且在定子轭、转子轭和定子齿与转子齿中的感应同时处在1.7至2.0T的饱和范围内。电流密度的短时极限指的是由热引起的最大的电流密度，定子绕组在几秒的短时间内可以承受这个电流密度。由此得出饱和范围，即，铁具有非线性的磁化特性曲线，在磁化特性曲线中，从一个特定的点起，也就是说在达到饱和时，线性的更多的电流就不再足以获得线性的更多的磁流，而是超过比例地需要很多电流增加用于很小的磁流增加。通过确定最大的短时电路密度和在铁芯中的最大的感应，达到了对电机的最佳的利用。
[0025]要指出的是，本发明的实施形式在此局部参考整个异步电机以及局部参考该异步电机的单个部件，如定子和转子来说明。技术人员将会认识到，可能的特征可以以恰当的方式被交换或组合，以便用这种方式能够达到另外的实施形式以及优选最佳合作效果。
【附图说明】
[0026]接下来参考【附图说明】本发明的若干实施形式，其中，无论是附图还是说明都不应是对本发明的限制。
[0027]图1是异步电机的立体视图；
图2是按本发明的一个实施形式的异步电机的横截面视图；
图3是按本发明的一个实施形式的异步电机的横截面的放大的局部视图； 图4是按本发明的一个实施形式的车辆。
[0028]附图仅是示意性的以及并不忠于比例。相同的或作用相同的特征在附图中用相同的附图标记标注。
【具体实施方式】
[0029]图1示出了按本发明的一个实施形式的异步电机I。异步电机I具有定子3、转子5和轴7。定子3环形地包围转子5。转子5因此以能围绕轴7旋转的方式被容纳在定子3中。定子3和转子5具有圆柱形的形状。
[0030]在图2和3中示出了电机I的横截面和这个横截面的一个放大的截面。在定子3和转子5之间存在一条很小的间隙4。无论是定子3还是转子5都由多个片6、8构成，它们沿轴向被前后相继地排列。
[0031]定子3外置地具有定子轭9。定子轭9是环形的或圆柱形的。定子轭9沿径向的尺寸被称为定子轭高hyl。定子齿11从定子轭9向内突出。定子齿11具有定子齿高hzl和平均的定子齿宽bmzl。无论是定子9还是定子齿11基本上都由能被磁化的、优选铁磁的材料，例如铁或电工钢板构成。能良好地导电的材料，例如铜或铝，被容纳在形成于相邻的定子齿11之间的定子槽13中，这种材料用于形成定子线圈元件15。
[0032]转子5具有内置的转子轭17，转子轭同样被设计成环形的，尤其是圆柱形的。转子齿19从转子轭17向外突出。定子轭17以及转子齿19的尺寸被称为转子轭高hy2、转子齿高hz2和平均的转子齿宽bmz2。转子轭17和转子齿19也基本上由一种能磁化的、优选铁磁的材料，如铁或电工钢板构成。在相邻的转子齿19之间有若干转子槽21，在转子槽中容纳着能良好地导电的材料，如铜或铝。转子线圈元件23在此可以被构造成暂时或永久短路的导体结构。
[0033]转子5的外径用D2a标注且是轴7的直径D21、转子轭高hy2和转子齿高hz2的和。定子3的外径用Dla标注且得出是由转子外径D2a、间隙4的宽度、定子轭高hyl和定子齿高hzl构成的和。
[0034]定子线圈元件15被这样布置、接线和控制，使得针对异步电机I得出极对数为3，也就是说，产生了一个旋转的总磁场，其有三个磁北极和三个磁南极。为此分别沿相同的方向给多个平行于轴7延伸的定子线圈元件15通电。由定子线圈元件15产生的磁场主要在定子轭3和定子齿11中被束在一起以及然后从定子3传递给转子5，尤其传递到它的转子齿19和转子轭17中。
[0035]因为六个磁极中的每一个仅在60°的角度范围内在定子3中延伸，所以在所建议的异步电机I的定子3中，轭饱和度要比在有极对数为2的异步电机中更小，因而无论是定子轭高hyl还是定子齿高hzl都可以设计得较小。因此在例如150 mm的相同的定子外径Dla下，转子外径D2a可以比在传统的异步电机中更大以及在之前的情形下处在105至120_的范围内。与此相应的而是，转子齿高hz2以及转子槽21的与此关联的横截面积可能更大。
[0036]因为在所建议的异步电机I中定子槽13相比转子槽21要比在传统的异步电机中小，所以所有在异步电机I中出现的电损失被更为强烈地分配到能简单地冷却的定子3上，反之，很难冷却的转子5就必须吸收更少的损失热量。
[0037]在图4中示意性地示出了有按本发明的异步电机I的机动车100。在所示的范例中，异步电机I驱动机动车的后轮。但也可以是前轮驱动或全轮驱动。
【主权项】
1.异步电机(I)，具有: 转子(5)， 包围转子(5)的定子(3)， 其中定子(3)具有定子外径Dla和有定子轭高hyl的外置的定子轭(9)、多个从定子轭(9)径向向内突出的、具有定子齿高hzl和平均的定子齿宽bmzl的定子齿(11)以及多个分别在相邻的定子齿(11)之间在定子槽(13)中布置的定子线圈元件(15)， 其中转子(5)具有转子外径D2a和有转子轭高hy2的内置的转子轭(17)、多个从转子轭(17)径向向外突出的、有转子齿高hz2和平均的转子齿宽bmz2的转子齿(19)以及多个分别在相邻的转子齿(19)之间在转子槽(21)中布置的转子线圈元件(23)， 其特征在于，异步电机(I)具有p=3的极对数，转子外径D2a和定子外径Dla的比处在0.7和0.9之间，并且定子齿高hzl和转子齿高hz2的比处在0.3和0.6之间。
2.按权利要求1所述的异步电机，其中，定子轭高hyl与转子轭高hy2相差少于20%。
3.按权利要求1或2所述的异步电机，其中，平均的定子齿宽bmzl与定子槽数NI相关地处在 bmzl=0.8* (hyl/ (Nl*18))至 bmzl=l.2* (hyl/ (Nl*18))之间的范围内。
4.按权利要求1至3任一项所述的异步电机，其中，平均的转子齿宽bmz2与转子槽数N2 相关地处在 bmz2=0.8* (hy2/ (N2*18))至 bmz2=l.2* (hy2/ (N2*18))之间的范围内。
5.按权利要求1至4任一项所述的异步电机，其中，对由定子轭高hyl、转子轭高hy2、平均的定子齿宽bmzl和平均的转子齿宽bmz2得出的磁路以及定子槽(13)的横截面积进行选择，使得在其中一个定子槽(13)中的电流密度处在最大40A/mm2的短时极限上，并且同时在定子轭、转子轭(17)和在定子和转子齿内的感应处在1.7至2.0T的饱和范围内。
6.按权利要求1至5任一项所述的异步电机，其中，定子外径Dla处在130至240mm的范围中。
7.按权利要求1至6任一项所述的异步电机，其中，异步电机(I)设计用于产生在35Nm/1和70 Nm/1之间的扭矩密度。
8.机动车(100)，带有用作驱动马达和/或再生发电机的、按权利要求1至7任一项所述的异步电机(I)。
【专利摘要】本发明涉及一种异步电机（1），其尤其可以使用在电动车或混合动力车辆中。异步电机（1）具有转子（5）和定子（3）。异步电机被这样建造和控制，使得它具有p=3的极对数p。基于由此能达到的减小的轭饱和度，定子轭（9）可以构造有更小的高度hy1，因而转子外径D2a与定子外径D1a的比的值可以在0.7和0.8之间。由此可以在转子（5）内形成变大的转子齿（19）和相应变大的转子槽（21），因而在转子槽（21）中用作转子线圈元件（23）的材料中的电损失相比传统的异步电机更小。作为补偿在定子（3）中强烈出现的电损失导致了定子（3）比在转子（5）中的情形下更少地变热，因而定子（3）能用简单的器件冷却。因此总体上能用所建议的异步电机（1）达到更高的持久扭矩。
【IPC分类】H02K17-16, H02K17-20, H02K1-16
【公开号】CN104854775
【申请号】CN201380064225
【发明人】M.吕茨德拉拉门迪, P.霍伊泽, M.赫兰斯格拉西亚
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2013年10月15日
【公告号】DE102012222616A1, WO2014090440A2, WO2014090440A3