具有启动辅助的磁阻电机的制作方法_2

文档序号:9423130阅读:来源:国知局
中的每个分别分隔成多个彼此分开的转子叠片。
[0021]最后通过本发明还提供一种电驱动装置,其具有根据本发明的设计方案的转子的电机。电机在此为了驱动而设计成同步磁阻电机或者设计为异步电机。电机的优点,即能够以异步运行的方式启动并且在同步运行时以高效率运行。在异步电机的情况中产生这样的优点,即在较小的负载时转子也可以落入具有定子旋转场的步子中,并且由此获得同步磁阻运行,通过该运行将在转子中的电损失最小化。
[0022]在最简单的情况中,电驱动装置简单地为单个电机本身。但是根据本发明的电驱动装置也可以包括多个电机,也就是对于描述的电机来说,可以提供具有各一个转子的至少一个另外的电机,该转子表现了根据本发明的转子的设计方案。所有的机器在该设计方案中都连接至共同的逆变器。在这样的组运行中通常产生的问题是:利用该共同的逆变器确保所有电机的同步运行。在根据本发明的驱动装置中,并不出现该问题,这是因为落在步子之外的转子自动地借助其转子笼架再次加速到同步的转数上。
[0023]在驱动装置的情况中可以提出,即电机中的一个具有一个并未根据本发明设计的转子。逆变器可以因此为了同步运行设计应用于这一个电机。所有其他的电机则能够通过其能力,也异步启动地,同样通过该逆变器驱动。
【附图说明】
[0024]接下来描述本发明的实施例。图中示出:
[0025]图1是根据本发明的驱动装置的一个设计方案的横截面的示意图,
[0026]图2是图1中的电机的转子的透视视角的示意图,
[0027]图3是图2的转子的转子笼架的部分部段的透视视角的示意图,
[0028]图4是图2的转子的叠片组的一个层的示意图,和
[0029]图5是根据本发明的转子的另外的设计方案的叠片组的一个层的示意图。
【具体实施方式】
[0030]接下来描述的实施例是本发明的优选的设计方案。但是,在实施例中,设计方案的描述的组件表现了本发明的相应的各个彼此不依赖地考虑的特征,这些特征也彼此不依赖地对本发明进行改进并进而也单独地或者以另外示出的组合被视为本发明的组成部分。此夕卜,描述的设计方案也能通过另外的已经描述的本发明的特征来补充。
[0031]在图1中示出了电机E,其中,其例如可以是同步磁阻电机或者异步电机。在图1中,旋转轴线A也是图示的对称轴。电机E包括定子S,在定子中布置有电线圈的绕组W,其中在图1中仅仅示出了绕组W中的一个。绕组W通过交流电源C交替的供电,由此在定子S的内部产生在电机E的气隙L中的磁旋转场。交流电源C可以例如是逆变器或者固定频率的供电网络。
[0032]转子10处于定子S的内部,其与轴D抗扭地连接。轴D可围绕旋转轴线A旋转地支承在定子S中。转子10是根据本发明的转子的设计方案。
[0033]在图2中单独地示出了转子10。
[0034](在图2中并未示出的)轴D穿过转子10的穿孔12插入。转子10相关于旋转轴线A的径向方向上的直径可以超过20cm。转子10在轴向方向上的长度可以超过30cm。
[0035]转子10具有作为磁有效部件的叠片组14,其由多个层16形成,这些层分别具有铁磁的、尤其软磁的材料。出于清晰性的原因,在图2中仅仅为磁性的层16中的一些配备了参考标号。电绝缘层相应地以已知的方式处于层之间,从而阻止在叠片组14中的涡流。每个层16在图2中示出的实例中分别通过一个转子叠片18形成。在图2中,仅仅转子叠片18,其在端侧20处在轴向方向上沿着轴线A处于叠片组的前端部,配有参考标号。转子叠片18 (以及相应的还有其余的层16的其余的转子叠片)具有空缺22,它们形成用于磁通量的锁止部、也就是磁通锁止区域。空缺22可以例如通过冲压出由转子叠片18的相应形状来形成。
[0036]因此,由转子叠片18上仅仅存在磁通传导部段24以及用于机械连接磁通传导部段24的横梁26以及用于机械连接磁通传导部段24的外环28。层16的转子叠片都可以具有相同的形状。借助磁通引导部段24,在磁阻电机中,磁通量横向于转子10的q轴线30沿着磁引力方向传导一个磁通量,该磁通量通过定子的电线圈产生。
[0037]转子叠片能够以一种方式齐平地在叠片组14中轴向前后地布置,即空缺22以及相应地还有磁通传导部段24轴向齐平。所有前后布置的转子叠片18的空缺22总体上形成在转子叠片14中的井状空间或者空间,非铁磁的材料可以处于其中。
[0038]在转子10中集成有转子笼架K,其允许转子10相对于定子S的磁旋转场异步地、也就是说以一个转差率驱动。在图3中示出了转子笼架K,在其中没有嵌入磁性的磁通传导部段24。可以通过填充磁通锁止部、也就是在叠片组14中的通过空缺22形成的井状空间,利用非铁磁的、但是导电的填充材料填充来形成转子笼架。由此,在空缺22中,笼架棒34由非铁磁的、但是导电的填充材料形成。为了使得笼架棒34电短路,处于空缺22中的笼架棒34通过以导电的圆柱形盘32形式的、完全浇注的部分区域电连接。在此“完全浇注”意味着,当然在盘32中也设置有用于轴的穿孔12。盘32形成转子笼架K的短路环。
[0039]两个盘32设置在两个端侧处,也就是端侧20和叠片组14的轴向相对侧面上。在图2中,处于端侧22上的前面的盘32并未示出,从而能够示出转子叠片18的结构。也可以提出,即仅仅轴向外侧地处于叠片组端部上的盘32是导电的,并且一个或者多个中间盘在叠片组的区域中由电绝缘材料构成。
[0040]由导电的填充材料制成的浇注体例如通过喷射注塑或者压力浇注工艺在串叠之后、也就是在转子叠片18彼此相邻排列之后引入到空缺22和叠片32的区域中。为了确定叠片32的厚度和其位置,转子叠片组14在串叠之后通过间隔件、例如环或者块以一个间距保持住,从而在浇注时由浇注体产生圆柱形的盘32。
[0041]通过借助于对空缺22的浇注形成的转子笼架K,获得了通过磁通传导部段24形成的磁阻效应与相应于短路笼架或者转子笼架K的异步电机的链接。由此甚至可以在没有变频器的情况下实现在供电网络上的异步启动。
[0042]在此,转子10首先相对于定子旋转场异步地旋转。然而,通过相应的电机设计,也就是设定盘32和笼架棒34的电阻,如此地设计同步能力,即转子10落入到定子旋转场的同步转数中。
[0043]磁通锁止部如示出的那样可以完全地利用导电材料填充。但是也可以提出部分地填充。一种唯一的材料可以作为导电材料使用,或者多种具有不同特性的材料可以在磁通锁止部的不同区域中使用、也就是在空缺22中使用。可能的,优选的待使用的材料可以是:铜,招,娃招合金,镁。
[0044]为了影响电机E的电特性的电机特性,不同的材料也可以一方面应用在位于磁通锁止部中的笼架棒34中并且另一方面用于短路环,也就是盘32。在磁通锁止部中的,也就是在笼架棒34中的高导电值的材料产生较小的转差率的作用并进而导致非常接近同步转数的转数。当附加地还要实现高的转矩时,那么就可以使用具有较低的导电值的材料用于短路环。转矩的上升也能通过短路环横截面的较小来实现,因为这仅仅对于启动是必要的。
[0045]由这两个参数(导电能力和短路环横截面),电机E可以相关于在异步网络启动的最大转数和用于电机的相应的使用情况的转矩来优化地设计。
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