永磁激勵同步電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種永磁激勵同步電機（1），具有：定子（2），其具有布置在凹槽（13）中的繞組系統(tǒng)（12）；轉(zhuǎn)子（3），其通過氣隙（15）與定子（2）隔開；其中轉(zhuǎn)子（3）具有繞旋轉(zhuǎn)軸（A）預(yù)定的旋轉(zhuǎn)方向（R），其中沿著旋轉(zhuǎn)方向（R）布置有彼此間隔的極靴（4），其中在極靴（4）之間分別設(shè)置具有相對于旋轉(zhuǎn)軸（A）切向的磁化方向（8）的第一永磁體（5），其中相鄰的第一永磁體（5）的間距相應(yīng)于極距τP，其中布置在極靴（4）之間的相鄰的第一永磁體（5）的切向的磁化方向（8）相反，其中附加的第二永磁體（6）徑向地安置在極靴（4）上，其具有相對于旋轉(zhuǎn)軸（A）徑向的磁化方向（9），其中轉(zhuǎn)子（4）被導(dǎo)磁的遮蓋件環(huán)繞。
【專利說明】永磁激勵同步電機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種永磁激勵同步電機，其具有定子和轉(zhuǎn)子，該定子具有布置在凹槽中的繞組系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)子通過氣隙與定子間隔開并且具有永磁體。
【背景技術(shù)】
[0002]由DE10133654A1已知了一種具有定子和轉(zhuǎn)子的電學(xué)的永磁的同步電機，其中定子具有中等線圈寬度的三相繞組，并且轉(zhuǎn)子配有永磁體，其中轉(zhuǎn)子具有極距寬度為T p的極對數(shù)2p,并且得出Tsp與T p之間的標(biāo)度比大于2.5。由此為布置永磁體而選擇通量集中裝置(Flusskonzentrat ionsanordnung)。
[0003]由EP0126997A1已知了一種具有轉(zhuǎn)子的電驅(qū)動裝置，其永磁體布置在收集裝置中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]由此出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，實現(xiàn)一種永磁激勵同步電機，其中與所述現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計的裝置相比實現(xiàn)了對氣隙電感的進一步改善。
[0005]通過永磁激勵同步電機成功實現(xiàn)所提出的目的，其具有:
[0006]-定子，其具有布置在凹槽中的繞組系統(tǒng)，
[0007]-轉(zhuǎn)子，其通過氣隙與定子間隔開，
[0008]其中轉(zhuǎn)子具有繞旋轉(zhuǎn)軸預(yù)定的旋轉(zhuǎn)方向，
[0009]其中沿著旋轉(zhuǎn)方向布置有彼此間隔開的極靴，
[0010]其中在極靴之間分別設(shè)置具有相對于旋轉(zhuǎn)軸切向的磁化方向的第一永磁體，
[0011]其中相鄰的第一永磁體的間距相應(yīng)于極距T p，
[0012]其中布置在極靴之間的相鄰的第一永磁體的切向的磁化方向是相反的，
[0013]其中附加的第二永磁體徑向地安置在極靴上，該第二永磁體具有相對于旋轉(zhuǎn)軸徑向的磁化方向，
[0014]其中轉(zhuǎn)子由導(dǎo)磁的遮蓋件環(huán)繞。
[0015]通過由具有相對于旋轉(zhuǎn)軸切向的磁化方向或磁通方向的第一永磁體和具有相對于旋轉(zhuǎn)軸徑向的磁化方向的第二永磁體所構(gòu)成的根據(jù)本發(fā)明的組合和裝置能夠在相同的磁感應(yīng)下達到具有外轉(zhuǎn)子的電動發(fā)電機的更大的有效直徑。由此在永磁激勵同步電機的現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)空間中實現(xiàn)最大的通量集中。
[0016]為了在使用第一永磁體的情況下動用標(biāo)準(zhǔn)化的尺寸，將兩個相鄰的極靴之間的間隙優(yōu)選地設(shè)計為方形的、也就是在橫截面上觀察是矩形的，以使得方形的永磁體可以在該處有利地用作第一永磁體。
[0017]為了在轉(zhuǎn)子的板疊內(nèi)部實現(xiàn)確定的接觸點并且由此簡化安裝，極靴特別朝向電動發(fā)電機的氣隙地具有徑向的支承面，該支承面在整個系統(tǒng)(極靴、第一永磁體、第二永磁體、導(dǎo)磁的遮蓋件)機械地自張緊時有助于機械地自張緊轉(zhuǎn)子的這些單個元件。由此避免在極靴和永磁體之間的空隙，該空隙影響整個裝置的導(dǎo)磁性。
[0018]有利地將軟磁性的管用作導(dǎo)磁的遮蓋件，該軟磁管確保第一和第二永磁體的磁性回路。
[0019]為了可以將兩個極靴之間的空間構(gòu)造成方形的，在旋轉(zhuǎn)的電動發(fā)電機中，極靴與此相應(yīng)地設(shè)計為具有梯形的基本結(jié)構(gòu)。
[0020]為了通過疊片式極靴控制定子的、由繞組系統(tǒng)生成的磁通量，特別有利的是幾何地確定尺寸，其考慮了第一永磁體的磁鐵厚度B和第二永磁體的厚度b。因此B>b2 I的關(guān)系是特別有利的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]本發(fā)明以及本發(fā)明的其他有利的設(shè)計方案可以由原理性示出的實施方式獲知。在此示出:
[0022]圖1是外轉(zhuǎn)子電機的轉(zhuǎn)子的透視圖，
[0023]圖2是轉(zhuǎn)子的局部橫截面，
[0024]圖3是另一個局部橫截面,其不出了磁化方向，
[0025]圖4是轉(zhuǎn)子和定子的局部橫截面。
【具體實施方式】
[0026]圖1示出設(shè)計為外轉(zhuǎn)子電機的永磁激勵同步電機I的轉(zhuǎn)子3。在此，轉(zhuǎn)子3設(shè)計為24極的，并且示出了旋轉(zhuǎn)軸A，轉(zhuǎn)子在運行時繞該旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。因此在周向上、也就是在沿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向R上觀察，轉(zhuǎn)子3由極靴4構(gòu)成，在旋轉(zhuǎn)軸的方向上、也就是軸向地觀察，這些極靴設(shè)計成疊片式的。也如圖2至圖4所示，第一永磁體5定位在極靴4之間，該第一永磁體在永磁激勵同步電機I的氣隙15的方向上通過極靴4的支承面14進行定位和固定。第二永磁體6徑向地向外連接在極靴4上,該第二永磁體具有徑向的磁化。第一永磁體的間距T p形成極距關(guān)系。徑向地觀察，第一永磁體5的寬度B優(yōu)選地保持不變，以便能夠使用經(jīng)濟上有利地制造出的方形的第一永磁體5。
[0027]為了通過疊片式極靴4控制由繞組系統(tǒng)、例如由鋸齒狀線圈12生成的定子2的磁通量，特別有利的是幾何地確定尺寸，其考慮了第一永磁體的磁鐵厚度B以及第二永磁體
的厚度b。因此關(guān)系B > b 2 是特別有利的。
[0028]在旋轉(zhuǎn)的電機中在經(jīng)濟上有利地制造出的方形的`第一永磁體5顯然包括的是，極靴4因此在其基本形狀方面設(shè)計成梯形的。也就是說在外轉(zhuǎn)子中極靴4的寬度徑向地增大。極靴4的朝向氣隙15的表面16以及向外指向的表面17有利地設(shè)計成彎曲的。由此這些表面16，17與永磁激勵同步電機I的直徑或氣隙15相匹配。這使得氣隙區(qū)域均勻化。在另一個、更加價格低廉的形式中，將極靴4的至少一個表面16，17設(shè)計成平坦的。因此簡化了沖壓工具，并且尤其當(dāng)將表面17設(shè)計成平坦的時，在第二永磁體6中更易于使用方形的永磁體。
[0029]第二永磁體6徑向地連接在極靴4上，該第二永磁體具有徑向的磁化方向9。環(huán)繞整個裝置優(yōu)選地布置軟磁管7，該軟磁管束緊第二永磁體6以及整個轉(zhuǎn)子3。這有助于機械地自張緊，并且構(gòu)成了根據(jù)本發(fā)明布置在轉(zhuǎn)子3中的第一和第二永磁體5，6的磁性回路。
[0030]此外在上述更加價格低廉的變型中，有利地與第二永磁體6的結(jié)構(gòu)相應(yīng)地將管7的內(nèi)表面設(shè)計成多邊形的。
[0031]圖3以對圖2補充的形式示出磁極10的實例以及永磁體5，6的磁化方向8，9。
[0032]圖4在局部橫截面中示出了至此說明的轉(zhuǎn)子3以及此時示例性地說明的具有定子齒11的定子2，和由此構(gòu)成的凹槽13，在該凹槽中布置有繞組系統(tǒng)，該繞組系統(tǒng)在這種具體情況下由鋸齒狀線圈12構(gòu)造而成。在此，這些鋸齒狀線圈12分別包圍一個定子齒11。通過轉(zhuǎn)子3和進而的永磁激勵同步電機I的根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造，此時實現(xiàn)了在氣隙15中的永磁體5,6的改進的通量集中(Flusskonzentration)。
[0033]在這種裝置中優(yōu)選地還可以將價格低廉的鐵氧體磁鐵用作永磁體5，6，這是因為通過收集裝置和通量集中來實現(xiàn)在永磁激勵同步電機I的氣隙15中所需的氣隙電感。
[0034]當(dāng)然可以將根據(jù)本發(fā)明的想法毫無疑問地轉(zhuǎn)用于旋轉(zhuǎn)的內(nèi)轉(zhuǎn)子電機或直線電機。
[0035]這種同步電機I適于作為作業(yè)機械的直接驅(qū)動裝置或是作為通過傳動裝置驅(qū)動作業(yè)機械的驅(qū)動裝置的所有應(yīng)用。
[0036]生產(chǎn)用機床的輥子適于作為作業(yè)機械，例如其使用在造紙工業(yè)或鋼材加工中的那樣。
[0037]同樣，這種同步電機I還可以用作例如可應(yīng)用在風(fēng)能發(fā)電中的直接驅(qū)動的發(fā)電機。同樣，這種同步電機還可以用作車輛技術(shù)中的驅(qū)動裝置，特別用作輪轂電機。
【權(quán)利要求】
1.一種永磁激勵同步電機(I)，具有: -定子(2)，所述定子具有布置在凹槽(13)中的繞組系統(tǒng)(12)， -轉(zhuǎn)子(3)，所述轉(zhuǎn)子通過氣隙(15)與所述定子(2)間隔開， 其中，所述轉(zhuǎn)子(3 )具有繞旋轉(zhuǎn)軸(A)預(yù)定的旋轉(zhuǎn)方向(R)， 其中，沿著所述旋轉(zhuǎn)方向(R)布置有彼此間隔開的極靴(4)， 其中，在所述極靴(4)之間分別設(shè)置有具有相對于所述旋轉(zhuǎn)軸(A)切向的磁化方向(8)的第一永磁體(5), 其中，相鄰的所述第一永磁體(5)的間距相應(yīng)于極距T p， 其中，布置在所述極靴(4)之間的相鄰的所述第一永磁體(5)的切向的所述磁化方向(8)是相反的， 其中，附加的第二永磁體(6)徑向地安置在所述極靴(4)上，所述第二永磁體具有相對于所述旋轉(zhuǎn)軸(A)徑向的磁化方向(9 )， 其中，所述轉(zhuǎn)子(3)由導(dǎo)磁的遮蓋件環(huán)繞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁激勵同步電機(1)，其特征在于，所述極靴(4)設(shè)計為梯形的，以使得在所述極靴(4)之間出現(xiàn)幾乎呈矩形的間隙。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的永磁激勵同步電機(1)，其特征在于，所述極靴(4)至少具有用于對所述第一永磁體(5)進行安置和自張緊的徑向支承面。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的永磁激勵同步電機(1)，其特征在于，所述導(dǎo)磁的遮蓋件是軟磁管(7)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的永磁激勵同步電機(1)，其特征在于，根據(jù)以下關(guān)系選擇所述第一永磁體(5)的寬度(B)和所述第二永磁體(6)的寬度(b): B > b >
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的永磁激勵同步電機(1)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(3)設(shè)計為外轉(zhuǎn)子。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的永磁激勵同步電機(1)，其特征在于，至少所述第一永磁體(5)是鐵氧體磁鐵。
【文檔編號】H02K21/22GK103795210SQ201310507659
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月26日
【發(fā)明者】米夏埃爾·菲克 申請人:西門子公司