用于同步磁阻电机的转子、电机以及转子的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于同步磁阻电机的转子。该转子包括连续的磁传导芯元件(101‑104)的堆叠体，每个芯元件(101‑104)均包括围绕旋转轴线(RA)的具有通量屏障(FB11‑FB14、FB21‑FB24、FB31‑FB34、FB41‑FB44)的至少两个相邻的扇形部分(S1‑S4’)以及中央区域(CA)。结合结构包括芯端板(PL1、PL2)，这些芯端板与互连铸件(C1‑C4)一起形成整体式铸造结构。互连铸件(C1‑C4)被铸造到延伸穿过所述堆叠体的通道(CH1‑CH4)中，并且这些通道位于由每个芯元件的相邻的扇形部分(S1‑S2、S2‑S3、S3‑S4、S4‑S1)的通量屏障(FB11、FB21)和中央区域(CA)限定的区域中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于同步磁阻电机的转子、电机以及转子的制造方法
本专利技术涉及用于电机的转子，并且涉及转子的制造方法，并且还涉及包括这种转子的电机。在本文中，电机特别是指电动马达和发电机。
技术介绍
在转子中，同步磁阻电机、比如电动马达的转子芯是通过以下述方式将多个芯元件布置成堆叠体而形成的：该方式为将芯元件层叠在一起以形成连续的芯元件的堆叠体。芯元件是由磁传导材料制成的大致圆形的板状芯元件，该材料比如为具有高的相对磁导率值的电工钢。转子的每个芯元件均被操作性地分成扇形部分，并且因此所形成的组合、即转子芯也被操作性地分成扇形部分。扇形部分的数目限定电动马达的极数。扇形部分中的每个扇形部分均具有至少一个磁通量屏障。通量屏障可以是轴向定向地穿过芯元件的横向(相比于旋转轴线，以及相比于转子芯的半径)开口。通量屏障可以填充有电传导材料、比如铝，该电传导材料具有比芯元件的磁传导基础材料(比如如上所述的电工钢)低的相对磁导率。在同步磁阻电机和转子中，可以限定d轴(直轴)和q轴(交轴)。d轴和q轴两者沿转子芯的半径的方向延伸，但是在d轴与q轴之间存在角度。在转子和转子芯中，具有高磁导率的区域限定d轴的方向，并且具有低磁导率的区域限定q轴的方向。影响转子芯和转子的扭矩在d轴上的磁传导性尽可能高并且q轴上的磁传导性尽可能低时是最佳的。实际上，q轴区域上的较低的磁导率以及因此较低的传导性是通过上述横向通量屏障而实现的，该横向通量屏障可以是空的开口、即切口或开口，但是填充有具有与芯元件的基础材料相比较低的磁导率、即较低的传导性的传导材料。与同步磁阻电动马达和这些马达的转子相关的一个方面是如何确保转子的芯元件在连续的芯元件的堆叠体中牢固地保持在一起。因此，该问题涉及将芯元件彼此保持而形成芯元件的紧密堆叠体的结合装置。这是重要的方面，因为转子和所包括的转子芯的旋转速度可以是几千rmp(每分钟转数)。在同步磁阻马达中，通常的做法是使用轴向定向的双头螺栓作为用于将芯元件保持在一起的结合装置。这些双头螺栓延伸穿过芯元件的堆叠体，并且还穿过组装至芯元件的堆叠体的两个端部的端板。这些双头螺栓配备有相关联的紧固装置、比如螺母。然而，使用双头螺栓或类似结构在成本和所需的手动工作方面并不是最佳的。结合装置的位置还会对转子的电磁操作产生问题。文献EP1734639、EP2928047和WO2012/000561提供了一些附加特征，但结合的水平仍然不令人满意。因此，存在进一步改进的需要。
技术实现思路
本专利技术寻求提供改进。根据本专利技术的一方面，提供了一种如权利要求1中说明的转子。根据本专利技术的另一方面，提供了一种如权利要求13中说明的同步磁阻电机。根据本专利技术的又一方面，提供了一种如权利要求13中说明的制造转子的方法。本专利技术的基本思想是将合适定位的铸件与铸造的端板一起用作用于将芯元件彼此结合以形成芯元件的紧密且坚固的堆叠体的装置，不仅形成穿过转子芯的互连铸件，而且还将与互连铸件互连的端板铸造至转子芯的端部。在本文中，合适的定位意味着互连铸件位于互连铸件的位置不影响电磁操作和性能的区域中。在从属权利要求中论述了本专利技术的优选实施方式。优选实施方式的一些方面涉及铸造的使用，这不仅是为了形成穿过转子芯的互连铸件，而且是为了铸造延伸穿过转子芯的中央轴向孔的内部支承铸件。附图说明在下文中，将参照附图借助于优选实施方式对本专利技术进行更详细地描述，在附图中：图1图示了在转子的第一端部处、具有位于转子芯后面的与铸造相关的第二掩模的转子；图2图示了在转子芯的第一端部处、具有位于转子芯的第一端部处的与铸造相关的第一掩模的转子芯在铸造之前的阶段；图3图示了在转子芯的第一端部处、具有位于转子芯的第一端部处的与铸造相关的第一掩模的转子芯在铸造之后的阶段；图4图示了在转子的第一端部处、具有与铸造相关的第一掩模的转子，其中，第一掩模被铸造的并随后被机加工的带有平衡垫的端板所覆盖；图5图示了在转子的第一端部处、在铸造互连铸件和支承铸件之后的转子，但是出于信息目的，没有示出与铸造相关的第一掩模；具体实施方式以下实施方式仅是示例。虽然说明书会在若干地方提及“一”实施方式，但是这并不一定表示每个这样的提及都针对相同的实施方式，或者不一定表示特征仅适用于单个实施方式。还可以对不同实施方式的单个特征进行组合来提供其他实施方式。此外，词语“包括”和“包含”应当被理解为不将所描述的实施方式限制为仅由已经提及的那些特征组成，而是这样的实施方式还可以包含未特别提及的特征/结构。应当指出的是，虽然附图图示了各种实施方式，但是附图是仅示出一些结构和/或功能实体的简化图。对本领域技术人员而言明显的是，所描述的装置还可以包括除了附图和文中描述的那些功能和结构之外的其他功能和结构。图、特别是图2至图4图示了具有若干连续的芯元件101至104的转子800的示例。实际上，连续的芯元件的数目可以明显高于仅有四个芯元件的该所示实施方式中的数目。芯元件101至104通常层叠在一起以用于形成连续的芯元件的堆叠体。芯元件101至104彼此绝缘，因此芯元件101至104彼此不电接触。现在让我们论述为位于转子的第一端部E1处的第一元件的芯元件101。其他芯元件102至104可以具有与芯元件101相同的结构。芯元件101可以是由具有第一磁导的材料制成的圆板。在一实施方式中，芯元件101可以具有恒定的厚度。例如，芯元件101的材料可以是电工钢。芯元件101包括围绕芯元件101的旋转轴线RA分布的多个扇形部分S1至S4。扇形部分S1至S4的数目限定电动马达的极数。在所示的实施方式中，有四个扇形部分S1至S4，从而限定四个极。扇形部分S1至S4中的每个扇形部分均包括至少一个通量屏障，在扇形部分S1中包括第二磁导的通量屏障FB11至FB14，该第二磁导比制造芯元件101的材料的具有第一传导率的材料的磁导低。可以使用相对磁导率来表示磁导。较高磁导的材料意味着该材料具有较高的相对磁导率。其他三个扇形部分S2至S4具有通量屏障FB21至FB24、FB31至FB34、FB41至FB44。扇形部分S1至S4在相应的通量屏障FB11至FB14、FB21至FB24、FB31至FB34、FB41至FB44附近和/或相应的通量屏障FB11至FB14、FB21至FB24、FB31至FB34、FB41至FB44之间具有传导脊R11至R14、R21至R24、R31至R34、R41至R44。脊R11至R14、R21至R24、R31至R34、R41至R44是导磁的并且还是通量路径。扇形部分S1包括通量屏障FB11至FB14，每个通量屏障可以是整体式的，或者如附图中所示，每个通量屏障可以被支承桥BR1分成两个半部或其他子单元。同样，扇形部分S2包括通量屏障FB21至FB24，扇形部分S3包括通量屏障FB31至FB34，以及最后，扇形部分S4包括通量屏障FB41至FB44。如扇形部分S1的情况那样，在扇形部分S2至S4中，每个通量屏障FB21至FB24、FB31至FB34、FB41至FB44可以是单个单元，或者每个通量屏障可以被支承桥BR2至BR4分成两个半部或其他子单元，如图1和图5中可以观察到的。在图中，通量屏障、比如FB11至FB14是开口即空隙，但通量屏障也可以至少部分地填充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于同步磁阻电机的转子，其中，所述转子包括：多个连续的芯元件(101‑104)，所述芯元件包括磁导材料；结合结构，所述结合结构用于将所述连续的芯元件的堆叠体保持在一起以形成具有第一端部(E1)和第二端部(E2)的转子芯，所述芯元件是这样的：所述芯元件(101‑104)包括至少部分地围绕所述转子的旋转轴线(RA)的至少两个相邻的扇形部分(S1‑S4’)，每个芯元件还包括围绕所述转子的旋转轴线(RA)的中央区域(CA)，并且每个扇形部分(S1‑S4)均包括一个或更多个通量屏障(FB11‑FB14、FB21‑FB24、FB31‑FB34、FB41‑FB44)，并且其中，用于所述同步磁阻电机的所述转子的所述芯元件的所述结合结构是包括互连铸件(C1‑C4)的铸造结构，所述互连铸件被铸造到延伸穿过所述芯元件(101‑104)的所述堆叠体的通道(CH1‑CH4)中，并且其中，用于所述互连铸件的所述通道(CH1‑CH4)和相应的互连铸件(C1‑C4)在所述转子芯中位于由每个芯元件的相邻的扇形部分(S1‑S2、S2‑S3、S3‑S4、S4‑S1)的所述通量屏障(FB11、FB21)和每个芯元件的所述中央区域(CA)限定的区域中，其特征在于，所述结合结构还包括端板(PL1、PL2)，所述端板(PL1、PL2)被铸造至所述转子芯的所述第一端部(E1)和所述转子芯的所述第二端部(E2)，铸造的所述端板(PL1、PL2)和位于铸造的所述端板(PL1、PL2)之间的铸造的所述互连铸件(C1‑C4)形成整体式铸造结构。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.01 EP 16177550.71.一种用于同步磁阻电机的转子，其中，所述转子包括：多个连续的芯元件(101-104)，所述芯元件包括磁导材料；结合结构，所述结合结构用于将所述连续的芯元件的堆叠体保持在一起以形成具有第一端部(E1)和第二端部(E2)的转子芯，所述芯元件是这样的：所述芯元件(101-104)包括至少部分地围绕所述转子的旋转轴线(RA)的至少两个相邻的扇形部分(S1-S4’)，每个芯元件还包括围绕所述转子的旋转轴线(RA)的中央区域(CA)，并且每个扇形部分(S1-S4)均包括一个或更多个通量屏障(FB11-FB14、FB21-FB24、FB31-FB34、FB41-FB44)，并且其中，用于所述同步磁阻电机的所述转子的所述芯元件的所述结合结构是包括互连铸件(C1-C4)的铸造结构，所述互连铸件被铸造到延伸穿过所述芯元件(101-104)的所述堆叠体的通道(CH1-CH4)中，并且其中，用于所述互连铸件的所述通道(CH1-CH4)和相应的互连铸件(C1-C4)在所述转子芯中位于由每个芯元件的相邻的扇形部分(S1-S2、S2-S3、S3-S4、S4-S1)的所述通量屏障(FB11、FB21)和每个芯元件的所述中央区域(CA)限定的区域中，其特征在于，所述结合结构还包括端板(PL1、PL2)，所述端板(PL1、PL2)被铸造至所述转子芯的所述第一端部(E1)和所述转子芯的所述第二端部(E2)，铸造的所述端板(PL1、PL2)和位于铸造的所述端板(PL1、PL2)之间的铸造的所述互连铸件(C1-C4)形成整体式铸造结构。2.根据权利要求1所述的转子，其特性在于，用于所述互连铸件(C1-C4)的所述通道(CH1-CH4)和相应的互连铸件(C1-C4)在所述转子芯中位于由每个芯元件的所述扇形部分(S1-S2、S2-S3、S3-S4、S4-S1)的最靠内的通量屏障(FB11、FB21)和每个芯元件的所述中央区域(CA)限定的区域中。3.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，与铸造的所述互连铸件(C1-C4)形成整体式铸造结构的铸造的所述端板(PL1、PL2)中的至少一个铸造的端板包括一个或更多个铸造的平衡元件(BA)。4.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述互连铸件(C1-C4)完全填充相应的通道(CH1-CH4)。5.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述转子芯在所述转子芯的两个端部(E1、E2)处包括用于铸造的掩模(M1、M2)，并且所述掩模被铸造至所述转子芯的所述第一端部(E1)和所述第二端部(E2)的相应的端板(PL1、PL2)覆盖。6.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，在相邻的扇形部分之间存在通量传导区域(FCA1-FCA4)，所述通量传导区域在所述芯元件的外边沿(R)与所述芯元件的所述中央区域(CA)之间至少部分地径向延伸，所述中央区域(C...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰雷·科莱赫迈宁，约尼·伊凯黑莫，卡里·海克福尔克，泰罗·肯塞坎加斯，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH