用于电机的带有轮箍组件的转子制造技术

本发明专利技术涉及一种尤其用于电机的转子的轮箍，所述轮箍能够例如使用在飞机的电驱动系统中。用于将永磁体固定在转子处的轮箍例如包括两个同轴的圆环形的部件，所述部件借助于轴向的接片与彼此连接。所述磁体在其面向所述定子的表面上具有轴向的槽。所述轮箍如此布置在所述转子处，使得一方面所述磁体处在所述环之间，并且另一方面所述接片定位在所述槽中。因为所述接片的厚度相应于所述槽的深度，所以磁体表面和所述轮箍的表面对齐，也就是说所述轮箍不占用在气隙中的附加的空间。箍不占用在气隙中的附加的空间。箍不占用在气隙中的附加的空间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电机的带有轮箍组件的转子


[0001]本专利技术涉及一种用于电机的转子和尤其磁性的器件在所述转子处的固定。

技术介绍

[0002]为了驱动空中行驶工具，例如针对飞机或者直升飞机、或者还针对电驱动的水中行驶工具等，研究并且使用以电驱动系统为基础的作为常用的内燃机的替代方案的方案。这类的电的或者混电的驱动系统通常具有一个或者多个电机，所述电机根据在驱动系统中的应用目的能够配置为发电机和/或电动马达。
[0003]能被用于这类的移动的应用情况的驱动方案例如基于所谓的直接驱动，在所述直接驱动的情况下电机直接地、也就是说在没有传动机构的情况下与待驱动的牵引器件、例如与推进器连接。在直接驱动的情况下正好需要极其高的转矩密度，以便能够产生对于牵引力所需的功率。为此尤其重要的是，构造在电机的转子与定子之间的气隙呈现得尽可能地窄。相似的情况适用于其它的驱动方案，也就是说典型地争取实现在转子与定子之间的尽可能窄的气隙。
[0004]然而，为了实现具有高的转矩密度或者必要时还具有高的功率密度的电机，对电机的部件部分地提出了极端的要求。例如一方面从如下出发，即由于转子在机器的运行中的旋转，高的、沿径向的方向起作用的离心力作用到定位在转子表面处的表面磁体上。因此，所述表面磁体必须以相应的消耗例如借助于所谓的轮箍被保持在转子处，这负面地影响机器和气隙的定尺寸。
[0005]另一方面，极端高的转矩必须从永磁体传递到转子轮毂上或相反地传递。因此必须确保，磁体还沿切向的方向或者沿转子的周缘方向以足够的方式固定在转子处。为此，例如使用磁体在转子处的摩擦配合的和/或形状配合的连接，其中，尤其摩擦配合的连接能够通过应用轮箍来支持。
[0006]也就是说，这类的轮箍补偿沿径向的方向起作用的离心力，并且阻止永磁体与转子或者与转子基体分离。轮箍朝基体挤压永磁体，由此在相应的磁体与转子基体的表面之间的所有接触部位处出现表面压力。在此，表面压力必须如此大，使得由于在永磁体与电机的定子的电流穿流的定子绕组之间的电磁的相互作用而产生的转矩从永磁体完全传递到转子基体上，使得也就是说永磁体关于转子基体也不会沿切向的方向移位。换句话说，即表面压力必须足够大，使得沿切向的方向作用到永磁体上的力也得到补偿。此外，表面压力必须足够大，以便除了之前所提及的径向的和切向的力之外，必要时还补偿所谓的磁性的拉力。
[0007]因此，轮箍通常满足多个功能，即阻止永磁体的离心力决定的径向的运动、实现转矩到基体上的传递和必要时磁性的拉力的补偿。
[0008]由于所述多重负荷，对轮箍提出了在机械的性质方面的提高了的要求。所述要求导致结合提高了的重量的相应的材料选择以及轮箍的一定的必要的最小壁厚或者厚度、也就是说轮箍沿径向的方向的延伸部。因为轮箍布置在永磁体与定子齿部之间的气隙中，并
且气隙的厚度对机器的功率密度具有显著的影响，所以应该争取保持轮箍的壁厚尽可能小，因为在小的厚度的情况下还能够相应地保持所述气隙较薄。合适的轮箍的相应的实施方式会是例如基于纤维复合材料的带，其直接卷绕到转子或者磁体上。对此备选地，轮箍还能够实现为相应于转子的轴向的长度或者磁体的相应的延伸部的精密加工的管，所述管例如由钛、确定的合金或者又由纤维复合材料制成，并且能够被挤压到转子上，从而磁体保持在原处。为了进一步减小待由轮箍补偿的力，例如PCT/EP2018/083047提出一种方案，所述方案至少显著地限制到磁体上的、通过转矩促使的切向的力作用，并且由此最终允许轮箍的厚度的减小。
[0009]尽管如此，轮箍必须定位在转子与定子之间，因此在气隙的定尺寸时必须考虑到轮箍的厚度。因此，由于轮箍的存在，气隙必须设计成大于在没有轮箍的情况下会是必要的气隙。

技术实现思路

[0010]因此本专利技术的任务是，说明一种可行方案，即尽管有轮箍的存在仍然减小电机的气隙。
[0011]所述任务通过在权利要求1中所描述的用于电机的转子以及通过根据权利要求14的轮箍组件来解决。从属权利要求描述有利的设计方案。
[0012]用于电机的转子具有至少一个永磁体组以及轮箍组件。每个永磁体组分别包括至少一个永磁体。轮箍组件具有用于将相应的永磁体组的每个永磁体固定在转子的表面处的至少一个保持区域，所述表面在装入到机器中的状态中面向机器的定子。如此布置轮箍组件，使得相应的永磁体组的永磁体中的每个永磁体沿径向的方向部分处在轮箍组件的相应的保持区域与所述表面之间。相应的永磁体组的永磁体中的每个永磁体在其背离转子的表面的并且面向轮箍组件的外部的磁体表面的槽表面区域中具有槽。轮箍组件现在如此定尺寸和构造并且关于相应的永磁体组的永磁体中的每个永磁体进行布置，使得至少轮箍组件的相应的保持区域定位在相应的永磁体组的相应的永磁体的相应的槽中。
[0013]在转子的装入到机器中的状态中面向定子的外部的磁体表面包括槽表面区域以及自由的表面区域。
[0014]在槽表面区域中，相应的槽构造为相对于在磁体表面中的自由的表面区域的径向的加深部，使得轮箍组件的相应的保持区域能够定位在槽中。在此，所描述的组件尤其应该如此理解，即轮箍组件仅仅处在磁体与定子之间的相应的磁体的槽表面区域中，但不在磁体的自由的表面区域中或者上。但是因为轮箍组件处在沿径向的方向在磁体中引入的槽中并且不在磁体表面上，所以能够减小在转子与定子之间的气隙并且因此提高功率密度。
[0015]轮箍组件的背离转子的表面至少在保持区域中与相应的永磁体的外部的磁体表面的处在相应的槽表面区域之外的、自由的表面区域形成基本上光滑的柱状表面，也就是说，自由的表面区域与轮箍组件的背离转子的表面对齐。因此，所提及的柱状表面部分地包括轮箍组件的表面并且部分地包括永磁体的自由的表面区域，在所述表面区域处磁体不被轮箍组件覆盖。在此，轮箍组件尤其在定位在相应的槽中的相应的保持区域中具有如下的厚度，所述厚度相应于相应的槽的深度、也就是说槽沿径向的方向的伸展部，相应的保持区域定位在所述伸展部中，使得轮箍组件和外部的磁体表面形成基本上光滑的表面或者对
齐。由此实现轮箍不伸出超过磁体的外部的表面，并且因此不占用在气隙中的附加的空间。
[0016]在第一实施方案中，每个永磁体组分别具有多个永磁体，其中，相应的永磁体组的永磁体沿切向的方向看、也就是说沿着转子的周缘彼此相继地并且因此邻近地定位在转子的表面处，使得所述永磁体形成必要时中断的相应的基本上圆环形的磁环。相应的永磁体组或者相应的磁环的永磁体的槽如此在相应的外部的磁体表面中构造，使得相应的永磁体组的邻近的永磁体的槽如此联接到彼此处，从而如此联接到彼此处的槽的整体形成相应的永磁体组的沿切向的方向环绕的、基本上圆环形的槽。
[0017]所提及的磁环能够相应地是中断的，也就是说能够考虑的是，相应的磁环的两个邻近的永磁体不直接抵触到彼此处，而空的或者还被填充的中间空间处在所述邻近的磁体之间。在此，“环绕的槽”这一概念应该在中断的磁环的情况下也适用，即使在这样的可能的中间空间中不存在磁体并且因此不存在相应的槽。相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于电机（100）的转子（110），具有
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至少一个永磁体组（111
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2），其中，每个永磁体组（111
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2）包括至少一个永磁体（111），
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带有用于将每个永磁体（111）固定在所述转子（110）的表面（113）处的至少一个保持区域（145）的轮箍组件（140），其中，
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所述永磁体（111）中的每个在其面向所述轮箍组件（140）的外部的磁体表面（114）的槽表面区域（114n）中具有槽（115），
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所述轮箍组件（140）如此定尺寸和构造并且关于相应的永磁体组（111
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2）的永磁体（111）中的每个进行布置，使得至少所述轮箍组件（140）的相应的保持区域（145）定位在所述相应的永磁体组（111
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2）的相应的永磁体（111）的相应的槽（115）中。2.根据权利要求1所述的转子（110），其特征在于，所述轮箍组件（140）的背离所述转子（110）的表面（140z）至少在所述保持区域（145）中与所述相应的永磁体（111）的外部的磁体表面（114）的处于所述相应的槽表面区域（114n）之外的自由的表面区域（114f）形成基本上光滑的柱状表面。3.根据权利要求1至2中任一项所述的转子（110），其特征在于，所述轮箍组件（140）尤其在定位在相应的槽（115）中的相应的保持区域（145）中具有厚度DS149，所述厚度相应于所述相应的槽（115）的深度TN115，所述相应的保持区域（145）定位在所述槽中。4.根据权利要求1至3中任一项所述的转子（110），其特征在于，每个永磁体组（111
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2）分别具有多个永磁体（111），其中，
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所述相应的永磁体组（111
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2）的永磁体（111）沿所述切向的方向看彼此相继地定位在所述转子（110）的表面（113）处，使得所述永磁体形成相应的磁环，
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所述相应的永磁体组（111
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2）的永磁体（111）的槽（115）如此构造在相应的外部的磁体表面（114）中，使得所述相应的永磁体组（111
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2）的邻近的永磁体（111）的槽（115）如此联接到彼此处，使得如此联接到彼此处的槽（115）形成所述相应的永磁体组（111
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2）的沿切向的方向环绕的槽（115`）。5. 根据权利要求4所述的转子（110），其特征在于，用于相应的永磁体组（111
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2）的所述轮箍组件（140）分别具有尤其构造为比保持区域（145）基本上较平的圆环的轮箍部件（146
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2），其中，所述轮箍组件（140）的相应的轮箍部件（146
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2）定位在相应的永磁体组（111
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2）的相应的环绕的槽（115`）中。6.根据权利要求1至3中任一项所述的转子（110），其特征在于，所述轮箍组件（140）具有
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带有至少一个第一环（141）和第二环（142）的环组，其中，所述环组的环（141、142、143）沿轴向的方向彼此相继地进行布置，使得环中间空间（RZ1、RZ2）处在所述环组的相应两个相对于彼此邻近地布置的环（141和143；142和143）之间;
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带有多个接片（149）的接片组，其中，所述接片组的每个接片（149）在所述环组的两个邻近的环（141和143；142和143）之间走向，并且其中，所述接片组的多个接片（149）在所述环组的相应两个邻近的环（141和143；142和143）之间走向。7.根据权利要求6所述的转子（110），其特征在于，所述轮箍组件（140）如此布置在所述转子（110）处，使得所述永磁体组（111
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2）中的一个永磁体组分别处在所述环组的两
个相对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
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：