永磁激励的电机的制作方法

1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的永磁激励的电机，其包括定子和在定子内部可与轴一起围绕旋转轴线旋转的转子。此外，本发明还涉及一种根据权利要求16的具有这种永磁激励的电机的车辆。


背景技术：

2.这种电机由de 10 2013 206 418 a1已知。在那里，在由多个转子叠片组成的转子的转子叠片中构造有槽，在所述槽中容纳有永磁体。在槽外边缘与转子外型廓之间构造有所谓的桥部，所述桥部跨接这些槽并且由此使转子叠片的在槽旁边的区域彼此连接。
3.此外，在de 10 2009 047 677 a1中也公开了一种这样的电机。图1示出了在那里描述的现有技术的电机1，该电机可以用作电动机2或发电机3。电机1具有围绕旋转轴线14旋转的轴5。在由钢制成的轴5上，被未示出的绝缘件包围的叠片16在旋转轴线14的轴向方向上相叠布置或层叠成叠片组。在此，叠片16或叠片组具有轴向凹部13(图2)，在所述轴向凹部中布置有永磁体15。因此，电机1的转子4包括轴5、永磁体15、叠片16和此外两个平衡盘6。在此，转子4具有第一端部区段11和第二端部区段12。在此，分别在第一端部区段11和第二端部区段12上布置平衡盘6。由金属、尤其是钢制成的平衡盘6用于补偿转子4上的不平衡。平衡盘在一侧设有留空7。轴5借助滚动轴承装置19支承在电机1的壳体20上。在壳体20上布置有带有电磁铁18的定子17。在定子17和转子4之间构成气隙21。
4.由于叠片16的轴向凹部(永磁体15保持在其中)，永磁体15在垂直于旋转轴线14的横截面中看在径向外部由每个叠片16的所谓的“桥部”22跨越。因此，当转子4围绕旋转轴线转动时，叠片16的这些“桥部”22将永磁体15固定在其位置中。因此，桥部22用于确保叠片16的机械稳定性，因为它们将叠片16的在永磁体15旁边的径向外部区域彼此连接。
5.在图2中以垂直于旋转轴线14的横截面平面示出了叠片16中的这样的凹部13，该凹部具有容纳在其中的永磁体15和这样的桥部22，该桥部存在于现有技术中通过虚线圆标记的区域中。此外，在图2中也示出了永磁体15的磁场的磁通线23。在此可以看出，磁通线23也沿着桥部22延伸。因此，这些桥部22引起了漏磁通量并且由此降低了电机1的效率。但是，由于上述原因，在所有叠片16中移除桥部22会在转子4的转速较高时导致结构问题，因为相对大的离心力会作用到永磁体15上。
6.但是，正是在具有永磁体的电动机中，如无刷直流马达(bldc)和永磁体同步马达(pmsm)中，朝向气隙的磁通量集中是值得期望的，以便实现有效地利用永磁体。


技术实现要素：

7.与此相对地，本发明的任务在于，改进开头所述类型的永久激励的电机，使其在高稳定性的同时具有较高的效率。此外，还应提供一种具有这种永磁激励的电机的车辆。
8.根据本发明，该任务通过权利要求1和16的特征来解决。
9.本发明涉及一种永磁激励的电机，其包括定子和在定子内部可与轴一起围绕旋转
轴线转动的转子，其中，在转子的径向外周面与定子的径向内周面之间构造有气隙，其中，在转子的转子体中构造有凹部，其中，在凹部中的至少一些中容纳有永磁体。
10.电机尤其可以构造为电动机或者发电机。永磁体尤其是多极磁化的。
11.根据本发明设置，凹部、尤其是容纳有永磁体的所有凹部朝向气隙敞开。换句话说，永磁体的径向外表面的至少一部分于是具有到气隙的直接连接。因此，省去上述现有技术的桥部。因此，转子体实施为没有这种桥部。通过该措施减少了漏磁通量并且由此改善了电机的效率。
12.在从属权利要求中公开了本发明的有利的改进方案。
13.为了避免现有技术的桥部，例如可以在转子体的外周面上构成开口，所述开口一方面通到凹部中并且另一方面通到气隙中。在开口中尤其不设置或不存在能导磁的元件。
14.在此，开口的边缘可以分别径向地突出，使得容纳在凹部中的永磁体分别部分地被搭接，尤其是在所涉及的开口被边缘空出的情况下。因此，通过开口的边缘，永磁体在其径向外部的端部上形状锁合地保持或对抗保持(gekontert)在开口中。永磁体的径向内部的端部能够从凹部径向向内地突出并且接触毂体，所述毂体与轴至少抗扭转地连接并且所述毂体抗扭转地承载转子体。于是，永磁体在径向外部通过开口的边缘固定并且在径向内部通过毂体固定。转子体中的这些凹部例如可以从毂体延伸直至转子体中的开口。
15.永磁体和尤其凹部也可以辐条状地围绕转子的旋转轴线布置。
16.转子体也可以包括由至少一种金属制成的部段，所述部段辐条状地围绕转子的旋转轴线布置并且在转子的周向方向上看布置在永磁体中间。尤其是，所述部段可以是分体的部段并且分别由多个叠片、尤其是由钢叠片构成。因此，所述部段能够由钢制成或包含钢。
17.这些部段也可以在其径向内周面上与毂体连接，该毂体与轴至少抗扭转地连接并且该毂体抗扭转地承载转子体。因此，转子体与毂体至少抗扭转地连接。
18.尤其是，所述部段可以与毂体形状锁合地和/或力锁合地(例如通过旋拧或夹紧)和/或材料锁合地(例如通过粘接)连接。
19.为了在毂体和部段之间构成形状锁合的连接，毂体可以具有径向外部的钩，这些钩与部段的径向内周面上的互补地钩形成型的凹部共同作用，使得在钩和凹部之间分别构成具有侧凹的横截面的形状锁合。
20.在毂体和部段之间的上述形状锁合的和/或力锁合的和/或材料锁合的连接尤其能够实现通过分体的、辐条状布置的部段实现整个转子体。通过这种分段，与在将整个转子区域冲压成一个整体的方法中相比，可以从钢板中冲压出更多的材料。这意味着在生产中提高材料使用的效率。此外，仅需要一个冲压工具用于冲压所有的部段或部段板材。此外，连接部将部段保持在其位置中，这正是在转子的高转速的情况下是关键的。
21.根据一种改进方案，毂体可以由抗磁的和/或顺磁的材料构成，尤其是由铝构成。
22.根据一种优选的改进方案，永磁激励的电机可以实施为无刷直流马达(bldc)或者永磁体同步马达(pmsm)。
23.此外，本发明还公开了一种具有上述永久激励的电机的车辆。
附图说明
24.下面在附图中示出并且在下面的描述中详细解释本发明的实施例。附图中示出：
25.图1现有技术的电机1；
26.图2现有技术的电机1的局部横截面；
27.图3根据本发明的永久激励的电机的优选实施方式的转子的示意性的横截面图；
28.图4图3的局部，其示出容纳在转子的转子体的凹部中的永磁体以及永磁体的磁场的磁通线；
29.图5图表，在该图表中相对于现有技术的电机示出了由根据本发明的电机产生的转矩与转子的角度位置之间的关系。
具体实施方式
30.在图3中部分地示出的永磁激励的电机1例如是永磁激励的电动机2，所述电动机例如构造为无刷直流马达(bldc)或永磁体同步马达(pmsm)。
31.电机1具有围绕旋转轴线14旋转的轴5。毂体8抗扭转地与例如由钢制成的轴5连接，在该毂体上一方面保持有转子体10的部段9并且另一方面保持有永磁体15。所述部段9例如由钢制成或者包含钢并且关于旋转轴线14辐条状地或者沿径向方向布置。优选地，转子体10仅仅由例如分体的部段9构成。
32.优选分体的部段9可以尤其通过沿旋转轴线14的轴向方向相叠布置或层叠成叠片组的叠片16形成。转子体10或者说叠片16或者说叠片组具有径向的凹部13，在所述凹部中布置永磁体15。毂体8与轴5至少抗扭转地连接并且抗扭转地承载转子体10。毂体8可以由抗磁的和/或顺磁的材料制成，尤其是由铝制成。因此，电机1的转子4包括轴5、永磁体15、转子体10(在此尤其作为由叠片16构成的部段9)和毂体8。
33.轴5借助于在此出于比例尺原因未示出的轴承装置支承在电机1的在此出于比例尺原因同样未示出的壳体上。在壳体上布置有在此断开地示出的带有电磁铁18的定子17。在定子17和转子4之间构造有气隙21。
34.在转子体10的径向外周面上例如构成开口24，所述开口一方面通到凹部13中并且另一方面通到气隙21中。在开口24中尤其不布置或不存在能导磁的元件。因此，开口24构造在转子4的转子体10的径向外周面30上或径向外周面中。
35.如尤其图4所示，开口24的相应优选环绕的边缘25在此分别径向突出，使得容纳在凹部13中的永磁体15分别被部分搭接，尤其是在相关的开口24被相关的边缘25空出的情况下。因此，通过开口24的边缘25，永磁体15在其径向外部的端部上形状锁合地保持或摆正在凹部13中。永磁体15的径向内部的端部能够从转子体10的凹部13径向向内突出并且接触毂体8。于是，永磁体15在径向外部通过开口24的边缘25固定并且在径向内部通过毂体8固定。如图3所示，转子体10中的凹部13例如能够从毂体8延伸至转子体10中的开口24。此外，永磁体15和凹部13在转子体中例如辐条状地围绕转子4的旋转轴线14布置。
36.转子体10的部段9由至少一种金属构成，优选由钢构成，并且在转子4的周向方向上看分别布置在两个相邻的永磁体15中间。此外，在转子4的周向方向上看，永磁体15分别布置在两个相邻的部段中间。
37.如图3所示，部段9可以在其径向内周面上与毂体8连接。尤其是，部段9可以与毂体
8形状锁合地和/或力锁合地(例如通过旋紧或夹紧)和/或材料锁合地(例如通过粘接)连接。
38.为了在毂体8和段9之间构成形状锁合的连接，毂体8如在图3中示出的那样具有径向外部的钩26，所述钩与部段9的径向内周面上的互补地钩形成型的留空27共同作用，使得在钩26和留空27之间分别构成具有侧凹的横截面的形状锁合。钩26尤其从毂体8径向向外伸出。
39.图4示出容纳在那里所示的凹部13中的永磁体15的磁场的磁通线23。由此得知，由于缺少在现有技术中存在于通过虚线圆标记的区域中的上述桥部，并且由于转子体10中或凹部13中的朝向气隙21的径向外部的开口24，磁通线23至少在径向外部不能建立彼此间的连接或被中断。由此，减小了漏磁通量并且由此改善了永磁激励的电动机1的效率。
40.图5示出了图表，在该图表中通过内部敞开的线28示出了由根据本发明的永磁激励的电动机1产生的转矩m和转子4的角度位置之间的关系。以闭合的线29示出在现有技术的永久激励的电动机中的相同的关系，该电动机在转子体中具有开头所述的桥部22(图1、图2)。可以注意到，对于转子4的所有角度位置，根据本发明的永磁激励的电动机1的转矩m都大于现有技术的电动机的转矩m。
41.附图标记列表
[0042]1ꢀꢀꢀ
电机
[0043]2ꢀꢀꢀ
电动机
[0044]3ꢀꢀꢀ
发电机
[0045]4ꢀꢀꢀ
转子
[0046]5ꢀꢀꢀ
轴
[0047]6ꢀꢀꢀ
平衡盘
[0048]7ꢀꢀꢀ
留空
[0049]8ꢀꢀꢀ
毂体
[0050]9ꢀꢀꢀ
部段
[0051]
10
ꢀꢀ
转子体
[0052]
11
ꢀꢀ
第一端部区段
[0053]
12
ꢀꢀ
第二端部区段
[0054]
13
ꢀꢀ
凹部
[0055]
14
ꢀꢀ
旋转轴线
[0056]
15
ꢀꢀ
永磁体
[0057]
16
ꢀꢀ
叠片
[0058]
17
ꢀꢀ
定子
[0059]
18
ꢀꢀ
电磁铁
[0060]
19
ꢀꢀ
滚动轴承装置
[0061]
20
ꢀꢀ
壳体
[0062]
21
ꢀꢀ
气隙
[0063]
22
ꢀꢀ
桥部
[0064]
23
ꢀꢀ
磁通线
[0065]
24
ꢀꢀ
开口
[0066]
25
ꢀꢀ
边缘
[0067]
26
ꢀꢀ
钩
[0068]
27
ꢀꢀ
留空
[0069]
28
ꢀꢀ
敞开的线
[0070]
29
ꢀꢀ
闭合的线
[0071]
30
ꢀꢀ
径向外周面
[0072]mꢀꢀꢀ
转矩
[0073]
φ
ꢀꢀ
转子的角度位置