【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有降低的转矩波动的他励同步电机(fsm)、一种为此设计的转子以及一种用于制造该转子的方法。
技术介绍
1、作为电动车的驱动装置，越来越多地使用fsm(他励同步电机)类型的电机。该电机在机动车中实施成凸极电机。在工业中并且也在机动车中普遍的是，在此应用具有所谓的正弦场极轮廓的转子(例如根据标准，rudolf：“elektrische maschinen电机”，第一卷，springer出版社，1967巴塞尔)。在此，极靴的表面不是具有在转子的旋转轴线上的中心点的圆弧，而是使极靴的外侧进一步内移。由此，从极中心向极外侧的方向，与定子或所谓的气隙的距离变大。正弦场极轮廓可以以数学的方式描述并且在制造技术上精确地实现。这种极形状结构的目标是在电机的气隙中实现尽可能正弦形的转子磁场分布，并且进而实现降低的转矩波动。根据槽-极数-组合以及转子的其它几何参数，可通过连续地复现正弦场轮廓来减弱或完全抑制转矩波动的某些谐波。但对于由于定子的开槽导致的谐波绕组频率的转矩波动，该方式几乎没有减弱作用。由此，几乎不能影响由谐波绕组频率导致的转矩波动和可能产生的声学异常。
2、de 10 2017 205 021 a1公开了一种用于限制电机的可绕旋转轴线转动的转子的缠绕面的极靴，该极靴与转子的极接片相连接。极靴的在已连接的状态中背离极接片的外侧具有第一区域和第二区域，第一区域具有基本上正弦形的轮廓走向，并且第二区域具有第二轮廓走向。第二轮廓走向与第一轮廓走向不同并且构造成使得，相对于具有仅仅基本上正弦形延伸的外侧的极靴的绕组
3、de 10 2009 042 765 a1涉及一种永磁激励的同步电机，其具有定子和转子，转子具有在周边上分布的多个极靴，极靴具有用于容纳永磁体的凹口和用于容纳鼠笼的阻尼棒的凹口。
4、cn 102 055 258a涉及一种凸极同步电机的磁极靴形状，其中，磁极由燕尾槽、极体、极靴、阻尼绕组和励磁绕组组成。转子轮廓分成三个区域，其中，中间的区域表现为圆弧。另外两个区域表现为线段。
技术实现思路
1、在该背景下，本专利技术的目的是，提供一种用于他励同步电机的转子以及一种具有降低的转矩波动的他励同步电机。
2、根据本专利技术，该目的通过具有权利要求1和权利要求10所述的特征的装置，以及具有权利要求8所述的特征的方法实现。从相关的权利要求、说明书和附图中得到本专利技术的设计方案和改进方案。
3、本专利技术的主题是一种用于他励同步电机的转子，转子的极靴具有由直线段组成的外轮廓，该外轮廓的端部位于对应正弦场极轮廓的线上。该特殊的极靴形状用于降低转矩波动。极靴轮廓局部地由直线段组成，而不是将极靴轮廓复现成连续的线条。
4、正弦场极轮廓可通过以下公式描述：
5、
6、
7、r2：转子外半径
8、r1：定子孔半径
9、δmin：最小气隙
10、p：极对的数量
11、r2(更准确的是)是极靴的外轮廓的任意点与转子的中心点的距离，该距离与在极中心线和在转子中心点和所观察的点之间的连接线之间的角度相关。
12、通过在正弦场极轮廓的外轮廓线上选出多个点(“节点”)并且将这些节点与直线(“区段”)相连接，从正弦场极轮廓出发获得根据本专利技术的转子的外轮廓。因此，节点位于正弦场极轮廓的数学表达式的坐标上，位于节点之间的区段是直的线段。在一种实施方式中，节点彼此等距。
13、节点分别位于极靴的端部处。在一种实施方式中，节点位于极靴的外轮廓的中心。在一种实施方式中，外轮廓镜像对称。
14、节点的数量可以变化。在一种实施方式中，极靴的外轮廓具有奇数数量的节点。在一种实施方式中，该数量在5至15个节点，例如7至13个节点的范围内。在特殊的实施方式中，极靴的外轮廓具有9个节点。
15、在转子的一种实施方式中，转子包括具有励磁绕组的极轮(电枢)。该极轮由金属制成的各个膜片(“叠片/板”)组成，这些膜片布置成彼此重叠(“叠片组”)。叠片组具有的优点是，叠片组防止涡电流，并且因此提高效率。各个叠片被涂覆绝缘材料/绝缘体以避免短路。在一种实施方式中，叠片由含硅的钢制成，这种钢具有改进的磁性性能。
16、用于制造根据本专利技术的转子的方法也是本专利技术的对象。在该方法的一种实施方式中，借助于激光或水射流切割制造根据本专利技术的叠片的轮廓。在该方法的另一实施方式中，冲裁出根据本专利技术的叠片的轮廓。用于制造叠片的冲裁模具设定成，产生期望的极靴轮廓。
17、紧接着，将叠片堆叠。在冲裁方法中，这可以直接在一个机器中进行，而在其它方法的情况下，需要另一工艺步骤。
18、在方法的一种实施方式中，在冲裁之后为各个叠片涂覆烤漆并且堆垛，并且紧接着在炉中烘烤。由此，一方面将层粘接在一起并且另一方面也使其绝缘。
19、本专利技术的主题也是一种他励同步电机，该他励同步电机包括根据本专利技术的转子。
20、通过将连续的线条变成部分线性化的极轮廓，可以显著降低谐波绕组频率的转矩波动，并且由此抑制相应的电机组件的声学异常。从说明书和附图中得到本专利技术的其它优点和设计方案。
21、可理解的是，以上所述的并且以下还将解释的特征不仅可以相应给出的组合应用，而且能以其它组合或单独应用，只要不离开本专利技术的范围。
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1.一种用于他励同步电机(1)的转子(10)，所述转子的极靴(12)具有由直线段(13)组成的外轮廓，所述外轮廓的端部(14)位于对应于正弦场极轮廓的线上。
2.根据权利要求1所述的转子(10)，其中，所述极靴(12)的外轮廓镜像对称。
3.根据权利要求1或2所述的转子(10)，其中，所述极靴(12)的外轮廓具有4至14个线段(13)。
4.根据权利要求3所述的转子(10)，其中，所述极靴(12)的外轮廓具有6至12个线段(13)。
5.根据权利要求4所述的转子(10)，其中，所述极靴(12)的外轮廓具有8个线段(13)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的转子(10)，所述转子包括具有励磁绕组(15)的极轮(11)，所述极轮由各个布置成彼此重叠的叠片组成。
7.根据权利要求6所述的转子(10)，其中，所述各个叠片被涂覆有绝缘材料。
8.一种用于制造根据上述权利要求中任一项所述的转子(10)的方法，在其中，利用冲裁模具冲裁出叠片，所述冲裁模具设定成，为叠片的极靴(12)赋予由直线段(13)组成的
9.根据权利要求8所述的方法，在其中，在冲裁之后为各个叠片涂覆烤漆并且堆垛，紧接着在炉中烘烤。
10.一种他励同步电机(1)，其具有根据权利要求1至7中任一项所述的转子(10)。
...【技术特征摘要】
1.一种用于他励同步电机(1)的转子(10)，所述转子的极靴(12)具有由直线段(13)组成的外轮廓，所述外轮廓的端部(14)位于对应于正弦场极轮廓的线上。
2.根据权利要求1所述的转子(10)，其中，所述极靴(12)的外轮廓镜像对称。
3.根据权利要求1或2所述的转子(10)，其中，所述极靴(12)的外轮廓具有4至14个线段(13)。
4.根据权利要求3所述的转子(10)，其中，所述极靴(12)的外轮廓具有6至12个线段(13)。
5.根据权利要求4所述的转子(10)，其中，所述极靴(12)的外轮廓具有8个线段(13)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的转子...
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