CN207968109U - 永磁激励的旋转电机的转子 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于永磁激励的旋转电机的转子(100)，包括具有多个内置的磁体袋(6)的叠片组(101)和多个嵌入到磁体袋(6)中的永磁体(4)。永磁体(4)在磁体袋(6)中通过引入到所述磁体袋中的、至少能逐段变形的楔形元件(9)力锁合地固定。本申请还公开了用于制造这样的转子的方法。

Description

永磁激励的旋转电机的转子

技术领域

本申请涉及一种用于永磁激励的旋转电机的转子以及用于制造这样的转子的方法。

背景技术

旋转电机例如能够构造为发电机或者构造为内转子电机或外转子电机。在电机中转子通常抗扭地紧固在转子轴上，所述转子轴相对于包围转子的定子能旋转运动地支承。这样的转子通常由多个转子叠片组成，所述转子叠片在轴向方向上、即沿着转子轴线并排地堆叠。对此已知的是，多个这样的布置在所谓的叠片组中的转子叠片例如热压配合在转子轴上，即叠片组在加热状态中推到转子轴上并且随后冷却。

电动机例如构造为外部激励的和永磁激励的内转子电机或外转子电机，在所述电机中转子相应地具有激励绕组或者配备有永磁体。现今，永磁激励的同步电机(PSM)增加地在电驱动的机动车辆的领域中采用，因为这些电机在紧凑的结构形式中达到高效率。

这样永磁激励的旋转电机确保了永磁体相对于转子足够地固定以获得保持不变的振动行为或用于提供保持不变的高功率。其根据已知的制造方法在具有内置的永磁体的转子中由此实现，即在磁体袋中安装的永磁体材料锁合地通过引入浇注树脂、特别是环氧树脂而固定。然而特别地，这样的过程在复杂的转子几何形状中只能够困难地转化并且因此在制造工艺上是高成本的。

实用新型内容

因此，本申请的目的在于，改善在转子中嵌入的永磁体的固定。

用于永磁激励的旋转电机的转子包括具有多个内置的磁体袋的叠片组和多个嵌入到磁体袋中的永磁体。永磁体在磁体袋中通过引入到所述磁体袋中的、至少能逐段变形的楔形元件力锁合地固定。

因此本申请提出的是，在抛弃通常的教导的条件下设置永磁体在叠片组的磁体袋中的主要是力锁合的固定。其优点在于，不必将附加的浇注料引入到磁体袋中，这特别取决于转子几何形状地能够证实是困难的。相反地，力锁合的固定能够通过至少一个引入到相应的磁体袋中的楔形元件实现。在其它的实施例中，在每个磁体袋中引入多个楔形元件，其力锁合地固定特别是位于楔形元件之间的永磁体。在任何情况下，永磁体的力锁合的固定都造成更好地接收离心力并且在高转速时优化地将力引入到叠片组中。特别地，永磁体的足够的固定在电动机中是重要的，以便确保保持不变的振动行为或者保持不变的功率消耗。

将楔形元件引入到磁体袋中是能够良好自动进行的装配过程。特别地，其能够实现生产成本的减少。

优选地，转子的叠片组以本身已知的方式和方法由多个堆叠的转子叠片形成，以便抑制不期望的涡流的形成。

优选地，每个永磁体在相应的磁体袋中夹紧在至少一个嵌入到所述磁体袋中的楔形元件和磁体袋的相对置布置的抵靠肩部之间。这样的固定确保了不出现相应的磁体袋中的永磁体的微小运动，从而能够避免通常脆性的磁体材料的磨损。同样地，能够以该方式和方法确保永磁体在轴向方向上的足够的固定。

优选地，楔形元件具有O环或空心圆柱体的外形。楔形元件由弹性材料构成，并且在引入到磁体袋中时这样变形，在永磁体上施加回复力。

特别优选地，楔形元件由塑料构成。

优选地，每个永磁体在相应的磁体袋中附加地通过硬化的反应树脂材料锁合地固定。在这样的实施例中，永磁体的前述力锁合的固定能够主要是为了简化装配的目的地实现，即永磁体首先临时在相应的磁体袋中借助于至少能逐段变形的楔形元件固定，并且随后通过特别是引入到磁体袋中的反应树脂永久性地材料锁合地与叠片组连接。

特别地，本申请涉及用于电动机的转子。前述转子特别适用于用于电驱动的机动车、特别是乘用车或商用车的传动系中的电动机。电驱动的机动车是指这样的机动车，其具有至少一个构造成用于牵引机动车的电驱动器。该限定特别地包含所谓的混合动力车辆，在其中通常除了电驱动器之外还设有内燃机。

优选地，转子具有堆叠构造，即叠片组包括多个在转子轴上并排抗扭地固定的单个组。每个单个组都具有多个内置的磁体袋。在转子轴上并排布置的单个组相互以错位角围绕转子轴线扭转地布置。

在这些情况下，借助于楔形元件的力锁合的固定证实为特别有利的，因为由于转子的几何形状将浇注料或者环氧树脂后续地引入到磁体袋中是困难的。能考虑的替代方案为，在单个组的平面上进行永磁体的材料锁合的固定，即永磁体首先固定在相应的单个组中，随后由所述单个组形成堆叠的转子。然而，这样的设计在制造工艺上是高成本的。就此而言，永磁体借助于前述的楔形元件在单个组中至少临时的力锁合的紧固还简化了装配。

在用于制造前述转子的方法中，将永磁体和楔形元件这样分别引入到叠片组的内置的磁体袋中，使得永磁体由至少能逐段变形的楔形元件力锁合地固定。

优选地，永磁体设置有涂层，其包括特别由非聚合的热固性塑料材料构成的反应树脂。将具有引入到其中并且借助于楔形元件固定的永磁体的转子提高到高于涂层的软化温度或液化温度的温度。紧接着，反应树脂在磁体袋中分布并且随后硬化，其中，永磁体材料锁合地固定。材料配合的连接使永磁体在整个转速范围内保持在相应限定的位置上。

特别优选地，涂层包括由反应树脂和硬化剂组成的基质。

在一个优选的实施例中，基质由部分交联且部分硬化的反应树脂组成。所述基质可以是亚稳定的，从而必须冷却所经涂层的永磁体，以便避免反应树脂的完全硬化。然而特别优选地，基质具有这样的材料特性，使得在室温下可以忽略硬化过程。

附图说明

对于本申请的进一步的描述参考在附图中示出的实施例。在示意性的示图中示出：

图1：根据本申请的可能的实施例的八极的转子叠片的示意性俯视图；

图2：图1的转子叠片的局部细节图；

图3：图2中所示的具有嵌入的永磁体的局部图；

图4：本申请的一个实施例，在其中永磁体附加地材料锁合地固定；

图5：由单个组构成的具有堆叠构造的转子。

彼此对应的部分在所有的附图中以相同的附图标记标注。

具体实施方式

图1示出了八极的转子叠片1的俯视图。转子叠片1或由这样的转子叠片1形成的叠片组101的细节从图2和3得知。

转子叠片1包括第一和第二凹槽2、3，所述凹槽在周向上围绕转子叠片1分布地布置。第一和第二凹槽2、3用于容纳永磁体4并且为此具有缝隙状、长形并且笔直的外形。第一和第二凹槽2、3这样定向，使得其纵向伸长相对于径向方向倾斜地延伸，即其相对于径向方向以锐角延伸。两个相互呈V形布置的第一和第二凹槽2、3分别形成转子极。不仅转子极的两个第一凹槽2还有转子极的两个第二凹槽3相对于位于中间的镜面轴线S镜面对称地布置。在此，镜面轴线S在径向方向上延伸。转子极的第一或第二凹槽2、3的在径向上进一步内置的端部彼此间具有比相对置的在径向上外置的端部更小的间距。

第一凹槽2在径向上内置的第一布置中引入到转子叠片1中。第二凹槽3相对于第一凹槽2在径向上向外地错开，即第二凹槽3的全体形成在径向上外置的第二布置。不仅第一布置还有第二布置都引入到转子叠片1 的圆环状的径向区域中。第二布置所引入的圆环状的径向区域基本上完全位于第一布置的圆环状的径向区域之内，从而为要引入的磁体材料预设出非常紧凑的结构。

每个转子极的两个第一和两个第二凹槽2、3相互呈V形地布置。因此，每个转子极的不仅两个第一凹槽2还有两个第二凹槽3都相互成角度地延伸。在此，两个第一凹槽2相互布置的角度小于两个第二凹槽3相互布置的角度。

此外，转子叠片1具有用于容纳未详细示出的配重体的布置在均匀的角度位置上的凹部5的进一步在径向上内置的在周向上的布置。通过将配重体引入到凹部5中能够平衡由转子叠片1形成的转子100或者补偿不平衡。

为了构造出用于旋转电机、特别是用于电动机的转子100，首先以本身已知的方式和方法由多个转子叠片1形成叠片组101。为此，转子叠片 1这样堆叠并且在叠片组101中固定，使得第一和第二凹槽2、3形成用于容纳永磁体4的连续的磁体袋6。

图3以示意性侧视图示出了一种实施方式，其涉及所谓的堆叠的转子 100。转子100的叠片组101由多个单个组102、例如由5至7个单个组 102所形成，其分别具有用于永磁体4的连续的磁体袋6。单个组102相互以错位角错开地在转子轴103上固定，即单个组102相互以很小的角度围绕转子轴线R扭转地布置。在此优选地，错位角对应360°和电动机的定子的定子槽的数量的商。在一个实施例中，与八极的转子100相应一致的定子具有48个用于容纳定子绕组的定子槽。相应地，该实施例的7个单个组102分别相互错开7.5°地布置。

图2示出了具有两个设计用于形成转子极的第一和第二凹槽2、3的转子叠片1的局部细节图。每个第一和第二凹槽2、3分别在端部侧具有抵靠肩部7，其用于将永磁体4加紧在相应的磁体袋6中。附加地，第一和第二凹槽2、3具有用于容纳楔形元件10的、紧邻抵靠肩部7周围的凸出部8。

图3示出了由相互重叠的转子叠片1形成的叠片组101。相互重叠堆叠的转子叠片1的第一和第二凹槽2、3形成连续的磁体袋6，在其中嵌入有永磁体4。永磁体4在磁体袋6中通过楔形元件9力锁合地固定。楔形元件9在磁体袋6中在凸出部8的区域中压入并且变形，从而对相应的永磁体4施加回复力。永磁体4由此力锁合地保持在楔形元件9与各自相对置的抵靠肩部7之间。

在图4中所示出的实施例中，永磁体4附加地借助于硬化的反应树脂材料锁合地固定在磁体袋6中。优选地，为了引入反应树脂而使用永磁体 4，所述永磁体设有包含反应树脂的涂层10。在一个优选的实施例中，涂层10包含由部分交联且部分硬化的反应树脂和硬化剂组成的基质。

在用于制造特别地在图5中示出的具有堆叠构造的转子100的方法中，首先由多个转子叠片1形成单个组102。在单个组102的磁体袋6中通过同样要引入到磁体袋6中的楔形元件9力锁合地固定永磁体4。永磁体4 具有前述的涂层10，其由具有硬化剂的部分交联的反应树脂组成。在该亚稳定的状态中，反应树脂能够再次液化。为此，具有引入到其中的永磁体 4的转子100提高到高于涂层10的软化或液化温度的温度。紧接着，反应树脂在磁体袋6中分布并且随后硬化，以便材料锁合地固定永磁体4。特别地，这样的方法适合于制造具有堆叠构造的转子100，因为在该构造形式中将反应树脂后续地引入到磁体袋6中是困难的。因此，永磁体4的材料配合的固定必须在单个组102的平面上实现，而这在制造工艺上是高成本的。

尽管参照优选的实施例在细节上详细地阐述并描述了本申请，但本申请并不局限于此。其它的变体和组合能够由本领域技术人员推导出，而并不偏离本申请的主要思想。特别地，所提出的制造方法也适用于生产没有堆叠构造的常规的转子100。

Claims (9)

1.一种用于永磁激励的旋转电机的转子(100)，包括具有多个内置的磁体袋(6)的叠片组(101)和多个嵌入到所述磁体袋(6)中的永磁体(4)，其特征在于，所述永磁体(4)在所述磁体袋(6)中通过引入到所述磁体袋中的、至少能逐段变形的楔形元件(9)力锁合地固定。

2.根据权利要求1所述的转子(100)，其特征在于，

每个所述永磁体(4)在所述磁体袋(6)中夹紧在引入到所述磁体袋中的楔形元件(9)与所述磁体袋(6)的相对置布置的抵靠肩部(7)之间。

3.根据权利要求1或2所述的转子(100)，其特征在于，

所述楔形元件(9)具有O环或空心圆柱体的外形。

4.根据权利要求1或2所述的转子(100)，其特征在于，

所述楔形元件(9)由塑料构成。

5.根据权利要求3所述的转子(100)，其特征在于，

所述楔形元件(9)由塑料构成。

6.根据权利要求1或2所述的转子(100)，其特征在于，

每个永磁体(4)在所述磁体袋(6)中通过硬化的反应树脂材料锁合地固定。

7.根据权利要求4所述的转子(100)，其特征在于，

每个永磁体(4)在所述磁体袋(6)中通过硬化的反应树脂材料锁合地固定。

8.根据权利要求1或2所述的转子(100)，其特征在于，

所述叠片组(101)包括多个沿着转子轴(103)并排抗扭地固定的单个组(102)，其中每个所述单个组(102)具有多个内置的所述磁体袋(6)，并且并排布置的所述单个组(102)相互以错位角围绕转子轴线(R)扭转地布置。

9.根据权利要求6所述的转子(100)，其特征在于，

所述叠片组(101)包括多个沿着转子轴(103)并排抗扭地固定的单个组(102)，其中每个所述单个组(102)具有多个内置的所述磁体袋(6)，并且并排布置的所述单个组(102)相互以错位角围绕转子轴线(R)扭转地布置。