具有永磁激励的转子，具有转子的电机和转子制造方法技术

本发明专利技术涉及一种具有永磁激励的转子（10），为了永磁激励，该转子具有多个永磁体（14），该永磁体围绕转子（10）的轴（12）在圆周方向（26）上布置，其中，为了引导永磁体（14）的磁通量而设有磁通量引导装置。永磁体（14）借助于粘合连接部（20）固定在轴（12）本身上。磁通量引导装置包括多个软磁的磁通量引导元件（16），该磁通量引导元件分别在其中两个永磁体（14）之间粘合在该永磁体上。

【技术实现步骤摘要】
具有永磁激励的转子，具有转子的电机和转子制造方法
本专利技术涉及一种转子，在这种转子中，为了永磁激励，多个永磁体围绕转子的轴在圆周方向上布置。为了引导永磁体的磁通量，在转子中设有磁通量引导装置。本专利技术还涉及一种具有这种转子的电机以及一种用于制造具有永磁激励的转子的方法。根据本专利技术的转子和相应根据本专利技术的电机特别适合为电动车提供电力驱动。
技术介绍
在上述种类的转子中可以设计为，将由叠片构成的软磁的基体设计为磁通量引导装置。然后将这些叠片堆放成叠片铁心，其中，在各个叠片之间设置用于避免涡流的电绝缘层。在各个叠片中，在其中心位置冲压出孔洞，从而使叠片铁心在制造完成后具有通孔，通过该通孔插入转子的轴。因此，叠片铁心就可以通过压配合与轴相连接。另外，在叠片中还在其外部边缘上冲压了空隙，从而在完成的叠片铁心中在圆周方向上形成凹槽，可以将用于转子的永磁激励的永磁体嵌入该凹槽。在此处和下文中，圆周方向是指常见的名称，也就是说，相对于转子的旋转轴线，圆周方向的方向矢量位于垂直于转子的旋转轴线的平面中，并且在该平面中对准围绕旋转轴线的圆周的切线方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种坚固而又易于制造且成本低廉的电机。该目的通过根据权利要求1所述的转子、根据权利要求14所述的电机和根据权利要求15所述的方法来实现。本专利技术的有利改进方案由从属权利要求给出。根据本专利技术的转子，如同
技术介绍
中已经描述的转子那样，具有多个围绕转子的轴在圆周方向上布置的永磁体。在此，永磁体现在固定在轴本身上，也就是说，不将其安置在软磁的叠片铁心的凹槽中。在此，通过粘合连接将该永磁体保持在轴上。为了引导永磁体的磁通量，同样设计了与
技术介绍
中相同的磁通量引导装置。但是，在根据本专利技术的转子中，这种磁通量引导装置包括多个单独的、软磁的磁通量引导元件，例如分别构成转子的区段的各个叠片铁心。各个磁通量引导元件分别在其中两个永磁体之间固定在这些永磁体上。这种固定也是以粘合连接的方式实现的。根据本专利技术的转子具有这样的优点，即，通过首先将永磁体粘合在转子的轴上，然后将磁通量引导元件布置在永磁体之间的间隙中并且随后再与永磁体粘合，使得该转子非常容易地安装在轴周围。在根据本专利技术的转子的基础上，分别还能够以特别低廉的成本提供一种永磁激励的电机。根据本专利技术的转子特别适合于制造同步电机、伺服电机和步进电机。轴这一概念在本专利技术的上下文中指的是转子的整个内部区域，该转子不以显著的方式构成用于产生驱动转子的转矩或（在使用发电机的情况下）用于产生电压的磁致激活部件。换言之，轴是转子的只具有支承功能并且用于机械传输转矩的部件。与此相反，磁致激活部件由永磁体和磁通量引导元件构成。轴可以是由例如钢制成的杆，或者也可以是空心圆柱体（空心轴）。为了增加转子在永磁体的范围中的外周长，轴还可以包括例如轮辐和由轮辐支撑的圆环，永磁体固定在该圆环上。如果使用楔形元件作为磁通量引导元件，即使用具有扇形部分的区段作为基面，其沿着转子的旋转轴线延伸，就得出转子的一个特别优选的实施方式。于是，转子的这种实施方式总体上具有这样的横截面，即在这个横截面中，永磁体以星形方式布置在轴上，并且楔形的磁通量引导元件固定在永磁体之间。在此，所描述的这个横截面设计为垂直于旋转轴线。这样得出的转子非常坚固而且还特别容易制造。在永磁体本身方面，这可以是例如稀土磁铁。优选地，永磁体是铁氧体磁铁，该铁氧体磁铁与最先提到的磁铁相比更价廉。然而，铁氧体磁铁的磁场强度也明显较小。但是，这在根据本专利技术的转子中不是问题：在此，铁氧体磁铁的磁场可以集中，直到在电机的转子与定子之间的气隙中能够产生具有用于永磁激励的电机的常用的场强的磁场。为此，永磁体的磁化装置必须仅朝向圆周方向，也就是说，不径向地远离轴，而是切向地朝向轴的圆周。位于永磁体之间的磁通量引导元件则负责使磁力线在径向方向上向外偏转并径向地在其外圆周上从转子中离开。此外，通过所述的偏转进行汇流，从而使气隙中聚集的铁氧体磁铁的磁场强于铁氧体磁铁本身表面上的磁场。当然，在此还可以使用稀土磁铁，从而可以产生更强的磁场。如果两个相邻的永磁体的磁化彼此方向相对，就能够达到更大的磁通量集中度。在磁通量元件和永磁体之间的粘合层的厚度优选地分别在0.05mm至0.25mm的范围中。因此，在永磁体和磁通量引导元件之间以这种方式产生较小的磁阻，即通过应用粘合连接仅仅微不足道地减弱了磁场。在电机中，还额外力求在转子与定子之间的气隙中产生其场强在圆周方向上围绕转子呈正弦形的磁场。这可以在根据本专利技术的转子中通过对磁通量引导元件的外表面，即每个磁通量引导元件（相对于轴）在径向方向上向外直到转子外部限定磁通量引导元件的边界的表面，进行完全确定的设计而实现。这个表面优选地在转子的圆周方向上具有带有弯曲部半径的弯曲部，该弯曲部半径小于包络圆的包络圆半径，该包络圆描述了转子在圆周方向上的最大外周长。为了说明这两个半径，需参阅下文中对附图的描述。此处还要说明的是，弯曲部半径特别是在包络圆半径的百分之五十和百分之一百之间的范围中。为了使转子尽可能稳定地在磁性旋转场中运转，在此，磁通量引导元件的分别在径向方向上位于最外侧的点与转子的旋转轴线之间应保持一段间距，该间距与包络圆的半径相符，也就是说，所有磁通量引导元件的所有外侧的点应位于同一个包络圆上。为了保证这一点并且同时又简化安装，根据本专利技术的转子的一种实施方式设计为，使磁通量引导元件径向地覆盖永磁体（该磁通量引导元件布置在该永磁体之间），也就是说，位于永磁体的边缘上。另外，在由此得出的覆盖区域中不设粘合层，从而使磁通量引导元件与永磁体接触。于是，形成一种特定的接触，而且由于该区域中的粘合连接层的层厚度是可变的，因此在转子的制造过程中只允许非常小的公差。换言之，优选地不设粘合层。从制造工艺来看，这无法始终避免，例如当胶粘剂残留物的厚度可以忽略不计时。然而决定性的是接触区域中的特定的缝隙尺寸。所以例如也可以设置粘合层，例如可以借助于胶粘剂中的间隔物体（间隔垫片）将该粘合层的厚度调节至例如0.1mm正/负0.025mm。为了在相对于包络圆对准磁通量引导元件时进一步减小制造公差，永磁体在轴上的粘合连接部优选地具有分别小于0.5mm的厚度，并且该厚度的公差范围优选地小于0.06mm。例如可以借助于所描述的间隔物体来保证粘合层厚度的公差。从技术上看，得出的较小的公差范围对于使粘合在永磁体上的磁通量引导元件非常准确地相对于包络圆对准来说是决定性的，即特定的缝隙宽度，而不是绝对的厚度。转子可以一个根据有利的改进方案在至少一个端面上具有配备了压板的端圆盘，该端圆盘包围轴，即该端圆盘例如插在轴上。然后，端圆盘通过压板分别力传递地保持在永磁体上，为此，通过压板将夹紧作用施加到永磁体上。可替换地，端圆盘例如还可以粘合在由永磁体和磁通量引导元件组成的叠片的端面上。端圆盘可以以有利的方式用于将平衡质量固定在转子上。在根据本专利技术的转子的一种实施方式中通过布置在磁通量引导元件的位于径向外部的表面上的轮箍提供了另一种可能性，即抵御离心力而使得转子的磁致激活部件、也就是说由永磁体和磁通量引导元件组成的组稳定。这种轮箍例如可以是树脂浸渍的玻璃纤维布或玻璃纤维织物。这些轮箍在变硬之后形成封装磁致激活部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有永磁激励的转子（10），为了永磁激励，所述转子具有多个永磁体（14），所述永磁体围绕所述转子（10）的轴（12）在圆周方向（26）上布置，其中，为了引导所述永磁体（14）的磁通量而设有磁通量引导装置，其特征在于，所述永磁体（14）借助于粘合连接部（20）固定在所述轴（12）本身上，并且所述磁通量引导装置包括多个软磁的磁通量引导元件（16），所述磁通量引导元件分别在其中两个所述永磁体（14）之间粘合在所述永磁体上。

【技术特征摘要】
2012.03.16 EP 12159917.91.一种具有永磁激励的转子(10)，为了永磁激励，所述转子具有多个永磁体(14)，所述永磁体围绕所述转子(10)的轴(12)在圆周方向(26)上布置，其中，为了引导所述永磁体(14)的磁通量而设有磁通量引导装置，其特征在于，所述永磁体(14)借助于粘合连接部(20)固定在所述轴(12)本身上，并且所述磁通量引导装置包括多个软磁的磁通量引导元件(16)，所述磁通量引导元件分别在其中两个所述永磁体(14)之间粘合在所述永磁体上，其中，所述磁通量引导元件(16)仅仅间接地通过所述永磁体(14)保持在所述轴(12)上，并且所述永磁体(14)通过所述磁通量引导元件(16)加载了径向向内朝向所述轴(12)起作用的压紧力，并且其中，所述转子(10)具有轮箍(72)，借助于所述轮箍来产生所述压紧力，该轮箍布置在所述磁通量引导元件(16)的位于径向外部的表面(30，32)上，其中，至少一个所述磁通量引导元件(16)径向地覆盖至少一个所述永磁体(14)，并且在覆盖区域(42)中与所述永磁体(14)接触，并且在所述覆盖区域中没有设置粘合层。2.根据权利要求1所述的转子(10)，其中，所述转子(10)具有垂直于其旋转轴线(18)的横截面，在所述横截面中，所述永磁体(14)以星形方式布置在所述轴(12)上，并且所述磁通量引导元件(16)以楔形方式布置在所述永磁体(14)之间。3.根据权利要求1或2所述的转子(10)，其中，在至少其中一个所述永磁体(14)中，磁化(24)相对于所述转子(10)的旋转轴线(18)指向所述圆周方向(26)。4.根据权利要求3所述的转子(10)，其中，在所有所述永磁体(14)中，磁化(24)相对于所述转子(10)的所述旋转轴线(18)指向所述圆周方向(26)。5.根据权利要求1或2所述的转子(10)，其中，在所述磁通量引导元件(16)与所述永磁体(14)之间的粘合层(22)在所述圆周方向(26)上分别具有从0.05mm至0.25mm的厚度(40)。6.根据权利要求4所述的转子(10)，其中，在所述磁通量引导元件(16)与所述永磁体(14)之间的粘合层(22)在所述圆周方向(26)上分别具有从0.05mm至0.25mm的厚度(40)。7.根据权利要求1或2所述的转子(10)，其中，至少其中一个所述磁通量引导元件(16)具有在径向方向(28)上限定所述磁通量引导元件(16)的边界的表面(30，32)，所述表面在所述圆周方向(26)上具有弯曲部，所述弯曲部具有弯曲部半径(52)，所述弯曲部半径小于包络圆(46)的包络圆半径(48)，所述包络圆描述了所述转子(10)在所述圆周方向(26)上的最大外周长，其中，所述弯曲部半径(52)在所述包络圆半径(48)的百分之五十和百分之一百之间的范围中。8.根据权利要求6所述的转子(10)，其中，至少其中一个所述磁通量引导元件(16)具有在径向方向(28)上限定所述磁通量引导元件(16)的边界的表面(30，32)，所述表面在所述圆周方向(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·马德，罗尔夫·福尔默，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：