用于电机的转子、电机和用于运行电机的方法与流程

1.本发明涉及一种用于电机的转子、一种电机和一种用于运行电机的方法。


背景技术：

2.用于实施为内转子电动机的电机的转子的传统设计方案例如试图使转子片的内部部分在饱和状态下运行。因此，尤其是小的铁桥部可以安装在这种传统转子的内部。这些桥部可以例如足够薄以使板片饱和，即这些区域的导磁率能够接近空气的值。其他传统设计方案可以例如仅在具有相同极化的区域中提供桥部。然而，为了确保结构稳定性，在此可能特别需要在磁体上方安装小的铁区域。


技术实现要素：

3.在此背景下，本发明的任务是，提供一种改进的用于电机的转子、一种改进的电机和一种改进的用于运行电机的方法。
4.该任务通过根据本发明的用于电机的转子、电机和用于运行电机的方法来解决。
5.根据实施方式，尤其能够在用于具有永磁体的电动机的转子中提供内部的磁通量屏障，其中，能够充分利用磁通量的集中。在此，例如转子的径向内部区域可以由具有低导磁率的材料形成。然而，例如可以使用钢片作为磁体之间和上方的区域中的材料。在此，永磁体可以至少部分地嵌入到钢板片中。
6.有利地，根据实施方式，尤其在具有永磁体的电动机中，通过在此提出的转子结构能够引起磁通量朝向气隙的集中，以便实现磁体的有效利用。因此可以防止，在磁体的背离定子的部分上，也就是说在内转子电动机的情况下在转子轴附近，将不同极的磁场线连接。尤其是，例如与铁相比，该转子区段中的导磁率能够接近气隙中的空气的导磁率。因此，尤其也能够实现，磁通量的最大份额离开转子并因此能够有助于产生转矩。因此，磁体体积能够被最大化地用于产生转矩。
7.换句话说，由磁体产生的几乎所有磁通量可以被迫进入气隙和定子片中。优点是，利用相同量的磁材料，可以实现更高的电动机转矩，或者对于应提供所给定的转矩的电动机，需要更小体积的永磁体材料，并且因此可以实现电动机或电机的更成本有利的设计方案。因此，可以迫使磁通量朝向电机的气隙和定子。这能够引起转子和定子之间的改进的相互作用并因此引起改进的转矩。
8.一种用于电机的转子，其中，所述电机具有定子和能相对于所述定子旋转的转子，其中，所述转子具有以下特征：
9.多个永磁体；
10.第一转子区段，所述第一转子区段由具有第一导磁率的第一材料形成，其中，第一转子区段具有转子的至少一个在电机的运行就绪状态中面向定子的子区段，其中，永磁体至少部分地布置在第一转子区段中；和
11.第二转子区段，所述第二转子区段由具有第二导磁率的第二材料形成，所述第二
导磁率小于第一导磁率，其中，第二转子区段具有转子的在电机的运行就绪状态中背离定子的子区段。
12.电机可以被称为电动机。定子可以具有至少一个用于与永磁体相互作用的电线圈。在转子和定子之间可以布置有气隙。
13.根据一种实施方式，第二转子区段可以由抗磁和/或顺磁的材料，尤其是铝形成。这种实施方式提供了如下优点：可以特别有效地使磁通量朝向气隙和定子转向。此外，通过使用质量密度低于铁的抗磁和/或顺磁材料、例如铝，在转子的第二转子区段中，可以降低转子的惯性。这也可以降低电动机的启动速度。
14.第一转子区段也可以由钢和附加地或替代地由铁形成。尤其是，第一转子区段可以具有钢板片、板组和附加的或替代的铁桥部。这种实施方式提供了如下优点：磁通量在第一转子区段中可以朝向气隙和定子集中。
15.此外，第一转子区段可以在永磁体之间延伸。因此，永磁体可至少部分地嵌入第一转子区段中。这种实施方式提供了如下优点：在电机的运行中能够实现磁饱和。
16.尤其是，永磁体可以以辐条式配置布置。在此，永磁体的纵向延伸轴线能够关于转子径向地定向。这种实施方式提供了如下优点：可以实现磁体的紧密布置并且因此可以实现大的极对数，以便能够实现高的额定转矩。
17.根据一种实施方式，转子可以构造成被定子至少部分包围地能旋转。在此，第一转子区段可以具有转子的径向外置的子区段。第二转子区段可以具有转子的径向内置的子区段。电机在此可以实施为内转子电动机。这种实施方式提供了能够用于在驱动技术中频繁使用的机器类型的优点。
18.一种电机具有以下特征：
19.定子；和
20.在这里提到的转子的一种实施方式，其中，该转子可相对于定子旋转。
21.电机可以实施为内转子电动机或外转子电动机与电机相结合，在此提及的转子的实施方式可以有利地被使用或应用，以便将磁通量从永磁体转向至定子。
22.一种用于运行在这里提到的电机的一种实施方式的方法具有以下步骤：
23.将电流输入到定子的至少一个电线圈中，以便引起转子相对于定子的旋转运动。
附图说明
24.在下面的说明中参照附图详细阐述在此介绍的方案的实施例。附图示出：
25.图1借助电机的截面图示出了电机的磁场的示意图；
26.图2示出了电机的一个实施例的示意图；
27.图3借助电机的截面图示出电机的一个实施例的磁场的示意图；
28.图4示出了用于电机的一个实施例的转矩-角度位置曲线图；和
29.图5示出了用于运行电机的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
30.图1借助电机100的截面图示出了电机100的磁场的示意图。电机100包括定子110和转子120。在图1的图示中仅示出了电机100的子区段。
31.图2示出了电机200的一个实施例的示意图。在此，电机200尤其以示意性的横截面图示出。电机200包括定子210和转子220。转子220相对于定子210可旋转、更准确地说可旋转地布置或支承。转子220包括多个永磁体222、第一转子区段224和第二转子区段226。此外，从转子220示出了转子轴228。在定子210和转子220之间布置有间隙或气隙。
32.转子220被划分成第一转子区段224和第二转子区段226。第一转子区段224由具有第一导磁率的第一材料形成。在此，第一转子区段224具有转子220的至少一个面向定子210的子区段。永磁体222至少部分地布置在或嵌入第一转子区段224中。第二转子区段226由具有第二导磁率的第二材料形成，该第二导磁率小于第一转子区段224的第一材料的第一导磁率。在此，第二转子区段226具有转子220的背离定子210的子区段。
33.根据在图2中示出的实施例，电机200实施为内转子电动机。在此，转子220构造成被定子210至少部分包围地能旋转。第一转子区段224具有转子220的径向外置的子区段，其中，第二转子区段226具有转子220的径向内置的子区段。此外，根据图2所示的实施例，永磁体222以辐条式配置来布置。在此，永磁体222的纵向延伸轴线关于转子220径向地定向。尤其是，第一转子区段224在永磁体222之间延伸。第二转子区段226例如由抗磁和/或顺磁的材料，尤其是铝形成。第一转子区段224尤其是由钢和/或铁形成。
34.换句话说，图2因此示出了具有转子220的电机的示意性横截面，该转子具有在辐条定向上的永磁体222。第一转子区段224例如包括铁片，并且第二转子区段226包括具有低导磁率的抗磁和/或顺磁的材料，例如铝。
35.图3借助电机200的截面图示出了电机200的一个实施例的磁场的示意图。在此，在图3的图示中示出了电机200的子区段。电机在此相应于或类似于上述附图之一、更准确地说图2至3之一中的电机。在图3的示图中，仅明确地标出了电机200中的定子210和转子220。
36.换句话说，图3示出了根据一个实施例的电机200或电动机的设计方案的磁场。在这里，电动机也实施为内转子电动机。转子220的径向内部的部分例如由铝构成。尤其是，与图1相比可以看出，减少的或最小化的数量的磁场线进入到径向内部的区域中，并且增加的或最大化的磁通量进入到气隙和定子210中。
37.图4示出了用于电机的一个实施例的转矩-角度位置曲线图400。电机在此相应于或类似于上述附图之一、更准确地说图2至3之一中的电机。在横坐标轴上绘出了以度[
°
]表示的电机转子角度位置或者说旋转角度并且在纵坐标轴上绘出了以牛米[nm]表示的电机转矩m。转矩m例如是实施为电动机的电机的平均输出转矩。在曲线图400中，绘出了作为用于传统的电机的比较图的第一图像401以及用于电机的实施例的第二图像402。
[0038]
更准确地说，图4示出了传统的电机、例如图1中的电机的转矩m与根据一个实施例、例如图2和/或图3中的电机的转矩m的比较。能够看出，电机的实施例的转矩m或者说平均输出转矩高于由传统电机产生的转矩。因此，第一图像401布置在第二图像402与横坐标轴之间。电机的实施例的平均输出转矩能够比由传统电机产生的转矩高例如大约7.5％。
[0039]
图5示出了用于运行电机的方法500的一个实施例的流程图。电机在此相应于或类似于上述附图之一、更准确地说图2至3之一中的电机。因此，电机包括定子和转子，其中，转
子可相对于定子旋转。转子在此相应于在此提及的实施例构造。用于运行的方法500包括将电流输入到定子的至少一个电线圈中的步骤510，以便引起转子相对于定子的旋转运动。电机在此可以用专业上常见的、用于电动机的操控方法来运行。
[0040]
附图标记列表
[0041]
100 电机
[0042]
110 定子
[0043]
120 转子
[0044]
200 电机
[0045]
210 定子
[0046]
220 转子
[0047]
222 永磁体
[0048]
224 第一转子区段
[0049]
226 第二转子区段
[0050]
228 转子轴
[0051]
400 转矩-角度位置曲线图
[0052]
401 第一图像
[0053]
402 第二图像
[0054]mꢀꢀꢀ
转矩
[0055]
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角度位置或旋转角度
[0056]
500 用于运行电机的方法
[0057]
510 输入的步骤