磁阻電動機的轉子，制造磁阻電動機的轉子的方法以及電機，尤其是磁阻電動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于磁阻電動機的轉子，包括多個沿著旋轉軸線依次堆疊的轉子疊片，其中，每個轉子疊片都具有多個磁性薄片，這些磁性薄片彼此通過非磁性的凹槽分開，其中，非磁性的凹槽設計為弧形并且其兩個端部向著轉子疊片的外圓周打開，其中，以固體的材料填充凹槽。
[0002]本發(fā)明此外還涉及一種用于制造磁阻電動機的這種轉子的方法。
[0003]本發(fā)明還涉及一種電機，尤其是磁阻電動機。
【背景技術】
[0004]電機是一種裝置，其將電能轉換成機械能，尤其是運動能量(電動機運行)和/或將機械能轉換成電能(發(fā)電機運行)。旋轉電機是一種電機，其中定子提供了通常圓形的開口，轉子可旋轉地支承地布置在開口中。定子相對于轉子抗扭地布置。定子和轉子借助磁通量耦聯(lián)，由此在電動機運行中產生力作用，該力作用驅動轉子相對于定子旋轉并且在發(fā)電機運行中將輸送給轉子的機械能轉換成電能。
[0005]用于磁阻電動機的轉子由US 5，818，140 A已知。其中描述一種轉子，其疊片組由轉子疊片構成，轉子疊片分別具有沖壓部。該轉子在此也稱為Vagati轉子。通過沖壓部獲得弧形條狀疊片部段，其用作為磁通引導部段并且以對于為轉子提供必要的磁阻來說必要的方式引導磁通量。在各個磁通引導部段之間是穿過沖壓部的空氣、即起到磁通閉鎖部作用的非磁性區(qū)域。通過條形的磁通引導部段獲得高的轉矩量。
[0006]這類轉子的效率決定性地取決于具有高的導磁能力的區(qū)域的構造，該區(qū)域還稱為薄片。該區(qū)域圍繞一個或者多個具有高的導磁能力的軸線(d軸線)布置并且在周向方向上與具有較低的導磁能力的區(qū)域交替，該區(qū)域圍繞一個或者多個具有較低的導磁能力的軸線(q軸線)布置。為了在轉子的內部實現(xiàn)這種不同的導磁能力，轉子疊片例如配備有沖壓的凹槽。由此得出最為不同的實施方式。
[0007]為了盡可能高的轉矩量，轉子疊片如此地設定尺寸，即等效電路圖磁阻在q軸線的方向上盡可能地小。因此，在q軸線的方向上通常在轉子疊片中設置多個和/或大面積的沖壓部。但是這導致了機械穩(wěn)定性的減弱，從而限制了轉數(shù)。在改善機械穩(wěn)定性方面，轉子疊片具有環(huán)繞的外環(huán)。這種類型的轉子例如由JP 2001238418A中獲取。此外，該凹槽或者沖壓部大約居中地中斷接片，該接片在徑向方向上將轉子疊片的兩個磁性薄片彼此連接。
[0008]在EP O 621 677 A2中描述了用于磁阻電動機的另外的轉子布置，其不具有外環(huán)。內部空間利用玻璃纖維或者熱硬化的環(huán)氧化物填充。轉子布置在兩個端部分別具有一個端蓋。為了提高轉子布置的機械穩(wěn)定性，設置有四個接片(轉子條)，其在轉子疊片的圓周區(qū)域中在端部盤之間延伸。此外，每兩個相對的接片通過在徑向方向上延伸的螺栓彼此連接，從而使以下各個轉子疊片具有附加的對角地延伸的孔(接收孔)，螺栓穿過該轉子疊片延伸。因此需要耗費的固定系統(tǒng)，其包括多個在軸向和徑向方向上的緊固件，以將轉子布置固緊。

【發(fā)明內容】

[0009]因此，本發(fā)明的目的在于提出一種開頭所述類型的轉子，其在改進功能性時具有簡單的構造。
[0010]該目的通過獨立權利要求1的特征實現(xiàn)。根據本發(fā)明的轉子具有多個沿著旋轉軸線依次堆疊的轉子疊片，其中，
[0011]-每個轉子疊片都具有多個磁性薄片，薄片彼此通過非磁性的凹槽分開，
[0012]-非磁性的凹槽設計為弧形并且其兩個端部向著轉子疊片的外圓周打開，
[0013]-以固體的材料，尤其是塑料填充轉子疊片的至少一部分的凹槽，并且
[0014]-其中，已堆疊的轉子疊片在轉子的已組裝的狀態(tài)中僅僅在旋轉軸線的方向上彼此連接。
[0015]根據本發(fā)明，該目的還通過一種用于制造用于磁阻電動機的轉子的方法實現(xiàn)，其中，
[0016]-制造多個轉子疊片，其包括布置在外環(huán)的內部的磁性薄片，磁性薄片彼此通過非磁性的弧形凹槽分開，
[0017]-轉子疊片沿著旋轉軸線依次堆疊，
[0018]-去除各個轉子疊片的外環(huán)，并且由此，弧形凹槽的兩個端部匯入到轉子疊片的外圓周中，
[0019]-以液態(tài)的材料填充轉子疊片的至少一部分的凹槽，該材料被硬化。
[0020]此外根據本發(fā)明，該目的通過一種電機，尤其是磁阻電動機實現(xiàn)，該電機具有定子和這種轉子。
[0021]下述關于轉子方面所列舉的優(yōu)點和優(yōu)選的設計方案可以在精神上傳遞給用于制造轉子的方法以及具有這種轉子的電機。
[0022]本發(fā)明基于以下考慮，即通過構造具有足夠的機械穩(wěn)定性的轉子，不僅能夠省棄轉子疊片的外環(huán)而且能夠省棄在轉子疊片的圓周區(qū)域中的另外的緊固件。通過不同的磁化狀態(tài)，外環(huán)具有波動的飽和狀態(tài)，這又對磁阻電動機的運行表現(xiàn)產生不利影響。因此，通過取消外環(huán)改進了磁阻電動機的運行表現(xiàn)。因為在轉子疊片的圓周區(qū)域中沒有設置附加的緊固件，磁阻電動機的制造與例如根據EP O 621 677 A2的制造相比更加簡單。
[0023]在此，本發(fā)明基于這樣的認識，即通過僅僅在旋轉軸線的方向上、即在轉子的縱向或者軸向方向上將轉子疊片彼此連接，實現(xiàn)了轉子疊片的機械穩(wěn)定的連接。由此，不設置圍繞轉子疊片的圓周的連接，也就是不存在對磁通量的干擾以及不存在復雜的構造，例如具有在徑向方向上延伸的螺栓。這樣的轉子的另外的優(yōu)點在于，所有的轉子疊片都構造成一致的(沒有任何疊片具有孔或者在徑向方向上用于緊固件的中斷)，從而使轉子特別簡單地制造。
[0024]通過將轉子疊片壓合和此外將硬化的材料注入到凹槽中和內部空間中，確保了這類轉子的足夠的穩(wěn)定性，該材料具有較低的導磁性(特別是該導磁性大約等于I)并且其不影響磁通量并且同時在其硬化后使轉子疊片的磁性薄片固緊。在此，該材料尤其填充了在轉子的在旋轉軸線的方向上的長度上的所有凹槽和內部空間。然而，該材料也可以僅僅經由轉子的一部分延伸。
[0025]在此，“磁性薄片”理解為轉子疊片的以下區(qū)域，其具有高的相對導磁性yr >>I，尤其是具有相對導磁性yr?1000。
[0026]凹槽、例如在轉子疊片的材料中的沖壓部被稱為“非磁性區(qū)域”，其具有低的相對導磁性yr，尤其是yr?1，也就是說其是磁中性的。該區(qū)域在選擇了合適的材料(尤其是塑料)時同樣是磁中性的，該區(qū)域在轉子的已組裝狀態(tài)中以該材料填充。
[0027]優(yōu)選地，通過使凹槽在該凹槽的在匯入到轉子疊片的圓周中的兩個端部之間的長度上是連續(xù)的，進一步改進了轉子的功能性。在此，在轉子疊片的薄片之間沒有設置徑向的接片，也就是說，凹槽沿著該凹槽的在匯入到轉子疊片的圓周中的兩個端部之間的整個長度上是不中斷的。因此，轉子疊片的薄片相對于彼此是松散的，然而在薄片之間的硬化的材料確保了足夠的牢固性，由此使得薄片相對于彼此不移動。
[0028]優(yōu)選地，磁性的薄片具有連接件，薄片通過連接件與材料形狀配合地連接。該連接件提供了轉子的附加的穩(wěn)定性，從而使薄片和材料基于形狀配合更可靠地彼此連接。
[0029]根據一個優(yōu)選的設計方案，連接件圍繞磁性的薄片的圓周布置，從而在徑向方向中在轉子疊片平面中實現(xiàn)在薄片和材料之間的作用。特別有利的是，在此提出燕尾連接。為了產生燕尾連接，連接件因此優(yōu)選地構造成在薄片的邊緣處的梯形齒部和/或梯形缺口。還是液態(tài)的材料在此填充了燕尾連接件的底切并且產生材料和連接件的咬合。在此同樣也可以設想連接件的另外的幾何設計方案以及另外的材料配合的連接類型。
[0030]根據另外的優(yōu)選的設計方案，通過將連接件構造成薄片中的孔，加強在各個轉子疊片之間的連接部。因此，在多個疊放地堆疊的轉子疊片中，在孔的區(qū)域中產生通道，該通道利用硬化的材料填充。
[0031]此外有利地，設置端部盤，其將轉子疊片固緊。通過將端部盤中的至少一個來固定在其上布置有轉子疊片的軸上、例如經由固定環(huán)或者與該軸的焊接連接來固定，端部盤將軸向的壓力施加