[發(fā)明專利]用于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380075202.6
• 申請(qǐng)日: 2013-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN105075069A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬蒂亞斯·多夫納;格哈德·馬切爾科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號(hào): H02K1/27
• 分類號(hào): H02K1/27
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件以及一種具有定子和轉(zhuǎn)子的電機(jī)。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中從根本上公知許多類屬的、具有以轉(zhuǎn)子的形式存在的可運(yùn)動(dòng)單元的電機(jī)，所以不需要特別的文件證明。在旋轉(zhuǎn)式的電機(jī)中，一般都設(shè)計(jì)有一個(gè)定子，該定子通常提供基本上為圓形的開口用來容納構(gòu)造成轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)部件。在開口中可旋轉(zhuǎn)地支撐布置轉(zhuǎn)子，其中，在轉(zhuǎn)子和定子之間形成氣隙。

此外還有用于線性運(yùn)行的電機(jī)，其中，定子至少部分地沿著用于構(gòu)造成轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)線路或運(yùn)動(dòng)曲線構(gòu)成。轉(zhuǎn)換器與定子處于相互作用狀態(tài)并且沿著運(yùn)動(dòng)線路或運(yùn)動(dòng)曲線可運(yùn)動(dòng)地布置。轉(zhuǎn)換器可以借助受控的磁力作用沿著定子或運(yùn)動(dòng)線路運(yùn)動(dòng)。

本公開文本意義內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件據(jù)此是一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的單元，它在旋轉(zhuǎn)式的電機(jī)中以轉(zhuǎn)子的形式構(gòu)成，并且在用于線性運(yùn)行的電機(jī)中構(gòu)造成轉(zhuǎn)換器。定子通常相對(duì)于某個(gè)裝置或者與地面相連的基座位置固定地布置。在車輛中，定子例如可以與底盤、車架或者類似物相連，其中，位置固定要理解為相對(duì)于這個(gè)裝置或基座而言。因此，轉(zhuǎn)動(dòng)部件相對(duì)于定子構(gòu)成可運(yùn)動(dòng)的單元。

特別是在被設(shè)計(jì)用作扭矩電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)中，包括在用于直接驅(qū)動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)合的線性電動(dòng)機(jī)中，經(jīng)常會(huì)在轉(zhuǎn)動(dòng)部件中使用永磁體。為了能夠產(chǎn)生理想大小的力作用，這類磁體通常是燒結(jié)的稀土磁體。由于這類磁體的成本很高，因此這類機(jī)器只有在這種投資的理由十分充分的特別情況下才被使用。然而許多本來同樣適合使用這種機(jī)器的應(yīng)用場(chǎng)合卻由于成本太高沒有實(shí)現(xiàn)。因此需要有替選方案，特別是代替昂貴的稀土磁體，例如NdFeB燒結(jié)磁體。

一種方案設(shè)計(jì)的是，用鐵磁體代替這種磁體。在這種情況下表明，鐵磁體相對(duì)于稀土磁體具有小得多的能量密度，也就是說提供更小的磁通量，并且-例如由于所需的大尺寸-在常見的構(gòu)造中無法實(shí)際地使用。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，其中，昂貴的稀土磁鐵可以被鐵磁體取代，與此同時(shí)要基本上保持住這個(gè)電機(jī)的工作能力。

作為解決方案，本發(fā)明建議了一種用于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，它具有由多個(gè)在運(yùn)動(dòng)方向上彼此相鄰布置的模塊件構(gòu)成的模塊式構(gòu)造，其中，每個(gè)模塊件都具有至少一個(gè)磁體和至少一個(gè)鐵磁性的極靴，并且磁體的極在轉(zhuǎn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方向上取向。

電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、特別是運(yùn)動(dòng)能(電動(dòng)機(jī)運(yùn)行)并且/或者將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能(發(fā)電機(jī)運(yùn)行)的裝置。

旋轉(zhuǎn)式電機(jī)是這樣一種電機(jī)，其中，定子提供一個(gè)通常為圓形的開口，在該開口中可旋轉(zhuǎn)地支承布置有轉(zhuǎn)動(dòng)部件。與轉(zhuǎn)動(dòng)部件不同，定子抗扭地布置，因此，定子例如與像基座或者類似物的底座相連，使得它通常不會(huì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，電機(jī)并且因此還有定子當(dāng)然可以移動(dòng)地布置，例如布置在車輛或類似物上。

定子和轉(zhuǎn)子借助磁通鏈接，由此在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生力作用，它相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)著轉(zhuǎn)子，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)將輸送給轉(zhuǎn)子的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。為了這個(gè)目的，定子和轉(zhuǎn)子分別具有由電流流過的繞組。在定子或者轉(zhuǎn)動(dòng)部件中，繞組也可以由永磁體構(gòu)成或者由其來補(bǔ)充。這種類型的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)電機(jī)例如有三相電機(jī)，三相電機(jī)連接在多相的、特別是三相的電網(wǎng)上，如帶有或者不帶有阻尼籠的異步電機(jī)、同步電機(jī)或者類似物。但是也可以是直流電機(jī)，例如旁通電機(jī)、串聯(lián)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)，和/或類似物。

通過本發(fā)明首先使得電機(jī)可以裝配永磁激勵(lì)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，該轉(zhuǎn)動(dòng)部件不僅可以裝配稀土磁體，而且此外還可以裝配作為代替的磁體，如鐵磁體或類似物，其中，與此同時(shí)，可以達(dá)到使用稀土磁體時(shí)公知的大規(guī)模的力作用。這主要由此得以實(shí)現(xiàn)，即，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，磁體的極不再在氣隙的方向上取向，而是橫向于氣隙，也就是說，平行于轉(zhuǎn)動(dòng)部件的朝向電機(jī)的定子的表面。借助極靴實(shí)現(xiàn)的是，由磁體提供的磁通被轉(zhuǎn)向定子的方向。因此，這種構(gòu)造使得幾乎任意尺寸的磁體都能夠集成到電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件中。由此實(shí)現(xiàn)一種可能性，也可以使用相比稀土磁體更弱的磁體，特別是鐵磁體，其中，同時(shí)可以基本上保持住電機(jī)的有關(guān)功率方面的性能。

為了這個(gè)目的，轉(zhuǎn)動(dòng)部件具有模塊式的構(gòu)造，這種構(gòu)造包括多個(gè)在圓周方向上彼此相鄰布置的模塊件。優(yōu)選地，在每個(gè)模塊件中，為磁體的每個(gè)極都至少分配了一個(gè)自有的極靴。模塊件可以提供成可以單個(gè)操作的組塊，這些組塊為了構(gòu)造轉(zhuǎn)動(dòng)部件在運(yùn)動(dòng)方向上相互連接。模塊件此外在制造技術(shù)方面還可以有利地大批量生產(chǎn)，并且根據(jù)需要特別是個(gè)別地集中構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)部件。這使得在轉(zhuǎn)動(dòng)部件的制造方面可以有很高的靈活性。由此可以針對(duì)客戶的解決方案?jìng)€(gè)別地做出反應(yīng)。這表明了為什么磁體尺寸方面的自由度相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)可以明顯增大。