DE102021125206A1

DE102021125206A1 - Electromechanical rotor topology to increase the efficiency of electrical machines

Info

Publication number: DE102021125206A1
Application number: DE102021125206.7A
Authority: DE
Inventors: Norman Borchardt; Robert Schmidt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2021-09-29
Publication date: 2023-03-30

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotorkern (5) für einen Rotor (3) einer elektrischen Maschine (1) zum Halten von magnetfelderzeugenden Komponenten des Rotors (3), aufweisend - einen Schenkelpoltopologie-Bereich (6) mit einem Rotorjoch (7) und von dem Rotorjoch (8) radial abstehenden, einstückig mit dem Rotorjoch (8) ausgebildeten Schenkelpolen (9), welche jeweils einen Polschaft (10) zum Halten der magnetfelderzeugenden Komponenten und einen Polschuh (11) aufweisen, und- einen Verbindungsbereich (7), welcher mit dem Schenkelpoltopologie-Bereich (6) eine Vollpoltopologie des Rotorkerns (5) ausbildet und dazu einstückig mit den Polschuhen (11) ausgebildete, sich in Umfangsrichtung (U) zwischen jeweils zwei Polschuhen (11) erstreckende Verbindungsstege (12) aufweist, wobei durch die Verbindungsstege (12) und die Polschuhe (11) eine in Umfangsrichtung (U) geschlossene Außenkontur (17) des Rotorkerns (5) zum Reduzieren von Luftreibungsverlusten in einem an die Außenkontur (17) angrenzenden Luftspalt (18) der elektrischen Maschine (1) gebildet ist.The invention relates to a rotor core (5) for a rotor (3) of an electrical machine (1) for holding components of the rotor (3) that generate a magnetic field, comprising - a salient pole topology region (6) with a rotor yoke (7) and the rotor yoke (8) radially projecting salient poles (9) formed in one piece with the rotor yoke (8), each having a pole shank (10) for holding the magnetic field-generating components and a pole shoe (11), and- a connecting region (7) which is connected to the Salient-pole topology area (6) forms a full-pole topology of the rotor core (5) and, for this purpose, has connecting webs (12) which are designed in one piece with the pole shoes (11) and extend in the circumferential direction (U) between two pole shoes (11) in each case, with the connecting webs ( 12) and the pole shoes (11), an outer contour (17) of the rotor core (5) that is closed in the circumferential direction (U) is formed to reduce air friction losses in an air gap (18) of the electrical machine (1) adjoining the outer contour (17).

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotorkern für einen Rotor einer elektrischen Maschine zum Halten von magnetfelderzeugenden Komponenten des Rotors. Der Rotorkern weist einen Schenkelpoltopologie-Bereich mit einem Rotorjoch und von dem Rotorjoch radial abstehenden, einstückig mit dem Rotorjoch ausgebildeten Schenkelpolen auf. Die Schenkelpole weisen jeweils einen Polschaft zum Halten der magnetfelderzeugenden Komponenten und einen Polschuh auf. Die Erfindung betrifft außerdem einen Rotor, eine elektrische Maschine sowie ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a rotor core for a rotor of an electrical machine for holding components of the rotor that generate a magnetic field. The rotor core has a salient pole topology region with a rotor yoke and salient poles projecting radially from the rotor yoke and formed integrally with the rotor yoke. The salient poles each have a pole shaft for holding the magnetic field-generating components and a pole shoe. The invention also relates to a rotor, an electrical machine and a motor vehicle.

Vorliegend richtet sich das Interesse auf elektrische Maschinen, welche beispielsweise als Antriebsmaschinen elektrifizierter Kraftfahrzeuge verwendet werden können. Die elektrischen Maschinen weisen üblicherweise einen ortsfesten Stator mit bestrombaren Statorwicklungen sowie einen bezüglich des Stators drehbar gelagerten Rotor mit magnetfelderzeugenden Komponenten, beispielsweise bestrombaren Rotorwicklungen und/oder Permanentmagneten, auf. Der Rotor weist einen Rotorkern auf, welcher die magnetfelderzeugenden Komponenten trägt. Der Rotorkern kann beispielsweise eine Schenkelpoltopologie aufweisen und dazu ein Rotorjoch und radial von dem Rotorjoch abstehende Schenkelpole aufweisen. Um Polschäfte der Schenkelpole können beispielsweise drahtförmige Wicklungsleiter gewickelt und von Polschuhen der Schenkelpole auf den Polschäften gehalten werden. Die Schenkelpole sind dabei in Umfangsrichtung unter Ausbildung von Pollücken derart beabstandet zueinander angeordnet, dass zwischen den Polschuhen benachbarter Schenkelpole Zugangsöffnungen in die Pollücken gebildet sind. Die Pollücken sind somit als Nuten ausgebildet, durch welche eine Außenkontur des Rotorkerns und damit des Rotors entlang der Umfangsrichtung lückenbehaftet ist.In the present case, interest is directed at electric machines which can be used, for example, as drive machines in electrified motor vehicles. The electrical machines usually have a stationary stator with stator windings that can be energized and a rotor that is rotatably mounted with respect to the stator and has components that generate magnetic fields, for example rotor windings that can be energized and/or permanent magnets. The rotor has a rotor core which carries the components that generate the magnetic field. The rotor core can, for example, have a salient-pole topology and, for this purpose, have a rotor yoke and salient poles protruding radially from the rotor yoke. For example, wire-shaped winding conductors can be wound around pole shanks of the salient poles and held on the pole shanks by pole shoes of the salient poles. The salient poles are spaced apart from one another in the circumferential direction, forming pole gaps, in such a way that access openings into the pole gaps are formed between the pole shoes of adjacent salient poles. The pole gaps are thus designed as grooves, through which an outer contour of the rotor core and thus of the rotor has gaps along the circumferential direction.

Hierdurch wird zwischen dem Rotor und dem Stator ein inhomogener, lückenbehafteter Luftspalt gebildet. Dieser Luftspalt verursacht Luftreibungsverluste der elektrischen Maschine, welche im Wesentlichen von einer Oberflächengestaltung des Rotors und des Stators zum Luftspalt hin, der Drehzahl und der Stirnflächenkontur des Rotors abhängen. Dabei resultieren niedrige Drehzahlen und homogene Luftspalte in der Regel in laminare Luftströmungen, sogenannten Couette-Strömungen. Hohe Drehzahlen und inhomogene, lückende Luftspalte resultieren in der Regel in turbulente Luftströmungen, sogenannten Taylor-Wirbel-Strömungen, wobei zwischen beiden Strömungsarten ein kontinuierlicher Übergang existiert. Dabei hat eine laminare Strömung in der Regel geringere Luftreibungsverluste zur Folge als eine turbulente Strömung.As a result, an inhomogeneous air gap with gaps is formed between the rotor and the stator. This air gap causes air friction losses in the electric machine, which essentially depend on the surface design of the rotor and the stator towards the air gap, the rotational speed and the face contour of the rotor. Low speeds and homogeneous air gaps usually result in laminar air flows, so-called Couette flows. High speeds and inhomogeneous, gapping air gaps usually result in turbulent air flows, so-called Taylor vortex flows, with a continuous transition between the two types of flow. A laminar flow usually results in lower air friction losses than a turbulent flow.

Dazu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Nutverschlusskeile zwischen den Polschuhen anzuordnen, durch welche die Zugangsöffnungen verschlossen werden. Solche Nutverschlusskeile bzw. Deckschieber müssen jedoch in einem zusätzlichen Montageschritt angebracht werden. Außerdem existieren üblicherweise kantenbehaftete Übergänge im Bereich der Verbindung der Nutverschlusskeile mit den Polschuhen, welche die Oberflächengestaltung des Rotors ebenfalls negativ beeinflussen.For this purpose, it is known from the prior art to arrange slot sealing wedges between the pole shoes, through which the access openings are closed. However, such slot sealing wedges or cover slides must be attached in an additional assembly step. In addition, there are usually transitions with edges in the area where the slot sealing wedges are connected to the pole shoes, which also have a negative effect on the surface design of the rotor.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfach zu fertigenden und verlustarmen Rotor für eine elektrische Maschine bereitzustellen.It is the object of the present invention to provide a rotor for an electrical machine that is easy to manufacture and has low losses.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rotorkern, einen Rotor, eine elektrische Maschine sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figur.According to the invention, this object is achieved by a rotor core, a rotor, an electrical machine and a motor vehicle having the features according to the respective independent patent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject matter of the dependent patent claims, the description and the figure.

Ein erfindungsgemäßer Rotorkern für einen Rotor einer elektrischen Maschine zum Halten von magnetfelderzeugenden Komponenten des Rotors weist einen Schenkelpoltopologie-Bereich mit einem Rotorjoch und von dem Rotorjoch radial abstehenden, einstückig mit dem Rotorjoch ausgebildeten Schenkelpolen auf, welche jeweils einen Polschaft zum Halten der magnetfelderzeugenden Komponenten und einen Polschuh aufweisen. Darüber hinaus weist der Rotorkern einen Verbindungsbereich auf, welcher mit dem Schenkelpoltopologie-Bereich eine Vollpoltopologie des Rotorkerns ausbildet. Dazu weist der Verbindungsbereich einstückig mit den Polschuhen ausgebildete, sich entlang der Umfangsrichtung zwischen jeweils zwei Polschuhen erstreckende Verbindungsstege auf, wobei durch die Verbindungsstege und die Polschuhe eine in Umfangsrichtung geschlossene, lückenlose Außenkontur des Rotorkerns zum Reduzieren von Luftreibungsverlusten in einem an die Außenkontur angrenzenden Luftspalt der elektrischen Maschine gebildet ist.A rotor core according to the invention for a rotor of an electrical machine for holding components of the rotor that generate a magnetic field has a salient-pole topology region with a rotor yoke and salient poles that protrude radially from the rotor yoke and are formed in one piece with the rotor yoke, each of which has a pole shaft for holding the components that generate the magnetic field and a Have pole shoe. In addition, the rotor core has a connection area, which forms a non-salient pole topology of the rotor core with the salient-pole topology area. For this purpose, the connecting area has connecting webs which are formed in one piece with the pole shoes and extend along the circumferential direction between two pole shoes in each case, with the connecting webs and the pole shoes forming a closed, gapless outer contour of the rotor core in the circumferential direction for reducing air friction losses in an air gap adjacent to the outer contour of the electrical machine is formed.

Zur Erfindung gehört außerdem ein Rotor für eine elektrische Maschine aufweisend magnetfelderzeugende Komponenten sowie einen erfindungsgemäßen Rotorkern. Die magnetfelderzeugenden Komponenten weisen insbesondere bestrombare Rotorwicklungen auf. Eine erfindungsgemäße elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug weist einen Stator und einen bezüglich des Stators drehbar gelagerten erfindungsgemäßen Rotor auf, wobei zwischen der geschlossenen, lückenlosen Außenkontur des Rotorkerns und dem Stator ein Luftspalt ausgebildet ist. Die elektrische Maschine ist insbesondere eine elektrisch erregte elektrische Maschine in Form von einer stromerregten Synchronmaschine (SSM) und weist den erfindungsgemäßen Rotor als Innenläufer auf.The invention also includes a rotor for an electrical machine having components that generate a magnetic field and a rotor core according to the invention. The components that generate the magnetic field have, in particular, rotor windings that can be energized. An electric machine according to the invention for a motor vehicle has a stator and a rotor according to the invention which is rotatably mounted with respect to the stator, an air gap being formed between the closed, uninterrupted outer contour of the rotor core and the stator. The electrical machine is in particular an electrically excited electrical machine in the form from a current-excited synchronous machine (SSM) and has the rotor according to the invention as an internal rotor.

Der Rotorkern ist insbesondere als ein Blechpaket aus axial gestapelten und mechanisch verbundenen, einstückigen Elektroblechlamellen gebildet. Der Rotorkern weist zwei, unmittelbar aneinander angrenzende, nahtlos ineinander übergehende Bereiche, nämlich den Schenkelpoltopologie-Bereich und den Verbindungsbereich, auf. Im Schenkelpoltopologie-Bereich weist der Rotorkern eine Schenkelpolgeometrie auf. Dazu umfasst der Rotorkern das, beispielsweise ringförmige, Rotorjoch, welches drehfest mit einer Rotorwelle des Rotors zur Drehmomentübertragung verbunden werden kann. Radial von dem Rotorjoch abstehend sind die Schenkelpole angeordnet, welche in Umfangsrichtung unter Ausbildung von Pollücken beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Schenkelpole weisen jeweils einen, insbesondere parallelflankigen, Polschaft bzw. Polzahn auf, welcher die magnetfelderzeugende Komponente trägt. An den Polschaft angrenzend ist jeweils ein, insbesondere kreissegmentförmiger, Polschuh angeordnet, welcher die magnetfelderzeugenden Komponenten durch Aufnehmen der auf die magnetfelderzeugenden Komponenten wirkenden Fliehkraft auf dem jeweiligen Polschaft hält. Dazu stehen Polschuhbereiche der Polschuhe entlang der Umfangsrichtung beidseitig am Polschaft über.The rotor core is formed in particular as a laminated core of axially stacked and mechanically connected, one-piece electrical laminations. The rotor core has two areas that directly adjoin one another and merge seamlessly into one another, namely the salient pole topology area and the connection area. In the salient pole topology area, the rotor core has a salient pole geometry. For this purpose, the rotor core includes the, for example, ring-shaped rotor yoke, which can be connected in a torque-proof manner to a rotor shaft of the rotor for torque transmission. The salient poles are arranged protruding radially from the rotor yoke and are arranged spaced apart from one another in the circumferential direction, forming pole gaps. The salient poles each have a pole shaft or pole tooth, in particular one with parallel flanks, which carries the component that generates the magnetic field. Arranged adjacent to the pole shaft is a pole shoe, in particular in the shape of a segment of a circle, which holds the components generating the magnetic field on the respective pole shaft by absorbing the centrifugal force acting on the components generating the magnetic field. For this purpose, pole shoe regions of the pole shoes protrude on both sides of the pole shaft along the circumferential direction.

Um eine in Umfangsrichtung geschlossene, lückenlose Außenkontur der Rotorkerns zu bilden, ist der Verbindungsbereich vorgesehen, durch welchen die bei einem Schenkelpolrotor in radialer und axialer Richtung offene, als Nuten ausgebildete Pollücken derart verschlossen sind, dass die Pollücken als lediglich in axialer Richtung offene Durchgangsöffnungen ausgebildet sind und der Rotor somit eine Vollpolgeometrie aufweist. Dazu sind einander gegenüberliegende Polschuhbereiche zweiter benachbarter Schenkelpole über jeweils einen Verbindungssteg des Verbindungsbereiches verbunden. Die Verbindungsstege sind dabei einteilig mit den Polschuhen ausgebildet. Dazu sind die Elektroblechlamellen, welche in axialer Richtung gestapelt sind, einstückig ausgebildet und weisen einen geschlossenen, lückenlosen Außenrand auf. Die Elektroblechlamelle ist dabei über ein Trennverfahren, beispielsweise Stanzen, gefertigt. Durch axiales Stapeln dieser Elektroblechlamellen mit geschlossenem Außenrand entsteht der die Vollpoltopologie aufweisende Rotorkern.In order to form an outer contour of the rotor core that is closed in the circumferential direction and has no gaps, the connection area is provided, through which the pole gaps, which are open in the radial and axial direction in a salient-pole rotor and are designed as grooves, are closed in such a way that the pole gaps are designed as through openings open only in the axial direction are and the rotor thus has a non-salient pole geometry. For this purpose, mutually opposite pole shoe areas of second adjacent salient poles are each connected via a connecting web of the connecting area. The connecting webs are designed in one piece with the pole shoes. For this purpose, the electrical steel laminations, which are stacked in the axial direction, are designed in one piece and have a closed, uninterrupted outer edge. In this case, the electrical lamination is produced using a cutting process, for example stamping. The rotor core, which has the full-pole topology, is produced by axially stacking these electrical steel laminations with a closed outer edge.

Durch die geschlossene Außenkontur des Rotorkerns wird also ein lückenloser Luftspalt der elektrischen Maschine gebildet, in welchem die Luftreibung reduziert ist. Außerdem kann in vorteilhafter Weise auf zusätzliche Elemente in Form von Nutverschlusskeilen verzichtet werden.The closed outer contour of the rotor core thus forms an uninterrupted air gap in the electric machine, in which the air friction is reduced. In addition, additional elements in the form of slot sealing wedges can advantageously be dispensed with.

Dabei kann vorgesehen sein, dass ein erster Krümmungsradius einer Außenseite der Polschuhe und ein zweiter Krümmungsradius einer Außenseite der Verbindungsstege unterschiedlich ausgebildet ist, sodass die durch die Außenseiten der Polschuhe und der Verbindungsstege gebildete Außenkontur des Rotorkerns zum Ausbilden eines inhomogenen, lückenlosen Luftspaltes von einer Kreisform abweicht. Insbesondere ist der erste Krümmungsradius kleiner als der zweite Krümmungsradius. Durch diesen inhomogenen Luftspalt, dessen radiale Breite entlang der Umfangsrichtung variiert, können insbesondere laminare Strömungen im Luftspalt reduziert werden.It can be provided that a first radius of curvature of an outside of the pole shoes and a second radius of curvature of an outside of the connecting webs are designed differently, so that the outer contour of the rotor core formed by the outsides of the pole shoes and the connecting webs deviates from a circular shape to form an inhomogeneous, gap-free air gap . In particular, the first radius of curvature is smaller than the second radius of curvature. Laminar flows in the air gap in particular can be reduced by this inhomogeneous air gap, the radial width of which varies along the circumferential direction.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn der Verbindungsbereich mit dem Rotorjoch verbundene Stützsteganordnungen mit jeweils zumindest seinem Stützsteg aufweist, wobei jeweils eine Stützsteganordnung zum Aufnehmen von radialen Fliehkräften einteilig mit einem Verbindungssteg und mit dem Rotorjoch ausgebildet ist. Insbesondere sind die Stützsteganordnungen jeweils Y-förmig oder V-förmig ausgebildet. Dabei ist jeweils eine Stützsteganordnung in einer Pollücke zwischen zwei benachbarten Schenkelpolen angeordnet. Durch die Stützsteganordnung wird der jeweilige Verbindungssteg mechanisch mit dem Rotorjoch verbunden, sodass der jeweilige Verbindungssteg gegen radial wirkende Fliehkräfte abgestützt wird.It has proven to be advantageous if the connection area has support web arrangements connected to the rotor yoke, each with at least its support web, with each support web arrangement for absorbing radial centrifugal forces being formed in one piece with a connection web and with the rotor yoke. In particular, the support web arrangements are each Y-shaped or V-shaped. In each case, a supporting web arrangement is arranged in a pole gap between two adjacent salient poles. The respective connecting web is mechanically connected to the rotor yoke by the supporting web arrangement, so that the respective connecting web is supported against radially acting centrifugal forces.

Zur Erfindung gehört außerdem ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein elektrifiziertes Kraftfahrzeug und weist die zumindest eine elektrische Maschine als Antriebsmaschine auf.The invention also includes a motor vehicle with at least one electric machine according to the invention. The motor vehicle is in particular an electrified motor vehicle and has the at least one electric machine as the drive motor.

Die mit Bezug auf den erfindungsgemäßen Rotorkern vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für den erfindungsgemäßen Rotor, für die erfindungsgemäße elektrische Maschine sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.The embodiments presented with reference to the rotor core according to the invention and their advantages apply correspondingly to the rotor according to the invention, to the electric machine according to the invention and to the motor vehicle according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figur und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention result from the claims, the figure and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figure can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention will now be explained in more detail using a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawing.

Es zeigt die einzige Figur 1 eine Teilquerschnittsdarstellung von Komponenten einer elektrischen Maschine 1. Die elektrische Maschine 1 kann als Antriebsmaschine für ein elektrifiziertes Kraftfahrzeug verwendet werden und weist einen Stator 2 und einen bezüglich des Stators 2 um eine Rotationsachse R drehbar gelagerten Rotor 3 auf. Der Stator 2 weist einen Statorkern 4 mit hier nicht gezeigten bestrombaren Statorwicklungen auf. Der Rotor 3 weist einen Rotorkern 5 mit hier nicht gezeigten magnetfelderzeugenden Komponenten, insbesondere bestrombare Rotorwicklungen, auf. Der Rotorkern 5 weist eine Vollpoltopologie auf. Die Vollpoltopologie weist einen Schenkelpoltopologie-Bereich 6 und einen Verbindungsbereich 7 auf.It shows the only figure 1 a partial cross-sectional representation of components of an electric machine 1. The electric machine 1 can be used as a drive machine for an electrified motor vehicle and has a stator 2 and a rotor 3 which is rotatably mounted about an axis of rotation R with respect to the stator 2. The stator 2 has a stator core 4 with energizable stator windings, not shown here. The rotor 3 has a rotor core 5 with components that generate a magnetic field, not shown here, in particular rotor windings that can be energized. The rotor core 5 has a non-salient pole topology. The non-salient pole topology has a salient pole topology area 6 and a connection area 7 .

Im Schenkelpoltopologie-Bereich 6 weist der Rotorkern 5 ein Rotorjoch 8 und Schenkelpole 9 auf. Die Schenkelpole 9 weisen jeweils einen Polschaft 10, welcher beispielsweise eine Rotorwicklung trägt, und einen Polschuh 11 auf. Der Verbindungsbereich 7 weist Verbindungsstege 12 und Stützsteganordnungen 13 auf. Jeweils ein Verbindungssteg 12 verbindet die Polschuhe 11 zweier benachbarter Schenkelpole 9 und schließt eine Pollücke 14 zwischen zwei Schenkelpolen 9 nach außen hin ab. Jeweils eine Stützsteganordnung 13 ist in einer Pollücke 14 angeordnet und verbindet einen Verbindungssteg 12 mit dem Rotorjoch 8. Hier weist jede Stützsteganordnung 13 mehrere Stützstege 13a auf, welche hier Y-förmig angeordnet sind.In the salient pole topology area 6 , the rotor core 5 has a rotor yoke 8 and salient poles 9 . The salient poles 9 each have a pole shaft 10 which carries a rotor winding, for example, and a pole shoe 11 . The connecting area 7 has connecting webs 12 and supporting web arrangements 13 . A connecting web 12 connects the pole shoes 11 of two adjacent salient poles 9 and closes a pole gap 14 between two salient poles 9 to the outside. In each case one support web arrangement 13 is arranged in a pole gap 14 and connects a connecting web 12 to the rotor yoke 8. Here, each support web arrangement 13 has a plurality of support webs 13a, which are arranged here in a Y-shape.

Dabei sind das Rotorjoch 8, die Schenkelpole 9, die Verbindungsstege 12 und die Stützsteganordnung 13 zumindest in der hier gezeigten Querschnittsebene senkrecht zur Rotationsachse R einstückig ausgebildet. Der elektromechanische Verbindungssteg 12 lässt zwar in geringfügigem Maße elektromagnetische Kurzschlüsse zu, die jedoch konstruktiv - durch die Dimensionierung von Wandstärken der Verbindungsstege 12 - auf ein vertretbares Maß reduziert werden können.The rotor yoke 8, the salient poles 9, the connecting webs 12 and the support web arrangement 13 are formed in one piece, at least in the cross-sectional plane shown here perpendicular to the axis of rotation R. The electromechanical connecting web 12 does allow electromagnetic short circuits to a small extent, but these can be reduced to an acceptable level structurally—by dimensioning the wall thicknesses of the connecting webs 12.

Durch Außenseiten 15 der Polschuhe 11 und Außenseiten 16 der Verbindungsstege 12 ist eine lückenlose, in Umfangsrichtung U geschlossene Außenkontur 17 des Rotorkerns 5 und damit des gesamten Rotors 3 gebildet. Somit ist ein Luftspalt 18 zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 lückenlos ausgebildet. Hier weisen die Außenseiten 15 und 16 unterschiedliche Krümmungsradien auf, sodass die Außenkontur 17 nicht kreisförmig ausgebildet ist. Dadurch weist der Luftspalt 18 entlang der Umfangsrichtung U unterschiedliche radiale Breiten auf und ist somit inhomogen. Eine solche elektrische Maschine 1 mit einem Vollpolrotor 3 weist besonders niedrige Luftreibungsverluste sowie einen geringen Montageaufwand auf.Outer sides 15 of pole shoes 11 and outer sides 16 of connecting webs 12 form an uninterrupted outer contour 17 of rotor core 5 , closed in circumferential direction U, and thus of rotor 3 as a whole. An air gap 18 between the stator 2 and the rotor 3 is thus formed without gaps. Here, the outer sides 15 and 16 have different radii of curvature, so that the outer contour 17 is not circular. As a result, the air gap 18 has different radial widths along the circumferential direction U and is therefore inhomogeneous. Such an electrical machine 1 with a solid pole rotor 3 has particularly low air friction losses and low assembly costs.

Claims

Rotor core (5) for a rotor (3) of an electrical machine (1) for holding magnetic field-generating components of the rotor (3), having a salient-pole topology region (6) with a rotor yoke (7) and protruding radially from the rotor yoke (8). salient poles (9) which are designed in one piece with the rotor yoke (8) and each have a pole shaft (10) for holding the components that generate the magnetic field and a pole shoe (11), characterized by a connection area (7) which is connected to the salient pole topology area (6 ) forms a full-pole topology of the rotor core (5) and, for this purpose, has connecting webs (12) which are designed in one piece with the pole shoes (11) and extend in the circumferential direction (U) between two pole shoes (11) in each case, with the connecting webs (12) and the pole shoes (11) an outer contour (17) of the rotor core (5) closed in the circumferential direction (U) to reduce air friction losses in an air gap (18) adjoining the outer contour (17). electrical machine (1) is formed.

Rotor core (5) after claim 1 , characterized in that a first radius of curvature of an outer side (15) of the pole shoes (11) and a second radius of curvature of an outer side (16) of the connecting webs (12) are designed differently, so that the through the outer sides (15, 16) of the pole shoes (11 ) and the connecting webs (12) formed outer contour (17) of the rotor core (5) to form an inhomogeneous air gap (18) deviates from a circular shape.

Rotor core (5) after claim 2 , characterized in that the first radius of curvature is smaller than the second radius of curvature.

Rotor core (5) according to one of the preceding claims, characterized in that the connection area (7) has supporting web arrangements (13) connected to the rotor yoke (8), each with at least one supporting web (13a), each supporting web arrangement (13) for receiving radial centrifugal forces is formed in one piece with one of the connecting webs (12) and with the rotor yoke (8).

Rotor core (5) after claim 4 , characterized in that the support web arrangements (13) are each Y-shaped or V-shaped.

Rotor core (5) according to any one of the preceding claims, characterized in that the rotor core (5) from axially stacked, mechanically connected, one-piece laminations, each of which has a closed outer edge in the circumferential direction (U).

Rotor (3) for an electrical machine having components generating a magnetic field and a rotor core (5) according to one of the preceding claims.

Rotor (3) after claim 7 , characterized in that the components generating the magnetic field comprise energizable rotor windings, which are held by the pole shafts (10) of the salient poles (9).

Electrical machine (1) for a motor vehicle, having a stator (2) and a rotor (3) rotatably mounted with respect to the stator (2). claim 7 or 8th , An air gap (18) being formed between the outer contour (17) of the rotor core (5) and the stator (2).

Motor vehicle with at least one electrical machine (1). claim 9 .