[发明专利]用于磁阻电机的转子和制造这种转子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于磁阻电机、特别是同步磁 阻电机的转子、一种根据权利要求17的前序部分所述的制造这种转子的方法以及一种根据 权利要求19的具有这种转子的磁阻电机。

背景技术

随着电子发动机控制装置的功能性的提高，对于出于成本原因目前为止主要以与 电网频率相关的固定转速工作的应用领域，转速可变的驱动装置越来越得到关注。例如用 于冷却领域的通风机针对所要求的峰值负荷设计，但主要在部分负荷区域中工作。这里根 据用于通风机的电机的类型，能实现的效率小于设计点。

近几年，对于转速可变的应用场合，永磁激励的同步电机已经得到验证(特别是无 刷电子整流电机)。这种同步电机在用作最高具有约10kW功率的通风技术驱动装置时装备 有控制电子装置。这种永磁激励的电机的效率在低的或中等的功率范围内明显高于AC-鼠 笼式转子电机的效率，并且在结构尺寸较小时还具有达到未来的IE4效率级别的潜力。

但不利的是，必要的永磁材料仅能在有限的温度范围内使用。此外，特别是对于高 功率材料、如钕铁硼，价格状态非常不稳定并且由于世界范围的高需求有升高的趋势。此外 不利的是，安装过程、如磁体的粘结和磁化要求特别细心并且因此会导致明显提高成本。

对驱动装置的能量需求越来越多地不仅是在最佳的条件下考察，而且是在实际的 或中等的载荷条件下确定。特别是在通风技术中，所述的驱动功率是针对峰值负荷设计的； 但最常见的运行状态明显低于这个值。根据具体设计方案，永磁激励的同步电机的效率在 部分负荷范围内明显更小。在考察生命周期成本时这可能是不利的。

完全不需要磁体工作的磁阻电机区分为开关磁阻电机和同步磁阻电机。开关磁阻 电机具有高的、由原理引起的转矩波动。所述转矩波动可以通过同步磁阻电机降低到与永 磁激励电机类似的程度。

由于永磁体材料的价格持续升高，在最高数十千瓦的功率范围内越来越多地使用 同步磁阻电机作为内转子电机。对此有贡献的还有，改进了并且能够较为简单地实现无传 感器的转子位置检测系统。

原则上磁阻电机以多相分布的绕组和多相齿形线圈绕组工作。由定子绕组产生的多极磁场向转子施加磁吸力，转子根据定子的极数而仅具有整数个的磁特性由此，转子的磁特性对准旋转的定子磁场的方向，从而转子与定子磁场的极同步地运行。通过磁阻(导磁性)，在通过磁特性预先规定的优选方向上由每个极对产生力，所述力使得在定子的激励磁场和转子的特性之间实现同步。

已知的磁阻电机具有由导磁材料组成转子叶片，所述转子叶片保持在由导磁性较 差的材料组成的转子外壳的基体中。同步运行由于激励磁通量的高频谐波或由于交变载荷 引起的交变力矩受到不利影响，它们导致转子叶片中的通量变化。由此对这种磁阻电机的 同步运行产生不利影响。

发明内容

本发明的目的是，这样构成所述类型的转子、所述类型的方法和所述类型的磁阻 电机，使得能够简单且经济地制造和加工转子，并且利用所述转子能确保磁阻电机良好的 同步。

所述目的对于所述类型的转子根据本发明利用权利要求1特征部分的特征、对于 所述类型的方法根据本发明利用权利要求17的特征部分的特征并且对于所述类型的磁阻 电机根据本发明利用权利要求19的特征部分的特征来实现。

在根据本发明的转子中，转子叶片埋入基体中，使得所述基体在内部或外部完全 覆盖转子叶片。所述基体以这种方式在转子的内侧或外侧上构成闭合的外壳。在内侧上具 有闭合环绕的外壳的转子可以用于内转子电机，而在外侧上具有闭合环绕的外壳的转子可 以用于外转子电机。这种基体使得转子具有高强度和高稳定性。

基体可以由塑料组成。在这种情况下为了构成分磁环(Kurzschlusswicklung)，要 求使用相应导电的附加材料。

在一个有利的实施形式中，基体也可以由金属材料组成，特别是由铝组成。此时， 转子可以用得到验证的方式由铝压力铸造法制成。在这种实施形式中，金属材料不仅用于 构成基体，而且同时还用于实现磁通稳定化。

转子叶片可以由一体的金属板组成。

但转子叶片也可以由层状的金属板片制成。这些金属板片相互叠置并以适当的方 式相互连接、例如粘结。

在一个有利的实施形式中，横向于转子轴线观察，转子叶片的纵向中平面与转子 的轴向平面形成一个角度。这种构型有助于实现装备有所述转子的磁阻电机良好的同步。