DE102022116994A1 - Rotor arrangement and electrical machine - Google Patents

Rotor arrangement and electrical machine Download PDF

Info

Publication number
DE102022116994A1
DE102022116994A1 DE102022116994.4A DE102022116994A DE102022116994A1 DE 102022116994 A1 DE102022116994 A1 DE 102022116994A1 DE 102022116994 A DE102022116994 A DE 102022116994A DE 102022116994 A1 DE102022116994 A1 DE 102022116994A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
permanent magnet
laminated core
rotor arrangement
lamination stack
rotor
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.)
Pending
Application number
DE102022116994.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Christian Könen
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.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche 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 Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Priority to DE102022116994.4A priority Critical patent/DE102022116994A1/en
Publication of DE102022116994A1 publication Critical patent/DE102022116994A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Eine Rotoranordnung (20) weist Blechpakete (30, 31, 32), Permanentmagneten (41, 42, 43) und eine Bandage (50) auf, welche Blechpakete (30, 31, 32) ein Basisblechpaket (30), mindestens ein erstes Seitenblechpaket (31) und mindestens ein zweites Seitenblechpaket (32) umfassen, welche Permanentmagneten (41, 42, 43) mindestens einen ersten Permanentmagneten (41), mindestens einen zweiten Permanentmagneten (42) und mindestens einen dritten Permanentmagneten (43) umfassen, welches Basisblechpaket (30) auf seiner Außenseite (302) mindestens eine erste Aussparung (303; 303A - 303F) für einen ersten Rotorpol (24; 24A - 24F) aufweist, welches erste Seitenblechpaket (31) zumindest teilweise in der ersten Aussparung (303; 303A - 303F) angeordnet ist, welcher erste Permanentmagnet (41) und welcher zweite Permanentmagnet (42) zwischen dem ersten Seitenblechpaket (31) und dem Basisblechpaket (30) positioniert sind und schräg zueinander angeordnet sind, welches erste Seitenblechpaket (31) vom Basisblechpaket (30) beabstandet ist, welches zweite Seitenblechpaket (32) auf der Außenseite (312) des ersten Seitenblechpakets (31) und beabstandet vom ersten Seitenblechpaket (31) vorgesehen ist, wobei der dritte Permanentmagnet (43) zwischen dem ersten Seitenblechpaket (31) und dem zweiten Seitenblechpaket (32) positioniert ist.A rotor arrangement (20) has laminated cores (30, 31, 32), permanent magnets (41, 42, 43) and a bandage (50), which laminated cores (30, 31, 32), a base laminated core (30), at least a first side laminated core (31) and at least one second side lamination stack (32), which permanent magnets (41, 42, 43) comprise at least a first permanent magnet (41), at least one second permanent magnet (42) and at least one third permanent magnet (43), which base lamination stack ( 30) has on its outside (302) at least one first recess (303; 303A - 303F) for a first rotor pole (24; 24A - 24F), which first side sheet metal package (31) is at least partially in the first recess (303; 303A - 303F ) is arranged, which first permanent magnet (41) and which second permanent magnet (42) are positioned between the first side laminated core (31) and the base laminated core (30) and are arranged obliquely to one another, which first side laminated core (31) is spaced from the base laminated core (30). is, which second side lamination stack (32) is provided on the outside (312) of the first side lamination stack (31) and spaced from the first side lamination stack (31), the third permanent magnet (43) being between the first side lamination stack (31) and the second side lamination stack ( 32) is positioned.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotoranordnung und eine elektrische Maschine mit einer solchen Rotoranordnung.The invention relates to a rotor arrangement and an electrical machine with such a rotor arrangement.

Die EP 3 598 608 A1 zeigt einen Rotor für eine dynamoelektrische rotatorische Reluktanzmaschine, welcher eine Bandage aufweist.The EP 3 598 608 A1 shows a rotor for a dynamoelectric rotary reluctance machine, which has a bandage.

Die DE 10 2019 212 256 A1 zeigt einen Rotor mit einem Blechlamellenpaket, welches einen Grundkörper und mehrere Polsegmente aufweist, welche Polsegmente jeweils in einer Einbuchtung des Grundkörpers angeordnet sind, und welches Blechlamellenpaket in seiner Umfangsrichtung von einem Bandageelement zur Aufnahme von Fliehkräften umschlossen ist.The DE 10 2019 212 256 A1 shows a rotor with a sheet metal plate pack, which has a base body and a plurality of pole segments, which pole segments are each arranged in a recess in the base body, and which sheet metal plate pack is enclosed in its circumferential direction by a bandage element for absorbing centrifugal forces.

Die EP 2 991 196 A2 zeigt einen Rotor für eine elektrische Maschine, welcher einen Permanentmagneten mit einem konvexen Abschnitt aufweist.The EP 2 991 196 A2 shows a rotor for an electrical machine, which has a permanent magnet with a convex section.

Die EP 3 823 136 A1 zeigt einen Rotor für eine Synchronmaschine, welcher Rotor Permanentmagneten aufweist, welche eine nicht rechteckige Grundfläche haben.The EP 3 823 136 A1 shows a rotor for a synchronous machine, which rotor has permanent magnets which have a non-rectangular base.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine neue Rotoranordnung und eine neue elektrische Maschine bereit zu stellen.It is therefore an object of the invention to provide a new rotor arrangement and a new electrical machine.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1.This task is solved by the subject matter of claim 1.

Eine Rotoranordnung weist Blechpakete, Permanentmagneten und eine Bandage auf, welche Blechpakete ein Basisblechpaket, mindestens ein erstes Seitenblechpaket und mindestens ein zweites Seitenblechpaket umfassen, welche Permanentmagneten mindestens einen ersten Permanentmagneten, mindestens einen zweiten Permanentmagneten und mindestens einen dritten Permanentmagneten umfassen, welches Basisblechpaket auf seiner Außenseite mindestens eine erste Aussparung für einen ersten Rotorpol aufweist, welches erste Seitenblechpaket zumindest teilweise in der ersten Aussparung angeordnet ist, welcher erste Permanentmagnet und welcher zweite Permanentmagnet zwischen dem ersten Seitenblechpaket und dem Basisblechpaket positioniert sind und schräg zueinander angeordnet sind, welches erste Seitenblechpaket vom Basisblechpaket beabstandet ist, welches zweite Seitenblechpaket auf der Außenseite des ersten Seitenblechpakets und beabstandet vom ersten Seitenblechpaket vorgesehen ist, wobei der dritte Permanentmagnet zwischen dem ersten Seitenblechpaket und dem zweiten Seitenblechpaket positioniert ist, welcher dritte Permanentmagnet auf seiner Innenseite zumindest abschnittsweise konvex ausgebildet ist, und welche Bandage die Rotoranordnung umschließt, um die Blechpakete und die Permanentmagneten relativ zueinander zu fixieren.A rotor arrangement has laminated cores, permanent magnets and a bandage, which laminated cores include a base laminated core, at least a first side laminated core and at least one second side laminated core, which permanent magnets include at least a first permanent magnet, at least a second permanent magnet and at least a third permanent magnet, which base laminated core on its outside has at least one first recess for a first rotor pole, which first side laminated core is at least partially arranged in the first recess, which first permanent magnet and which second permanent magnet are positioned between the first side laminated core and the base laminated core and are arranged obliquely to one another, which first side laminated core is spaced from the base laminated core is, which second side sheet metal package is provided on the outside of the first side sheet metal package and spaced apart from the first side sheet metal package, wherein the third permanent magnet is positioned between the first side sheet metal package and the second side sheet metal package, which third permanent magnet is at least partially convex on its inside, and which bandage is the Rotor arrangement encloses to fix the laminated cores and the permanent magnets relative to each other.

Die Beabstandung der Blechpakete voneinander ermöglicht eine Verringerung magnetischer Kurzschlüsse, wie sie beispielsweise bei Verbindungsstegen im Blechpaket auftreten können, und sie ermöglicht eine vergleichsweise einfache Herstellung der Rotoranordnung. Die konvexe Ausbildung des dritten Permanentmagneten auf seiner Innenseite führt zu einer Steigerung des Reluktanzmoments und damit zu einer Steigerung der Leistung und des Drehmoments. Zudem wird die Drehmomentwelligkeit gegenüber einem reinen Oberflächenmagneten reduziert, und das akustische Verhalten wird verbessert.The spacing of the laminated cores from one another enables a reduction in magnetic short circuits, such as can occur with connecting webs in the laminated core, and it enables the rotor arrangement to be manufactured in a comparatively simple manner. The convex design of the third permanent magnet on its inside leads to an increase in the reluctance torque and thus to an increase in power and torque. In addition, the torque ripple is reduced compared to a pure surface magnet and the acoustic behavior is improved.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Basisblechpaket an seiner Außenseite eine Mehrzahl von ersten Aussparungen für eine Mehrzahl von ersten Rotorpolen auf, in welchen ersten Aussparungen jeweils einer der ersten Permanentmagneten, einer der zweiten Permanentmagneten, einer der dritten Permanentmagneten, ein erstes Seitenblechpaket und ein zweites Seitenblechpaket vorgesehen sind. Die gesamte Rotoranordnung kann also mit einem einzigen Basisblechpaket aufgebaut werden.According to a preferred embodiment, the base laminated core has on its outside a plurality of first recesses for a plurality of first rotor poles, in which first recesses one of the first permanent magnets, one of the second permanent magnets, one of the third permanent magnets, a first side laminated core and a second side laminated core are provided. The entire rotor arrangement can therefore be constructed with a single basic laminated core.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Basisblechpaket eine zentrale Aussparung auf, in welcher zentralen Aussparung eine Welle angeordnet ist. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Fixierung der Welle.According to a preferred embodiment, the base laminated core has a central recess, in which central recess a shaft is arranged. This enables the shaft to be fixed advantageously.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der dritte Permanentmagnet auf seiner Innenseite zumindest abschnittsweise konvex gekrümmt ausgebildet. Eine Krümmung ermöglicht einen sanfteren Übergang als beispielsweise ein Knick. Dies ist sowohl mechanisch als auch von den magnetischen Eigenschaften her vorteilhaft.According to a preferred embodiment, the third permanent magnet is designed to be convexly curved on its inside, at least in sections. A curvature allows for a smoother transition than, for example, a bend. This is advantageous both mechanically and in terms of magnetic properties.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der dritte Permanentmagnet auf seiner Außenseite zumindest abschnittsweise konkav ausgebildet. Dies führt zu einer vorteilhaften Reduzierung der Drehmomentwelligkeit.According to a preferred embodiment, the third permanent magnet is concave at least in sections on its outside. This leads to an advantageous reduction in torque ripple.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der dritte Permanentmagnet auf seiner Außenseite zumindest abschnittsweise konkav gekrümmt ausgebildet. Die Krümmung ermöglicht einen sanfteren Übergang als beispielsweise ein Knick.According to a preferred embodiment, the third permanent magnet is concavely curved on its outside at least in sections. The curvature allows for a smoother transition than, for example, a bend.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Seitenblechpaket auf seiner Innenseite zumindest abschnittsweise konvex ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine Reduzierung von Spalten in der Rotoranordnung, die elektrisch schlecht leitend sind.According to a preferred embodiment, the second side sheet metal package is on its inside is at least partially convex. This enables a reduction in gaps in the rotor arrangement that are poorly electrically conductive.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Seitenblechpaket auf seiner Innenseite zumindest abschnittsweise konvex gekrümmt ausgebildet. Insbesondere bei einem dritten Permanentmagnet mit konkav gekrümmter Außenseite können Spalte zwischen dem zweiten Seitenblechpaket und dem dritten Permanentmagneten verringert werden.According to a preferred embodiment, the second side sheet metal package is designed to be convexly curved on its inside, at least in sections. In particular, with a third permanent magnet with a concavely curved outside, gaps between the second side laminated core and the third permanent magnet can be reduced.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Seitenblechpaket auf seiner Außenseite zumindest abschnittsweise konkav ausgebildet. Dies ermöglicht eine Reduzierung von Spalten in der Rotoranordnung, die elektrisch schlecht leitend sind.According to a preferred embodiment, the first side sheet metal package is designed to be concave at least in sections on its outside. This enables a reduction in gaps in the rotor arrangement that are poorly electrically conductive.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Seitenblechpaket auf seiner Außenseite zumindest abschnittsweise konkav gekrümmt ausgebildet. Insbesondere bei einem dritten Permanentmagneten mit konvex gekrümmter Innenseite können Spalte zwischen dem ersten Seitenblechpaket und dem dritten Permanentmagneten verringert werdenAccording to a preferred embodiment, the first side sheet metal package is designed to be concavely curved on its outside, at least in sections. In particular, with a third permanent magnet with a convexly curved inside, gaps between the first side laminated core and the third permanent magnet can be reduced

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen der erste Permanentmagnet und der zweite Permanentmagnet eine quaderförmige Grundform auf. Diese Permanentmagneten können gut hergestellt und magnetisiert werden, und sie können einen vergleichsweise großen magnetischen Fluss erzeugen.According to a preferred embodiment, the first permanent magnet and the second permanent magnet have a cuboid basic shape. These permanent magnets can be easily manufactured and magnetized, and they can generate a comparatively large magnetic flux.

Eine elektrische Maschine weist eine solche Rotoranordnung und eine Statoranordnung auf. Die Rotoranordnung ist bei elektrischen Maschinen auf Grund der genannten Vorteile besonders vorteilhaft.An electric machine has such a rotor arrangement and a stator arrangement. The rotor arrangement is particularly advantageous in electrical machines due to the advantages mentioned.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen sowie aus den Unteransprüchen. Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es zeigt:

  • 1 in schematischer axialer Draufsicht einen Bereich einer Rotoranordnung mit Blechpaketen,
  • 2 in schematischer axialer Draufsicht entsprechend 1 die Rotoranordnung mit Permanentmagneten und einer Bandage, und
  • 3 in schematischer Darstellung eine elektrische Maschine mit der Rotoranordnung von 2 und mit einer Statoranordnung.
Further details and advantageous developments of the invention result from the exemplary embodiments described below and shown in the drawings, which are in no way to be understood as a limitation of the invention, and from the subclaims. It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention. It shows:
  • 1 in a schematic axial plan view of an area of a rotor arrangement with laminated cores,
  • 2 in a schematic axial plan view accordingly 1 the rotor arrangement with permanent magnets and a bandage, and
  • 3 a schematic representation of an electrical machine with the rotor arrangement of 2 and with a stator arrangement.

Im Folgenden sind gleiche oder gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden üblicherweise nur einmal beschrieben. Die Beschreibung ist figurenübergreifend aufeinander aufbauend, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.In the following, identical or identically acting parts are provided with the same reference numbers and are usually only described once. The description builds on each other across characters in order to avoid unnecessary repetition.

1 zeigt eine Rotoranordnung 20 im Bereich eines Rotorpols 24. Die Rotoranordnung 20 hat Blechpakete 30, 31, 32, welche ein Basisblechpaket 30, mindestens ein erstes Seitenblechpaket 31 und mindestens ein zweites Seitenblechpaket 32 aufweisen. 1 shows a rotor arrangement 20 in the area of a rotor pole 24. The rotor arrangement 20 has laminated cores 30, 31, 32, which have a base laminated core 30, at least a first side laminated core 31 and at least a second side laminated core 32.

Die Rotorpole 24 der Rotoranordnung 20 sind bevorzugt alle gleich ausgebildet, und das Basisblechpaket 30 bildet bevorzugt alle Rotorpole 24 aus, es läuft also vollständig um die Rotoranordnung 20 herum und bildet eine zentrale Aussparung 300 für eine Welle aus. Der Rotorpol 24 kann beispielsweise zweipolig, vierpolig, sechspolig bzw. allgemein mehrpolig sein.The rotor poles 24 of the rotor arrangement 20 are preferably all of the same design, and the base laminated core 30 preferably forms all of the rotor poles 24, i.e. it runs completely around the rotor arrangement 20 and forms a central recess 300 for a shaft. The rotor pole 24 can, for example, be two-pole, four-pole, six-pole or generally multi-pole.

Das Basisblechpaket 30 hat eine Innenseite 301 und eine Außenseite 302. Das erste Seitenblechpaket 31 hat eine Innenseite 311 und eine Außenseite 312. Das zweite Seitenblechpaket 32 hat eine Innenseite 321 und eine Außenseite 322. Das Basisblechpaket 30 hat auf seiner Außenseite 302 eine erste Aussparung 303 für den Rotorpol 24, und das erste Seitenblechpaket 31 ist zumindest teilweise in der ersten Aussparung 303 angeordnet.The base laminated core 30 has an inside 301 and an outside 302. The first side laminated core 31 has an inside 311 and an outside 312. The second side laminated core 32 has an inside 321 and an outside 322. The base laminated core 30 has a first recess 303 on its outside 302 for the rotor pole 24, and the first side lamination stack 31 is at least partially arranged in the first recess 303.

Das zweite Seitenblechpaket 32 ist auf der Außenseite 312 des ersten Seitenblechpakets 31 vorgesehen.The second side sheet metal package 32 is on the outside 312 of the first side sheet metal package 31 intended.

2 zeigt die Rotoranordnung 20 von 1, wobei zusätzlich Permanentmagneten 41, 42, 43, eine Welle 22 und eine Bandage 50 vorgesehen sind. 2 shows the rotor arrangement 20 from 1 , with additional permanent magnets 41, 42, 43, a shaft 22 and a bandage 50 being provided.

Die Permanentmagneten 41, 42, 43 umfassen einen ersten Permanentmagneten 41, einen zweiten Permanentmagneten 42 und einen dritten Permanentmagneten 43.The permanent magnets 41, 42, 43 include a first permanent magnet 41, a second permanent magnet 42 and a third permanent magnet 43.

Der erste Permanentmagnet 41 und der zweite Permanentmagnet 42 sind zwischen dem ersten Seitenblechpaket 31 und dem Basisblechpaket 30 positioniert und schräg zueinander angeordnet.The first permanent magnet 41 and the second permanent magnet 42 are positioned between the first side laminated core 31 and the base laminated core 30 and arranged obliquely to one another.

Der dritte Permanentmagnet 43 ist zwischen dem ersten Seitenblechpaket 31 und dem zweiten Seitenblechpaket 32 positioniert. Die Permanentmagneten 41, 42, 43 bilden am Rotorpol 24 auf der radialen Außenseite der Rotoranordnung 20 eine magnetische Flussdichte in eine vorgegebene Richtung. Im Ausführungsbeispiel ist der Rotorpol 24 als Nordpol zur Außenseite hin ausgebildet, durch Umkehr der Magnetisierung der Permanentmagneten 41, 42, 43 kann er jedoch alternativ als Südpol ausgebildet werden. Die Anordnung der Permanentmagneten 41, 42, 43 kann als mehrlagiges Magnetsystem bezeichnet werden.The third permanent magnet 43 is positioned between the first side lamination stack 31 and the second side lamination stack 32. The permanent magnets 41, 42, 43 form on the rotor pole 24 on the radial outside of the rotor arrangement 20 a magnetic flux density in a predetermined direction. In the exemplary embodiment, the rotor pole 24 is designed as a north pole towards the outside, but by reversing the magnetization of the permanent magnets 41, 42, 43 it can alternatively be designed as a south pole. The arrangement of the permanent magnets 41, 42, 43 can be referred to as a multi-layer magnet system.

Der dritte Permanentmagnet 43 hat eine Innenseite 431 und eine Außenseite 432.The third permanent magnet 43 has an inside 431 and an outside 432.

Auf der Innenseite 431 ist der Permanentmagnet 43 zumindest abschnittsweise konvex ausgebildet.On the inside 431, the permanent magnet 43 is at least partially convex.

Bevorzugt ist der Permanentmagnet 43 auf seiner Innenseite 431 zumindest abschnittsweise konvex gekrümmt ausgebildet, erweist also eine Krümmung auf.The permanent magnet 43 is preferably designed to be convexly curved at least in sections on its inside 431, i.e. it has a curvature.

Bevorzugt ist der dritte Permanentmagnet 43 auf seiner Außenseite 432 zumindest abschnittsweise konkav ausgebildet. Weiter bevorzugt ist er zumindest abschnittsweise konkav gekrümmt ausgebildet, erweist also eine Krümmung auf.The third permanent magnet 43 is preferably designed to be concave at least in sections on its outside 432. More preferably, it is concavely curved at least in sections, i.e. it has a curvature.

Die zumindest abschnittsweise konvexe Ausbildung des Permanentmagneten 43 auf seiner Innenseite 431 führt bevorzugt zu einer Reduzierung der Drehmomentwelligkeit. Die Drehmomentwelligkeit wird durch die zumindest abschnittsweise konkave Ausbildung auf der Außenseite 432 des Permanentmagneten 43 weiter reduziert. Die Reduzierung hat in Versuchen betriebspunktabhängig bis zu 40 % betragen.The at least partially convex design of the permanent magnet 43 on its inside 431 preferably leads to a reduction in the torque ripple. The torque ripple is further reduced by the at least partially concave design on the outside 432 of the permanent magnet 43. In tests, the reduction was up to 40%, depending on the operating point.

Das zweite Seitenblechpaket 32 ist auf seiner Innenseite 321 bevorzugt zumindest abschnittsweise konvex ausgebildet, bevorzugt zumindest abschnittsweise konvex gekrümmt ausgebildet. Durch diese Ausbildung kann das zweite Seitenblechpaket 32 vorteilhaft über einen größeren Abschnitt an den Permanentmagneten 43 anliegen, und es entstehen keine größeren magnetisch schlecht leitenden Spalte in der Rotoranordnung 20, die zu einer Reduzierung des Magnetfelds in der Rotoranordnung 20 führen würden.The second side sheet metal package 32 is preferably designed to be convex on its inside 321 at least in sections, preferably convexly curved at least in sections. This design allows the second side sheet metal package 32 to advantageously rest against the permanent magnet 43 over a larger section, and no larger, magnetically poorly conductive gaps arise in the rotor arrangement 20, which would lead to a reduction in the magnetic field in the rotor arrangement 20.

Das erste Seitenblechpaket 31 ist bevorzugt auf seiner Außenseite 312 zumindest abschnittsweise konkav ausgebildet, insbesondere zumindest abschnittsweise konkav gekrümmt ausgebildet. Die konkave Ausbildung ermöglicht zumindest bereichsweise eine komplementäre Anpassung der Form des ersten Seitenblechpakets 31 an die Form der Innenseite 431 des Permanentmagneten 43.The first side sheet metal package 31 is preferably designed to be concave on its outside 312 at least in sections, in particular to be concavely curved at least in sections. The concave design enables, at least in some areas, a complementary adaptation of the shape of the first side sheet metal package 31 to the shape of the inside 431 of the permanent magnet 43.

Der erste Permanentmagnet 41 und der zweite Permanentmagnet 42 haben bevorzugt eine quaderförmige Grundform. Eine quaderförmige Grundform ist bei Permanentmagneten einfacher herzustellen als gekrümmte Formen bzw. konvexe und konkave Formen.The first permanent magnet 41 and the second permanent magnet 42 preferably have a cuboid basic shape. A cuboid basic shape is easier to produce for permanent magnets than curved shapes or convex and concave shapes.

Durch das Vorsehen der mindestens drei Blechpakete 30, 31, 32 im Bereich des Rotorpols 24, welche Blechpakete 30, 31, 32 voneinander beabstandet sind, sind keine Stege zwischen dem Basisblechpaket 30 und dem ersten Seitenblechpaket 31 vorhanden, bspw. zwischen den Permanentmagneten 41 und 42 bzw. auf der dem Luftspalt zugewandten Seite der Permanentmagneten 41 bzw. 42.By providing the at least three laminated cores 30, 31, 32 in the area of the rotor pole 24, which laminated cores 30, 31, 32 are spaced apart from one another, there are no webs between the base laminated core 30 and the first side laminated core 31, for example between the permanent magnets 41 and 42 or on the side of the permanent magnets 41 and 42 facing the air gap.

In gleicher Weise sind keine Stege vorhanden im Bereich zwischen dem ersten Seitenblechpaket 31 und dem zweiten Seitenblechpaket 32. Hierdurch wird ein magnetischer Kurzschluss des Permanentmagneten 43 im seitlichen Bereich verringert.In the same way, there are no webs in the area between the first side lamination stack 31 and the second side lamination stack 32. This reduces a magnetic short circuit of the permanent magnet 43 in the lateral area.

Da die Blechpakete 30, 31, 32 nicht miteinander verbunden sind bzw. nicht miteinander in Kontakt stehen, ist die Verwendung der Bandage 50 vorteilhaft, um die Blechpakete 30, 31, 32 und die Permanentmagneten 41, 42, 43 relativ zueinander zu fixieren.Since the laminated cores 30, 31, 32 are not connected to one another or are not in contact with one another, the use of the bandage 50 is advantageous in order to fix the laminated cores 30, 31, 32 and the permanent magnets 41, 42, 43 relative to one another.

3 zeigt eine elektrische Maschine 10, welche die Rotoranordnung 20 und eine Statoranordnung 14 aufweist. Zudem ist eine Steuervorrichtung 12 vorgesehen, welche bspw. eine Endstufe zur Ansteuerung der Wicklungsanordnung 16 der Statoranordnung 14 umfasst. Im Ausführungsbeispiel hat die Statoranordnung 14 ein Blechpaket 15 und die Wicklungsanordnung 16. Es ist nur ein Pol der Statoranordnung 14 dargestellt. Das Basisblechpaket 30 hat an seiner Außenseite 302 eine Mehrzahl von ersten Aussparungen 303A bis 303F für eine Mehrzahl von ersten Rotorpolen 24A bis 24F. In den ersten Aussparungen 303A bis 303F sind bevorzugt jeweils einer der ersten Permanentmagneten 41, einer der zweiten Permanentmagneten 42, einer der dritten Permanentmagneten 43, ein erstes Seitenblechpaket 31 und ein zweites Seitenblechpaket 32 vorgesehen, vergleiche 2. 3 shows an electrical machine 10, which has the rotor arrangement 20 and a stator arrangement 14. In addition, a control device 12 is provided, which includes, for example, an output stage for controlling the winding arrangement 16 of the stator arrangement 14. In the exemplary embodiment, the stator arrangement 14 has a laminated core 15 and the winding arrangement 16. Only one pole of the stator arrangement 14 is shown. The base laminated core 30 has on its outside 302 a plurality of first recesses 303A to 303F for a plurality of first rotor poles 24A to 24F. In the first recesses 303A to 303F, one of the first permanent magnets 41, one of the second permanent magnets 42, one of the third permanent magnets 43, a first side lamination stack 31 and a second side lamination stack 32 are preferably provided, compare 2 .

Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifikationen möglich.Naturally, a variety of variations and modifications are possible within the scope of the present invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 3598608 A1 [0002]EP 3598608 A1 [0002]
  • DE 102019212256 A1 [0003]DE 102019212256 A1 [0003]
  • EP 2991196 A2 [0004]EP 2991196 A2 [0004]
  • EP 3823136 A1 [0005]EP 3823136 A1 [0005]

Claims (9)

Rotoranordnung (20), welche Blechpakete (30, 31, 32), Permanentmagneten (41, 42, 43) und eine Bandage (50) aufweist, welche Blechpakete (30, 31, 32) ein Basisblechpaket (30), mindestens ein erstes Seitenblechpaket (31) und mindestens ein zweites Seitenblechpaket (32) umfassen, welche Permanentmagneten (41, 42, 43) mindestens einen ersten Permanentmagneten (41), mindestens einen zweiten Permanentmagneten (42) und mindestens einen dritten Permanentmagneten (43) umfassen, welches Basisblechpaket (30) auf seiner Außenseite (302) mindestens eine erste Aussparung (303; 303A - 303F) für einen ersten Rotorpol (24; 24A - 24F) aufweist, welches erste Seitenblechpaket (31) zumindest teilweise in der ersten Aussparung (303; 303A - 303F) angeordnet ist, welcher erste Permanentmagnet (41) und welcher zweite Permanentmagnet (42) zwischen dem ersten Seitenblechpaket (31) und dem Basisblechpaket (30) positioniert sind und schräg zueinander angeordnet sind, welches erste Seitenblechpaket (31) vom Basisblechpaket (30) beabstandet ist, welches zweite Seitenblechpaket (32) auf der Außenseite (312) des ersten Seitenblechpakets (31) und beabstandet vom ersten Seitenblechpaket (31) vorgesehen ist, wobei der dritte Permanentmagnet (43) zwischen dem ersten Seitenblechpaket (31) und dem zweiten Seitenblechpaket (32) positioniert ist, welcher dritte Permanentmagnet (43) auf seiner Innenseite (431) zumindest abschnittsweise konvex ausgebildet ist, und welche Bandage (50) die Rotoranordnung (20) umschließt, um die Blechpakete (30, 31, 32) und die Permanentmagneten (41, 42, 43) relativ zueinander zu fixieren.Rotor arrangement (20), which has laminated cores (30, 31, 32), permanent magnets (41, 42, 43) and a bandage (50), which laminated cores (30, 31, 32) comprise a base laminated core (30), at least a first side laminated core (31) and at least a second side laminated core (32), which permanent magnets (41, 42, 43) comprise at least one first permanent magnet (41), at least one second permanent magnet (42) and at least one third permanent magnet (43), which base laminated core (30) has at least one first recess (302) on its outside (302). 303; 303A - 303F) for a first rotor pole (24; 24A - 24F), which first side lamination stack (31) is at least partially arranged in the first recess (303; 303A - 303F), which first permanent magnet (41) and which second Permanent magnet (42) are positioned between the first side laminated core (31) and the base laminated core (30) and are arranged obliquely to one another, which first side laminated core (31) is spaced from the base laminated core (30), which second side lamination stack (32) is provided on the outside (312) of the first side lamination stack (31) and spaced from the first side lamination stack (31), the third permanent magnet (43) between the first side lamination stack (31) and the second side lamination stack (32) is positioned, which third permanent magnet (43) is at least partially convex on its inside (431), and which bandage (50) encloses the rotor arrangement (20) in order to fix the laminated cores (30, 31, 32) and the permanent magnets (41, 42, 43) relative to one another. Rotoranordnung (20) nach Anspruch 1, bei welcher das Basisblechpaket (30) an seiner Außenseite (302) eine Mehrzahl von ersten Aussparungen (303; 303A - 303F) für eine Mehrzahl von ersten Rotorpolen (24; 24A - 24F) aufweist, in welchen ersten Aussparungen jeweils einer der ersten Permanentmagneten (41), einer der zweiten Permanentmagneten (42), einer der dritten Permanentmagneten (43), ein erstes Seitenblechpaket (31) und ein zweites Seitenblechpaket (32) vorgesehen sind.Rotor arrangement (20). Claim 1 , in which the base laminated core (30) has on its outside (302) a plurality of first recesses (303; 303A - 303F) for a plurality of first rotor poles (24; 24A - 24F), in each of which first recesses one of the first permanent magnets (41), one of the second permanent magnets (42), one of the third permanent magnets (43), a first side lamination stack (31) and a second side lamination stack (32) are provided. Rotoranordnung (20) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Basisblechpaket (30) eine zentrale Aussparung (300) aufweist, in welcher zentralen Aussparung (300) eine Welle (22) angeordnet ist.Rotor arrangement (20). Claim 1 or 2 , in which the base laminated core (30) has a central recess (300), in which central recess (300) a shaft (22) is arranged. Rotoranordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der dritte Permanentmagnet (43) auf seiner Innenseite (431) zumindest abschnittsweise konvex gekrümmt ausgebildet ist.Rotor arrangement (20) according to one of the preceding claims, in which the third permanent magnet (43) is designed to be convexly curved at least in sections on its inside (431). Rotoranordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der dritte Permanentmagnet (43) auf seiner Außenseite (432) zumindest abschnittsweise konkav ausgebildet ist, insbesondere zumindest abschnittsweise konkav gekrümmt ausgebildet ist.Rotor arrangement (20) according to one of the preceding claims, in which the third permanent magnet (43) is at least partially concave on its outer side (432), in particular at least partially concavely curved. Rotoranordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das zweite Seitenblechpaket (32) auf seiner Innenseite (321) zumindest abschnittsweise konvex ausgebildet ist, insbesondere zumindest abschnittsweise konvex gekrümmt ausgebildet ist.Rotor arrangement (20) according to one of the preceding claims, in which the second side sheet metal stack (32) is at least partially convex on its inside (321), in particular at least partially convexly curved. Rotoranordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das erste Seitenblechpaket (31) auf seiner Außenseite (312) zumindest abschnittsweise konkav ausgebildet ist, insbesondere zumindest abschnittsweise konkav gekrümmt ausgebildet ist.Rotor arrangement (20) according to one of the preceding claims, in which the first side plate stack (31) is designed to be concave at least in sections on its outer side (312), in particular is designed to be concavely curved at least in sections. Rotoranordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der erste Permanentmagnet (41) und der zweite Permanentmagnet (42) eine quaderförmige Grundform aufweisen.Rotor arrangement (20) according to one of the preceding claims, in which the first permanent magnet (41) and the second permanent magnet (42) have a cuboid basic shape. Elektrische Maschine (10), welche eine Rotoranordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Statoranordnung (14) aufweist.Electric machine (10), which has a rotor arrangement (20) according to one of the preceding claims and a stator arrangement (14).
DE102022116994.4A 2022-07-07 2022-07-07 Rotor arrangement and electrical machine Pending DE102022116994A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022116994.4A DE102022116994A1 (en) 2022-07-07 2022-07-07 Rotor arrangement and electrical machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022116994.4A DE102022116994A1 (en) 2022-07-07 2022-07-07 Rotor arrangement and electrical machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022116994A1 true DE102022116994A1 (en) 2024-01-18

Family

ID=89387479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022116994.4A Pending DE102022116994A1 (en) 2022-07-07 2022-07-07 Rotor arrangement and electrical machine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022116994A1 (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69816391T2 (en) 1997-09-26 2004-04-22 Fujitsu General Ltd., Kawasaki Electric motor of the type with permanent magnet rotor
EP2991196A2 (en) 2014-09-01 2016-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Permanent magnet for a rotor of an electric machine
US20180351440A1 (en) 2017-06-02 2018-12-06 Hamilton Sundstrand Corporation Hybrid synchronous machines
JP2019140843A (en) 2018-02-14 2019-08-22 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Rotor for rotary electric machine
EP3598608A1 (en) 2018-07-18 2020-01-22 Siemens Aktiengesellschaft Reluctance machine
DE102019212256A1 (en) 2019-08-15 2021-02-18 Robert Bosch Gmbh Rotor with mined spreading bars
DE102019127583A1 (en) 2019-10-14 2021-04-15 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Rotor device and method for producing a rotor device for an electric machine, in particular for a vehicle drive for an electric vehicle
EP3823136A1 (en) 2019-11-18 2021-05-19 Xylem Europe GmbH Rotor for a synchronous machine
DE102020103868A1 (en) 2020-02-14 2021-08-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rotor and method of making a rotor
CN114498977A (en) 2021-12-27 2022-05-13 华为数字能源技术有限公司 Rotor core, rotor, motor driving system and electric vehicle

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69816391T2 (en) 1997-09-26 2004-04-22 Fujitsu General Ltd., Kawasaki Electric motor of the type with permanent magnet rotor
EP2991196A2 (en) 2014-09-01 2016-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Permanent magnet for a rotor of an electric machine
US20180351440A1 (en) 2017-06-02 2018-12-06 Hamilton Sundstrand Corporation Hybrid synchronous machines
JP2019140843A (en) 2018-02-14 2019-08-22 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Rotor for rotary electric machine
EP3598608A1 (en) 2018-07-18 2020-01-22 Siemens Aktiengesellschaft Reluctance machine
DE102019212256A1 (en) 2019-08-15 2021-02-18 Robert Bosch Gmbh Rotor with mined spreading bars
DE102019127583A1 (en) 2019-10-14 2021-04-15 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Rotor device and method for producing a rotor device for an electric machine, in particular for a vehicle drive for an electric vehicle
EP3823136A1 (en) 2019-11-18 2021-05-19 Xylem Europe GmbH Rotor for a synchronous machine
DE102020103868A1 (en) 2020-02-14 2021-08-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rotor and method of making a rotor
CN114498977A (en) 2021-12-27 2022-05-13 华为数字能源技术有限公司 Rotor core, rotor, motor driving system and electric vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2807726B1 (en) Rotor for a rotating electrical machine and electric motor
EP2639936B1 (en) Electrical machine with permanently excited rotor and permanently excited rotor
DE112006002546B4 (en) Electric motor with asymmetric poles
WO2013135257A2 (en) Electrical machine
DE102011088370A1 (en) Electric motor with embedded permanent magnets
DE112008001226T5 (en) Rotor of a rotating electrical machine and manufacturing process for it
DE112016007009T5 (en) Following polarity rotor, electric motor and air conditioning
DE112016005510T5 (en) Rotary electric machine with axial gap and process for its production
DE102011011023A1 (en) Electric machine
DE112007001339T5 (en) Magnet for a dynamoelectric machine, dynamoelectric machine and process
DE102015111480A1 (en) Rotor and electric machine
DE102013110413A1 (en) Rotor and rotating electric machine
DE102021102807A1 (en) Magnets, pole pieces and slot openings of an axial flux motor
DE102011118064A1 (en) RUNNER AND MOTOR
DE102010032764A1 (en) Electric machine and stator for the same
EP2770616A1 (en) Electrical machine with split stator
DE102019220203A1 (en) Rotor of an electrical machine with a multi-part rotor body
DE102016212022A1 (en) rotor
DE102020004916A1 (en) Axial flux motor for an at least partially electrically operated motor vehicle, as well as method for producing an axial flux motor
EP2384532A1 (en) Direct current motor
DE102016220287A1 (en) Stator package for electrical machine
DE102022116994A1 (en) Rotor arrangement and electrical machine
DE102010044046A1 (en) reluctance motor
DE102018123706A1 (en) Rotor for a synchronous machine
DE102017222056A1 (en) Rotor or stator of an electric machine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication