[发明专利]盘式转子马达

说明书

本发明涉及一种盘式转子马达(1、26)，其具有至少一个定子(3、4、28、31)和至少一个盘形的转子(2、27)，该定子具有至少一个电定子绕阻(14)和定子齿(11)，这些定子齿由软磁复合材料粉构造出齿颈(12)，该转子具有仅由铁氧体磁体(7、8)形成的、至少用于形成扭矩的永磁磁极(9)，其中，转子(2、27)和定子(3、4、28、31)相互平行地定向，并且通过轴向间隙(5)彼此间隔开。为了在成本、重量或结构大小以及功率密度和扭矩密度之间找到最优状态，根据本发明提出，将定子齿(11)分别以联接在它们的齿颈(12)上的、由软磁复合材料粉构成的齿端部(15)结束，该齿端部(15)相对于齿颈(12)在其横截面积(A_E)上扩宽了。

技术领域

本发明涉及一种盘式转子马达其具有至少一个定子以及至少一个盘形的转子，其中，该定子具有至少一个电定子绕阻和定子齿，这些定子齿由软磁复合材料粉构造出齿颈；该转子具有仅由铁氧体磁体形成的、至少用于形成扭矩的永磁磁极，其中，转子和定子相互平行地定向，并且通过轴向间隙彼此间隔开。

背景技术

为了提供一种在材料成本方面减少的盘式转子马达，由现有技术(作者：Sone、Kodai等，标题：“无需稀土材料的铁氧体永磁体轮毂马达”(A Ferrite PM In-Wheel MotorWithout Rare Earth Materials)，IEEE磁学报(Transactions on Magnetics)，48(11)：2961-2964)公知的是，给构造为转子盘的转子仅装备铁氧体磁体，以便由此构造出永磁磁极以形成扭矩。因此，可以避免对由稀土构成的永磁体的需求，这除了减少成本以外还导致了具有比较少的涡流损耗的盘式转子马达。像在盘式转子马达中常见的那样，转子与定子平行地定向并且通过轴向间隙与定子间隔开。定子的定子轭由软磁复合材料粉制成，并且构造出具有被缠绕的且平端的齿颈的定子齿。不利的是，在使用廉价的铁氧体磁体的情况下必须一方面以降低的功率密度，并且另一方面以较低的扭矩密度为代价。这虽然可以通过转子盘的增大的直径来补偿，但这会提高由于该马达设计方案本来就比较大的结构空间(在马达直径方面)。像例如在车辆生产中所要求的那样，如果提供有很小的结构空间，那么这种比较廉价但却很大的盘式转子马达是不适用的。

发明内容

因此，本发明提出以如下方式在结构上改变本文开头所描述类型的盘式转子马达，即，尽管在转子上存在有铁氧体磁体，但仍然可以实现高的功率密度和扭矩密度，并且额外地也可以保持很小的马达尺寸，以便允许在狭小的结构空间中进行装配。此外，盘式转子马达应该具有很小的重量。

本发明通过如下方式来解决所提出的任务，即，使得定子齿分别以联接在它们的齿颈上的、由软磁复合材料粉构成的齿端部结束，该齿端部相对于齿颈在其横截面积上扩宽。

如果定子齿分别以联接在齿颈上的、由软磁复合材料粉构成的齿端部结束，该齿端部相对于齿颈在其横截面积上扩宽，那么尽管存在具有铁氧体磁体的转子，但仍然可以在盘式转子马达的结构大小方面以及也在其功率密度和扭矩密度方面找到最优状态。因此，根据本发明第一次可以变得可行的是，以每个种类的铁氧体磁体也得到了根据现有技术仅由具有由稀土构成的磁体的转子实现的盘式转子马达。也就是说，即使当在关于功率密度和扭矩密度的最优的情况下，与齿颈相比，铁氧体磁体必须强制性地具有明显更大的横截面积时，由于朝向端部扩宽的定子齿以及通过齿端部的特别的材料(软磁复合材料粉)，铁氧体磁体的永磁磁通量仍然可以是可靠的并且可以低损耗地导入齿颈以及进而定子中。因此，在高的功率密度和扭矩密度或者高的效率的情况下，根据本发明的齿形状对于具有铁氧体磁体的盘式转子马达的马达设计方案来说很明确地导致了紧凑且重量减少的结构形状。因此，可以开启在车辆生产中对于这种盘式转子马达来说非公知的应用可能性。

通常提到的是，SMC(“软磁复合材料soft magnetic composites”)可以特别适合作为软磁复合材料粉。