CN111512518A - 带有永磁体的转子-或定子组件 - Google Patents

带有永磁体的转子-或定子组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于电机的转子‑或定子组件(100)，其带有具有多个磁体囊腔(120)的转子‑或定子叠片组(110)，在所述磁体囊腔中相应布置至少一个永磁体(130)，其中，永磁体(130)以侧向气隙(141,142)布置在磁体囊腔(120)中，并且在其径向内部的面(131)处和/或在其径向外部的面(132)处被固定以防侧向滑动。本发明另外涉及一种带有这种转子‑或定子组件(100)的电机。

Description

带有永磁体的转子-或定子组件
技术领域
本发明涉及一种用于电机的转子-或定子组件，其带有具有多个磁体囊腔(Magnettasche)的转子-或定子叠片组(Statorblechpaket)，在磁体囊腔中相应布置至少一个永磁体。
背景技术
DE 10 2012 016 927 A1描述了一种电机的转子，该转子构造有至少一个用于容纳永磁体的凹槽，其中，永磁体与至少一个夹紧元件一起在凹槽中布置成使得永磁体由夹紧元件至少部分地包围。
DE 10 2012 023 868 A1描述了一种电机，其包括带有定子芯的定子和带有转子芯的转子，其中，定子-和/或转子芯包括多个磁体囊腔，至少一个永磁体相应布置在所述磁体囊腔中并且经由连接材料与定子-或转子芯相连接。连接材料包括发泡的聚合物。
永磁体在磁体囊腔中的布置对功率密度并且在电动机中也对可产生的转矩具有显著影响。
发明内容
本发明的目的在于说明一种相关类型的转子-或定子组件，其实现高的功率密度和/或特别是在结构空间较小的情况下高的转矩并且其尤其也可容易地制造。
该目的通过根据本发明的带有权利要求1的特征的转子-或定子组件来实现。本发明以并列的权利要求也涉及一种电机，尤其是用于应用在机动车中的电动机或者说电驱动器(机动车电驱动器)和/或发电机，所述电机具有根据本发明的转子-或定子组件。改进方案和设计方案对于所有发明主题而言类似地由从属权利要求(其中，从属权利要求的特征也可任意地组合)、后续的发明说明书和附图得到。
根据本发明的转子-或定子组件的特征在于，永磁体以侧向气隙布置在磁体囊腔中并且在其径向内部的面处和/或在其径向外部的面处被固定以防侧向滑动，或者说被固定成使得防止侧向滑动。
根据本发明，布置在磁体囊腔或者说凹槽中的永磁体不具有与侧向的至少近似径向地延伸的磁体囊腔内面的接触。由此防止在永磁体的侧向的面处的磁短路，并且优化磁通量，从而使得电机具有更高的功率密度，且电动机产生更高的或者说更强的转矩。气隙例如可具有0.1 mm~10.0 mm、优选0.2 mm~5.0 mm、尤其0.5 mm~2.5 mm的宽度，对此尤其指的是在周向上的间隙大小。
因为永磁体的常规的侧向支撑由于气隙是不可能的，所以需要防止永磁体的侧向滑动或滑移以及尤其所谓的颤动(来回摆动)的措施。根据本发明，这由此实现，即永磁体仅在其径向内部的和/或在其径向外部的面处在磁体囊腔中被固定成使得即使在高转速(例如高达20000转/分钟及更高)的情况下也不会发生侧向滑动(即在尤其横向于径向的周向上的滑动)或者说在气隙方向上的滑动。固定尤其在相邻的磁体囊腔内面处实现。为此接下来提出多个根据本发明的可行方案，所述可行方案也可改型且强调也可相互组合。
永磁体可形状配合地固定成使得其在其径向内部的面处和/或在其径向外部的面处构造有凸形的和/或凹形的弯拱部，其中，磁体囊腔在触碰-或者说接触面处具有互补的配对轮廓，也就是说，相触碰的(大致在周向上延伸的)磁体囊腔内面构造有互补的或对应的配对轮廓。
永磁体在其径向内部的面和/或其径向外部的面处也可借助于槽-榫-连接部等形状配合地固定，为此永磁体在其径向内部和/或径向外部的面处构造有相应的元件，并且磁体囊腔或者说相关的磁体囊腔内面具有互补的或者说对应的配对元件。
永磁体在其径向内部的面处和/或在其径向外部的面处也可借助于膨胀物质(Expansionsmasse)来固定，该膨胀物质引起径向的夹紧。膨胀物质由可膨胀的材料形成并且在制造转子-或定子组件时在相关的面处与永磁体一起布置在磁体囊腔中，并且然后例如通过热量来活化，由此膨胀物质一次性地膨胀并且固定夹紧永磁体。
永磁体在其径向内部的面处和/或其径向外部的面处也可通过粘接来固定，尤其通过与径向内部的和/或径向外部的磁体囊腔内面的直接粘接，所述磁体囊腔内面至少近似在周向上延伸，并且与永磁体直接接触。
假如永磁体具有防腐层或漆层，经由其也可在径向内部的面和/或径向外部的面处实现尤其形状配合的固定。也就是说，防腐-或漆层可构造有合适的轮廓或形状配合元件，并且磁体囊腔可具有互补的或对应的配对轮廓或配对元件。
永磁体在其径向内部的面处和/或在其径向外部的面处也可借助于伸入到磁体囊腔中的凸耳来固定。凸耳优选地模制在转子-或定子主体处或者说在转子-或定子叠片组处。相邻凸耳之间的中间腔能够以膨胀物质和/或粘接剂填满。
永磁体可构造为带有矩形横截面的矩形磁体或者构造为特殊形状磁体(例如带有弯拱部)。宽度(在周向上)例如为20mm~30mm，高度(在径向上)例如为5mm~10mm。永磁体也可构造为条形磁体，其优选地大致在径向上延伸并且可具有例如1.5mm~3.0mm的宽度和例如8.0mm~12.0mm的高度。
说法永磁体的“径向内部”和“径向外部”的面或者“径向内侧面/外侧面”不能狭义地理解成其仅指磁体的切向于旋转方向布置的面。永磁体也可例如相对于周向倾斜地布置—那么永磁体的“径向内部/外部的面”应理解成不由侧向气隙包围的面。尤其地，永磁体能够以此处未详细示出的朝向转子的外周缘敞开的“V”形设计来布置。那么“径向外部”的面应理解成永磁体的面对“V”内部的面，而“径向内部”的面应理解成永磁体的面对“V”外部的面，尤其不基本由侧向气隙或气腔包围的面。
附图说明
接下来示例性地并且以非限定性方式参照附图详细阐述本发明。在示意图中示出的和/或接下来阐述的特征也独立于具体的特征组合地可以是本发明的一般特征，并且相应地改进本发明。此外，通过特征的组合，也可形成根据本发明的另外的实施可行方案。
图1示出本发明的第一实施可行方案；
图2示出本发明的第二实施可行方案；
图3示出本发明的第三实施可行方案；
图4示出本发明的第四实施可行方案；
图5示出本发明的第五实施可行方案；
图6示出本发明的第六实施可行方案；
图7示出本发明的第七实施可行方案；
图8示出本发明的第八实施可行方案；
图9示出本发明的第九实施可行方案。
具体实施方式
图1示出转子组件100的转子叠片组110(转子主体)的一部分，其带有磁体囊腔120和布置在该磁体囊腔中的永磁体130。转子叠片组110具有多个这种凹槽或者说磁体囊腔120(带有布置在其中的永磁体130)，如基本上由现有技术已知的那样。永磁体130以侧向气隙141和142布置在磁体囊腔120中，其中，气隙141和142完全在永磁体130的侧面133和134上延伸，从而使得侧面133和134完全裸露(这尤其也适用于全部其它的实施可行方案)。气隙141和142也可部分地还在径向内部的面131和/或径向外部的面132上延伸(例如在1mm~10mm并且尤其1mm~5mm的长度上)，如例如以虚线表明的那样，从而使得这些面也可部分地裸露(例如也参见图7)。
此外，永磁体130在其径向内部的面处或者说在其径向内侧面131处以及在其径向外部的面处或者说在其径向外侧面132处被固定，由此被固定以防在周向U上的侧向滑动或者说以防侧向的来回游移。侧面133和134至少近似在径向上延伸。径向内部的面或者说侧面131和径向外部的面或者说侧面132近似在周向U上或者说横向于径向R延伸。
在图1中所示出的实施可行方案中永磁体130在其径向内部的面131和径向外部的面132处鼓起地构造有凸形的弯拱部，并且磁体囊腔120在其触碰面处具有互补的配对轮廓，从而使得永磁体130以该方式形状配合地固定或保持在磁体囊腔120中。弯拱部也可以凹形地构造。此外，弯拱部也可以仅构造在内面131或外面132处，如例如在图2中所示出的那样。永磁体130以相应的形状例如通过烧结制成。带有对应地成形的磁体囊腔120的转子叠片组110可通过电叠片或层叠片的相应激光或冲裁来制造。
在图2中所示出的实施可行方案中永磁体130在其径向外部的面132处类似于图1中所示出的实施可行方案地借助于弯拱部形状配合地来固定并且此外通过径向夹紧来固定，为此在径向内部的面131处在磁体囊腔120中附带布置有在一定程度上固定夹紧永磁体130的膨胀物质或者说膨胀层150。原则上，由膨胀物质等形成的这种膨胀层150可任意地构造在内面131和/或外面132处。也就是说，在图2中所示出的实施可行方案中膨胀层150补充或备选于弯拱部地也可设置在径向外部的面132处。
在图3中所示出的实施可行方案中，永磁体130在其径向内部的面131处和其径向外部的面132处借助于粘接剂160来固定。永磁体130在此构造为可容易制造的矩形磁体。这种粘接部160也能够以简单的方式与形状配合的固定组合。
在图4和图5中所示出的实施可行方案中永磁体130在磁体囊腔120中的固定借助于在径向内部的面131处的槽-榫-连接部实现，其中，这种槽-榫-连接部也可以设置在径向外部的面132处。槽-榫-连接部的居中布置仅仅是示例性的，也就是说，偏心布置也是可行的。槽也可布置在永磁体130中。在图5中所示出的实施可行方案中永磁体130在其径向外部的面处附加地借助于粘接剂160来粘接，其中，备选地也可设置膨胀物质150，如图2中所示出的那样。槽-榫-连接部可具有任意的几何形状。此外，对于每个永磁体130可设置多个槽-榫-连接部。
在图6中所示出的实施可行方案中，永磁体130构造为条形磁体，其大致朝径向R取向并且在其狭窄侧(即狭窄的外面)处被固定成使得所述条形磁体在其径向内部的面131处通过楔形的形状配合而在其径向外部的面132处借助于膨胀物质-或者说膨胀层150来固定。条形磁体130也可类似于在图1至5或7中所示出的实施可行方案地以其它方式来固定。
在图7中所示出的实施可行方案中，永磁体130在其径向内部的面131处和在其径向外部的面132处借助于转子叠片组侧的凸耳125来固定，所述凸耳突起式地伸入到磁体囊腔120中。以有利的方式在凸耳125之间的中间腔126能够以膨胀物质150和/或粘接剂160填满。通过凸耳125防止到气隙141, 142中的流出。在叠片组110中全部的叠片或层叠片构造有这种凸耳125或者仅仅个别叠片(例如仅每五个中一个)，其中也可设置成，凸耳125在永磁体130插入到囊腔120中时变形。
在图8和图9中所示出的实施可行方案中，转子叠片组110具有不同地构造的磁体囊腔120a和120b，在所述磁体囊腔中布置不同大小的永磁体130a和130b，并且以之前已经阐述的方式在其径向内部的面和其径向外部的面处被固定。
图1至9中所示出的尺寸仅仅是示例性的并且用于阐明。形状配合器件或者说-元件的尺寸设定尤其取决于在运行中待预期的负荷。同样的情况适用于夹紧-和粘接连接。
如例如在DE 10 2012 016 927 A1中所示出的那样，磁体囊腔120也可V形地(或者以其它轮廓)构造并且容纳多个永磁体130，其那么可根据先前的阐述来固定。此外，先前阐述的实施可行方案可类似地转用到定子或者说定子组件上。
附图标记清单
100 转子组件
110 转子叠片组
120 磁体囊腔、凹槽
125 凸耳、突起部
126 中间腔
130 永磁体
131 径向内部的面
132 径向外部的面
133 侧面
134 侧面
141 气隙
142 气隙
150 膨胀物质、膨胀层
160 粘接剂、粘接部
R 径向
U 周向。

Claims (10)

1.用于电机的转子-或定子组件(100)，其带有具有多个磁体囊腔(120)的转子-或定子叠片组(110)，在所述磁体囊腔中相应布置至少一个永磁体(130)，
其特征在于，
所述永磁体(130)以侧向气隙(141, 142)布置在所述磁体囊腔(120)中并且在其径向内部的面(131)处和/或在其径向外部的面(132)处被固定以防侧向滑动。
2. 根据权利要求1所述的转子-或定子组件(100)，其特征在于，所述气隙(141, 142)具有0.1 mm~10.0 mm、优选地0.2 mm~5.0 mm、且尤其0.5 mm~2.5 mm的宽度。
3.根据权利要求1或2所述的转子-或定子组件(100)，其特征在于，所述永磁体(130)在其径向内部的面(131)处和/或在其径向外部的面(132)处构造有凸形的和/或凹形的弯拱部并且所述磁体囊腔(120)为此具有互补的配对轮廓。
4.根据权利要求1或2所述的转子-或定子组件(100)，其特征在于，所述永磁体(130)在其径向内部的面(131)处和/或在其径向外部的面(132)处借助于槽-榫-连接部来固定。
5.根据权利要求1或2所述的转子-或定子组件(100)，其特征在于，所述永磁体(130)在其径向内部的面(131)处和/或在其径向外部的面(132)处借助于伸入到所述磁体囊腔(120)中的凸耳(125)来固定。
6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的转子-或定子组件(100)，其特征在于，所述永磁体(130)在其径向内部的面(131)处和/或在其径向外部的面(132)处通过借助于膨胀物质(150)的径向夹紧来固定。
7.根据前述权利要求1至5中任一项所述的转子-或定子组件(100)，其特征在于，所述永磁体(130)在其径向内部的面(131)处和/或在其径向外部的面(132)处通过粘接部(160)来固定。
8.根据前述权利要求1至5中任一项所述的转子-或定子组件(100)，其特征在于，所述永磁体(130)在其径向内部的面(131)处和/或在其径向外部的面(132)处通过防腐层或漆层来固定。
9.根据前述权利要求中任一项所述的转子-或定子组件(100)，其特征在于，所述永磁体(130)构造为条形磁体并且在其狭窄侧处被固定以防侧向滑动。
10.带有根据前述权利要求中任一项所述的转子-和/或定子组件(100)的电机，尤其用于应用在机动车中的电动机和/或发电机。
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