永磁同步电动机和电动助力转向系统技术方案

本发明专利技术涉及一种永磁同步电动机，特别是一种三相电动机，包括具有定子磁轭（３０１）的定子（３００），定子齿（３０２）和插入式定子槽（２０２）被布置在所述定子磁轭（３０１）中，其中至少一个绕组（３０３）被提供在每个定子齿（３０２）上；进一步包括具有永磁体（２０３）的转子（２０４），其中所述定子齿（３０２）沿所述定子（３００）的轴向方向成层地布置为板并被设计为至少两种不同的板，其中第一板形式的所述定子齿（３０２）在其指向所述转子（２０４）的端部通过连接桥（４０１）以定子星（３０５）的形式沿周界互连，并且第二板形式的所述定子齿（３０２）具有代替所述连接桥（４０１）的中断部（４０２）。本发明专利技术进一步涉及一种电动助力转向系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种永磁同步电动机，特别是三相电动机。本专利技术还涉及一种用于机动车辆的电动助力转向系统。
技术介绍
这种类型的永磁同步电动机例如用在机动车辆的驱动装置中，特别是用在助力转向系统等中。图Ia至图Ic通过示例示出大体上已知的助力转向系统。图Ia示出机动车辆的助力转向系统，其具有通过系杆107可转向地连接的车轮106。系杆107与转向齿轮101 协作，转向齿轮101在该情况下包括连接到小齿轮105的齿形杆(仅由双箭头象征性地表示)。小齿轮105通过转向轴102被可旋转地联接到方向盘。在三相电动机的构造中具有控制单元104的转向驱动器103被附接到转向齿轮101，并通过与齿形杆协作来帮助转向过程。图Ib示出类似于图Ia的助力转向系统，其中转向驱动器103与转向轴102辅助协作。 转向驱动器103可出于该目的被附接到转向柱。图Ic同样示出类似于图Ia和图Ib的助力转向系统。在该构造中，转向驱动器103被示出为与小齿轮105协作，且也可被布置在转向齿轮101上。图2为永磁同步电动机的示意性俯视图，其通常被用作转向驱动器103，并包括 定子201，该定子201具有其中布置有绕组(未示出)的槽202 ；和具有永磁体203的转子 204，在该情况下永磁体203沿电动机的轴向方向被布置在转子204内且在其周界上。转子 204位于定子201内。这种类型的电动机必须符合两个主要标准，即效率和安全性。诸如功率密度、最大输出转矩、转矩波动或波伏以及定位转矩或间歇转矩的参数对于效率具有重要意义。以下参数对于安全性特别重要最大制动转矩、短路容量、容错和简单性。对机动车辆使用条件的要求的增加(特别是有关最小结构体积、重量、所使用的各个部件的数量和同时高效性)以及上述参数导致不断需要提供对应改进的永磁同步电动机。
技术实现思路
针对该
技术介绍
，本专利技术的目的因而在于提供一种改进的永磁同步电动机。该目的根据本专利技术通过具有权利要求1的各特征的永磁同步电动机和/或通过具有权利要求11的各特征的电动助力转向系统实现。因此，提供一种永磁同步电动机，特别是三相电动机，包括具有永磁体的转子，并包括具有定子磁轭的定子，定子齿和插入式定子槽被布置在该定子磁轭中，至少一个绕组被提供在每个定子齿上，所述定子齿沿所述定子的轴向方向成层地布置成板并被构造为至少两种不同的板，第一板形式的所述定子齿在每种情况下在所述定子齿的指向所述转子的端部通过连接桥以定子星的形式沿周界互连，并且第二板形式的所述定子齿具有代替所述4连接桥的中断部。这种类型的永磁同步电动机因而具有的优点在于非常低的定位转矩、高效率和同时低转矩波动。进一步的优点在于根据本专利技术的永磁同步电动机比传统永磁同步电动机具有更低的制动转矩，这可被降低多达50%。同时，通过这种方式，由于制动转矩较低，因此还可省去起动继电器。所公开的永磁同步电动机优选适于机动车辆的助力转向系统的驱动装置。然而， 在其他驱动装置中的其他应用也是可设想到的。本专利技术的优选构造和展开根据各从属权利要求以及根据结合附图的描述是明显的。定子齿可采用具有连接桥的定子星然后是不具有连接部的定子齿的板顺序沿定子的轴向方向被布置为板。采用具有连接桥的定子星然后是两个或三个不具有连接部的定子齿的板的顺序的布置结构也是可以的。在该情况下，采用具有连接桥的定子星然后是两个不具有连接部的定子齿的板的顺序的布置结构是特别优选的，并提供高效且同时高安全机会的优点。在进一步的优选实施例中，至少一个绝缘部在每种情况下被提供在定子槽中的绕组之间。这减小了绝缘故障的可能性。绕组可被布置为三相星形线路或三相三角形线路。与传统电动机相比，这在故障绝缘的情况下导致非常低的制动转矩。三角形线路进一步具有的优点在于与星形线路相比连接点减少，具有星形继电器的传统永磁同步电动机要求星形线路。转子可被多样地形成有位于其周界的凹进中或沿圆周位于其表面上的永磁体或者形成有环形磁体。在进一步的实施例中，转子可包括沿其轴向方向布置的至少两个转子组，所述至少两个转子组被布置为围绕转子轴线距彼此旋转一偏斜角Y。当存在多于两个转子组时，则偏斜角Y为第一个转子组与最后一个转子组之间的角度。在该情况下，转子组的数量η如下取决于永磁同步电动机的有效轴向长度Lstk 如果Lstk彡40mm,则η = 1或2 ； 如果40彡Lstk彡60讓，贝丨J η = 2或3 ；如果60彡Lstk彡80讓，贝丨J η = 3或4 ；并且如果 80 ( Lstk^ 130mm，则η = 4。有效轴向长度Lstk指包括转子的定子的轴向长度。偏斜角Υ有利地小于或等于定子槽数量的一半。在优选实施例中，永磁同步电动机包括十二个定子槽和八个极对、十二个定子槽和十个极对或者十二个定子槽和十四个极对。与传统永磁同步电动机相比，根据本专利技术的永磁同步电动机还尤其具有如下优点。-效率增加近似10%;-制动转矩减小近似50% ；-针对低电流增大的电动机感应率；-减小的定位转矩；-减小的转矩波动；-不需要继电器；-可使用三角形线路；-出色的绕组/相绝缘；-较简单的定子结构；-较简单的转子结构。本专利技术的以上构造和展开可以任何希望的方式进行组合。 附图说明在下文中通过在附图的示意性图中图示的各实施例更加详细地描述本专利技术，在附图中图Ia至图Ic为具有处于不同安装位置的转向驱动器的助力转向系统的示意图；图2为永磁同步电动机的示意性俯视图；图3为根据本专利技术的永磁同步电动机的实施例的定子的示意性俯视图；图4为根据图3的本专利技术的永磁同步电动机的定子齿的子部分的放大示意性俯视图；图5为根据图3的本专利技术的永磁同步电动机的单独的定子齿的放大示意性俯视图；图6为根据图3的本专利技术的永磁同步电动机的定子星和定子齿的放大示意性透视图；图7至图8为根据图3的本专利技术的永磁同步电动机的绕组的线路图；图9至图11为根据图3的本专利技术的永磁同步电动机的转子的三个实施例的示意性俯视图；图12为根据图3的本专利技术的永磁同步电动机的转子的第四实施例的示意性透视图；图13为根据图12的转子的第四实施例的示意性侧视图；以及图14为根据图3的本专利技术的永磁同步电动机与传统永磁同步电动机相比的针对旋转速度的制动转矩的图示。在附图的图示中，除非另有所指，相似且功能相同的部件和特征提供有相同的附图标记。具体实施例方式助力转向系统和永磁同步电动机的基本结构已在上文中参照图Ia至图Ic和图2 进行了说明。图3为根据本专利技术的永磁同步电动机的实施例的定子300的示意性俯视图，其具有定子磁轭301，其中定子齿302沿圆周布置在定子磁轭301的内周界上。绕组303围绕定子齿302布置于其中的定子槽202位于定子齿302之间。绕组303还通过绝缘部304在定子槽202中彼此绝缘。定子齿302的指向定子磁轭301中心的端部被加宽，使得定子槽 202沿径向由这些加宽部从内部环绕并由定子磁轭301从外部环绕。图4为根据图3的本专利技术的永磁同步电动机的定子齿302的局部的放大示意性俯视图。在该示例中，定子齿302被形成为板，其沿定子300的轴向方向层压在彼此之上。这些板可具有至少两种不同形式。图4示出定子星(stator star) 305构造的第一形式。在该情况下，定子齿302的加宽端各自通过连接桥401沿周周本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种永磁同步电动机，特别是三相电动机，包括具有永磁体（２０３）的转子（２０４），并包括具有定子磁轭（３０１）的定子（３００），定子齿（３０２）和插入式定子槽（２０２）被布置在所述定子磁轭（３０１）中，至少一个绕组（３０３）被提供在每个定子齿（３０２）上，所述定子齿（３０２）沿所述定子（３００）的轴向方向成层地布置为板并被构造为至少两种不同的板，第一板形式的所述定子齿（３０２）在每种情况下在所述定子齿（３０２）的指向所述转子（２０４）的端部通过连接桥（４０１）以定子星（３０５）的形式沿周界互连，并且第二板形式的所述定子齿（３０２）具有代替所述连接桥（４０１）的中断部（４０２）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE102008042100.62008年9月15日1.一种永磁同步电动机，特别是三相电动机，包括具有永磁体O03)的转子004)，并包括具有定子磁轭(301)的定子(300)，定子齿(30 和插入式定子槽(20 被布置在所述定子磁轭(301)中，至少一个绕组(30 被提供在每个定子齿(30 上，所述定子齿(30 沿所述定子(300)的轴向方向成层地布置为板并被构造为至少两种不同的板，第一板形式的所述定子齿(30 在每种情况下在所述定子齿(302)的指向所述转子 (204)的端部通过连接桥001)以定子星(305)的形式沿周界互连，并且第二板形式的所述定子齿(30 具有代替所述连接桥G01)的中断部002)。2.根据权利要求1所述的同步电动机，其特征在于，所述定子齿(30 采用具有连接桥 (401)的定子星(30 然后是不具有连接部的定子齿(302)的板的顺序沿所述定子(300) 的所述轴向方向布置为板。3.根据权利要求1所述的同步电动机，其特征在于，所述定子齿(30 采用具有连接桥G01)的定子星(30 然后是两个不具有连接部的定子齿(30 的板的顺序沿所述定子 (300)的所述轴向方向布置为板。4.根据权利要求1所述的同步电动机，其特征在于，所述定子齿(30 采用具有连接桥G01)的定子星(30 然后是三个不具有连接部的定子齿(30 的板的顺序沿所述定子 (300)的所述轴向方向布置为板。5.根据前述权利要求中任一项所述的同步电动机，其特征在于，至少一个绝缘部 (304)在每种情况下被提供在所述定子槽O02)中的所述绕组(30...

【专利技术属性】
技术研发人员：格热戈日·翁巴克，
申请(专利权)人：博泽汽车部件有限公司及两合公司，乌茨堡，
类型：发明
国别省市：DE