横向通量机器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于横向通量机器的定子的定子极，其中，所述定子具有布置在绕组空间中的定子绕组并且所述绕组空间沿周缘方向关于转子的转动轴线环绕地构造，其中，所述定子极具有由铁磁性原料构成的主体元件，所述主体元件具有至少一个在装入位置中能够与其中一个转子对置地布置的极头部和能够背离其中一个转子布置的磁性磁轭区域，其中，所述定子极的极头部的数量相应于所述转子的数量并且所述定子极构造成用于沿周缘方向容纳所述绕组空间的周缘的仅仅一个区段并且所述磁性磁轭区域具有联接到至少一个极头部处的弧形件，由此所述磁性磁轭区域构造成用于部分横向于所述周缘方向限制所述绕组空间。

【技术实现步骤摘要】
横向通量机器
本专利技术涉及一种用于横向通量机器的定子的定子极，其中，所述定子具有布置在绕组空间中的定子绕组并且绕组空间沿周缘方向关于横向通量机器的至少一个转子的转动轴线环绕地构造，其中，定子极具有由铁磁性原料构成的主体元件，所述主体元件具有至少一个在装入位置中能够与至少一个转子对置地布置的第一极头部和在装入位置中能够背离至少一个转子布置的磁性磁轭区域（Rückschlussbereich，也可译为“回导区域”）。此外，本专利技术涉及一种用于横向通量机器的定子，具有布置在定子的绕组空间中的定子绕组，其中，绕组空间沿周缘方向关于横向通量机器的至少一个转子的转动轴线环绕地构造。此外，本专利技术还涉及一种横向通量机器，具有定子和至少一个相对于定子能够转动地布置的转子，所述定子具有布置在绕组空间中的定子绕组，其中，绕组空间沿周缘方向关于至少一个转子的转动轴线环绕地构造。最后，本专利技术还涉及一种线性机器，具有定子和至少一个相对于定子横向能够移动地布置的转子，所述定子具有布置在绕组空间中的定子绕组，其中，绕组空间沿纵向方向沿着至少一个转子的移动路径构造。
技术介绍
横向通量机器、用于此的定子以及还有定子极在现有技术中是已知的，从而对比不需要额外的印刷文献的证明。横向通量机器是旋转的电机，在所述电机中，相关的磁通量基本上横向地或垂直于横向通量机器的至少一个转子的转动轴线地出现。横向通量机器经常被实施为永久激励的同步机器并且能够构造成用于以单相的或多相的交流电压的加载。根据此基础，横向通量机器然而还能够构造为异步机器。横向通量机器的结构允许，能够很大程度上独立于彼此地构造磁回路和电回路。此外，能够很大程度上避免轴向的绕组头部，所述绕组头部通常对转矩产生没有贡献。此外，借助横向通量机器能够实现非常小的极距，所述非常小的极距允许，在小转速的情况下提供大转矩。由此，当甚至没有完全地省去传动机构时，至少能够降低关于可能设置的传动机构的耗费。也就是说，横向通量机器特别适合作为电驱动器用于具有在低转速时对于转矩密度的高要求的应用。由此，借助横向通量机器能够实现直接驱动。在此，所需的转矩能够完全由横向通量机器提供。由此，相对于常规的能够借助于传动机构相应地装备的旋转的电机，能够通过使用横向通量机器来降低应用的整个系统的复杂性。在此，能够实现为特征的是大的空隙直径、短的轴向长度、沿径向方向小的空隙、具有优选小的极距的高的极对数和/或在转子中的表面装配的永磁体。借助于横向通量机器（TFM）能够实现大的极对数，因为通过磁通量的三维的通量引导能够对关于磁回路和电回路的结构至少部分地在能够利用的空间方面进行简化。在此，附加的定子极能够以相对低的耗费沿着线圈侧的空隙的卷绕窗口（Wickelfenster）附加地嵌入。由于与常规的电机相比大的绕组窗口，电流密度能够保持是小的。例如EP2605367A1公开了这种横向通量机器，其公开了一种具有根据海尔贝克布置（Halbach-Anordnung）的类型的转子侧的磁体组件的横向通量机器。横向通量机器的变型方案为了引导在定子中的磁通量需要由具有尽可能大的导磁性和饱和通量密度的材料构成的爪形几何结构，所述横向通量机器构造成用于大转矩并且所述横向通量机器具有以海尔贝克布置的表面装配的永磁体以及无铁的转子。为了降低在横向通量机器的根据规定的运行中的涡流，所述材料经常以叠片的（geblechter）形式进行设置或还设置为软磁复合物（SMC）。在此，借助第一变型方案能够实现明显较大的或较适宜的材料特征值。然而应该考虑的是，当待引导的通量的分量平行于叠片指向时，例如由铁片形成的叠片的形式然而仅仅能够提供受限的作用。优选地，即应该沿叠片方向进行磁通量的通量引导。在垂直于叠片的磁通量的情况下，能够出现涡流。因此，所述片的定向尽可能如此来选择，使得垂直的通量分量被避免。恰恰在前面所提及的爪形几何结构的情况下，不仅磁通量的主通量而且磁通量的漏损通量经常三维地指向，由此，叠片的作用，尤其克服涡流损失和相应的材料变热的作用在已知的结构中是受限制的并且因此运行区域在考虑横向通量机器连同其构件的热加载的情况下关于交流电压被限于仅仅小的转速和/或运行频率。此外，应该考虑的是，在驱动系统的复杂性方面，空气冷却的机器构思相对于流体冷却的机器构思是有利的。在此，然而应该考虑的是，能够导致在空气冷却和由此直接与流体冷却相比较小的空气流动的努谢尔特数的情况下较小的热容量、关于横向通量机器的待散热的元件的较高的温度。由此，对于很多应用来说，在空气冷却的驱动系统中能够实现的功率密度能够是受限制的。通过强制空气流动仅仅能够实现关于此的受限制的改善。关于在爪形极几何结构的情况下的涡流损失的问题能够通过使用SMC作为原料来减少。通过包围颗粒的绝缘层能够使涡流独立于其磁定向地得到抑制。然而应该考虑的是，SMC可导磁性明显小于铁磁性片的可导磁性，由此能够实现的转矩密度由如此构造的横向通量机器限制。
技术实现思路
由此，本专利技术基于如下任务，如下地改进这种类型的横向通量机器，使得在良好的冷却特性的情况下能够降低磁通量的损失和漏损通量以及其不适宜的作用。作为解决方案，借助本专利技术提出根据独立权利要求的定子极、定子、横向通量机器以及线性机器。有利的改进方案通过从属权利要求的特征得出。关于这种类型的定子极，借助本专利技术尤其提出，定子极的极头部的数量相应于转子的数量并且定子极构造成用于在装入位置中沿周缘方向容纳绕组空间的周缘的仅仅一个区段并且磁性磁轭区域具有联接至少一个极头部的弧形件，由此磁性磁轭区域构造成用于部分横向于周缘方向限制绕组空间。关于这种类型的定子，尤其提出，定子具有多个根据本专利技术的定子极，其中，定子极沿周缘方向相对于彼此间隔开地进行布置并且定子极如下地进行布置，使得定子极的极头部在装入位置中与至少一个转子对置并且定子极的磁轭区域部分横向于周缘方向限制绕组空间。关于横向通量机器提出，所述横向通量机器具有根据本专利技术的定子。关于这种类型的线性机器，尤其提出，所述线性机器具有多个根据本专利技术的定子极，其中，定子极沿着移动路径相对于彼此间隔开地进行布置并且定子极如下地进行布置，使得定子极的极头部在装入位置中与至少一个转子对置并且定子极的磁轭区域部分横向于移动路径限制绕组空间。本专利技术尤其基于如下想法，能够通过尤其定子极、但是还有定子和横向通量机器的结构来降低漏损通量，从而能够降低在现有技术中出现的不适宜的作用。在此允许，尤其定子极的结构结合在定子中的特定的布置共同作用下来降低漏损通量。由此，总体来说能够提高横向通量机器的有效功率和/或能够降低损失。通过本专利技术的定子极能够提供一种改善了的爪形极几何结构，所述爪形极几何结构尤其在叠片的实施方案中同时还允许涡流损失的降低。定子具有布置在绕组空间中的定子绕组并且绕组空间沿周缘方向关于横向通量机器的至少一个转子的转动轴线环绕地构造。由此，绕组空间能够根据环面或类似物的类型进行构造，所述绕组空间根据结构能够具有圆的和/或有角的横截面。在绕组空间中，沿着其纵向延伸部沿周缘方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.定子极（10），用于横向通量机器（14）的定子（12），其中，所述定子（12）具有布置在绕组空间（16）中的定子绕组（18）并且所述绕组空间（16）沿周缘方向（20）关于所述横向通量机器（14）的至少一个转子（24、26）的转动轴线（22）环绕地构造，其中，所述定子极（10）具有由铁磁性原料构成的主体元件（30），所述主体元件具有至少一个在装入位置中能够与所述至少一个转子（24、26）对置地布置的极头部（32、34）和在装入位置中能够背离所述至少一个转子（24、26）布置的磁性磁轭区域（28），/n其特征在于，/n所述定子极（10）的极头部（32、34）的数量相应于所述转子（24、26）的数量并且所述定子极（10）构造成在装入位置中沿周缘方向（20）容纳所述绕组空间（16）的周缘的仅仅一个区段并且所述磁性磁轭区域（28）具有联接到至少一个极头部（32、34）处的弧形件，由此所述磁性磁轭区域（28）构造成用于部分横向于所述周缘方向（20）限制所述绕组空间（16）。/n

【技术特征摘要】
20190930 DE 102019215015.21.定子极（10），用于横向通量机器（14）的定子（12），其中，所述定子（12）具有布置在绕组空间（16）中的定子绕组（18）并且所述绕组空间（16）沿周缘方向（20）关于所述横向通量机器（14）的至少一个转子（24、26）的转动轴线（22）环绕地构造，其中，所述定子极（10）具有由铁磁性原料构成的主体元件（30），所述主体元件具有至少一个在装入位置中能够与所述至少一个转子（24、26）对置地布置的极头部（32、34）和在装入位置中能够背离所述至少一个转子（24、26）布置的磁性磁轭区域（28），
其特征在于，
所述定子极（10）的极头部（32、34）的数量相应于所述转子（24、26）的数量并且所述定子极（10）构造成在装入位置中沿周缘方向（20）容纳所述绕组空间（16）的周缘的仅仅一个区段并且所述磁性磁轭区域（28）具有联接到至少一个极头部（32、34）处的弧形件，由此所述磁性磁轭区域（28）构造成用于部分横向于所述周缘方向（20）限制所述绕组空间（16）。


2.根据权利要求1所述的定子极，其特征在于，所述主体元件（30）具有多个与彼此电绝缘的铁磁性的片（36），所述铁磁性的片在通过所述弧形件的弯曲部撑开的平面（38）中直接地彼此毗邻地布置。


3.根据前述权利要求中任一项所述的定子极，其特征在于，所述主体元件（30）至少部分地具有软磁复合物作为原料。


4.根据前述权利要求中任一项所述的定子极，其特征在于至少两个极头部（32、34），其中，第一极头部（32）在装入位置中能够与第一转子（24）对置地进行布置并且所述磁性磁轭区域（28）在与所述第一极头部（32）对置的端部处具有第二极头部（34），所述第二极头部在装入位置中能够与第二转子（26）对置地进行布置。


5.根据前述权利要求中任一项所述的定子极，其特征在于电绝缘元件。


6.用于横向通量机器（14）的定子（12），具有布置在所述定子（12）的绕组空间（16）中的定子绕组（18），其中，所述绕组空间（16）沿周缘方向（20）关于所述横向通量机器（14）的至少一个转子（24、26）的转动轴线（22）环绕地构造，
其特征在于
多个根据前述权利要求中任一项所述的定子极（10），其中，所述定子极（10）沿周缘方向（20）相对于彼此间隔开地进行布置并且所述定子极（10）如下地布置，使得所述定子极（10）的极头部（32、34）在装入位置中与所述至少一个转子（24、26）对置并且所述定子极（10）的磁轭区域（28）部分横向于所述周缘方向（20）限制所述绕组空间（16）。


7.根据权利要求6所述的定子，其特征在于，所述定子极（10）沿周缘方向如下地布置，使得所述定子极的磁性磁轭区域（28）横向于所述周缘方向（20）交替地限制所述绕组空间（16）的相应的对置的区域。

【专利技术属性】
技术研发人员：J·G·鲍尔，D·默茨，A·雷，Y·赵，
申请(专利权)人：劳斯莱斯德国有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE