同步电机和用于至少局部在周边地制造同步电机的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于无轨道的车辆的同步电机。所述车辆具有驱动轮并且同步电机设置用于在驱动轮上产生引起车辆推进的转矩。同步电机具有定子和围绕定子旋转的转子，其中，定子为了形成旋转的定子磁场具有至少三相构造的定子绕组，并且转子具有至少一个构成为用于形成转子磁场的转子绕组。本发明专利技术此外涉及一种用于至少局部在周边地制造电流激励的同步电机的方法，所述方法具有如下步骤：提供转子磁轭，提供多个转子极，将转子极紧固在转子磁轭上以用于构成转子，提供定子，并且将定子引入到转子中。

Synchronous motors and methods for manufacturing synchronous motors at least locally on the periphery

The invention relates to a synchronous motor for a trackless vehicle. The vehicle has a driving wheel and a synchronous motor is arranged to generate a torque on the driving wheel causing the vehicle to advance. The synchronous motor has a stator and a rotor rotating around the stator. In order to form a rotating stator magnetic field, the stator has at least three-phase stator windings, and the rotor has at least one rotor winding for forming the rotor magnetic field. The invention also relates to a method for manufacturing a synchronous motor with current excitation at least locally on the periphery. The method comprises the following steps: providing a rotor yoke, providing a plurality of rotor poles, fastening the rotor poles on the rotor yoke for forming a rotor, providing a stator, and introducing the stator into the rotor.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同步电机和用于至少局部在周边地制造同步电机的方法
本专利技术涉及一种同步电机和一种用于至少局部在周边地制造同步电机的方法。
技术介绍
现今具有电驱动系的无轨道的车辆逐步出现在市场上。在这样的驱动系中使用电机，所述电机由高压供电单元提供电能并且设置用于在车辆的驱动轮上产生引起车辆推进的转矩。上述高压供电单元可以具有250至420伏特、部分地甚至直至1000伏特的电压水平。这样的高压供电单元由多个蓄能器电池构造，所述蓄能器电池优选作为锂离子电池构成。这样构造的高压供电单元也称为高压存储器或牵引蓄电池。为了实现前述的电压水平，各个蓄能器电池借助触点接通系统相互电接通并且因此接通至总系统。通常蓄能器电池串联接通。在此，蓄能器电池通常组合或接通成较小的组、即所谓的能量存储模块，其中所述模块为了构成高压存储器彼此串联接通。上述车辆可以作为混合动力车辆或作为电动车构成。在混合动力车辆中除了电机之外使用用于驱动的另一个机组、通常为内燃机。而电动车仅通过电机驱动。作为电机可以使用例如电流激励的同步电机，所述同步电机构造为内转子电机，因此在所述内转子中可转动支承的转子带有励磁绕组并且被位置固定的定子包围。基于所述布置结构，励磁绕组称为转子绕组。转子绕组可以设置在伸出于转子表面的转子极上。通常目前使用的转子由多个一件式构成的单板材构造。在装备有电驱动系的无轨道的车辆运行中，电机基于在此存在的运行情况或运行条件至少暂时经受高的负载。一方面在电机上出现极限温度，所述极限温度按照环境情况可以从-40℃延伸直至+150℃。另一方面大的离心力作用到转子上，这通过短时以电机可实现的大的电机转速决定。在电流激励的、构成为内转子电机的同步电机中，设置在转子上的转子绕组也经受这些负载。在运行中出现的离心力导致，转子绕组倾向性地远离转子，朝气隙运动，所述气隙构成在转子和包围其的定子之间。为了抑制该运动或运动趋势，采取结构上的措施。这样在转子极的朝向气隙的端部上构成的极靴相应大地设计尺寸，以便构成抵抗转子绕组的运动趋势的足够的保持装置。这导致，在相邻的转子极或极靴之间保留的间隙相对小或紧密，这又导致在转子制造时的提高的时间耗费和因此成本耗费。通常所述转子借助针缠绕器或锭翼缠绕器来缠绕。基于相邻的转子极之间的小距离而非常耗费的是，引入对于构成转子绕组必需的线匝，通常这是每个转子极80至180绕。引入需要相对多的时间，因为其必须极其细心地进行，以便例如避免包围电导体的漆层的损坏和/或保证转子极芯的优化的缠绕以用于构成可行的填充度。为了此外能够确保同步电机的可靠运行，转子在其运行中可实现的旋转速度限定于最大值、例如大约115m/s。在处于其上的值时，作用到转子绕组上的离心力这样大，使得危害或不再确保同步电机的机械稳定性。
技术实现思路
因此本专利技术的任务是，这样进一步构成现有的电流激励的同步电机，使得利用其可以实现比至今所可能的旋转速度而更高的旋转速度。在另一方面，制造费用应该更小。此外应该可能的是，取得更好的填充度并且因此可产生的磁场强度相对于转子极的结构体积而更有利的比例。该任务通过如下的同步电机解决，所述同步电机设置用于在无轨道的车辆的驱动轮上产生引起车辆推进的转矩，其中定子为了形成旋转的定子磁场具有至少三相构造的定子绕组，转子围绕所述定子旋转，所述转子具有至少一个构成为用于形成转子磁场的转子绕组。按照本专利技术的方案的特征在于，在无轨道的车辆中使用构成为外转子电机的电流激励的同步电机。通过带有转子绕组的转子围绕定子旋转，可以利用这样构成的同步电机实现比开头提到的115m/s显著更高的旋转速度。但在该同步电机中离心力也作用到转子绕组上，不过在这里转子绕组压向转子的如下部分、即压向转子磁轭，所述部分具有比在转子极的极靴的情况下显著更高的稳定性，转子绕组在构成为内转子机器的电流激励的同步电机中压向所述极靴。因此在按照本专利技术的同步电机的运行中，转子绕组无法从转子槽中运动出并且因此从确定的旋转速度开始存在同步电机损坏的危险，如这可能是在构成为内转子的电流激励的同步电机中的情况。上述任务因此完全解决。有利地，在按照本专利技术构造的同步电机中，所述转子具有多个在其转子周边上分布地设置的转子极。在此优选地，所述转子由转子磁轭并且独立构成的在所述转子磁轭上可紧固的转子极构造。进一步优选地，所述转子绕组由多个转子线圈构造，其中，给每个转子极配置各一个转子线圈，即每个转子极带有一个转子线圈并且所述转子线圈为了构成转子绕组彼此接通，优选串联接通。总体上产生制造技术上的优点。转子极可以在将其紧固在转子磁轭上之前装备有预缠绕的插入线圈。这样预先批量生产的、分别带有转子线圈的转子极然后紧固在转子磁轭上。由此相比于构造为内转子机器的电流激励的同步电机，用于转子的制造时间显著减少，因为在内转子电机中显著更费时地施加转子绕组。在该有利的实施方案中，转子极突出于转子表面或高于所述转子表面或从所述转子表面伸出。此外在该措施中构造转子的转子板不是一件式而是拼合或多件式地实施。在之前提到措施的另一种实施方案中，所述转子极分别借助形锁合的连接而紧固在转子磁轭上。优选地，所述形锁合的连接分别构成为燕尾榫连接，其中进一步优选地，所述转子极在其磁轭侧的端部上分别具有一个梯形的销、即阳紧固元件，而转子磁轭在多个紧固位置上分别具有一个梯形的槽、即阴紧固元件。通过所述措施，各个转子极可以以简单的方式和方法并且同时可靠地紧固在转子磁轭上。这导致小的制造成本并且此外导致同步电机的高的运行安全性。尤其是，所述燕尾榫连接是高程度可靠的形锁合的连接，因为在其中不仅横向于梯形的销、即所谓的燕尾、而且也沿其纵向方向存在形锁合。将梯形的槽引入到转子磁轭中一方面具有制造技术上的优点并且另一方面导致转子极和转子磁轭的特别可靠的连接。有利地，所述转子极在其自由端部上分别具有一个极靴。通过该措施，进一步改善转子绕组在转子上的保持或固定。尤其是转子绕组在旋转速度较小时被保护以防运动进入气隙中。此外极靴有助于在气隙内的磁场的有利构成。在一种有利的实施方案中，所述转子绕组由具有多边形的导体横截面的电导体构造。所述多边形的或多角形的导体横截面例如可以四角形、优选矩形并且特别优选正方形地构成。备选地也可以涉及六角性构成的导体横截面。尤其是通过使用具有长方形的或正方形的导体横截面的导体(这样的导体也称为扁平线或扁平导体)可以在缠绕转子极时取得非常高的填充度，相比于结构相同的以导体横截面为圆形的导体来缠绕的转子极，这导致可产生的或可取得的磁场强度的提高。改善的填充度表示引入到转子槽中的铜面的提高。以上提到的任务还通过一种用于至少局部在周边地制造同步电机的方法来解决，所述同步电机设置用于在无轨道的车辆的驱动轮上产生引起车辆推进的转矩，并且所述同步电机为此具有定子，所述定子为了形成旋转的定子磁场又具有至少三相构造的定子绕组，并且具有围绕所述定子旋转的转子，所述转子又具有至少一个构成为用于形成转子磁场的转子绕组，在所述方法中进行如下步骤：-提供转子磁轭，-提供多个转子极，-将所述转子极紧固在转子磁轭上，以用于构成转子，-提供定子，并且-将定子引入到转子中。如已经以上说明的，要提供的转子极有利地具有各一个缠绕好的转子线圈。即涉及预先批量生产的转子极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.同步电机，其用于无轨道的车辆，其中，车辆具有驱动轮并且同步电机设置用于在驱动轮上产生引起车辆推进的转矩，其中，同步电机具有定子和围绕定子旋转的转子，定子为了形成旋转的定子磁场具有至少三相构造的定子绕组，并且转子具有至少一个构成为用于形成转子磁场的转子绕组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.20 DE 102016213215.61.同步电机，其用于无轨道的车辆，其中，车辆具有驱动轮并且同步电机设置用于在驱动轮上产生引起车辆推进的转矩，其中，同步电机具有定子和围绕定子旋转的转子，定子为了形成旋转的定子磁场具有至少三相构造的定子绕组，并且转子具有至少一个构成为用于形成转子磁场的转子绕组。2.按照权利要求1所述的同步电机，其特征在于，所述转子具有多个在其转子周边上分布地设置的转子极。3.按照权利要求2所述的同步电机，其特征在于，所述转子由转子磁轭和独立构成的可紧固在转子磁轭上的转子极构造。4.按照权利要求3所述的同步电机，其特征在于，所述转子极分别借助形锁合的连接紧固在转子磁轭上。5.按照权利要求4所述的同步电机，其特征在于，所述形锁合的连接构成为燕尾榫连接。6.按照权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·布卢姆，D·迪里西克，Z·埃尔赫瓦利，A·古奇奥纳，A·胡贝尔，D·罗斯，J·默韦特，J·拉戈特，JO·罗特，B·申内尔，J·索塞克，S·蔡丹，B·拜尔，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE