具有非对称的齿几何结构的定子齿制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电机的定子的齿并且尤其涉及定子齿的齿顶区域的几何结构。所述齿顶区域例如在带有处于外部的定子和处于内部的转子的典型的径向磁通机器的情况下沿轴向的视线方向具有非对称性，所述非对称性通过如下方式来提供，即在所述齿顶区域的第一切向的端部处设置有凹处。所述第一切向的端部的位置取决于所述电机的转子的优选转动方向T并且如下地进行选择，使得其沿所述转子的优选转动方向T来看处于所述头部区域的后方的端部处。向T来看处于所述头部区域的后方的端部处。向T来看处于所述头部区域的后方的端部处。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有非对称的齿几何结构的定子齿


[0001]本专利技术涉及一种用于电机的定子的齿并且尤其涉及定子齿的齿顶区域的几何结构。

技术介绍

[0002]为了驱动空中行驶工具，例如对于飞机或直升机，或还对于电驱动的水路行驶工具等，作为常用的内燃机的备选方案研究和使用基于电驱动系统的构思。这种电或混电驱动系统通常具有一个或多个电机，所述电机能够根据应用目的在驱动系统中配置为发电机和/或电动马达。
[0003]能够用于这种可移动的应用的驱动构思例如基于所谓的直接驱动，其中，电机直接地（也就是说，没有传动机构地）与待驱动的推进器件，例如与推进器连接。刚好在直接驱动的情况下，极其高的转矩密度是必要的，以便能够产生对于推进来说所需的功率。一般情况下，用于具有高转矩和低转速要求的应用的电驱动器能够要么借助于具有传动机构的高速或快速转动的机器要么但是借助于针对高转矩密度进行设计的机器来实现。在具有高转矩密度的电机的情况下放弃传动机构本身带来如下优点，即能够降低整个系统的复杂性以及重量。在此，所需的转矩完全由现在缓慢地转动的机器来提供。为了这个目的典型地合适的电磁的设计方案通常通过如下方式出众，即其具有相对大的空隙直径、短的轴向长度、小的或细的空隙以及具有在转子处装配在表面的永磁体的细极距的高的极对数。
[0004]然而，由于在转子中的细极距在空隙处出现漏磁场，其磁场线虽然在转子极处进入和离开，然而，没有由定子绕组包围并且由此不参与电功率到机械功率的转换。此外，由漏磁通或相应的漏磁场产生切向的力分量具有不利的影响，所述力分量导致不期望的所谓的“转矩波动”和摆动力矩。所述力的法向分量加载电机的结构并且能够导致引起声学上可感知的振动以及如有可能导致机器的损伤。
[0005]此外，转子的永磁体的漏磁场穿过在定子齿的位置处的定子铁芯并且在此处引起提高了的铁芯损失以及提高了的材料的调制。前后一致地，用于最终形成转矩的主磁通的磁阻上升，这必须通过在定子绕组中的较高的电流强度来补偿，然而，这由此提高了欧姆损失。这在结合图2的附图描述的范围中更详细地进行阐释。
[0006]漏磁场的减小能够例如通过提高磁阻来实现。这又通过在转子极之间的较大的间距或通过在相同的空隙直径的情况下降低极对数来实现。备选地或附加地，为了降低漏磁场能够扩宽空隙，这使在空气中的漏磁场线的路径增大。同样备选地或附加地，降低齿宽还能够提高用于转子漏磁场的磁阻。然而，所有这些措施起削弱作用地影响主磁通的磁通链和能够使用的轴转矩，从而使得机器的效率变差。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的任务是，说明一种用于提高磁阻以降低漏磁场的可行方案。
[0008]所述任务通过在权利要求1中描述的用于根据权利要求11的电机的根据权利要求
7的定子的起引导磁通作用的部件。从属权利要求描述有利的设计方案。
[0009]用于具有定子和转子的电机的定子的部件设置、构造和布置成用于引导定子的定子绕组的主磁通，以便在电机的运行时，也就是说，尤其在被电流流经的定子绕组的情况下，引导通过所述电流流动所促使的主磁通。所述部件具有颈部区域和在装入到机器中的状态中面向电机的转子的头部区域，其中，所述部件沿轴向的或如有可能径向的视线方向来看至少在头部区域中具有非对称性。
[0010]在此和在下面提及的主磁通（与漏磁通不同）是如下磁通，其应该与永磁体或其转子的场电磁地相互作用，以便产生机器的转矩。
[0011]相应的非对称性尤其通过如下方式来实现，即在相应的头部区域的第一切向的端部处相应地设置有凹处。除了已经阐释的期望的效应之外，由于这样的凹处的存在此外得出如下可能性，即将相应的定子齿形状配合地置入到定子的相应的承载结构中。
[0012]相应的凹处能够例如如下地成型，使得其沿轴向的视线方向来看具有矩形的轮廓。
[0013]所述部件能够例如是定子齿，所述定子齿引导能够由定子绕组产生的主磁通。
[0014]所述部件或齿能够在特别的设计方案中构造为爪、尤其爪对，以用于电机的构造为爪形极定子的定子。在此，电机构造为横向磁通机器。
[0015]此外，所述部件能够在颈部区域的与头部区域对置的端部处具有另外的头部区域，所述另外的头部区域在装入到机器中的状态中面向电机的另外的转子，其中，所述部件沿轴向的视线方向来看在另外的头部区域中具有另外的非对称性。这例如对于具有双转子或双空隙的电机来说是有利的。
[0016]用于具有所述定子和转子的电机的定子具有定子绕组用于产生主磁通和这种非对称的部件用于引导主磁通。定子绕组和所述部件相对于彼此如下地进行布置，使得在电机的运行中通过定子绕组产生的主磁通通过所述部件进行引导。
[0017]在此，所述部件能够是定子齿，所述定子齿从定子的定子环沿径向的方向朝着转子延伸，并且所述定子齿如下地承载定子绕组，使得定子绕组至少在颈部区域中绕定子齿进行卷绕。典型地，定子齿具有齿根，所述齿根固定在定子环处或所述齿根与定子的另外的定子齿的齿根一起形成定子环，其中，齿颈在齿根与齿顶之间延伸。在定子齿上存在有定子绕组或至少其一部分，从而齿对主磁通进行引导。然后，由于通过凹处在头部区域中得到的非对称性得出上面提及的优点。
[0018]定子在一实施方式中能够构造为爪形极定子，其中，那么所述部件呈现爪形极定子的爪对。在此，电机构造为横向磁通机器。
[0019]定子能够具有如下结构，所述部件以其具有非对称性的区域如下地置入到所述结构中，使得得出在所述部件与所述结构之间的形状配合。由此确保，所述部件即使在所期待的高的力的情况下也保持在原位。
[0020]相应的电机包括这样的定子以及转子，其在机器的正常运行中尤其沿优选转动方向T进行旋转。
[0021]所述部件如下地装入到定子中，使得所述部件的相应的头部区域的相应的第一切向的端部从头部区域中心沿转子的优选转动方向T来看处于相应的头部区域的后方的端部处。
[0022]相应的形成非对称性的凹处从相应的头部区域的与相应的转子对置的表面（所述表面与转子如下地对置，使得在所述切向的表面与转子之间延伸有空隙）以延伸部XR并且从相应的头部区域的切向的表面以延伸部XT延伸进入到相应的头部区域中。在此，XR基本上相应于电机的在定子与转子之间形成的空隙的径向的延伸部R150的两倍，而XT基本上相应于相应的头部区域的切向的延伸部T122a的20%。凹处沿轴向的方向延伸经过整个部件。在所述配置中，能够期待的是，期望的效应在对主磁通的同时最小的消极的影响的情况下被最大化。
[0023]优选的、但是不是唯一的，所述电机适用于电的空中行驶工具的驱动系统。所述机器能够根据使用目的构造为电的发电机或但是构造为用于驱动空中行驶工具的推进器的电动马达。
[0024]另外的优点和实施方式从附图和相应的描述中得出。
附图说明
[0025]在下面，根据附图更详细地阐释本专利技术和示例性的实施方式。在此，在不同的图中的相同的部件通过相同的附图标记进行标记。因此，可行的是，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.用于具有定子（120）和转子（110、110`）的电机（100）的定子（120）的部件（122），以用于引导所述定子（120）的定子绕组（121）的主磁通（mH），具有颈部区域（122b）和在装入到机器（100）中的状态中面向所述电机（100）的转子（110）的头部区域（122a、122a`、122a``），其中，所述部件（122）至少在所述头部区域（122a、122a`、122a``）中具有非对称性。2.根据权利要求1所述的部件（122），其特征在于，所述部件（122）是定子齿。3.根据权利要求1所述的部件，其特征在于，所述部件（122）是用于所述电机（100）的构造为爪形极定子的定子（120）的爪、尤其是爪对。4.根据权利要求1至3中任一项所述的部件（122），其特征在于，所述部件（122）在所述颈部区域（122b）的与所述头部区域（122a`）对置的端部处具有另外的头部区域（122a``），所述另外的头部区域在装入到所述机器（100）中的状态中面向所述电机（100）的另外的转子（110``），其中，所述部件（122）在所述另外的头部区域（122a``）中具有另外的非对称性（122x）。5.根据权利要求1至4中任一项所述的部件（122），其特征在于，相应的非对称性（122x）通过如下方式来实现，即在相应的头部区域（122a、122a`、122a``）的第一切向的端部处相应地设置有凹处（122x）。6. 根据权利要求5所述的部件（122），其特征在于，相应的凹处（122x）如下地成型，使得其具有矩形的轮廓。7. 定子（120），用于具有所述定子（120）和转子（110）的电机（100），具有
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定子绕组（121）用于产生主磁通（mH），以及
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根据前述权利要求中任一项所述的部件（122）用于引导所述主磁通（mH），其中，所述定子绕组（121）和所述部件（122）相对于彼此如下地进行布置，使得在所述电机（100）的运行中通过所述定子绕组（121）产生的主磁通（mH）通过所述部件（122）进行引导。8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
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：