具有十個(gè)軟磁區(qū)段9。因此，轉(zhuǎn)子的磁極對數(shù)量為Pr = 10。在此，向外作用的磁極對數(shù)量與轉(zhuǎn)子的磁極對數(shù)量一