用于电机的转动部件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电机(66)的转动部件(20)，具有由多个在运动方向上彼此相邻布置的模块件(26)组成的模块式构造，其中，每个模块件(26)都具有至少一个磁体(22、78)和至少一个铁磁性的极靴(36、80)，并且磁体(22、78)的极(70、72、74、76)在转动部件(20)的运动方向上取向。此外，本发明专利技术还涉及一种具有定子(62)和根据本发明专利技术的转动部件(20)的电机(66)。

【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的转动部件以及一种具有定子和转子的电机。
技术介绍
在现有技术中从根本上公知许多类属的、具有以转子的形式存在的可运动单元的电机，所以不需要特别的文件证明。在旋转式的电机中，一般都设计有一个定子，该定子通常提供基本上为圆形的开口用来容纳构造成转子的转动部件。在开口中可旋转地支撑布置转子，其中，在转子和定子之间形成气隙。此外还有用于线性运行的电机，其中，定子至少部分地沿着用于构造成转换器的转动部件的运动线路或运动曲线构成。转换器与定子处于相互作用状态并且沿着运动线路或运动曲线可运动地布置。转换器可以借助受控的磁力作用沿着定子或运动线路运动。本公开文本意义内的转动部件据此是一个可运动的单元，它在旋转式的电机中以转子的形式构成，并且在用于线性运行的电机中构造成转换器。定子通常相对于某个装置或者与地面相连的基座位置固定地布置。在车辆中，定子例如可以与底盘、车架或者类似物相连，其中，位置固定要理解为相对于这个装置或基座而言。因此，转动部件相对于定子构成可运动的单元。特别是在被设计用作扭矩电动机的旋转式电机中，包括在用于直接驱动应用场合的线性电动机中，经常会在转动部件中使用永磁体。为了能够产生理想大小的力作用，这类磁体通常是烧结的稀土磁体。由于这类磁体的成本很高，因此这类机器只有在这种投资的理由十分充分的特别情况下才被使用。然而许多本来同样适合使用这种机器的应用场合却由于成本太高没有实现。因此需要有替选方案，特别是代替昂贵的稀土磁体，例如NdFeB烧结磁体。—种方案设计的是，用铁磁体代替这种磁体。在这种情况下表明，铁磁体相对于稀土磁体具有小得多的能量密度，也就是说提供更小的磁通量，并且-例如由于所需的大尺寸-在常见的构造中无法实际地使用。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种用于电机的转动部分，其中，昂贵的稀土磁铁可以被铁磁体取代，与此同时要基本上保持住这个电机的工作能力。作为解决方案，本专利技术建议了一种用于电机的转动部件，它具有由多个在运动方向上彼此相邻布置的模块件构成的模块式构造，其中，每个模块件都具有至少一个磁体和至少一个铁磁性的极靴，并且磁体的极在转动部件的运动方向上取向。电机是一种将电能转化为机械能、特别是运动能(电动机运行)并且/或者将机械能转化为电能(发电机运行)的装置。旋转式电机是这样一种电机，其中，定子提供一个通常为圆形的开口，在该开口中可旋转地支承布置有转动部件。与转动部件不同，定子抗扭地布置，因此，定子例如与像基座或者类似物的底座相连，使得它通常不会进行旋转运动。与此同时，电机并且因此还有定子当然可以移动地布置，例如布置在车辆或类似物上。定子和转子借助磁通链接，由此在电动机运行时产生力作用，它相对于定子旋转地驱动着转子，并且在发动机运行时将输送给转子的机械能转化为电能。为了这个目的，定子和转子分别具有由电流流过的绕组。在定子或者转动部件中，绕组也可以由永磁体构成或者由其来补充。这种类型的旋转磁场电机例如有三相电机，三相电机连接在多相的、特别是三相的电网上，如带有或者不带有阻尼笼的异步电机、同步电机或者类似物。但是也可以是直流电机，例如旁通电机、串联电机、步进电机，和/或类似物。通过本专利技术首先使得电机可以装配永磁激励的转动部件，该转动部件不仅可以装配稀土磁体，而且此外还可以装配作为代替的磁体，如铁磁体或类似物，其中，与此同时，可以达到使用稀土磁体时公知的大规模的力作用。这主要由此得以实现，即，区别于现有技术，磁体的极不再在气隙的方向上取向，而是横向于气隙，也就是说，平行于转动部件的朝向电机的定子的表面。借助极靴实现的是，由磁体提供的磁通被转向定子的方向。因此，这种构造使得几乎任意尺寸的磁体都能够集成到电机的转动部件中。由此实现一种可能性，也可以使用相比稀土磁体更弱的磁体，特别是铁磁体，其中，同时可以基本上保持住电机的有关功率方面的性能。为了这个目的，转动部件具有模块式的构造，这种构造包括多个在圆周方向上彼此相邻布置的模块件。优选地，在每个模块件中，为磁体的每个极都至少分配了一个自有的极靴。模块件可以提供成可以单个操作的组块，这些组块为了构造转动部件在运动方向上相互连接。模块件此外在制造技术方面还可以有利地大批量生产，并且根据需要特别是个别地集中构成转动部件。这使得在转动部件的制造方面可以有很高的灵活性。由此可以针对客户的解决方案个别地做出反应。这表明了为什么磁体尺寸方面的自由度相对于现有技术可以明显增大。于是，即使在使用铁磁体的情况下也可以实现在现有技术中否则只能用稀土磁体才能达到的通量密度。此外，本专利技术还使得可以在同时使用稀土磁体时达到相比迄今的现有技术在通常情况下能达到的明显更高的通量密度。由此可以实现非常紧凑的、并且功率高的电机。磁体可以机械地构造成方形、棒，特别是圆棒、这些的组合或者类似物。通常磁体的磁极在磁体的相对置的端部上构成。磁体可以由像氧化铁或者类似物的铁素材料。它们不仅可以构造成不添加稀土的铁磁体，也可以构造成昂贵的LaCo3铁素体。后者使得更高的力密度成为可能。这些磁体在装配前就已经可以被磁化。但是，它们此外也可以在装配好转动部件以后再被磁化，例如当模块件和/或转子区段在转动部件上接合或类似物时。特别是可以在完全接合好的转动部件上完成这些磁体的磁化。极靴是一种磁导体，优选地由铁磁性或软磁性材料制成，并且由此特别适用用于引导磁通量。极靴可以在转动部件的轴向延伸上叠片地实现。由此使得他能够低损耗地引导磁通量。特别有利的是，极靴由软磁成分(SMC)材料构成，由此可以在磁通量的引导方面实现特别高的效率。根据一种构造方案，转动部件具有至少一个转子区段，这个转子区段包括多个相邻布置的模块件。由此实现一种转动部件区段布置，其中，在转动部件上的圆周方向上布置了合适数量的转子区段，它们构成转动部件的磁性活跃区。由此能够以简单的方式灵活地、特别个别地设置所述转动部件。这些转子区段可以作为自有的构造单元被操作。优选地，极靴具有用于接触磁体的极的接触面。由此可以尽可能无损耗地集中磁体的磁场，并且转向转动部件的外表面，也就是说转向电机的气隙。此外，极靴可以从转动部件的朝向电机的定子的表面开始逐渐变细。由此可以让极靴成本更低，并且可以节省重量。从电磁的角度来看，也就是说极靴的整个横截面不必越过磁体的全部极面，因为极靴在朝向定子的表面上要基本上引导磁体的全部通量，然后通量随着进入转子部件的深度不断减小而减少。离转动部件的朝向定子的表面越远，必须被引导穿过极靴的通量就越少。此外还可以提出，极靴延伸越过这个极的接触面的一部分。由此在转动部件内制造出磁体在背离气隙的一侧上的垂悬。这减少了特别是转动部件内磁体在极之间的表面上形成不希望的磁漏路径。以这种方式可以让磁体的磁通量在损耗非常小的情况下与定子链接，从而特别是在扭矩电动机中可以实现高的力密度。极靴可以具有冲压组叠的叠片主体，其横向于运动方向堆叠。由此能够实现极靴的简单构造，这种构造此外使得在个性化适配方面可以有很高的灵活度。冲压组叠的叠片主体可以借助粘附连接力配合和/或形状配合地固定在相应的磁体上。此外，极靴也可以由烧结体和/或非晶态金属构成。两种材料都使得能够进一步减少极靴中的铁损耗。此外还可以有利地提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电机(66)的转动部件(20)，其特征在于一种由多个在运动方向上彼此相邻布置的模块件(26)组成的模块式构造，其中，每个模块件(26)都具有至少一个磁体(22、78)和至少一个铁磁性的极靴(36、80)，并且所述磁体(22、78)的极(70、72、74、76)在所述转动部件(20)的所述运动方向上取向。

【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：马蒂亚斯·多夫纳，格哈德·马切尔科，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE