[發(fā)明專利]優(yōu)化的輻條式轉(zhuǎn)子內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280050112.7
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN104067482B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N.庫普克;K.古特曼;A.諾伊鮑爾;B.諾門森
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 梁冰;傅永霄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于一電的機(jī)器的輻條式轉(zhuǎn)子，具有一可圍繞一轉(zhuǎn)子軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子軸；一基體，其同心地圍繞所述轉(zhuǎn)子軸布置；以及至少一個(gè)永磁體，其輻條狀地布置在所述基體的留空部中。本發(fā)明還涉及一種具有根據(jù)本發(fā)明的輻條式轉(zhuǎn)子的電的機(jī)器以及一種用于制造根據(jù)本發(fā)明的輻條式轉(zhuǎn)子的方法。

背景技術(shù)

電的機(jī)器例如是電動(dòng)馬達(dá)、啟動(dòng)器、發(fā)電機(jī)或輔助驅(qū)動(dòng)裝置例如用于機(jī)動(dòng)車的調(diào)整驅(qū)動(dòng)裝置。

在這些電的機(jī)器中，已知轉(zhuǎn)子或定子為了產(chǎn)生電磁場而設(shè)計(jì)有至少一個(gè)永磁體。在此情況下永磁體常常例如用在永磁激勵(lì)的伺服馬達(dá)中安置在大多含鐵的基體的留空部中。

公知的是所謂的輻條式轉(zhuǎn)子，其中，所述永磁體輻條狀地，也就是說沿著徑向在轉(zhuǎn)子中延伸。這種輻條式轉(zhuǎn)子例如從專利文獻(xiàn)WO 2009/046549 A2中公開。圖1示出了所述輻條式轉(zhuǎn)子1的截面圖的一個(gè)截?cái)唷Ｔ撦棗l式轉(zhuǎn)子1布置在一轉(zhuǎn)子軸2上并且具有一帶有大量留空部的基體3，在所述留空部中輻條狀地布置所述永磁體4，從而一方面沿著所述輻條式轉(zhuǎn)子1的軸向且另一方面沿著所述輻條式轉(zhuǎn)子的徑向延伸。所述永磁體4沿著切向交替地被相反地極化，從而沿著所述轉(zhuǎn)子1的圓周方向始終一磁性北極N與一磁性南極S交替。在運(yùn)行中，如此控制定子（未示出）中的調(diào)整電流，使得獲得一旋轉(zhuǎn)的磁場，其帶動(dòng)所述輻條式轉(zhuǎn)子1。

在其面向所述轉(zhuǎn)子軸2的側(cè)面上，所述基體3具有一緊固環(huán)33。借助于該緊固環(huán)33，將所述基體3大多固定在所述轉(zhuǎn)子軸2上。在所述緊固環(huán)33上為了緊固每個(gè)永磁體4分別設(shè)置一保持鼻331，其將所述永磁體4保持在所述留空部中。為了將該側(cè)面上的漏損通量（Streufluss）保持得盡可能小，設(shè)置氣隙5，并且所述基體3的相反極化的區(qū)域僅經(jīng)由一窄的縱向接片32與所述緊固環(huán)33和所述保持鼻331連接。此外，在這種輻條式轉(zhuǎn)子1的情況下在背離所述轉(zhuǎn)子軸2的一側(cè)，常常同樣設(shè)置一窄的連接接片34，其將所述永磁體4徑向向外地固定住并且這里僅示意性示出。通過橫截面變窄，引起了將磁通量帶入飽和中并且朝向所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向。

原則上這種輻條式轉(zhuǎn)子1具有一較高的功率密度。但在面向所述轉(zhuǎn)子軸2的以及背離所述轉(zhuǎn)子軸2的側(cè)面上出現(xiàn)的漏損通量減小了機(jī)器可發(fā)出的功率，因?yàn)樗雎p通量無助于在運(yùn)行中發(fā)出的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩或者說無助于所述電的機(jī)器發(fā)出的功率且因此所述電的機(jī)器的效率減小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種用于一電的機(jī)器的轉(zhuǎn)子，在該轉(zhuǎn)子中布置永磁體、尤其是燒結(jié)磁體，如稀土磁鐵，如NdFeB磁鐵（釹鐵硼磁鐵），其中，所述轉(zhuǎn)子的包含鐵成分的基體在其磁通量方面是最佳的，從而所述轉(zhuǎn)子中的滲漏損失被最小化，并且所述轉(zhuǎn)子要么具有一比較高的功率密度以及一改進(jìn)的效率，要么所述磁體體積被最小化，且此外所述輻條式轉(zhuǎn)子可成本低廉地制造。

該任務(wù)利用一種用于一電的機(jī)器的轉(zhuǎn)子解決，該轉(zhuǎn)子包括一轉(zhuǎn)子軸，其在軸向上沿著一轉(zhuǎn)子軸線延伸；并且該轉(zhuǎn)子包括一基體，所述基體同心地圍繞所述轉(zhuǎn)子軸布置并且抗相對轉(zhuǎn)動(dòng)地緊固在其上。在所述轉(zhuǎn)子的基體中植入永磁體。此外，所述基體具有收集接片，其鄰接在所述永磁體上，并且其設(shè)置用于收集有用的磁通量。所述轉(zhuǎn)子的特征在于，所述永磁體在其面向所述轉(zhuǎn)子軸的側(cè)面上從所述收集接片突起。

已經(jīng)證明的是，朝所述轉(zhuǎn)子軸流出的漏損磁通量在從所述收集接片伸出的永磁體的情況下比在不從所述收集接片伸出的永磁體的情況下更小。由于該更小的漏損通量，具有這種轉(zhuǎn)子的電的機(jī)器的功率密度比一常規(guī)的電的機(jī)器的功率密度更大。因此，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子在其功率密度方面可最優(yōu)化，和/或所述永磁體的大小和重量和/或所述轉(zhuǎn)子的大小在相同的功率密度的情況下可減小。

所述基體優(yōu)選由一種具有一磁導(dǎo)率μ_r的順磁材料制成，該磁導(dǎo)率比1大很多且因此磁通量較好地傳導(dǎo)，例如由一含鐵的且尤其是由一軟磁性的材料制成。為此，優(yōu)選使用一電工板材（Elektroblech），也叫做Trafo板材。

還優(yōu)選的是，所述基體由大量的疊片作為疊片包制成。所述疊片例如通過沖壓打包來接合成疊片包，其中，所述疊片例如借助于打孔釘或其它形式相互連接。這種板材包具有如下優(yōu)點(diǎn)，即其不是必須要利用切削剝除的方法來再加工，且此外在使用絕緣的電工板材的情況下減小了漩流的形成。

在另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述基體也可由大量的疊片在不具有沖壓打包的情況下制造，只要所述基體利用一套筒固定在所述轉(zhuǎn)子軸上。為此，可以預(yù)制所述套筒，或者基體、永磁體和轉(zhuǎn)子軸借助于一可硬化的介質(zhì)相互接合，例如借助于熱塑性塑料或熱固性塑料。