DE102012218993A1 - Cylindrical rotor for permanent magnet-excited electric machine, has permanent magnet comprising partial magnets and arranged between pole shoes, where one of partial magnets has higher coercive force than another partial magnet - Google Patents

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    • H02K1/2773Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect consisting of tangentially magnetized radial magnets

Abstract

The rotor has a permanent magnet comprising two partial magnets (71, 72) and arranged between two pole shoes (42) such that a magnetization direction of the permanent magnet is aligned in a tangential direction. One of the partial magnets has a higher coercive force than another partial magnet. The partial magnets are designed as sintered ferrite magnets with a block or cuboid-shape. A pocket for accommodating the permanent magnet is arranged between the pole shoes and extended in a radial direction from outer circumference of the rotor to an inference area of the rotor. An independent claim is also included for an electrical machine.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft permanentmagneterregte elektrische Maschinen, insbesondere eine Läuferanordnung für eine derartige elektrische Maschine.The present invention relates to permanent magnet excited electrical machines, in particular a rotor assembly for such an electrical machine.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind Läuferanordnungen bekannt, die Polschuhe aufweisen, die ein durch Permanentmagnete erzeugtes Erregermagnetfeld in Richtung eines Luftspalts zu einer Statoranordnung bereitstellen. In einer Variante zur Anordnung der Permanentmagnete in der Läuferanordnung werden die Permanentmagnete mit ihrer Polrichtung parallel zur Bewegungsrichtung des Läufers angeordnet, so dass sich die Polschuhe der Läuferanordnung zwischen den Permanentmagneten befinden. In den Polschuhen wird das von den Permanentmagneten abgegebene Magnetfeld in Richtung des Luftspalts umgelenkt. Rotor arrangements are known from the state of the art, which have pole pieces which provide a field magnet field generated by permanent magnets in the direction of an air gap to a stator arrangement. In a variant of the arrangement of the permanent magnets in the rotor arrangement, the permanent magnets are arranged with their polar direction parallel to the direction of movement of the rotor, so that the pole pieces of the rotor arrangement are located between the permanent magnets. In the pole shoes, the magnetic field emitted by the permanent magnets is deflected in the direction of the air gap.

Derartige Typen von Läuferanordnungen werden heutzutage in vielen permanentmagneterregten elektrischen Maschinen verwendet, beispielsweise bei der Lenkunterstützung und in Kühleinrichtungen. Dabei werden im Wesentlichen quaderförmige Permanentmagnete verwendet, die einfach und mit geringem Aufwand herzustellen sind, wobei eine Magnetisierungsanisotropie und eine dazu gleichgerichtete Magnetisierungsrichtung in Richtung der Bewegung des Läufers ausgerichtet sind.Such types of rotor assemblies are nowadays used in many permanent magnet-excited electric machines, for example in steering assistance and in cooling devices. In this case, substantially parallelepiped-shaped permanent magnets are used, which are simple and can be produced with little effort, with a magnetization anisotropy and a magnetization direction rectified in the direction of movement of the rotor being aligned.

In rotatorischen elektrischen Maschinen wird eine derartige Anordnung der Permanentmagnete als Speichenanordnung bezeichnet. Die Polrichtung der Permanentmagnete verläuft in tangentialer Richtung. In rotary electric machines, such an arrangement of the permanent magnets is referred to as a spoke arrangement. The polar direction of the permanent magnets runs in the tangential direction.

Ein Vorteil von derartigen Läuferanordnungen besteht darin, dass durch eine geeignete Dimensionierung eine Luftspaltflussdichte erreicht werden kann, die größer als die Remanenzflussdichte der eingesetzten Permanentmagnete ist. Da die Luftspaltflussdichte maßgeblich die Drehmomentdichte der elektrischen Maschine bestimmt, können dadurch leistungsfähige elektrische Maschinen mit relativ hohen Drehmomentdichten aufgebaut werden.An advantage of such rotor arrangements is that, by suitable dimensioning, an air gap flux density which is greater than the remanent flux density of the permanent magnets used can be achieved. Since the air gap flux density decisively determines the torque density of the electric machine, powerful electric machines with relatively high torque densities can be built thereby.

Dies wird dadurch erreicht, dass die Anzahl der Permanentmagnete in dem Rotor so gewählt ist, dass deren radiale Länge größer ist als die tangentiale Breite der Polschuhe zwischen den Permanentmagneten. Diese Anordnung konzentriert den magnetischen Fluss in den Luftspalt, um eine Luftspaltflussdichte zu erzeugen, die höher ist als die Remanenzflussdichte der Permanentmagnete. This is achieved in that the number of permanent magnets in the rotor is chosen such that its radial length is greater than the tangential width of the pole shoes between the permanent magnets. This arrangement concentrates the magnetic flux into the air gap to produce an air gap flux density that is higher than the remanent flux density of the permanent magnets.

Die obigen Läuferanordnungen werden oftmals in Kombination mit Permanentmagneten aus einfachem, kostengünstigem Magnetmaterial aufgebaut, insbesondere Magnetmaterial ohne Seltene-Erden-Verbindungen und mit relativ geringer Remanenzflussdichte, wie beispielsweise Permanentmagnete aus gesinterten Ferritmaterialien der sechsten Generation. The above rotor arrangements are often constructed in combination with permanent magnets of simple, inexpensive magnetic material, in particular magnetic material without rare earth compounds and with relatively low remanence flux density, such as, for example, permanent magnets of sintered ferrite materials of the sixth generation.

Permanentmagnete aus gesinterten Ferritmaterialien weisen darüber hinaus eine relativ geringe Koerzitivfeldstärke auf, so dass bei einem gegenläufigen Magnetfeld ausreichend hoher Feldstärke die Gefahr einer Entmagnetisierung besteht. Um diese relativ geringe Koerzitivität zu kompensieren, sind die Permanentmagnete in der Richtung ihrer Materialanisotropie und ihrer Magnetisierung relativ dick ausgeführt, um sie widerstandsfähiger gegen eine Entmagnetisierung durch das Statorfeld der elektrischen Maschine zu machen.In addition, permanent magnets made of sintered ferrite materials have a relatively low coercive force, so that there is a risk of demagnetization in the case of an opposing magnetic field of sufficiently high field strength. To compensate for this relatively low coercivity, the permanent magnets are made relatively thick in the direction of their material anisotropy and their magnetization to make them more resistant to demagnetization by the stator field of the electric machine.

Weiterhin sind bei der oben beschriebenen Läuferanordnung zwei Luftspalte in dem Flusspfad eines Permanentmagneten vorgesehen. Um dennoch eine hohe Luftspaltflussdichte sowie eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen eine Entmagnetisierung zu erreichen, werden daher die derart angeordneten Permanentmagnete häufig doppelt so dick (in Polungsrichtung) ausgebildet wie Permanentmagnete aus Ferritmaterial mit ihrer Polrichtung parallel zum Luftspaltmagnetfeld, die konstruktionsbedingt nur einen Luftspalt in ihrem jeweiligen Flusspfad aufweisen. Furthermore, in the rotor arrangement described above, two air gaps are provided in the flow path of a permanent magnet. In order nevertheless to achieve a high air gap flux density as well as a high resistance to demagnetization, the permanent magnets thus arranged are often twice as thick (in the poling direction) as permanent magnets made of ferrite material with their polar direction parallel to the air gap magnetic field, the design only an air gap in their respective flow path exhibit.

Insbesondere bei rotatorischen elektrischen Maschinen mit einem bestimmten Rotordurchmesser und einer vorgegebenen Polzahl führt bei einer Speichenanordnung jede Erhöhung der Dicke der Permanentmagnete in tangentialer Richtung (Polungsrichtung) zu einer Verringerung ihrer maximal möglichen radialen Länge. Diese Beschränkung der radialen Länge der Permanentmagnete begrenzt den durch die Permanentmagnete bereitstellbaren Fluss und verringert dadurch die Luftspaltflussdichte und die Drehmomentdichte der elektrischen Maschine. In particular, in rotary electric machines with a certain rotor diameter and a predetermined number of poles in a spoke arrangement, any increase in the thickness of the permanent magnets in the tangential direction (poling direction) leads to a reduction in their maximum possible radial length. This limitation of the radial length of the permanent magnets limits the flux that can be provided by the permanent magnets and thereby reduces the air gap flux density and the torque density of the electric machine.

Darüber hinaus führt jegliche Erhöhung der Dicke der Permanentmagnete zu einer Verringerung der Winkelabdeckung der einzelnen Polschuhe an dem Luftspalt der elektrischen Maschine und kann ebenfalls dazu führen, dass dieser Winkel kleiner ist als sein Optimum.Moreover, any increase in the thickness of the permanent magnets results in a reduction in the angular coverage of the individual pole pieces at the air gap of the electrical machine and may also result in this angle being less than its optimum.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Entmagnetisierfestigkeit in dem Entmagnetisierungsbereich der Permanentmagnete zu verbessern.It is an object of the present invention to improve the demagnetization resistance in the demagnetization region of the permanent magnets.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch die Läuferanordnung für eine elektrische Maschine gemäß Anspruch 1 sowie durch die elektrische Maschine gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.This object is achieved by the rotor assembly for an electric machine according to claim 1 and by the electric machine according to the independent claim.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the present invention are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Läuferanordnung für eine elektrische Maschine vorgesehen, umfassend:

  • – einen Permanentmagneten, der aus mindestens zwei Teilmagneten zusammengesetzt ist; und
  • – mindestens zwei Polschuhe, zwischen denen der Permanentmagnet angeordnet ist, so dass dessen Magnetisierungsrichtung in Anordnungsrichtung der Polschuhe ausgerichtet ist;
wobei der zweite Teilmagnet eine höhere Koerzitivfeldstärke als der erste Teilmagnet aufweist. According to a first aspect, there is provided a rotor assembly for an electrical machine comprising:
  • - A permanent magnet, which is composed of at least two partial magnets; and
  • - At least two pole pieces, between which the permanent magnet is arranged, so that its magnetization direction is aligned in the arrangement direction of the pole pieces;
wherein the second partial magnet has a higher coercive force than the first partial magnet.

Weiterhin kann der erste Teilmagnet eine höhere Remanenz als der zweite Teilmagnet aufweisen.Furthermore, the first partial magnet can have a higher remanence than the second partial magnet.

Eine Idee der obigen Läuferanordnung besteht darin, die Permanentmagnete zwei- oder mehrteilig auszubilden, wobei ein erster luftspaltferner Teilmagnet eine geringere Koerzitivfeldstärke aufweist als ein zweiter luftspaltnaher Teilmagnet und wobei der zweite luftspaltnahe Teilmagnet eine geringere Remanenz aufweist als der erste luftspaltferne Teilmagnet. Auf diese Weise ist es möglich, die Entmagnetisierfestigkeit in dem Entmagnetisierungsbereich zu verbessern, in dem aufgrund des Statormagnetfelds eine Entmagnetisierung auftreten kann, jedoch gleichzeitig zu gewährleisten, dass von dem zusammengesetzten Permanentmagneten eine ausreichend hohe Flussdichte bereitgestellt wird. One idea of the above rotor arrangement is to design the permanent magnets in two or more parts, wherein a first air gap remote partial magnet has a lower coercive field strength than a second air gap near part magnet and wherein the second air gap near part magnet has a lower remanence than the first air gap remote part magnet. In this way, it is possible to improve the demagnetization resistance in the demagnetization region in which demagnetization may occur due to the stator magnetic field but at the same time to ensure that a sufficiently high flux density is provided by the composite permanent magnet.

Weiterhin wird dadurch die Luftspaltflussdichte und damit die Drehmomentdichte der elektrischen Maschine erhöht, da der luftspaltferne erste Teilmagnet eine hohe Remanenz aufweist, so dass nur ein relativ geringer Teil der radialen Länge des Permanentmagneten verwendet werden muss, um die Stege, die die Polschuhe halten, in die Sättigung zu bringen. Die erhöhte Drehmomentdichte ermöglicht es, die axiale Länge der elektrischen Maschine bei einem gleichen Nominaldrehmoment zu reduzieren und so können das Gewicht der elektrischen Maschine, deren Größe und deren Herstellungskosten ebenfalls reduziert werden.Furthermore, thereby the air gap flux density and thus the torque density of the electric machine is increased because the air gap distant first partial magnet has a high remanence, so that only a relatively small part of the radial length of the permanent magnet must be used to the webs that hold the pole pieces in bring the saturation. The increased torque density makes it possible to reduce the axial length of the electric machine at a same nominal torque and so the weight of the electric machine, its size and their manufacturing costs can also be reduced.

Es kann vorgesehen sein, dass der erste Teilmagnet und/oder der zweite Teilmagnet blockförmig ausgebildet sind. It can be provided that the first partial magnet and / or the second partial magnet are block-shaped.

Gemäß einer Ausführungsform ist eine Tasche zur Aufnahme des Permanentmagneten so vorgesehen, dass deren Polflächen an Seitenflächen der angrenzenden Polschuhe anliegen. According to one embodiment, a pocket for receiving the permanent magnet is provided so that its pole faces abut against side surfaces of the adjacent pole shoes.

Die Läuferanordnung kann mit Polkonturen an einem Luftspalt zugewandten Enden der Polschuhe ausgebildet sein, wobei der erste Teilmagnet luftspaltferner angeordnet ist als der zweite Teilmagnet. The rotor arrangement may be formed with pole contours at an air gap facing ends of the pole pieces, wherein the first partial magnet air gap remover is arranged as the second partial magnet.

Vorteilhaft ist der Permanentmagnet anisotrop ausgebildet, wobei die Magnetisierungsrichtung in Tangentialrichtung durch den gesamten Magneten geradlienig verläuft. Beispielsweise ist die Koerzitivfeldstärke des zweiten Teilmagneten um bis zu 50 % höher, als die des ersten Teilmagneten, wobei insbesondere die Koerzitivfeldstärke des zweiten Teilmagneten im Bereich zwischen 330 bis 360 kA/m liegt. Beispielsweise ist die Remanenz des zweiten Teilmagneten um bis zu 20 % geringer, als die des ersten Teilmagneten, wobei insbesondere die Remanenz des zweiten Teilmagneten im Bereich zwischen 380 bis 460 mT liegt.Advantageously, the permanent magnet is formed anisotropic, wherein the magnetization direction extends in the tangential direction through the entire magnet geradlienig. For example, the coercive field strength of the second partial magnet is higher by up to 50% than that of the first partial magnet, with the coercive field strength of the second partial magnet in particular being in the range between 330 and 360 kA / m. For example, the remanence of the second partial magnet is up to 20% lower than that of the first partial magnet, with the remanence of the second partial magnet in particular being in the range between 380 to 460 mT.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine elektrische Maschine mit einer Statoranordnung zum Bereitstellen eines Statormagnetfelds und der obigen Läuferanordnung vorgesehen, wobei die Polschuhe der Läuferanordnung durch einen Luftspalt von der Statoranordnung getrennt sind.According to a further aspect, an electrical machine with a stator arrangement for providing a stator magnetic field and the above rotor arrangement is provided, wherein the pole pieces of the rotor arrangement are separated from the stator arrangement by an air gap.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine elektrische Maschine mit einer Läuferanordnung mit mehrteiligen Permanentmagneten; 1 a schematic cross-sectional view through an electric machine with a rotor assembly with multi-part permanent magnet;

2 eine detailliertere Darstellung eines Ausschnitts des Querschnitts durch die elektrische Maschine mit dargestellten magnetischen Feldlinien; und 2 a more detailed representation of a section of the cross section through the electric machine with illustrated magnetic field lines; and

3 ein Diagramm zur Darstellung der Kennlinien der Teilmagnete zum Aufbau des Permanentmagneten für die Läuferanordnung der 1. 3 a diagram illustrating the characteristics of the partial magnets for the construction of the permanent magnet for the rotor assembly of 1 ,

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer herkömmlichen rotatorischen, permanentmagneterregten Innenläufermaschine 1. Die elektrische Maschine 1 weist einen zylinderförmigen Stator 2 auf. Der Stator 2 umfasst einen zylinderförmigen Statorrückschlussbereich 21, von dem äquidistant in Umfangsrichtung angeordnete Statorzähne 22 radial nach innen gerichtet abstehen und mit ihren nach innen gerichteten Enden eine ebenfalls zylinderförmige Innenausnehmung 3 definieren. Die Statorzähne 22 sind an ihren radial inneren Enden mit Zahnköpfen 23 versehen, die eine etwa kreissegmentförmige, konkave Außenkontur aufweisen. Die Statorzähne 22 sind mit (nicht gezeigten) Statorspulen versehen, durch die bei Bestromung ein Statormagnetfeld erzeugt werden kann. 1 shows a schematic cross-sectional view of a conventional rotary, permanent magnet excited internal rotor machine 1 , The electric machine 1 has a cylindrical stator 2 on. The stator 2 includes a cylindrical stator yoke region 21 of which equidistantly arranged in the circumferential direction stator teeth 22 projecting radially inwardly and with their inwardly directed ends a likewise cylindrical inner recess 3 define. The stator teeth 22 are at their radially inner ends with tooth heads 23 provided, which have an approximately circular segment-shaped, concave outer contour. The stator teeth 22 are provided with (not shown) stator coils through which a stator magnetic field can be generated when energized.

In der Innenausnehmung 3 ist als Läuferanordnung ein ebenfalls zylinderförmiger Rotor 4 (Läufer der elektrischen Maschine) drehbeweglich an einer Welle 5 angeordnet. Der Rotor 4 weist einen Rotorkörper 41 auf, der mit Polschuhen 42 versehen ist, die über Stege 43 mit einem an der Welle 5 angeordneten Rückschlussbereich 44 verbunden sind. In the interior recess 3 is a rotor assembly also a cylindrical rotor 4 (Rotor of the electric machine) rotatably on a shaft 5 arranged. The rotor 4 has a rotor body 41 on that with pole shoes 42 is provided, which over webs 43 with one on the shaft 5 arranged inference region 44 are connected.

Die Stege 43 sind vorzugsweise so dimensioniert, dass sie eine ausreichende mechanische Stabilität aufweisen, um die Polschuhe 42 gegen radial wirkende Zentrifugalkräfte sowie bei Beschleunigung oder Abbremsen des Motors in tangentialer Richtung wirkende Querkräfte zu halten und dennoch einen Querschnitt aufweisen, der ausreichend klein ist, um den durch die Permanentmagnete 7 bewirkten magnetischen Fluss durch den Rückschlussbereich 44 möglichst gering zu halten. Insbesondere ist es erforderlich, dass der durch die Stege 43 fließende Teil des magnetischen Flusses der Permanentmagnete 7 ausreicht, um die magnetische Flussdichte in den Stegen 43 in einer Sättigung zu halten.The bridges 43 are preferably dimensioned so that they have sufficient mechanical stability to the pole pieces 42 against radially acting centrifugal forces as well as during acceleration or deceleration of the engine to hold in the tangential direction acting transverse forces and still have a cross-section which is sufficiently small to that by the permanent magnets 7 caused magnetic flux through the inference region 44 keep as low as possible. In particular, it is necessary that the through the webs 43 flowing part of the magnetic flux of the permanent magnets 7 sufficient to the magnetic flux density in the webs 43 to keep in saturation.

Zwischen den Polschuhen 42 sind Taschen 6 angeordnet, in denen Permanentmagnete 7 aufgenommen sind. Die Taschen 6 erstrecken sich im Wesentlichen länglich in radialer Richtung von annähernd dem Außenumfang des Rotors 4 zu dem Rückschlussbereich 44 des Rotors 4.Between the pole shoes 42 are bags 6 arranged in which permanent magnets 7 are included. The bags 6 extend substantially oblong in the radial direction of approximately the outer circumference of the rotor 4 to the inference area 44 of the rotor 4 ,

Um die Taschen 6 in radialer Richtung nach außen zu begrenzen, weisen die Polschuhe 42 Überstände 45 auf, die die in den Taschen 6 angeordneten Permanentmagnete 7 übergreifen und diese zuverlässig, auch gegen das Wirken von Zentrifugalkräften bei Drehung des Rotors 4, in den Taschen 6 zu halten.To the bags 6 to limit in the radial direction to the outside, have the pole pieces 42 supernatants 45 on, those in the pockets 6 arranged permanent magnets 7 overlap and this reliable, even against the action of centrifugal forces upon rotation of the rotor 4 , in the pockets 6 to keep.

Eine derartige elektrische Maschine 1 wird beispielsweise elektromotorisch betrieben, indem die Statorspulen so bestromt werden, dass ein umlaufendes Statormagnetfeld erzeugt wird, das mit dem von den Permanentmagneten 7 über die Polschuhe 42 bewirkten Erregermagnetfeld wechselwirkt und dadurch ein Drehmoment auf den Rotor 4 ausübt.Such an electrical machine 1 is operated by an electric motor, for example, in that the stator coils are energized in such a way that a circulating stator magnetic field is generated, which is identical to that of the permanent magnets 7 over the pole shoes 42 caused exciter magnetic field interacts and thereby a torque on the rotor 4 exercises.

Die Permanentmagnete 7 werden üblicherweise durch Pressen von Ferritpulvermaterial hergestellt und anschließend gesintert, wobei dem Ferritmaterial während dem Pressen durch Beaufschlagen mit einem Magnetfeld eine Magnetisierungsanisotropie verliehen wird und anschließend eine Magnetisierung des gesinterten Materials in der Richtung der Anisotropie erfolgt. Die Permanentmagnete 7 werden vorzugsweise aus Gründen der einfachen Herstellbarkeit block- bzw. quaderförmig vorgesehen. Die magnetische Polrichtung bzw. Magnetisierung der Permanentmagnete 7 ist in tangentialer Richtung, d. h. senkrecht zu den Grenzflächen zwischen den Polschuhen 42 und den Taschen 6 ausgerichtet.The permanent magnets 7 are usually prepared by pressing ferrite powder material and then sintered, wherein magnetization anisotropy is imparted to the ferrite material during pressing by application of a magnetic field, followed by magnetization of the sintered material in the direction of anisotropy. The permanent magnets 7 are preferably block or cuboid provided for reasons of ease of manufacture. The magnetic pole direction or magnetization of the permanent magnets 7 is in the tangential direction, ie perpendicular to the interfaces between the pole pieces 42 and the bags 6 aligned.

Die Permanentmagnete 7 sind zwei- oder mehrteilig ausgebildet. Ein erster Teilmagnet 71 ist in der Tasche 6 luftspaltfern, d. h. angrenzend an den Rückschlussbereich 44, angeordnet und ein zweiter Teilmagnet 72 schließt sich in radialer Richtung an den ersten Teilmagneten 71 an und ist luftspaltnah angeordnet. The permanent magnets 7 are formed in two or more parts. A first part magnet 71 is in the bag 6 Air gap far, ie adjacent to the yoke 44 , arranged and a second partial magnet 72 closes in the radial direction to the first part of the magnet 71 on and is arranged close to the air gap.

Vorzugsweise werden als erster und zweiter Teilmagnet 71, 72 blockförmige, d. h. quaderförmige, Permanentmagnete 7 verwendet, da sich diese einfach herstellen lassen. Die verwendeten Teilmagnete 71, 72 weisen vorzugsweise eine in tangentialer Richtung (bzw. Anordnungsrichtung der Polschuhe verlaufende) geradlinige Magnetisierung auf, so dass deren Polflächen an die Polschuhe 42 mit gleichen Polen angrenzen.Preferably, as the first and second partial magnet 71 . 72 block-shaped, ie cuboid, permanent magnets 7 used, since these can be easily produced. The partial magnets used 71 . 72 preferably have a in the tangential direction (or arrangement direction of the pole pieces extending) rectilinear magnetization, so that their pole faces to the pole pieces 42 adjacent to the same poles.

Der erste Teilmagnet 71 weist eine möglichst hohe Remanenz auf. Je nach Herstellungsverfahren und verwendeten Materialien für die ersten Permanentmagnete 71 werden diese zur Optimierung ihrer Remanenz ausgewählt. Der erste Teilmagnet 71 ist so geformt, dass er die Tasche 6 in dem luftspaltfernen Bereich ausfüllt und eine Magnetisierung in tangentialer Richtung, d. h. in Anordnungsrichtung der Polschuhe 42, bereitstellt. The first part magnet 71 has the highest possible remanence. Depending on the manufacturing process and materials used for the first permanent magnets 71 these are selected to optimize their remanence. The first part magnet 71 is shaped so that he has the bag 6 fills in the air gap remote area and a magnetization in the tangential direction, ie in the direction of arrangement of the pole pieces 42 , provides.

An den ersten Teilmagneten 71 schließt sich in radialer Richtung der zweite Teilmagnet 72 an, und zwar möglichst unmittelbar. Der zweite Teilmagnet 72 ist für eine hohe Koerzitivfeldstärke ausgelegt. Mit anderen Worten wird bei der Herstellung des zweiten Teilmagneten 72 das verwendete Magnetmaterial zum Erreichen einer hohen Koerzitivfeldstärke ausgewählt. Da sich häufig, wie in 3 dargestellt ist, die Koerzitivfeldstärke und die Remanenz eines Magnetmaterials gegenläufig verhalten, führt dies dazu, dass die Remanenz des zweiten Teilmagneten 72 geringer ist als die des ersten Teilmagneten 71 und die Koerzitivfeldstärke des ersten Teilmagneten 71 geringer ist als die des zweiten Teilmagneten 72.At the first part magnet 71 closes in the radial direction of the second partial magnet 72 on, and as directly as possible. The second part magnet 72 is designed for high coercivity. In other words, in the production of the second partial magnet 72 selected the magnetic material used to achieve a high coercive force. As often as in 3 , the coercive field strength and the remanence of a magnetic material behave in opposite directions, this leads to the fact that the remanence of the second partial magnet 72 less than that of the first partial magnet 71 and the coercive force of the first partial magnet 71 less than that of the second partial magnet 72 ,

In 3 zeigen jeweils die Kurve K1 den Verlauf der Remanenz bezüglich der magnetischen Feldstärke für den ersten Teilmagneten 71 und die Kurve K2 den Verlauf der Remanenz über der Feldstärke für den zweiten Teilmagneten 72.In 3 In each case the curve K1 show the course of the remanence with respect to the magnetic field strength for the first partial magnet 71 and the curve K2 the course of the remanence over the field strength for the second partial magnet 72 ,

Das Längenverhältnis der radialen Längen des zweiten Teilmagneten 72 zur Länge des ersten Teilmagneten 71 liegt vorzugsweise zwischen 0,1:0,9 und 0,5:0,5, vorzugsweise zwischen 0,2:0,8 und 0,4:0,6.The aspect ratio of the radial lengths of the second partial magnet 72 to the length of the first part magnet 71 is preferably between 0.1: 0.9 and 0.5: 0.5, preferably between 0.2: 0.8 and 0.4: 0.6.

2 zeigt einen Ausschnitt der Schnittansicht der elektrischen Maschine 1 der 1 mit eingezeichneten Flusslinien bei Volllast. Die Flussdichte in den zwei dargestellten luftspaltfernen ersten Teilmagneten 71 nahe dem Rückschlussbereich 44 ist höher als die in dem zweiten Teilmagneten 72 nahe dem Luftspalt, was durch den Abstand zwischen den Feldlinien dargestellt ist. Die sehr geringe Flussdichte in dem Entmagnetisierungsbereich in der oberen rechten Ecke des zweiten Teilmagneten 72 ist deutlich erkennbar, jedoch kann durch die zweiteilige Ausgestaltung mit dem zweiten Teilmagneten 72 eine unumkehrbare Entmagnetisierung des zweiten Teilmagneten 72 verhindert werden. 2 shows a section of the sectional view of the electric machine 1 of the 1 with marked flow lines at full load. The flux density in the two air gap remote first partial magnets 71 near the inference area 44 is higher than that in the second partial magnet 72 near the air gap, which is represented by the distance between the field lines. The very low flux density in the demagnetization area in the upper right corner of the second partial magnet 72 is clearly visible, but can by the two-part design with the second partial magnet 72 an irreversible demagnetization of the second partial magnet 72 be prevented.

Claims (10)

Läuferanordnung (4) für eine elektrische Maschine (1), umfassend: – einen Permanentmagneten (7), der aus mindestens zwei Teilmagneten (71, 72) zusammengesetzt ist; und – mindestens zwei Polschuhe (42), zwischen denen der Permanentmagnet (7) angeordnet ist, so dass dessen Magnetisierungsrichtung in tangentialer Richtung ausgerichtet ist; wobei der zweite Teilmagnet (72) eine höhere Koerzitivfeldstärke als der erste Teilmagnet (71) aufweist. Runner arrangement ( 4 ) for an electric machine ( 1 ), comprising: - a permanent magnet ( 7 ), which consists of at least two partial magnets ( 71 . 72 ) is composed; and - at least two pole shoes ( 42 ), between which the permanent magnet ( 7 ) is arranged so that its magnetization direction is aligned in the tangential direction; wherein the second partial magnet ( 72 ) has a higher coercive field strength than the first partial magnet ( 71 ) having. Läuferanordnung (4) nach Anspruch 1, wobei der erste Teilmagnet (71) eine höhere Remanenz als der zweite Teilmagnet (72) aufweist.Runner arrangement ( 4 ) according to claim 1, wherein the first partial magnet ( 71 ) a higher remanence than the second partial magnet ( 72 ) having. Läuferanordnung (4) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Teilmagnet (71) und/oder der zweite Teilmagnet (72) blockförmig oder quaderförmig ausgebildet sind, und vorzugsweise beide Teilmagnete (71, 72) als gesinterte Ferritmagnete ausgebildet sind.Runner arrangement ( 4 ) according to claim 1 or 2, wherein the first partial magnet ( 71 ) and / or the second partial magnet ( 72 ) block-shaped or cuboid, and preferably both partial magnets ( 71 . 72 ) are formed as sintered ferrite magnets. Läuferanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Tasche (6) zur Aufnahme des Permanentmagneten (7) so vorgesehen ist, dass deren Polflächen an Seitenflächen der angrenzenden Polschuhe (42) anliegen. Runner arrangement ( 4 ) according to one of claims 1 to 3, wherein a bag ( 6 ) for receiving the permanent magnet ( 7 ) is provided so that their pole faces on side surfaces of the adjacent pole pieces ( 42 ) issue. Läuferanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Läuferanordnung (4) mit Polkonturen an einem Luftspalt (3) zugewandten Enden der Polschuhe (42) ausgebildet ist, wobei der erste Teilmagnet (71) luftspaltferner angeordnet ist als der zweite Teilmagnet (72).Runner arrangement ( 4 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the rotor arrangement ( 4 ) with pole contours at an air gap ( 3 ) facing ends of the pole pieces ( 42 ), wherein the first partial magnet ( 71 ) air gap remover is arranged as the second partial magnet ( 72 ). Läuferanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die beiden Teilmagnete (71, 72) in Radialrichtung unmittelbar aneinander anliegen, und insbesondere der Permanentmagnet 7 in Radialrichtung länger ausgebildet ist als in Tangentialrichtung.Runner arrangement ( 4 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the two partial magnets ( 71 . 72 ) abut each other directly in the radial direction, and in particular the permanent magnet 7 is formed longer in the radial direction than in the tangential direction. Läuferanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Permanentmagnet (7) anisotrop ausgebildet ist und insbesondere die Magnetisierungsrichtung in Tangentialrichtung durch den gesamten Magneten geradlienig verläuft.Runner arrangement ( 4 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the permanent magnet ( 7 ) is anisotropic and in particular the direction of magnetization in the tangential direction extends through the entire magnet geradlienig. Läuferanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Koerzitivfeldstärke des zweiten Teilmagneten (72) um bis zu 50 % höher ist als die des ersten Teilmagneten (71), und insbesondere die Koerzitivfeldstärke des zweiten Teilmagneten (72) im Bereich zwischen 330 bis 360 kA/m liegt.Runner arrangement ( 4 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the coercive field strength of the second partial magnet ( 72 ) is up to 50% higher than that of the first part magnet ( 71 ), and in particular the coercive field strength of the second partial magnet ( 72 ) is in the range between 330 and 360 kA / m. Läuferanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Remanenz des zweiten Teilmagneten (72) um bis zu 20 % geringer ist als die des ersten Teilmagneten (71), und insbesondere die Remanenz des zweiten Teilmagneten (72) im Bereich zwischen 380 bis 460 mT liegt.Runner arrangement ( 4 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the remanence of the second partial magnet ( 72 ) is up to 20% smaller than that of the first part magnet ( 71 ), and in particular the remanence of the second partial magnet ( 72 ) is in the range between 380 to 460 mT. Elektrische Maschine (1) mit einer Statoranordnung (2) zum Bereitstellen eines Statormagnetfelds und einer Läuferanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Polschuhe (42) der Läuferanordnung (4) durch einen Luftspalt (3) von der Statoranordnung (2) getrennt sind.Electric machine ( 1 ) with a stator arrangement ( 2 ) for providing a stator magnetic field and a rotor arrangement ( 4 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the pole shoes ( 42 ) of the rotor arrangement ( 4 ) through an air gap ( 3 ) of the stator assembly ( 2 ) are separated.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106300729B (en) * 2015-05-29 2019-11-12 珠海格力电器股份有限公司 Permanent magnet machine rotor and permanent magnet synchronous motor
DE102015224544A1 (en) * 2015-12-08 2017-06-08 Robert Bosch Gmbh Rotor arrangement for a permanent magnet excited electrical machine
CN209526572U (en) * 2018-08-31 2019-10-22 蔚来汽车有限公司 Motor and its stator, rotor and magnet

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD222745A1 (en) * 1984-04-02 1985-05-22 Elektromasch Forsch Entw PERMANENT MAGNETIC ROLLER FOR ELECTRICAL MACHINES
DE69809689T2 (en) * 1997-09-29 2003-10-16 Fujitsu General Ltd Electric motor with permanent magnet rotor
DE69816391T2 (en) * 1997-09-26 2004-04-22 Fujitsu General Ltd., Kawasaki Electric motor of the type with permanent magnet rotor
US6847143B1 (en) * 1999-03-22 2005-01-25 Valeo Equipements Electriques Moteur Rotary electrical machine having magnet arrangements with magnets of different compositions
US20110175478A1 (en) * 2008-06-20 2011-07-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Permanent magnet electric motor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7556082B2 (en) * 2006-03-29 2009-07-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Interior permanent magnet rotors with multiple properties and methods of making same
DE112007001339T5 (en) * 2006-06-12 2009-05-20 REMY TECHNOLOGIES LLC., Pendleton Magnet for a dynamoelectric machine, dynamoelectric machine and process
CN102624181A (en) * 2012-03-30 2012-08-01 岳群生 Optimal design method for permanent magnetic synchronous motor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD222745A1 (en) * 1984-04-02 1985-05-22 Elektromasch Forsch Entw PERMANENT MAGNETIC ROLLER FOR ELECTRICAL MACHINES
DE69816391T2 (en) * 1997-09-26 2004-04-22 Fujitsu General Ltd., Kawasaki Electric motor of the type with permanent magnet rotor
DE69809689T2 (en) * 1997-09-29 2003-10-16 Fujitsu General Ltd Electric motor with permanent magnet rotor
US6847143B1 (en) * 1999-03-22 2005-01-25 Valeo Equipements Electriques Moteur Rotary electrical machine having magnet arrangements with magnets of different compositions
US20110175478A1 (en) * 2008-06-20 2011-07-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Permanent magnet electric motor

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Internet-Seite http://www.magnete-welter.de/html/magnetwerkstoffe_-_charakteris.html, "Magnetwerkstoffe- Charakteristiken", veröffentlichte und vom Internet-Archive erfassste Version vom 29.10.2010 *
Wikipedia Artikel "Koerzitivfeldstärke", veröffentlichte Version vom 12.10.2011 *
Wikipedia Artikel "Remanenz", veröffentlichte Version vom 05.03.2012 *

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