具有低的槽漏磁的电机器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电机器(E)的主动部件(S)。主动部件(S)可以设计成定子(S)或者转子(10)并且具有至少两个槽(14)以及至少一个在相邻的槽(14)之间布置的接片(22)，槽用于相应地布置电线圈(W)的电线圈绕组(16)，接片用于引导磁通量(30)穿过线圈。电机器(E)应该具有高的效率。接片(22)为此为引导磁通量(30)而具有一种材料(36)，该材料至少区域性地具有带易磁化轴(38)和难磁化轴(40)的磁各向异性，其中，易磁化轴(38)平行于或者至少以相对于线圈(W)的线圈轴线(M)的小于25°的角度指向，该线圈包围接片(22)。

Motor with low slot leakage

The invention relates to an active component (S) for an electric machine (E). Active components (S) (S) can be designed into the stator or rotor (10) and at least two slots (14) and at least one adjacent groove (14) is arranged between the connecting piece (22), corresponding to the arrangement of tank used for wire coils (W) wire winding (16), tab to guide the magnetic flux through the coil (30). Electric machines (E) should have high efficiency. This guide tab (22) magnetic flux (30) has a material (36), the material at least regionally with the easy magnetization axis (38) and (40) the hard axis magnetic anisotropy, the easy magnetization axis (38) parallel to or at least with respect to the coil (W) the coil axis (M) of less than 25 degrees angle direction, the coil surrounds the tab (22).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于电机器的主动部件，该主动部件可以设计成定子或者转子。该主动部件具有用于布置电线圈的线圈绕组的槽。在相邻的槽之间相应地形成接片，使得该接片能缠绕线圈绕组。通过该接片引导磁通量穿过线圈。
技术介绍
主动部件在本专利技术的上下文中被理解为电机器的软磁部件，通过该部件，磁通量能被引导穿过在槽中布置的线圈绕组，从而闭合出电机器的磁性回路。磁性回路的漏磁通越少，那么电机器就能更高效地运行。由于其规则的布置，接片也被描述成定子齿或者转子齿。在电机器中，定子齿和转子齿经常承受高的磁通密度，因为其担当气隙磁通的磁通收集功能。在该电机部分中的感应因此高于在机器的剩余部分中的感应。然而，在高的磁通密度的情况中出现磁场排挤(Feldverdraengung)，其例如能够利用熵增的原理来解释。这种磁场排挤使得磁场线从齿区域中排挤到相邻的槽中。因为在那里的磁阻明显大于在齿材料中的磁阻，因此磁压降在该路径上是很大的。因此需要更多的磁动势，这又减少了电机器的效率。由UK1114562公开了一种用于磁阻电机的转子，其不具有自身的磁激励，但是为此具有在转子的磁极之间的通量引导路径。为了对通量引导进行改善，转子叠层地设计，由此获得磁各向异性，其优先方向或者易磁化轴在重叠层的一个平面中延伸并且其难磁化轴横向于重叠层的延伸方向延伸。与通常的具有叠片的转子体的转子不同的是，重叠层因此并不垂直于旋转轴线延伸，而是沿着或者平行于转子的旋转轴线延伸。由JP4343281B2公开了一种磁阻转子，其中通量引导路径并不通过软磁的转子体的叠层形成，而是通过铁体的微晶各向异性形成。由EP1696534A1公开了一种电机器，其中，定子的定子齿由磁各向异性的材料制成。为此，磁粉末可以作为制造材料的基础。定子的定子磁轭同样可以由磁各向异性材料制成。定子齿的极靴由磁各向同性的材料制成。
技术实现思路
本专利技术的目的在于无漏磁地设计电机器。该目的通过独立权利要求的内容实现。本专利技术的优选的改进方案通过从属权利要求的特征实现。根据本专利技术提供了一种用于电机器的主动部件，其中，该主动部件设计成定子或者转子。对于电机器是旋转机器的情况来说，主动部件即设计成旋转机器的定子或者转子。主动部件具有至少两个槽，槽用于布置电机器的电线圈的线圈绕组。在相邻的槽之间相应地提供有接片，该接片能够提供或者展现为槽的壁。接片为此设计为闭合出电机器的穿过线圈的磁回路，也就是说，引导磁通量穿过线圈。为此，接片具有铁磁的、尤其是软磁的特性。必须避免的是，由接片引导的磁通量的过多部分因为高的磁通密度从接片中漏出并且因此不在接片中，而是平行地在槽中和在其中布置的电线圈中延伸。为此根据本专利技术，接片为了引导磁通量而具有一种材料，该材料至少区域性地具有带有易磁化轴和难磁化轴的磁各向异性。用于易磁化轴的另外的定义是优先方向。易磁化轴平行于或者至少以相对于电线圈的线圈绕组的线圈轴线的小于25°，尤其是小于15°的角度指向，该线圈包围接片。通过本专利技术获得这样的优点，即漏磁通横向于线圈轴线，也就是说漏磁通在平行于绕组平面的平面中通过易磁化轴的指向减小。本专利技术提出，在接片中仅仅槽壁具有所述材料并且接片具有由各向同性的软磁材料构成的核芯。槽壁在此是接片的限界了邻接的槽的部分。该设计方案阻止了，接片的磁导能力通过该材料显著地受阻，这尤其在大型的电机，也就是具有超过10KW的，尤其是超过50KW的功率的电机的情况中是有利的。在一个设计方案中，具有相对磁渗透性的最小值的难磁化轴垂直于易磁化轴指向。这可以通过各向异性的材料的相应的材料选择来实现。垂直于易磁化轴的难磁化轴具有优点，即漏磁通的从接片离开在槽的方向上漏出的分量还可以被进一步地降低。在一个设计方案中提供在相应的接片上布置的极靴，其由各向同性的铁磁的、尤其是软磁的材料构成。极靴由此能够将在接片中集束的磁通量特别良好地分配到气隙中或者正好相反能够将从气隙向着接片引导的磁通量通过极靴特别良好地共同引导。在本专利技术的一个设计方案中，在接片的材料中形成滑槽或者滑轨，并且接片在主动部件的磁轭的与滑槽或者滑轨相对应的引导装置中推移。磁轭被理解成主动部件的以下部分，其将接片机械地连接并且形成槽的槽底。通过在接片的磁各向异性材料中形成滑槽或者滑轨获得了以下优点，即接片通过形状配合保持在磁轭中。为此可以放弃接片焊接或者粘接在磁轭上。由此获得了主动部件的简化的制造能力。磁轭可以由软磁材料制成。例如，磁轭能够以已知的方式以铁磁的、尤其是软磁的叠片为基础设计作为叠片组。但是本专利技术的一个设计方案提出，主动部件的磁轭同样具有磁各向异性的材料，并且在磁轭中材料的易磁化轴平行于槽的槽底或者至少以相对于槽底的平面的小于25°、尤其是小于15°的角度指向。在旋转机器的情况中，也就是说易磁化轴优选地沿着周向方向或者相对于转子或者定子的圆周的切向指向、或者相对于相应的切线以小于25度、尤其是小于15°的角度指向。尤其是该设计方案被提出用于以下情况，即主动部件设计成定子。在磁轭中提供磁各向异性材料具有优点，即主动部件的电磁兼容性被改善，换句话说，从主动部件中向外由电机器中漏出的漏磁通强度通过在磁轭中的材料降低到小于最高值的数值上。在一个设计方案中，所使用的磁各向异性材料仅仅具有唯一的易磁化轴。为此，磁通引导即使在主动部件相关于一个方向移动时也是稳定的，因为磁通量不会在多个易磁化轴之间变换其方向。当材料的相对磁渗透性沿着易磁化轴具有大于15，尤其是大于20的值，并且沿着难磁化轴具有小于5，尤其是小于2的值时，是特别合适的。在此，接片的场引导特性一方面能够与漏磁场的抑制特别良好地组合。为了获得描述的磁特性，合金、在构造接片时的退火过程以及用于施加各向异性的磁场能够被提供作为制造转子时的参数。简单的实验在此实现了制造过程的参数化，从而获得用于相对磁渗透性的所描述的值。各向异性尤其通过磁结晶各向异性影响。特别合适的是一种材料，该材料的磁饱和度在磁通密度超过0.8特斯拉时尤其为至少1.0特斯拉。由此获得一个优点，即磁通量能够高效地用于驱动转子。为了实现所有描述的磁特性，本专利技术的一个设计方案提出，材料具有钕铁硼，NdFeB。该材料包含在合金中，在该合金中能够将相对磁通渗透性调节到所描述的值并且能够通过小于每米十千安的矫顽场强在接片中形成所描述的场引导的特性。该材料也就是说不具有永磁铁，而是具有磁通量引导特性。如已经实施的那样，具有带有磁线圈的定子并具有转子的电机器也属于本专利技术，其中根据本专利技术定子和/或转子相应地具有主动部件，其展现为根据本专利技术的主动部件的设计方案。在电机器中提供的主动部件尤其是这样主动部件，通过该主动部件在机器中产生磁激励，也就是说通过相应的主动部件和通过布置在主动部件的槽中的线圈绕组电地产生用于机器的磁激励。在由电激励的线圈绕组给出的接片和极靴中，磁通量特别的大，从而在此使用磁各向异性的材料是特别有利的。与之不同的是，在发电机运行中，被动励磁的线圈有利地具有富磁的极靴，其不具有磁各向异性，从而由此通过极靴接收和通过发电机线圈引导尽可能大量的磁通量。属于本专利技术的还有用于制造根据本专利技术的主动部件的方法。该方法包括以下步骤，即形成用于布置线圈绕组的槽以及形成在相邻的槽之间的接片。在每个接片的材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电机器(E)的主动部件(S)，其中，所述主动部件(S)设计成定子(S)或者转子(10)并且具有至少两个槽(14)以及至少一个布置在两个相邻的所述槽(14)之间的接片(22)，所述槽用于相应地布置电线圈(W)的电线圈绕组(16)，所述接片用于引导磁通量(30)穿过线圈，其中所述线圈包围所述接片(22)，其中，所述接片(22)为了引导磁通量(30)而具有一种材料(36)，所述材料至少区域性地具有带易磁化轴(38)和难磁化轴(40)的磁各向异性，其中，易磁化轴(38)平行于或者至少以相对于所述线圈(W)的线圈轴线(M)的小于25°的角度指向，其特征在于，通过所述接片(22)形成每个邻接的所述槽(14)的相应的槽壁(34)，并且在所述接片(22)中所述槽壁(34)具有所述材料(36)并且所述接片(22)具有由各向同性的软磁材料构成的核芯(48)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.19 EP 14185608.81.一种用于电机器(E)的主动部件(S)，其中，所述主动部件(S)设计成定子(S)或者转子(10)并且具有至少两个槽(14)以及至少一个布置在两个相邻的所述槽(14)之间的接片(22)，所述槽用于相应地布置电线圈(W)的电线圈绕组(16)，所述接片用于引导磁通量(30)穿过线圈，其中所述线圈包围所述接片(22)，其中，所述接片(22)为了引导磁通量(30)而具有一种材料(36)，所述材料至少区域性地具有带易磁化轴(38)和难磁化轴(40)的磁各向异性，其中，易磁化轴(38)平行于或者至少以相对于所述线圈(W)的线圈轴线(M)的小于25°的角度指向，其特征在于，通过所述接片(22)形成每个邻接的所述槽(14)的相应的槽壁(34)，并且在所述接片(22)中所述槽壁(34)具有所述材料(36)并且所述接片(22)具有由各向同性的软磁材料构成的核芯(48)。2.根据权利要求1所述的主动部件(S)，其中，所述主动部件(S)设计成旋转机器(E)的定子(S)或者转子(10)。3.根据前述权利要求中任一项所述的主动部件(S)，其中，在所述接片(22)上布置的极靴(24)由各向同性的软磁材料(42)提供。4.根据前述权利要求中任一项所述的主动部件(S)，其中，在所述材料(36)中形成有滑槽(44)或者滑轨，并且所述接片(22)在所述主动部件(S)的磁轭(18)的相对应的导向装置(46)中推移。5.根据前述权利要求中任一项所述的主动部件(S)，其中，所述材料(34)仅仅具有唯一的易磁化轴(38)。6.根据前述权利要求中任一项所述的主动部件(S)，其中，所述难磁化轴(40)垂直于所述易磁化轴(38)指向。7.根据前述权利要求中任一项所述的主动部件(S)，其中，所述材料(36)的相对磁渗透性沿着...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫·菲舍尔，科比尼安·彼得迈尔，拉沃夫·福尔默，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE