永磁体电机的转子以及转子的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种用于永磁体电机(1)，尤其是无电刷直流电机的转子(2)，所述转子围绕转子轴线(1')共轴地布置且具有沿着转子轴线(1')延伸的、用于接纳轴(22)的通孔(8)，包括沿着转子轴线(1')延伸的永磁体(3)和极段(4)，其中永磁体(3)和极段(4)沿周向交替地围绕转子轴线(1')布置，所述转子的特征还在于，至少一个，尤其是每个极段(4)的横截面(14)设计为在至少一个第一极段区域(5)中不对称地具有至少一个布置在极段(4)的相对于转子轴线(1')位于径向外部的区域中的成型部(6)，其中成型部(6)基本上沿周向(1”)延伸。此外，本发明专利技术还涉及一种根据本发明专利技术的转子的应用。

【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根据权利要求1的前序部分所述的、用于永磁体电机的转子以及所述转子的应用。
技术介绍
电机例如是电动机和发电机，其中它们尤其在机动车中完成不同任务。在DE 10 2010 061 778 Al中描述了一种电机的轮辐转子，其中永磁体轮辐状布置在转子基体中，其中转子轴线是虚拟交点且永磁体沿周向交替地反向极化。磁通量经由布置在永磁体之间的极段被引导至气隙，以便实现磁通量的集中。因此，磁南极和磁北极沿转子的周向交替。为了减小漏损通量并提高机器的效率，根据DE 10 2010 061 778 Al描述了一种连接转子轴线和转子基体的连接套管，所述连接套管由抗磁材料或顺磁材料组成。例如，因为0.4至0.45特斯拉的铁氧体永磁体的剩磁相对较小，所以通常把包括稀土金属的材料使用于永磁体激励的电机中。借助于常用的钕-铁-硼(NdFeB)磁体(钕份额约为30%，以及镝份额约为1.7至7% )目前实现了约1.2至1.3特斯拉的剩磁。另一组用于永磁体的材料是钐-钴-磁体，目前利用该钐-钴-磁体实现了约I特斯拉的剩磁。永磁体电机的尺寸取决于转子和定子之间的间隙中可达到的磁通量密度。由于剩磁较小，所以用于与具有NdFeB磁体的机器相当效率的、基于铁氧体磁体设计的机器必须具有大致三倍大的总长度。因此，利用高剩磁的永磁体形成一种机器，其在效率相同的情况下比具有剩磁较小的永磁体(例如由铁氧体制成)的机器更节省空间，且或者在空间需求相同的情况下效率更高。此外，除了重量小或体积小外，还追求避免不期望的磁短路，所谓的磁通量的漏损通量，因为该漏损通量减小机器的效率。极靴之间的漏损通量，例如在气隙的区域中或者相对于所述轴，可以通过避免极靴之间的导磁材料来减小，像在DE 10 2010 061 778 Al中描述的那样。极段的几何形状影响磁场，其中以本身已知的方式把回转半径设置为半径朝着极段的边缘逐渐变小。在极段之间的区域中，在永磁体的相对于转子轴线处于径向外部的区域中，在这种实施方案中不能实现有意义的场形成，因为在该区域中不存在用于影响的材料。通过在极段和永磁体的相对于转子轴线处于径向外部的区域中延长极靴，在极限情况下直至形成连贯的桥部增大了漏损通量，并减小了机器的效率。在转子和定子的间隙中由磁通量的谐波含量还产生了转矩的波度。在此，5次和7次谐波变为6次转矩波度。这由频率混合得到，通过5次谐波和电流的基波的乘积描述(5+1 =6 ;7-1 = 6)。其它出现的谐波能由6整除(6，12，18，24…)，其中对应对始终由相应整数+/-1得到(5和7，11和13，…)。根据电动机拓扑学的实施方案(例如转子处为8极，定子处为12极靴)相应很好地抑制该谐波。尤其是稀土金属的高的原料价格以及对其存在和市场的不确定准入对应了汽车工业中高的价格压力。此外，现有的电机并未充分满足机动车中现代应用的要求，尤其是效率、小的定位转矩和转矩一致性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种尤其用在机动车中的、永磁体激励的电机，其效率和/或定位转矩减小和/或其转矩一致性得到进一步改善。该目的通过根据权利要求1的、用于永磁体激励的电机的转子实现。根据本专利技术的转子用于永磁体激励的电机，尤其是无电刷直流电机，所述转子围绕转子轴线共轴地布置且具有沿着转子轴线延伸的、用于接纳轴的通孔，所述转子包括沿着转子轴线延伸的永磁体和极段，其中永磁体和极段沿周向交替地围绕转子轴线布置，且至少一个极段的、尤其是每个极段的横截面设计为在至少一个第一极段区域中不对称地具有至少一个布置在极段的相对于转子轴线位于径向外部的区域中的成型部，其中成型部基本上沿周向延伸。根据优选的实施方案，至少一个极段、尤其是每个极段包括至少一个第二极段区域，在所述第二极段区域中，相对于转子轴线位于径向外部的区域中的使得横截面不对称的至少一个成型部设置在相对于第一极段区域中的成型部基本上相反的周向上。优选地，至少一个，尤其是每个极段优选包括至少一个第三极段区域，其中第三极段区域设计为基本上对称且不具有成型部。此外，优选地，对一个极段、尤其是每个极段来说，优选第一极段区域的份额占约25 %，第二极段区域的份额占约25 %以及第三极段区域的份额占约50 %。优选地，至少一个，尤其是每个极段优选由基本上导磁材料，尤其是铁磁材料和/或亚铁磁材料制成。铁氧体优选用作永磁体的材料。优选地，成型部至转子轴线的最大距离优选小于或等于转子的外半径。在优选的实施方案中，至少一个转矩传输盘设置在转子的至少一个端面上，所述转矩传输盘具有用于接纳轴并与之机械连接的、沿转子轴线延伸的开口，其中转矩传输盘的开口尤其具有比通孔更小的直径。优选设置了至少一个部件用于把转矩传输盘固定在极段上，其中尤其至少一个开口和/或凹部设置在至少一个极段中，至少一个棒状元件插入该开口和/或凹部中，所述元件与转矩传输盘机械连接。根据另一个实施方案，转矩传输盘的相对于转子轴线位于径向外部的区域中的至少一个成型部形成在转矩传输盘上的一个极段、尤其是每个极段的区域中，其中成型部基本上沿周向延伸。特别优选地，转矩传输盘尤其优选由基本上非磁性的材料和/或传导能力很小的，尤其是抗磁材料和/或顺磁材料制成。优选地，轴优选具有至少一个结构元件用于接纳被极段和/或极段区域包括的后切部，和/或在轴的圆周上设置了至少一个滚花部。根据本专利技术的优选改进方案，设置了导磁的连接接片，其仅连接了极段和/或不同极段的同磁极化的极段区域。本专利技术还涉及一种具有根据前述优选实施方案所述的转子的电机以及所述转子的应用和/或在机动车中，尤其是在机动车制动系统中和/或机动车转向系统中永磁体激励的电机的应用。尽管铁氧体磁体或不具有稀土金属的相对可得到的永磁体的剩磁较小，然而借助于本专利技术仍可得到一种电机，所述电机与具有稀土金属的永磁体激励电机相比，仅要求略微增大的空间以及比备选的电动机设想，像异步电机和磁阻电机更节省空间。通过避免了价格昂贵且部分难以得到的稀土金属以及简单的基础结构，还降低了成本且使得材料获取容易。在这种电机中和在使用包括稀土金属的永磁体时一样得到了改进的效率、改进的转矩一致性以及小的定位转矩。【附图说明】由下面根据附图对实施例的描述得到了其它优选实施方案。附图示出:图1是根据本专利技术的永磁体激励电机的简化剖视图；图2是永磁体激励电机的简化图；图3是根据本专利技术的永转子的简化图；图4示出转子的分开的极段区域；图5是根据现有技术的基于转子角的通量密度的本身已知的走向；图6是根据本专利技术的电机的基于转子角的通量密度的示例性走向；图7是根据电机的另一个实施方案的基于转子角的通量密度的另一个示例性走向；图8是电机的磁场线的模拟走向；图9示出根据本专利技术的电动机的另一个实施例；...

【技术保护点】
一种用于永磁体电机(1)、尤其是用于无电刷直流电机的转子(2)，所述转子围绕转子轴线(1')共轴地布置且具有沿着转子轴线(1')延伸的、用于接纳轴(22)的通孔(8)，所述转子包括沿着转子轴线(1')延伸的永磁体(3)和极段(4)，其中永磁体(3)和极段(4)沿周向交替地围绕转子轴线(1')布置，其特征在于，至少一个极段(4)的、尤其是每个极段(4)的横截面(14)设计为在至少一个第一极段区域(5)中不对称地具有至少一个布置在极段(4)的相对于转子轴线(1')位于径向外部的区域中的成型部(6)，其中成型部(6)基本上沿周向(1”)延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·斯陶德，B·皮勒，T·考夫曼，T·科皮克，
申请(专利权)人：大陆特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司，大陆汽车有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE