DE102016223044A1 - Sheet metal element for a rotor of an electric motor - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Blechelement (2) für einen Rotor (1) eines Elektromotors (9), für das eine Radialrichtung (200) und eine Umfangsrichtung (300) definiert ist, wobei das Blechelement (2) in eine Vielzahl von vordefinierten Winkelbereiche (100) unterteilt ist, wobei das Blechelement (2) innerhalb jedes vordefinierten Winkelbereichs (100) zumindest eine Magnetausnehmung (7) für zumindest einen Permanentmagneten (3) aufweist, so dass jeder vordefinierte Winkelbereich (100) einen Pol definiert, wobei das Blechelement (2) innerhalb jedes vordefinierten Winkelbereichs (100) einen ersten Flussführungsbereich (4) und zwei zweite Flussführungsbereiche (5) aufweist, wobei der erste Flussführungsbereich (4) und die zweiten Flussführungsbereiche (5) in Radialrichtung (200) außerhalb der Magnetausnehmung (7), erstrecken wobei der zweite Flussführungsbereich (5) symmetrisch auf einer Mittelachse (400) des vordefinierten Winkelbereichs (100) angeordnet ist, wobei die ersten Flussführungsbereiche (4) den zweiten Flussführungsbereich (5) in Umfangsrichtung (300) zumindest teilweise umschließen, sodass die ersten Flussführungsbereiche (4) symmetrisch zu der Mittelachse (400) angeordnet sind, und wobei innerhalb des ersten Flussführungsbereichs (4) zumindest eine Sperrausnehmung (6) in dem Blechelement (2) vorhanden ist, während in dem zweiten Flussführungsbereich (5) keine Ausnehmungen oder nur solche Ausnehmungen vorhanden sind, die eine Erstreckung (900) in Radialrichtung (200) mit weniger als 60 Prozent einer Entfernung (800) in Radialrichtung (200) zwischen Magnetausnehmung (7) und einer Außenkante (8) des Blechelement (2) aufweisen.The present invention relates to a sheet-metal element (2) for a rotor (1) of an electric motor (9) for which a radial direction (200) and a circumferential direction (300) are defined, wherein the sheet-metal element (2) is divided into a plurality of predefined angular ranges ( 100), wherein the sheet metal element (2) within each predefined angular range (100) has at least one magnetic recess (7) for at least one permanent magnet (3), so that each predefined angular range (100) defines a pole, the sheet metal element (2 ) within each predefined angular range (100) has a first flux guide region (4) and two second flux guide regions (5), wherein the first flux guide region (4) and the second flux guide regions (5) extend in the radial direction (200) outside the magnetic recess (7) wherein the second flux guide region (5) is arranged symmetrically on a central axis (400) of the predefined angular region (100), the ers flow guide regions (4) at least partially surround the second flow guide region (5) in the circumferential direction (300), so that the first flux guide regions (4) are arranged symmetrically to the central axis (400), and within the first flux guide region (4) at least one barrier recess (4) 6) is present in the sheet-metal element (2), while in the second flux-guiding region (5) there are no recesses or only those recesses which have an extent (900) in the radial direction (200) less than 60 percent of a distance (800) in Radial direction (200) between the magnet recess (7) and an outer edge (8) of the sheet metal element (2).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Blechelement für einen Rotor eines Elektromotors. Außerdem betrifft die Erfindung einen Rotor umfassend eine Vielzahl solcher Blechelemente. Schließlich betrifft die Erfindung einen Elektromotor umfassend einen derartigen Rotor.The present invention relates to a sheet metal element for a rotor of an electric motor. Moreover, the invention relates to a rotor comprising a plurality of such sheet metal elements. Finally, the invention relates to an electric motor comprising such a rotor.
Aus dem Stand der Technik sind elektrische Maschinen bekannt, die einen permanenterregten Rotor aufweisen. Dabei werden Permanentmagnete häufig in Taschen eines Blechpakets eingebaut, wobei das Blechpaket zusammen mit den Magneten den Rotor bildet. Beispielsweise offenbart die
Zur Verbesserung von Rastmomenten und Momentenwelligkeiten wird häufig auch der Luftspalt zwischen Rotor und dem Ständer nicht konstant gewählt. Hierbei findet sich eine große Anzahl an Geometrien im Stand der Technik wieder. Als Beispiel ist die
Permanenterregte Elektromotoren, bei denen die Magnete in Taschen untergebracht sind, weisen häufig eine Maschineninduktivität auf, die in der Querachse deutlich höhere Werte umfasst als im Vergleich zur Längsachse. Hierdurch erzeugt das Ankerfeld erheblich größere Magnetfelder als bei anderen Maschinen, was den Magnetkreis der Maschine belastet. Zudem werden hierdurch auch beachtliche magnetische Oberwellen im Luftspalt der Maschine erzeugt. Diese Oberwellenanteile führen möglicherweise zu starken Schwankungen im Drehmoment des Elektromotors.Permanently excited electric motors, in which the magnets are accommodated in pockets, frequently have a machine inductance which has significantly higher values in the transverse axis than in the longitudinal axis. As a result, the anchor field generates significantly larger magnetic fields than other machines, which pollutes the magnetic circuit of the machine. In addition, this also generates considerable magnetic harmonics in the air gap of the machine. These harmonic components possibly lead to strong fluctuations in the torque of the electric motor.
Um diese Oberwellen im Magnetfeld und deren störende Auswirkungen auf das Drehmoment zu unterdrücken, wird ebenfalls die Außenkontur des Rotors verwendet, indem der Luftspalt zur Polkante hin vergrößert wird. Darüber hinaus ist auch bekannt, im Blech im Bereich über den Magneten Ausnehmungen vorzusehen, um dem Querfluss in dem Elektromotor Flusssperren entgegenzustellen. Derartige Flusssperren sind bspw. aus der
Bei allen bekannten Elektromotoren werden Flusssperren durch Ausnehmungen im Blech über den Magneten über die gesamte Polbreite verteilt angeordnet. Dadurch ergeben sich Nachteile in der mechanischen Festigkeit der Magnettasche, insbesondere gegenüber der Fliehkraft bei hohen Drehzahlen des Rotors. Zudem führen Ausnehmungen auch zu einer Schwächung des Flusses der Permanentmagnete, da der Querschnitt reduziert wird.In all known electric motors, flow barriers are arranged distributed through recesses in the sheet metal over the magnet over the entire pole width. This results in disadvantages in the mechanical strength of the magnet pocket, in particular with respect to the centrifugal force at high speeds of the rotor. In addition, recesses also lead to a weakening of the flux of the permanent magnets, since the cross section is reduced.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Blechelement ist zum Herstellen von Rotoren von Elektromotoren geeignet, wobei eine Verbesserung der Ständereisenverluste und der Momentenwelligkeit während des Betriebs des Elektromotors vorhanden ist. Dabei wird eine Schwächung der Blechelemente oberhalb der Magnettaschen vermieden, sodass das Blechelement hohe Fliehkräfte bei hohen Drehzahlen aufnehmen kann. Gleichzeitig wird eine Schwächung des Flusses der Permanentmagnete durch Reduzierung des Querschnitts vermieden.The sheet metal element according to the invention is suitable for the manufacture of rotors of electric motors, wherein an improvement of the stator iron losses and the torque ripple during operation of the electric motor is present. In this case, a weakening of the sheet metal elements is avoided above the magnetic pockets, so that the sheet metal element can absorb high centrifugal forces at high speeds. At the same time a weakening of the flow of the permanent magnets is avoided by reducing the cross section.
Erfindungsgemäß wird somit ein Blechelement für einen Rotor eines Elektromotors bereitgestellt, für das eine Radialrichtung und eine Umfangsrichtung definiert sind. Dabei ist vorgesehen, dass sich die Radialrichtung radialer von einem Mittelpunkt weg erstreckt. Die Umfassungsrichtung erstreckt sich um den Mittelpunkt herum. Das Blechelement ist bevorzugt ausgebildet, um den Mittelpunkt zu rotieren, um als Rotor in einem Elektromotor zu fungieren.According to the invention, a sheet metal element is thus provided for a rotor of an electric motor, for which a radial direction and a circumferential direction are defined. It is provided that the radial direction extends radially from a center point away. The Umfassungsrichtung extends around the center around. The sheet metal element is preferably designed to rotate the center to act as a rotor in an electric motor.
Das Blechelement ist in eine Vielzahl von vordefinierten Winkelbereichen unterteilt. Dabei ist vorgesehen, dass es sich bei dem vordefinierten Winkelbereich um eine Polteilung handelt. Es ist vorgesehen, dass innerhalb jedes vordefinierten Winkelbereichs zumindest eine Magnetausnehmung für zumindest einen Permanentmagneten vorhanden ist. Auf diese Weise definiert jeder Winkelbereich einen Pol. Dabei muss jeder Pol nicht zwangsläufig einen einzigen Magneten aufweisen, vorteilhafterweise kann jeder Pol auch mehrere Magnete aufweisen, sodass pro Winkelbereich auch mehrere Magnetausnehmungen vorhanden sein können. Es ist vorgesehen, dass sich alle vordefinierten Winkelbereiche aneinander anschließen, um somit das gesamte Blechelement abzubilden. Dies bedeutet, dass kein Bereich des Blechelements vorhanden ist, der nicht genau einem vordefinierten Winkelbereich zugeordnet werden kann. Durch die Vielzahl von vordefinierten Winkelbereichen ist somit auch eine Vielzahl von Pole vorhanden.The sheet metal element is divided into a plurality of predefined angular ranges. It is provided that the predefined angular range is a pole pitch. It is provided that within each predefined angular range at least one magnetic recess for at least one permanent magnet is present. In this way, each angle range defines a pole. In this case, each pole does not necessarily have a single magnet, advantageously, each pole can also have a plurality of magnets, so that more magnet recesses may be present per angular range. It is envisaged that all predefined angular ranges adjoin one another in order thus to image the entire sheet metal element. This means that there is no area of the sheet metal element that can not be assigned exactly to a predefined angle range. Due to the large number of predefined angular ranges, a multiplicity of poles are therefore also present.
Das Blechelement weist innerhalb jedes vordefinierten Winkelbereichs zwei erste Flussführungsbereiche und einen zweiten Flussführungsbereich auf. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass jeder erste Flussführungsbereich und der zweite Flussführungsbereich dedizierte Bereiche des Blechelements sind. Die ersten Flussführungsbereiche und der zweite Flussführungsbereich liegen in Radialrichtung außerhalb der Magnetausnehmungen und vorteilhafterweise in Umfangsrichtung auf Höhe der Magnetausnehmung. Insbesondere grenzen die ersten Flussführungsbereiche unmittelbar an den zweiten Flussführungsbereich. Außerdem ist der zweite Flussführungsbereich symmetrisch auf einer Mittelachse des vordefinierten Winkelbereichs angeordnet. Dies bedeutet vorteilhafterweise, dass die Mittelachse durch den zweiten Flussführungsbereich verläuft, sodass sich der zweite Flussführungsbereich symmetrisch um die Mittelachse erstreckt. Die Mittelachse stellt eine solche Achse dar, die den vordefinierten Winkelbereich mittig teilt. Dies wird auch Polmitte genannt. Durch eine derartige Anordnung ist sichergestellt, dass jeder virtuelle radiale Strahl, der von dem Mittelpunkt ausgehend zu dem ersten Flussführungsbereich oder zweiten Flussführungsbereich verläuft, vor Erreichen des ersten Flussführungsbereichs oder des zweiten Flussführungsbereichs zunächst die Magnetausnehmung durchlaufen muss. Eine solche Anordnung wird nachfolgend auch als oberhalb der Magnetausnehmung bezeichnet. Die ersten Flussführungsbereiche umschließen den zweiten Flussführungsbereich in Umfangsrichtung teilweise. Somit ist insbesondere vorgesehen, dass die ersten Flussführungsbereiche in Umfangsrichtung beidseitig neben dem zweiten Flussführungsbereich angebracht sind. Der zweite Flussführungsbereich kann bevorzugt einen ersten Unterbereich und einen zweiten Unterbereich aufweisen, sodass auch der zweite Flussführungsbereich kein durchgängiger Flussführungsbereich sein muss. Innerhalb des ersten Flussführungsbereichs ist zumindest eine Sperrausnehmung in dem Blechelement vorhanden. In dem zweiten Flussführungsbereich sind keine Ausnehmungen oder nur solche Ausnehmung vorhanden, die eine Erstreckung in Radialrichtung mit weniger als 60 % einer Entfernung in Radialrichtung zwischen Magnetausnehmung und einer Außenkante des Blechelements aufweisen. Auf diese Weise sind mehrere Vorteile erreichbar. So wurde überraschend festgestellt, dass sich Ausnehmungen in der Polmitte nicht wie im Stand der Technik beschrieben positiv auswirken, sondern vielmehr die Leistungsdichte des Elektromotors reduzieren. Deshalb wurde der zweite Flussführungsbereich definiert, in dem keine leistungsmindernden Ausnehmungen vorhanden sind. Lediglich an den Polrändern, das bedeutet, in dem ersten Flussführungsbereich, der in Umfangsrichtung einen größeren Abstand von der Polmitte als der zweite Flussführungsbereich aufweist, da er benachbart zu dem zweiten Flussführungsbereich liegt, sind Sperrausnehmungen vorhanden, die eine bessere Flusssteuerung zu dem Luftspalt hin ergeben. Auf diese Weise lassen sich Flussoberwellen in dem Elektromotor reduzieren. Eine Reduzierung der Oberwellen wirkt sich positiv auf die Eisenverluste im Ständer und im Rotor sowie auf die Momentenwelligkeit aus.The sheet-metal element has, within each predefined angular range, two first flow-guiding regions and a second flux-guiding region. It is provided in particular that each first flux guide region and the second flux guide region are dedicated regions of the sheet metal element. The first flux guide regions and the second flux guide region lie in the radial direction outside the magnetic recesses and advantageously in the circumferential direction at the height of the magnet recess. In particular, the first limit Flow guide areas directly to the second flow guide area. In addition, the second flux guide region is arranged symmetrically on a central axis of the predefined angular range. This advantageously means that the central axis extends through the second flow guide region, so that the second flux guide region extends symmetrically about the central axis. The central axis represents such an axis that divides the predefined angular range in the middle. This is also called Polmitte. Such an arrangement ensures that each virtual radial beam, which runs from the center to the first flux guide region or second flux guide region, must first pass through the magnet recess before reaching the first flux guide region or the second flux guide region. Such an arrangement will hereinafter also be referred to as above the magnetic recess. The first flow guide regions partially enclose the second flow guide region in the circumferential direction. It is thus provided in particular that the first flow guide regions are mounted in the circumferential direction on both sides next to the second flow guide region. The second flow guide region may preferably have a first subregion and a second subregion, such that the second flow guidance region does not have to be a continuous flow guidance region. Within the first flux guide region, at least one blocking recess is present in the sheet metal element. In the second flux guide region, there are no recesses or only such recesses which have an extent in the radial direction with less than 60% of a distance in the radial direction between the magnetic recess and an outer edge of the sheet metal element. In this way, several advantages can be achieved. Thus, it was surprisingly found that recesses in the pole center do not have a positive effect as described in the prior art, but rather reduce the power density of the electric motor. Therefore, the second flux guide region has been defined in which no power-reducing recesses are present. Only at the pile edges, that is, in the first flow guide portion having a larger distance from the pole center than the second flow guide portion in the circumferential direction because it is adjacent to the second flow guide portion, there are barrier recesses providing better flow control to the air gap , In this way, flow harmonics in the electric motor can be reduced. A reduction of the harmonics has a positive effect on the iron losses in the stator and in the rotor as well as on the torque ripple.
Ausnehmungen in dem zweiten Flussführungsbereich sind durch ihre begrenzte Erstreckung frei von negativen Auswirkungen. Insbesondere ist jedoch vorgesehen, dass innerhalb des zweiten Flussführungsbereichs überhaupt keine Ausnehmungen, insbesondere keine Sperrausnehmungen, vorhanden sind. Unter Sperrausnehmung ist insbesondere eine Ausnehmung aus dem Blechelement zu verstehen, wobei die Ausnehmung vollständig durch eine Dicke des Blechelements reicht.Recesses in the second flux guide area are free from negative effects due to their limited extent. In particular, however, it is provided that no recesses, in particular no blocking recesses, are present within the second flux guide region. Under lock recess is to be understood in particular a recess of the sheet metal element, wherein the recess extends completely through a thickness of the sheet metal element.
Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.The dependent claims have preferred developments of the invention to the content.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass in dem zweiten Flussführungsbereich keine Ausnehmungen oder nur solche Ausnehmungen vorhanden sind, die eine Erstreckung in Radialrichtung mit weniger als 50 %, bevorzugt mit weniger als 40 %, der Entfernung in Radialrichtung zwischen Magnetausnehmung und Außenkante aufweist. Durch Ausnehmungen mit Erstreckung in Radialrichtung mit mehr als 50%, insbesondere mehr als 40%, der Entfernung in Radialrichtung zwischen Magnetausnehmung und Außenkante würden sich vorwiegend negative Eigenschaften auswirken, während die positiven Eigenschaften nicht überwiegen. Daher wird auf derartige Ausnehmungen verzichtet. Ausnehmungen mit einer Erstreckung wie oben angegeben können innerhalb des zweiten Flussführungsbereichs angebracht sein, wobei besonders vorteilhaft überhaupt keine Ausnehmungen in dem zweiten Flussführungsbereich vorhanden sind.It is preferably provided that in the second flux guide region no recesses or only such recesses are present, which has an extent in the radial direction of less than 50%, preferably less than 40%, of the distance in the radial direction between the magnetic recess and outer edge. By recesses extending in the radial direction with more than 50%, in particular more than 40%, the distance in the radial direction between the magnetic recess and outer edge would affect mainly negative properties, while the positive properties do not predominate. Therefore, such recesses are dispensed with. Recesses with an extent as indicated above can be mounted within the second flow guide region, wherein particularly advantageously no recesses are present in the second flow guide region.
Der zweite Flussführungsbereich erstreckt sich in Umfangsrichtung entlang eines Teilbereichs des vordefinierten Winkelbereichs, der mindestens 10 %, bevorzugt mindestens 20 %, besonders bevorzugt mindestens 30 % des vordefinierten Winkelbereichs beträgt. Somit ist sichergestellt, dass um die Polmitte großflächig keine Ausnehmungen oder nur Ausnehmungen mit der zuvor beschriebenen geringen Erstreckung vorhanden sind. Da, wie zuvor beschrieben, überraschend festgestellt werden konnte, dass in diesem Bereich Ausnehmungen keine Vorteile mit sich bringen, wird auf besagte Ausnehmungen verzichtet. Durch die Ausnehmungen mit geringer Erstreckung oder durch das Vorsehen von überhaupt keinen Ausnehmungen ist somit eine mechanische Festigkeit des Blechelements verbessert. Gleichzeitig weist das Blechelement dennoch die Vorteile der Flusssperren auf, die ausschließlich in dem ersten Flussführungsbereich angebracht sind.The second flux guidance region extends in the circumferential direction along a partial region of the predefined angular region, which amounts to at least 10%, preferably at least 20%, particularly preferably at least 30%, of the predefined angular range. This ensures that no recesses or only recesses with the small extent described above are present over a large area around the pole center. Since, as described above, it has surprisingly been found that recesses bring no advantages in this region, said recesses are dispensed with. By the recesses with little extension or by the provision of any recesses thus a mechanical strength of the sheet metal element is improved. At the same time, the sheet metal element still has the advantages of the flow barriers, which are mounted exclusively in the first flux guide region.
Jede Sperrausnehmung weist bevorzugt in Radialrichtung eine größere Abmessung auf als in Umfangsrichtung. Somit ist einem Querfluss innerhalb des Blechelements entgegengewirkt. Auf diese Weise ist außerdem eine Schwächung des Blechelements, insbesondere hinsichtlich einer Tragfähigkeit von Fliehkräften, minimiert.Each locking recess preferably has a larger dimension in the radial direction than in the circumferential direction. Thus, a cross flow within the sheet metal element is counteracted. In this way, a weakening of the sheet metal element, in particular with regard to a carrying capacity of centrifugal forces, is also minimized.
Das Blechelement weist bevorzugt Bereiche mit minimalem, insbesondere konstantem, Außenradius und Bereiche mit variablem Außenradius auf. Somit ist eine Außenkontur des Blechelements nicht kreisförmig. Vielmehr ist durch die Außenkontur des Blechelements ein Luftspalt eines Elektromotors, der einen Rotor mit einer Vielzahl solcher Blechelemente aufweist, nicht konstant. Auf diese Weise lassen sich Oberwellen im Luftspalt unterdrücken. Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der variable Außenradius größer als der minimale Außenradius und maximal so groß wie ein maximaler Außenradius ist. Der maximale Außenradius stellt somit zusammen mit dem minimalen Außenradius Grenzen dar, innerhalb derer sich der variable Außenradius bewegen kann. Außerdem ist vorgesehen, dass sich die Bereiche mit variablem Außenradius in Umfangsrichtung mindestens entlang der Magnetausnehmungen des Blechelements erstrecken. Da die Magnetausnehmungen insbesondere die Pole des Rotors definieren, ist somit ein variabler Außenradius insbesondere dort vorhanden, wo verstärkt magnetische Oberwellen auftreten. Durch das Vorsehen des variablen Außenradius, der größer als der minimale Radius des übrigen Bereichs des Blechelements ist, ist somit ein Luftspalt zwischen einem Rotor, der eine Vielzahl solcher Blechelemente aufweist, und einem Stator verringert. Durch die Verringerung des Luftspalts findet, wie zuvor beschrieben, eine Unterdrückung von Oberwellen statt. The sheet metal element preferably has areas with a minimum, in particular constant, outer radius and areas with a variable outer radius. Thus, an outer contour of the sheet metal element is not circular. Rather, by the outer contour of the sheet metal element, an air gap of an electric motor, which has a rotor with a plurality of such sheet metal elements, not constant. In this way, harmonics in the air gap can be suppressed. It is particularly preferably provided that the variable outer radius is greater than the minimum outer radius and at most as large as a maximum outer radius. The maximum outer radius thus represents, together with the minimum outer radius, limits within which the variable outer radius can move. In addition, it is provided that the regions with variable outer radius extend in the circumferential direction at least along the magnetic recesses of the sheet metal element. Since the magnet recesses in particular define the poles of the rotor, a variable outer radius is thus present, in particular, where magnetic harmonics are increasingly occurring. By providing the variable outer radius which is greater than the minimum radius of the remaining region of the sheet metal element, an air gap between a rotor having a plurality of such sheet metal elements and a stator is thus reduced. By reducing the air gap, as previously described, harmonic suppression occurs.
Der maximale Außenradius des Blechelements beträgt bevorzugt zumindest 105 %, besonders vorteilhaft zumindest 110 %, des minimalen Außenradius. Somit ist bevorzugt ein optimales Verhältnis zwischen minimalem und maximalem Luftspalt vorhanden.The maximum outer radius of the sheet metal element is preferably at least 105%, particularly advantageously at least 110%, of the minimum outer radius. Thus, an optimal ratio between minimum and maximum air gap is preferably present.
Das Blechelement ist bevorzugt durch Stanzen hergestellt. Somit wird das Blechelement bevorzugt aus einem Rohmaterial ausgestanzt. Ein solches Verfahren hat den Vorteil, dass sämtliche Ausnehmungen des Blechelements, das bedeutet, insbesondere die Magnetausnehmungen und die Sperrausnehmungen, gleichzeitig mit den Formen einer Außenkontur des Blechelements hergestellt werden können. Somit ist ein Herstellungsprozess vereinfacht. Ein nachträgliches Erkennen, ob ein Blechelement aus einem Rohmaterial durch Stanzen hergestellt wurde, ist problemlos möglich.The sheet metal element is preferably produced by stamping. Thus, the sheet metal element is preferably punched out of a raw material. Such a method has the advantage that all recesses of the sheet metal element, that is, in particular the magnetic recesses and the locking recesses, can be produced simultaneously with the shapes of an outer contour of the sheet metal element. Thus, a manufacturing process is simplified. A subsequent detection of whether a sheet metal element was made from a raw material by punching, is easily possible.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Rotor für einen Elektromotor. Der Rotor umfasst eine Vielzahl von Blechelementen wie zuvor beschrieben. Die Blechelemente sind zu einem Blechpaket gestapelt. Außerdem ist vorgesehen, dass innerhalb jeder Magnetausnehmung zumindest ein Permanentmagnet angeordnet ist. Der Rotor ist somit ein permanenterregter Rotor, der von einem Stator umgeben werden kann. Somit dient der Rotor zum Herstellen eines Elektromotors.The invention further relates to a rotor for an electric motor. The rotor comprises a plurality of sheet metal elements as previously described. The sheet metal elements are stacked to form a laminated core. In addition, it is provided that at least one permanent magnet is arranged within each magnet recess. The rotor is thus a permanent-magnet rotor that can be surrounded by a stator. Thus, the rotor is for manufacturing an electric motor.
Die Erfindung betrifft außerdem einen Elektromotor, wobei der Elektromotor einen Rotor, wie zuvor beschrieben, und einen Stator aufweist. Der Stator ist radial außerhalb des Rotors angeordnet. Somit ist ein Luftspalt zwischen Rotor und Stator definiert, wobei sich der Luftspalt radial zwischen Stator und Rotor befindet. Wie zuvor beschrieben, wird dieser Luftspalt vorteilhafterweise durch die Blechelemente des Rotors verändert. Somit ist eine Abmessung des Luftspalts nicht konstant.The invention also relates to an electric motor, wherein the electric motor has a rotor, as described above, and a stator. The stator is arranged radially outside the rotor. Thus, an air gap between the rotor and stator is defined, wherein the air gap is located radially between the stator and the rotor. As described above, this air gap is advantageously changed by the sheet metal elements of the rotor. Thus, a dimension of the air gap is not constant.
Besonders vorteilhaft betrifft die Erfindung außerdem einen Elektromotor, wobei der Elektromotor einen Rotor mit einer Vielzahl von Blechelementen, wie zuvor beschrieben, aufweist. Außerdem umfasst der Elektromotor einen Stator, der den Rotor umgibt. Zwischen Rotor und Stator ist ein Luftspalt vorhanden. Außerdem ist vorgesehen, dass das Blechpaket des Rotors solche Blechelemente aufweist, die Bereiche mit einem minimalen, insbesondere konstantem, Außenradius und Bereiche mit einem variablen Außenradius, wie zuvor beschrieben, aufweisen. Dabei ist durch den variablen Außenradius ein Verhältnis zwischen einer maximalen Abmessung und einer minimalen Abmessung des Luftspalts in Radialrichtung von mindestens 1,5 gewährleistet. Ein solches Verhältnis ist vorteilhaft, um magnetische Oberwellen wirksam zu unterdrücken.Particularly advantageous, the invention also relates to an electric motor, wherein the electric motor has a rotor with a plurality of sheet metal elements, as described above. In addition, the electric motor includes a stator surrounding the rotor. There is an air gap between the rotor and the stator. In addition, it is provided that the laminated core of the rotor has such sheet metal elements which have regions with a minimum, in particular constant, outer radius and regions with a variable outer radius, as described above. In this case, a ratio between a maximum dimension and a minimum dimension of the air gap in the radial direction of at least 1.5 is ensured by the variable outer radius. Such a ratio is advantageous for effectively suppressing magnetic harmonics.
Figurenlistelist of figures
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen sind:
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1 eine erste schematische Abbildung eines Ausschnitts aus einem Elektromotor mit einem Rotor umfassend eine Vielzahl von Blechelementen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
2 eine zweite schematische Abbildung eines Ausschnitts aus einem Elektromotor mit einem Rotor umfassend eine Vielzahl von Blechelementen gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
3 eine dritte schematische Abbildung eines Ausschnitts aus einem Elektromotor mit einem Rotor umfassend eine Vielzahl von Blechelementen gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und -
4 eine vierte schematische Abbildung eines Ausschnitts aus einem Elektromotor mit einem Rotor umfassend eine Vielzahl von Blechelementen gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 a first schematic illustration of a section of an electric motor with a rotor comprising a plurality of sheet metal elements according to an embodiment of the invention, -
2 a second schematic illustration of a section of an electric motor with a rotor comprising a plurality of sheet metal elements according to the embodiment of the invention, -
3 a third schematic illustration of a section of an electric motor with a rotor comprising a plurality of sheet metal elements according to the embodiment of the invention, and -
4 a fourth schematic illustration of a section of an electric motor with a rotor comprising a plurality of sheet metal elements according to an alternative embodiment of the invention.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Der Rotor
Innerhalb jedes vordefinierten Winkelbereichs
Um einerseits Oberwellen im Magnetfeld der Permanentmagnete
Der erste Flussführungsbereich
Der erste Flussführungsbereich
Es ist vorgesehen, dass innerhalb des ersten Flussführungsbereichs
Der zweite Flussführungsbereich
Die Sperrausnehmungen
Ein weiteres Unterdrücken von Oberwellen in dem Luftspalt
Da, wie zuvor beschrieben, zwischen den Magnetausnehmungen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102007041099 A1 [0003]DE 102007041099 A1 [0003]
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