CN103384954B - 磁阻马达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁阻机械的转子，该转子包括叠片，其中，叠片具有磁通屏障，该磁通屏障形成偶数的凸磁极且限定转子的q轴，其中在转子中设置有永磁体，其中在转子的d轴中设置有凹槽，将永磁体布置在该凹槽中。

Description

磁阻马达

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的同步机械(Synchronmaschine)尤其磁阻机械(Reluktanzmaschine)的转子。

背景技术

文献WO 2009/063350 A2显示了一种磁阻马达(Reluktanzmotor)的转子，在其中，由在转子叠片(Rotorblechpaket)中的磁通屏障(Flusssperre)来构造凸(ausgeprägt)磁极。永磁体嵌入到该磁通屏障中。永磁体的这样的布置仅以受限的方式通过增强在q轴的方向上的场来影响转子中的磁场。这尤其引起机器的功率因数的提高，由此仅不显著地影响功率密度。

在文献DE 10 2008 057 391 A1中提出了一种同步机械，在其中，转子具有产生磁阻转矩的凸磁极。附加地，此处设置有永磁体，其通过其在转子中的布置引起磁通量的移位，使得磁阻转矩与磁转矩的叠加导致合成的转矩的最大的幅度。然而这样的布置具有这样的缺点，即没有对称地建造转子，因此仅可在一个转动方向上应用所获得的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同步机械尤其磁阻机械的转子，该转子克服上述缺点和实现转子的磁性能的增强，且因此在保持对称性的情况下实现功率密度的明显的提高。

该目的的解决方案设置成在转子的d轴处设置有凹槽，将永磁体布置在该凹槽中。这样便具有以下优点，即在d轴的区域中通过永磁体来增强磁场。通过布置永磁体将明显提高机器的功率密度且维持转子的对称性，从而转子可在两个方向上转动且相应实现永磁体的根据本发明的布置的优点。

此外，该解决方案提供这样的优点，即可在没有损失马达的效率的情况下增大在磁阻机械中为了获得高的效率和高的功率密度而需要的在定子叠组与转子叠组之间的最小的径向的气隙。因此在生产叠片时对公差提出的要求更小且马达还可使用在需要很大的径向的气隙的应用情况中(例如在密封式马达的情况下)。

在对本发明有利的一种实施方式中，永磁体通过桥接件尤其通过其宽度小于转子直径的十分之一的桥接件与气隙隔开。对将永磁体嵌入到转子中的重要要求是稳定的定位。永磁体在马达的运行中经受离心力，因此有利的是将磁体设置在转子的叠片中。但是这样的叠片导致磁场的衰减，所以将利用转子片对永磁体的覆盖降低到必要的最小。

在一种备选的实施方式中，将永磁体设置在可从气隙接近的凹槽中。对于该布置方案(在其中，磁场没有由叠片覆盖)，应注意的是磁体通过其形状或者通过合适的粘合材料或箍绑件(Bandage)保持在转子上。取决于应用情况，这种变型方案主要可用于缓慢转动的马达(其产生很大的转矩)。

在另一设计方案中，永磁体是方形的，因此可显著降低同步机械的制造成本。通过使用标准件可以模块的方式以不同的大小来实现转子磁体，由此来显著降低材料成本。

备选地，可制造在轴向方向上轮廓对称的永磁体。虽然这样的永磁体在制造方面比上面所描述的方形的永磁体更贵，然而为了使用在转子的表面处，使用通过形状配合而保持在转子表面处的凹槽中的永磁体是有利的。

在根据本发明的转子中存在这样的可能性，即在转子的q轴处设置有附加的永磁体。因此还可在需要时进一步影响转子的磁场。

根据本发明的转子有利地使用在多极尤其两极、四极、六极、八极或十极的磁阻机械中，其中，对于每个极在d轴处设置有至少一个永磁体。因此针对不同的应用情况实现设计带有提高的功率密度的分别合适的磁阻机械。

设置在转子中的永磁体优先由稀土材料或铁氧体(Ferrit)制成。这样的永磁体由于其功率密度而对转子的磁性能产生有利的影响。

通过在转子中的永磁体来如此增强转子的磁场，即使得与在d轴处没有附加的永磁体的磁阻机械相比可实现在磁阻机械中增大在转子与定子之间的气隙。因此以根据本发明的方式装备有永磁体的转子特别适用于使用在封闭式马达(其尤其用于使封闭式马达泵运转)中。

从权利要求的组合中得出其它的有利的实施方式。

附图说明

在附图中示出且在下面将进一步描述本发明的实施例。在其中，

图1显示了磁阻马达的片截面，以及

图2a至图2d显示了永磁体在转子中的不同的定位。

具体实施方式

图1显示了用于已知结构型式的磁阻马达的转子的片截面。为了简化示图未描绘出定子。转子片1具有多个磁通屏障2，通过磁通屏障2的布置形成四极的转子，在其中，在带有磁通屏障2的区域中阻挡磁通量。在转动轴3的方向上堆叠带有所显示的片截面的多个转子片1，且由此该多个转子片形成转子。这种以简单的方式待制造的转子具有带有很高的磁导率的区域(d轴d)和带有很低的磁导率的区域(q轴q)。

图2a至图2d显示了图1的片截面的一部分，其中，根据本发明在d轴的区域中设置有永磁体。永磁体增强了d轴中的磁导率。在图2a至图2d中示出了永磁体的不同的位置，其给予转子特定的特性。在图2a中，永磁体4嵌入在两个铁制桥接件(Eisensteg)和磁通屏障2之间。永磁体4放置成尽可能靠近在电动机的转子与定子之间的气隙以便实现尽可能高的感应。为了保证在机械方面的稳定性，铁制桥接件保持处于永磁体4的侧边处。为了提供支撑以抵抗出现的离心力，将永磁体4埋放(vergraben)于片中。

在图2b中，永磁体5直接嵌入在磁通屏障之间，其中，铁制桥接件在空间上与永磁体5分开。这具有这样的效果，即与上面所描述的永磁体4相比可增加磁体体积。因此必须在其它的部位处引入用于机械的稳定性的桥接件。如在图2a中一样，为了提供支撑以抵抗出现的离心力，将永磁体5埋放于片中。

在图2c中，在转子外径处设置有永磁体6。因此与上面的示例相比可进一步提高感应。可从外部以简单的方式引入永磁体，这致使在制造转子时变得容易。可能需要箍绑件以便抵抗出现的离心力和支撑永磁体。

在图2d中，与在图2c中的永磁体6的位置相比，在转动轴3的方向上移动了永磁体7。因此，与上面所描述的布置方案相比，在该布置方案中的机械的稳定性最高。磁体体积可比在图2a至图2c中示出的永磁体4、5以及6的磁体体积更大。为了提供支撑以抵抗出现的离心力，永磁体7可埋放于片中。

为了还更有针对性地引导磁场，可组合所描述的磁体位置。

参考标号列表

1 转子片

2 磁通屏障

3 转动轴

4 永磁体

5 永磁体

6 永磁体

7 永磁体

d d轴

q q轴

Claims (10)

1.一种磁阻电机的转子，该转子包括叠片，其中所述叠片具有磁通屏障，该磁通屏障形成偶数的凸磁极且限定所述转子的q轴，其中，在所述转子中设置有永磁体，

其特征在于，在所述转子的d轴(d)中设置有凹槽，将所述永磁体(4,5,6,7)布置在该凹槽中，从而增强d轴中的磁导率，在所述转子的q轴(q)中设置有附加的永磁体(4,5,6,7)。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述永磁体(4,5,6,7)通过桥接件与气隙隔开。

3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述永磁体(4,5,6,7)设置在能从所述气隙接近的凹槽中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的转子，其特征在于，所述永磁体(4,5,6,7)是方形的。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的转子，其特征在于，所述永磁体(4,5,6,7)在轴向方向上轮廓对称。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的转子，其特征在于，以多极的方式来实施所述磁阻电机，其中，对于每个极在所述d轴(d)处设置至少一个永磁体。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的转子，其特征在于，所述永磁体(4,5,6,7)由稀土材料或者铁氧体制成。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的转子，其特征在于，所述磁阻电机为密封式马达的整体的组成部分。

9.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述桥接件宽度小于转子直径的十分之一。

10.根据权利要求6所述的转子，其特征在于，以两极、四极、六极、八极或十极的方式来实施所述磁阻电机。