[发明专利]带有铁氧体磁铁的永磁激励同步电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁激励同步电机，其带有定子和转子，该定子具有布置在板叠的槽中的绕组系统，其在板叠的端面上形成绕组端部，转子与轴抗扭地连接，其中转子具有铁氧体磁铁。

背景技术

为了在永磁激励同步电机中获得高气隙电感，优选地使用稀土磁铁。然而这是非常昂贵的，从而尝试转换使用价格低廉的铁氧体磁铁。在种情况下为了获得高气隙电感，使用了一些例如由EP0126997中已知的收集装置。这仅在转子具有相对较高的极数时才能实现足够的规模。

发明内容

以此为出发点，本发明的目的在于，在永磁激励同步电机的气隙中使用价格低廉的铁氧体磁铁的情况下获得足够高的气隙电感，其中，转子具有相对较小的极数。

该目的通过一种永磁激励同步电机来实现，其

-带有定子，定子包括布置在板叠的槽中的绕组系统，其在板叠的端面上形成绕组端部，

-带有与轴抗扭地连接的转子，

-其中转子带有轴向延伸越过定子的端面的铁氧体磁铁，

-其中通过在永磁激励同步电机运行时经过定子和转子之间的气隙的电磁相互作用，实现沿着旋转方向围绕旋转轴的旋转，

-其中径向上在磁极的相应的铁氧体磁铁上，设置有磁通集中元件，其将铁氧体磁铁的磁力线束缚在定子的板叠的轴向长度上，

-其中设置有固定元件用于将磁通集中元件保持和定位在磁极的铁氧体磁铁上。

该目的同样可以通过按照以下步骤制造定子的方法来实现：

-将铁氧体磁铁固定在轴上，

-将磁通集中元件布置在铁氧体磁铁上，

-通过适当的固定元件，如金属套管（Blechhelsen）或玻璃纤维捆缚物（Glasfaserbandagen），将通过磁通集中元件和铁氧体磁铁形成的磁极固定在轴上。

该目的同样可以通过按照以下步骤制造定子的另一个的方法实现：

-制造单个的磁极，这些磁极具有至少一个铁氧体磁铁和径向上连接在其上的磁通集中元件，

-将磁极布置在轴上，

-通过适当的固定元件，如金属套管或玻璃纤维捆缚物，将磁极固定在轴上。

此时根据本发明铁氧体磁铁直接粘合在或通过其他方式固定在软磁回路上（einem weichmagnetischen Rueckschluss）、特别是轴上，其中将磁极轴向设计得比定子的板叠更长。因此通过一个或多个铁氧体磁体在轴向和/或旋转方向形成单磁极。

基本上此类转子可通过两种方式制造。

要么其径向地从轴开始逐层的构造，也就是首先将铁氧体磁铁固定、尤其是粘合在轴上。然后磁通集中元件径向地安装在相应的铁氧体磁铁上。紧接着用固定元件将该总板叠（Gesamtpakets）固定和定位。

第二种可能性是，首先逐个完成每一个磁极，并且然后将磁极固定在轴上。接着是也由上面已知的固定总板叠的制造步骤。

在以上所述的每个制造方式中出现的也是技术上必要的磁隙优选地在固定前或捆缚前以合适的材料完成。这些材料是非磁性（amagnetisch）并且不导电的。

通过径向布置在铁氧体磁铁上的磁通集中元件，将铁氧体磁铁的磁通集中或束缚在有效长度、也就是定子的板叠上，并且通过气隙向其传递。因此达到足够高的气隙电感，其特别在磁极与定子板叠的轴向长度的长度比>1.8时起到非常积极的效果。为了吸收转子装置的离心力，径向地在磁通集中元件上装配了固定元件。固定元件要么是轴向地施加在轴、铁氧体磁铁和磁通集中元件构成的装置上的非磁性的金属套管，或是玻璃纤维捆缚物。如果使用玻璃纤维捆缚物作为固定元件，需要设置附加的装置，其定义了用于捆缚物的限定的起点和终点。限定的起点和终点优选地处于永磁激励同步电机的气隙的轴向外部，也就是说，远离定子的板叠的端面。

对于基于齿谐波（nutharmonisch）的或其他的高次谐波形成的在定子的板叠区域中的涡流损耗，在此区域层状地（geblecht）设计。

为了优选地获得正弦的气隙场，磁通集中元件在表面上在旋转方向上这样配有一个轮廓，即在磁极中心的气隙比在磁极边缘的气隙小。这种优势不取决于磁通集中元件在定子的板叠区域是否一体地或层状地设计。

通过轴向的磁通集中，与所示的低漏磁的构造一起实现高气隙电感。因此只有转子变长，而定子的尺寸可以这样确定为与在使用高能量磁铁的情况下的尺寸一样。有利的是，磁通集中元件在其轴向上附加的长度中布置在定子的绕组端部之下，从而使机器在轴向上总体上基本没有变长。