电机的转子、电机和用于制造电机的转子的方法技术

本发明专利技术涉及一种电机的转子(1)，其具有周向面(13)和处于周向面(13)上的永磁体结构(2)。所述永磁体结构(2)的轮廓(20)具有带多个阶梯(22a‑22d)的阶梯状区段(21)，其中，每个阶梯(22a‑22d)具有第一尺寸(23a‑23d)和第二尺寸(24a‑24d)，所述第一尺寸基本上垂直于周向面(13)的周向(u)定向，所述第二尺寸平行于周向面(u)定向并且将所述第一尺寸(23a‑23d)与相邻阶梯(22b‑22e)的第一尺寸(23b‑23e)相连。第一阶梯(22a)的第一尺寸(23a)不同于第一阶梯(22a)相邻的第二阶梯(22b)的第一尺寸(23b)和/或第一阶梯(22a)的第二尺寸(24a)不同于第二阶梯(22b)的第二尺寸(24b)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电机的转子、电机和用于制造电机的转子的方法本专利技术涉及一种电机的转子、一种具有这种转子的电机和一种用于制造这种电机的转子的方法。电机通常具有转子和定子，该转子和定子能够以不同的方式构造。因此，定子或者转子中的磁性部件可以具有均匀设计的斜面。例如已知定子中的通过叠片组的交叠形成的连续的无阶梯的斜面，但该斜面需要耗费的卷绕过程，或者转子中的例如通过磁性环的倾斜的磁化形成的连续斜面。此外，转子中的磁体可以形成均匀地呈阶梯状的斜面。这种布置可以通过多个同类型的具有永磁体的转子部段实现，所述转子部段相对彼此旋转，其中，相邻的转子部段之间的旋转角大小相同。作为接近连续斜面的方案通常使用多于两个转子部段。在具有不带斜面的转子的电机运行时产生顿转扭矩，其使得电机的扭矩波动。通过转子部段彼此间在转子运行时的机械旋转，产生相应的转子部段的顿转扭矩，这些顿转扭矩有相位差并且彼此叠加。因此，总顿转扭矩可能减小。旋转角的适当总和角甚至促使顿转扭矩的基本阶(Grundordnung)的消除并且在负载下影响扭矩的波度。DE102005015657和DE4112906A1公开了转子的例子，它们由两个或多个具有永磁体的转子部段组成。转子部段这样彼此旋转地布置，使得在运行时能够通过旋转在转子的永磁体的直线形布置和均匀阶梯状布置之间进行转换。在已知电机运行时，出现由于扭矩波度造成的声学噪音。这些噪音可能使机动车乘客受到干扰。因此，这些电机不足以满足对驾驶员舒适性的不断提高的要求。本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种电机的转子、一种具有这种转子的电机和用于制造这种转子的方法，它们至少部分地克服了上述缺点。该技术问题按本专利技术通过按照权利要求1所述的转子、按照权利要求9所述的电机和按照权利要求10所述的转子制造方法解决。按照第一方面，本专利技术涉及一种电机的转子，其具有周向面和处于周向面上的永磁体结构，其中，所述永磁体结构的轮廓具有带多个阶梯的阶梯状区段，其中，每个阶梯具有第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸基本上垂直于周向面的周向定向，所述第二尺寸平行于周向面定向并且将所述第一尺寸与相邻阶梯的第一尺寸相连，其中，第一阶梯的第一尺寸不同于与第一阶梯相邻的第二阶梯的第一尺寸和/或其中，第一阶梯的第二尺寸不同于第二阶梯的第二尺寸。按照第二方面，本专利技术涉及一种具有定子和按照第一方面的转子的电机。按照第三方面，本专利技术涉及一种用于制造电机的转子、尤其是按照第一方面的转子的方法，所述方法包括：提供第一转子部段，所述第一转子部段具有弯曲的表面和布置在与弯曲的表面共轴地定向的周向面上的永磁体元件；提供第二转子部段，所述第二转子部段与第一转子部段相应地或者类似地设计；将第二转子部段布置在第一转子部段上，其中，第二转子部段相对于第一转子部段旋转了第一旋转角；将第二转子部段与第一转子部段相连；提供第三转子部段，所述第三转子部段与第一和第二转子部段相应地或者类似地设计；将第三转子部段布置在第二转子部段上，其中，第三转子部段相对于第二转子部段旋转了第二旋转角，所述第二旋转角不同于第一旋转角；并且将第三转子部段与第二转子部段相连。本专利技术的其它有利的设计方案由各从属权利要求和以下对本专利技术的优选实施例的描述得到。按照本专利技术的电机转子具有周向面和处于周向面上的永磁体结构。周向面可以是与转子环绕表面(磁性结构作用在该环绕表面上)间隔地并且共轴地定向的面，例如嵌入转子体中，或者可以是形成转子环绕表面的面。电机可以是永磁体激励的同步机，例如具有磁阻分量的永磁体激励的同步机。电机可以是牵引驱动器。永磁体结构的轮廓具有带多个阶梯的第一阶梯状区段。每个阶梯具有第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸基本上垂直于周向面的周向定向，所述第二尺寸平行于周向面定向并且将所述第一尺寸与相邻阶梯的第一尺寸相连。在此，第一阶梯的第一尺寸不同于与第一阶梯相邻的第二阶梯的第一尺寸。作为备选或补充，第一阶梯的第二尺寸不同于第二阶梯的第二尺寸。相邻阶梯的不同的第一和/或第二尺寸形成永磁体结构的阶梯状区段的不均匀的斜面。所述不均匀的斜面有效地降低了扭矩波度并且因此减少了在电机运行时产生的噪音。因此，阶梯状区段的不均匀的斜面使得在电机运行中的干扰噪音对乘客的干扰通过按照本专利技术的转子减少并且优化了电机的声学特性。永磁体结构的阶梯状区段的相邻阶梯例如具有相同的第一尺寸和不同的第二尺寸。永磁体结构的这种阶梯状区段可以通过相同形状和尺寸的永磁体元件、例如标准化的永磁体或者通过相同类型的相同形状和尺寸的转子部段实现，永磁体嵌入这些转子部段中或者这些转子部段具有永磁体，由此避免了用于提供不同形状和尺寸的永磁体元件或者转子部段的附加耗费。备选地，相邻的阶梯可以具有不同的第一尺寸和相同的第二尺寸。作为另一备选，相邻的阶梯可以具有不同的第一尺寸和不同的第二尺寸。阶梯状的区段可以设计为点对称的，其中，周向面上的对称中心处于对称平面中，所述对称平面平行于周向定向并且延伸经过周向面的中点，例如旋转中心。对于由多个转子部段组成的转子，周向面上的对称中心可以例如处于对称平面中，所述对称平面平行于周向定向并且处于所有转子部段上的轴向长度(转子的轴向长度)的中点上。例如，对称中心可以布置在居中设置的阶梯的第一尺寸的中心，并且居中设置的阶梯的第二尺寸等于相邻阶梯的第二尺寸。与这些阶梯中的每一个邻接地，每一个阶梯可以配设有另一第二尺寸，其中，所有阶梯具有相同的第一尺寸。备选地，对称中心可以布置在居中设置的阶梯的第二尺寸的中心，并且居中设置的阶梯的第二尺寸可以不同于与居中设置的阶梯相邻的阶梯的相同的第二尺寸，其中，所有阶梯具有相同的第一尺寸。电机的运行可以包括以第一旋转方向的电动机式运行(象限I)、沿第一旋转方向的发电机式运行(象限II)、沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向的发电机式运行(象限III)和/或沿第二旋转方向的电动机式运行(象限IV)。阶梯状的区段的点对称设计可以优化电机、尤其是在多于一个象限中运行的电机的声学性能。在电动机式运行和发电机式运行中可以实现相同的电机声学特性。因此，阶梯状区段的点对称设计可以优选使用在牵引驱动器中，所述牵引驱动器在两个或者甚至所有四个象限中运行。对于只在一个象限中运行的电机，完全可以使用阶梯状区段的不对称设计，由此能够实现其它附加潜在功能。例如，所有阶梯的第一和/或第二尺寸可以是完全不同的。按照本专利技术，每个阶梯具有基本上垂直于周向面的周向定向的第一尺寸。词语“基本上”在此理解为第一尺寸的每个处于垂直于周向的定向与相对周向的垂直线倾斜20°的螺旋角的定向之间的定向。例如，第一尺寸可以垂直于第二尺寸定向或者与第二尺寸形成70°至110°之间的角度。周向面可以具有柱体尤其是圆柱体的外周面的形状。转子可以设计为内转子并且具有圆柱体形的基本结构，周向面嵌入所述基本结构中，其中，周向面与圆柱体形的基本结构的外周面共轴地定向。设计为内转子的转子也可以具有圆柱体形的基本结构，其外周面形成周向面，在周向面上安装有永磁体结构。备选地，转子可以设计为外转子并且具有带圆柱体形凹处的基本结构，例如空心圆柱体形的基本结构，周向面嵌入所述空心圆柱体形的基本结构中，其中，周向面与基本结构的内表面共轴地定向。设计为外转子的转子也可以具有空心圆柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机的转子(1)，所述转子(1)具有周向面(13)和处于周向面(13)上的永磁体结构(2)，其中，所述永磁体结构(2)的轮廓(20)具有带多个阶梯(22a‑22d)的阶梯状区段(21)，其中，每个阶梯(22a‑22d)具有第一尺寸(23a‑23d)和第二尺寸(24a‑24d)，所述第一尺寸基本上垂直于周向面(13)的周向(u)定向，所述第二尺寸平行于周向面(u)定向并且将所述第一尺寸(23a‑23d)与相邻阶梯(22b‑22e)的第一尺寸(23b‑23e)相连，其中，第一阶梯(22a)的第一尺寸(23a)不同于第一阶梯(22a)相邻的第二阶梯(22b)的第一尺寸(23b)和/或其中，第一阶梯(22a)的第二尺寸(24a)不同于第二阶梯(22b)的第二尺寸(24b)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.29 DE 102014222044.01.一种电机的转子(1)，所述转子(1)具有周向面(13)和处于周向面(13)上的永磁体结构(2)，其中，所述永磁体结构(2)的轮廓(20)具有带多个阶梯(22a-22d)的阶梯状区段(21)，其中，每个阶梯(22a-22d)具有第一尺寸(23a-23d)和第二尺寸(24a-24d)，所述第一尺寸基本上垂直于周向面(13)的周向(u)定向，所述第二尺寸平行于周向面(u)定向并且将所述第一尺寸(23a-23d)与相邻阶梯(22b-22e)的第一尺寸(23b-23e)相连，其中，第一阶梯(22a)的第一尺寸(23a)不同于第一阶梯(22a)相邻的第二阶梯(22b)的第一尺寸(23b)和/或其中，第一阶梯(22a)的第二尺寸(24a)不同于第二阶梯(22b)的第二尺寸(24b)。2.按权利要求1所述的转子，其中，所述阶梯状区段(21)是点对称的，其中，对称中心(P)处于对称平面(E)中，所述对称平面平行于周向(u)定向并且延伸经过周向面(13)的中点。3.按权利要求1或2所述的转子，其中，所述永磁体结构(2)具有多个永磁体元件(14)。4.按权利要求3所述的转子，其中，每个永磁体元件(14)具有矩形的、梯形的或者平行四边形的基面和/或其中，一个永磁体元件或者多个相邻的永磁体元件用作磁极。5.按权利要求3或4所述的转子，其中，所述转子(1)具有多个转子部段(10a-10e)，所述转子部段分别具有相互固定连接的弯曲的表面，其中，周向面(13)与转子部段(10a-10e)的表面共轴地布置，并且其中，永磁体元件(14)嵌入转子部段中或者固定在转子部段的表面上。6.按权利要求5所述的转子，其中，每个转子部段(10a-10e)代表阶梯状区段(21)的阶梯(22a-22...

【专利技术属性】
技术研发人员：H杰尔登，EH蒂姆，T布德，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE