EP1994628A1

EP1994628A1 - Läufer mit thermischer sperre und motor mit einem solchen läufer

Info

Publication number: EP1994628A1
Application number: EP07722008A
Authority: EP
Inventors: Niels Christian Weihrauch
Original assignee: Danfoss Compressors GmbH
Current assignee: Danfoss Deutschland GmbH
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2008-11-26
Also published as: WO2007098754A1; DE112007001124A5; CN101427443A; US20090091200A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Line-Start Motor mit einem Stator und einem Kurzschlussläufer (1) zur Drehung um eine Mittelachse. Der Läufer (1) hat eine Käfigwicklung (4), in der Strom durch entsprechende Wicklungen des Stators induziert wird, und einen Satz von Permanentmagneten (11). Um die Magneten (11) vor übermäßiger Wärme zu schützen, hat der Läufer (1) thermische Sperren (12), z.B. in der Form von Hohlräumen zwischen der Käfigwicklung (4) des Läufers (1) und den Magneten (11). Auf Grund der thermischen Sperren (12) wird die thermische Leitfähigkeit in einem Pfad zwischen den Wicklungen (4) und den Magneten (11) reduziert und die Magneten (11) werden geschützt.

Description

Läufer mit thermischer Sperre und Motor mit einem solchen Läufer

Die Erfindung betrifft einen Läufer und einen elektrischen Line-Start Motor mit einem Stator mit einer Statorwicklung und einem Kurzschlussläufer zur Drehung um eine Mittelachse. Der Läufer hat einen Kern mit einem Satz von sich in Längsrichtung erstreckenden Wicklungen, die mit oder durch mindestens einem beziehungsweise einen Kurzschlussring verbunden sind, wobei mindestens ein Permanentmagnet in einem Hohlraum des Läufers angebracht ist.

Hintergrund der Erfindung

In einem Typ von herkömmlich verwendeten elektrischen Motoren weist ein Stator eine oder mehrere Statorwicklungen auf, in der oder denen ein elektrisches Feld ein drehendes Magnetfeld erzeugt. Innerhalb oder am äußeren Umfang des Stators ist ein Läufer drehbar so angebracht, dass er sich unter Einfluss des Magnetfeldes dreht. Es gibt verschiedene Prinzipien. In einem Synchronmotor wird der Läufer mag- netisiert oder weist einen Satz von Permanentmagneten auf. Dieser Motortyp ist einfach und zuverlässig, und die Dreh- geschwindigkeit des Läufers entspricht der Drehgeschwindigkeit des elektrischen Feldes in den Statorwicklungen. In gewissen Anwendungen hat der Synchronmotor aber eine ungeeignete Anlaufcharakteristik. In Asynchronmotoren weist der Läufer im Wesentlichen sich in Längsrichtung erstreckende Wicklungen auf, die an sich axial gegenüberliegenden oder entgegengesetzten Enden des Läufers durch Kurzschlussringe miteinander verbunden sind. Typischerweise umfasst ein Läufer für einen Asynchronmotor einen Lau- ferkern aus einem magnetisch leitenden Material und einen

Kurzschlussanker, in dem die Wicklungen und die Kurzschlussringe aus einem elektrisch leitenden Material, z.B. Aluminium, einstückig gegossen sind. Der Läufer kann aus Blechen laminiert werden, wobei jedes Blech eine Öffnung aufweist, die gemeinsam mit anderen Blechen Leiterspalte bildet, die sich axial durch den Läufer erstrecken. Nach der Montage der Bleche zu einem Läuferkern werden leitende Stäbe, die die Wicklungen bilden, direkt in die Leiter- spalte gegossen, wobei die Spalte als Gießform verwendet werden, und die Kurzschlussringe als integrierte oder integrale Teile der Stäbe gegossen werden. Im Gebrauch wird durch das vom Stator erzeugte Magnetfeld elektrischer Strom in die Wicklungen des Läufers induziert, und auf Grund eines Wechsels zwischen dem elektrischen Feld in den Wicklungen des Stators und in den Wicklungen des Läufers beginnt sich der Läufer zu drehen. Solche Motoren haben eine gute Anlaufcharakteristik, um aber die Induktion eines elektrischen Feldes in die Wicklungen des Läufers fortzusetzen, muss sich das elektrische Feld des Stators relativ zu den Wicklungen des Läufers bewegen. Die Drehgeschwindigkeit des Läufers wird deshalb immer niedriger als die Drehgeschwindigkeit vom elektrischen Feld des Stators sein.

Ein Kurzschlussanker wirkt wie eine Wicklung in einem Läufer, und in einem Line-Start Motor soll der Kurzschlussanker die Drehung des Läufers bewirken und, in Kombination mit den Permanentmagneten, die Geschwindigkeit des Läufers mit der Geschwindigkeit des Statormagnetfeldes synchronisieren. So lange ein Unterschied zwischen der Drehgeschwindigkeit des Läufers und der Drehgeschwindigkeit des Magnetfeldes vorhanden ist, induziert das Magnetfeld des Stators Strom in den Kurzschlussanker, und die Beschleunigung des Läufers setzt sich deshalb fort. Wenn sich die Geschwindigkeit des Läufers der Geschwindigkeit des Magnetfeldes vom Stator nähert, wird das Momentpulsieren von den Permanentmagneten übernommen und bewirkt Synchronisierung. Nachfolgend ist der Strom im Kurzschlussanker Null und der Motor arbeitet jetzt als eine synchronisierte Maschine oder als Synchronmotor.

Magneten sind normalerweise empfindlich in bezug auf erhöhte Temperaturen und, abhängig von der Qualität der Magneten, werden sie von Temperaturen im Bereich von 100-180 Grad Celsius zerstört. Magneten, die höhere Temperaturen aushalten, sind teuer.

In einem Line-Start Motor können die Temperaturen 300 Grad Celsius erreichen, aber Temperaturen im Bereich von 200- 250 Grad sind üblicher. Ein Line-Start Motor muss üblicherweise für Temperaturen bis zu z.B. 160 Grad ausgelegt werden, um eine Entmagnetisierung der Permanentmagneten und damit ein Versagen oder eine Störung des Motors zu vermeiden.

Beschreibung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung des existierenden Line-Start Motors. In einem ersten Aspekt bietet die Erfindung einen Läufer oder Rotor mit mindestens einer thermischen Sperre oder Barriere zwischen jedem Magnet und der Wicklung. In diesem Zusammenhang bedeutet „thermische Sperre" jedes strukturelle Teil oder Merkmal, das die thermische Leitung oder Wärmeleitung zwischen dem Magnet und der Wicklung reduziert, und zwar relativ zu der thermischen Leitung oder Wärmeleitung ohne thermische Sperre. Im Betrieb eines Line-Start Motors erzeugen die Wicklungen

Wärme, und zwar hauptsächlich im Bereich zwischen der Wicklung oder den Wicklungen und den Magneten. Die Wärme wird erzeugt, wenn der Stator durch Magnetismus einen e- lektrischen Strom in die sich axial erstreckenden leiten^¬ den Stäbe, die die Wicklung oder Wicklungen des Läufers bilden, induziert. Auf Grund der thermischen Sperre wird der thermische Widerstand durch den Rotor auf einem Weg zwischen dem Stator und den Magneten erhöht. Entsprechend wird die Temperatur der Magneten reduziert und der Motor kann gegen eine bezeiehungsweise vor einer Entmagnetisie- rung der Permanentmagneten geschützt werden.

Die Anbringung oder das Vorsehen jeder Art einer thermi- sehen Sperre, d.h. einer Struktur, die eine niedrigere thermische Leitfähigkeit hat als der restliche Teil des Läufers, kann den magnetischen Fluss im Kern des Läufers reduzieren. Das kann aber durch die Anwendung von dickeren oder stärkeren Magneten kompensiert werden.

Die Läuferwicklung kann eine Kurzschlussankerwicklung bilden oder der Läufer kann ein gewickelter Läufer mit einer oder mehreren Phasenwicklungen, z.B. angeordnet in axialen Spalten oder Schlitzen entlang der peripherischen Kante beziehungsweise dem Umfang oder der Umfangskante des Läufers, sein. Üblicherweise umfassen solche Motoren eine Vielzahl von umfänglich verteilten beziehungsweise beabstandeten Magneten und entsprechend kann der Läufer eine Vielzahl von umfänglich verteilten oder beabstandeten thermischen Sperren aufweisen, z.B. eine thermische Sperre für jeden Magnet. Um gewisse Konstruktionsüberlegungen einzubringen, ist es notwendig eine zweidimensionale Ebene oder Projektionsebenen einzuführen, d.h. eine Ebene, die von drei nicht- dipolen oder nicht-kollinearen Punkten bestimmt wird. Die Ebene befindet sich zwischen einem der Magneten und einer entsprechenden beziehungsweise zugehörigen thermischen Sperre, und die Ebene ist senkrecht zu einer radialen Achse, definiert als eine Achse, die sich senkrecht von der Mittelachse durch ein geometrisches Zentrum des Magneten in Richtung des Umfangsrandes des Läufers erstreckt. Es kann den Motor verbessern, wenn die thermischen Sperren so dimensioniert sind, dass eine Projizierung oder Projektion der thermischen Sperre entlang der radialen Achse auf oder in die Ebene eine Größe von mindestens 50% der Größe einer Projizierung oder Projektion des Magneten entlang der radialen Achse auf oder in die Ebene hat.

Die thermische Sperre kann als Luftspalt gebildet sein, d.h. ein Hohlraum, Spalt oder ein Schlitz im Kern, der mit atmosphärischer Luft oder mit einem Gas, das im Verhältnis zur atmosphärischen Luft schwer ist, oder das zumindest teilweise evakuiert ist, gefüllt ist. Auf Grund der Wärmeleitfähigkeit von Luft, die niedriger ist als die Wärmeleitfähigkeit vom Metall des Kerns, bildet die Luft eine thermische Sperre. Alternativ kann die thermische Sperre aus einem Schaummaterial gebildet sein, z.B. Polyurethan, oder aus jedem Material, dessen Wärmeleitfähigkeit kleiner ist als die des Kerns.

Wenn die thermische Sperre ein Luftspalt ist, kann die Luft in einem luftdichten Hohlraum eingeschlossen sein, wobei ein Austausch mit Luft aus der Umgebung verhindert wird. Alternativ ist der Luftspalt in Fluidverbindung mit der Umgebung über Öffnungen in mindestens einer der Endflächen. Wenn der Luftspalt eine Öffnung in beiden Endflächen bildet oder aufweist, kann sich die Luftpassage linear zwischen den Öffnungen in der Axialrichtung des Läufers erstrecken, oder die Passage kann beziehungsweise die Passagen können spiralförmig um die Mittelachse gewickelt o- der gewunden sein. Die letztgenannte Möglichkeit erleichtert die Bildung eines Luftflusses oder einer Luftströmung durch den Läufer beim Drehen des Läufers um die Mittelach- se. In dieser Weise kann der Luftaustausch in den Passagen die Kühlung der Magneten weiter verbessern.

Der Läufer weist üblicherweise eine mittlere oder zentrale Öffnung auf, in der eine Kurbelwelle angeordnet ist. Da die Magneten typischerweise weit oder tief unter der Läuferoberfläche und nahe der mittleren Öffnung angebracht sind, kann es das Magnetfeld der Magneten verbessern, wenn die Kurbelwelle magnetismusleitende oder magnetisch leitende Eigenschaften hat.

Wenn der Läufer laminiert ist, kann der oben erwähnte Hohlraum durch Stapeln von Läuferplatten eines zweiten Typs gebildet werden, die durchgehende Öffnungen oder Löcher haben, die den Hohlraum bilden, wenn die Platten ge- stapelt werden. Wenn der Hohlraum dicht oder luftdicht sein muss, kann dies durch die Montage von Läuferplatten eines ersten Typs, d.h. ohne die durchgehenden Öffnungen, an axial gegenüberliegenden oder entgegengesetzten Enden eines Stapels von Platten des zweiten Typs erreicht werden. In einer alternativen Ausführung kann der Läuferstapel abwechselnd Platten der beiden Typen enthalten, wobei eine Vielzahl von geschlossenen Hohlräumen entlang der axialen Länge des Läufers gebildet wird. Um den Schutz der Magneten weiter zu verbessern, ist der

Abstand zwischen der thermischen Sperre und dem zugehörigen Magnet vorzugsweise kleiner als die Dicke des Magneten, und er kann sogar kleiner als 1/3 der Dicke des Magneten sein. Der Abstand könnte z.B. in der Größenordnung von 1/2 bis 1/3 der Dicke des Magneten in radialer Richtung von der Mittelachse in Richtung des Umfangsrandes des Kerns sein. In dieser Weise sind die thermischen Sperren sehr nahe bei den Magneten und das Verhältnis zwischen dem Dämpfungsgrad des magnetischen Flusses im Kern und der thermischen Leitfähigkeit wird verbessert.

Die Senkung der thermischen Leitfähigkeit hängt von der Weite oder Dicke der thermischen Sperren ab. Eine typische Wahl der Weite oder Dicke ist in der Größenordnung von 1/3 der Weite oder Dicke der Magneten.

In einer Ausführung ist die Form oder Gestalt der thermischen Sperre in einem Querschnitt senkrecht zur Mittelach- se quadratisch oder rechtwinklig, oder die thermische

Sperre kann mindestens zwei axial gegenüberliegende oder entgegengesetzte Endflächen und vier Seitenflächen bilden. Zwei der Seitenflächen können ebene Flächen sein, die senkrecht zur Radialrichtung von der Mittelachse in Rich- tung vom Umfangsrand des Läufers sind. Die beiden anderen Flächen können glatt abgerundet oder sanft gerundet sein, z.B. halbkreisförmig abgerundet mit einem Durchmesser, der dem Abstand zwischen den beiden ebenen Seitenflächen entspricht. Alternativ kann die thermische Sperre z.B. im We- sentlichen die gleiche Form haben wie die Magneten.

Der Läufer kann röhrenförmig sein mit einer inneren Um- fangsflache und einer äußeren Umfangsflache. Wenn der Lau- fer intern ist, dann ist die äußere Umfangsflache dem Stator zugewandt, und wenn der Läufer ein externer Läufer ist, dann ist die innere Umfangsflache dem Stator zugewandt. In jedem Fall kann es von Vorteil sein, wenn der Abstand vom Magnet zu den Wicklungen grösser ist als der Abstand von dem Magnet zu der äußeren oder inneren Umfangsflache, die nicht dem Stator zugewandt ist. In einem Motor mit einem internen Läufer, der massiv zylindrisch ist, d.h. mit einem Läufer ohne innere Umfangsflache, ist der Abstand vom Magnet zu den Wicklungen grösser als der Abstand vom Magnet zur Mittelachse.

Zusätzlich zu den thermischen Sperren kann der Motor Lüftungspassagen oder Spalte beziehungsweise Lüftungsspalte aufweisen, z.B. Spalte, die zur Erzeugung eines Zwangsflusses oder einer erzwungenen Strömung von Luft durch den Läufer ausgeführt sind, wenn sich der Läufer dreht. In einer einfachen Ausführung sind die Luftspalte Passagen, die sich zwischen den axial gegenüberliegenden oder entgegen- gesetzten Endflächen des Läufers erstrecken. Die Lüftungslöcher oder Lüftungsspalte können vorteilhaft zwischen dem Stator und den Magneten angeordnet sein, um Wärme von beziehungsweise aus der Passage zwischen dem Stator und den Magneten abzuleiten, oder sie können zwischen den Magneten und der Kurbelwelle, die sich durch den Läufer erstreckt, angeordnet sein. In einer Ausführung der Erfindung umfasst der Läufer deshalb sich axial erstreckende, offene Luftpassagen oder Lüftungspassagen und geschlossene Hohlräume, die ein Medium mit einer thermischen Leitfähigkeit enthal- ten, die niedriger als die thermische Leitfähigkeit vom Material des Kerns ist. In einem zweiten Aspekt sieht die Erfindung einen Motor mit einem Läufer nach dem ersten Aspekt der Erfindung vor. In einem dritten Aspekt sieht die Erfindung ein Verfahren zum Schutz von Magneten in einem Läufer für einen Line- Start Motor vor, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

— Vorsehen eines Läufers zum Drehen um eine Mittelachse, der einen Kern mit axial gegenüberliegenden oder entgegengesetzten Endflächen und einen Satz von Wicklun- gen aufweist, die sich zwischen den Endflächen erstrecken,

— Vorsehen mindestens eines Permanentmagneten in einem Hohlraum des Läufers,

— Vorsehen mindestens einer thermischen Sperre zwischen jedem beziehungsweise den Magneten und der Wicklung.

Das Verfahren kann jede Stufe oder jeden Schritt implizit in Bezug auf die obige Beschreibung vom ersten Aspekt der

Erfindung enthalten.

Ausführliche Beschreibung

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführung der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittansicht beziehungsweise Längsschnittansicht eines Läufers für einen Line- Start Motor,

Fig. 2 eine Läuferplatte eines ersten Typs für einen Läufer in einem Line-Start Motor, Fig. 3 eine Platte eines zweiten Typs für einen Läufer nach der Erfindung,

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Magneten und ei- ner thermischen Sperre und

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines großen Magneten und entsprechender thermischer Sperren.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Kurzschlussläufer oder Käfigläufer oder Rotor l_f der zum Drehen um eine Mittelachse 2 vorgesehen ist. Der Läufer 1 umfasst einen Kern 3 aus magnetisch leitenden Metallplatten, die in Fig. 2 gezeigt sind. Die Platten sind gestapelt und zur Bildung des Kerns 3 verbunden. Der Kern umfasst eine Käfigwicklung 4 mit einer Vielzahl von leitenden. Stäben, die sich axial zwischen Kurzschlussringen 5, 6 erstrecken. Der Läufer umfasst eine interne Auflagefläche oder Lagerfläche 7, in die eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) eingesetzt wird. Die Endflächen 8, 9 des Läufers können Öffnungen in Lüftungsspalten oder Lüftungspassagen hinein bilden und können zusätzlich Öffnungen in Hohlräume hinein bilden, in denen die Magneten angeordnet sind. Die Endflächen können außerdem Öffnungen in die thermischen Sperren hinein bilden. In einem Querschnitt senkrecht zur Mittelachse 2 ist der Um- fangsrand 10 kreisrund. Der Läufer umfasst, verteilt auf den Umfang oder in Umfangsrichtung beabstandet, eine Vielzahl von Magneten 11 und entsprechende oder zugehörige thermische Sperren 12. Nur ein Magnet und eine thermische Sperre sind in dem Querschnitt beziehungsweise Längsschnitt gezeigt. Der Pfeil 13 zeigt eine radiale Achse, definiert als eine

Achse, die sich senkrecht von der Mittelachse 2 durch ein geometrisches Zentrum des Magneten 11 in Richtung des Umfangrandes 10 des Läufers erstreckt.

Fig. 2 zeigt eine Platte 14 eines ersten Typs, die eine der Endflächen 8, 9 des Läufers bilden kann. Die Platte 14 umfasst Öffnungen 15 für die sich axial erstreckenden Stäbe, die die Käfigwicklung 4 bilden. Die Stäbe sind durch die Kurzschlussringe 5, 6 in den axial gegenüberliegenden oder entgegengesetzten Enden des Läufers elektrisch verbunden (vgl. Fig. 1) . Permanentmagnete sind in Hohlräumen angebracht, die von den Öffnungen 16 im Läufer gebildet sind. Der Läufer ist zum Drehen um die Mittelachse 2 vor- gesehen. Zwecks Anbringung einer Drehwelle oder Drehachse im Läufer zum drehbaren Aufhängen oder Lagern des Läufers im Stator, ist der Läufer röhrenförmig mit einer inneren Umfangsfläche, die die Auflagefläche oder Lagerfläche 7 bildet, und einer äußeren Umfangsfläche, die den Umfangs- rand 10 oder den Läufer bildet. Die Öffnungen 17, 18 sind auch für die Stäbe vorgesehen, die die Wicklung bilden.

Fig. 3 zeigt eine weitere Platte 17 eines zweiten Typs, die beziehungsweise der einen Hauptanteil des Kerns zwi- sehen den Endflächen 8, 9 bildet. In einer alternativen Ausführung bilden Platten des zweiten Typs den gesamten Kern des Läufers nach der Erfindung. Ähnlich wie die Platten des ersten Typs, umfassen die Platten des zweiten Typs Öffnungen 18 für die sich axial erstreckenden Stäbe, die die Käfigwicklungen 4 bilden, Öffnungen 19 für die Magnete 11 und eine Öffnung 20 für die Kurbelwelle. Zusätzlich zu diesen Öffnungen hat die Platte des zweiten Typs Öffnungen 21, die, wenn gestapelt, die thermische Sperre beziehungs- weise Sperren bilden. Die Öffnungen 21 bilden Hohlräume, die mit atmosphärischer Luft, mit einem Gas, das relativ zu atmosphärischer Luft schwer ist, oder mit irgend einem anderen Material, das eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit als das Material hat, aus dem die Platten gemacht sind, gefüllt werden.

Die strichpunktierte Linie 22 veranschaulicht eine radiale Achse, definiert als eine Achse, die sich senkrecht von der Mittelachse 2, durch ein geometrisches Zentrum eines Magneten 11 (angeordnet in den Hohlräumen gebildet durch die Öffnungen 19) zu der Umfangswand oder dem Umfangsrand 10 des Läufers erstreckt, vgl. Pfeil 13 in Fig. 1. Die strichpunktierte Linie 23 zeigt eine zweidimensionale Ebe- ne oder Projektionsebene, d.h. eine Ebene, die durch drei nicht-dipole oder nicht-kollineare Punkte bestimmt wird. Die Ebene befindet sich zwischen einem der Magneten und einer entsprechenden thermischen Sperre. Wie gezeigt, ist die Ebene senkrecht zur radialen Achse, die durch die strichpunktierte Linie 22 veranschaulicht ist.

In der gezeigten Ausführung sind die thermischen Sperren so dimensioniert, dass eine Projektion der thermischen Sperre entlang der radialen Achse auf die Ebene eine Größe von fast 100% der Größe einer Projektion des Magneten entlang der radialen Achse auf die Ebene hat. Eine Größe der Projektion der thermischen Sperre von mindestens 50% der Projektion des Magneten ist wünschenswert, um den Magnet vor den Wirkungen der Wärme zu schützen, die in den Stäben erzeugt wird, die die Wicklung 4 bilden.

Lüftungsspalte oder Lüftungslöcher oder Lüftungspassagen oder Lüftungsdurchgänge 24 bilden Öffnungen in den Endflä- chen und erstrecken sich zwischen den Endflächen durch den

Läufer. Die Lüftungsspalte sind zwischen den thermischen Sperren angeordnet. Die Lüftungsspalte liefern einen Fluss oder eine Strömung von Luft axial durch den Läufer zur Kühlung des Läufers, wogegen die Luftspalte einen Bereich mit niedriger thermischer Leitfähigkeit bilden, um die thermische Leitung von den Wicklungen zu den Magneten zu reduzieren. Die Lüftungsspalte 24 wirken zusätzlich als Flusssperren für die Magneten.

Zwei zusätzliche Reihen von in Umfangsrichtung beabstande- ten Lüftungsspalten oder Lüftungslöchern 25 bilden Öffnungen in den Endflächen. Während die thermischen Sperren geschlossene Hohlräume bilden könnten, welche die thermische Leitfähigkeit gemäß den Prinzipien der Isolation in einem doppelverglasten Fenster reduzieren, kühlen die Lüftungsspalte den Rotor oder Läufer, indem eine Strömung oder ein Fluss durch den Läufer oder Rotor transportiert wird. Dementsprechend dienen die Luftspalte oder Luftlöcher der ge- schlossenen Art und die Lüftungsspalte oder Lüftungslöcher auf zwei völlig unterschiedlichen Wegen dazu, die Magneten zu schützen.

Zwei besonders große Öffnungen 26, 27 bilden Hohlräume für Magneten. Der radial äußere Teil der Öffnungen ist mit Luft oder Aluminium gefüllt, das beim Giessen des Kurzschlussankers oder der Käfigentwicklung in die Öffnungen hineinfließt, wobei beziehungsweise in welchem Fall die Öffnungen von einem schmalen Brückenteil 27 in zwei Kam- mern aufgeteilt beziehungsweise unterteilt werden müssen (nur in einer der dargestellten Öffnungen gezeigt) . Die großen Magnete werden zwischen großen thermischen Sperren 28-31 angebracht. Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht der großen Magneten

26, vgl. Fig. 3. Diese Ansicht zeigt, dass die großen thermischen Sperren 28-31 radial außen in kreisrunden Segmenten 32, 33 enden. Die kreisrunden Segmente erleichtern die Herstellung durch Verbesserung oder Verlängerung der Lebensdauer des Locheisens oder Stanzers im Stanzwerkzeug, das zur Herstellung der Platten verwendet wird.

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Magneten 34 und einer entsprechenden thermischen Sperre 35. Die thermische Sperre 35 umfasst eine Fläche 36, die zu einer Fläche 37 des Magneten 34 parallel ist. Entsprechend hat diese Kante des Luftspalts im Wesentlichen eine Länge, die der Länge der parallelen Kante des Magneten entspricht. Des Weiteren ist diese Kante des Luftspalts im Wesentlichen senkrecht zu einer radialen Richtung von der Mittelachse in Richtung des Umfangsrandes vom Läufer. Die radiale Richtung wird durch die strichpunktierte Linie 38 angegeben.

Wie in Fig. 5 gezeigt, umfasst die thermische Sperre 35 zwei parallele Kanten und zwei halbkreisförmige Endflächen 39, 40 mit einem Durchmesser, der der Breite der thermischen Sperre entspricht. Das Segment 41 zwischen den Flä- chen 36, 37 hat eine Breite (d.h. eine Länge einer Linie, die sich senkrecht zu den Flächen 36, 37 zwischen einem Punkt an jeder Fläche erstreckt), die kleiner ist als die Dicke des Magneten entlang der radialen Achse; diese Dicke ist mit dem Pfeil 42 angegeben.

Claims

Patentansprüche

1. Läufer oder Rotor für einen elektrischen Line-Start Motor, wobei der Läufer oder Rotor oder Motor folgendes umfasst:

- ein Kurzschlussläufer oder Läufer oder Rotor (1) zur Drehung um eine Mittelachse (2), der einen Kern mit sich axial gegenüberliegenden oder entgegengesetzten Endflächen (8, 9) und eine Käfigwicklung (4) aufweist,

- eine Vielzahl von Permanentmagneten (11) und thermischen Sperren (12), die im Kern angeordnet sind, wobei die thermischen Sperren (12) zwischen jedem Magnet (11) und der Käfigwicklung (4) angeordnet sind und eine thermische Leitfähigkeit haben, die niedriger als die thermische Leitfähig- keit des Kerns ist.

2. Läufer nach Anspruch 1, wobei eine Projektion einer der thermischen Sperren (12) auf oder in eine Projektionsebene (23) , die zwischen einem Magnet (11) und der thermischen Sperre (12) angeordnet ist, eine Größe von mindestens 50% der Größe einer Projektion eines der Magneten auf oder in die Projektionsebene (23) hat.

3. Läufer nach Anspruch 1 oder 2, wobei die thermischen Sperren (12) näher an den Magneten (11) als an der Käfigwicklung angeordnet sind.

4. Läufer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die thermischen Sperren (12) in einem Querschnitt senkrecht zur Mittelachse (2) eine rechteckige Form oder Gestalt haben.

5. Läufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich jede thermische Sperre (12) zwischen Öffnungen in jeder Endfläche (8, 9) durch den Läufer erstreckt .

6. Läufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine thermische Sperre (12) durch einen Hohlraum gebildet ist, der atmosphärische Luft oder ein Gas enthält, das schwerer als atmosphäri- sehe Luft ist.

7. Läufer nach Anspruch 6, wobei der Hohlraum spiralförmig um die Mittelachse (2) gewickelt oder gewunden ist, um beim Drehen des Läufers um die Mit- telachse (2) einen Luftstrom durch den Hohlraum zu erzeugen.

8. Läufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magneten (11) und die thermischen Sperren (12) parallele benachbarte Flächen (36, 37) aufweisen.

9. Läufer nach Anspruch 8, wobei die Länge eines Segments oder Abschnitts (41) senkrecht zu den Flächen (36,37) mit einem Endpunkt an jeder Fläche kleiner ist als die Dicke (42) der Magneten entlang der radialen Achse.

10. Läufer nach einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei die

Flächen (36, 37) senkrecht zu einer radialen Achse (38) sind, die sich von der Mittelachse (2) zum Umfang (10) des Läufers (1) erstreckt.

11. Läufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der zusätzlich eine Lüftungspassage oder Lüftungspassagen (25) aufweist, die zwischen der Käfigwicklung und den thermischen Sperren (12) oder zwischen den Magneten und der Kurbelwelle angeordnet ist beziehungsweise sind, wobei sich die Lüftungspassage beziehungsweise die Lüftungspassagen durch den Läufer erstreckt beziehungsweise erstrecken, um Passagen zwischen Öffnungen in allen sich axial gegenüberlie- genden beziehungsweise axial entgegengesetzten Endflächen des Läufers zu bilden.

12. Läufer nach Anspruch 11, der zusätzlich Lüftungsspalte (24) aufweist, die zwischen zwei umfänglich benachbarten thermischen Sperren (12) über den Umfang verteilt oder in Umfangsrichtung beabstandet sind.

13. Läufer nach Anspruch 12, wobei sich die Lüftungspas- sagen (25) spiralförmig um die Mittelachse (2) erstrecken.

14. Line-Start Motor mit einem Läufer oder Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13.

15. Verfahren zum Schützen von Magneten in einem Läufer für einen Line-Start Motor, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Bereitstellen eines Läufers zum Drehen um eine

Mittelachse, der einen Kern mit axial gegenüberliegenden oder entgegengesetzten Endflächen und eine Käfigwicklung aufweist,

- Bereitstellen mindestens eines Permanentmagneten in einem Hohlraum des Läufers,

- Bereitstellen mindestens einer thermischen Sperre zwischen dem Magnet und der Wicklung.