电机制造技术

本申请公开了一种电机(1)，其具有：定子(2)，该定子有定子本体(3)和定子绕组(4)；以及转子(5)，该转子相对于定子可旋转地布置，并有转子本体(6)，该转子本体有接收于其中的多个永磁体。转子布置成有在转子本体和定子本体之间的气隙，并使得磁通在转子本体的永磁体和定子本体的定子极之间通过该气隙。电机还包括具有高磁导率的材料的至少一个部件(15、16)或试剂，该部件或试剂设置成相对于定子本体(6)定位成使得来自永磁体的磁通减少通过所述气隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电机
本专利技术涉及一种电机，它包括：定子，该定子有定子本体，定子绕组缠绕在该定子本体上，并设置成电产生多个定子极，这些定子极绕定子本体的周边布置；设置成使得定子绕组与AC电源或接收器连接的装置；以及转子，该转子相对于定子可旋转地布置，并有转子本体，该转子本体有接收于其中的多个永磁体；所述转子布置成有在转子本体和定子本体之间的气隙，并使得磁通在转子本体的永磁体和定子本体的定子极之间通过所述气隙，以便在电机的马达操作中向转子施加驱动扭矩，并在电机的发电机运行中向定子绕组供电。
技术介绍
这种电机可以操作为马达和/或发电机，但是本专利技术将主要集中于它作为马达的操作。而且，电机可以有径向或轴向方向的所述气隙，用于作为径向或轴向磁通机器。通过使用多个永磁体来产生转子的磁通，获得同步马达。与感应电机相比，这种马达有更低的转子损耗，因此有更高效率。与感应电机相比，它还能够制造成具有更高极数，而不会损失性能，因此它能够有更高的扭矩能力。本专利技术特别应用于成引言中所述类型的马达形式的电机，用于产生有轨车辆(特别是轨道车辆)的牵引力，但是当在下文中介绍本专利技术的这种应用时，不应当解释为对本专利技术的限制。这种马达(该马达当然可以在制动车辆时用作发电机)特别有利于这样的车辆，对于该车辆，相对于确定马达尺寸的高扭矩能力是重要特征。在作为马达的、在引言中所述类型的永磁电机的转子本体中，从永磁体通过所述气隙的高磁通导致马达需要更小的电流来产生低于基本速度的所需扭矩，该基本速度是转子最大转速的大约一半的速度。当永磁通减小时，在无负载下(即当电流为零时)的铁损将减小。在某些情况下，有利的是在马达也产生扭矩时能够减小高于基本速度的永磁通。从永磁体通过所述气隙的高磁通将导致在最大速度下的无负载高电压，从而导致定子绕组的绝缘老化，并增加电弧放电的危险。由于存在风险和/或布局和设计要求的竞争影响，这种电弧放电是永磁马达的潜在表现。目前通过减速来减轻在定子绕组中的电弧放电产生，这对于有轨车辆电机来说意味着将列车减速至低速。从永磁体通过气隙的这种高磁通也将有助于更高的短路电流，这在两相短路的情况下将有助于更高的振荡扭矩。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在引言中所述类型的电机，该电机至少在某些方面相对于已知的这种电机进行了改进。根据本专利技术，该目的通过提供具有在附加权利要求1的特征部分中列出的特征的这种电机而实现。在根据本专利技术的电机中，使得来自永磁体的磁通减少通过气隙将通过向电机提供具有高磁导率的材料的所述至少一个部件或试剂而实现，该部件或试剂设置成相对于转子本体定位成使得来自永磁体的磁通减少通过气隙。这意味着来自永磁体的磁通将由于所述至少一个部件或试剂而更少地横过在转子本体和定子本体之间的气隙(与没有该部件或试剂相比)。由此可以避免来自永磁体的高磁通通过气隙的上述缺点。而且，所述至少一个部件设置成通过使得一部分磁通转向(否则该部分磁通将从永磁体引导通过所述气隙，而不是通过该部件)而使得来自永磁体的磁通减少通过气隙。将具有高磁导率的材料的所述部件定位成使得来自永磁体的一部分磁通转向构成了在需要时使得通过气隙的所述磁通的显著减少的有效、简单和可靠的方式。另外，所述部件可相对于转子本体在至少两个不同位置之间运动，在该位置中，部件设置成使得来自永磁体的所述磁通的不同大比例部分转向通过。这种可运动性使得能够有来自永磁体的较高磁通通过气隙(当这实际上很有利时)，还能够在高磁通不合适和/或有害时减少该磁通。电机包括设置成使所述至少一个部件相对于转子本体在所述不同位置之间运动的装置，这使得来自永磁体的、通过所述气隙的磁通很容易适应电机的主要操作情况。最后，所述装置设置成当在所述定子绕组或与所述定子绕组连接的任何电缆或设备中产生电弧放电或短路时使得所述至少一个部件相对于转子本体运动至将最大地减少磁通通过所述气隙的位置。由此可以高效地解决上述电弧放电的负面后果。EP1220427A2公开了一种在引言中所述类型的电机，其中，环形部件用于通过该环形部件相对于定子的运动而调节在电机的定子本体的齿中的磁通密度。根据本专利技术的一个实施例，所述部件或试剂通过机构而在正常操作中相对于转子本体保持在最小地减少磁通通过所述气隙的位置，该机构在所述定子绕组中或与所述定子绕组连接的任何电缆或设备中产生电弧放电或短路时释放。用于使得部件运动的所述装置使用力，该力沿使得该部件运动至使更少磁通通过气隙的位置的方向(当部件释放时)而作用在部件上。根据本专利技术的另一实施例，所述力是磁吸引力。根据本专利技术的另一实施例，所述部件或试剂与所述转子一起旋转，所述力是离心力。根据本专利技术的另一实施例，所述装置取决于温度，并设置成当降低温度时使得所述至少一个部件相对于转子本体运动，用于使得增加部分的磁通转向通过。该特征补偿了以下情况：来自永磁体的磁通在较低温度下比在较高温度下高。根据本专利技术的另一实施例，所述装置设置成通过使其由爆炸材料或化学反应物质制成而产生的化学反应(同时快速增加它的体积)而来使得所述至少一个部件运动。这构成了用于在需要时使得所述部件快速运动和减少来自永磁体的磁通通过所述气隙的选择方案，且这种运动将在电机的操作中断之前只在所述电机中进行一次。根据本专利技术的另一实施例，电机包括控制单元，该控制单元设置成控制所述装置，以便使得所述至少一个部件在电机的操作过程中运动，用于改变来自永磁体的所述磁通引导通过所述气隙的比例。这种控制单元的布置能够容易地使得来自永磁体和通过所述气隙的磁通调节成用于电机的主要工作状态。根据本专利技术的另一实施例，所述至少一个部件由具有≥10μ0(μ0＝真空的磁导率)的磁导率的材料来制成。根据本专利技术的另一实施例，所述至少一个部件是环，该环设置成相对于转子本体绕转子的旋转轴线同心地定位，以便使得来自永磁体的磁通转向，从而引导通过该环，而不是通过所述气隙。这种环可以有任何形状，但优选是圆形。根据本专利技术的另一实施例，所述环由层叠磁钢或软磁复合材料制成。这将使得由通过环的磁通引起的涡电流和转子本体相对于环的旋转保持在较低水平。根据本专利技术的另一实施例，所述转子可旋转地布置在定子内，在转子本体和定子本体之间的所述气隙相对于转子的旋转轴线为径向。因此，电机是径向磁通电机。根据本专利技术的另一实施例，电机包括在转子本体的一个轴向端部或两个轴向端部处的所述环，该环径向靠近所述气隙。在这些位置处的环将通过使得来自永磁体的磁通的一部分转向通过所述环而减少来自永磁体的磁通通过所述气隙，且该部分的大小可以通过使得环相对于转子的旋转轴线轴向运动而很容易地变化，这是本专利技术另一实施例的主题。根据本专利技术的另一实施例，所述环设置成通过磁力附接在转子本体的轴向表面上，并与转子本体一起旋转。在这种情况下，环可以由固体材料制成，因为不会有涡电流的任何问题，因为当转子本体旋转时环不会相对于磁通运动。根据本专利技术的另一实施例，转子本体和定子本体布置成使得所述气隙相对于转子的旋转轴线轴向地在它们之间，且所述至少一个部件布置成靠近所述气隙。因此，该电机是所谓的轴向磁通电机。根据构成该实施例的进一步发展形式的实施例，转子本体有环形部件，所述环沿转子本体的所述环形部件布置并在该转子本体的所述环形部件内，和/或沿转子本体的所述环形部件布置并在该转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机，包括：定子(2)，所述定子具有定子本体(3)，定子绕组(4)缠绕在所述定子本体上，其设置成电产生绕定子本体的周边布置的多个定子极，设置成使得定子绕组与AC电源或接收器(13)连接的连接装置(10)；以及转子(5)，所述转子相对于定子可旋转地布置，并具有转子本体(6)，所述转子本体具有接收于转子本体中的多个永磁体(8)；所述转子布置成具有在转子本体(6)和定子本体(3)之间的气隙(14)，并使得磁通在转子本体的永磁体和定子本体的定子极之间通过所述气隙，以便在电机的马达操作中向转子施加驱动扭矩，并在电机的发电机操作中向定子绕组供电，其特征在于，电机还包括具有高磁导率的材料构成的至少一个部件(15、16、25、26、35、36、46、60)或试剂(50)，所述部件或试剂设置成相对于转子本体(6)定位成通过使得一部分磁通转向成引导通过所述部件或试剂、而不是从永磁体引导通过所述气隙来减少来自永磁体的磁通通过所述气隙(14)，所述部件或试剂(15、16、25、26、35、36、46、50)可相对于转子本体(6)在至少两个不同位置之间运动，在所述位置中，部件或试剂设置成使得来自永磁体的不同大比例部分的所述磁通转向通过，电机还包括设置成使所述至少一个部件相对于转子本体(6)在所述不同位置之间运动的运动装置(70)，且所述运动装置(70))设置成当在所述定子绕组或与所述定子绕组连接的任何电缆或设备中产生电弧放电或短路时使得所述至少一个部件或试剂(50)相对于转子本体运动至最大地减少通过所述气隙的磁通的位置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.21 SE 1650876-41.一种电机，包括：定子(2)，所述定子具有定子本体(3)，定子绕组(4)缠绕在所述定子本体上，其设置成电产生绕定子本体的周边布置的多个定子极，设置成使得定子绕组与AC电源或接收器(13)连接的连接装置(10)；以及转子(5)，所述转子相对于定子可旋转地布置，并具有转子本体(6)，所述转子本体具有接收于转子本体中的多个永磁体(8)；所述转子布置成具有在转子本体(6)和定子本体(3)之间的气隙(14)，并使得磁通在转子本体的永磁体和定子本体的定子极之间通过所述气隙，以便在电机的马达操作中向转子施加驱动扭矩，并在电机的发电机操作中向定子绕组供电，其特征在于，电机还包括具有高磁导率的材料构成的至少一个部件(15、16、25、26、35、36、46、60)或试剂(50)，所述部件或试剂设置成相对于转子本体(6)定位成通过使得一部分磁通转向成引导通过所述部件或试剂、而不是从永磁体引导通过所述气隙来减少来自永磁体的磁通通过所述气隙(14)，所述部件或试剂(15、16、25、26、35、36、46、50)可相对于转子本体(6)在至少两个不同位置之间运动，在所述位置中，部件或试剂设置成使得来自永磁体的不同大比例部分的所述磁通转向通过，电机还包括设置成使所述至少一个部件相对于转子本体(6)在所述不同位置之间运动的运动装置(70)，且所述运动装置(70))设置成当在所述定子绕组或与所述定子绕组连接的任何电缆或设备中产生电弧放电或短路时使得所述至少一个部件或试剂(50)相对于转子本体运动至最大地减少通过所述气隙的磁通的位置。2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：所述运动装置(70)设置成通过使其由爆炸材料或化学反应物质制成而进行的化学反应同时快速增加所述至少一个部件的体积而使得所述至少一个部件运动。3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于：所述电机包括控制单元，所述控制单元设置成控制所述运动装置(70)，以便在电机操作过程中使得所述至少一个部件运动，用于改变来自永磁体(8)的所述磁通引导通过所述气隙(14)的比例。4.根据前述任意一项权利要求所述的电机，其特征在于：所述至少一个部件由磁导率≥10μ0(μ0＝真空磁导率)的材料制成。5.根据权利要求2-4中任意一项所述的电机，其特征在于：所述至少一个部件是环(15、16、25、26、35、36、46)，所述环设置成相对于转子本体绕转子的旋转轴线同心地定位，以便使得来自永磁体(8)的磁通转向，从而引导通过所述环，而不是通过所述气隙(14)。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·安德松，A·桑德贝格，
申请(专利权)人：勃姆巴迪尔运输有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE