[發明專利]介質間隙電機，特別是用于渦輪增壓器

在審

• 申請號: 202080089079.3
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN114867935A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: R·洛弗勒;H·戈德克;R·赫伯;B·斯普利斯
• 申請（專利權）人: G+L革新技術股份有限公司
• 主分類號: F02B37/10
• 分類號: F02B37/10;F02B39/10;F04D25/06;H02K1/16;H02K7/14;F04D25/02;H02K1/14;H02K3/52;H02K15/02;F02B33/40;H02K7/18
• 代理公司: 北京龍雙利達知識產權代理有限公司 11329
• 代理人: 孫濤;毛威

本發明涉及一種介質間隙電機，特別是用于渦輪增壓器(1)。所提出的介質間隙電機包括轉子(7)和定子(9)，其中定子(9)包括散熱片(14)，散熱片(14)通過內部部分(15)向定子(9)與轉子(7)之間形成的流動室(29)中的轉子(7)徑向延伸。散熱片(14)不通過其內部部分(15)延伸至轉子(7)，因此在散熱片(14)的內端與轉子(7)之間形成間隙，其中散熱片(14)的內徑為轉子(7)的外徑的至少1.2倍且至多3倍。

技術領域

根據權利要求1的前述，本發明涉及一種介質間隙電機，特別是用于渦輪增壓器。

背景技術

現有技術已知具有渦輪增壓器的內燃機。來自內燃機的廢氣流通常用于驅動渦輪機葉輪。所述渦輪機葉輪例如通過軸耦合到壓縮機葉輪，從而確保壓縮供給到燃燒室中的新鮮空氣。與傳統的內燃機相比，這種預壓縮或增壓會提高發動機性能或增加扭矩。然而，對于這種增壓內燃機，存在所謂的渦輪遲滯的問題，尤其會發生在車輛低速啟動和加速時，即當內燃機要快速加速到更高的功率范圍時。這是因為在供氣側增加的空氣量需求只能延遲提供(除其他原因外，由于渦輪/壓縮機葉輪系統的慣性)。

為了減少延遲并提供正確量的新鮮空氣，可以規定渦輪增壓器包括具有定子和轉子的電動機，集成到壓縮機葉輪中的轉子的轉子磁體。例如，在出版物WO2008141670A1中描述了相關類型的現有技術。

由于其設計，可比較的介質間隙電機可以包括轉子和定子之間的較大間隙。與傳統的電動機相比，這可能導致產生扭矩所需的電流更大。出于這個原因，不利地是，這種介質間隙電機可能具有低轉矩常數。這個問題可以通過使用直接到達轉子的定子齒或定子線棒得到緩解，從而提高電動機的磁通量。介質可以通過不用于繞組的定子槽輸送到此處。文獻EP2072824A1描述了相關類型的現有技術。

文獻EP0642210A1涉及一種高速電動機。該電動機包括相對較大的空氣間隙，并且其特征不在于散熱片在定子和轉子之間形成的流動室中徑向延伸。因此，該電動機不包括介質流過的定子槽。文獻US2013/169074A1也描述了相關類型的現有技術。文獻DE102017207532A1描述了一種具有定子和轉子的電介質間隙機器，內套筒和與內套筒同軸布置的外套筒圍繞轉子。在內套管和外套管之間，介質的一條流動路徑僅通過定子形成。因此，流動室不形成在定子和轉子之間。

然而，這些解決方案可能會導致這些電機在通電狀態下表現出高扭矩不均勻性(扭矩波動)，在怠速運行時表現出高齒槽效應扭矩，從而阻止在許多應用領域中使用，例如在電動輔助渦輪增壓器中。此外，這種電機只能實現低性能，因為線棒很快就會飽和，高磁損耗會導致強烈發熱。

發明內容

因此，本申請的目的是提出一種改進的介質間隙電機，特別是用于渦輪增壓器，其一方面確保減少延遲并提供正確量的介質，特別是新鮮空氣，另一方面，實現優化的磁通量和優化的散熱，其中減少或避免扭矩不均勻性和齒槽扭矩。此外，介質間隙電機應具有相對簡單、魯棒的結構并且不易出現故障。

該目的通過具有獨立權利要求1的特征的介質間隙馬達來實現。有利的發展源于從屬權利要求和示例性實施例的特征。

所提出的介質間隙電機包括轉子和定子，定子可能可選地但是特別有利地具有散熱片，該散熱片通過內部部分向定子與轉子之間形成的流動室中的轉子徑向延伸。在大多數實施例中，規定散熱片不通過它們的內部部分延伸至轉子，因此在散熱片的內端和轉子之間形成間隙。散熱片的內徑可任選地為轉子的外徑的至少1.2倍和/或至多3倍。在這種情況下，散熱片的內徑通常可以理解為以轉子軸線為中心的最大的可能圓的直徑，槽完全布置在該圓外部。轉子的外徑通常可以理解為以轉子軸線為中心的最小的可能圓的直徑，該圓位于轉子完全布置在其中的相同的軸向位置。所提出的介質間隙電機通常包括流動室，該流動室至少部分地或完全地由散熱片的內端，特別是與轉子之間的特別地基本上為空心圓柱形的間隙，以及相鄰的散熱片之間的定子槽形成。