[发明专利]在电磁转换器中的电工板材切口部以及在行驶工具中的应用

说明书

本发明说明一种用于电磁转换器（5）的磁芯（1），具有以层进行堆叠的电工板材（2），具有：‑构造在所述电工板材（2）中的至少一个中的至少一个切口（3），‑其中，所述切口（3）没有可导电的材料。本发明还说明一种具有这种磁芯的定子、具有这种定子的能够旋转的电机以及具有这种电机的行驶工具、尤其空中行驶工具。

技术领域

本发明涉及具有用于电磁转换器的电工板材的磁芯、具有磁芯的定子、具有定子的能够旋转的电机以及具有能够旋转的电机的行驶工具、尤其空中行驶工具。电磁转换器能够尤其理解为电机和变压器。

背景技术

高度利用的电机一般情况下具有在定子轭的端面的区域中的提高了的损失密度的问题。伴随其的加热尽管有在极端情况下的消耗的冷却措施对在机器中进行转换的有效功率和由此其能够得到的功率密度来说仍然能够是起限制作用的因素。相应地，每种机器设计的目标是将所述损失最小化。

对于提高了的损失的原因是在机器的所述区域中增强地出现的漏损场，其通过转子和定子卷绕头部引起。通过其时间上的改变，所述漏损场在定子轭的导电的端面区域中感应出涡流，所述涡流本身又导致欧姆损失。

一般而言，所述损失很大程度上通过定子的堆叠的板材结构被最小化，其中，各个定子板材通过引入不可导电的中间层相对于彼此进行绝缘。板材的定向在此如下地进行选择，使得磁通量和板材定向平行地走向。在这种情况下，涡流线路的大面积的构造最大程度上得到阻止，其相应地使涡流损失最小化。

这种情况存在于机器的中间区域中，在此处通过平坦地构造的磁通量能够进行沿板材方向的通量引导。

与此相对，其它的情况存在于定子的端面区域中。在此，磁通量三维地走向，从而始终还存在如下通量分量，其垂直于板材方向走向并且相应地引起高的涡流损失。

因此，借助传统的板材结构，仅仅强烈地受限地存在如下可能性，即将在三维的通量走向的情况下的涡流损失降低。由此尤其得出如下问题，例如：

○ 在机器中的不期望的温度提高，

○ 加速的老化过程、降低的使用寿命，

○ 提高了的维护间隔，

○ 较大的技术风险，

○ 降低了的效率，

○ 降低了的功率密度以及

○ 提高了的冷却消耗。

根据现有技术，存在有不同的变型方案以解决三维的通量走向和伴随其的提高了的涡流损失的问题。

在如下机器中，在所述机器中一般情况下存在有三维的通量走向（还在中间的机器部件中），如这例如在横向通量机器中是这种情况，软磁的合成材料（SMC、（SoftMagnetic Composites）软磁合成物）很流行地得到应用。在此，二维的板材结构以第三维度进行扩宽，方式为，由铁磁性材料制成的显微镜可见的颗粒以电绝缘的层进行覆盖并且接着烧结成半成品。相应地，现在还在第三维度中存在障碍物，其阻止涡流线路的构造。

SMC的最大的缺点在于其差的磁特性，其饱和感应强度处于1.0至1.5T的范围中。与具有为2.35T的饱和感应强度的钴铁合金相比，由此为了得到能够比较的机器功率必须使用显著更多的材料，由此没有实现将体积和重量功率密度最大化这一目标。此外，SMC是非常脆的并且由此仅仅能够受限地在高机械负载的应用情况下进行使用。

在发电厂领域中的发电机中，标准化地使用定子轭的在其端面区域中的径向的分级部。由此，原来垂直于板材定向进行走向的磁通量平行于所述板材定向进行取向，由此涡流损失被明显降低。

然而，所述级的附加的安置导致定子轭的轴向的延长，这同样有悖于对重量和体积功率密度的最大化的要求。同样，单个定子板材的生产消耗和成本明显被提高。其传统地通过冲压方法进行制造，其中，每个单个的板材横截面需要单独的冲压工具。因此每一级需要附加的冲压工具。

发明内容