WO2018099632A1 - Rotor für einen lspm elektromotor - Google Patents

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WO2018099632A1
WO2018099632A1 PCT/EP2017/075259 EP2017075259W WO2018099632A1 WO 2018099632 A1 WO2018099632 A1 WO 2018099632A1 EP 2017075259 W EP2017075259 W EP 2017075259W WO 2018099632 A1 WO2018099632 A1 WO 2018099632A1
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rotor
laminated core
casting
mass
permanent magnets
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PCT/EP2017/075259
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Werner Müller
Friedrich Schaffert
Otmar HÜGEL
Michael Eccarius
Jens Krotsch
Original Assignee
Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a rotor for an internal rotor electric motor.
  • Rotors for electric motors are known in various embodiments for synchronous motors and asynchronous motors, depending on the engine concept permanent magnets are used in the rotor. So z.
  • As EC motors in which permanent magnets are located on the rotor surface known. These permanent magnets are realized in various embodiments.
  • a return body is provided between the rotor shaft and the permanent magnets, which is fixedly connected to the rotor shaft.
  • annular realized permanent magnets are glued to this return body, so that a torque can be transmitted via the return body to the rotor shaft.
  • a rotor for an EC motor and a method for mounting such a rotor are known.
  • This known rotor has a shaft, a yoke body arranged on the shaft and a ring magnet surrounding the yoke body.
  • a jacket is preferably provided which surrounds the ring magnet.
  • the holding element and the jacket are integrally formed as a sleeve, wherein the ring magnet is also connected by pressing into the sleeve with this non-positively.
  • Melting point of about 220 - 270 ° C compared to the process temperature of z. B. have aluminum die casting of about 700X.
  • a Line Start Permanent Magnet (LSPM) motor is a three-phase synchronous motor with asynchronous start-up, which additionally contains permanent magnets in the rotor with squirrel-cage rotor. Therefore, such motors also do not tolerate high process temperatures after the permanent magnets have been mounted since undesired demagnetization of the permanent magnets would also occur at the high process temperatures.
  • LSPM Line Start Permanent Magnet
  • the invention is therefore an object of the invention overcome above-mentioned disadvantages and on the one hand to provide a solution for manufacturing an EC motor and on the other hand a line-start motor, which is inexpensive to manufacture and in which the problem of demagnetization of permanent magnets is bypassed.
  • a basic idea of the present invention is to provide a specific material combination in a defined mass ratio in the rotor. In fact, it has been found by research that at a certain weight ratio of the laminated core, the magnets and the Potting the problem of demagnetization of the magnets during encapsulation with a metallic potting compound, such. B. cast aluminum no longer or almost no longer occurs.
  • a rotor is provided with respect to an EC motor with internal rotor, which has a laminated core, which is formed from a stack of mutually insulated sheets and wherein in the laminated core several permanent magnets are radially introduced and wherein the laminated core surrounded with a metallic rotor casting and / / or partially and with the following mass ratios in mass% based on a total mass of 100% (formed from the laminated core, the permanent magnets and the rotor casting) are used:
  • the permanent magnets are designed as magnetized ferrite elements. forms.
  • the rotor casting is a casting of aluminum or an aluminum alloy and wherein the permanent magnets are held by the respective rotor casting directly in position.
  • in the EC motors is provided that in the rotor by means of the rotor casting a rotor shaft is cast.
  • the permanent magnets are introduced either in intermediate spaces between wedge-shaped radially outwardly extending teeth of the laminated core or in correspondingly shaped axially extending pockets.
  • a further aspect of the invention relates to a method for producing a rotor as above, in particular a rotor for an internal rotor of an electric motor, comprising the following steps: a. Providing mutually insulated sheets to form a lamination stack having spaces and / or pockets for receiving permanent magnets within the lamination stack; b. Introducing magnetized ferrite elements or permanent magnets into the spaces and / or pockets and c.
  • the laminated core is 40-50% by mass
  • the permanent magnets (3) are 40-50% by mass
  • the Rotor casting (4) is involved with 8-20 mass% of the total mass of 100%.
  • the rotor casting is cast between or around the laminated core such that both the laminated core and the permanent magnets are fixed by the rotor casting and the shaft and are preferably held in position.
  • the rotor is further penetrated by rods, which are predominantly or completely formed from the rotor casting.
  • rods For electrical connection of the rods, these can be realized by means of end rings also made of the rotor casting material.
  • the permanent magnets are arranged in a preferred embodiment in each rotor pole of the laminated core in a substantially U-shaped arrangement to each other, wherein the laminated core is preferably formed as externally grout tes laminated core.
  • Fig. 1 is a sectional view through a first embodiment of a
  • Fig. 2 is a sectional view through a second embodiment of an EC rotor
  • 3 is a perspective view and a sectional view through a laminated core of a line-start rotor with inserted into pockets. added permanent magnets
  • Fig. 4 is a die-cast over-molded rotor of a line-start engine.
  • FIGS. 1 and 2 respectively show sectional views of embodiments of a rotor 1 of an EC motor according to the present invention for internal rotor motors and in FIGS. 3 and 4 views of a line-start motor.
  • the rotor 1 in Figure 1 has a segmented laminated core 2 with radial segment arrangement, which is formed from a stack of mutually insulated sheets 20.
  • the sheets 20 are formed as wedge-shaped sheets.
  • each permanent magnets 3 are introduced between the segments.
  • the laminated core 2 is cast with a metallic rotor casting 4 as well as in the axially continuous openings 25 with the rotor casting material.
  • the rotor 1 is interspersed with rods 42 which are formed from the rotor casting 4, which extend through the openings 25 in the axial direction from one end of the laminated core 2 to the opposite end of the laminated core 2.
  • the rods 42 connect the end flanges of the rotor 1 and ensure high rotor stability.
  • the end flanges are additionally equipped with cooling vanes for improved engine cooling.
  • the laminated core 2 is internally fixed to the rotor casting 4, which has an inner bore 40 for a cast rotor shaft W, wherein the rotor casting 4 is formed with a groove 26 for the rotor shaft W.
  • this can be seen in an enlarged view.
  • the rotor casting 4 is formed in this embodiment of aluminum or alternatively of an aluminum alloy.
  • FIG. 2 shows a similar embodiment as shown in FIG. 1, the teeth being fixed in a star shape and an annular section 2a of the laminated core 2 being formed between the rotor casting 4 designed as an inner ring. Between the inner end faces 3a of the permanent magnets 3 and the annular portion 2a of the laminated core 2, the rotor casting 4 is also cast, whereby the laminated core 2 is fixed. In detail 2.1 of Figure 2 this can be seen in an enlarged view. In the possible embodiment, the laminated core 2 is partially punched free to reduce stray flux, which is shown in detail 2.2 of Figure 2.
  • FIG. 3 shows a perspective view of a line-start motor and including a sectional view through a laminated core 2 of a rotor 1, wherein the cuboid permanent magnets 3 in pockets 23 in an approximately U-shaped arrangement, each formed from three permanent magnets 3 for the two or four rotor poles are arranged.
  • This embodiment also shows a rotor 1 for an internal rotor motor. Outside on the laminated core 2 additional grooves 21 are introduced in this embodiment, which are filled with the rotor casting 4.
  • the rotor casting 4 fixes the permanent magnets 3 in the pockets 23 and closes them off from the front side.
  • the end-side rings 27 are used for contacting tion of the rods 42 in the grooves 21 and can, as shown in the cross section in the circumferential direction are dimensioned correspondingly large.
  • the rotor components for an EC motor consisting of laminated core, permanent magnets and cast aluminum for the internal rotor rotor were formed as follows:
  • Rotor casting 12% by mass of the total mass of 100%.
  • the rotor components of a line-start motor were formed consisting of laminated core, permanent magnets and cast aluminum as follows:
  • Permanent magnets 14 mass% rotor casting: 20 mass% of the total mass of 100%.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (1) für einen Elektromotor, wobei der Rotor (1) ein Blechpaket (2) aufweist, das aus einem Stapel gegeneinander isolierter Bleche (20) ausgebildet ist und wobei im Blechpaket (2) mehrere Permanentmagnete (3) eingebracht sind und wobei das Blechpaket (2) mit einem metallischen Rotorguss (4) umgössen und/oder teilweise ausgegossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechpaket mit 40 - 70 Masse-%, die Permanentmagnete (3) mit 10 - 50 Masse-% und der Rotorguss (4) mit 8 - 25 Masse-% an der Gesamtmasse von 100% gebildet aus dem Blechpaket (2), den Permanentmagneten (3) und dem Rotorguss (4) beteiligt sind.

Description

Rotor für einen Innenläufer-Elektromotor
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen Innenläufer-Elektromotor.
Rotoren für Elektromotoren sind in unterschiedlichsten Ausführungsformen für Synchronmotoren und Asynchronmotoren bekannt, wobei je nach Motorenkonzept im Rotor Permanentmagnete verwendet werden. So sind z. B. EC-Motoren, bei denen sich Permanentmagnete auf der Rotoroberfläche befinden, bekannt. Diese Permanentmagnete werden in verschiedensten Ausführungsformen realisiert. Bei der Anordnung derartiger Perma- nentmagnete auf der Rotoroberfläche ist zwischen der Rotorwelle und den Permanentmagneten ein Rückschlusskörper vorgesehen, welcher fest mit der Rotorwelle verbunden ist. Z. B. sind ringförmig realisierten Permanentmagnete auf diesen Rückschlusskörper geklebt, so dass ein Drehmoment über den Rückschlusskörper auf die Rotorwelle übertragen werden kann.
Aus der DE 103 14 394 A1 sind ein Rotor für einen EC-Motor und ein Verfahren zur Montage eines solchen Rotors bekannt. Dieser bekannte Rotor weist eine Welle, einen auf der Welle angeordneten Rückschlusskörper und einen den Rückschlusskörper umgebenden Ringmagneten auf. Weiterhin ist vor- zugsweise ein Mantel vorgesehen, der den Ringmagneten umgibt. Das Halteelement und der Mantel sind einstückig als Hülse ausgebildet, wobei der Ringmagnet auch hier durch Einpressen in die Hülse mit dieser kraftschlüssig verbunden ist.
Für EC-Motoren gibt es ferner Bemühungen mittels Kunststoff-Umguss- Verfahren das Blechpaket mit der Welle zu Umgießen. Dadurch werden aber typischerweise nur Drehmomentbereiche für einen EC-Motor mit einem realisierbaren Drehmoment von weniger als 10 Nm realisierbar. Wünschenswert ist es aber wesentliche höhere Drehmomentbereiche mit den Motoren abzudecken, die im Bereich von 10Nm - 200 Nm liegen. Solche zuvor genannten Motoren vertragen allerdings keine hohen Prozesstemperaturen beim
Umgussverfahren nachdem die Permanentmagnete montiert sind, da es zu einer unerwünschten Entmagnetisierung der Permanentmagnete bei zu hohen Prozesstemperaturen kommen würde, was die Materialauswahl für das Umgussverfahren bisher auf nicht-metallische Werkstoffe, wie Kunststoffe einschränkt, da Kunststoffe typischerweise einen deutlich niedrigen
Schmelzpunkt von etwa 220 - 270°C gegenüber der Prozesstemperatur von z. B. Aludruckguss von etwa 700X aufweisen.
Bei einem bekannten Motor-Sondertyp - genannt Line-Start-Motor- sind in dem Rotor Taschen vorgesehen, um Permanentmagnete in die Taschen einzupressen. Ein Line Start Permanent Magnet (LSPM) Motor ist ein Drehstrom-Synchronmotor mit asynchronem Anlauf, der im Rotor mit Kurzschlussläufer zusätzlich Permanentmagnete enthält. Solche Motoren vertra- gen daher ebenfalls keine hohen Prozesstemperaturen nachdem die Permanentmagnete montiert sind, da es ebenfalls zu einer unerwünschten Ent- magnetisierung der Permanentmagnete bei den hohen Prozesstemperaturen kommen würde.
Nach dem derzeitigen Stand der Technik können daher Permanentmagnete bei Motortypen, bei denen das Blechpaket hohen Temperaturen in der Größenordnung von ca. 650°C und höher ausgesetzt wird, erst in einem nachfolgenden Herstellungsschritt eingesetzt werden. Nachteilig wirkt sich bei den Line-Start-Motoren auch der Umstand aus, dass der vorhandene Bauraum für die stirnseitig anzuordnenden Ringe und damit deren effektiver Quer- schnitt beschränkt wird, was das Minimieren des elektrischen Widerstands des Kurzschlusskäfigs verhindert und sich demzufolge nachteilig auf das Betriebsverhalten des Motors auswirkt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, vorbesagte Nachteile zu überwinden und einerseits eine Lösung zur Fertigung eines EC-Motors und andererseits eines Line-Start-Motors bereit zu stellen, welcher kostengünstig herzustellen ist und bei dem das Problem der Entmagnetisierung von Permanentmagneten umgangen wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine spezifische Materialkombination in einem definierten Masseverhältnis beim Rotor vorzusehen. Es wurde nämlich durch Untersuchungen erkannt, dass bei einem bestimmten Gewichtsverhältnis des Blechpakets, der Magnete und dem Verguss das Problem der Entmagnetisierung der Magnete beim Umgießen mit einer metallischen Vergussmasse, wie z. B. Alu-Guss nicht mehr oder nahezu nicht mehr auftritt.
Erfindungsgemäß wird in Bezug auf einen EC-Motor mit Innenläufer daher ein Rotor vorgesehen, der ein Blechpaket aufweist, das aus einem Stapel gegeneinander isolierter Bleche ausgebildet ist und wobei im Blechpaket mehrere Permanentmagnete radial eingebracht sind und wobei das Blechpaket mit einem metallischen Rotorguss umgössen und/oder teilweise ausgegossen ist und wobei die folgenden Massenverhältnisse in Masse-% bezo- gen auf eine Gesamtmasse von 100% (gebildet aus dem Blechpaket, den Permanentmagneten und dem Rotorguss) verwendet werden:
- Blechpaket: 40 - 50 Masse-%,
- Permanentmagnete 40 - 50 Masse-%
- Rotorguss 8 - 20 Masse-%. So hat sich in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gezeigt, dass bei einem Innenläufer-Rotor eines Line-Start-Motors die folgenden Massenverhältnisse als bevorzugte Ausgestaltungen gezeigt haben:
- Blechpaket: 65 - 70 Masse-%,
- Permanentmagnete 10 - 20 Masse-% - Rotorguss 10 - 30 Masse-%.
Die Summe der Bestandteile ist dabei mit 100% zu berücksichtigen, so dass je die Auswahl eines Wertes an Gewichts-% für einen Bestandteil die Auswahl für die beiden anderen Bestandteile limitiert und umgekehrt.
Die Permanentmagnete sind dabei als magnetisierte Ferritelemente ausge- bildet. Bei einem EC-Motor ist es von Vorteil, wenn der der Rotorguss ein Guss aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung ist und wobei die Permanentmagnete von dem jeweiligen Rotorguss unmittelbar in Position gehalten werden. In einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bei den EC- Motoren ist vorgesehen, dass im Rotor mittels des Rotorgusses eine Rotorwelle eingegossen ist.
In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung ist weiter vorgesehen, dass die Permanentmagnete entweder in Zwischenräumen zwischen keilförmig ausgebildeten radial nach außen verlaufenden Zähnen des Blechpakets oder in entsprechend dafür ausgeformte axial verlaufende Taschen eingebracht sind.
Es ist weiter von Vorteil, wenn die Bleche und damit das Blechpaket durch eine mit dem Rotorguss gefüllten Innenbohrung fixiert werden bzw. wird. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines wie zuvor Rotors, insbesondere eines Rotors für einen Innenläufer eines Elektromotors mit den folgenden Schritten: a. Bereitstellen von gegeneinander isolierten Blechen zur Bildung eines Blechpakets mit Zwischenräumen und/oder Taschen zur Aufnahme von Permanentmagneten innerhalb des Blechpakets; b. Einbringen von magnetisierten Ferritelementen oder Permanentmagneten in die Zwischenräumen und/oder Taschen und c. Um- und oder Ausgießen des Blechpaketes mit einem metallischen Gussmaterial zur Herstellung eines Rotorgusses, wobei die Massenverhältnisse wie folgt gewählt werden: das Blechpaket ist mit 40 - 50 Masse-%, die Permanentmagnete (3) sind mit 40 - 50 Masse-% und der Rotorguss (4) ist mit 8 - 20 Masse-% an der Gesamtmasse von 100% beteiligt.
Weiter vorteilhaft ist es, wenn der Rotorguss so zwischen oder um das Blechpaket gegossen wird, dass sowohl das Blechpaket als auch die Perma- nentmagnete von dem Rotorguss und die Welle fixiert und bevorzugt in Position gehalten werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bei Line-Start-Motoren ist vorgesehen, dass der Rotor ferner mit Stäben durchsetzt ist, die überwiegend oder vollständig aus dem Rotorguss gebildet sind. Zur elektrischen Verbindung der Stäbe können diese mittels ebenfalls aus dem Rotorgussmaterial hergestellten stirnseitigen Ringen realisiert werden.
Die Permanentmagnete sind in einer bevorzugten Ausführung in jedem Rotor-Pol des Blechpakets in einer im Wesentlichen U-förmigen Anordnung zueinander angeordnet, wobei das Blechpaket vorzugsweise als außen genute- tes Blechpaket ausgebildet ist.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines
EC-Rotors;
Fig. 2 eine Schnittansicht durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines EC-Rotors; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht sowie eine Schnittansicht durch ein Blechpaket eines Line-Start-Rotors mit in Taschen einge- fügten Permanentmagneten;
Fig. 4 ein Druckguss-umspritzter Rotor eines Line-Start-Motors.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Figuren 1 bis 4 näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche strukturelle und/oder funkti- onale Merkmale hinweisen. In den Figuren 1 und 2 sind jeweils Schnittansichten von Ausführungsbeispielen eines Rotors 1 eines EC-Motors gemäß der vorliegenden Erfindung für Innenläufermotoren gezeigt und in den Figuren 3 und 4 Ansichten eines Line-Start-Motors.
Der Rotor 1 in Figur 1 weist ein segmentiertes Blechpaket 2 mit radialer Segmentanordnung auf, das aus einem Stapel gegeneinander isolierter Bleche 20 ausgebildet ist. Die Bleche 20 sind als keilförmige Bleche ausgebildet. Im Blechpaket 2 sind zwischen den Segmenten jeweils Permanentmagnete 3 eingebracht. Das Blechpaket 2 ist mit einem metallischen Rotorguss 4 sowie in den axial durchlaufenden Öffnungen 25 mit dem Rotorgussmaterial aus- gegossen.
Der Rotor 1 ist mit Stäben 42, die aus dem Rotorguss 4 gebildet werden, durchsetzt, die durch die Öffnungen 25 in Axialrichtung von dem einen Ende des Blechpaketes 2 zum gegenüberliegenden Ende des Blechpaketes 2 verlaufen. Die Stäbe 42 verbinden die stirnseitigen Flansche des Rotors 1 und sorgen für eine hohe Rotorstabilität. Die stirnseitigen Flansche sind zusätzlich mit Kühlflügeln ausgeführt, um eine verbesserte Motorkühlung zu erzielen.
Das Blechpaket 2 ist mit dem Rotorguss 4 innen fixiert, der eine Innenbohrung 40 für eine eingegossene Rotorwelle W aufweist, wobei der Rotorguss 4 mit einer Nut 26 für die Rotorwelle W ausgebildet ist. Im Detail 1 der Figur 1 ist dies in vergrößerter Darstellung zu sehen. Durch diese Ausgestaltung, bei der die Segmente der Bleche 20, die Permanentmagnete 3 und die Rotorwel- le W eingegossen sind, lassen sich gewünschte Drehmomente zwischen etwa 10 Nm und 200 Nm realisieren, je nach konkreter Ausführung.
Der Rotorguss 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus Aluminium oder alternativ aus einer Aluminium-Legierung gebildet. In der Figur 2 ist eine ähnliche Ausgestaltung wie in Figur 1 gezeigt, wobei hier die Zähne sternförmig fixiert sind und zwischen dem als Innenring ausgebildeten Rotorguss 4, noch ein ringförmiger Abschnitt 2a des Blechpaketes 2 ausgebildet ist. Zwischen den innenliegenden Stirnseiten 3a der Permanentmagnete 3 und dem ringförmigen Abschnitt 2a des Blechpaketes 2 ist ebenfalls der Rotorguss 4 eingegossen, wodurch das Blechpaket 2 fixiert wird. Im Detail 2.1 der Figur 2 ist dies in vergrößerter Darstellung zu erkennen. In der möglichen Ausgestaltung ist das Blechpaket 2 teilweise freigestanzt, um Streuflüsse zu reduzieren, was im Detail 2.2 der Figur 2 dargestellt ist. Die Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Line-Start- Motors sowie darunter eine Schnittansicht durch ein Blechpaket 2 eines Rotors 1 , bei dem quaderförmige Permanentmagnete 3 in Taschen 23 in einer in jeweils in etwa U-förmigen Anordnung, gebildet aus jeweils drei Permanentmagneten 3 für die zwei bzw. vier Rotorpole, angeordnet sind. Diese Ausführung zeigt eben- falls einen Rotor 1 für einen Innenläufermotor. Außen am Blechpaket 2 sind in dieser Ausführung zusätzliche Nuten 21 eingebracht, die mit dem Rotorguss 4 ausgefüllt werden.
In der Fig. 4 ist der Rotor 1, wie in der Figur 3 gezeigt, dargestellt, wobei die Nuten 21 mit Rotorguss 4 gefüllt sind und eine Druckguss-Umspritzung mit einem Rotorguss 4 vorgesehen ist.
Der Rotorguss 4 fixiert die Permanentmagnete 3 in den Taschen 23 und schließt diese stirnseitig ab. Die stirnseitigen Ringe 27 dienen der Kontaktie- rung der Stäbe 42 in den Nuten 21 und können, wie gezeigt im Querschnitt in Umfangsrichtung entsprechend groß dimensioniert werden.
Als praktisches Ausführungsbeispiel wurden die Rotorkomponenten für eine EC-Motor bestehend aus Blechpaket, Permanentmagneten und Aluguss für den Innenläuferrotor wie folgt ausgebildet:
Blechpakete aus Dynamoblechen: 46 Masse-%,
Permanentmagnete: 42 Masse-%
Rotorguss: 12 Masse-% von der Gesamtmasse von 100%. Als weiteres praktisches Ausführungsbeispiel wurden die Rotorkomponenten eines Line-Start-Motors bestehend aus Blechpaket, Permanentmagneten und Aluguss wie folgt ausgebildet:
Blechpakete aus Dynamoblechen: 66 Masse-%,
Permanentmagnete: 14 Masse-% Rotorguss: 20 Masse-% von der Gesamtmasse von 100%.
* * * * *

Claims

Patentansprüche
1. Rotor (1) für einen Innenläufer-Synchronmotor, wobei der Rotor (1) ein Blechpaket (2) aufweist, das aus einem Stapel gegeneinander isolierter Bleche (20) ausgebildet ist und wobei im Blechpaket (2) mehrere Permanentmagnete (3) eingebracht sind und wobei das Blechpaket
(2) mit einem metallischen Rotorguss (4) umgössen und/oder teilweise ausgegossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechpaket mit 40 - 70 Masse-%, die Permanentmagnete (3) mit 10 - 50 Masse-% und der Rotorguss (4) mit 8 - 25 Masse-% an der Gesamtmasse von 100% gebildet aus dem Blechpaket (2), den Permanentmagneten (3) und dem Rotorguss (4) beteiligt sind.
2. Rotor (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor für einen EC-Synchronmotor ausgebildet ist, bei dem das Blechpaket mit 40 - 50 Masse-%, die Permanentmagnete (3) mit 40 - 50 Masse- % und der Rotorguss (4) mit 8 - 25 Masse-% an der Gesamtmasse von 100% gebildet aus dem Blechpaket (2), den Permanentmagneten
(3) und dem Rotorguss (4) beteiligt sind.
3. Rotor (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor für einen Line-Start-Motor ausgebildet ist, bei dem das Blechpaket mit 60 - 70 Masse-%, die Permanentmagnete (3) mit 10 - 20 Masse-% und der Rotorguss (4) mit 15 - 25 Masse-% an der Gesamtmasse von 100% gebildet aus dem Blechpaket (2), den Permanentmagneten (3) und dem Rotorguss (4) beteiligt sind.
4. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (3) als magnetisierte Ferritelemente ausgebildet sind.
5. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorguss (4) ein Guss aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung ist.
6. Rotor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Rotor (1) mittels des Rotorgusses (4) eine Rotorwelle (W) eingegossen ist.
7. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (3) entweder in Zwischenräume (21) zwischen keilförmig ausgebildete radial nach außen verlaufende Zähne (22) des Blechpakets (2) oder in entsprechend dafür ausgeformte axial verlaufende Taschen (23) eingebracht sind.
8. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechpaket (2) durch eine mit dem Rotorguss (4) gefüllten Innenbohrung (40) fixiert werden.
9. Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) ferner mit Stäben (42) aus dem Rotorguss (4) durchsetzt ausgebildet ist.
10. Rotor (1) nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (3) in jedem Rotor-Pol des Blechpakets (2) in einer im Wesentlichen U-förmigen Anordnung zueinander angeordnet sind, wobei das Blechpaket (2) vorzugsweise als außen genutetes Blechpaket ausgebildet ist.
11.Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (3) von dem Rotorguss (4) in Position gehalten werden.
12. Verfahren zum Herstellen eines Rotors (1), insbesondere eines Rotors (1) für einen Innenläufer eines Synchronmotors mit den folgenden Schritten: a. Bereitstellen eines Blechpaketes (2) aus gegeneinander isolierten Bleche (20) mit Zwischenräumen (21) und/oder Taschen (23) zur Aufnahme von Permanentmagneten (3); b. Einbringen von magnetisierten Ferritelementen oder Permanentmagneten (3) in die Zwischenräumen (21) und/oder Taschen (23) und c. Um- und oder Ausgießen des Blechpaketes (2) mit einem metallischen Gussmaterial zur Herstellung des Rotorgusses (4), wobei die Massenverhältnisse wie folgt gewählt werden: das Blechpaket ist mit 40 - 70 Masse-%, die Permanentmagnete (3) sind mit 10 - 50 Masse-% und der Rotorguss (4) ist mit 8 - 25 Masse-% an der Gesamtmasse von 100% beteiligt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorguss (4) so zwischen oder um das Blechpaket (2) gegossen wird, dass sowohl das Blechpaket (2) als auch die Permanentmagnete (3) von dem Rotorguss (4) fixiert werden.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4123880A1 (de) * 2021-07-19 2023-01-25 Abb Schweiz Ag Permanentmagnetmaschine und rotor dafür

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230027862A1 (en) * 2021-07-21 2023-01-26 Abb Schweiz Ag Permanent magnet rotor with conductive flux barrier

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4322648A (en) * 1980-03-03 1982-03-30 Allen-Bradley Company Permanent magnet motor armature
US4358697A (en) * 1981-08-19 1982-11-09 Siemens-Allis, Inc. Two-pole permanent magnet synchronous motor rotor
JP2003274618A (ja) * 2002-03-14 2003-09-26 Tma Electric Corp 永久磁石回転子およびその製造方法
DE10314394A1 (de) 2003-03-28 2004-10-14 Siemens Ag Rotor für einen bürstenlosen Gleichstrommotor und Verfahren zur Montage eines solchen Rotors
US20110249528A1 (en) * 2008-10-23 2011-10-13 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Mixer assembly
WO2013054301A2 (en) * 2011-10-14 2013-04-18 Itt Manufacturing Enterprises Inc A pump for pumping waste water
DE102015012559A1 (de) * 2014-10-02 2016-04-07 Fanuc Corporation Rotor mit Ausgleichsgewicht, und Motor
EP3070824A1 (de) * 2015-03-19 2016-09-21 Siemens Aktiengesellschaft Rotor einer synchronen Reluktanzmaschine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2608421C3 (de) * 1976-03-01 1979-01-18 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Dauermagneterregter Innenläufer für eine Synchronmaschine
US4568846A (en) * 1983-10-28 1986-02-04 Welco Industries Permanent magnet laminated rotor with conductor bars
FR2655784B1 (fr) * 1989-12-08 1992-01-24 Alsthom Gec Moteur a aimants a concentration de flux.
DE10100718A1 (de) * 2001-01-10 2002-07-18 Miele & Cie Permanentmagnet-Rotor für eine elektrische Maschine
DE10219190A1 (de) * 2002-04-29 2003-11-13 Miele & Cie Permanentmagnet-Rotor für eine elektrische Maschine

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4322648A (en) * 1980-03-03 1982-03-30 Allen-Bradley Company Permanent magnet motor armature
US4358697A (en) * 1981-08-19 1982-11-09 Siemens-Allis, Inc. Two-pole permanent magnet synchronous motor rotor
JP2003274618A (ja) * 2002-03-14 2003-09-26 Tma Electric Corp 永久磁石回転子およびその製造方法
DE10314394A1 (de) 2003-03-28 2004-10-14 Siemens Ag Rotor für einen bürstenlosen Gleichstrommotor und Verfahren zur Montage eines solchen Rotors
US20110249528A1 (en) * 2008-10-23 2011-10-13 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Mixer assembly
WO2013054301A2 (en) * 2011-10-14 2013-04-18 Itt Manufacturing Enterprises Inc A pump for pumping waste water
DE102015012559A1 (de) * 2014-10-02 2016-04-07 Fanuc Corporation Rotor mit Ausgleichsgewicht, und Motor
EP3070824A1 (de) * 2015-03-19 2016-09-21 Siemens Aktiengesellschaft Rotor einer synchronen Reluktanzmaschine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4123880A1 (de) * 2021-07-19 2023-01-25 Abb Schweiz Ag Permanentmagnetmaschine und rotor dafür
US11742734B2 (en) 2021-07-19 2023-08-29 Abb Schweiz Ag Permanent magnet machine and rotor therefor

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