DE102017211382A1

DE102017211382A1 - Rotor and electric machine

Info

Publication number: DE102017211382A1
Application number: DE102017211382.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Bulatow; Wilhelm Hackmann; Christian Dinca
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2017-07-04
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2018-10-31

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (1) für eine elektrische Maschine, welche bei Drehzahlen über 15.000 Umdrehungen pro Minute und bei einer Spannung von 48 V betrieben wird. Der Rotor (1) ist dazu eingerichtet, gleichzeitig einen Magneteffekt und einen Reluktanzeffekt zu nutzen. Der Rotor (1) umfasst mehrere Aussparungen (5 bis 7) zur Ausbildung von magnetischen Flussbarrieren, wobei eine Magnetmasse (20) in die Aussparungen (5 bis 7) eingespritzt ist, und wobei die Magnetmasse (20) mit einem Bindematerial gebunden ist.The invention relates to a rotor (1) for an electric machine, which is operated at speeds above 15,000 revolutions per minute and at a voltage of 48 V. The rotor (1) is adapted to simultaneously use a magnetic effect and a reluctance effect. The rotor (1) comprises a plurality of recesses (5 to 7) for forming magnetic flux barriers, wherein a magnetic mass (20) is injected into the recesses (5 to 7), and wherein the magnetic mass (20) is bonded with a binding material.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine. Ein weiterer Anspruch ist auf eine elektrische Maschine mit dem Rotor gerichtet.The invention relates to a rotor for an electric machine. Another claim is directed to an electric machine with the rotor.

Rotoren, welche gleichzeitig einen Magneteffekt und einen Reluktanzeffekt nutzen, sind bekannt. Weiterhin sind elektrische Maschinen bekannt, welche mit hohen Drehzahlen, d.h. mit Drehzahlen über 15.000 Umdrehungen/min, betrieben werden können und eine relativ niedrige induzierte Spannung von 48 V liefern können. Derartige elektrische 48V-Maschinen können insbesondere in Kraftfahrzeugen zur Spannungsversorgung eines (zweiten) Bordnetzes auf 48V-Basis eingesetzt werden. Eine derartige Antriebselektrifizierung unterhalb einer sicherheitsrelevanten 60V-Grenze ist bei hoher Effizienz im Vergleich zur Hybridisierung mit Hochvolt-Komponenten weitaus kostengünstiger.Rotors which simultaneously use a magnetic effect and a reluctance effect are known. Furthermore, electrical machines are known which operate at high speeds, i. with speeds over 15,000 rpm, and can deliver a relatively low induced voltage of 48V. Such electrical 48V machines can be used in particular in motor vehicles to supply power to a (second) on-board network on a 48V basis. Such drive electrification below a safety-relevant 60V limit is much more cost-effective at high efficiency compared to hybridization with high-voltage components.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen besonders kostengünstigen und hocheffizienten Rotor der eingangs genannten Art bereitzustellen.It is the object of the present invention to provide a particularly cost-effective and highly efficient rotor of the type mentioned.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are subject of the dependent claims, the following description and the figures.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Rotor für eine elektrische Maschine bereitgestellt, wobei die elektrische Maschine bei Drehzahlen über 15.000 Umdrehungen pro Minute und bei einer Spannung von 48 V betrieben wird.According to a first aspect of the invention, there is provided a rotor for an electric machine, wherein the electric machine is operated at speeds above 15,000 revolutions per minute and at a voltage of 48 V.

Der Rotor ist dazu eingerichtet, gleichzeitig einen Magneteffekt und einen Reluktanzeffekt zu nutzen. Weiterhin umfasst der Rotor mehrere Aussparungen zur Ausbildung von magnetischen Flussbarrieren, wobei eine Magnetmasse in die Aussparungen eingespritzt ist, und wobei die Magnetmasse mit einem Bindematerial gebunden ist.The rotor is designed to simultaneously use a magnetic effect and a reluctance effect. Furthermore, the rotor includes a plurality of recesses for forming magnetic flux barriers, wherein a magnetic material is injected into the recesses, and wherein the magnetic material is bonded with a binding material.

Durch die Verwendung der Magnetmasse, welche mit dem Bindematerial gebunden und in die Aussparungen eingespritzt ist, können Gewicht und Kosten eingespart werden. Die Magnetmasse weist eine relativ geringe Dichte auf, wodurch ein besonders leichter Rotor bereitgestellt werden kann. Die Magnetmasse ist preiswerter, z.B. im Vergleich zu gesintertem Neodym-Eisen-Bor-Magneten. Wieterhin kann darauf verzichtet werden, Magnete zunächst in die Aussparungen einzusetzen und anschließend zu verkleben, was mit relativ hohem Fertigungsaufwand verbunden ist.By using the magnetic mass, which is bound with the binding material and injected into the recesses, weight and cost can be saved. The magnetic mass has a relatively low density, whereby a particularly lightweight rotor can be provided. The magnetic mass is cheaper, e.g. compared to sintered neodymium-iron-boron magnet. Wieterhin can be waived to use magnets first in the recesses and then to glue, which is associated with relatively high production costs.

Gemäß einer Ausführungsform besteht die Magnetmasse aus einer seltenen Erde. Bei der seltenen Erde kann es sich insbesondere um Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) handeln. Alternativ kann die Magnetmasse aus Samarium-Kobalt (SmCo), insbesondere aus einem Samarium-Kobalt-Magnetpulver bestehen. Weiterhin kann die Magnetmasse auch aus Ferrit-Materialien bestehen. Die vorstehend genannten möglichen Materialien der Magnetmasse erlauben insbesondere eine flexible Anpassung an Leistungsvorgaben der elektrischen Maschine, in welcher der Rotor angeordnet sein kann.According to one embodiment, the magnetic mass consists of a rare earth. The rare earth may in particular be neodymium-iron-boron (NdFeB). Alternatively, the magnetic mass of samarium-cobalt (SmCo), in particular consist of a samarium-cobalt magnetic powder. Furthermore, the magnetic material may also consist of ferrite materials. The above-mentioned possible materials of the magnetic mass in particular allow flexible adaptation to power specifications of the electric machine, in which the rotor can be arranged.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Aussparungen vollständig mit der Magnetmasse gefüllt. Das bedeutet dass die Aussparungen zu 100 % mit der Magnetmasse gefüllt sind.According to a further embodiment, the recesses are completely filled with the magnetic material. This means that the recesses are 100% filled with the magnetic material.

Weiterhin kann der Rotor ein Rotorblechpaket mit mehreren, in einer Stapelrichtung gestapelten Rotorblechen umfassen, wobei die Aussparungen durch Ausstanzungen in den einzelnen Rotorblechen gebildet werden. Kostentreiber bei einer Industrialisierung von Rotoren, in denen Magnete eingesetzt werden, sind insbesondere ein Positionieren und ein Befestigen der Magnete innerhalb von Aussparungen. Dadurch, dass gemäß dieser Ausführungsform die Magnete in die Aussparungen nicht eingesetzt werden, kann ein übliches Klebeverfahren entfallen und bei der Fertigung der Aussparungen sind keine besonders engen Toleranzen zu erfüllen. Stattdessen können die Aussparungen besonders kostengünstig „frei“ gestanzt werden.Furthermore, the rotor may comprise a rotor laminated core with a plurality of rotor laminations stacked in a stacking direction, wherein the recesses are formed by punched-outs in the individual rotor laminations. Cost drivers in an industrialization of rotors in which magnets are used are, in particular, a positioning and fixing of the magnets within recesses. Characterized in that according to this embodiment, the magnets are not used in the recesses, a conventional adhesive method can be omitted and in the manufacture of the recesses are not particularly tight tolerances to meet. Instead, the recesses can be punched particularly cost "free".

Weiterhin können die Aussparungen gerade oder bogenförmig ausgeführt sein. Bei einer bogenförmigen Ausführung, welche beispielhaft durch 2 gezeigt ist, und welche auch als Zylinderhohlsegmentförmig bezeichnet werden könnte, weisen die Aussparungen bzw. die Flussbarrieren eine magnetisch besonders günstige Form auf. Gegenüber einer Ausführung mit geraden Aussparungen ergibt sich somit ein größeres Drehmoment.Furthermore, the recesses may be straight or curved. In an arcuate embodiment, which exemplifies by 2 is shown, and which could also be referred to as a cylinder hollow segment-shaped, the recesses or the flow barriers have a magnetically particularly favorable shape. Compared to a design with straight recesses thus results in a larger torque.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, eine Magnetmasse in einer Aussparung eines Rotors einer elektrischen Maschine zu verwenden, wobei die Magnetmasse durch ein Bindematerial gebunden ist.According to a second aspect of the invention, it is proposed to use a magnetic material in a recess of a rotor of an electrical machine, wherein the magnetic material is bound by a binding material.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine elektrische Maschine bereitgestellt, welche einen Rotor gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst.According to a third aspect of the invention, there is provided an electric machine comprising a rotor according to the first aspect of the invention.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches mindestens ein 48V-Bordnetz umfasst, das von einer elektrischen Maschine gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung gespeist wird. Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie Auto, Bus, Zweirad, z.B. Motorrad oder E-Bike, oder Lastkraftwagen.According to a fourth aspect of the invention, there is provided a vehicle comprising at least a 48V vehicle electrical system powered by an electric machine according to the third aspect of the invention. The vehicle is for example, to a motor vehicle, such as car, bus, two-wheeled, eg motorcycle or e-bike, or trucks.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt

1 eine Querschnittsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rotors mit gerade ausgeführten Aussparungen und
2 eine Querschnittsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rotors mit bogenförmig ausgeführten Aussparungen.

Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawing. This shows

1 a cross-sectional view of a first embodiment of a rotor according to the invention with straight recesses and
2 a cross-sectional view of a second embodiment of a rotor according to the invention with arcuate recesses.

1 zeigt einen Rotor 1, welcher ein Rotorblechpaket 2 mit mehreren in einer senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Stapelrichtung übereinandergestapelten Rotorblechen 3 umfasst. Konkret in 1 zu sehen ist eines der Rotorbleche 3. Insbesondere können alle Rotorbleche 3 des Rotorblechpakets 2 identisch ausgeführt sein. Der Rotor 1 kann bei Drehzahlen oberhalb von 15.000 Umdrehungen pro Minute betrieben werden und ist dazu eingerichtet, sowohl einen Magneteffekt als auch einen Reluktanzeffekt zu nutzen. Der Rotor 1 kann in einer nicht gezeigten elektrischen 48V-Maschine eingesetzt werden. 1 shows a rotor 1 , which is a rotor core 2 with a plurality of rotor laminations stacked on top of one another in a stacking direction running perpendicular to the plane of the drawing 3 includes. Specifically in 1 to see is one of the rotor laminations 3 , In particular, all rotor laminations 3 of the rotor core 2 be executed identical. The rotor 1 can be operated at speeds above 15,000 revolutions per minute and is designed to use both a magnetic effect and a reluctance effect. The rotor 1 can be used in a 48V electrical machine, not shown.

Das durch 1 gezeigte Rotorblech 3 umfasst eine zentrale Ausnehmung 4, welche zur drehfesten Verbindung des Rotorblechs 3 bzw. des Rotorblechpakets 2 mit einer nicht dargestellten Welle der elektrischen Maschine ausgeführt ist. Die Ausnehmung 4 kann aus dem Rotorblech 3 ausgestanzt sein.That through 1 rotor plate shown 3 includes a central recess 4 , which for the rotationally fixed connection of the rotor plate 3 or the rotor core 2 is executed with a shaft of the electric machine, not shown. The recess 4 can from the rotor sheet 3 be punched out.

Weiterhin umfasst das Rotorblech 3 insgesamt acht äquidistant, d.h. um 45° in Umfangsrichtung U des Rotorblechs 3 versetzt zueinander angeordnete, identisch geformte erste Aussparungen 5, insgesamt acht äquidistant, d.h. um 45° in Umfangsrichtung U des Rotorblechs 3 versetzt zueinander angeordnete, identisch geformte zweite Aussparungen 6 und insgesamt acht äquidistant, d.h. um 45° in Umfangsrichtung U des Rotorblechs 3 versetzt zueinander angeordnete, identisch geformte dritte Aussparungen 7. Die Aussparungen 5, 6 und 7 sind jeweils gerade ausgeführt und erfüllen die Funktion einer Flussbarriere.Furthermore, the rotor plate comprises 3 a total of eight equidistant, ie by 45 ° in the circumferential direction U of the rotor blade 3 offset from each other, identically shaped first recesses 5 , a total of eight equidistant, ie by 45 ° in the circumferential direction U of the rotor blade 3 offset from each other, identically shaped second recesses 6 and a total of eight equidistant, ie by 45 ° in the circumferential direction U of the rotor blade 3 offset from each other, identically shaped third recesses 7 , The recesses 5 . 6 and 7 are each currently running and fulfill the function of a flow barrier.

Die vorstehend genannten Aussparungen 5, 6 und 7 können aus dem Rotorblech 3 ausgestanzt sein. Die Aussparungen 5, 6 und 7 sind weiterhin auf jedem Rotorblech 3 des Rotorblechpakets 2 gleich ausgestaltet. Die Rotorbleche 3 sind derart in der Stapelrichtung übereinandergestapelt, dass die Aussparungen 5, 6 und 7 unversetzt zueinander übereinanderliegen, d.h. jeweils eine der ersten Aussparungen 5 eines Rotorblechs 3 liegt deckungsgleich über einer gleich geformten ersten Aussparung 5 eines unmittelbar in Stapelrichtung benachbart angeordneten Rotorblechs 3 (entsprechendes gilt auch für die zweiten Aussparungen 6 und die dritten Aussparungen 7).The above recesses 5 . 6 and 7 can get out of the rotor sheet 3 be punched out. The recesses 5 . 6 and 7 are still on each rotor plate 3 of the rotor core 2 Equally designed. The rotor laminations 3 are stacked one above the other in the stacking direction such that the recesses 5 . 6 and 7 one above the other without interference, ie in each case one of the first recesses 5 a rotor sheet 3 lies congruently over an identically shaped first recess 5 a directly adjacent in the stacking direction arranged rotor plate 3 (The same applies to the second recesses 6 and the third recesses 7 ).

Dadurch, dass die ersten Aussparungen 5 jeweils um 45° in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, ist jeweils eine der ersten Aussparungen 5 diametral zu einer weiteren der ersten Aussparungen 5 angeordnet. Weiterhin bilden jeweils eine der ersten Aussparungen 5, eine der zweiten Aussparungen 6 und eine der dritten Aussparungen 7 eine Gruppe 8 von Aussparungen. Insgesamt werden acht Gruppen 8 von Aussparungen 5, 6 und 7 gebildet, die in Umfangsrichtung U des Rotorblechs 3 jeweils um 45° zueinander versetzt angeordnet sind.Because of that, the first recesses 5 are each offset by 45 ° in the circumferential direction to each other, each one of the first recesses 5 diametrically to another of the first recesses 5 arranged. Furthermore, each form one of the first recesses 5 , one of the second recesses 6 and one of the third recesses 7 a group 8th of recesses. In total, there will be eight groups 8th of recesses 5 . 6 and 7 formed in the circumferential direction U of the rotor plate 3 each offset by 45 ° to each other.

Die ersten Aussparungen 5 weisen jeweils einen ersten Bereich 5.1, einen zweiten Bereich 5.2 und einen dritten Bereich 5.3 auf. Ein erster Querschnitt des ersten Bereichs 5.1 erstreckt sich dabei senkrecht zu einer radialen Richtung r das Rotorblechs 3. Beidseitig endseitig geht der erste Bereich 5.1 jeweils in den zweiten Bereich 5.2 bzw. in den dritten Bereich 5.3 über. Im Vergleich zu dem ersten Bereich 5.1 sind der zweite Bereich 5.2 und der dritte Bereich 5.3 relativ klein. Ein zweiter Querschnitt des zweiten Bereichs 5.2 und ein dritter Querschnitt des dritten Bereichs 5.3 sind jeweils zu dem ersten Querschnitt des ersten Bereichs 5.1 derart angewinkelt, dass sie in Richtung eines Außenumfangs 9 des Rotorblech 3 orientiert sind. Die zweite Aussparungen 6 und die dritten Aussparungen 7 weisen jeweils einen ersten Bereich 6.1/7.1 und einen zweiten Bereich 6.2/7.2 auf. Einseitig endseitig geht der erste Bereich 6.1/7.1 jeweils in den zweiten Bereich 6.2/7.2 über. Querschnitte der zweiten Bereiche 6.2 und 7.2 sind dabei jeweils zu einem Querschnitt des betreffenden erstens Querschnitts 6.1/7.1 derart angewinkelt, dass sie in Richtung des Außenumfangs 9 des Rotorblech 3 orientiert sind. Die anderen Endseiten der ersten Bereiche 6.1 und 7.1 konvergieren in Richtung des Inneren des Rotorblechs 3.The first recesses 5 each have a first area 5.1 , a second area 5.2 and a third area 5.3 on. A first cross section of the first area 5.1 extends perpendicular to a radial direction r of the rotor plate 3 , The first area is on both sides of the end 5.1 each in the second area 5.2 or in the third area 5.3 above. Compared to the first area 5.1 are the second area 5.2 and the third area 5.3 relatively small. A second cross section of the second area 5.2 and a third cross section of the third area 5.3 are each to the first cross section of the first area 5.1 bent so that they are in the direction of an outer circumference 9 of the rotor sheet 3 are oriented. The second recesses 6 and the third recesses 7 each have a first area 6.1 / 7.1 and a second area 6.2 / 7.2 on. One-sided end is the first area 6.1 / 7.1 each in the second area 6.2 / 7.2 above. Cross sections of the second areas 6.2 and 7.2 are each to a cross section of the relevant first cross section 6.1 / 7.1 bent so that they are in the direction of the outer circumference 9 of the rotor sheet 3 are oriented. The other end pages of the first sections 6.1 and 7.1 converge towards the interior of the rotor blade 3 ,

Im Querschnitt weisen die Gruppen 8 von Aussparungen 5, 6 und 7 jeweils eine Dreiecksform auf, wobei jeweils eine der ersten Aussparungen 5 einen ersten Schenkel 10 eines Dreiecks, jeweils eine der zweiten Aussparungen 6 einen zweiten Schenkel 11 des Dreiecks und jeweils eine der dritten Aussparungen 7 einen dritten Schenkel 12 des Dreiecks bildet. Die Aussparungen 5, 6 und 7 sind dabei untereinander nicht miteinander verbunden, sondern durch Stege 13 bis 15, welche durch das Rotorblech 3 zwischen den Aussparungen 5, 6 und 7 ausgebildet werden, voneinander getrennt. Insbesondere bildet das Rotorblech 3 einen ersten Steg 13 zwischen der ersten Aussparung 5 und der zweiten Aussparung 6, einen zweiten Steg 14 zwischen der zweiten Aussparung 6 und der dritten Aussparung 7 und einen dritten Steg 15 zwischen der dritten Aussparung 7 und der ersten Aussparung 5 aus.In cross section, the groups 8th of recesses 5 . 6 and 7 each have a triangular shape, wherein each one of the first recesses 5 a first leg 10 a triangle, one of the second recesses 6 a second leg 11 of the triangle and each one of the third recesses 7 a third leg 12 of the triangle forms. The recesses 5 . 6 and 7 are not interconnected with each other, but by webs 13 to 15 which through the rotor plate 3 between the recesses 5 . 6 and 7 be formed, separated from each other. In particular, forms the rotor plate 3 a first jetty 13 between the first recess 5 and the second recess 6 . a second jetty 14 between the second recess 6 and the third recess 7 and a third jetty 15 between the third recess 7 and the first recess 5 out.

Die ersten Aussparungen 5 sind in einem äußeren Randbereich 16 des Rotorblechs 3 angeordnet, d.h. sie befinden sich wesentlich näher an dem Außenumfang 9 des Rotorblechs 3 als an einem Innenumfang des Rotorblechs 3, wobei der Innenumfang durch die zentrale Ausnehmung 4 gebildet wird. Das gleiche gilt auch für die zweiten Aussparungen 6 und für die dritten Aussparungen 7, wobei sich die zweite Aussparung 6 und die dritte Aussparung 7 in radialer Richtung r des Rotorblechs 3 jeweils weiter nach innen erstrecken als die erste Aussparung 5. Anders ausgedrückt sind der zweite Schenkel 12 und der dritte Schenkel 13 des durch die Gruppe 8 gebildeten Dreiecks radial nach innen orientiert, wohingegen der erste Schenkel 10 weiter außen im Bereich des Außenumfangs 9 senkrecht zu der radialen Richtung r des Rotorblechs 3 verläuft.The first recesses 5 are in an outer edge area 16 of the rotor sheet 3 arranged, ie they are much closer to the outer periphery 9 of the rotor sheet 3 as on an inner circumference of the rotor lamination 3 , wherein the inner circumference through the central recess 4 is formed. The same applies to the second recesses 6 and for the third recesses 7 , wherein the second recess 6 and the third recess 7 in the radial direction r of the rotor plate 3 each extend further inward than the first recess 5 , In other words, the second leg 12 and the third leg 13 by the group 8th formed triangle oriented radially inward, whereas the first leg 10 further out in the area of the outer circumference 9 perpendicular to the radial direction r of the rotor lamination 3 runs.

Die ersten Aussparungen 5, die zweiten Aussparungen 6 und die dritten Aussparungen 7 sind jeweils mit einer Magnetmasse 20 gefüllt. Die Magnetmasse 20 ist mit einem Bindematerial gebunden. Die Magnetmasse 20 kann beispielsweise aus einer seltenen Erde wie Neodym-Eisen-Bor oder Samarium-Kobalt oder aus Ferrit-Materialien bestehen. Die mit dem Bindematerial gebundene Magnetmasse 20 ist in die Aussparungen 5, 6 und 7 eingespritzt. Dabei können die Aussparungen 5, 6 und 7 vollständig, d.h. zu 100%, mit der Magnetmasse 20 gefüllt sein.The first recesses 5 , the second recesses 6 and the third recesses 7 are each with a magnetic mass 20 filled. The magnetic mass 20 is bound with a binding material. The magnetic mass 20 may for example consist of a rare earth such as neodymium-iron-boron or samarium-cobalt or ferrite materials. The magnetic material bound with the binding material 20 is in the recesses 5 . 6 and 7 injected. The recesses can do this 5 . 6 and 7 completely, ie 100%, with the magnetic mass 20 be filled.

2 zeigt einen weiteren Rotor 1, welcher ein Rotorblechpaket 2 mit mehreren in einer senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Stapelrichtung übereinandergestapelten Rotorblechen 3 umfasst. Konkret in 2 zu sehen ist eines der Rotorbleche 3. Insbesondere können alle Rotorbleche 3 des Rotorblechpakets 2 identisch ausgeführt sein. Der Rotor 1 kann in einer nicht gezeigten elektrischen 48V-Maschine eingesetzt werden. 2 shows another rotor 1 , which is a rotor core 2 with a plurality of rotor laminations stacked on top of one another in a stacking direction running perpendicular to the plane of the drawing 3 includes. Specifically in 2 to see is one of the rotor laminations 3 , In particular, all rotor laminations 3 of the rotor core 2 be executed identical. The rotor 1 can be used in a 48V electrical machine, not shown.

Das durch 2 gezeigte Rotorblech 3 umfasst eine zentrale Ausnehmung 4, welche zur drehfesten Verbindung des Rotorblechs 3 bzw. des Rotorblechpakets 2 mit einer nicht dargestellten Welle der elektrischen Maschine ausgeführt ist. Die Ausnehmung 4 kann aus dem Rotorblech 3 ausgestanzt sein. Der Rotor 1 kann bei Drehzahlen oberhalb von 15.000 Umdrehungen pro Minute betrieben werden und ist dazu eingerichtet, sowohl einen Magneteffekt als auch einen Reluktanzeffekt zu nutzen.That through 2 rotor plate shown 3 includes a central recess 4 , which for the rotationally fixed connection of the rotor plate 3 or the rotor core 2 is executed with a shaft of the electric machine, not shown. The recess 4 can from the rotor sheet 3 be punched out. The rotor 1 can be operated at speeds above 15,000 revolutions per minute and is designed to use both a magnetic effect and a reluctance effect.

Weiterhin umfasst das Rotorblech 3 insgesamt acht äquidistant, d.h. um 45° in Umfangsrichtung U des Rotorblechs 3 versetzt zueinander angeordnete, identisch geformte erste Aussparungen 5, insgesamt acht äquidistant, d.h. um 45° in Umfangsrichtung U des Rotorblechs 3 versetzt zueinander angeordnete, identisch geformte zweite Aussparungen 6 und insgesamt acht äquidistant, d.h. um 45° in Umfangsrichtung U des Rotorblechs 3 versetzt zueinander angeordnete, identisch geformte dritte Aussparungen 7. Die Aussparungen 5, 6 und 7 sind jeweils bogenförmig ausgeführt und erfüllen die Funktion einer Flussbarriere.Furthermore, the rotor plate comprises 3 a total of eight equidistant, ie by 45 ° in the circumferential direction U of the rotor blade 3 offset from each other, identically shaped first recesses 5 , a total of eight equidistant, ie by 45 ° in the circumferential direction U of the rotor blade 3 offset from each other, identically shaped second recesses 6 and a total of eight equidistant, ie by 45 ° in the circumferential direction U of the rotor blade 3 offset from each other, identically shaped third recesses 7 , The recesses 5 . 6 and 7 are each arcuate and perform the function of a flow barrier.

Innerhalb der Gruppen 8 bilden die zweite Aussparung 6 und die dritte Aussparung 7 gemeinsam einen ersten Bogenabschnitt 17, welcher lediglich durch einen Steg 18 kurz unterbrochen wird, wobei der Steg 18 durch das Rotorblech 3 ausgebildet wird. Wieterhin bildet die erste Aussparung 5 innerhalb der Gruppen 8 jeweils einen zweiten Bogenabschnitt 19. Der erste Bogenabschnitt 17 und der zweite Bogenabschnitt 19 sind jeweils radial nach innen gewölbt. Der zweite Bogenabschnitt 19 ist dabei jeweils in einem äußeren Randbereich 16 des Rotorblechs 3 angeordnet, d.h. er befindet sich wesentlich näher an dem Außenumfang 9 des Rotorblechs 3 als an einem Innenumfang des Rotorblechs 3, wobei der Innenumfang durch die zentrale Ausnehmung 4 gebildet wird. Der erste Bogenabschnitt 17 ist größer als der zweite Bogenabschnitt 19 und erstreckt sich in radialer Richtung r weiter innen als der zweite Bodenabschnitt, wobei der erste Bogenabschnitt 17 den zweiten Bodenabschnitt 19 umgibt.Within the groups 8th form the second recess 6 and the third recess 7 together a first arc section 17 , which only by a bridge 18 is briefly interrupted, the bridge 18 through the rotor plate 3 is trained. Wieterhin forms the first recess 5 within the groups 8th each a second arc section 19 , The first arch section 17 and the second arc section 19 are each curved radially inward. The second arch section 19 is in each case in an outer edge region 16 of the rotor sheet 3 arranged, ie it is located substantially closer to the outer periphery 9 of the rotor sheet 3 as on an inner circumference of the rotor lamination 3 , wherein the inner circumference through the central recess 4 is formed. The first arch section 17 is larger than the second arc section 19 and extends in the radial direction r further inside than the second bottom portion, wherein the first arc portion 17 the second floor section 19 surrounds.

Die ersten Aussparungen 5, die zweiten Aussparungen 6 und die dritten Aussparungen 7 sind jeweils mit einer Magnetmasse 10 gefüllt. Die Magnetmasse 10 ist mit einem Bindematerial gebunden. Die Magnetmasse 10 kann beispielsweise aus einer seltenen Erde wie Neodym-Eisen-Bor oder Samarium-Kobalt oder aus Ferrit-Materialien bestehen. Die mit dem Bindematerial gebundene Magnetmasse 10 ist in die Aussparungen 5, 6 und 7 eingespritzt. Dabei können die Aussparungen 5, 6 und 7 vollständig, d.h. zu 100%, mit der Magnetmasse 10 gefüllt sein.The first recesses 5 , the second recesses 6 and the third recesses 7 are each with a magnetic mass 10 filled. The magnetic mass 10 is bound with a binding material. The magnetic mass 10 may for example consist of a rare earth such as neodymium-iron-boron or samarium-cobalt or ferrite materials. The magnetic material bound with the binding material 10 is in the recesses 5 . 6 and 7 injected. The recesses can do this 5 . 6 and 7 completely, ie 100%, with the magnetic mass 10 be filled.

Claims

A rotor (1) for an electrical machine operating at speeds in excess of 15,000 revolutions per minute and at a voltage of 48V, the rotor (1) being arranged to simultaneously use a magnetic effect and a reluctance effect and to define a plurality of recesses (5 7 to 7) for forming magnetic flux barriers, wherein a magnetic mass (20) is injected into the recesses (5 to 7), and wherein the magnetic mass (20) is bonded with a binding material.

Rotor (1) to Claim 1 , wherein the magnetic mass (20) consists of a rare earth.

Rotor (1) to Claim 2 , where the rare earth is neodymium-iron-boron.

Rotor (1) to Claim 1 , wherein the magnetic mass (20) consists of samarium cobalt.

Rotor (1) to Claim 1 wherein the magnetic mass (20) consists of ferrite materials.

Rotor (1) according to one of the preceding claims, wherein the recesses are completely filled with the magnetic mass (20).

Rotor (1) according to one of the preceding claims, wherein the rotor (1) comprises a rotor laminated core (2) with a plurality of rotor laminations (3) stacked in a stacking direction, wherein the recesses (5 to 7) are formed by punching in the individual rotor laminations (3 ) are formed.

Rotor (1) according to one of the preceding claims, wherein the recesses (5 to 7) are straight or arcuate.

Use of a magnetic mass (20), which is bound by a binding material, in a recess (5 to 7) of a rotor (1) of an electrical machine.

Electric machine comprising a rotor (1) according to one of Claims 1 to 8th ,