CN103795210A

CN103795210A - 永磁激励同步电机

Info

Publication number: CN103795210A
Application number: CN201310507659.1A
Authority: CN
Inventors: 米夏埃尔·菲克
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2014-05-14
Also published as: EP2725687A1

Abstract

本发明涉及一种永磁激励同步电机（1），具有：定子（2），其具有布置在凹槽（13）中的绕组系统（12）；转子（3），其通过气隙（15）与定子（2）隔开；其中转子（3）具有绕旋转轴（A）预定的旋转方向（R），其中沿着旋转方向（R）布置有彼此间隔的极靴（4），其中在极靴（4）之间分别设置具有相对于旋转轴（A）切向的磁化方向（8）的第一永磁体（5），其中相邻的第一永磁体（5）的间距相应于极距τ_P，其中布置在极靴（4）之间的相邻的第一永磁体（5）的切向的磁化方向（8）相反，其中附加的第二永磁体（6）径向地安置在极靴（4）上，其具有相对于旋转轴（A）径向的磁化方向（9），其中转子（4）被导磁的遮盖件环绕。

Description

永磁激励同步电机

技术领域

本发明涉及一种永磁激励同步电机，其具有定子和转子，该定子具有布置在凹槽中的绕组系统，该转子通过气隙与定子间隔开并且具有永磁体。

背景技术

由DE10133654A1已知了一种具有定子和转子的电学的永磁的同步电机，其中定子具有中等线圈宽度的三相绕组，并且转子配有永磁体，其中转子具有极距宽度为τ_P的极对数2p，并且得出τ_SP与τ_P之间的标度比大于2.5。由此为布置永磁体而选择通量集中装置（Flusskonzentrationsanordnung）。

由EP0126997A1已知了一种具有转子的电驱动装置，其永磁体布置在收集装置中。

发明内容

由此出发，本发明的目的在于，实现一种永磁激励同步电机，其中与所述现有技术设计的装置相比实现了对气隙电感的进一步改善。

通过永磁激励同步电机成功实现所提出的目的，其具有：

-定子，其具有布置在凹槽中的绕组系统，

-转子，其通过气隙与定子间隔开，

其中转子具有绕旋转轴预定的旋转方向，

其中沿着旋转方向布置有彼此间隔开的极靴，

其中在极靴之间分别设置具有相对于旋转轴切向的磁化方向的第一永磁体，

其中相邻的第一永磁体的间距相应于极距τ_P，

其中布置在极靴之间的相邻的第一永磁体的切向的磁化方向是相反的，

其中附加的第二永磁体径向地安置在极靴上，该第二永磁体具有相对于旋转轴径向的磁化方向，

其中转子由导磁的遮盖件环绕。

通过由具有相对于旋转轴切向的磁化方向或磁通方向的第一永磁体和具有相对于旋转轴径向的磁化方向的第二永磁体所构成的根据本发明的组合和装置能够在相同的磁感应下达到具有外转子的电动发电机的更大的有效直径。由此在永磁激励同步电机的现有的结构空间中实现最大的通量集中。

为了在使用第一永磁体的情况下动用标准化的尺寸，将两个相邻的极靴之间的间隙优选地设计为方形的、也就是在横截面上观察是矩形的，以使得方形的永磁体可以在该处有利地用作第一永磁体。

为了在转子的板叠内部实现确定的接触点并且由此简化安装，极靴特别朝向电动发电机的气隙地具有径向的支承面，该支承面在整个系统（极靴、第一永磁体、第二永磁体、导磁的遮盖件）机械地自张紧时有助于机械地自张紧转子的这些单个元件。由此避免在极靴和永磁体之间的空隙，该空隙影响整个装置的导磁性。

有利地将软磁性的管用作导磁的遮盖件，该软磁管确保第一和第二永磁体的磁性回路。

为了可以将两个极靴之间的空间构造成方形的，在旋转的电动发电机中，极靴与此相应地设计为具有梯形的基本结构。

为了通过叠片式极靴控制定子的、由绕组系统生成的磁通量，特别有利的是几何地确定尺寸，其考虑了第一永磁体的磁铁厚度B和第二永磁体的厚度b。因此

的关系是特别有利的。

附图说明

本发明以及本发明的其他有利的设计方案可以由原理性示出的实施方式获知。在此示出：

图1是外转子电机的转子的透视图，

图2是转子的局部横截面，

图3是另一个局部横截面，其示出了磁化方向，

图4是转子和定子的局部横截面。

具体实施方式

图1示出设计为外转子电机的永磁激励同步电机1的转子3。在此，转子3设计为24极的，并且示出了旋转轴A，转子在运行时绕该旋转轴旋转。因此在周向上、也就是在沿转子的旋转方向R上观察，转子3由极靴4构成，在旋转轴的方向上、也就是轴向地观察，这些极靴设计成叠片式的。也如图2至图4所示，第一永磁体5定位在极靴4之间，该第一永磁体在永磁激励同步电机1的气隙15的方向上通过极靴4的支承面14进行定位和固定。第二永磁体6径向地向外连接在极靴4上，该第二永磁体具有径向的磁化。第一永磁体的间距τ_P形成极距关系。径向地观察，第一永磁体5的宽度B优选地保持不变，以便能够使用经济上有利地制造出的方形的第一永磁体5。

为了通过叠片式极靴4控制由绕组系统、例如由锯齿状线圈12生成的定子2的磁通量，特别有利的是几何地确定尺寸，其考虑了第一永磁体的磁铁厚度B以及第二永磁体的厚度b。因此关系

是特别有利的。

在旋转的电机中在经济上有利地制造出的方形的第一永磁体5显然包括的是，极靴4因此在其基本形状方面设计成梯形的。也就是说在外转子中极靴4的宽度径向地增大。极靴4的朝向气隙15的表面16以及向外指向的表面17有利地设计成弯曲的。由此这些表面16，17与永磁激励同步电机1的直径或气隙15相匹配。这使得气隙区域均匀化。在另一个、更加价格低廉的形式中，将极靴4的至少一个表面16，17设计成平坦的。因此简化了冲压工具，并且尤其当将表面17设计成平坦的时，在第二永磁体6中更易于使用方形的永磁体。

第二永磁体6径向地连接在极靴4上，该第二永磁体具有径向的磁化方向9。环绕整个装置优选地布置软磁管7，该软磁管束紧第二永磁体6以及整个转子3。这有助于机械地自张紧，并且构成了根据本发明布置在转子3中的第一和第二永磁体5，6的磁性回路。

此外在上述更加价格低廉的变型中，有利地与第二永磁体6的结构相应地将管7的内表面设计成多边形的。

图3以对图2补充的形式示出磁极10的实例以及永磁体5，6的磁化方向8，9。

图4在局部横截面中示出了至此说明的转子3以及此时示例性地说明的具有定子齿11的定子2，和由此构成的凹槽13，在该凹槽中布置有绕组系统，该绕组系统在这种具体情况下由锯齿状线圈12构造而成。在此，这些锯齿状线圈12分别包围一个定子齿11。通过转子3和进而的永磁激励同步电机1的根据本发明的构造，此时实现了在气隙15中的永磁体5，6的改进的通量集中（Flusskonzentration）。

在这种装置中优选地还可以将价格低廉的铁氧体磁铁用作永磁体5，6，这是因为通过收集装置和通量集中来实现在永磁激励同步电机1的气隙15中所需的气隙电感。

当然可以将根据本发明的想法毫无疑问地转用于旋转的内转子电机或直线电机。

这种同步电机1适于作为作业机械的直接驱动装置或是作为通过传动装置驱动作业机械的驱动装置的所有应用。

生产用机床的辊子适于作为作业机械，例如其使用在造纸工业或钢材加工中的那样。

同样，这种同步电机1还可以用作例如可应用在风能发电中的直接驱动的发电机。同样，这种同步电机还可以用作车辆技术中的驱动装置，特别用作轮毂电机。

Claims

1.一种永磁激励同步电机（1），具有：

-定子（2），所述定子具有布置在凹槽（13）中的绕组系统（12），

-转子（3），所述转子通过气隙（15）与所述定子（2）间隔开，

其中，所述转子（3）具有绕旋转轴（A）预定的旋转方向（R），

其中，沿着所述旋转方向（R）布置有彼此间隔开的极靴（4），

其中，在所述极靴（4）之间分别设置有具有相对于所述旋转轴（A）切向的磁化方向（8）的第一永磁体（5），

其中，相邻的所述第一永磁体（5）的间距相应于极距τ_P，

其中，布置在所述极靴（4）之间的相邻的所述第一永磁体（5）的切向的所述磁化方向（8）是相反的，

其中，附加的第二永磁体（6）径向地安置在所述极靴（4）上，所述第二永磁体具有相对于所述旋转轴（A）径向的磁化方向（9），

其中，所述转子（3）由导磁的遮盖件环绕。

2.根据权利要求1所述的永磁激励同步电机（1），其特征在于，所述极靴（4）设计为梯形的，以使得在所述极靴（4）之间出现几乎呈矩形的间隙。

3.根据前述权利要求中任一项所述的永磁激励同步电机（1），其特征在于，所述极靴（4）至少具有用于对所述第一永磁体（5）进行安置和自张紧的径向支承面。

4.根据前述权利要求中任一项所述的永磁激励同步电机（1），其特征在于，所述导磁的遮盖件是软磁管（7）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的永磁激励同步电机（1），其特征在于，根据以下关系选择所述第一永磁体（5）的宽度（B）和所述第二永磁体（6）的宽度（b）：

6.根据前述权利要求中任一项所述的永磁激励同步电机（1），其特征在于，所述转子（3）设计为外转子。

7.根据前述权利要求中任一项所述的永磁激励同步电机（1），其特征在于，至少所述第一永磁体（5）是铁氧体磁铁。