具有电动马达和磁传动装置的电机制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电机，特别是具有电动马达和磁传动装置的电驱动单元。根据一个实施例，电机具有以下组件：壳体；设于壳体中的第一轴体，其与第一永磁体机构以及与第二永磁体机构刚性连接；以及在内部设于壳体上的定子，其与第一轴体一起构成电动马达。电机还具有管状机械元件，其具有多个铁磁性极靴，所述第一轴体至少部分地插入极靴，使得第一轴体与管状机械元件同轴，且第二永磁体机构位于该管状机械元件内。第一轴体在第一末端处借助第一轴承在管状机械元件内部支承在该机械元件上。环状第三永磁体机构以某种方式围绕所述管状机械元件布置，使得第二永磁体机构、管状机械元件和第三永磁体机构构成磁传动装置。其中，所述管状机械元件可旋转地支承在壳体上且环状第三永磁体机构与壳体刚性连接，或者，管状机械元件与壳体刚性连接且环状第三永磁体机构可旋转地支承在壳体上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有电动马达和磁传动装置的电机
本说明书涉及电驱动器领域，特别是涉及具有电动马达和磁传动装置的整合式驱动单元。
技术介绍
在磁传动装置中，两个转子(驱动轴和从动轴)是磁性耦合，而并非像机械传动装置那样借助齿轮耦合。因此，与机械传动装置相比，摩擦损耗更小，无需润滑，磨损局限于起承载作用的滚动轴承，且产生的噪声减小。不同于机械传动装置，磁传动装置在过载情况下不受损，而是发生打滑。通过减小负载力矩，磁传动装置能够重新耦合。可能存在不利的铁损和磁滞损耗，但可以通过使用磁片将其保持在较小程度。可以将磁传动装置与电动马达一起整合在一个驱动单元中(例如参阅EP2133982A2、GB2472020A)。这类驱动单元可以像直接驱动那样使用，故有时被称作伪直接驱动。本专利技术的目的在于，对包含电动马达和磁传动装置的整合式驱动单元的现有方案进行改进。
技术实现思路
本专利技术提出一种电机，特别是具有电动马达和磁传动装置的电驱动单元。根据一个实施例，所述电机具有以下组件：壳体；设于壳体中的第一轴体，其与第一永磁体机构以及与第二永磁体机构刚性连接；以及在内部设于壳体上的定子，其与第一轴体一起构成电动马达。所述电机还具有管状机械元件，其具有多个铁磁性极靴，所述第一轴体至少部分地插入极靴，使得第一轴体与管状机械元件同轴，且第二永磁体机构位于该管状机械元件内。第一轴体在第一末端处借助第一轴承在管状机械元件内部支承在该机械元件上。环状第三永磁体机构以某种方式围绕所述管状机械元件布置，使得第二永磁体机构、管状机械元件和第三永磁体机构构成磁传动装置。其中，所述管状机械元件可旋转地支承在壳体上且环状第三永磁体机构与壳体刚性连接，或者，管状机械元件与壳体刚性连接且环状第三永磁体机构可旋转地支承在壳体上。根据另一实施例，所述电机具有以下组件：设于壳体中的第一轴体，其与第一永磁体机构以及与第二永磁体机构刚性连接；在内部设于壳体上的定子，其与第一轴体一起构成电动马达；以及管状机械元件，其具有第三永磁体机构，所述第一轴体至少部分地插入所述第三永磁体机构，使得第一轴体与管状机械元件同轴，且第二永磁体机构位于该管状机械元件内。第一轴体在第一末端处借助第一轴承在管状机械元件内部支承在该机械元件上。一包含多个极靴的环状机构以某种方式围绕所述管状机械元件布置，使得第二永磁体机构、包含第三永磁体机构的管状机械元件和该包含多个极靴的环状机构构成磁传动装置。其中，所述管状机械元件可旋转地支承在壳体上且所述包含多个极靴的环状机构与壳体刚性连接，或者，管状机械元件与壳体刚性连接且包含多个极靴的环状机构可旋转地支承在壳体上。根据另一实施例，所述电机具有以下组件：壳体；设于壳体中并且构建为空心轴的第一轴体，在其内部设有至少一个第一永磁体机构和至少一个第二永磁体机构；在内部设于壳体上的定子，其与第一轴体一起构成电动马达；以及包含多个铁磁性极靴的管状机械元件，所述第一轴体至少部分地插入该机械元件，使得第一轴体与管状机械元件同轴，且至少第二永磁体机构位于该管状机械元件内。环状第三永磁体机构以某种方式围绕所述管状机械元件布置，使得第二永磁体机构、管状机械元件和第三永磁体机构构成磁传动装置。其中，所述管状机械元件可旋转地支承在壳体上且环状第三永磁体机构与壳体刚性连接，或者，管状机械元件与壳体刚性连接且环状第三永磁体机构可旋转地支承在壳体上。附图说明下面结合附图对实施例进行详细说明。图示不一定遵循比例，且实施例不仅局限于示出的方面。确切言之，示出的是展示实施例之基本原理的值。其中：图1为包含电动马达和磁传动装置的驱动单元的第一实施例的纵向剖视图。图2示出如图1所示实施例的第一变体，其中修改永磁体的布局。图3出如图1所示实施例的第二变体，其中将实心轴而非空心轴用作电动马达的转子。图4出如图1所示实施例的第三变体，其中转子具有不同的外径。图5出如图1所示实施例的第四变体，其中壳体具有两个可相对彼此旋转的壳体部件。图6示出如图5所示实施例的一个变体，其中调制器与电动马达的壳体刚性连接，且另一壳体部件用作外转子。图7示出如图1所示实施例的第五变体，其中马达实施为无轴承的马达。图8和图9示出如图1所示实施例的另两个变体，其中内部空心轴11采用突出式支承。图10和图11示出如图6所示实施例的两个变体，其中内部空心轴11采用突出式支承。图12示出如图1所示实施例的另一变体，其中磁传动装置的调制器采用突出式支承。图13示出如图1所示实施例的另一变体，包含壳体内腔的强制通风系统。图14示出如图1所示实施例的另一变体，其中在设于壳体中之电路板上设有磁场传感器。具体实施方式在此描述的实施例揭示一种用于将电动马达和磁传动装置(magnetictransmission，magneticgear)整合在壳体中的新方案，从而构成具有高功率密度的紧凑的电驱动单元。这类驱动单元也被称作MagneticGearMotor(MGM，磁齿轮马达)。电动马达以相对较高的转速(例如乃至每分钟30000转或更高)运行，从而实现高功率密度。磁传动装置将该高转速降至“正常”值，其例如处于从1000至6000转/分钟的范围内，其中可用转矩被相应转换。当然，在此描述的包含电动马达的实施例亦可作为发电机运行(在电动马达适用于再生模式的情况下)。电动马达与发电机就结构而言无显著区别。就已知的包含磁传动装置和电动马达的驱动单元(MGM单元)中的绝大部分而言，磁传动装置与电动马达同轴地布置在一个平面中。亦即，马达与此传动装置并非轴向错开地，而是相互嵌套地以可围绕同一旋转轴旋转的方式布置。此布局例如被称作PDD(PseudoDirectDrive，伪直接驱动)。故这类MGM单元具有相对较大的直径-长度比。在此揭示的实施例基于马达和传动装置的具有较长度而言相对较小的直径的并排布局。相比马达与磁传动装置同轴布置(其中马达定子处于内部)的MGM布局，并排布局的优点在于：内置转子可以具有更小的直径。藉此也能实现较小的滚动轴承，故通常也减小轴承损耗。相比马达与磁传动装置同轴布置(其中马达定子处于外部)的MGM布局，并排布局的优点在于：可以减小快速旋转的转子的永磁体机构与定子之间的有效气隙。图1为电驱动单元的一个实施例的(沿旋转轴As的)纵向剖视图。如前文所述，在该结构单元中，电动马达40与磁传动装置30布置在壳体50中。根据所示示例，电动马达的定子41与壳体50刚性连接。在一个实施例中，定子41配设有三相绕组系统。但也可采用其他相数，例如介于一与六之间。其中，线圈可以采用集中或分布式布局。另一方案为使用环形线圈(环形马达)。在定子绕组正确通流的情况下，在马达的气隙中形成具有极数PMOT(PMOT≥1)的旋转磁场。为了导引磁通，定子可具有叠片组(stackoflaminatedmetalsheets)或者由软磁复合材料(softmagneticcomposite，SMC)构成的器件。也可以采用无叠片组的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机，其包括：/n壳体(50)；/n第一轴体(11)，其设于所述壳体中，与第一永磁体机构(12)以及与第二永磁体机构(13)刚性连接；/n定子(41)，其设于壳体(50)内部，与所述第一轴体(11)一起构成电动马达(40)；/n管状机械元件(R2、22、22‘)，其具有多个铁磁性极靴(21)，所述第一轴体(11)至少部分地插入极靴，使得第一轴体(11)与所述管状机械元件(R2、22、22‘)同轴，以及，所述第二永磁体机构(13)位于管状机械元件(R2)内；/n第一轴承(15)，其中第一轴体(11)在第一末端处借助所述第一轴承(15)在管状机械元件(R2、22、22‘)内部支承在该机械元件上；/n环状第三永磁体机构(32)，其围绕所述管状机械元件(R2、22、22‘)布置，使得第二永磁体机构(13)、管状机械元件(R2、22、22‘)和所述第三永磁体机构(32)构成磁传动装置(30)；/n其中，所述管状机械元件(R2、22、22‘)可旋转地支承在壳体(50)上且环状第三永磁体机构(32)与壳体(50)刚性连接，或者，管状机械元件(R2、22、22‘)与壳体(50)刚性连接且环状第三永磁体机构(32)可旋转地支承在壳体(50)上。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180426 DE 102018110151.11.一种电机，其包括：
壳体(50)；
第一轴体(11)，其设于所述壳体中，与第一永磁体机构(12)以及与第二永磁体机构(13)刚性连接；
定子(41)，其设于壳体(50)内部，与所述第一轴体(11)一起构成电动马达(40)；
管状机械元件(R2、22、22‘)，其具有多个铁磁性极靴(21)，所述第一轴体(11)至少部分地插入极靴，使得第一轴体(11)与所述管状机械元件(R2、22、22‘)同轴，以及，所述第二永磁体机构(13)位于管状机械元件(R2)内；
第一轴承(15)，其中第一轴体(11)在第一末端处借助所述第一轴承(15)在管状机械元件(R2、22、22‘)内部支承在该机械元件上；
环状第三永磁体机构(32)，其围绕所述管状机械元件(R2、22、22‘)布置，使得第二永磁体机构(13)、管状机械元件(R2、22、22‘)和所述第三永磁体机构(32)构成磁传动装置(30)；
其中，所述管状机械元件(R2、22、22‘)可旋转地支承在壳体(50)上且环状第三永磁体机构(32)与壳体(50)刚性连接，或者，管状机械元件(R2、22、22‘)与壳体(50)刚性连接且环状第三永磁体机构(32)可旋转地支承在壳体(50)上。


2.一种电机，其包括：
壳体(50)；
第一轴体(11)，其设于所述壳体中，与第一永磁体机构(12)以及与第二永磁体机构(13)刚性连接；
定子(41)，其设于壳体(50)内部，与所述第一轴体(11)一起构成电动马达(40)；
管状机械元件(R2、22、22‘)，其具有第三永磁体机构(31‘)，所述第一轴体(11)至少部分地插入所述永磁体机构，使得第一轴体(11)与管状机械元件(R2、22、22‘)同轴，且第二永磁体机构(13)位于所述管状机械元件(R2)内；
第一轴承(15)，其中第一轴体(11)在第一末端处借助所述第一轴承(15)在管状机械元件(R2、22、22‘)内部支承在该机械元件上；
包含多个极靴(21‘)的环状机构，所述多个极靴(21‘)围绕所述管状机械元件(R2、22、22‘)布置，故第二永磁体机构(13)、包含第三永磁体机构(32)的管状机械元件(R2、22、22‘)与包含多个极靴(21‘)的环状机构构成磁传动装置(30)，
其中，所述管状机械元件(R2、22、22‘)可旋转地支承在壳体(50)上且包含多个极靴(21‘)的环状机构与壳体(50)刚性连接，或者，管状机械元件(R2、22、22‘)与壳体(50)刚性连接且包含多个极靴(21‘)的环状机构可旋转地支承在壳体(50)上。


3.根据权利要求1或2所述的电机，其还包括：
第二轴承(14)，其在第二末端处将所述第一轴体(11)支承在所述壳体(50)上，或者
第二轴承(14‘)，其将所述第一轴体(11)支承在壳体(50)上，并设于所述电动马达(40)与所述磁传动装置(30)之间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·容迈尔，G·魏登霍尔策，E·马特，
申请(专利权)人：依必安派特穆尔芬根股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE