DE102009024261B4 - Electric machine - Google Patents

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Abstract

Elektrische Maschine, umfassend einen Stator und einen Rotor, wobei der Stator eine an einem Statorblechpaket (5) vorgesehene Statorwicklung aufweist, und ein radial zwischen Statorblechpaket (5) und Rotor angeordneter Modulationsring mit dem Stator fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulationsring mittels Vergussmasse (3) mit dem Statorblechpaket (5) und/oder der Statorwicklung verbunden ist, wobei Elemente (7) des Modulationsrings von dem Statorblechpaket (5) mittels der Vergussmasse (3) beabstandet sind.Electrical machine, comprising a stator and a rotor, the stator having a stator winding provided on a stator lamination stack (5), and a modulation ring arranged radially between the stator lamination stack (5) and the rotor being fixedly connected to the stator, characterized in that the modulation ring by means of Potting compound (3) is connected to the stator lamination stack (5) and / or the stator winding, elements (7) of the modulation ring being spaced apart from the stator lamination stack (5) by means of the potting compound (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine.The invention relates to an electrical machine.

Aus der WO 2007/125284 A1 , aus der GB 2437568 A und der US 6794781 B2 ist ein Motor mit integriertem magnetischem Getriebe bekannt. Dabei erzeugt der Stator des Synchronmotors ein Feld, in welchem sich der mit Dauermagneten besetzte Rotor synchron dreht. Als abtreibende Welle des Motors mit integriertem Getriebe wird ein Modulationsring verwendet, der zwischen Stator und Rotor angeordnet ist und drehbar gegenüber Rotor und auch Stator gelagert ist.From the WO 2007/125284 A1 , from the GB 2437568 A and the US 6794781 B2 is known a motor with integrated magnetic transmission. In this case, the stator of the synchronous motor generates a field in which the rotor, which is occupied by permanent magnets, rotates synchronously. As a driving shaft of the motor with integrated gear, a modulation ring is used, which is arranged between the stator and the rotor and is mounted rotatably relative to the rotor and stator.

Aus der gattungsgemäßen DE 197 43 380 C1 ist eine elektrische Maschine bekannt, die einen Stator mit einer Statorwicklung und einen Rotor aufweist. Dabei ist ein Modulationsring mit dem Stator verbunden, der einen untersynchronen Betrieb ermöglicht.From the generic DE 197 43 380 C1 For example, an electric machine is known which has a stator with a stator winding and a rotor. In this case, a modulation ring is connected to the stator, which allows a sub-synchronous operation.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Motor mit integriertem magnetischem Getriebe in einfacher und kostengünstiger Weise weiterzubilden, insbesondere mit hohem Wirkungsgrad.The invention is therefore the object of developing a motor with integrated magnetic transmission in a simple and cost-effective manner, in particular with high efficiency.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der elektrischen Maschine nach den in Anspruch 1 oder Anspruch 2 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention the object is achieved in the electric machine according to the features specified in claim 1 or claim 2.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei der elektrische Maschine sind, dass er einen Stator und einen Rotor umfasst;
wobei der Stator eine an einem Statorblechpaket vorgesehene Statorwicklung aufweist, wobei ein Modulationsring mit dem Stator fest verbunden ist.Important features of the invention in the electric machine are that it comprises a stator and a rotor;
wherein the stator has a stator winding provided on a laminated stator core, wherein a modulation ring is fixedly connected to the stator.

Der Rotor weist magnetische Pole auf. Diese sind mittels Dauermagneten oder Wicklungen realisierbar.The rotor has magnetic poles. These can be realized by means of permanent magnets or windings.

Von Vorteil ist dabei, dass nur der Rotor gelagert werden muss, also gegenüber einem gewöhnlichen Synchronmotor kein zusätzlicher Aufwand notwendig ist. Trotzdem ist mit dem bloßen Einbringen eines Modulationsrings die Drehzahl bei synchronem Betrieb reduzierbar gegenüber der synchronen Drehzahl des entsprechenden gewöhnlichen Synchronmotors, also eines Antriebs ohne Modulationsring. Das Drehmoment ist entsprechend vergrößert. Daher entspricht der Antrieb einem Synchronmotor mit integriertem magnetischem Getriebe.The advantage here is that only the rotor must be stored, so compared to a conventional synchronous motor no additional effort is necessary. Nevertheless, with the mere introduction of a modulation ring, the speed can be reduced in synchronous operation with respect to the synchronous speed of the corresponding ordinary synchronous motor, ie a drive without modulation ring. The torque is increased accordingly. Therefore, the drive corresponds to a synchronous motor with integrated magnetic gear.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Modulationsring Blechstücke, die in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass der Modulationsring in einfacher und kostengünstiger Weise ausführbar ist.In an advantageous embodiment, the modulation ring comprises sheet metal pieces which are arranged one behind the other in the circumferential direction. The advantage here is that the modulation ring is executable in a simple and cost-effective manner.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Blechstücke als in axialer Richtung gestapelte Blechpakete ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass Wirbelstromverluste reduzierbar sind.In an advantageous embodiment, the sheet metal pieces are designed as stacked in the axial direction laminated cores. The advantage here is that eddy current losses can be reduced.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Statorwicklung als verteilte Wicklung ausgeführt, insbesondere also die Polpaarzahl des Stators gleich eins ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine möglichst große Übersetzung ins Langsame erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the stator winding is designed as a distributed winding, so in particular, the pole pair number of the stator is one. The advantage here is that the largest possible translation is slow to reach.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Statorwicklung als Zahnwicklung ausgeführt, wobei jedem bewickelten Zahn des Statorblechpakets eine Einzelwicklung der Statorwicklung vorgesehen ist, insbesondere also die Polpaarzahl des Stators gleich der halben Anzahl der bewickelten Zähne ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Polpaarzahl des Stators erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the stator winding is designed as a toothed winding, wherein each wound tooth of the stator lamination stack is provided a single winding of the stator winding, ie in particular the pole pair number of the stator is equal to half the number of wound teeth. The advantage here is that a high number of pole pairs of the stator can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Rotor Dauermagnete auf zur Erzeugung des Erregerfeldes, also des Rotormagnetfeldes. Von Vorteil ist dabei, dass der Rotor in einfacher Weise wie bei einem gewöhnlichen Synchronmotor ausführbar ist.In an advantageous embodiment, the rotor permanent magnets on to generate the exciter field, so the rotor magnetic field. The advantage here is that the rotor is executable in a simple manner as in a conventional synchronous motor.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Rotor eine Erregerwicklung auf zur Erzeugung des Erregerfeldes, also des Rotormagnetfeldes. Von Vorteil ist dabei, dass Materialien aus Seltenen Erden oder anderen kostspieligen Stoffen verzichtbar sind.In an advantageous embodiment, the rotor has an excitation winding for generating the exciter field, that is, the rotor magnetic field. The advantage here is that materials made of rare earth or other expensive materials are dispensable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Rotor einen zu den Dauermagneten oder zur Erregerwicklung auf dem Rotor zusätzlichen Kurzschlusskäfig auf. Von Vorteil ist dabei, dass ein Starten des Antriebs in asynchroner Weise ausführbar ist.In an advantageous embodiment, the rotor has an additional to the permanent magnet or the field winding on the rotor short-circuit cage. The advantage here is that starting the drive in an asynchronous manner is executable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung gleicht die Anzahl der in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Elemente, insbesondere also Blechstücke, des Modulationsrings der Summe der Polpaarzahl des Stators und der Polpaarzahl des Rotors. Von Vorteil ist dabei, dass Verluste im integrierten Getriebe verringert werden.In an advantageous embodiment, the number of circumferentially successively arranged elements, in particular sheet metal pieces, of the modulation ring is equal to the sum of the number of pole pairs of the stator and the pole pair number of the rotor. The advantage here is that losses are reduced in the integrated transmission.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Modulationsring radial zwischen Statorblechpaket und Rotor angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der Modulationsring in einfacher Weise anordenbar ist, insbesondere am Stator verbunden.In an advantageous embodiment of the modulation ring is arranged radially between stator lamination and rotor. The advantage here is that the modulation ring can be arranged in a simple manner, in particular connected to the stator.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Modulationsring mittels Vergussmasse mit dem Statorblechpaket und/oder der Statorwicklung verbunden, wobei die Elemente, insbesondere also Blechstücke, des Modulationsrings von dem Statorblechpaket mittels der Vergussmasse beabstandet sind. Von Vorteil ist dabei, dass in einfacher Weise eine magnetische Isolation und ein mechanisches Halten ausführbar ist.In an advantageous embodiment of the modulation ring is connected by means of potting compound with the stator lamination and / or the stator winding, wherein the elements, in particular sheet metal pieces, the modulation ring are spaced from the stator lamination stack by means of the potting compound. The advantage here is that in a simple way a Magnetic isolation and mechanical holding is executable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Modulationsring mittels Hülse mit dem Statorblechpaket und/oder der Statorwicklung verbunden, wobei die Elemente, insbesondere also Blechstücke, des Modulationsrings von dem Statorblechpaket mittels der Hülse beabstandet sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine magnetische Isolation und ein mechanisches Halten durch die Hülse ausführbar ist.In an advantageous embodiment of the modulation ring is connected by means of sleeve with the stator lamination and / or the stator winding, wherein the elements, in particular sheet metal pieces, the modulation ring are spaced from the stator lamination stack by means of the sleeve. The advantage here is that a magnetic isolation and a mechanical holding by the sleeve is executable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Modulationsring mit dem Stator indirekt fest verbunden ist, indem er mit einem oder beiden der Lagerschilder fest verbunden ist, die wiederum mit dem Statorgehäuse oder Motorgehäuse fest verbunden sind. Somit muss der Modulationsring nicht unbedingt vergossen werden mit der Statorwicklung sondern kann auch nur mit einem der Lagerschilde, also derjenigen Gehäuseteile der elektrischen Maschine, die ein Lager zur Lagerung der Rotorwelle aufnehmen, verbunden sein.In an advantageous embodiment of the modulation ring is connected to the stator indirectly fixed by being firmly connected to one or both of the bearing plates, which in turn are firmly connected to the stator housing or motor housing. Thus, the modulating ring does not necessarily have to be potted with the stator winding but may also be connected only to one of the end shields, ie those housing parts of the electrical machine which receive a bearing for supporting the rotor shaft.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantages emerge from the subclaims.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:The invention will now be explained in more detail with reference to figures:

In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Synchronmotor mit integriertem magnetischem Getriebe gezeigt.In the 1 an inventive cross-section is shown by a synchronous motor according to the invention with integrated magnetic transmission.

In der 2 ist ein zur 1 zugehöriger Längsschnitt gezeigt.In the 2 is a to 1 associated longitudinal section shown.

In der 3 ist ein erfindungsgemäßer Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Synchronmotor mit integriertem magnetischem Getriebe gezeigt, wobei eine Hülse für einen Modulationsring gezeigt ist.In the 3 a cross-section according to the invention is shown by a synchronous motor with integrated magnetic transmission according to the invention, wherein a sleeve for a modulation ring is shown.

In der 4 ist ein zur 3 zugehöriger Längsschnitt gezeigt.In the 4 is a to 3 associated longitudinal section shown.

In der 5 ist ein erfindungsgemäßer Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Synchronmotor mit zusätzlichem Kurzschlusskäfig und mit integriertem magnetischem Getriebe gezeigt.In the 5 an inventive cross-section is shown by a synchronous motor according to the invention with additional short-circuit cage and with integrated magnetic transmission.

In der 6 ist ein zur 5 zugehöriger Längsschnitt gezeigt.In the 6 is a to 5 associated longitudinal section shown.

In der 7 ist ein erfindungsgemäßer Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Synchronmotor mit zusätzlichem Kurzschlusskäfig mit integriertem magnetischem Getriebe gezeigt, wobei eine Hülse für einen Modulationsring gezeigt ist.In the 7 a cross-section according to the invention is shown by a synchronous motor according to the invention with additional short-circuit cage with integrated magnetic transmission, wherein a sleeve for a modulation ring is shown.

In der 8 ist ein zur 7 zugehöriger Längsschnitt gezeigt.In the 8th is a to 7 associated longitudinal section shown.

In der 9 ist ein erfindungsgemäßer Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen fremderregten Synchronmotor und mit integriertem magnetischem Getriebe gezeigt.In the 9 is a cross-section according to the invention shown by a third-excited synchronous motor according to the invention and with integrated magnetic transmission.

In der 10 ist ein zur 9 zugehöriger Längsschnitt gezeigt.In the 10 is a to 9 associated longitudinal section shown.

In der 11 ist ein erfindungsgemäßer Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen fremderregten Synchronmotor mit integriertem magnetischem Getriebe gezeigt, wobei eine Hülse für einen Modulationsring gezeigt ist.In the 11 a cross-section according to the invention is shown by a third-excited synchronous motor according to the invention with integrated magnetic transmission, wherein a sleeve for a modulation ring is shown.

In der 12 ist ein zur 11 zugehöriger Längsschnitt gezeigt.In the 12 is a to 11 associated longitudinal section shown.

In der 1 und 2 ist ein Motorgehäuseteil 1 gezeigt, an dessen axialen Enden ein jeweiliges Lagerschild 21 verbunden vorgesehen ist. Jedes Lagerschild 21 nimmt ein Lager 22 auf, über des eine Welle 1 gelagert ist. Diese Welle fungiert als Rotorwelle und ist somit mit dem Rotorblechpaket 8 verbunden, an dem Dauermagnete 2 vorgesehen sind. Diese Dauermagnete sind in Umfangsrichtung aufeinander folgend angeordnet, wobei die Magnetisierungsrichtung vorzugsweise radial ausgeführt ist. Zueinander benachbarte Dauermagnete 2 weisen eine jeweils im Wesentlichen entgegengesetzte Magnetisierungsrichtung auf.In the 1 and 2 is a motor housing part 1 shown, at the axial ends of a respective end shield 21 is provided connected. Each end shield 21 takes a camp 22 on, over the one wave 1 is stored. This shaft acts as a rotor shaft and is thus with the rotor laminated core 8th connected to the permanent magnets 2 are provided. These permanent magnets are arranged successively in the circumferential direction, wherein the magnetization direction is preferably carried out radially. Neighboring permanent magnets 2 each have a substantially opposite direction of magnetization.

An der Innenseite des Motorgehäuseteils 4 ist das Statorblechpaket 5 vorgesehen, das die Statorwicklung 6 aufnimmt. Die axialen Endbereiche des Statorblechpakets 5 werden axial überragt von jeweiligen Wickelköpfen 20, wobei in 2 die Umlenkbereiche der Wicklungen gezeigt sind. Die Statorwicklung ist vergossen mit Vergussmasse 3.On the inside of the motor housing part 4 is the stator core 5 provided that the stator winding 6 receives. The axial end portions of the stator lamination stack 5 are axially surmounted by respective winding heads 20 , where in 2 the deflection of the windings are shown. The stator winding is potted with potting compound 3 ,

Ebenfalls in der Vergussmasse vergossen und gehalten sind Elemente 7 des Modulationsrings. Die Elemente sind radial zwischen dem Bereich der Statorwicklung samt Statorblechpaket und dem Bereich des Rotorblechpakets, also des drehenden Teils des Motors, angeordnet. Die Elemente 7 sind aus weichmagnetischem Material, beispielsweise Stahl oder Stahlblech, angefertigt, also besonders bevorzugt als Blechstücke ausgeführt, die in axialer Richtung aufeinander gestapelt sind.Also poured and held in the potting compound are elements 7 of the modulation ring. The elements are arranged radially between the region of the stator winding together with the stator lamination stack and the region of the rotor lamination stack, that is to say the rotating part of the motor. The Elements 7 are made of soft magnetic material, such as steel or steel sheet, made, so particularly preferably designed as pieces of sheet metal, which are stacked in the axial direction.

In Umfangsrichtung sind sie voneinander gleichmäßig beabstandet, wobei die Ausdehnung in Umfangsrichtung jeweils geringer ist als die Ausdehnung jedes Zahnkopfes eines mit einer Statorwicklung umwickelten, nach radial innen gerichteten Zahnes des Statorblechpakets in Umfangsrichtung.In the circumferential direction, they are equally spaced from each other, wherein the extent in the circumferential direction is in each case less than the extent of each tooth tip of a wound with a stator winding, radially inwardly directed tooth of the stator lamination in the circumferential direction.

In Umfangsrichtung sind insgesamt sechs Elemente vorgesehen, deren Ausdehnung jeweils ungefähr ähnlich groß ist wie die in Umfangsrichtung zwischen den Elementen bestehenden Lücken. In the circumferential direction, a total of six elements are provided, whose extent is approximately the same size as the circumferentially between the elements existing gaps.

In Umfangsrichtung sind am Statorblech neun Zähne ausgebildet.In the circumferential direction nine teeth are formed on the stator.

Da die Elemente 7 zusammen mit der Statorwicklung vergossen vorgesehen sind, sind die Elemente 7 stoffschlüssig verbunden mit der Statorwicklung.Because the elements 7 provided together with the stator winding are the elements 7 cohesively connected to the stator winding.

Mittels der Elemente ist ein magnetisches Getriebe realisiert, so dass der Rotor der elektrischen Umdrehungszahl nicht folgt sondern nur einem Bruchteil. Die Drehzahl des Rotors gleicht also der durch i dividierten Synchrondrehzahl des Stators, wobei i das Übersetzungsverhältnis des magnetischen Getriebes ist. Das Drehmoment des gesamten Motors nach 1 ist im Vergleich zum Drehmoment eines davon sich durch Weglassen des Modulationsrings unterscheidenden Motors um den Faktor i vergrößert.By means of the elements, a magnetic gear is realized, so that the rotor does not follow the electrical rotation speed but only a fraction. The rotational speed of the rotor thus equals the synchronous speed of the stator divided by i, where i is the transmission ratio of the magnetic transmission. The torque of the entire engine after 1 is increased by a factor i compared to the torque of a motor differing therefrom by omitting the modulation ring.

Das Übersetzungsverhältnis i entspricht dem Negativen des Verhältnisses der Polpaarzahl des Rotors zur Polpaarzahl des Stators. Dieses Verhältnis entspricht also dem Verhältnis der synchronen Drehzahl zur Drehzahl des Rotors.The gear ratio i corresponds to the negative of the ratio of the number of pole pairs of the rotor to the pole pair number of the stator. This ratio thus corresponds to the ratio of the synchronous speed to the speed of the rotor.

Die Anzahl der Elemente 7 entspricht der Summe aus der Polpaarzahl des Rotors und der Polpaarzahl des Stators.The number of elements 7 corresponds to the sum of the number of pole pairs of the rotor and the pole pair number of the stator.

In 1 ist die Statorwicklung als verteilte Wicklung ausgeführt und somit die Polpaarzahl des Stators Eins. Die Polpaarzahl des Rotors ist Fünf. Es sind also zehn Dauermagnete in Umfangsrichtung hintereinander am Rotor vorgesehen. Das Übersetzungsverhältnis ist daher –5. Es sind 6 Elemente am Umfang des Stators vergossen angeordnet.In 1 the stator winding is designed as a distributed winding and thus the pole pair number of the stator one. The pole pair number of the rotor is five. So there are ten permanent magnets in the circumferential direction one behind the other on the rotor. The gear ratio is therefore -5. There are 6 elements encapsulated on the circumference of the stator.

Eine weitere wichtige Funktion der Vergussmasse ist das Fixieren der Beabstandung zwischen den Statorblechpaket und den Elementen des Modulationsrings. Somit ist ein hoher magnetischer Widerstand realisiert zwischen dem Statorblechpaket und den Elementen 7, so dass der Fluss nicht einfach und ununterbrochen im Statorblechpaket geführt wird. Insbesondere werden dadurch Verluste in der Maschine vermieden beziehungsweise eine höhere Leistung der Maschine, also des Generators und/oder Motors, erreicht.Another important function of the potting compound is the fixing of the spacing between the stator lamination stack and the elements of the modulation ring. Thus, a high magnetic resistance is realized between the laminated stator core and the elements 7 so that the flow is not simply and continuously guided in the laminated stator core. In particular, this avoids losses in the machine or a higher performance of the machine, so the generator and / or engine achieved.

In 3 und 4 ist eine alternative Ausführung gezeigt, bei der eine Hülse 30 vorgesehen ist, die zum Halten der Elemente 7 dient und die optional zusätzlich vorsehbare Vergussmasse begrenzt.In 3 and 4 an alternative embodiment is shown in which a sleeve 30 is provided for holding the elements 7 serves and optionally additionally providable potting compound limited.

Die Elemente 7 sind auf verschiedene Weisen mit der Hülse 30 verbindbar. Hierbei sind verschiedene Verbindungen vorzugsweise verwendbar, wie beispielsweise stoffschlüssige Verbindung, insbesondere Klebeverbindung oder Schweißverbindung.The Elements 7 are in different ways with the sleeve 30 connectable. Here, various compounds are preferably used, such as cohesive connection, in particular adhesive connection or welded connection.

Eine weitere wichtige Funktion der Hülse ist die magnetische Isolierung, indem das Statorblechpaket von dem Modulationsring, insbesondere von den Elementen 7 des Modulationsrings, beabstandet ist. Somit ist ein hoher magnetischer Widerstand realisiert zwischen dem Statorblechpaket und den Elementen 7, so dass der Fluss nicht einfach und ununterbrochen im Statorblechpaket geführt wird. Insbesondere werden dadurch Verluste im Antrieb vermieden beziehungsweise eine höhere Leistung der Maschine erreicht.Another important function of the sleeve is the magnetic isolation by the stator lamination stack of the modulation ring, in particular of the elements 7 of the modulation ring, is spaced. Thus, a high magnetic resistance is realized between the laminated stator core and the elements 7 so that the flow is not simply and continuously guided in the laminated stator core. In particular, losses in the drive are thereby avoided or achieved a higher performance of the machine.

Der Modulationsring ist im Gegensatz zum Stand der Technik am Stator fest verbunden, so dass der Abtrieb mittels der Rotorwelle selbst ausgeführt ist.The modulation ring is firmly connected in contrast to the prior art on the stator, so that the output is carried out by means of the rotor shaft itself.

Die Hülse 30 ermöglicht bei geeigneter Ausführung einen geringen Abstand zwischen drehbarem Teil, also Rotor, und nicht drehbarem Teil, also Stator.The sleeve 30 allows a suitable design a small distance between the rotatable part, so rotor, and non-rotatable part, so stator.

Im alternativen Ausführungsbeispiel nach 5 und 6 ist zusätzlich zu den beim Synchronmotorprinzip am Rotor befestigten Dauermagneten ein Kurzschlusskäfig 50 vorgesehen.In the alternative embodiment according to 5 and 6 is in addition to the permanent magnet attached to the rotor in the synchronous motor principle, a short circuit cage 50 intended.

Somit ist insbesondere beim Anfahren des Motors, also bei großem Schlupf, ein Anfahren mittels des Asynchronmotorprinzips ermöglicht. Bei verschwindendem Schlupf wird die Drehzahl nach dem Synchronmotorprinzip erreicht, wobei die Abtriebsdrehzahl, also die Drehzahl des Rotors, entsprechend der Übersetzung von der synchronen Drehzahl abweicht.Thus, in particular when starting the engine, so at high slip, a start by means of the asynchronous motor principle allows. When slip disappears, the speed is achieved according to the synchronous motor principle, wherein the output speed, ie the rotational speed of the rotor, deviates from the synchronous speed according to the ratio.

Der Modulationsring ist mittels Vergussmasse fixiert entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2.The modulation ring is fixed by means of potting compound according to the exemplary embodiment 1 and 2 ,

Im weiter alternativen Ausführungsbeispiel nach 7 und 8 ist ebenfalls wie bei 6 zusätzlich zu den beim Synchronmotorprinzip am Rotor befestigten Dauermagneten ein Kurzschlusskäfig 50 vorgesehen.In a further alternative embodiment according to 7 and 8th is also like at 6 in addition to the permanent magnets attached to the rotor in the synchronous motor principle, a short-circuit cage 50 intended.

Somit ist insbesondere beim Anfahren des Motors, also bei großem Schlupf, ein Anfahren mittels des Asynchronmotorprinzips ermöglicht. Bei verschwindendem Schlupf wird die Drehzahl nach dem Synchronmotorprinzip erreicht, wobei die Abtriebsdrehzahl, also die Drehzahl des Rotors, entsprechend der Übersetzung von der synchronen Drehzahl abweicht.Thus, in particular when starting the engine, so at high slip, a start by means of the asynchronous motor principle allows. When slip disappears, the speed is achieved according to the synchronous motor principle, wherein the output speed, ie the rotational speed of the rotor, deviates from the synchronous speed according to the ratio.

Der Modulationsring ist mittels Hülse 30 fixiert entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach 3 und 4.The modulation ring is by means of sleeve 30 fixed according to the embodiment according to 3 and 4 ,

Im alternativen Ausführungsbeispiel nach 9 und 10 ist statt der beim Synchronmotorprinzip am Rotor befestigten Dauermagneten eine Erregerwicklung 90 vorgesehen.In the alternative embodiment according to 9 and 10 is instead of the synchronous motor principle attached to the rotor permanent magnet a field winding 90 intended.

Die Erregerwicklung 90 wird aus einem auf dem Rotor vorgesehenen Gleichrichter versorgt, der wiederum aus einer ebenfalls auf dem Rotor vorgesehenen Sekundärwicklung versorgt wird, die induktiv gekoppelt zu einer mit dem Stator verbundenen Primärwicklung angeordnet ist, in welche ein Wechselstrom eingeprägt wird. Somit ist eine Steuerung des Erregungsfeldes ermöglicht. Der Motor ist also nach dem Prinzip der fremderregten Synchronmaschine ausgeführt. Das magnetische Getriebe ist integriert im Motor mittels der festen Verbindung des Modulationsrings mit dem Stator.The excitation winding 90 is supplied from a rectifier provided on the rotor, which in turn is supplied from a likewise provided on the rotor secondary winding, which is arranged inductively coupled to a stator connected to the primary winding, in which an alternating current is impressed. Thus, a control of the excitation field is possible. The engine is thus designed according to the principle of the externally excited synchronous machine. The magnetic gear is integrated in the motor by means of the fixed connection of the modulating ring to the stator.

Der Modulationsring ist mittels Vergussmasse fixiert entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2.The modulation ring is fixed by means of potting compound according to the exemplary embodiment 1 and 2 ,

Im alternativen Ausführungsbeispiel nach 11 und 12 ist wiederum statt der beim Synchronmotorprinzip am Rotor befestigten Dauermagneten eine Erregerwicklung 90 vorgesehen.In the alternative embodiment according to 11 and 12 In turn, instead of the synchronous motor principle attached to the rotor permanent magnet is a field winding 90 intended.

Im Unterschied zur 9 und 10 ist zur Fixierung am Statorblechpaket und Beabstandung vom Statorblechpaket eine Hülse 30 vorgesehen.In contrast to 9 and 10 is for fixing to the stator lamination and spacing from the stator lamination a sleeve 30 intended.

Der Modulationsring ist mittels Hülse 30 fixiert entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach 3 und 4.The modulation ring is by means of sleeve 30 fixed according to the embodiment according to 3 and 4 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Wellewave
22
Dauermagnetpermanent magnet
33
Vergussmassepotting compound
44
MotorgehäuseteilMotor housing part
55
Statorblechpaketstator lamination
66
Statorwicklungstator
77
Element des ModulationsringsElement of the modulation ring
88th
RotorblechpaketLaminated core
2020
Wickelkopfwinding
2121
Lagerschildend shield
2222
Lagercamp
5050
KurzschlusskäfigSquirrel cage

Claims (11)

Elektrische Maschine, umfassend einen Stator und einen Rotor, wobei der Stator eine an einem Statorblechpaket (5) vorgesehene Statorwicklung aufweist, und ein radial zwischen Statorblechpaket (5) und Rotor angeordneter Modulationsring mit dem Stator fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulationsring mittels Vergussmasse (3) mit dem Statorblechpaket (5) und/oder der Statorwicklung verbunden ist, wobei Elemente (7) des Modulationsrings von dem Statorblechpaket (5) mittels der Vergussmasse (3) beabstandet sind.An electric machine comprising a stator and a rotor, the stator being connected to a stator core ( 5 ) provided stator winding, and a radially between stator lamination ( 5 ) and rotor arranged modulation ring is fixedly connected to the stator, characterized in that the modulation ring by means of potting compound ( 3 ) with the laminated stator core ( 5 ) and / or the stator winding, wherein elements ( 7 ) of the modulation ring of the laminated stator core ( 5 ) by means of the potting compound ( 3 ) are spaced. Elektrische Maschine, umfassend einen Stator und einen Rotor, wobei der Stator eine an einem Statorblechpaket (5) vorgesehene Statorwicklung aufweist, und ein radial zwischen Statorblechpaket (5) und Rotor angeordneter Modulationsring mit dem Stator fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulationsring mittels einer Hülse mit dem Statorblechpaket (5) und/oder der Statorwicklung verbunden ist, wobei die Elemente (7) des Modulationsrings von dem Statorblechpaket (5) mittels der Hülse beabstandet sind.An electric machine comprising a stator and a rotor, the stator being connected to a stator core ( 5 ) provided stator winding, and a radially between stator lamination ( 5 ) and rotor arranged modulation ring is fixedly connected to the stator, characterized in that the modulation ring by means of a sleeve with the stator lamination stack ( 5 ) and / or the stator winding, wherein the elements ( 7 ) of the modulation ring of the laminated stator core ( 5 ) are spaced by means of the sleeve. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulationsring Blechstücke umfasst, die in Umfangsrichtung gesehen hintereinander angeordnet sind.Electrical machine according to claim 1 or 2, characterized in that the modulation ring comprises sheet metal pieces which, viewed in the circumferential direction, are arranged one behind the other. Elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechstücke als in axialer Richtung gestapelte Blechpakete ausgeführt sind.Electrical machine according to claim 3, characterized in that the sheet metal pieces are designed as stacked in the axial direction laminated cores. Elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorwicklung als verteilte Wicklung ausgeführt ist, insbesondere also die Polpaarzahl des Stators gleich eins ist.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the stator winding is designed as a distributed winding, in particular therefore the pole pair number of the stator is one. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorwicklung als Zahnwicklung ausgeführt ist, wobei auf jedem bewickelten Zahn des Statorblechpakets (5) eine Einzelwicklung der Statorwicklung vorgesehen ist, insbesondere also die Polpaarzahl des Stators gleich der halben Anzahl der bewickelten Zähne ist.Electrical machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the stator winding is designed as a toothed winding, wherein on each wound tooth of the laminated stator core ( 5 ) A single winding of the stator winding is provided, in particular so that the number of pole pairs of the stator is equal to half the number of wound teeth. Elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor Dauermagnete (2) zur Erzeugung des Erregerfeldes aufweist.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor permanent magnets ( 2 ) for generating the exciter field. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor eine Erregerwicklung zur Erzeugung des Erregerfeldes aufweist. Electrical machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rotor has a field winding for generating the exciter field. Elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor einen Kurzschlusskäfig (50) aufweist.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor has a short circuit cage ( 50 ) having. Elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Elemente (7) des Modulationsrings der Summe der Polpaarzahl des Stators und der Polpaarzahl des Rotors gleicht.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the number of circumferentially successively arranged elements ( 7 ) of the modulation ring is equal to the sum of the pole pair number of the stator and the pole pair number of the rotor. Elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine als Motor oder als Generator betreibbar ist.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical machine is operable as a motor or as a generator.
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