用于异步电机的转子制造技术

本发明专利技术涉及一种用于异步电机的转子(100)，具有：转子叠片组(101)，所述转子叠片组由多个转子叠片(102)构成，所述转子叠片沿转子(100)的、所述转子(100)的根据规定的转动轴线延伸的纵向方向堆叠；以及转子笼状件，所述转子笼状件具有多个转子杆(104)和至少一个短路环(105)，所述转子杆沿纵向方向穿过转子叠片(102)，所述短路环在转子叠片组(101)的处于纵向方向上的一端部上如此布置，使得所述短路环将转子杆(104)相互电连接；其中，转子叠片组(101)在位于所述端部上的区域中包含至少一个转子叠片(102b)，所述转子叠片沿关于转动轴线的径向方向具有与转子叠片的其它转子叠片(102a)相比更大的强度和/或更大的刚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于异步电机的转子
本专利技术涉及一种用于异步电机的转子和一种具有这样的转子的异步电机。
技术介绍
电机、如异步电机被应用为机动车或商用车辆、例如电动车辆、混动车辆等的电驱动机组。在所提及的应用中存在以下趋势，即在相对小的转矩下以较高的转速运行异步电机。为了在此实现较大的功率密度，值得追求的是，减小异步电机的尺寸。然而，这由于以下目的仅仅受限地可行。已知的异步电机转子通常由在转子的相应的轴上布置的叠片组和穿过叠片组的笼状件构成。笼状件包含多个支柱，所述支柱穿过叠片组并且在叠片组的相应的端侧上通过短路环相互电连接。叠片组在运行期间由于出现的离心力而受机械负载。所出现的离心力能够通过以下公式描述：F＝m*ω2*r如能够看到的那样，离心力F虽然随着转子的结构大小或半径r的减小而减小，然而该离心力二次地随着角速度ω的增加而提高。除了叠片组的与离心力有关的负载以外，还加上由温度决定的负载。转子的笼状件通常由铜制成并且因此具有与叠片组相比更大的热膨胀系数。由此，短路环和笼状件的支柱与叠片组相比在异步电机运行中的温度提高时膨胀得更强。不仅与离心力有关的负载而且由温度决定的负载沿叠片组的端侧方向增加，并且在该处引起提高的机械应力。所出现的机械应力不可避免地取决于连接片、也就是说板件的、沿径向方向处于支柱外侧上的区域的相应的尺寸确定，并且由此限定转子或异步电机的尺寸的值得追求的减小。通过使笼状件在叠片组中径向于转动轴线构造得更小来增大连接片这一考虑的失败之处在于，由此得到较小的功率。一般而言，问题在于，转子的可能的最大转速或在这个转速下转子的径向尺寸的可能的最大减小由于端侧区域中连接片的强度而受限。提高异步电机转速的方式由文献DE102012214772A1已知。这个文献示出一种用于异步电机的转子，所述转子承载叠片组，在所述叠片组中接纳有完全的在压铸方法中构成的笼状件，所述笼状件具有支柱和相应的连接支柱的短路环。在相应的转子支柱与相应的短路环之间的过渡区域中，构造有一个或多个阶梯，所述阶梯引起过渡区域中的切口效应或局部应力峰值的减少并且由此允许更大的转速。然而，在这个文献中没有将相应的叠片组的连接片的强度作为主题论及。而是通过在转子支柱与相应的短路环之间的过渡区域中构造阶梯，进一步提高了笼状件在这个区域中的质量，因此已经在前面阐释的与温度有关的且与离心力有关的负载的问题在所提及的文献中所示出的转子的情况下没有减小。就此而言，关于所提及的出版物也存在以下问题，即转子的可能的最大转速或在这个转速下转子的径向尺寸的可能的最大减小由于端侧区域中连接片的必要的强度而受限。此外，在已知的转子中制造成本提高，因为叠片组的各个板件必须为了实现阶梯而被不同地冲压。
技术实现思路
在上面的背景下，本专利技术基于以下任务，即提供一种用于异步电机的转子，所述转子相比于现有技术允许转速的进一步提高或尺寸的减小。至少本专利技术的目的是，提供一种替代于现有技术的转子。该任务通过一种根据权利要求1所述的转子解决。本专利技术的有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。根据本专利技术的一方面构成的且设置用于异步电机的转子包含转子叠片组和转子笼状件。转子的转子叠片组由多个转子叠片构成，所述转子叠片沿转子的、所述转子的根据规定的转动轴线延伸的纵向方向堆叠。转子叠片组优选装配或固定在转子的一轴上，其中，转动轴线延伸通过所述轴。在转子的根据规定的使用中，所述转子被置入到异步电机的定子中，并且如此支承在定子中，使得所述转子能够围绕延伸通过所述轴的转动轴线转动。经堆叠的转子叠片优选相互固定或成组。固定或成组能够优选通过力锁合和/或形状锁合、例如通过所谓的冲压成组来进行。此外，经堆叠的转子叠片能够通过材料锁合的连接、例如粘合剂连接来相互固定或成组。定子的转子笼状件具有多个转子杆和至少一个短路环，所述转子杆沿纵向方向穿过转子叠片，所述短路环在转子叠片组的处于纵向方向上的一端部上如此布置，使得所述短路环将各转子杆相互电连接。转子叠片优选在成组之前分别为了构造开口而被冲压，其中，转子叠片在成组时如此取向，使得所产生的转子叠片组具有多个贯通部。转子杆被置入到所述贯通部中，并且由此穿过转子叠片组。至少在转子叠片组的一端部上布置有短路环，所述短路环将各转子杆相互电连接。在此，短路环优选直接贴靠在转子叠片组的一端侧上。转子杆和短路环能够例如通过钎焊或熔焊连接来相互固定。替代地，转子杆和短路环在压铸方法中能够一件式地引入到转子叠片组中。优选地，不仅在转子叠片组的一端部上布置有短路环，而且在转子叠片组的一其它的端部上布置有短路环，其中，在这种情况下，其它的端部上的另外的短路环同样优选贴靠在转子叠片组的一相应的端侧上。转子杆和一个/多个短路环优选由铜、铜合金、铝、铝合金或特殊合金构成。转子叠片组在端部上的区域中包含至少一个转子叠片，所述至少一个转子叠片沿关于转动轴线的径向方向具有与转子叠片的其它转子叠片相比更大的强度和/或更大的刚度。通过转子叠片组的这种根据本专利技术的构造或至少一个具有更大的强度和/或更大的刚度的转子叠片在位于转子叠片组的、短路环布置所处的端部上的区域中的布置，在连接片上的更大的离心力或在所述区域中出现的更大的应力能够被更好地吸收。由此，相对于所有转子叠片沿纵向方向具有统一的厚度并且由相同的材料构造情况而言，配备有转子的异步电机的可能的最大转速进一步提高或在最大转速保持不变的情况下进一步减小转子的径向尺寸。一般地，通过根据本专利技术的转子能够在较紧凑的结构方式的情况下提高异步电机的功率。随着所述较紧凑的结构方式而来的是重量节省。更大的强度通过以下方式来实现，即所述至少一个转子叠片由具有与其它的转子叠片相比更大的强度的材料构成。转子叠片组和相应的转子叠片在根据规定的运行时主要由于出现的离心力而机械地受拉载荷。就此而言，所述强度尤其应理解为抗拉强度或抗延伸强度，并且所述刚度应理解为抗拉刚度。除了所述强度以外或对此替代地，至少一个转子叠片的刚度大于其它的转子叠片的刚度。更大的刚度能够例如通过至少一个转子叠片沿纵向方向的更大的厚度或至少一个转子叠片的专门的几何结构设计方案来实现。就此而言，所述至少一个转子叠片例如能够由和其它的转子叠片相同的材料构成，其中，其相应的刚度通过其厚度或几何结构而相对于其它的转子叠片的刚度提高。如所提到的那样，所述至少一个转子叠片能够替代地或附加地由具有相对于其它的转子叠片的强度更大的强度的材料构成。所述转子叠片组的端部上的区域在转子运行期间由于提高的强度和/或刚度而变形得更少，因此转子与定子之间的空气缝隙也能够为了节省结构空间而减少。所述其它的转子叠片尤其是这样的在转子叠片组的处于纵向方向上的中心布置的转子叠片。优选地，转子如此设计，使得所述端部上的区域具有多个转子叠片，所述转子叠片具有更大的强度和/或更大的刚度。在此，多个转子叠片中的各转子叠片能够相同地或不同地设计。多个转子叠片的强度和/或刚度尤其能够如此设计，使得它们与在转子运行期间出现的、转子叠片组中的应力延伸相匹配。优选地，转子叠片组的端部上的区域从所述端部出发沿纵向方向具有转子叠片组总长度的10％至20％的长度。优选地，所述至少一个转子叠片或多个转子叠片的转子叠片由具有550MPa至650MPa的屈服强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于异步电机的转子(100)，具有：转子叠片组(101)，所述转子叠片组由多个转子叠片(102)构成，所述转子叠片沿所述转子(100)的纵向方向堆叠，所述转子(100)的根据规定的转动轴线沿所述纵向方向延伸；以及转子笼状件，所述转子笼状件具有多个转子杆(104)和至少一个短路环(105)，所述转子杆沿所述纵向方向穿过所述转子叠片(102)，所述短路环在所述转子叠片组(101)的处于所述纵向方向上的端部上布置，使得所述短路环将各所述转子杆(104)相互电连接；其中，所述转子叠片组(101)在所述端部上的区域中包含至少一个转子叠片(102b)，所述至少一个转子叠片沿关于转动轴线的径向方向具有与所述转子叠片的其它转子叠片(102a)相比更大的强度和/或更大的刚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.23 DE 102016204782.51.用于异步电机的转子(100)，具有：转子叠片组(101)，所述转子叠片组由多个转子叠片(102)构成，所述转子叠片沿所述转子(100)的纵向方向堆叠，所述转子(100)的根据规定的转动轴线沿所述纵向方向延伸；以及转子笼状件，所述转子笼状件具有多个转子杆(104)和至少一个短路环(105)，所述转子杆沿所述纵向方向穿过所述转子叠片(102)，所述短路环在所述转子叠片组(101)的处于所述纵向方向上的端部上布置，使得所述短路环将各所述转子杆(104)相互电连接；其中，所述转子叠片组(101)在所述端部上的区域中包含至少一个转子叠片(102b)，所述至少一个转子叠片沿关于转动轴线的径向方向具有与所述转子叠片的其它转子叠片(102a)相比更大的强度和/或更大的刚度。2.根据权利要求1所述的转子(100)，其中，所述端部上的区域具有多个转子叠片，所述转子叠片具有更大的强度和/或更大的刚度。3.根据权利要求1或2中任一项所述的转子(100)，其中，所述转子叠片组(101)的所述端部上的区域从所述端部出发沿所述纵向方向具有所述转子叠片组(201)的总长度的10％至20％的长度。4.根据前述权利要求中任一项所述的转子(100)，其中，所述至少一个转子叠片(102b)由具有大于/等于550MPa、特别优选550MPa至650MPa的屈服强度的材料构成。5.根据前述权利要求中任一项所述的转子(100)，其中，所述至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·韦伯，U·多伊克，A·古奇奥纳，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE