本发明专利技术涉及一种电动机的转子（R），所述电动机具体地为电动车辆驱动装置的同步马达，所述转子（R）包括转子轴（8）、叠片（3）、绕组以及具有支承元件的约束系统（2）。所述约束系统的所述支承元件包括支承环（7），所述支承环阻止绕组端部（4）抵抗优选地径向应力沿轴向方向从所述叠片（3）伸出。在本发明专利技术中，所述约束系统（2）的保护所述绕组端部（4）免受应力的元件还包括轴向内端盖（6），所述端盖一方面构造为在运转期间用于完成的绕组端部（4）的支承装置并且另一方面构造为在绕所述叠片（3）的轴向边缘卷绕所述转子（R）的磁极绕组期间的引导并支承装置。所述轴向外支承环（7）与所述轴向内端盖（6）协作使得，所述支承环（7）能吸收作用在所述绕组端部（4）的所述端盖（6）上的离心力。
【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用于电动机的转子结构，所述电动机尤其是电动车辆驱动装置的同步马达，其中，所述转子包括转子轴、叠片、绕组以及具有支承元件的约束系统。
技术介绍
当同步马达的转子以高转速旋转时，在转子线圈内产生高的径向力，该径向力试图径向向外弯曲线圈端或绕组端部。转子的约束系统的主要任务是保护沿轴向方向从叠片伸出的绕组端部免受这种径向应力。US3991333描述了一种用于超导发电机转子的绕组的支承装置，其中提供了多个模块化的绕组段。每一绕组段均由支承元件分别支承以便降低运转期间绕组上的负载。绕组段和支承元件另外被固定于外管中。上述布置一方面需要复杂且昂贵的结构，另一方面绕组和支承元件必须以小公差来加工，从制造技术观点来看，这是有问题的。然而，因为这包括超导发电机转子而不包括能够以多种形式、大量地使用的发电机或电动机，所述发电机或电动机例如用于电动性，必要的花费则不太重要。从US-2008/0272671A1已知用于发电机转子的绕组的另一支承装置，其中约束系统的支承元件被构造为支承环，所述支承环保护沿轴向方向从叠片伸出的绕组端部并能够被安装于转子轴上位于前侧。这里转子还设置有附加转子罐，该转子罐延伸超出转子的前侦U、接纳两个支承环且防止所述支承环的径向运动。然而，由于使用了附加的金属管状罐，该转子具有与高制造技术要求有关的更加复杂和且更沉重的结构。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改进的转子设计，借助该转子设计，可减少或消除现有技术的前述缺点，即借助该转子设计，一方面使转子设计更简单，更加紧凑、更刚性且更廉价，另一方面与现有技术相比更好地吸收发生的所有应力(静态的和动态的)，并且能解除转子部件的相互间不利影响。此外，电动机应该能设计用于高转速。该明确阐述的目标由权利要求1的特征来解决。根据本专利技术的解决方案的有利的更多的改进在从属权利要求中给出。本专利技术涉及一种电动机的转子，所述电动机尤其是电动车辆驱动装置的同步马达，该转子包括转子轴、叠片、绕组和约束系统。约束系统具有支承元件，该支承元件包括两个支承环，这两个支承环保护沿轴向方向从叠片伸出的绕组端部免受应力。本专利技术的实质在于，约束系统的保护绕组端部免受应力的元件还包括轴向内端盖，该内端盖根据本专利技术不仅能够被用作完成的绕组端部的支承装置，而且被用作用于将转子的极绕组绕叠片的轴向边缘卷绕的引导和支承装置。另一方面。轴向外支承环与轴向内端盖协作使得，支承环能够吸收绕组端部作用于端盖上的离心力并同时还能够补偿不平衡，该不平衡主要在高离心力(高转速)下具有不利影响。这里专利技术人由如下本构想来指导，即在电动机绕组中，不平衡可能在绕组端部的区域内形成并因此尤其是在该区域补偿这些不平衡是合乎逻辑的。提出的转子结构完全解决该明确阐述的目的，由此尽管存在高离心力(甚至在n=12000rpm时)，仍然能够获得更简单、更紧凑、更刚性且更廉价的转子设计并还获得更好且更简单的绕组以及更稳定的绕组端部及卓越的运转平稳度。这导致优于现有技术的结构。根据本专利技术的具体型式，转子以及约束系统的端盖和外支承环借助夹紧螺钉通过预定预紧力连接以形成紧凑的转子组合件。该转子组合件的预紧力能具有大约每夹紧件4500-4900N (优选地 4700N)的值。在该情况下，还假定，在转子的组装状态下，端盖以预定轴向游隙布置在约束系统的外支承环中的至少一个中，使得如必要的话，所述端盖能沿轴向方向自由地膨胀或收缩并且因此热应力从所述转子概念解除或在该第一位置处根本不会出现该热应力。为了满足转子组合件的夹紧螺钉的强度限制并且为了改善转子的相邻磁极绕组的电绝缘，根据本专利技术的另一改进，具体地通过用例如环氧树脂灌封或通过插入相应构造的塑性体，在所述绕组之间的空腔中设置磁极分离层。借助合适地选择灌封材料或塑料，能改进从绕组的芯部到外围的热连接。通过改进的除热，能降低用于转子组合件的总体上的成本，这是因为对所使用的材料的热承载能力的要求降低并且因此可避免更优质的材料。根据本专利技术的另一特征，用于每个绕组端部的约束系统的每个端盖均能构造成单件。在该情况下，不是采用与多个端盖以单件形成的闭合单件环状支承件，而是使用单独的端盖，这些端盖彼此独立地放置在绕组端部上位于前侧或固定在叠片上，优选地仅粘贴在极靴的相应的轴向腹板的区域中。结果，能提供便宜但执行两个重要功能的端盖。于是所述端盖仅具体地克服离心力而由支承环支承并固定。借助该措施，能通过相对简单的工具预先制造相同类型的多个部件(端盖)，这些部件仅组装在转子上。因此工具成本且由此制造成本低于每转子组合件的前侧具有单件端盖的情况。优选地约束系统的外支承环中的至少一个设置有至少一个预定配重，例如材料的堆积物，用于转子组合件的动态平衡。根据另一改进，任何支承环和任何支承件(具体地支承足)均能由刚性材料形成，具体地由钢制成。在各种可能实施方式中，根据本专利技术的约束系统的支承环或支承足能直接或间接地支承在转子的叠片上。约束系统的端盖能由轻金属制成，所述轻金属具体地为铝(具体地铝镁合金)，或可选地由相应塑料制成。本专利技术的一个示例性实施方式设置成，根据本专利技术的约束系统的支承环例如借助轴向支承足被支承在叠片上或端盖的非常接近叠片的位置处。位于前侧上的两个支承环借助设置在磁极间隙中的夹紧螺钉经由叠片相互预张紧。支承环因此独立于端盖或相对于端盖布置，并且连接至叠片以形成刚性结构(转子组合件)。根据本专利技术的约束系统能因此执行下列功能所述约束系统在运转中吸收线圈端(绕组端部)的径向力并且因此被可靠地支承于叠片上；端盖在卷绕期间支承线圈，S卩，端盖另外用作用于沿着叠片的前侧或磁极杆部卷绕的引导件；支承环可选地用作配重载体以便允许整个转子的高平衡质量。所述约束系统用作各种部件的热解耦，S卩，由于根据本专利技术的构造，特定功能的材料(例如由塑料或铝制成的端盖)能被使用而不会导致由热膨胀引起的不受控制的不平衡。此外，本专利技术能被设计成使得用于轴向张紧的夹紧螺钉构造成为中空的，以允许冷却介质(空气)通过。通过设计空心螺钉以使得在其两端均具有相反地作用的风翼或导叶，能进一步改进该结构，以用于与速度相关地改进冷却以及使得空气通过磁极间隙。可选地，支承环的支承足能构造为风扇叶片，以进一步促进借助空气输送的冷却作用。夹紧螺钉优选地均在塑性体中被引导，该塑性体插入相应的一个磁极间隙中并且使绕组彼此电力分离。用于保持夹紧螺钉的塑性体应该尽可能好地导热，而不导电。这导致降低重量和改进的热连接，这允许进一步改进的冷却，这是因为出现较小热流阻，但是转子仍保持紧凑。由于高转速，大的径向力作用在线圈上，该线圈经由端盖被传递到支承环，根据本专利技术并且由于其闭合的环形几何尺寸，该支承环能容易地吸收该应力。支承环能另外设置有平衡环或平衡元件使得支承环还用作转子的动态平衡的基础。优选地以结构简化方式并且根据本专利技术，平衡的功能由此直接整合在支承环中，这是因为平衡质量由此刚性连接至转子构造并且不需要经由附加路径(即，具有附加界面的附加部件)被传递。用于完成的转子的精细平衡的配重能因此安装在支承环的支承足上和/或支承环本身上或附加的平衡环上，这是具有协同效应的本专利技术的附加优点。另选地，能提供材料的局部堆积，这使得通过例如借助开孔、磨削或铣削来局部移除材本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.14 EP 10169565.8;2010.07.15 US 61/364,4391.一种电动机的转子(R)，所述电动机具体地为电动车辆驱动装置的同步马达，所述转子(R)包括转子轴、叠片(3)、绕组以及具有支承元件的约束系统(2)，其中所述约束系统的所述支承元件包括支承环(7)，所述支承环保护沿轴向方向从所述叠片伸出的绕组端部(4)免受应力，优选的是免受径向应力，所述转子的特征在于所述约束系统(2)的保护所述绕组端部(4)免受应力的元件还包括轴向内端盖(6 )，所述端盖一方面在所述转子(R)的磁极绕组绕所述叠片(3)的轴向边缘卷绕期间构造为引导和支承几何结构并且另一方面在运转期间构造为用于完成的绕组端部(4 )的支承装置；轴向外支承环(7 )与轴向内端盖(6 )以如下方式协作，即所述支承环(7)构造或设置成吸收所述绕组端部(4)作用在所述端盖(6)上的离心力；并且所述约束系统用来平衡所述转子系统，以在高转速下获得高运转精度。2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述转子(R)以及所述约束系统(2)的所述端盖(6)和所述外支承环(7)借助夹紧螺钉以预定预紧力连接，从而形成紧凑的转子组合件(I);其中，在所述转子(R)的组装状态下，所述端盖(6)以预定轴向游隙(14)布置在所述约束系统(2)的外支承环(7)中的至少一个外支承环上。3.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，所述约束系统(2)的外支承环(7)设置有轴向支承件(12)，所述轴向支承件在安装状态下被支承于所述叠片(5)或所述端盖上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的转子，其特征在于，所述约束系统(2)的用于每个绕组端部(4)的每个端盖(6)均构造为单件并且在其安装位置中优选地被紧固或对准在所述叠片(3)上。5.根据权利要求1至4中任一项所述的转子，其特征在于，所述约束系统(2)的所述端盖(6 )由轻金属制成，具体地由铝制成，优选地由Al-Mg合金制成。6.根据权利要求2至5中任一项所述的转子，其特征在于，所述转子组合件(I)的连接元件的预紧力的值为大约4500N至4900N，优选的是4700N。7.根据权利要求2至6中任一项所述的转子，其特征在于，优选的为夹紧螺钉(10)的所述连接元件构造成中空的，以使空气通过。8.根据权利要求7所述的转子，其特征在于，优选的为夹紧螺钉(10)的所述连接元件在其端部处具有空气导叶，用于改善冷却空气通过量。9.根据权利要求2至8中任一项所述的转子，其特征在于，所述端盖的所述支承件(12)具有用于改善空气引导的空气导叶。10.根据权利要求2至9中任一项所述的转子，其特征在于，优选的为夹紧螺钉(10)的所述连接元件布置在磁极中间空间中。11.根据权利要求2至10中任一项所述的转子，其特征在于，优选的为夹紧螺钉(10)的所述连接元件被引导在塑料楔中并且因此与所述绕组分开。12.根据权利要求11所述的转子，其特征在于，所述塑料楔包括导热但电绝缘的材料。13.一种转子，该转子如根据前述权利要求中任一项从附图和附图说明推断出的。14.一种电动机转子,该电动机转子包括 转子轴，所述轴具有轴线； 叠片，所述叠片设置在所述转子轴上，所述叠片具有轴向端；所述叠片中的多个绕组，所述绕组具有沿轴向方向从所述叠片伸出的相应端部； 约束组件，所述约束组件构造成保护所述绕组的所述相应端部免受应力； 所述约束组件包括位于所述叠片的所述端部上的轴向内端盖，所述轴向内端盖用作用于所述绕组中的相...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·霍泽内尔，
申请(专利权)人：布鲁萨电子公司，
类型：
国别省市：
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