CN105827036B - 电机的转子和转子区段 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种旋转电机(1)的转子(3)的转子区段(13)。转子区段(13)包括至少一个构造为柱体的区段板叠(14)，柱体具有垂直于转子(3)的转子轴线的基础面(15)和垂直于基础面(15)的周面(17)，该区段板叠由多个沿着平行于转子轴线的轴向方向堆叠的、形状相同的区段叠片(19)组成。在此，基础面(15)具有带有转子轴线侧的第一轮廓部段(25)的基础面轮廓，该第一轮廓部段具有至少一个基本上球形的支承部段(29)。

Description

电机的转子和转子区段
技术领域
本发明涉及一种旋转电机的转子的转子区段和一种旋转电机的转子。
背景技术
特别地，本发明涉及电机的转子，转子的叠片组由各个转子区段的叠片组区段组成，其中每个叠片组区段构造为由多个单独的区段叠片组成的区段板叠并且布置在转子的叠片组载体的载体表面上。这种叠片组区段与电机的转子和定子之间的气隙或叠片组载体的半径相匹配。典型地，这种叠片组区段平面地抵靠在载体表面上，使得板叠区段的横截面的载体表面侧的轮廓的曲率与气隙或叠片组载体的半径对应一致。这对于每个半径而言相应地要求独特的轮廓。例如借助于激光切割设备剪裁出组成这种叠片组区段的区段叠片，其中区段叠片的轮廓匹配于相应的载体表面的半径。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种旋转电机的转子的改进的叠片组区段和一种旋转电机的改进的转子。
旋转电机的转子的根据本发明的转子区段包括至少一个构造为柱体的区段板叠(Segmentblechstapel)，柱体具有垂直于转子的转子轴线的基础面和垂直于基础面的周面，区段板叠由多个沿着平行于转子轴线的轴向方向堆叠的、形状相同的区段叠片组成。在此，基础面具有基础面轮廓，该基础面轮廓由转子轴线侧的第一轮廓部段、与第一轮廓部段相对置的第二轮廓部段和两个第三轮廓部段组成，第三轮廓部段分别将第一轮廓部段的一个端部与第二轮廓部段的一个端部彼此连接，其中第一轮廓部段具有至少一个基本上球形的支承部段。
在此通常将柱体理解为如下的体部，该体部的体积是在平行移动平面的、连续的基础面时扫过的空间区域。在此，基础面不受进一步限制，即基础面能够具有任意的基础面轮廓和孔。在此，将基础面轮廓理解为基础面的外边缘的轮廓，而不是可能存在的孔的轮廓。将基础面轮廓的球形的部段理解为凸形的、即向外拱起的部段。
柱形转子区段的基础面的转子轴线侧的轮廓部段的球形实施方案有利地实现了将转子区段无问题地布置在不同半径的柱形的叠片组载体处，因为转子区段的支承面不必匹配于相应的叠片组载体的半径。由此能够由相同类型的转子区段组成用于具有不同半径的叠片组载体的叠片组(Blechpakete)。相对于制造匹配于相应的叠片组载体的半径的转子区段，这简化了转子区段的制造并降低了制造成本。特别地，组成区段板叠的区段叠片能够以高的件数制造，由此借助于冲压工具有利于制造，该制造由此例如相对于借助激光切割设备的制造显著地降低了成本。此外，冲压工具的应用实现了区段叠片的高精度的制造，该制造显著地简化了区段叠片的进一步加工。
本发明的一个设计方案提出，每个区段板叠在转子轴线侧具有用于容纳槽块的平行于转子轴线延伸的槽。
这有利地实现了借助于槽块将转子区段固定在叠片组载体处。
本发明的上述设计方案的改进设计方案提出，每个第一轮廓部段刚好具有两个基本上球形的支承部段，在支承部段之间存在中间部段，中间部段界定了槽的横截面。优选地，每个支承部段在此从中间部段延伸至第三轮廓部段。
该设计方案是尤其有利的，因为基础面轮廓在槽的两侧实施成球形，使得对于具有不同半径的载体表面在槽的或槽块的两侧形成各一个支承面，并且因此得到转子区段在叠片组载体处的稳定布置。
本发明的另一设计方案提出，至少一个支承部段具有多个凹形的子部段。优选地，至少一个支承部段的子部段在此如下地构造，使得每两个子部段中的更靠近第三轮廓部段的子部段具有更大的曲率。
换而言之，该设计方案提出，在球形支承部段处设有子结构，该子结构具有多个凹形的子部段。由此，能够有利地进一步提高转子区段在叠片组载体处的支承面，因为对于载体表面的不同半径而言支承部段的区域的各两个区域能够抵靠在载体表面处。
本发明的另一设计方案提出，至少一个支承部段具有多个直的子部段。
通过本发明的该设计方案也能够进一步提高转子区段在叠片组载体处的支承面，因为对于载体表面的不同的半径而言支承部段的对应于子部段的区域分别能够平面地抵靠在载体表面处。
本发明的另一设计方案提出，至少一个区段板叠的每两个相邻的区段叠片彼此粘接。
由此，区段叠片稳定地拼接成区段板叠。
本发明的一个设计方案提出，至少一个区段板叠具有平行于转子轴线的凹陷部，该凹陷部在区段板叠的整个长度上延伸。
这种凹陷部有利地实现，为了紧固区段板叠的区段叠片而引导紧固元件穿过区段板叠。
本发明的另一设计方案提出，在每个区段板叠的周面的与转子轴线相对置的一侧上布置有两个通过平行于转子轴线延伸的中间空间而彼此隔开的永磁体。
由此，转子区段能够相应地双磁极地实施并且组合成更高极对数的单元。
本发明的另一设计方案设有至少两个区段板叠，区段板叠通过填料彼此连接并且相对于彼此在空间上固定，从而区段板叠的基础面位于共同的平面中并且区段板叠的周面位于该平面的同一侧上。在此，填料例如是聚氨酯。
因此本发明的该设计方案提出，借助于填料将多个区段板叠连接成转子区段。这种转子区段相对于具有仅一个区段板叠的转子区段简化了转子区段的装配和运输。
旋转电机的根据本发明的转子包括具有圆柱形的载体表面的叠片组载体和叠片组，载体表面的柱体轴线与转子的转子轴线重合，叠片组由多个根据本发明的转子区段的区段板叠组成。在此，转子区段彼此并排地布置在叠片组载体的载体表面处，使得全部转子区段的区段板叠的基础面垂直于转子轴线并且分别利用至少一个支承部段抵靠在叠片组载体处。
由于上述原因，这种转子的叠片组能够有利地由转子区段组成，转子区段的形状尽可能与载体表面的半径无关。
附图说明
本发明的上述属性、特征和优点以及如何实现这些的方式和方法结合以下根据附图详细阐述的对实施例的描述更清楚易懂。在此示出：
图1以前示图示出旋转电机的一部分，
图2示出转子区段的第一实施例的透视图，
图3以前视图示意地示出转子区段的第二实施例，
图4示出转子区段的第三实施例的透视图，
图5以前视图示意地示出在图4中所示的转子区段的第三实施例，和
图6以前视图示意地示出转子区段的第四实施例。
具体实施方式
彼此相应的部件在全部附图中设有相同的参考标号。
图1以前示图示出旋转电机1的一部分。旋转电机1具有转子3和定子5。转子3包括具有圆柱形的载体表面9的叠片组载体7和叠片组11，载体表面的柱体轴线与转子3的垂直于图1的绘图平面的转子轴线重合，叠片组由多个转子区段13的区段板叠14组成。
图2示出转子区段13的第一实施例的透视图。转子区段13包括区段板叠14，该区段板叠构造为柱体并且由多个沿着平行于转子轴线的轴向方向堆叠的、形状相同的区段叠片19组成，柱体具有垂直于转子轴线的基础面15和垂直于基础面15的周面17。区段板叠14的每两个相邻的区段叠片19彼此粘接。
区段板叠14在转子轴线侧具有轴向的、即平行于转子轴线延伸的、用于容纳槽块23(Nutenstein)的槽21，借助于该槽块以已知的方式、例如借助于通过槽块23引入到叠片组载体7中的螺栓元件，将转子区段13固定在叠片组载体7处。每个槽21具有T形轮廓，其中槽21的槽底形成T形的横梁。每个槽块23具有与该轮廓相对应的T形横截面，使得槽块23能够移入到槽21中或者区段板叠14能够移动到槽块23上。
基础面15具有基础面轮廓，该基础面轮廓由转子轴线侧的第一轮廓部段25、与第一轮廓部段25相对置的第二轮廓部段26和两个第三轮廓部段27组成，第三轮廓部段分别将第一轮廓部段25的一个端部与第二轮廓部段26的一个端部彼此连接。第一轮廓部段25具有两个球形的支承部段29，在支承部段之间存在中间部段31，该中间部段界定了槽21的横截面，并且支承部段分别从中间部段31延伸至第三轮廓部段27中的一个。
区段板叠17还具有两个与转子轴线平行的凹陷部33，凹陷部在区段板叠17的整个长度上延伸并且构造用于分别容纳(未示出的)一个紧固元件，该紧固元件穿引过凹陷部33从而紧固板区段叠片19。
转子区段13还包括两个方形的永磁体35，永磁体布置在区段板叠14的板叠周面17的与转子轴线相对置的一侧处并且通过轴向延伸的中间空间37彼此隔开。在此，永磁体35的非同名的磁极沿着中间空间37相对置。为了定位永磁体35，板叠周面17的与转子轴线相对置的侧具有居中和轴向延伸的中间接片39和两个分别沿着轴向边缘延伸的边缘接片41。每个永磁体35插入到在中间接片39和边缘接片41中的一个之间的板叠周面17的插入区域中。在这些插入区域的每一个中都延伸有三个轴向隆起部43，在该隆起部上放置永磁体35中的一个。由此，在隆起部43之外在永磁体35和相应的插入区域之间产生粘接间隙45，粘接剂相应地位于该粘接间隙中，借助于该粘接剂将永磁体35粘接到板叠周面17处。
转子区段13分别彼此并排地布置在板状载体7的载体表面9处，使得全部转子区段13的区段板叠14的基础面15垂直于转子轴线并且分别利用转子区段的支承部段29抵靠在叠片组载体7处。在此，每两个相邻的转子区段13如下地指向，从而转子区段的彼此并排的永磁体35具有朝向彼此的非同名的磁极。
在制造转子区段13时，首先例如借助于冲压工具制造区段叠片19并且粘接成区段板叠14。随后，将永磁体35粘接到区段板叠14上。
图3以前视图示意地示出转子区段13的第二实施例。该转子区段13包括三个区段板叠14，区段板叠分别如图1中示出的第一实施例的区段板叠14那样地构造并且像那样地承载各两个永磁体35。三个区段板叠14和永磁体35通过填料47彼此连接并且相对于彼此在空间上固定，使得区段板叠的基础面15位于共同的平面中并且区段板叠的周面17位于该平面的同一侧上。在此，填料47包围永磁体35和在区段板叠14的槽21与第二轮廓部段26之间的区段板叠14的部分区域。填料47例如是聚氨酯。转子区段13类似于图1地彼此并排地布置在转子3的叠片组载体7的载体表面9处，以便形成转子3的叠片组11。转子区段13的区段板叠14的相对位置与载体表面9的半径匹配。
在制造转子区段13时，首先例如借助于冲压工具冲压的区段叠片19拼接成区段板叠14。然后，区段板叠14分别装配两个永磁体35。转子区段13的具有永磁体35的区段板叠14插入到铸模中，铸模的形状和大小对应于转子区段13的区段板叠14的数量和区段板叠的相对位置，并且在铸模中以填料47浇铸。
代替图3中示出的具有三个区段板叠14和六个永磁体35的转子区段13，类似地也能够将其他数量的区段板叠14和双倍于该数量的永磁体35通过填料47连接成转子区段13。
图4和5示出转子区段13的第三实施例。在此，图4示出透视图并且图5示出前视图。
图4和5中示出的转子区段13的实施例与图1中示出的实施例的区别在于：两个支承部段29虽然还基本上球形地构造，但是分别具有多个凹形的子部段49。在此，每个支承部段29的子部段49优选地构造用于，使得每两个子部段49中的更靠近第三轮廓部段27的子部段49具有更大的曲率，使得每个支承部段29的子部段49的曲率从中间部段31起朝向相应邻接的第三轮廓部段27增加。图5和6示出具有子部段49的强烈夸大地示出的曲率的支承部段29，因为支承部段29的实际视图几乎不能与纯球形的轮廓相区别。
图6以前视图示出转子区段13的第四实施例。图6中示出的转子区段13的实施例与图4和5中示出的实施例的区别在于，支承部段29具有直的而非凹形的子部段49。每两个相邻的子部段49在轻微不同的方向上延伸，即彼此间形成轻微(nicht verschweindenden)角度，使得每个支承部段29基本上球形地构造。图6仅示意地示出转子区段13的第四实施例，其具有少量的子部段49和在相邻的子部段49之间的大的角度。在第四实施例的优选的实现方案中，支承部段29分别具有更大数量的子部段49和在相邻的子部段49之间更小的角度，然而支承部段的视图几乎不能与纯球形的轮廓相区别。
与图3类似，也能够将图4至6中示出的实施例的多个装配有各两个永磁体35的区段板叠14通过填料47连接成更大的转子区段13。
尽管在细节上通过优选的实施例详细阐明和描述了本发明，但是本发明不局限于公开的实例并且本领域技术人员能够从中推导出其他的变体方案，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种旋转电机(1)的转子(3)的转子区段(13)，所述转子区段(13)包括
至少一个构造为柱体的区段板叠(14)，所述柱体具有垂直于所述转子(3)的转子轴线的基础面(15)和垂直于所述基础面(15)的周面(17)，所述区段板叠由多个沿着平行于所述转子轴线的轴向方向堆叠的、形状相同的区段叠片(19)组成，
其中，所述基础面(15)具有基础面轮廓，所述基础面轮廓由转子轴线侧的第一轮廓部段(25)、与所述第一轮廓部段(25)相对置的第二轮廓部段(26)和两个第三轮廓部段(27)组成，所述第三轮廓部段分别将所述第一轮廓部段(25)的一个端部与所述第二轮廓部段(26)的一个端部彼此连接，
并且，每个所述区段板叠(14)在转子轴线侧具有用于容纳槽块(23)的平行于所述转子轴线延伸的槽(21)，每个所述第一轮廓部段(25)刚好具有两个基本上球形的支承部段(29)，在所述支承部段之间存在中间部段(31)，所述中间部段界定了所述槽(21)的横截面。
2.根据权利要求1所述的转子区段(13)，其特征在于，每个所述支承部段(29)从所述中间部段(31)延伸至所述第三轮廓部段(27)。
3.根据权利要求1或2所述的转子区段(13)，其特征在于，至少一个所述支承部段(29)具有多个凹形的子部段(49)。
4.根据权利要求3所述的转子区段(13)，其特征在于，至少一个所述支承部段(29)的所述子部段(49)构造成，使得每两个所述子部段(49)中的更靠近所述第三轮廓部段(27)的子部段(49)具有更大的曲率。
5.根据权利要求1或2所述的转子区段(13)，其特征在于，至少一个所述支承部段(29)具有多个直的子部段(49)。
6.根据权利要求1或2所述的转子区段(13)，其特征在于，至少一个所述区段板叠(14)的每两个相邻的所述区段叠片(19)彼此粘接。
7.根据权利要求1或2所述的转子区段(13)，其特征在于，至少一个所述区段板叠(14)具有平行于所述转子轴线的凹陷部(33)，所述凹陷部在所述区段板叠(14)的整个长度上延伸。
8.根据权利要求1或2所述的转子区段(13)，其特征在于，在每个所述区段板叠(14)的所述周面(17)的与所述转子轴线相对置的一侧处，布置有两个通过平行于所述转子轴线延伸的中间空间(37)而彼此隔开的永磁体(35)。
9.根据权利要求1或2所述的转子区段(13)，其特征在于，设有至少两个所述区段板叠(14)，所述区段板叠通过填料(47)彼此连接并且相对于彼此在空间中固定，从而所述区段板叠的所述基础面(15)位于共同的平面中并且所述区段板叠的周面(17)位于所述平面的同一侧上。
10.根据权利要求9的转子区段(13)，其特征在于，所述填料(47)是聚氨酯。
11.一种旋转电机(1)的转子(3)，所述转子(3)包括
具有圆柱形的载体表面(9)的叠片组载体(7)，所述载体表面的柱体中轴线与所述转子(3)的转子轴线重合，
和叠片组(11)，所述叠片组由多个根据前述权利要求中任一项所述的转子区段(13)的区段板叠(14)组成，
其中，所述转子区段(13)彼此并排地布置在所述叠片组载体(7)的所述载体表面(9)处，使得全部转子区段(13)的所述区段板叠(14)的所述基础面(15)垂直于所述转子轴线并且分别利用至少一个支承部段(29)抵靠在所述叠片组载体(7)处。
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