用于磁阻电机的转子和制造这种转子的方法_3

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向内分布回到定子。以这种方式得到闭合的磁回路,所述磁回路延伸穿过相 应的定子齿24和转子叶片13。转子叶片13的形状允许电机的两个关于转子固定的d轴和q轴 (图4)中的磁阻存在尽可能大的差别。
[0071]由于这里涉及旋转磁场,在转子叶片13上被施加转矩,使得转子同步地跟随在前 的旋转磁场。电机控制电子装置的转子位置识别用于确保,直到最大转矩之前都以相应的 滞后角实现效率优化的磁场控制。
[0072]定子23的齿24按已知的方式设有相应的绕组。这些绕组在供应交流电时产生在定 子23和转子之间气隙中环绕的旋转磁场。定子齿24在绕组通电时吸引转子最近的转子叶片 13并且当转子的转子叶片13靠近吸引它的定子齿24时,按已知的方式正弦式地减少通电电 流。同时下一个相朝另一个定子齿24逐渐增强地通电,该定子齿又吸引另外的转子叶片13。 利用转子位置检测确保了,控制定子电流的最佳相位。优选正弦式地控制所属的电流曲线, 从而基本上避免了影响转矩的高频谐波。
[0073] 如图2所示,所述分磁环的导体回路26在转子的轴线方向上绕转子叶片13垂直于 磁力线延伸。
[0074] 如图4所示,具有根据图1至4的转子的电机构成外转子电机,所述外转子电机具有 相互分开的转子叶片13。该电机有利地用于风机。在这种情况下在转子的外侧7上可以设置 风机叶片。
[0075] 在根据图13至18的实施形式中,转子叶片13通过底部2相互连接。转子具有转子叶 片13(图17),这些转子叶片与底部部分17-体地构成。由一块金属板冲裁出星形的初级体。 初级体的臂部从初级体的平面中弯出,以构成转子叶片13。初级体的中部构成底部部分27。 通过所述冲裁和弯曲法得到根据图17的结构。
[0076]还存在这样的可能性,即,将多个冲裁的金属板相互叠置并相互连接,然后相对于 底部部分27弯出转子叶片13,如图18所示。
[0077] 在根据图17和18的两个实施例中实现了特别简单的制造。
[0078] 转子叶片13和底部部分37埋入基体6中,基体由导磁性较低的材料制成,如由塑料 或由铝制成。如图14所示,基体6在外侧完全包围转子叶片13,并还覆盖转子叶片13的自由 端28。底部部分27在下侧上同样完全由基体6包裹。相邻的转子叶片13之间的轴向空隙29 (图17和18)由基体6的材料完全填充。以这种方式得到一种具有闭合外壳1的转子,所述外 壳在其圆周上具有大致恒定的厚度。
[0079] 转子叶片13分别构造成相同的并且具有大致矩形的形状。所述转子叶片在其高度 上沿圆周方向弯曲地构成,使得转子叶片13的内侧14位于外壳1的内侧8中。转子叶片13的 自由边缘28在其两个沿圆周方向的端部上是倾斜的。转子叶片13通过狭窄的中间段30与底 部部分27连接。中间段比转子叶片13窄并且关于转子叶片是对称的。由此确保了基体6和转 子叶片13之间可靠的连接。
[0080] 在底部部分27上安装分磁环31,所述分磁环一直延伸到转子叶片13的下边缘(图 14)。分磁环31延伸过360°。
[0081] 在根据图15和16的实施形式中,替代环绕的分磁环31,给每个转子叶片13都设置 一个自己的分磁件31。此外,根据图15和16的转子构造成和根据图13和14的转子相同的。
[0082] 在根据图13至16的实施形式中,在转子元件13中的磁通分布与根据图1至4的实施 例不同沿轴向方向进行。来自定子的磁通首先沿径向流入相应的转子叶片13中,在转子叶 片中磁通沿轴向方向朝底部部分27延伸,经由底部部分磁力线转移到相邻的转子叶片13 中。
[0083] 由于在根据图15至18的实施形式中,给每个转子叶片13配设一个分磁环,所述分 磁环位于转子叶片的底脚区域中,由此得到在图17和18中示意性示出的导线回路32,所述 导线回路包围转子叶片13的底脚区域。导线回路32表示相应的分磁环31。通过闭合的导线 回路32中的感应电流实现了稳定磁通的作用,由此,明显降低了通过磁激励形成的高频谐 波。Oberwe lie会导致交变的磁通,如在齿形线圈绕组中以更高的程度存在的那样。通过转 子叶片13和中间段30之间所述的收缩部33相应的分磁件31可以简单且可靠地设置在转子 上。分磁件31在基体6例如由铝组成的情况下由相同的材料组成。但如果在基体6中使用塑 料,则在转子叶片13的底脚区域引入由导电材料组成的单独的部件用作分磁件31。
[0084] 转子叶片中的通过激励磁通或通过交变负荷导致的交变力矩的高频谐波引起的 磁通变化会导致在分磁环中形成次级电流,所述次级电流会抑制这种变化并倾向于保持转 子与定子旋转磁场同步。由此得到磁阻电机特别好的同步。
[0085] 如图17和18所示,相邻转子叶片13的分磁件31沿周向隔开间距。
[0086]在转子叶片3的底脚区域中不必设置收缩部33。在这种情况下中间段30具有和转 子叶片13相同的周边宽度。在根据图13和14的实施形式中,替代各个分磁件使用环绕的分 磁环,所述分磁环具有和配设给转子叶片13的各单个分磁件31相同的作用。
[0087] 根据图13至18的转子与第一实施形式中相同构造成盖状的并包围定子23(图4)。
[0088] 在图13至18的实施形式中,导线回路32设置在转子叶片13的底脚端并包围底脚区 域,而导线回路26在根据图1至4的转子中沿转子叶片13的高度方向延伸通过板条15',所述 板条按所述方式设置在转子叶片13的一半周向宽度处。如果在根据图1至4的转子中基体6 由塑料组成,则位于凹部15中的板条15'由导电的材料组成并且在上端和下端连接在分磁 环上,所述分磁环埋入基体6的材料中。如果基体6相反由导电材料组成,如由铝组成,则对 于转子叶片13的凹部15中的板条15'不需要采用其他材料。
[0089] 在所有实施形式中,与异步电机类似,通过附加的由导磁材料组成的板条和附加 的分磁环得到了同步磁阻电机,所述同步磁阻电机在固定的供电频率下能自启动地运行。
[0090] 在所述实施形式中,转子设置为用于外转子磁阻电机。相应的分磁环31位于垂直 于磁通方向的平面中。在根据图1至4的转子中分磁环31位于轴向平面中,而在根据图13至 18的转子中分磁环在径向平面中延伸。
[0091] 如果对于使转子具有必要的机械强度和稳定性的基体6使用铝,则这种材料同时 用于实现磁通稳定化。在对于基体6采用塑料时,必须附加地使用用于实现短接的导电材 料。转子叶片13以及底部部分27例如通过塑料包围注塑或铝压力铸造埋入。
[0092] 图19示出内转子磁阻电机内部的磁通。磁力线从转子的齿部沿径向分布到定子 中,在所述定子的内部,磁力线沿圆周方向向转子的下一个齿分布,磁力线沿径向重新进入 所述下一个齿。磁力线在转子内部从一个齿向下一个齿分布。
[0093] 可以看到,在这种内转子同步磁阻电机中主要出现径向磁通方向。由此形成力矩 所需的LD/LQ比值的特性可以通过槽15的形状,特别是通过槽深度来影响。如在所述的外转 子方案中那样,通过绕槽板条的电的分磁环,实现了抑制磁通变化并由此降低了高频谐波 和交变力矩。
[0094] 图20示出按所述方式将转子叶片组装成转子组和例如通过塑料包围注塑或通过 铝压力铸造法将转子叶片埋入基体6的一种可能性。接着,通过车削加工对这样制造的转子 进行加工,以便将在沿圆周方向前后依次设置的转子叶片13之间留下的条带34除去。以这 种方式降低转子叶片13之间的导磁能力。转子叶片13之间设置较薄的条带34,以便在铝压 力铸造过程中或在塑料包围注塑时便于对转子叶片13进行定位。通过条带34,转子叶片13 能相对于彼此精确地定向。在将转子叶片13埋入塑料或铝中之后,可以简单地通过车削加 工除去条带34。
[0095] 优选使用通过三相系统构成的绕组系统作为定子23的齿线圈绕组。但也可以采用 分布的绕组系统,以便在电机运行中产生旋转磁场。
[0096] 转子叶片13可以按所述方式作为完整的金属板成形件制成,如例如图17中所示, 或者通过层状的磁性板件制成。
[0097] 根据图21至24的转子设定为用于外转子磁阻电机并且也与根据图15和16的转子 类似地构成。转子具有基体6(图24),所述基体在内侧设有凹部,转子叶片13位于所述凹部 中。基体6用铸造法制成并且在该实施例中由铝组成。转子叶片13在转子的周边上均匀分布 地设置并且埋入基体
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