[發(fā)明專利]用于電機(jī)的定子疊片和電機(jī)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610900226.6
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN106849394A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H.斯特勞斯;Z.諾伊施爾
• 申請（專利權(quán)）人: 大眾汽車有限公司
• 主分類號: H02K1/12
• 分類號: H02K1/12;H02K1/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 侯宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于具有機(jī)械磁場減弱的電機(jī)譬如發(fā)電機(jī)或電動機(jī)的定子疊片或定子裝置。此外，本發(fā)明涉及一種具有機(jī)械磁場減弱的電機(jī)，該電機(jī)具有根據(jù)本發(fā)明的定子疊片。

背景技術(shù)

已知諸如具有永磁體勵磁的同步電機(jī)的電機(jī)，其具有通過轉(zhuǎn)子軸承裝置圍繞轉(zhuǎn)子軸線可轉(zhuǎn)動地支承的轉(zhuǎn)子以及包圍轉(zhuǎn)子的定子。轉(zhuǎn)子軸承裝置具有例如兩個滾動軸承，所述滾動軸承彼此間隔地設(shè)置。轉(zhuǎn)子例如具有轉(zhuǎn)子軸，在該轉(zhuǎn)子軸上在也稱為有源區(qū)的軸向子區(qū)域中設(shè)置有永磁體、尤其經(jīng)由載體板設(shè)置。載體板例如經(jīng)由擠壓連接保持到轉(zhuǎn)子軸上。定子例如具有電工鋼片，該電工鋼片設(shè)置有繞組并且沿著徑向方向包圍轉(zhuǎn)子的軸向子區(qū)域。通過轉(zhuǎn)子圍繞轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)，因此感生的電壓Ui可引入定子的繞組中。同樣，通過在定子的繞組中產(chǎn)生交變電壓可以產(chǎn)生交變磁場，通過交變磁場可以引起轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動。

永磁體激勵的機(jī)器由于有永磁體而具有恒定的勵磁。感生的電壓Ui的幅值與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、極對數(shù)以及磁鏈成比例。因此，感生的電壓Ui根據(jù)下述等式可確定：

Ui＝ω*p*Ψ_PM

其中ω是轉(zhuǎn)子的角速度，p是極對數(shù)和Ψ_PM是磁鏈。

為了實現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的特別高的轉(zhuǎn)子速度，通常需要磁場減弱，以便不超過感生的電壓Ui的最大值。在磁場減弱中，引起在定子與轉(zhuǎn)子之間的電磁相互作用。在此情況下，在電磁場減弱與機(jī)械磁場減弱之間予以區(qū)分。

電磁場減弱例如可以通過在相電流中預(yù)設(shè)負(fù)的電流分量來實現(xiàn)。由此，勵磁場的作用通過所注入的電流分量被部分補(bǔ)償并且擴(kuò)寬了轉(zhuǎn)速范圍。然而，注入的電流分量在具有在轉(zhuǎn)子表面上安置的永磁體的電機(jī)中不能供轉(zhuǎn)矩形成所用，但導(dǎo)致電樞電流提高并且因此導(dǎo)致電機(jī)承受強(qiáng)的熱負(fù)荷。

機(jī)械磁場減弱例如可以通過使轉(zhuǎn)子相對于定子軸向相對偏移來實現(xiàn)。通過轉(zhuǎn)子相對定子的軸向偏移，轉(zhuǎn)子的有源區(qū)譬如具有永磁體的區(qū)域與定子尤其定子的具有電工鋼片和繞組的區(qū)域的重疊設(shè)計得可變。以此方式可以影響磁鏈并且可有目的地控制感生的電壓Ui。

利用轉(zhuǎn)子的有源區(qū)與定子的相對大的重疊可以實現(xiàn)相對高的磁鏈并且因此可以實現(xiàn)相對高的感生的電壓或在負(fù)載下實現(xiàn)高的轉(zhuǎn)矩。因此，利用轉(zhuǎn)子的有源區(qū)與定子的相對小的重疊，可以實現(xiàn)相對低的磁鏈并且因此可以實現(xiàn)相對低的感生的電壓。轉(zhuǎn)子的這種軸向偏移根據(jù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或定子的繞組中的中間回路電壓很有意義地被調(diào)節(jié)，其中轉(zhuǎn)速或者中間回路電壓的提高通常通過減小轉(zhuǎn)子的有源區(qū)與定子的重疊來補(bǔ)償。以此方式可以將感生的電壓控制或調(diào)節(jié)到額定值。

這種電機(jī)具有如下缺點：隨著轉(zhuǎn)速上升，由于定子的反復(fù)磁化而在定子中出現(xiàn)鐵耗(Eisenverluste:鐵心損耗)，因為定子的反復(fù)磁化的頻率與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成比例。鐵耗由多個損耗成分組成，這些損耗成分部分線性地、二次方地或以大于1的指數(shù)地與反復(fù)磁化的頻率相關(guān)。此外，鐵耗與定子的構(gòu)造譬如定子尺寸和定子材料有關(guān)。因此，這些鐵耗在下文中稱作比鐵耗。具有相對小的比鐵耗的定子只能非常耗費地制造并且因此造成制造上的特別高的成本。相反，成本低廉的定子具有較高的比鐵耗并且尤其不適合較高的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或只能有條件地適合較高的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。已知的電機(jī)因此具有如下缺點：所述電機(jī)具有的比鐵耗與制造成本的關(guān)系并不有利。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是提供一種定子疊片以及一種電機(jī)，它們至少部分沒有上述的缺點。本發(fā)明的目的尤其是提出一種定子疊片以及一種電機(jī)，它們具有的比鐵耗與制造成本的關(guān)系相較于現(xiàn)有技術(shù)中已知的定子或電機(jī)得以改善并且因此適合于使用在要求相對高的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的設(shè)備中。

上述目的通過權(quán)利要求來解決。該目的尤其通過具有獨立權(quán)利要求1的特征的定子疊片以及具有獨立權(quán)利要求10的特征的電機(jī)來解決。在此，從屬權(quán)利要求描述了根據(jù)本發(fā)明的定子疊片或根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)的優(yōu)選的實施形式。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目的通過用于具有機(jī)械磁場減弱的電機(jī)的定子疊片來解決，該定子疊片具有：第一定子區(qū)域，該第一定子區(qū)域具有第一繞組和第一電工鋼片，該第一電工鋼片用于提高第一繞組的磁通密度。該定子疊片具有第二定子區(qū)域，該第二定子區(qū)域具有第二繞組和第二電工鋼片，該第二電工鋼片用于提高第二繞組的磁通密度，其中第一電工鋼片和第二電工鋼片不同地構(gòu)成并且具有不同的比鐵耗。

定子疊片在本發(fā)明的意義下等同于多件式定子，該定子具有至少兩個不同地構(gòu)成的定子區(qū)域，其中至少定子區(qū)域的電工鋼片不同地構(gòu)成。因此，定子區(qū)域具有不同的比鐵耗。