DE102015101882A1 - Rotor for an electric motor - Google Patents

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Abstract

Ein Rotor für einen Elektromotor hat einen Rotorkörper (2) und ein den Rotorkörper (2) umgebendes Stützmittel (5). Der Rotorkörper (2) besteht aus Sektoren (3) aus einem permanentmagnetischen Material, die in dem als Hohlzylinder ausgestalteten Stützmittel (5) konzentrisch angeordnet sind. Auf die Radialflächen (11) der Sektoren (3) kann eine aus einem elektrisch nicht leitenden Material bestehende Lackschicht als Trennschicht (12) aufgebracht sein.A rotor for an electric motor has a rotor body (2) and a support means (5) surrounding the rotor body (2). The rotor body (2) consists of sectors (3) of a permanent magnetic material, which are arranged concentrically in the supporting means (5) designed as a hollow cylinder. On the radial surfaces (11) of the sectors (3) can be applied as a release layer (12) consisting of an electrically non-conductive material lacquer layer.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen Elektromotor mit einem Rotorkörper und einem den Rotorkörper umgebenden Stützmittel.The invention relates to a rotor for an electric motor with a rotor body and a support means surrounding the rotor body.

Rotoren der angegebenen Art sind u. a. aus Elektromotoren bekannt. Der Rotor besteht in der Regel aus einer Spule mit Eisenkern (dem sogenannten Anker) und ist drehbar in einem von einem feststehenden Stator erzeugten Magnetfeld gelagert. Rotors of the specified type are u. a. known from electric motors. The rotor usually consists of a coil with iron core (the so-called anchor) and is rotatably mounted in a magnetic field generated by a stationary stator.

Bei Elektromotoren, die für hohe Drehzahlen ausgestaltet sind, ist es bekannt zur Erzeugung eines Rotormagnetfeldes den Rotor anstelle einer Spule mit einem Eisenkern mit einem Permanentmagneten zu versehen. Üblicherweise wird hierbei der in Segmenten vorliegende Permanentmagnet auf einen tragenden Rotorkörper aufgebracht, zum Beispiel aufgeklebt. Damit der Rotor, insbesondere die Magnetsegmente, den bei hohen Drehzahlen einwirkenden Fliehkräften widerstehen, wird der Rotor mit einer Bandage umwickelt, die aus einem hochfesten Material besteht. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die Befestigung der Magnetsegmente an dem Rotorkörper die Variabilität des Rotordurchmessers oben hin begrenzt, da die sichere Befestigung der Segmente bei hohen Drehzahlen und großem Rotordurchmesser nicht sichergestellt werden kann.In electric motors that are designed for high speeds, it is known to provide the rotor instead of a coil with an iron core with a permanent magnet for generating a rotor magnetic field. Usually, in this case, the present in segments permanent magnet is applied to a supporting rotor body, for example glued. In order for the rotor, in particular the magnet segments, to withstand the centrifugal forces acting at high rotational speeds, the rotor is wrapped with a bandage which consists of a high-strength material. The disadvantage here, however, that the attachment of the magnet segments on the rotor body limits the variability of the rotor diameter above, since the secure attachment of the segments at high speeds and large rotor diameter can not be ensured.

Weiterhin ist bekannt, den Rotorkörper aus einem durchgehenden Permanentmagneten zu gestalten. Die Stabilität des Permanentmagneten wird bei sehr hohen Drehzahlen ebenfalls durch eine umlaufende Bandage aus einem hochfesten Material sichergestellt, da die verwendeten Permanentmagneten aus beispielsweise Seltenerdmaterialien eine spröde Beschaffenheit und eine geringe Zugfestigkeit aufweisen. Wie aus DE 10 2011 003 400 A1 bekannt ist, können mit solch konstruierten Rotoren und einer entsprechenden Bandage höhere Drehzahlen von circa 190.000 Umdrehungen pro Minute erreicht werden. Jedoch neigen die Seltenerdmagnete aufgrund ihrer spröden Beschaffenheit zu bersten, so dass die Erzeugung des notwendigen Rotormagnetfeldes nicht mehr gewährleistet werden kann.Furthermore, it is known to make the rotor body of a continuous permanent magnet. The stability of the permanent magnet is also ensured at very high speeds by a rotating bandage made of a high-strength material, since the permanent magnets used, for example, rare earth materials have a brittle nature and low tensile strength. How out DE 10 2011 003 400 A1 is known, with such constructed rotors and a corresponding bandage higher speeds of about 190,000 revolutions per minute can be achieved. However, the rare earth magnets tend to burst because of their brittle nature, so that the generation of the necessary rotor magnetic field can no longer be guaranteed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor für einen Elektromotor bereitzustellen, der aus einem Permanentmagnet besteht und für hohe Drehzahlen geeignet ist.The invention has for its object to provide a rotor for an electric motor, which consists of a permanent magnet and is suitable for high speeds.

Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is solved by the invention defined in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Rotorkörper aus Sektoren aus einem permanentmagnetischen Material gebildet ist, die in dem als Hohlzylinder ausgestalteten Stützmittel konzentrisch angeordnet sind. Es hat sich herausgestellt, dass der erfindungsgemäße Rotor mit hohen Drehzahlen von über 200.000 Umdrehungen pro Minute, insbesondere über 300.000 Umdrehungen pro Minute belastet werden kann, ohne dass die Integrität des Rotors geschädigt wird. Die Anzahl der Sektoren, die im Sinne der Erfindung auch als Kreissektoren oder Magnetsektoren bezeichnet werden können, kann so gewählt werden, dass die in den Sektoren wirkenden Fliehkraftspannungen vernachlässigbar klein sind und die Funktionalität der Permanentmagneten nicht beeinträchtigt wird. Die Sektoren bilden keine selbsttragende Struktur. Deren Festigkeit wird allein durch das den Rotorkörper, beziehungsweise die Sektoren umgebende Stützmittel hergestellt. Das für die Funktion des Rotors in einem Elektromotor notwendige Rotormagnetfeld wird durch die Ausgestaltung der Magnetsektoren als Rotorkörper bereitgestellt.The object is achieved in that the rotor body is formed of sectors of a permanent magnetic material, which are arranged concentrically in the support means configured as a hollow cylinder. It has been found that the rotor according to the invention can be loaded with high speeds of more than 200,000 revolutions per minute, in particular more than 300,000 revolutions per minute, without the integrity of the rotor being damaged. The number of sectors, which may also be referred to as circular sectors or magnetic sectors within the meaning of the invention, may be selected such that the centrifugal force stresses acting in the sectors are negligibly small and the functionality of the permanent magnets is not impaired. The sectors do not form a self-supporting structure. Their strength is produced solely by the support surrounding the rotor body or the sectors. The necessary for the function of the rotor in an electric motor rotor magnetic field is provided by the design of the magnetic sectors as a rotor body.

Ein weiterer Vorteil der Aufteilung des Rotorkörpers in Sektoren besteht darin, dass hierdurch eine Ausbildung von Wirbelströmen im Rotormagnetfeld reduziert wird. Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass zwischen zwei aneinander angrenzenden Sektoren eine Trennschicht vorliegt. Die Trennschicht kann aus einem elektrisch nicht leitenden Material bestehen, beispielsweise einem Kunststoff und kann als Lackschicht auf die Sektoren, insbesondere deren Berührungsbereiche aufgebracht werden oder als separate Trennschicht zwischen zwei sich benachbarten Sektoren angeordnet sein. A further advantage of the division of the rotor body into sectors is that this reduces the formation of eddy currents in the rotor magnetic field. In addition, it is proposed that there be a separating layer between two adjoining sectors. The separating layer can consist of an electrically non-conductive material, for example a plastic, and can be applied as a lacquer layer to the sectors, in particular their contact areas, or arranged as a separate separating layer between two adjacent sectors.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen den konzentrisch angeordneten Sektoren ein längs durch den Rotor verlaufender Hohlraum vorliegt. Die Magnetsektoren können derart gestaltet sein, beispielsweise als Kreisringsektoren, dass sich in der Mitte des Rotors ein axial verlaufender Hohlraum ergibt. Dieser Hohlraum kann bei Bedarf genutzt werden, um zum Beispiel einen Zuganker mit dem Rotor zu verbinden. Die Form des Hohlraums kann eckig oder rund sein. In one embodiment of the invention it is provided that between the concentrically arranged sectors there is a longitudinally extending through the rotor cavity. The magnetic sectors may be designed in such a way, for example as circular ring sectors, that an axially extending cavity results in the middle of the rotor. This cavity can be used as needed, for example, to connect a tie rod with the rotor. The shape of the cavity may be angular or round.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die Sektoren bis zu einer Rotationsachse des Rotors. Bei dieser Ausgestaltung wird auf einen axial liegenden Hohlraum verzichtet. In a further embodiment of the invention, the sectors extend up to a rotational axis of the rotor. In this embodiment, an axially located cavity is dispensed with.

Das Stützmittel, welches den Rotorkörper, d.h. die Magnetsektoren umgibt, ist bevorzugt aus einem Kunststoff, einem Metall, einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff oder einer Kombination hieraus gefertigt.The proppant which supports the rotor body, i. The magnetic sectors surrounding, is preferably made of a plastic, a metal, a carbon fiber reinforced plastic or a combination thereof.

Ferner ist vorgesehen, dass ein permanentmagnetischer Werkstoff der Sektoren ein Metall, ein Kunststoff, ein keramischer Werkstoff oder eine Kombination hieraus ist. Im Sinne der Erfindung umfassen Metalle auch Elemente des chemischen Periodensystems, die nicht den Gruppen der Nichtmetalle, Edelgase oder Halogene zugehören. It is further provided that a permanent magnetic material of the sectors is a metal, a plastic, a ceramic material or a combination thereof. Within the meaning of the invention For example, metals also include elements of the Periodic Table of Chemistry that do not belong to the groups of non-metals, noble gases or halogens.

Als Material für die permanentmagnetischen Sektoren können Eisen, Cobalt oder Nickel, beziehungsweise Legierungen hieraus, wie zum Beispiel Stahl, Aluminium-Nickel-Cobalt oder Bismanol verwendet werden. Die Sektoren können aus einem keramischen Werkstoff, insbesondere einem Ferritwerkstoff, wie beispielsweise Barium- oder Strontiumferrit gebildet sein. Weiterhin können die Sektoren aus einem Kunststoff bestehen, zum Beispiel einem organischen Kunststoff mit permanentmagnetischen Eigenschaften, wie das Kunststoffmagnetmaterial PANiCNQ, das eine Kombination von Polyanilin (PANi) und Tetracyanochinodimethan (TCNQ) darstellt. Es können jedoch auch Seltenerdmetalle oder Seltenerdlegierungen eingesetzt werden, die eine hohe Remanenzinduktion aufweisen. Die Seltenerdmetalle umfassen insbesondere die chemischen Elemente der 3. Nebengruppe des Periodensystems und die Lanthanoide. Bevorzugte Seltenerdmetalle oder -legierungen umfassen Neodym, Samarium, Praseodym, Dysprosium, Terbium, Gadolinium, Yttrium, Neodym-Eisen-Bor oder Samarium-Kobalt, die meist in Form eines isotropen Pulvers vorliegen, wobei auch anisotrope Varianten nutzbar sind.As a material for the permanent magnetic sectors iron, cobalt or nickel, or alloys thereof, such as steel, aluminum-nickel-cobalt or bismanol can be used. The sectors may be formed of a ceramic material, in particular a ferrite material, such as barium or strontium ferrite. Furthermore, the sectors may be made of a plastic, for example, an organic resin with permanent magnetic properties, such as the plastic magnet material PANiCNQ, which is a combination of polyaniline (PANi) and tetracyanoquinodimethane (TCNQ). However, it is also possible to use rare earth metals or rare earth alloys which have a high remanence induction. The rare earth metals include in particular the chemical elements of the 3rd subgroup of the periodic table and the lanthanides. Preferred rare earth metals or alloys include neodymium, samarium, praseodymium, dysprosium, terbium, gadolinium, yttrium, neodymium-iron-boron or samarium-cobalt, most of which are in the form of an isotropic powder, with anisotropic variants also being useful.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Sektoren aus unterschiedlichen Magnetmaterialien gebildet. So kann es vorteilhaft sein, dass der Rotorkörper aus Sektoren zusammengesetzt ist, die aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind. Beispielsweise können Sektoren aus einem Ferritwerkstoff und andere aus einer Seltenerdenlegierung bestehen.In a preferred embodiment of the invention, the sectors are formed of different magnetic materials. Thus, it may be advantageous that the rotor body is composed of sectors which are formed of different materials. For example, sectors may consist of a ferrite material and others of a rare earth alloy.

Ferner ist vorgesehen, dass die Sektoren des Rotors eine unterschiedliche Magnetisierung aufweisen. Unter Umständen ist die Erzeugung lokal veränderlicher magnetischer Anisotropen an dem Rotor für dessen Einsatz vorteilhaft, so dass besondere Feldverteilungen, hohe Feldstärken sowie sehr gute Stabilitäten gegen Fremdfelder und Temperatureinflüsse erreicht werden können. Bei einer Ausführungsform der Erfindung können daher verschiedene magnetisierte Sektoren des Rotors eine unterschiedliche Magnetisierung aufweisen. Dies bezieht sich sowohl auf die Stärke der Magnetisierung als auch auf die räumliche Orientierung. Hierbei bietet sich besonders bevorzugt die Auslegung des Rotors als magnetisch mehrkomponentiges System an. It is further provided that the sectors of the rotor have a different magnetization. Under certain circumstances, the generation of locally variable magnetic anisotropes on the rotor is advantageous for its use, so that special field distributions, high field strengths and very good stabilities against external fields and temperature influences can be achieved. In one embodiment of the invention, therefore, different magnetized sectors of the rotor may have a different magnetization. This applies both to the strength of the magnetization and to the spatial orientation. In this case, the design of the rotor as a magnetically multi-component system is particularly preferred.

Es wird vorgeschlagen, dass der Rotorkörper zwischen zwei Rotorstirnseiten angeordnet ist. Die Rotorstirnseiten, die im Sinne der Erfindung auch als Rotorköpfe bezeichnet werden können, weisen bevorzugt Anschlussteile auf, die eine koaxiale Lagerung des Rotors ermöglichen. It is proposed that the rotor body is arranged between two rotor end faces. The rotor end faces, which can also be referred to as rotor heads within the meaning of the invention, preferably have connecting parts which enable a coaxial bearing of the rotor.

Vorteilhafterweise sind die Sektoren Spritzgussformteile oder gesinterte Formteile. Je nach Magnetmaterial können die Sektoren auf unterschiedliche Weise hergestellt werden. Die Sektoren können mittels eines Fertigungsverfahrens, zum Beispiel Spritzgussverfahren hergestellt werden, indem Pulver eines permanentmagnetischen Materials mit einem Kunststoff vermischt und in ein Formwerkzeug eingespritzt wird. Auch die Pressung eines kristallinen Magnetpulvers und die anschließende Sinterung kann als Herstellung der Sektoren herangezogen werden. Advantageously, the sectors are injection molded parts or sintered molded parts. Depending on the magnetic material, the sectors can be produced in different ways. The sectors can be made by a manufacturing process, for example injection molding, by mixing powder of a permanent magnetic material with a plastic and injecting it into a mold. Also, the pressing of a crystalline magnetic powder and the subsequent sintering can be used as production of the sectors.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Elektromotor, umfassend einen zuvor beschriebenen Rotor und eine Stator-Anordnung, wobei der Rotor drehbeweglich zwischen der Stator-Anordnung angeordnet ist. Bei dem Elektromotor kann es sich um einen Drehstrommotor, einen Wechselstrommotor oder einen Gleichstrommotor handeln, wobei der Elektromotor auch als Innenpolmaschine oder Außenpolmaschine ausgestaltet sein kann. Bevorzugte Elektromotorausführungen umfassen einen Asynchronmotor und einen Synchronmotor. Der Elektromotor kann in einer Maschine der Auswucht- und Diagnosetechnik eingesetzt werden. Auch in sonstigen Maschinen, in denen eine hohe Drehzahl erreicht werden muss, kann der erfindungsgemäße Elektromotor Verwendung finden. In a further aspect, the invention relates to an electric motor comprising a previously described rotor and a stator assembly, wherein the rotor is rotatably disposed between the stator assembly. The electric motor can be a three-phase motor, an AC motor or a DC motor, wherein the electric motor can also be configured as an internal pole machine or external pole machine. Preferred electric motor designs include an asynchronous motor and a synchronous motor. The electric motor can be used in a balancing and diagnostic technique machine. Even in other machines in which a high speed must be achieved, the electric motor according to the invention can be used.

Es wird vorgeschlagen, dass der Rotor um eine sich entlang seiner Drehachse erstreckenden Welle angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist bei einer Ausführungsform der Rotor um eine sich entlang seiner Drehachse erstreckende Welle angeordnet, die eine direkte Kraftübertragung ermöglicht. Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Welle an den Rotor angeformt ist, wobei die Welle beispielsweise an einer Stirnseite des Rotors angeordnet ist und eine Kraftübertragung erreicht wird. So lässt sich die Welle bereits bei der Herstellung des Elektromotors integrieren. Vorteilhafterweise ist die Welle für Drehungen bei Geschwindigkeiten gelagert ist, die 200.000 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt 250.000 Umdrehungen pro Minute, besonders bevorzugt 300.000 Umdrehungen pro Minute übersteigen. Die Lager der Welle sind entsprechend für solch hohe Drehzahlen vorgesehen und beispielsweise als Luft- oder Gleitlager ausgestaltet.It is proposed that the rotor is arranged around a shaft extending along its axis of rotation. Conveniently, in one embodiment, the rotor is arranged around a shaft extending along its axis of rotation, which enables a direct transmission of force. Furthermore, it proves to be advantageous if the shaft is formed on the rotor, wherein the shaft is arranged for example on an end face of the rotor and a power transmission is achieved. Thus, the shaft can already be integrated in the production of the electric motor. Advantageously, the shaft is supported for rotations at speeds exceeding 200,000 revolutions per minute, preferably 250,000 revolutions per minute, more preferably 300,000 revolutions per minute. The bearings of the shaft are provided in accordance with such high speeds and designed, for example, as an air or sliding bearings.

Es kann vorgesehen sein, dass der Rotor einen nichtmagnetischen, elastisch nachgiebigen Innenbereich als Kern aufweist. Der Kern kann in dem Hohlraum angeordnet sein. Auf diese Weise kann an dem Rotor neben einer Gewichtsersparnis eine elastische Entkopplung hinsichtlich der Antriebswelle erreicht werden, so dass sowohl seitens des Rotors als auch abtriebsseitig auftretende Unwuchten in ihrer Wirkung auf den jeweils anderen Teil des Antriebsstranges abgemildert werden. It can be provided that the rotor has a non-magnetic, elastically yielding inner region as the core. The core may be disposed in the cavity. In this way, elastic decoupling with respect to the drive shaft can be achieved on the rotor in addition to a weight saving, so that both the part of the rotor and the output side occurring imbalances are mitigated in their effect on the other part of the drive train.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen der Erfindung näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen The invention will be explained in more detail with reference to embodiments of the invention, which are illustrated in the drawing. Show it

1 einen Querschnitt durch einen Rotor, 1 a cross section through a rotor,

2 einen Querschnitt A-A durch den Rotor gemäß 1 und 2 a cross section AA through the rotor according to 1 and

3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung eines Rotors. 3 a cross section through a further embodiment of a rotor.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung eines Rotors, 2 einen Querschnitt A-A durch den Rotor gemäß 1 und 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung eines Rotors. Der Rotor 1, der zum Beispiel für einen Elektromotor verwendet werden kann, weist einen Rotorkörper 2 auf, der aus einzelnen Sektoren 3 besteht. Die Sektoren 3 sind aus einem permanentmagnetischen Material gefertigt und sind als Kreissektoren oder -Kreisringsektoren konzentrisch in dem Rotorkörper 2 angeordnet. 1 shows a cross section through an embodiment of a rotor, 2 a cross section AA through the rotor according to 1 and 3 a cross section through a further embodiment of a rotor. The rotor 1 , which can be used for example for an electric motor, has a rotor body 2 up, from individual sectors 3 consists. The sectors 3 are made of a permanent magnetic material and are concentric in the rotor body as Kreissektoren or Kreisringsektoren 2 arranged.

Der Rotorkörper 2, bestehend aus den Sektoren 3, erzeugt das für den Elektromotor notwendige Rotormagnetfeld. Die Anzahl der Sektoren 3 ist variabel und kann so gewählt werden, dass die in den Sektoren 3 wirkenden Fliehkraftspannungen so klein sind, dass es zu keiner funktionellen Beeinträchtigung des Rotormagnetfeldes kommt. Hierdurch bleibt der einmal definierte Zustand des Rotormagneten im gesamten Betriebsdrehzahlbereich erhalten. In der 2 weist der Rotorkörper 2 acht Sektoren 3 auf und in der 3 sechs Sektoren 3. Andere Aufteilungen der Sektoren sind je nach Zweckmäßigkeit umsetzbar.The rotor body 2 consisting of the sectors 3 , generates the necessary for the electric motor rotor magnetic field. The number of sectors 3 is variable and can be chosen so that in the sectors 3 acting centrifugal force voltages are so small that there is no functional impairment of the rotor magnetic field. As a result, the once defined state of the rotor magnet remains in the entire operating speed range. In the 2 indicates the rotor body 2 eight sectors 3 on and in the 3 six sectors 3 , Other sectoral divisions may be implemented as appropriate.

Um die Sektoren 3 herum ist ein eine Mantelfläche 4 als die die der Sektoren 3 umgebendes Stützmittel 5 angeordnet, das als Hohlzylinder ausgestaltet ist. Das Stützmittel 5, das auch als Hülse oder Bandage geformt sein kann, besteht aus einem hochfesten, magnetisch nicht leitenden Material, wie beispielsweise Kunststoff. Auch Kohlenstofffaser verstärkte Kunststoffe können für die Herstellung des Stützmittels 5 herangezogen werden. Das Stützmittel 5 kann formschlüssig oder stoffschlüssig mit den Sektoren 3 verbunden sein.To the sectors 3 around is a lateral surface 4 than those of the sectors 3 surrounding proppant 5 arranged, which is designed as a hollow cylinder. The proppant 5 , which may also be shaped as a sleeve or bandage, consists of a high-strength, magnetically non-conductive material, such as plastic. Also carbon fiber reinforced plastics can be used for the production of the proppant 5 be used. The proppant 5 can form fit or cohesively with the sectors 3 be connected.

Der Rotor 1 mit den Sektoren 3 kann so gestaltet sein, dass sich in der Mitte des Rotors 1, beziehungsweise des Rotorkörpers 2 ein längs durch den Rotor 1 verlaufender Hohlraum 6 ergibt. Dieser axial verlaufende Hohlraum 6, der in der 2 dargestellt ist, kann bei Bedarf genutzt werden, um zum Beispiel die Rotorstirnseiten 7, 8 mit einem nicht dargestellten Zuganker zu verbinden oder eine Welle in den Rotorkörper 2 zu integrieren. Die Rotorstirnseiten 7, 8 können als Rotorköpfe mit Anschlussteilen ausgestaltet sein.The rotor 1 with the sectors 3 can be designed so that in the middle of the rotor 1 , or the rotor body 2 one longitudinally through the rotor 1 extending cavity 6 results. This axially extending cavity 6 , the Indian 2 can be used if necessary, for example, the rotor end faces 7 . 8th to connect with a tie rod, not shown, or a shaft in the rotor body 2 to integrate. The rotor end faces 7 . 8th can be configured as rotor heads with connection parts.

Ferner kann eine Welle 9 an den Rotor 1 angeformt sein und über an den Rotorstirnseiten 7, 8 vorliegende Anschlussteile mit dem Rotor wirkverbunden sein. So lässt sich die Welle 9 bereits bei der Herstellung des Rotors 1 in den Elektromotor integrieren. Mit dem Rotor 1 können hohe Drehzahlen erreicht werden, wobei die Welle 9 in hierfür ausgelegten Lagern 10 geführt ist.Furthermore, a wave 9 to the rotor 1 be molded on and on the rotor front sides 7 . 8th present connection parts with the rotor operatively connected. This is how the wave can be 9 already in the manufacture of the rotor 1 integrate into the electric motor. With the rotor 1 High speeds can be achieved, with the shaft 9 in camps designed for this purpose 10 is guided.

Eine Umlenkung einer Kraftübertragung seitens der Welle 9, Anpassungen der Drehzahl an eine Last, Bewegungsumwandlungen und Achsanpassungen sowie Verringerung des auf die Welle 9 wirkende Massenträgheitsmoments der Last sind Aufgaben, die durch ein an dem Motor anzuordnendes Getriebe übernommen werden, wenn dieser nicht als Direktantrieb eingesetzt wird. Der Elektromotor kann jedoch auch als Direktantrieb ausgestaltet sein. Die Kraftübertragung erfolgt bei den Getrieben oftmals mit als Ritzel bezeichneten Zahnräder. Es kann daher bei einer Ausführungsform des Elektromotors vorgesehen sein, dass an wenigstens einer Stirnseite 7, 8 des Rotors 1 ein in den Figuren nicht dargestelltes Ritzel, insbesondere einstückig, mit dem Rotor 1 verbunden ist.A deflection of a power transmission from the shaft 9 , Adjusting the speed to a load, motion conversions and axle adjustments as well as reducing the on the shaft 9 acting moments of inertia of the load are tasks that are taken over by a gear to be arranged on the engine, if it is not used as a direct drive. However, the electric motor can also be designed as a direct drive. The power transmission takes place in the gearbox often with gears designated as pinions. It may therefore be provided in one embodiment of the electric motor that at least one end face 7 . 8th of the rotor 1 a pinion, not shown in the figures, in particular in one piece, with the rotor 1 connected is.

Durch die Sektorierung des Rotorkörpers 2 können Wirbelströme im Rotormagnet minimiert werden. Um die Ausbildung der Wirbelströme zusätzlich zu reduzieren, können die Sektoren 3 durch ein geeignetes Material elektrisch voneinander isoliert werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, indem die einzelnen Sektoren 3 an ihren Radialflächen 11 mit einer als Lackschicht ausgestalteten Trennschicht 12 aus einem elektrisch nicht leitenden Material überzogen werden. Auf eine Unterteilung senkrecht zur Drehachse des aus den Sektoren 3 gebildeten Rotormagneten zur Minimierung von Wirbelströmen kann dann verzichtet werden. Die Trennschicht 12 kann auch als separate Schicht zwischen die Sektoren 3 integriert sein. Die Sektoren 3 können sich bis zur Rotationsachse 13 des Rotors erstrecken, wie in 3 dargestellt. Wie in 2 gezeigt, können die Sektoren 3 aber auch als Kreisringsektoren ausgestaltet sein, wobei sich längs der Rotationsachse 13 des Rotors ein Hohlraum 6 bildet. Durch die Anordnung der Sektoren 3 wird erreicht, dass sich die Sektoren 3 mit ihren Radialflächen 11 aneinander abstützen, wobei mithilfe des die Sektoren 3 umgebenden Stützmittels 5 ein stabiler Rotorkörper 2 gebildet wird, der seine Funktionalität, nämlich die Bereitstellung eines Rotormagnetfeldes, auch bei hohen Drehzahlen beibehalten kann. By the sectoring of the rotor body 2 Eddy currents in the rotor magnet can be minimized. To further reduce the formation of eddy currents, the sectors can 3 be electrically isolated from each other by a suitable material. This can be done, for example, by the individual sectors 3 at their radial surfaces 11 with a release layer designed as a lacquer layer 12 be coated from an electrically non-conductive material. On a subdivision perpendicular to the axis of rotation of the sectors 3 formed rotor magnet to minimize eddy currents can then be dispensed with. The separation layer 12 Can also be used as a separate layer between the sectors 3 be integrated. The sectors 3 can be up to the axis of rotation 13 of the rotor, as in 3 shown. As in 2 shown, the sectors can 3 but also be configured as a circular ring sectors, being along the axis of rotation 13 of the rotor a cavity 6 forms. By the arrangement of the sectors 3 is achieved that the sectors 3 with their radial surfaces 11 abut against each other, using the sectors 3 surrounding proppant 5 a stable rotor body 2 is formed, which can maintain its functionality, namely the provision of a rotor magnetic field, even at high speeds.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011003400 A1 [0004] DE 102011003400 A1 [0004]

Claims (14)

Rotor (1) für einen Elektromotor mit einem Rotorkörper (2) und einem den Rotorkörper (2) umgebenden Stützmittel (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkörper (2) aus Sektoren (3) aus einem permanentmagnetischen Material gebildet ist, die in dem als Hohlzylinder ausgestalteten Stützmittel (5) konzentrisch angeordnet sind. Rotor ( 1 ) for an electric motor with a rotor body ( 2 ) and a rotor body ( 2 ) surrounding proppants ( 5 ), characterized in that the rotor body ( 2 ) from sectors ( 3 ) is formed from a permanent magnetic material, which in the support means configured as a hollow cylinder ( 5 ) are arranged concentrically. Rotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei aneinander angrenzenden Sektoren (3) eine Trennschicht (12) vorliegt.Rotor ( 1 ) according to claim 1, characterized in that between two adjoining sectors ( 3 ) a release layer ( 12 ) is present. Rotor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den konzentrisch angeordneten Sektoren (3) ein längs durch den Rotor (1) verlaufender Hohlraum (6) vorliegt. Rotor ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that between the concentrically arranged sectors ( 3 ) one longitudinally through the rotor ( 1 ) extending cavity ( 6 ) is present. Rotor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Sektoren (3) bis zu einer Rotationsachse (13) des Rotors (1) erstrecken.Rotor ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the sectors ( 3 ) to a rotation axis ( 13 ) of the rotor ( 1 ). Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützmittel (5) aus einem Kunststoff, einem Metall, einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff oder einer Kombination hieraus gefertigt ist.Rotor ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the support means ( 5 ) is made of a plastic, a metal, a carbon fiber reinforced plastic or a combination thereof. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein permanentmagnetischer Werkstoff der Sektoren (3) ein Metall, ein Kunststoff, ein keramischer Werkstoff oder eine Kombination hieraus ist. Rotor ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a permanent magnetic material of the sectors ( 3 ) is a metal, a plastic, a ceramic material or a combination thereof. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sektoren (3) aus unterschiedlichen Magnetmaterialien gebildet sind. Rotor ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sectors ( 3 ) are formed of different magnetic materials. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sektoren (3) des Rotors (1) eine unterschiedliche Magnetisierung aufweisen. Rotor ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sectors ( 3 ) of the rotor ( 1 ) have a different magnetization. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkörper (2) zwischen zwei Rotorstirnseiten (7, 8) angeordnet ist.Rotor ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor body ( 2 ) between two rotor end faces ( 7 . 8th ) is arranged. Rotor (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorstirnseiten (7, 8) Anschlussteile aufweisen. Rotor ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the rotor end faces ( 7 . 8th ) Have connecting parts. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sektoren (3) Spritzgussformteile oder gesinterte Formteile sind.Rotor ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sectors ( 3 ) Injection molded parts or sintered moldings are. Elektromotor, umfassend einen Rotor (1) nach den Ansprüchen 1 bis 11 und eine Stator-Anordnung, wobei der Rotor (1) drehbeweglich innerhalb der Stator-Anordnung angeordnet ist. Electric motor comprising a rotor ( 1 ) according to claims 1 to 11 and a stator arrangement, wherein the rotor ( 1 ) is arranged rotatably within the stator assembly. Elektromotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) um eine sich entlang seiner Drehachse erstreckenden Welle angeordnet ist.Electric motor according to claim 12, characterized in that the rotor ( 1 ) is disposed about a shaft extending along its axis of rotation. Elektromotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Welle (9) an den Rotor (1) angeformt und über an den Rotorstirnseiten (7, 8) angeordnete Anschlussteile mit dem Rotor wirkverbunden ist.Electric motor according to claim 12, characterized in that a shaft ( 9 ) to the rotor ( 1 ) and on at the rotor end faces ( 7 . 8th ) arranged connecting parts with the rotor is operatively connected.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202019104522U1 (en) * 2019-08-16 2020-08-19 MS-Schramberg Holding GmbH Electromagnetic component
DE102022130644A1 (en) 2022-11-21 2024-05-23 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method for producing a permanent magnet electric motor

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3243617A1 (en) * 1982-11-25 1984-05-30 Hermetic-Pumpen Gmbh, 7803 Gundelfingen Pump for conveying highly corrosive media
JPS6188749A (en) * 1984-10-03 1986-05-07 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd Preparation of permanent magnet type rotor
DE68906544T2 (en) * 1988-05-27 1993-09-09 Allied Signal Inc METHOD FOR PRODUCING A PERMANENT MAGNETIC RUNNER.
US20020149279A1 (en) * 2001-04-12 2002-10-17 Ballado Investments Inc. Array of electromagnetic motors for moving a tool - carrying sleeve
DE69901093T2 (en) * 1999-03-18 2002-12-19 Ballado Invest Inc Chuck with linear motor for the axial movement of a tool
DE69928895T2 (en) * 1998-09-22 2006-07-06 Westwind Air Bearings Ltd., Poole High-speed drilling spindle with a reciprocating ceramic shaft and a double-grip centrifugal chuck
JP2008295214A (en) * 2007-05-24 2008-12-04 Jtekt Corp Electric motor and compressor
DE102011003400A1 (en) 2011-01-31 2012-08-02 Ate Antriebstechnik Und Entwicklungs Gmbh electric motor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3243617A1 (en) * 1982-11-25 1984-05-30 Hermetic-Pumpen Gmbh, 7803 Gundelfingen Pump for conveying highly corrosive media
JPS6188749A (en) * 1984-10-03 1986-05-07 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd Preparation of permanent magnet type rotor
DE68906544T2 (en) * 1988-05-27 1993-09-09 Allied Signal Inc METHOD FOR PRODUCING A PERMANENT MAGNETIC RUNNER.
DE69928895T2 (en) * 1998-09-22 2006-07-06 Westwind Air Bearings Ltd., Poole High-speed drilling spindle with a reciprocating ceramic shaft and a double-grip centrifugal chuck
DE69901093T2 (en) * 1999-03-18 2002-12-19 Ballado Invest Inc Chuck with linear motor for the axial movement of a tool
US20020149279A1 (en) * 2001-04-12 2002-10-17 Ballado Investments Inc. Array of electromagnetic motors for moving a tool - carrying sleeve
JP2008295214A (en) * 2007-05-24 2008-12-04 Jtekt Corp Electric motor and compressor
DE102011003400A1 (en) 2011-01-31 2012-08-02 Ate Antriebstechnik Und Entwicklungs Gmbh electric motor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Maschinenübersetzung der JP 002008295214 A

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202019104522U1 (en) * 2019-08-16 2020-08-19 MS-Schramberg Holding GmbH Electromagnetic component
DE102022130644A1 (en) 2022-11-21 2024-05-23 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method for producing a permanent magnet electric motor

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