用于轨道车辆电机的转子、这种电机及具有这种电机的轨道车辆制造技术

本申请涉及用于轨道车辆电机的转子、这种电机及具有这种电机的轨道车辆。用于轨道车辆电机的转子(4)包括转子主体(5)，所述转子主体具有叠层组件并设置有多个平行于旋转轴线(6)延伸且与转子主体的外周面有一定距离的纵向槽(8)。永磁体(10)通过以两个或多个永磁体形成的永磁体包沿槽的横向和/或纵向并排布置在一层中的形式布置于所述槽中而被隐藏于所述的转子主体内。电绝缘材料层(12，13)一方面隔离每个所述永磁体包的永磁体相互之间，另一方面隔离所述永磁体包的外表面与转子主体盘形成各个槽的部分。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于轨道车辆电机的转子，所述电机被配置用于产生所述车 辆的牵引力，所述转子包括 转子主体，其包括由相互电绝缘的磁性钢制成的环形盘相对于转子的旋转轴线 轴向堆叠而成的叠层组件，和 多个永磁体，其被相对于所述转子主体固定以形成转子的磁极，并各自具有基 本垂直于所述旋转轴线的磁极性方向，本技术还涉及包括有定子和这种转子的轨道车辆电机。本技术涉及一种用于可作为电动机和/或发电机运行的电机的转子。
技术介绍
在被称作永磁同步电动机的同步电动机的电动运行中，具有这种转子的电机，利 用多个永磁体来产生转子磁通。这种电动机与感应电动机相比具有较低的转子损耗，因此 具有较高的效率。与感应电动机相比，它还可以被构造为具有更高的磁极数量，而不牺牲性 能，所以可具有更高的转矩能力，这些特征使得这种电机特别适用于以相对于已确定的电 动机尺寸的高转矩能力为其重要特征的轨道车辆电机。通过利用这样的叠层组件来构造转子主体，与铸造转子主体相比，由于大大地减 少了转子主体内的涡流损耗，机器的效率得到提高。人们正在试图减少所述轨道车辆电机的损耗以提高其效率，并借此增加相对于已 确定尺寸的这种电机的转矩能力，而本技术旨在通过减少与转子相关的损耗来达到这一目的。
技术实现思路
本技术的目的是提供介绍中定义的这种类型的转子，其与已知的此类转子相 比，在应用于所述的电机中时，至少具有一些用于降低损耗的特征。根据本技术，这一目的通过提供这样一种转子而得以实现，其中转子主体包 括多个纵向槽，所述纵向槽与所述旋转轴线平行地延伸并且与转子主体的外周面具有一定 距离，所述的永磁体通过以两个或多个永磁体形成的永磁体包沿着槽的横向和/或纵向并 排布置在一层中的形式被布置于所述的槽中而隐藏于所述的转子主体中，并且布置在同一 个槽中的永磁体具有相同的且基本垂直于由所述永磁体包形成的所述一层的磁极性方向， 电绝缘材料层一方面使各个所述组件的所述永磁体相互隔离，另一方面隔离所述永磁体包 的外表面与所述转子主体板形成各个槽的部分。通过这样布置用于容纳转子的永磁体的这些槽，这些随后被隐藏于转子主体内部 的永磁体可相对于转子主体进行固定并产生延伸的磁通，以致于与磁体附着于转子主体的 外表面的情形相比，将更加有效地与形成于电机的定子线圈内的磁通相互作用。隐藏的磁体配置还允许在用于优化轨道车辆电机、即牵引电机的转矩/速度的设计参数的选择方面 具有更大的自由。从那些典型的适合于具有表面安装磁体的转子的电动机，到那些典型的 同步磁阻电动机，设计的变化可以带给电动机不同的特征。然而，对于具有根据本技术 的转子的电机的可能增加的效率而言，最重要的贡献是通过如下方式实现的即，通过将永 磁体布置在每个槽中时，不是将其作为单一的一个条状磁体，而是作为由多个并排布置的 磁体组成的包，其导致与利用与所述永磁体包相同尺寸的单一的永磁体的情形相比，损耗 有极大的降低。为达到这一目的并使其经受得住使用过程中将会存在的热、电以及机械老 化方面的压力，使并排布置的所述永磁体相互之间电绝缘是至关重要的。永磁体包的外表 面与转子主体盘形成各个槽的部分的电绝缘也是十分重要的，因为永磁体可能会另外在相 邻的转子主体盘之间建立金属性接触，从而导致损耗增加。所述电绝缘材料层因而应该尽 可能的薄，但仍保证平行于所述的一个层延伸的所述包的相应侧上的可靠的电绝缘，以获 得由所述永磁体所建立的最大的磁场，然而，只要实现了可靠的电绝缘，将所述永磁体隔离 开和将所述永磁体包与转子主体盘隔离开并大体上垂直于所述的一个层延伸的电绝缘材 料的厚度值并不太重要。这里的“包”被解释为这样的配置，包括在其中的所述永磁体紧凑相接，但是它们 并不需要相互之间固定。用于电动机中的、具有并排布置在转子主体的外周部上的永磁体的转子通过 US2006/0097595A1 可以 了解。更进一步的是，尽管在制造根据本技术所述的转子时将已经激活的永磁体插 入到所述槽中在大多数情况下是首选的，并且有时是绝对必要的，但转子的永磁体可以通 过在所述槽中插入未被磁化的磁体，然后在安装于所述电机的转于上后通过磁化激活它们 而得到。位于根据本技术所述的转子中的电绝缘材料层可以在将永磁体插入到所述 槽中之前被插入到其中，或者所有这些层可以在永磁体被插入到槽中之前施加于永磁体的 表面。在制造所述的转子时，结合使用将永磁体和所述电绝缘材料层插入到所述槽中的这 两种方法也是可以的，所以例如并排布置的永磁体可以在插入到所述槽中之前通过相互固 定成为所述包或所述包的一部分而相互之间绝缘，其优先于包括覆盖转子主体盘形成槽的 部分的电绝缘材料层的所述插入。根据本技术的一个实施例，转子包括所述永磁体包，所述永磁体包具有> 2 个，特别是>4个，沿各个槽的横向并排布置的永磁体，根据本技术的另外一个实施 例，所述永磁体包具有2-16个、特别是4-10个沿各个槽的纵向并排布置的永磁体，由于磁 体内涡流的产生，这使得与一个单独的条状磁体布置在所述槽内时的情况相比，其中以散 热的形式存在的损耗极大地减少。布置在每个所述槽中的磁体的实际数量取决于具体的转 子设计和制造参数。根据本技术的另外一个实施例，所述电绝缘材料层包括具有耐热性的材料以 使所述包内的相邻永磁体之间以及所述永磁体与转子盘之间获得适合于所述永磁体和转 子的高达至少200°C的运行温度的长期的电绝缘。通过选择具有这种耐热性的材料用于所 述电绝缘，可以保证在具有这样的转子的轨道车辆电机的长年运行过程中电绝缘可以持续 存在，因为在这种运行期间可能经常出现180°C的温度，但不常超过200°C。根据本技术的另外一个实施例，所述电绝缘材料层附着于所述永磁体。那么， 在将永磁体插入到所述槽中之前这些层附着于所述永磁体将是适当的，并且所述层随后优 选地利用诸如粘合带、青丙稀酸盐(cyan-acrylate)胶或者环氧树脂的粘合剂附着于所述 永磁体。另外，这些层优选由织造的玻璃纤维、诸如聚酯和聚酰亚胺的聚合物膜、玻璃强化 聚合物粘合带、诸如多环芳烃聚酰胺或聚酯非织造材料的纸材料，或非有机材料，或这些材 料的组合制成。所述电绝缘材料层对永磁体的这种附着在某种情况下可以有助于将永磁体 插入到所述槽中。根据本技术的另外一个实施例，转子包括永磁体包，所述永磁体包具有沿槽 的横向并排布置并相互连接成一个刚性部件的永磁体，当这个刚性部件在永磁体插入到槽 中之前形成时，其将有助于将永磁体插入到所述槽中。根据本技术的另外一个实施例，转子包括永磁体包，所述永磁体包具有还包 括沿着槽的纵向并排布置的永磁体的至少一个所述部件，其在某种环境下可进一步简化将 所述永磁体插入到所述槽中的操作。根据本技术的另外一个实施例，转子包括与所述永磁体分开的电绝缘材料 层，所述电绝缘材料层以薄片形式布置于所述包的相邻永磁体之间和/或这些永磁体与所 述转子主体盘上形成各个槽的所述部分之间。这种薄片最好是在将永磁体插入到槽中之前 被插入到各个槽中，再者优选是机械强度大但具有柔性并且具有光滑的表面。另外优选的 是材料足够坚硬以在插入磁体时不形成褶皱。根据本技术的另外一个实施例，转子包括至本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于轨道车辆电机的转子，所述电机被配置成产生所述车辆的牵引力，所述转子包括：转子主体（５），其包括由相互电绝缘的磁性钢制成的环形盘相对于转子的旋转轴线（６）轴向堆叠而成的叠层组件，和多个永磁体（１０），其被相对于所述转子主体固定以形成转子的磁极，并各自具有基本垂直于所述旋转轴线的磁极性方向，其特征在于，转子主体包括多个纵向槽（８，９），所述纵向槽平行于所述旋转轴线（６）延伸，且距转子主体的外周面一定距离，所述永磁体（１０）通过以两个或多个永磁体形成的包（１１）沿着槽的横向和／或纵向并排布置在一层中的形式布置于所述的槽（８，９）中而被隐藏于所述转子主体中，并且布置在同一个槽中的永磁体具有相同的且基本垂直于由永磁体包形成的所述一层的磁极性方向，电绝缘材料层（１２，１３，１５，２０）一方面使每个所述永磁体包的所述永磁体（１０）相互隔离，另一方面隔离所述永磁体包的外表面与所述转子主体盘上形成各个所述槽的部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A·比约克隆德，R·布拉默，
申请(专利权)人：勃姆巴迪尔运输有限公司，
类型：实用新型
国别省市：DE