CN104702004A - 电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有定子和转子（200）的电动机，其中该转子（200）具有带有多个（210）极靴（211、212）的转子芯（300），所述极靴在转子芯（300）中构造多个（231）用于容纳永磁体（240）的凹部（230），所述永磁体构造用于在各个配属的极靴（211、212）中构造转子（200）的相应的磁极，在该电动机中在所述转子芯（300）的至少一个端侧（201、202）上在所述多个（210）极靴（211、212）中的至少一个极靴的区域内布置至少一个轴向磁化的永磁体用于增强转子（200）的在所述至少一个极靴（211、212）中产生的磁极（260）。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种具有定子和转子的电动机，其中转子具有带有多个极靴的转子芯，所述极靴在转子芯中构造了多个用于容纳永磁体的凹部，所述凹部构造用于在各个配属的极靴中构造转子的相应的磁极。

背景技术

由现有技术公开了这种具有转子的电动机，该转子的转子芯具有多个例如至少近似轮辐状定向的凹部用于容纳永磁体。所述永磁体出于成本缘故由无稀土的材料制成并且分别产生切向定向的主磁通从而在转子芯的配属的极靴中形成磁极。

这种现有技术的缺点是，这种电动机由于无稀土的永磁体仅具有相对较低的扭矩密度并且由此不能用于在一个或多个可能的运行状态下需要相对较大的扭矩密度的应用中。在此虽然能够通过使用稀土的永磁体实现扭矩密度的增大，但是这成本相对较高并由此使得电动机变贵。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种新的具有转子的电动机，该电动机即使在用无稀土的永磁体实现时也具有相对较大的扭矩密度。

该问题通过一种具有定子和转子的电动机得到解决，其中该转子具有带有多个极靴的转子芯，所述极靴在转子芯中构造多个用于容纳永磁体的凹部，所述永磁体构造用于在各个配属的极靴中构造转子的相应的磁极。在转子芯的至少一个端侧上在多个极靴的至少一个极靴的区域内布置至少一个轴向磁化的永磁体，用于增强转子的在至少一个极靴中产生的磁极。

因此，本发明能够提供一种具有转子的电动机，该转子的磁极能够以简单的方式方法通过使用轴向磁化的永磁体来得到增强。由此能够有利地省去使用用于提高电动机扭矩密度的稀土的永磁体，从而能够成本低廉地进行制造。此外，所述转子能够以比较紧凑的结构进行构造并且由此也能够用在具有较小轴向尺寸的电动机中。

多个用于容纳永磁体的凹部优选至少近似轮辐状地布置在转子芯上。

由此能够在具有布置成轮辐状的转子磁体的转子中以简单的方式方法实现磁极的增强。

所述用于在转子芯的各个配属的极靴中构造相应的磁极的永磁体优选构造用于分别产生主磁通，该主磁通至少近似垂直于由至少一个轴向磁化的永磁体产生的主磁通进行定向。

由此能够通过将额外的磁通、也就是轴向磁化的永磁体的主磁通导入到转子芯的极靴中来实现极靴中磁通的增强并且由此增强在其中产生的磁极。

所述用于在转子芯的各个配属的极靴中形成相应磁极的永磁体优选构造用于，在各个配属的极靴中分别产生相对于转子芯切向定向的磁通。

由此能够以简单的方式方法将来自不同方向的磁通导入到各个配属的极靴中。

所述构造用于在各个配属的极靴中分别产生切向定向的磁通的永磁体优选由无稀土的材料制成。

由此能够提供便宜的永磁体用于产生切向定向的磁通。

在至少一个端侧上优选布置多个轴向磁化的永磁体，该永磁体形成了轴向磁化的多极的盘磁体。

由此能够以简单的方式方法提供多个轴向磁化的永磁体。

根据一种实施方式，所述盘磁体具有多个盘区段，其中多个轴向磁化的永磁体中的每个永磁体都形成一个盘区段。

由此能够提供多极的盘磁体，其中为了节省成本将预先给定的数量的盘区段构造成所谓的软磁的顺序极。

多个盘区段中的每个盘区段优选由多个轴向磁化的永磁体中的一个永磁体构成。

由此能够提供具有比较强的轴向定向的磁通的多极的盘磁体。

多个轴向磁化的永磁体优选具有偶数数量的轴向磁化的永磁体，该永磁体相应于转子芯的预先给定的数量的极靴。

由此能够以简单的方式方法为预先给定数量的极靴中的每个极靴都分别配备所述多个轴向磁化的永磁体中的一个轴向磁化的永磁体。

优选至少在至少一个轴向磁化的永磁体的一个端侧上布置接地件（Rückschlussteil）。

由此能够进一步改善带有便宜的并且不复杂的构件的电动机的扭矩密度。

所述至少一个轴向磁化的永磁体优选由无稀土的材料制成。

由此能够提供成本低廉的轴向磁化的永磁体。

开头所述问题也通过用于电动机的转子得到解决，该转子具有带有多个极靴的转子芯，所述极靴在转子芯中构成多个用于容纳永磁体的凹部，所述永磁体构造用于在各个配属的极靴中构造转子的相应的磁极。在转子芯的至少一个端侧上，在多个极靴中的至少一个极靴的区域中布置至少一个轴向磁化的永磁体用于增强转子的在所述至少一个极靴中产生的磁极。

附图说明

根据附图中所示的实施例在下面的描述中更详细地阐述本发明。附图中：

图1示出按本发明的、具有转子的电动机的示意性剖视图，

图2示出按本发明的、具有多极的盘磁体的、图1中转子的透视图，

图3示出具有图2的按第一实施方式构造的多极的盘磁体的、图2的转子的透视分解图，

图4示出具有图2的按第二实施方式构造的多极的盘磁体的、图2的转子的透视分解图，

图5示出图2的转子的、设有切向磁化的永磁体的极靴的透视图，

图6示出具有图2的按第三实施方式构造的并且以第一定向布置的多极的盘磁体的、图2的转子的透视分解图，

图7示出具有图2的以第二定向布置的多极的盘磁体的、图6的转子的透视分解图，

图8示出具有图2的按第四实施方式构造的多极的盘磁体的、图2的转子的透视分解图。

具体实施方式

图1示出了例如构造成内动子马达的电动机100，其具有下面为了简化描述仅仅称作“转子”的内转子200以及外定子150。该外定子作为解释具有至少分段设有绝缘罩140的定子芯120，在该定子芯上布置了定子绕组130。

要指出的是，所述电动机100在图1中仅仅示意性地示出，因为合适的电动机的结构以及功能性由现有技术充分地公开，从而在此为了描述的简洁以及简单起见，省去了对电动机100的详细描述。此外要指出，该电动机100仅仅示例性地并且不将本发明局限为内动子马达地示出。其例如也能够用在具有外转子的外动子马达中并且此外尤其还能够用在所有无刷的马达中。

图2示出了图1中电动机100的转子200，所述转子具有转子芯300，该转子芯具有轴向的第一和第二端侧201、202并且设有通孔215用于布置在所配属的转子轴上。优选该转子芯300由多个堆叠的板片构成；作为其替代方案，所述转子芯300也能够以其他方式方法构造，例如由冲压的电绝缘的软铁粉末材料制成。

根据一种实施方式，所述转子芯300具有多个210极靴211、212，所述极靴优选构造多个231至少近似于轮辐状定向的凹部230用于容纳多个永磁体240。然而要指出的是，所述多个231凹部230在此仅仅是解释性的而不作为对本发明的限制布置成轮辐状，并且也能够替代地以任意其他的方式方法构造在转子芯300上。所述永磁体240优选粘贴并且/或者夹紧或者说压入到所述凹部230中。优选所述永磁体240根据块状磁体的类型由没有稀土的材料构成，然而也能够替代地具有稀土材料。

根据一种实施方式，在转子芯300的至少一个端侧201、202上布置至少一个优选盘状或者板状的多极的磁体250、290，所述磁体下面为了简化描述而称作“盘磁体”并且在其上优选布置了接地件220。解释性地在每个端侧201、202上分别布置了一个盘磁体250、290和一个接地件220，它们在图3中得到详细描述。

图3示出了图1和2的转子200，其具有图2的转子芯300，该转子芯在此解释性地具有十个永磁体240。所述永磁体240构造用于在转子芯300的多个210所配属的极靴211、212中分别产生切向的、也就是沿着转子芯300的周向397定向的主磁通280、281、282。所述主磁通在所述多个210极靴211、212中的每个极靴中构造转子200的磁极260。在此，例如两个指向彼此的主磁通280、281在所配属的极靴211中形成了磁性的北极261，并且两个相互背对的主磁通281、282在所配属的极靴212中优选构造了磁性的南极262。

然而要指出的是，所述转子芯300在此仅仅示例性地并且不限制本发明具有十个永磁体240地示出。优选所述转子芯300具有6到12个永磁体240。通过这种数量的永磁体240能够如此产生主磁通280、281、282，从而使得所述主磁通能够通过轴向定向的磁通（图5中的513、514）得到增强并且由此能够提高图1中电动机100的相应的扭矩密度，如下所述。

根据一种实施方式，在转子芯300上在其端侧201、202中的至少一个端侧上在所述多个210极靴211、212的至少一个极靴的区域中布置至少一个轴向磁化的永磁体320、321。所述轴向磁化的永磁体320、321优选由没有稀土的材料制成，然而也能够由稀土材料制成。然而优选至少在转子芯300的端侧201、202中的一个端侧上布置多个322永磁体320、321，所述永磁体优选构成轴向磁化的盘磁体250、290。“轴向磁化”在本发明的上下文中是指，所述永磁体320、321在其第一端侧301上例如具有磁性的北极并且在其对置的第二端侧302上具有磁性的南极，或者反之亦然。要指出的是，在图3中两个设有附图标记301、302的箭头分别指示转子200的相应的轴向端侧，然而这也被理解为代表转子200的所有组件，所述组件的端侧因此在下面也参照该附图标记进行描述。

解释性地在图3中在转子芯300的每个端侧201、202上分别布置了盘磁体250、290。根据第一实施方式，所述盘磁体250、290中的每个盘磁体都具有带有多个342盘区段340、341的盘状的基体399、398，其中多个盘区段340、341中的每个盘区段由多个322永磁体320、321中的一个永磁体构成。所述多个322永磁体320、321优选具有偶数数量的永磁体320、321，所述永磁体相应于转子芯300的极靴211、212的预先给定的数量或者说永磁体240的数量。

作为解释，用于构造盘区段340的永磁体320在其远离转子芯300的端侧上具有磁性的北极，并且用于构造盘区段341的永磁体321具有磁性的南极。总之，所述多个322永磁体320、321在此如此构成盘磁体250、290，从而沿着所述盘磁体的周向总是磁性的北极跟随着磁性的南极。此外，所述盘磁体250、290如此在转子芯300上定向，使得盘区段340、341和磁极260分别以相同的磁化极性相互对置地布置。于是，例如盘磁体250的盘区段341以其面对转子芯300的、在其上解释性地构成磁性北极的端侧302对置于构造在转子芯300的极靴211中的磁性的北极261进行布置。

根据一种实施方式，至少在至少一个永磁体320、321或者说相应的盘磁体250的一个端侧301、302上布置接地件220。解释性地，在每个盘磁体250、290的每个背对转子芯300的端侧上分别布置接地件220。该接地件优选盘状地或者说板状地构造并且由软铁制成。

优选所述盘磁体250、290以及相应所配属的接地件220具有在预先规定的公差内近似相等的外直径和内直径。所述外直径优选小于或者等于转子芯300的外直径并且所述内直径优选大于转子芯300的内直径。

图4示出了具有图2和3的转子芯300的、图1和2的转子200，在该转子芯的端侧201、202上优选分别布置了盘磁体250、290并且优选分别布置了接地件220。然而在此，所述盘磁体250、290根据第二实施方式按照具有多个盘区段411、412的分段的盘磁体410的形式进行构造，其中第一分段的盘磁体401构成盘磁体250并且第二分段的盘磁体402构成盘磁体290。

在简单的示例性的情况下，所述分段的盘磁体401、402能够分别通过将盘磁体250、290分成或者说划分成各个盘区段340、341进行构造。相应地，多个盘区段411、412中的每个盘区段至少近似地相应于图3中盘区段340、341之一并且在此示例性地分别由多个永磁体420、421中的一个永磁体411、412构成。

然而所述盘区段411、412能够在形状以及尺寸上不同于图3中的盘区段340、341。此外，所述盘区段411、412类似于盘区段340、341进行布置并且磁化，从而例如将盘磁体401的盘区段411以其第二端侧302面对转子芯300的第一端侧201并且布置在南极262上。

图5示出了按图4的转子200的以透视图示出的极靴211，其示例性地由转子200的由多个磁通520、521、522、523构造的磁极561组成。所述磁通520、521、522、523由所述多个切向磁化的永磁体240中的两个永磁体以及轴向磁化的永磁体420、421在极靴211中产生，所述极靴在此代表多个210极靴211、212得以描述。

解释性地，在极靴211中由多个永磁体240中的两个永磁体的切向定向的主磁通280、281形成磁通522、523，并且由布置在转子芯300的两个端侧201、202上的并且构成盘区段411、412的永磁体420、421的轴向定向的主磁通513、514形成磁通520、521。在此，所述轴向磁化的永磁体420、421优选构造用于，通过产生轴向定向的主磁通513、514来增强磁通522、523。通过按描述的那样布置多个永磁体240中的两个以及永磁体420、421使得各个磁通520、521、522、523在此示例性地径向向外作用，如用配属的箭头所说明的一样，并且由此在极靴211中将磁性的北极构造成磁极561。

图6示出了具有图2和3的转子芯300与盘磁体250、290的、图2和3的转子200，所述盘磁体在此根据实施方式构造成分段或者说分部磁化的盘磁体600。其类似于盘磁体250、290分别具有多个642盘区段640、641以及多个622轴向磁化的永磁体610。

优选所述多个622永磁体610中的每个永磁体构成一个所配属的盘区段640。然而仅仅每个第二盘区段640由配属的永磁体610构成，从而设置没有为其分配永磁体610的盘区段641。该盘区段641分别具有软磁材料、优选钢并且通过沿着盘磁体600的周向255分别相邻的永磁体610分别构造软磁的顺序极620。

优选两个盘磁体600如此布置在转子芯300的端侧201、202上，从而在多个210极靴211、212之一上分别布置永磁体和顺序极，其中在所述两个盘磁体中用附图标记601解释性地表示第一盘磁体并且用附图标记602解释性地表示第二盘磁体。所述第一盘磁体601例如如此布置在第一端侧202上，使得其永磁体610以其磁性的南极面对极靴212，而第二盘磁体602如此布置在第二端侧202上，使得其永磁体610以其磁性的北极面对极靴211，或者反之亦然。

图7示出了具有图6中盘磁体601、602的转子200，所述盘磁体如此布置在图6的转子芯300上，从而在极靴212上在转子芯300的两个端侧201、202上布置了配属于盘区段640的永磁体610，而在相邻的盘区段641上在两个端侧201、202上布置了顺序极（Folgepol）620。在此，解释性地将盘磁体601、602如此布置在转子芯300上，使得永磁体610以其磁性的南极面对极靴212，然而也能够将永磁体610的磁性的北极面对极靴211。

图8示出了具有图2和3的转子芯300以及盘磁体250、290的、图2和3的转子200，所述盘磁体在此根据一种实施方式构造成分段磁化的盘磁体700。其类似于盘磁体250、290分别具有多个742盘区段740、741以及多个722轴向磁化的永磁体710。

优选在盘磁体700中类似于在图6的盘磁体600中不是每个盘区段而是优选多个742盘区段740、741的仅仅每个第二盘区段740由多个永磁体710之一构成。在两个这种盘区段740之间沿着盘磁体700的周向255分别布置了没有为其分配轴向磁化的永磁体710的并且优选具有软磁材料、优选钢的盘区段741。所述盘区段741分别类似于在图6中通过分别沿周向255相邻的永磁体710构成顺序极720。

所述盘区段740、741类似于图6进行布置，其中在极靴211、212上分别在转子芯300的一个端侧201、202上布置了永磁体710并且在对置布置的端侧202、201上布置了顺序极720。然而这也是能够反过来，从而例如在转子芯300的第二端侧202上所述永磁体710以及在第一端侧202、201上所述顺序极720能够面对极靴211、212。此外，也能够类似于图7地布置所述盘区段740、741，从而能够在极靴211、212上在转子芯300的两个端侧201、202上布置配属于盘区段740的永磁体710，而在相邻的盘区段741上在两个端侧201、202上布置顺序极720。

Claims (12)

1.具有定子（150）和转子（200）的电动机（100），其中所述转子（200）具有带有多个（210）极靴（211、212）的转子芯（300），所述极靴在所述转子芯（300）中构造有多个（231）用于容纳永磁体（240）的凹部（230），所述永磁体构造用于在各个配属的极靴（211、212）中构造所述转子（200）的相应的磁极（260），其特征在于，在所述转子芯（300）的至少一个端侧（201、202）上在多个（210）极靴（211、212）中的至少一个极靴的区域内布置至少一个轴向磁化的永磁体（320、321）用于增强所述转子（200）的在至少一个极靴（211、212）中产生的磁极（260）。

2.按权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述多个（231）用于容纳永磁体（240）的凹部（230）至少近似轮辐状地布置在所述转子芯（300）上。

3.按权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，所述用于在转子芯（300）的各个配属的极靴（211、212）中构造相应的磁极（260）的永磁体（240）构造用于，分别产生至少近似垂直于由所述至少一个轴向磁化的永磁体（320、321）产生的主磁通（513、514）定向的主磁通（280、281、282）。

4.按上述权利要求中任一项所述的电动机，其特征在于，所述用于在转子芯（300）的各个配属的极靴（211、212）中构造相应的磁极（260）的永磁体（240）构造用于，在所述各个配属的极靴（211、212）中分别产生相对于所述转子芯（300）切向定向的磁通（280、281、282）。

5.按权利要求4所述的电动机，其特征在于，所述构造用于在各个配属的极靴（211、212）中分别产生切向定向的磁通（280、281、282）的永磁体（240）由无稀土的材料制成。

6.按上述权利要求中任一项所述的电动机，其特征在于，在所述至少一个端侧（201、202）上布置多个轴向磁化的永磁体（320、321），所述永磁体形成轴向磁化的多极的盘磁体（250、290）。

7.按权利要求6所述的电动机，其特征在于，所述盘磁体（250、290）具有多个盘区段（340、341），其中所述多个轴向磁化的永磁体（320、321）中的每个永磁体形成一个盘区段（340、341）。

8.按权利要求7所述的电动机，其特征在于，所述多个盘区段（340、341）中的每个盘区段都由所述多个轴向磁化的永磁体（320、321）中的一个永磁体构成。

9.按权利要求6到8中任一项所述的电动机，其特征在于，所述多个轴向磁化的永磁体（320、321）具有偶数数量的轴向磁化的永磁体（320、321），所述永磁体相应于所述转子芯（300）的预先给定的数量的极靴（211、212）。

10.按上述权利要求中任一项所述的电动机，其特征在于，至少在所述至少一个轴向磁化的永磁体（320、321）的一个端侧（301、302）上布置接地件（220）。

11.按上述权利要求中任一项所述的电动机，其特征在于，所述至少一个轴向磁化的永磁体（320、321）由无稀土的材料制成。

12.用于电动机（100）的转子，所述转子具有带有多个（210）极靴（211、212）的转子芯（300），所述极靴在所述转子芯（300）中构造多个（231）用于容纳永磁体（240）的凹部（230），所述永磁体构造用于在各个配属的极靴（211、212）中形成所述转子（200）的相应的磁极（260），其特征在于，在所述转子芯（300）的至少一个端侧（201、202）上在多个（210）极靴（211、212）的至少一个极靴的区域内布置至少一个轴向磁化的永磁体（320、321）用于增强所述转子（200）的在所述至少一个极靴（211、212）中产生的磁极（260）。