本发明专利技术涉及一种具有外定子(2)、内定子(10)、转子(7)和内部的气隙(13)的旋转电机(1)，其中，内定子相对于外定子(2)同心地布置在外定子(2)的内部，转子相对于外定子(2)和内定子(10)同心地布置在外定子(2)和内定子(10)之间并且能够相对于外定子(2)和内定子(10)运动，气隙布置在转子(7)和内定子(10)之间，其中，内定子(10)具有多个永磁体(12)。为了与现有技术相比以更少的质量和更低的成本实现更高的效率，提出每个单个的永磁体(12)在朝向内部的气隙(13)的一侧上具有北极(N)和南极(S)，其中，内定子(10)的永磁体(12)包括铁‑钕‑硼。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有外定子、内定子、转子和内部的气隙的旋转电机，其中内定子相对于外定子同心地布置在外定子的内部，转子相对于外定子和内定子同心地布置在外定子和内定子之间并且相对于外定子和内定子能运动，气隙布置在转子和内定子之间，其中内定子具有多个永磁体。此外，本专利技术还涉及一种具有发电机的风力发电设备，其中该发电机具有这种类型的旋转电机。本专利技术还涉及一种用于具有这种类型的旋转电机的电动飞行器或电动车辆或电力的牵引车辆的驱动器。
技术介绍
电机例如设计为同步电机特别是三相同步电机。这种三相同步电机能够例如作为马达或也作为发电机运行并且例如在风力发电设备和飞机驱动器中出现，其例如设计为永磁激励的三相同步电机。此外已知一种电机，其具有外定子和内定子，在外定子和内定子之间布置有转子。这种双定子机器需要在内定子中的磁回路，其由软磁性的铁制成。由此，内定子具有更大的质量，并附加地需要材料铁，因而具有相比于铝和铜对磁体的更差的导热率。从EP2528207A1中已知一种电机，其包括具有一系列磁性元件的第一定子和连接的第二定子，磁性元件设置用于形成预设数量的磁极对，其与第一定子通过气隙隔开并且其电枢绕组具有一个或多个相，该相形成预设数量的磁极对。在在先申请EP14163031.9中提出一种具有外定子、内定子和转子的电机，内定子相对于外定子同心地布置在外定子的内部，转子相对于外定子和内定子同心地布置在外定子和内定子之间并且能够相对于外定子和内定子运动，其中外定子具有多个线圈，内定子具有多个永磁体，并且转子包括承载件，该承载件由非磁的材料构成并且具有多个凹陷部，在凹陷部中分别布置有软磁的区段。在同样没有公开的申请EP14183004.2中提出一种具有定子和能围绕轴线旋转的转子的永磁激励的机电机器，其中定子具有绕组系统，其嵌入到形成了磁回路(Rueckschluss)的材料的凹槽中并且与转子的永磁体经由在定子和转子之间的气隙电磁地交替作用，其中永磁体布置在转子上，其中每个单个的永磁体在朝向气隙的一侧上具有北极和南极。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种开头所述类型的电机，其与现有技术相比在更少的质量的情况中具有更高的功率，并且成本低廉。根据本专利技术，该目的通过具有外定子、内定子、转子和内部的气隙的旋转电机实现，其中内定子相对于外定子同心地布置在外定子的内部，转子相对于外定子和内定子同心地布置在外定子和内定子之间并且能够相对于外定子和内定子运动，内部的气隙布置在转子和内定子之间，其中内定子具有多个永磁体，其中每个单个的永磁体在朝向内部气隙的一侧上具有南极和北极。此外，该目的通过具有发电机的风力发电设备实现，其中发电机具有这种类型的旋转电机。本专利技术还通过具有该种类型的旋转电机的电力牵引车辆或电动飞行器或电动车辆的驱动器实现。旋转电机具有外定子、与外定子同心布置的内定子和相对于外定子和内定子同心地在内定子和外定子之间布置的转子，该旋转电机也称为双转子机器。特定的永磁体在朝向内部的气隙的一侧上具有北极和南极，该永磁体还具有横向的磁化部。在此单个的永磁体的一侧具有两个极，即北极和南极。有利地，在此即磁性材料减少到永磁体的由场线贯穿过的材料上并且不需要如在经典的永磁体的情况中经由铁片组的磁回路。通过提供以下永磁激励的三相同步电机，在该电机中布置有在内定子上的永磁体，旋转电机的永磁体不必移动。因此在电机运行中产生的热量能够比在在转子中设有永磁体的旋转电机中更简单地从永磁体中排出。在优选的实施方式中外定子具有多个线圈。为此目的，外定子具有相应的凹槽，在凹槽中布置有线圈。在另外的有利的设计方案中，内定子具有叠片组，该叠片组由轻金属特别是铝制成。通过在内定子内的轻金属减小内定子的质量。因此马达整体上变得更轻并且提高了转矩质量比。在特别有利的方式中，永磁体直接与内定子的叠片组连接。这是可行的，因为横向的磁化永磁体不需要在内定子内的铁回路。优选由铝制成的叠片组随后保持、固定和定位永磁体。因此，直接与内定子连接的永磁体的冷却是特别有效的，因为非磁的铝具有比铁更大的导热率并且去除具有更差导热性的铁。在优选的实施方式中，内定子的永磁体在周向上几乎无间隙地布置并且几乎完全地覆盖内定子的朝向内部的气隙的表面。这是特别有利的，因为通过在周向上对永磁体的几乎完全的级覆盖在同时优化磁体积时实现转矩提高。这减小了制造成本并实现了制造具有大的直径和设计具有更小的惯性的转子。在另外的有利的设计方案中，永磁体实施为透镜形、梯形或壳形。通过该成型可行的是，在内定子和转子之间产生几乎恒定的气隙。永磁体的形状取决于需要的转矩构造、几何尺寸和需要的或追求的气隙感应。永磁体以特别有利的方式如下地实施，即永磁体的背离内部的气隙的部段基本上跟随从优磁化方向。在此决定的是，通过这样成型的永磁体的横向的磁化不必设置在转子内部附加的回路材料，因为既实现了磁性的极形成也实现了在永磁体中的磁场引导。在优选的实施方式中，转子包括承载件，其由非磁的材料制成并具有多个凹陷部，在凹陷部中分别布置软磁的区段。非磁的材料通常不受磁场的影响。在承载件中嵌入多个软磁的区段。因为旋转电机的内定子还具有多个永磁体，所以能够提供永磁激励的三相同步电机，在该电机中永磁体在旋转电机的运行中不运动。因此在电机运行中旋转地产生的热量能够比在转子中布置有永磁体的旋转电机中更简单地从永磁体中排出。在另外的有利的设计方案中，内定子的永磁体由铁氧体制成。铁氧体是导电性差或不导电的铁磁的陶瓷材料。普通的材料例如是锶铁氧体、钡铁氧体和钴铁氧体。这种永磁体与稀土磁体相比成本更加低廉。有利地，内定子的永磁体包括钕-铁-硼。钕-铁-硼是由钕、铁、硼制成的合金，由钕、铁、硼制造出目前最坚硬的永磁体。此外，材料钕-铁-硼属于稀土磁体。内定子的这种具有铁、钕和/或硼的永磁体的特征还在于更高的耐热性。旋转电机以有利的方式具有用于冷却内定子的永磁体的第一冷却装置。因此，在电机运行的过程中产生的热量可靠地从内定子的永磁体中排出。以该种方式能够避免永磁体被消磁。因此能够安装具有更小的矫顽磁场强度的磁体。这还意味着，能够使用具有更小的份额的稀土的永磁体。通过这种方法能够提高剩磁并降低成本。电机优选具有用于冷却外定子的第二冷却装置。通过第二冷却装置能够避免，外定子的线圈在电机的运行过程中温度过高并因此可能的损害。通过这种方式实现了电机可靠的运行。此外有利的是，第一冷却装置和/或第二冷却装置具有多个冷却管，其由冷却剂通流。水或水-乙二醇混合液例如能够作为冷却剂使用。相应的冷却管能够简单地和成本低廉地制造。在一个设计方案中，冷却管布置在内定子的叠片组和/或外定子的铁片组中。例如第一冷却装置和/或第二冷却装置的冷却管通过相应的安装到相应的铁片组中的管提供。这种冷却管能够简单地和成本低廉地制造。附图说明接下来依据在附图中示出的实施例详细描述和说明本专利技术。图中示出：图1示出根据本专利技术的旋转电机的实施方式的横截面，图2示出根据图1的旋转电机的实施方式的纵截面，图3示出具有透镜形的横向磁化的永磁体的内定子的部分透视图，图4示出具有梯形的横向磁化的永磁体的内定子的部分横截面，图5示出具有壳形的横向磁化的永磁体的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种旋转电机(1)，具有外定子(2)，内定子(10)，所述内定子相对于所述外定子(2)同心地布置在所述外定子(2)的内部，转子(7)，所述转子相对于所述外定子(2)和所述内定子(10)同心地布置在所述外定子(2)和所述内定子(10)之间并且能够相对于所述外定子(2)和所述内定子(10)运动，和内部的气隙(13)，所述内部的气隙布置在所述转子(7)和所述内定子(10)之间，其中，所述内定子(10)具有多个永磁体(12)，其特征在于，每个单个的所述永磁体(12)在朝向所述内部的气隙(13)的一侧上具有北极(N)和南极(S)，其中，所述内定子(10)的所述永磁体(12)包括铁‑钕‑硼。
【技术特征摘要】
2015.04.01 EP 15162240.41.一种旋转电机(1)，具有外定子(2)，内定子(10)，所述内定子相对于所述外定子(2)同心地布置在所述外定子(2)的内部，转子(7)，所述转子相对于所述外定子(2)和所述内定子(10)同心地布置在所述外定子(2)和所述内定子(10)之间并且能够相对于所述外定子(2)和所述内定子(10)运动，和内部的气隙(13)，所述内部的气隙布置在所述转子(7)和所述内定子(10)之间，其中，所述内定子(10)具有多个永磁体(12)，其特征在于，每个单个的所述永磁体(12)在朝向所述内部的气隙(13)的一侧上具有北极(N)和南极(S)，其中，所述内定子(10)的所述永磁体(12)包括铁-钕-硼。2.根据权利要求1所述的旋转电机(1)，其特征在于，所述外定子(2)具有多个线圈(3)。3.根据权利要求1或2所述的旋转电机(1)，其特征在于，所述内定子(10)具有叠片组(11)，所述叠片组由轻金属制成。4.根据权利要求3所述的旋转电机(1)，其特征在于，所述叠片组由铝制成。5.根据权利要求4所述的旋转电机(1)，其特征在于，所述永磁体(12)直接地与所述内定子(10)的所述叠片组(11)连接。6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转电机(1)，其特征在于，所述内定子的所述永磁体(12)在周向上几乎无间隙地布置并且几乎完全地覆盖所述内定子(10)的朝向所述内部的气隙(13)的表面。7....
【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明·福尔克穆特，罗尔夫·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
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