DE102017003294A1 - Rotor für einen Elektromotor - Google Patents

Rotor für einen Elektromotor Download PDF

Info

Publication number
DE102017003294A1
DE102017003294A1 DE102017003294.7A DE102017003294A DE102017003294A1 DE 102017003294 A1 DE102017003294 A1 DE 102017003294A1 DE 102017003294 A DE102017003294 A DE 102017003294A DE 102017003294 A1 DE102017003294 A1 DE 102017003294A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
groove
grooves
section
outwardly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102017003294.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Torben Schulze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102017003294.7A priority Critical patent/DE102017003294A1/de
Publication of DE102017003294A1 publication Critical patent/DE102017003294A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02Asynchronous induction motors
    • H02K17/16Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02Asynchronous induction motors
    • H02K17/16Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
    • H02K17/20Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors having deep-bar rotors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Induction Machinery (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (1) für einen Elektromotor, insbesondere einen Asynchronmotor, mit einer Mehrzahl entlang einer Umfangslinie des Rotors (1) angeordneter Rotornuten (3), wobei in den Rotornuten (3) jeweils ein Kurzschlussstab angeordnet ist, und wobei die Rotornuten (3) an ihren radial äußeren Enden (5) jeweils einen Rotornut-Auslaufbereich (7) aufweisen. Dabei ist vorgesehen, dass wenigstens eine der Rotornuten (3) radial einwärts des Rotornut-Auslaufbereichs (7) einen sich zumindest bereichsweise – in radialer Richtung gesehen – nach außen verjüngenden Querschnitt aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen Elektromotor, insbesondere für einen Asynchronmotor.
  • Ein solcher Rotor weist eine Mehrzahl entlang einer Umfangslinie des Rotors angeordneter Rotornuten auf, wobei in den Rotornuten jeweils ein Kurzschlussstab angeordnet ist, und wobei die Rotornuten an ihrem radial äußeren Ende jeweils einen Rotornut-Auslaufbereich aufweisen.
  • Aus der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 94/13054 A1 geht ein solcher Rotor hervor, bei dem die Kurzschlussstäbe als Leiterstäbe aus Aluminiumdruckguss oder Schleuderguss ausgebildet sind. Dabei ist ein ideal gedachter Nutquerschnitt der Rotornuten in radialer Richtung in vier Nutabschnitte geteilt, wobei die Nutabschnitte abwechselnd in beziehungsweise gegen die Rotationsrichtung des Rotors verschoben sind. Dadurch ergibt sich ein Nutquerschnitt, bei dem die Breite eines Zahnes zwischen den einzelnen Nuten gegenüber der ideal gedachten Nut unverändert ist. Der Nutquerschnitt der Nuten weist also – in radialer Richtung gesehen – überall eine – in Umfangsrichtung gemessene – gleiche oder gemäß der Idealnut leicht nach außen hin divergierende Breite auf.
  • Allgemein zeigt sich, dass an elektrische Antriebsstränge, insbesondere in Kraftfahrzeugen, stets höhere Anforderungen mit Blick auf ein Drehmoment, insbesondere auch ein Dauerdrehmoment, und eine Leistungsdichte, insbesondere auch eine Dauerleistungsdichte, bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad gestellt werden. Diese Ziele können insbesondere durch die Steigerung der Drehzahl der Elektromotoren erreicht werden. Dies wiederum hat eine Erhöhung der Beanspruchung der Rotorbauteile zur Folge.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor zu schaffen, der eine verbesserte Ausgestaltung aufweist, wobei er insbesondere eine höhere Betriebsfestigkeit aufweist, sodass insbesondere das mögliche Drehzahlniveau einer den Rotor aufweisenden Asynchronmaschine angehoben werden kann.
  • Die Aufgabe wird gelost, indem ein Rotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass wenigstens eine der Rotornuten radial einwärts des Rotornut-Auslaufbereichs – das heißt relativ zu dem Rotornut-Auslaufbereich in radialer Richtung nach innen zur Längsachse des Rotors hin versetzt und außerhalb des Rotornut-Auslaufbereichs – einen sich zumindest bereichsweise – in radialer Richtung gesehen – nach außen hin verjüngenden Querschnitt aufweist. Dies bedeutet insbesondere, dass eine – in Umfangsrichtung gemessene – Breite der wenigstens einen Rotornut entlang der radialen Richtung nach außen, das heißt von der Längsachse des Rotors weg gesehen, nicht konstant ist oder stetig leicht zunimmt, sondern zumindest bereichsweise reduziert ist oder abnimmt. Dadurch ergibt sich ein besonders sicherer Halt für den jeweiligen Kurzschlussstab in der der wenigstens einen Rotornut, wodurch wiederum die Betriebsfestigkeit und damit das mögliche Drehzahlniveau des Rotors erhöht ist. Der Rotor weist somit eine gesteigerte Drehzahlfestigkeit auf. Insgesamt kann dann mithilfe des Rotors insbesondere ein Asynchronmotor mit hohem Drehmoment und gleichzeitig hohem Wirkungsgrad und hoher Betriebsfestigkeit bereitgestellt werden.
  • Bevorzugt weisen alle Rotornuten des Rotors radial einwärts ihres jeweiligen Rotornut-Auslaufbereichs einen sich zumindest bereichsweise – in radialer Richtung gesehen – nach außen hin verjüngenden Querschnitt auf.
  • Die hier gegebenen Richtungsangaben beziehen sich insbesondere auf die Längsachse des Rotors, die zugleich dessen Rotationsachse darstellt. Der Rotor ist also eingerichtet, um im Betrieb eines den Rotor aufweisenden Elektromotors um seine Längsachse gedreht zu werden. Insofern ist eine Umfangslinie des Rotors insbesondere eine gedachte geschlossene Kurve, die sich – insbesondere konzentrisch – um die Längsachse schlingt. Insbesondere umgreift eine Umfangsrichtung die Längsachse konzentrisch. Die radiale Richtung steht insbesondere senkrecht auf der Längsachse, wobei sich die Begriffe „radial außen”, „radial auswärts” oder „radial nach außen” derart auf die Längsachse beziehen, dass sie eine von der Längsachse wegweisende Richtung angeben, wobei die Begriffe „radial innen”, „radial einwärts” oder „radial nach innen” eine Richtung zur Längsachse hin angeben. Eine Querschnittsebene ist insbesondere eine Ebene, auf welcher die Längsachse senkrecht steht.
  • Die Rotornuten sind insbesondere – in Umfangsrichtung gesehen – benachbart zueinander angeordnet, wobei sie insbesondere durch Stege voneinander beabstandet sind.
  • Unter einem Kurzschlussstab wird insbesondere ein elektrisch leitfähiges Material verstanden, das in den Rotornuten angeordnet ist, beispielsweise in gegossener oder gebauter Form, oder in jeder anderen beliebigen geeigneten Form. Vorzugsweise sind die in den einzelnen Rotornuten angeordneten Kurzschlussmaterialien oder Kurzschlussstäbe untereinander kurzgeschlossen.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der sich zumindest bereichsweise nach außen verjüngende Querschnitt der wenigstens einen Rotornut dadurch gebildet wird, dass wenigstens eine erste Nutwandung der Rotornut wenigstens einen – in Umfangsrichtung gesehen – in die Rotornut hineinragenden Vorsprung aufweist. Eine Verjüngung des Querschnitts ergibt sich dabei insbesondere dann, wenn eine – in Umfangsrichtung – der ersten Nutwandung gegenüberliegende zweite Nutwandung derselben Rotornut keine zu dem Vorsprung komplementäre Aussparung aufweist, wodurch sich wiederum – wie im Stand der Technik – eine konstante oder leicht divergierende Nutbreite ergeben würde, sondern beispielsweise glatt ausgebildet ist oder ebenfalls einen in Umfangsrichtung in die Nut hineinragenden Vorsprung aufweist. Selbstverständlich kann die gegenüberliegende zweite Nutwandung auch eine Aussparung aufweisen, die dann aber nicht komplementär zu dem Vorsprung ausgebildet ist, sondern insbesondere – in Umfangsrichtung gesehen – kleiner ist als der Vorsprung, sodass sich eine reduzierte Nutbreite im Bereich des Vorsprungs ergibt. Ein solcher Vorsprung kann insbesondere als Nase oder Hinterschnitt ausgebildet sein. An dem Vorsprung kann sich der Kurzschlussstab in der Nut in besonders günstiger Weise gerade auch bei hohen Drehzahlen halten.
  • Alternativ oder zusätzlich ist der sich zumindest bereichsweise nach außen verjüngende Querschnitt bevorzugt gebildet durch wenigstens zwei einander bezüglich einer Mittellängsebene der wenigstens einen Rotornut gegenüberliegende Vorsprünge, die an einander bezüglich der Mittellängsebene gegenüberliegenden Nutwandungen ausgebildet sind. Eine Mittellängsebene der Rotornut ist dabei eine Ebene, in welcher die Längsachse und die radiale Richtung des Rotors liegen, und welche die Rotornut mittig, vorzugsweise symmetrisch, teilt, wobei die Umfangsrichtung senkrecht auf der Mittellängsebene steht.
  • Unter einer Nutwandung wird eine Nutflanke verstanden, welche sich ausgehend von einem radial inneren Nutgrund in Richtung des radial äußeren Endes der Nut erstreckt. Der Nutgrund schließt dabei die Nut radial nach innen ab. Eine Nutwandung oder Nutflanke stellt also quasi eine Seitenwand der Nut dar.
  • Einander gegenüberliegende – vorzugsweise zueinander symmetrische – Vorsprünge können den Kurzschlussstab in besonders günstiger Weise beidseitig halten, wobei insbesondere bei hohen Drehmomenten auftretende, radial nach außen weisende Fliehkräfte von den wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Vorsprüngen aufgenommen werden können.
  • Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass der sich nach außen verjüngende Querschnitt gebildet wird durch entlang der Mittellängsebene einander gegenüberliegende, miteinander in radialer Richtung nach außen hin konvergierende Nutwandungen der wenigstens einen Rotornut. Bekannte Rotoren weisen entweder Rotornuten mit – außerhalb des Rotornut-Auslaufbereichs – in radialer Richtung streng konstanter oder leicht nach außen hin zunehmender Nutbreite, also mit divergierenden Nutwandungen, auf. Die Nutwandungen sind in diesem Fall außerhalb des Rotornut-Auslaufbereichs nicht in der Lage, während der Drehung des Rotors auftretende, radial nach außen wirkende Kräfte der Kurzschlussstäbe aufzunehmen. Konvergieren dagegen die Nutwandungen in radialer Richtung nach außen, ergibt sich eine Geometrie, bei welcher die sich unter der Fliehkraft der Kurzschlussstäbe aufbauenden hohen Druckspannungen in die Nutwandungen eingeleitet werden, wobei sie insbesondere teilweise in Umfangsrichtung umgelenkt werden, was wiederum zu einer signifikanten Stützwirkung in den jeweils benachbarten Rotornuten führt, sodass die Betriebsfestigkeit des Rotors in besonderer Weise gesteigert wird. Es wird also nicht nur effizient eine Verlagerung der Kurzschlussstäbe nach außen verhindert, sondern die Kurzschlussstäbe erden mit zunehmenden Fliehkräften starker in Umfangsrichtung geklemmt und damit sicher und fest in den Rotornuten gehalten.
  • Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass der sich nach außen verjüngende Querschnitt gebildet wird durch eine an wenigstens einer Nutwandung der wenigstens einen Rotornut ausgebildeten Wellenstruktur. Diese kann im Vergleich zu einem idealen Querschnitt der Rotornut – unter Hinwegdenkung der Wellenstruktur – aufbauend, also in die Rotornut hineinragend, oder subtraktiv, also mit über den idealen Querschnitt hinausgreifenden Aussparungen, oder als Kombination einer aufbauenden und einer subtraktiven Struktur, ausgebildet sein. Durch wenigstens einen Vorsprung und/oder die Wellenstruktur wird gegossenes Kurzschlussstabmaterial bereits beim Schwinden während eines Abkühlvorgangs sozusagen in der Kavität der Rotornut zentriert. Das entsprechende Schwindungsverhalten kann gezielt durch konkrete Wahl der Nutgeometrie der Rotornuten eingestellt werden. Wenigstens ein Vorsprung in der Rotornut und/oder die Wellenstruktur ermöglichen außerdem einen Formschluss des Kurzschlussstabs in der Rotornut.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine – vorzugsweise alle – Rotornut(en) an dem radial äußeren Ende geschlossen ausgebildet ist/sind. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die wenigstens eine Rotornut – vorzugsweise alle Rotornuten – an dem radial äußeren Ende offen ausgebildet ist/sind. Die zuvor beschriebenen positiven Effekte der hier vorgeschlagenen Geometrie der Rotornuten ergeben sich sowohl bei offenem als auch bei geschlossenem radial äußeren Ende.
  • Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass wenigstens eine – vorzugsweise alle – Rotornut(en) an dem radial äußeren Ende einen – in radialer Richtung gesehen – nach außen hin konvergierenden Querschnitt aufweist/aufweisen. Dies entspricht einer für sich genommen bekannten Geometrie von Rotornuten, bei denen quasi an dem radial äußeren Ende in dem Rotornut-Auslaufbereich eine erste Haltestruktur bereitgestellt wird, in die während der Rotation des Rotors auftretende Fliehkräfte des Kurzschlussstabmaterials eingeleitet werden. Es zeigt sich jedoch, dass bei bekannten Rotoren diese erste Haltestruktur, welche durch den Rotornut-Auslaufbereich bereitgestellt wird, die einzige Struktur ist, welche Fliehkräfte – in radialer Richtung gesehen – aufnimmt und abstützt. Demgegenüber weist die hier vorgeschlagene Geometrie der wenigstens einen Rotornut eine zweite Haltestruktur radial einwärts des Rotornut-Auslaufbereichs auf. Dadurch wird die Abstützung des Kurzschlussstabmaterials erhöht und verbessert, weil nicht die gesamten Fliehkräfte an dem radial äußeren Ende und allein in dem Rotornut-Auslaufbereich abgestützt werden müssen. Dieser wird somit entlastet und weist dadurch eine höhere Betriebsfestigkeit auf.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Rotornut – im Querschnitt gesehen – tropfenförmig ausgebildet ist. Dies entspricht einer gängigen Geometrie für die Rotornuten des Rotors, die sich als günstig herausgestellt hat.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Steg des Rotors, der zwei unmittelbar einander benachbarte Rotornuten voneinander trennt, radial einwärts und insbesondere außerhalb des Rotornut-Auslaufbereichs eine sich radial nach außen hin vergrößernde Breite aufweist. Der Steg weist somit insbesondere eine radial nach außen divergierende Kontur auf. Vorzugsweise gilt dies für alle Stege des Rotors, insbesondere aber bevorzugt für wenigstens zwei einander benachbarte, eine selbe Rotornut begrenzende Stege. In diesem Fall führt die divergierende Kontur der Stege insbesondere dazu, dass im Betrieb auftretende Druckspannungen des Kurzschlussstabmaterials nicht mehr nur konzentriert an dem radial äußeren Ende abgestützt werden, sondern entlang der gesamten, durch die Stege bereitgestellten Nutflanken wirken und dort in die Stege eingeleitet und von diesen – in Umfangsrichtung gesehen – umgeleitet werden, sodass sich eine Stützwirkung in Umfangsrichtung zu den benachbarten Rotornuten ergibt.
  • Insbesondere schließen die Stegflanken des wenigstens einen Stegs einen Winkel miteinander ein, der größer ist als 0°. Somit divergieren die Stegflanken des wenigstens einen Stegs radial nach außen. Insbesondere dies kann dazu führen, dass sich für die wenigstens eine Rotornut nach außen hin konvergierende Nutwandungen ergeben.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rotor eine Mehrzahl von Elektroblechen aufweist, die in einer axialen Stapelanordnung – entlang der Längsachse des Rotors gesehen – angeordnet sind. Dabei sind die Rotornuten durch Aussparungen in den Elektroblechen gebildet. Die Elektrobleche sind insbesondere derart übereinander gestapelt und relativ zueinander ausgerichtet, dass die jeweiligen Aussparungen miteinander fluchten, sodass sich insgesamt als Rotornuten Aussparungen ergeben, die sich entlang der Längsachse des Rotors über den Elektroblechstapel erstrecken.
  • Die Stege zwischen den Rotornuten sind dabei insbesondere durch nicht ausgespartes Material der Elektrobleche gebildet.
  • Die Aussparungen in den Elektroblechen werden vorzugsweise durch Stanzen erzeugt, wobei die Stege stehenbleiben.
  • Schließlich ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Kurzschlussstäbe gegossen ausgebildet sind. Alternativ ist es möglich, dass die Kurzschlussstäbe gebaut ausgebildet sind.
  • Es zeigt sich noch, dass nach außen hin konvergierende Nutwandungen und/oder nach außen hin divergierende Konturen der Stege gegebenenfalls minimal den Volumenanteil des Kurzschlussstabmaterials erhöhen können, wobei aber auch zugleich die Gießbarkeit verbessert wird, falls das Kurzschlussstabmaterial gegossen wird.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 eine Detaildarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Rotors für einen Elektromotor,
  • 2 eine Detaildarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels mit stark übertrieben dargestellten geometrischen Merkmalen;
  • 3 eine Detaildarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des Rotors, und
  • 4 eine Detaildarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des Rotors.
  • 1 zeigt eine Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Rotors 1 für einen Elektromotor, insbesondere für einen Asynchron-Elektromotor, der eine Mehrzahl entlang einer Umfangslinie des Rotors 1 benachbart zueinander angeordnete Rotornuten 3 aufweist. In den Rotornuten 3 ist jeweils ein hier nicht dargestellter Kurzschlussstab angeordnet. An ihren radial äußeren Enden 5 weisen die Rotornuten 3 jeweils einen Rotornut-Auslaufbereich 7 auf. Dabei ist vorgesehen, dass die Rotornuten 3 radial einwärts des Rotornut-Auslaufbereichs 7 einen sich zumindest bereichsweise – in radialer Richtung gesehen – nach außen hin verjüngenden Querschnitt aufweisen. Hierdurch werden die Kurzschlussstäbe auch bei hohen Drehzahlen sicher in den Rotornuten 3 gehalten, sodass mit dem Rotor 1 ein Elektromotor mit hohem Drehmoment und gleichzeitig hohem Wirkungsgrad bei sehr hoher Betriebsfestigkeit realisiert werden kann.
  • Die Rotornuten 3 sind – im Querschnitt gesehen – tropfenförmig ausgebildet.
  • Der Rotor 1 weist insbesondere eine Mehrzahl von Elektroblechen 9 auf, von denen hier eines dargestellt ist. Die Elektrobleche 9 sind – wie für sich genommen bekannt – in einer axialen Stapelanordnung entlang der Längsrichtung, das heißt der Drehachse des Rotors 1, zu einem Elektroblechpaket angeordnet, wobei die Rotornuten 3 durch Aussparungen der Elektrobleche 9 gebildet sind. Insbesondere sind die Rotornuten 3 in die Elektrobleche 9 gestanzt.
  • Die Kurzschlussstäbe in den Rotornuten 3 sind bevorzugt gegossen oder gebaut ausgebildet.
  • Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rotornuten 3 an dem radial äußeren Ende 5 geschlossen ausgebildet. Außerdem weisen sie an dem radial äußeren Ende 5 einen – in radialer Richtung gesehen – nach außen hin konvergierenden Querschnitt auf. Somit wird eine erste Haltestruktur bereitgestellt, an welcher sich das Kurzschlussstabmaterial bei rotierendem Rotor 1 abstützt, wobei Fliehkräfte in den Rotornut-Auslaufbereich 7 eingeleitet werden.
  • Der sich zumindest bereichsweise nach außen verjüngende Querschnitt der Rotornuten 3 ist bei dem hier dargestellten, ersten Ausführungsbeispiel gebildet durch zwei – hier zwei Paare von je zwei – einander bezüglich einer Mittellängsebene der jeweiligen Rotornut 3 gegenüberliegende Vorsprünge 11, die an einander bezüglich der Mittellängsebene gegenüberliegenden Nutwandungen 13 ausgebildet sind. An den Vorsprüngen 11 kann sich das Kurzschlussstabmaterial besonders wirksam abstützen, wobei mit den Vorsprüngen 11 quasi radial einwärts des Rotornut-Auslaufbereichs 7 eine zweite Haltestruktur bereitgestellt wird. Somit müssen nicht die gesamten Fliehkräfte im Betrieb des Rotors 1 allein durch den Rotornut-Auslaufbereich 7 abgestützt werden, sondern sie werden zumindest teilweise auch in die Vorsprünge 11 eingeleitet.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Rotors 1. Gleiche und funktionsgleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist – zum Zweck der besseren Erkennbarkeit stark übertrieben – dargestellt, dass Stege 15 des Rotors 1, die jeweils zwei unmittelbar zueinander benachbarte Rotornuten 3 voneinander trennen, radial einwärts des Rotornut-Auslaufbereichs 7 jeweils eine sich radial nach außen hin vergrößernde Breite aufweisen. Die Stege 15 weisen also insbesondere eine divergierende Kontur radial einwärts des Rotornut-Auslaufbereichs 7 auf, wobei Stegflanken 17, 17' eines jeden Steges 5 miteinander jeweils einen Winkel α einschließen, der größer ist als 0°. Hierdurch kann insbesondere bewirkt werden, dass Nutwandungen 13 einer Rotornut 3, die von zwei solchen Stegen 15 begrenzt ist, in radialer Richtung nach außen hin konvergieren. Dies bewirkt, dass die im Betrieb des Rotors 1 aufgrund der Fliehkräfte des Kurzschlussstabmaterials auftretenden Druckspannungen entlang der gesamten Nutwandungen 13 in die Stege 15 eingeleitet werden, sodass sich eine in Umfangsrichtung wirkende Stützkraft zu den benachbarten Rotornuten 3 ergibt, wobei die Kurzschlussstäbe quasi in den Rotornuten 3 geklemmt werden.
  • Die Rotornuten 3 sind bei dem hier dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel an dem radial äußeren Ende 5 offen ausgebildet. Zugleich weisen sie dort einen – in radialer Richtung gesehen – nach außen hin konvergierenden Querschnitt auf, mithin die zuvor bereits beschriebene, erste Haltestruktur. Als zweite Haltestruktur wirkt bei diesem Ausführungsbeispiel die divergierende Struktur der Stege 15 und insbesondere die konvergierenden Nutwandungen 13.
  • 3 zeigt eine schematische Detaildarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Rotors 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Bei dem hier dargestellten, dritten Ausführungsbeispiel des Rotors 1 sind die Vorsprünge 11 in Kombination mit den divergierenden Stegflanken 17, 17' vorgesehen.
  • 4 zeigt schließlich eine Detaildarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des Rotors 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei ist der sich radial nach außen verjüngende Querschnitt hier gebildet durch an den Nutwandungen 13 ausgebildete Wellenstrukturen 19, die hier – der besseren Erkennbarkeit wegen – stark überhöht dargestellt sind. Selbstverständlich können auch diese Wellenstrukturen 19 mit den divergierenden Stegflanken 17 und/oder mit zusätzlichen Vorsprüngen 11 kombiniert werden. Letztlich stellen die Wellenstrukturen 19 aber insbesondere eine Vielzahl von Vorsprüngen 11 im Bereich der Nutwandungen 13 dar.
  • Insgesamt zeigt sich, dass mit dem hier vorgeschlagenen Rotor 1 ein bezüglich des Drehzahlniveaus und somit des Betriebsmoments und der Leistungsdichte verbesserter Elektromotor, insbesondere Asynchronmotor, verwirklicht werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 94/13054 A1 [0003]

Claims (7)

  1. Rotor (1) für einen Elektromotor, insbesondere Asynchronmotor, mit – einer Mehrzahl entlang einer Umfangslinie des Rotors (1) angeordneter Rotornuten (3), wobei – in den Rotornuten (3) jeweils ein Kurzschlussstab angeordnet ist, und wobei – die Rotornuten (3) an ihren radial äußeren Enden (5) jeweils einen Rotornut-Auslaufbereich (7) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass – wenigstens eine der Rotornuten (3) radial einwärts des Rotornut-Auslaufbereichs (7) einen sich zumindest bereichsweise – in radialer Richtung gesehen – nach außen verjüngenden Querschnitt aufweist.
  2. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der sich nach außen verjüngende Querschnitt gebildet wird, durch a) wenigstens einen – in Umfangsrichtung gesehen – in die wenigstens eine Rotornut (3) hineinragenden Vorsprung (11) an einer Nutwandung (13) der Rotornut (3), und/oder b) wenigstens zwei einander bezüglich einer Mittellängsebene der wenigstens einen Rotornut (3) gegenüberliegende Vorsprünge (11), die an einander bezüglich der Mittellängsebene gegenüberliegenden Nutwandungen (13) ausgebildet sind, und/oder c) entlang der Mittellängsebene einander gegenüberliegende, miteinander in radialer Richtung nach außen hin konvergierende Nutwandungen (13) der wenigstens einen Rotornut (3), und/oder d) eine an wenigstens einer Nutwandung (13) ausgebildete Wellenstruktur (19).
  3. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rotornut (3) an dem radial äußeren Ende (5) a) geschlossen, oder b) offen ausgebildet ist, und/oder c) einen – in radialer Richtung gesehen – nach außen hin konvergierenden Querschnitt aufweist.
  4. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rotornut (3) – im Querschnitt gesehen – tropfenförmig ausgebildet ist.
  5. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Steg (15) des Rotors (1), der zwei unmittelbar einander benachbarte Rotornuten (3) voneinander trennt, radial einwärts des Rotornut-Auslaufbereichs (7) eine sich radial nach außen hin vergrößernde Breite aufweist.
  6. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) eine Mehrzahl von Elektroblechen (9) aufweist, die in einer axialen Stapelanordnung angeordnet sind, wobei die Rotornuten (3) durch Aussparungen der Elektrobleche (9) gebildet sind.
  7. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlussstäbe gegossen oder gebaut ausgebildet sind.
DE102017003294.7A 2017-03-25 2017-03-25 Rotor für einen Elektromotor Withdrawn DE102017003294A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017003294.7A DE102017003294A1 (de) 2017-03-25 2017-03-25 Rotor für einen Elektromotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017003294.7A DE102017003294A1 (de) 2017-03-25 2017-03-25 Rotor für einen Elektromotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017003294A1 true DE102017003294A1 (de) 2017-10-19

Family

ID=59981047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017003294.7A Withdrawn DE102017003294A1 (de) 2017-03-25 2017-03-25 Rotor für einen Elektromotor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017003294A1 (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994013054A1 (de) 1992-12-01 1994-06-09 Elin Motoren Rotornut

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994013054A1 (de) 1992-12-01 1994-06-09 Elin Motoren Rotornut

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1915813B1 (de) Käfigläufer einer asynchronmaschine
EP2951909B1 (de) Rotor, reluktanzmaschine und herstellungsverfahren für den rotor
EP3134960B1 (de) Elektrische maschine
EP2327136B1 (de) Permanentmagnet-synchronmotor und elektrische servolenkung
EP3469694B1 (de) Kurzschlussläufer insbesondere für hochdrehzahlen
EP2928047A1 (de) Reluktanzrotor mit mechanischer Stabilisierung
EP2957024B1 (de) Fliehkraftabstützung eines kurzschlussrings bei induktionsmaschinen
EP2592729B1 (de) Läufer einer Asynchronmaschine mit Halteelement
EP2876783A1 (de) Schenkelpolläufer
EP2885858B1 (de) Käfigrotor für eine elektrische maschine
EP2149970B1 (de) Rotor für Asynchronmaschinen
EP3479458A1 (de) Rotor, verfahren zum herstellen eines rotors, reluktanzmaschine und arbeitsmaschine
EP3308449B1 (de) Statorring für einen elektrischen generator, sowie generator und windenergieanlage mit selbigem
EP0672315B1 (de) Rotornut
DE102017003294A1 (de) Rotor für einen Elektromotor
DE102008015327A1 (de) Rotor einer elektrischen Maschine und Motor mit einem derartigen Rotor
DE102010062981A1 (de) Maschinenkomponente für eine elektrische Maschine
DE102011089058A1 (de) Rotor für eine elektrische Maschine
DE102016217173A1 (de) Segmentblech für ein Statorblechpaket, Statorblechpaket, sowie Generator und Windenergieanlage mit selbigen
EP3758193B1 (de) Rotor für einen elektromotor
EP3185400B1 (de) Rotor für einen synchron-reluktanzmotor
EP3900156A1 (de) Blechpaket für eine elektrische maschine
EP2879279B1 (de) Kurzschlussläufer mit Kurzschlussläuferstäben für rotierende elektrische Maschinen
EP2979351B1 (de) Läufer für einen elektromotor
DE102014219940A1 (de) Drehfeldmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R230 Request for early publication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee