用于磁阻電機(jī)的機(jī)械穩(wěn)定的轉(zhuǎn)子的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子、具有這種轉(zhuǎn)子的磁阻電機(jī)、機(jī)動(dòng)車以及用于制造所述轉(zhuǎn)子的方法。轉(zhuǎn)子能夠具有帶有多個(gè)彼此電絕緣的轉(zhuǎn)子鋼片層的組合疊片。每個(gè)轉(zhuǎn)子鋼片層都能夠具有用于在轉(zhuǎn)子的d軸線之間傳導(dǎo)磁通量的帶狀磁通傳導(dǎo)部段。磁通傳導(dǎo)部段在其縱向延伸部中橫向于轉(zhuǎn)子的相應(yīng)的q軸線地延伸，并且通過(guò)非鐵磁的隔磁部區(qū)域相互分開(kāi)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于磁阻電機(jī)的這種轉(zhuǎn)子從US 5，818，140 A中公知。其中描述了一種轉(zhuǎn)子，其組合疊片由具有沖孔的轉(zhuǎn)子鋼片組成。在此，該轉(zhuǎn)子也被稱為Vagati轉(zhuǎn)子。在各個(gè)磁通傳導(dǎo)部段之間有在通過(guò)沖壓產(chǎn)生的隔磁部區(qū)域中的空氣，該隔磁部區(qū)域起到了磁通隔絕的作用。但是，沖孔導(dǎo)致了組合疊片的機(jī)械穩(wěn)定性的減弱，從而使所描述的轉(zhuǎn)子不適合于高轉(zhuǎn)速，特別是不適合于高于3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速。由于這個(gè)原因，所描述類型的轉(zhuǎn)子不適合于具有電驅(qū)動(dòng)器的機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)速要求。
[0003]從JP 2002 095227 A中已知了一種Vagati轉(zhuǎn)子，其中，隔磁部區(qū)域以合成樹(shù)脂澆鑄。在此，徑向鄰接的磁通傳導(dǎo)部段具有梯形的留空部，合成樹(shù)脂在澆鑄時(shí)同樣流動(dòng)到留空部中。由此，磁通傳導(dǎo)部段此時(shí)經(jīng)由燕尾槽連接與硬化的合成樹(shù)脂連接。如此在高轉(zhuǎn)速時(shí)，由離心力引起的牽引力從轉(zhuǎn)子的外周緣經(jīng)由合成樹(shù)脂向內(nèi)引導(dǎo)向軸。在此不利的是，合成樹(shù)脂在牽引負(fù)載時(shí)可能撕裂。此外，磁通傳導(dǎo)部段中的梯形留空部妨害了電機(jī)的效率，因?yàn)樽柚沽舜磐俊?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種高效并且機(jī)械穩(wěn)定的磁阻電機(jī)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，為磁阻電機(jī)設(shè)置轉(zhuǎn)子。以已知的方式，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子具有組合疊片，即由多個(gè)軟磁的、優(yōu)選彼此電絕緣的轉(zhuǎn)子鋼片層組成的堆疊，這些轉(zhuǎn)子鋼片層分別徑向地從轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線延伸開(kāi)。每個(gè)轉(zhuǎn)子鋼片層都具有至少一個(gè)能導(dǎo)磁的轉(zhuǎn)子鋼片，通過(guò)其形成磁通傳導(dǎo)部段，在這些磁通傳導(dǎo)部段之間有隔磁部。換句話說(shuō)，轉(zhuǎn)子鋼片層能夠具有帶有用于隔磁部的沖孔的單獨(dú)的轉(zhuǎn)子鋼片或者多個(gè)分別通過(guò)隔磁部相互分開(kāi)的轉(zhuǎn)子鋼片，即例如鋼片帶。特別地，磁通傳導(dǎo)部段以已知的方式設(shè)計(jì)為帶狀和/或?qū)⑥D(zhuǎn)子的兩個(gè)在周向方向上相鄰的d軸線相連接。
[0006]在根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子中，隔磁部以非鐵磁的澆鑄材料來(lái)澆鑄。在此特別地，非鐵磁理解為非軟磁。特別地，澆鑄材料具有小于100的導(dǎo)磁系數(shù)。
[0007]為了使轉(zhuǎn)子機(jī)械地穩(wěn)定，根據(jù)本發(fā)明，在彼此鄰接的轉(zhuǎn)子鋼片層中分別相互錯(cuò)位地布置轉(zhuǎn)子鋼片層的隔磁部，從而轉(zhuǎn)子鋼片層中的一個(gè)的隔磁部在軸向方向上至少部分地通過(guò)另一個(gè)鄰接的轉(zhuǎn)子鋼片層的相應(yīng)轉(zhuǎn)子鋼片來(lái)界定。因此，隔磁部的澆鑄材料在粘附區(qū)域中粘附在相應(yīng)的軸向鄰接的轉(zhuǎn)子鋼片處。
[0008]在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，離心力在每個(gè)轉(zhuǎn)子鋼片層中作用到各個(gè)轉(zhuǎn)子鋼片上，該離心力將轉(zhuǎn)子鋼片從旋轉(zhuǎn)軸線在徑向上向外牽引。在根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子中，各個(gè)轉(zhuǎn)子鋼片經(jīng)由其粘附區(qū)域粘附在相鄰的隔磁部的澆鑄材料處。由此顯示了以下優(yōu)點(diǎn)，作用到相應(yīng)的轉(zhuǎn)子鋼片上的離心力能夠經(jīng)由粘附連接傳導(dǎo)到澆鑄材料上。因此，轉(zhuǎn)子鋼片層的轉(zhuǎn)子鋼片能夠通過(guò)與其在粘附區(qū)域中粘接的澆鑄材料抵抗離心力地保持，這使得轉(zhuǎn)子相對(duì)于離心力更穩(wěn)定，從而能在更高的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。此外，作用到澆鑄材料上的力是剪切力，并且因此能夠以低得多的斷裂風(fēng)險(xiǎn)作為牽引力傳輸?shù)綕茶T材料上，該牽引力與從現(xiàn)有技術(shù)中公知的轉(zhuǎn)子的情況一樣。
[0009]在此，相鄰轉(zhuǎn)子鋼片層的隔磁部能夠繞著旋轉(zhuǎn)軸線相互扭轉(zhuǎn)地布置，從而使整個(gè)轉(zhuǎn)子疊具有斜度，其優(yōu)選地相應(yīng)于轉(zhuǎn)子的槽距。這導(dǎo)致了減少轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。但是特別優(yōu)選的是徑向錯(cuò)位，即彼此鄰接的轉(zhuǎn)子層的隔磁部在徑向上相互錯(cuò)位地布置。由此具有以下優(yōu)點(diǎn)，作用到轉(zhuǎn)子鋼片層的各個(gè)轉(zhuǎn)子鋼片上的離心力能夠特別有效地引向軸。粘附區(qū)域能夠在徑向延伸方向上具有例如0.5毫米到5毫米的尺寸。
[0010]另外的優(yōu)點(diǎn)在于，在轉(zhuǎn)子鋼片中，在其粘附區(qū)域中分別設(shè)計(jì)至少一個(gè)凹進(jìn)部。此時(shí)，粘附在轉(zhuǎn)子鋼片處的澆鑄材料以有利的方式在徑向方向上形成形狀配合。換句話說(shuō)，澆鑄材料嚙合到轉(zhuǎn)子鋼片中。凹進(jìn)部能夠是切口或者斷面。在此，凹進(jìn)部能夠通過(guò)切削法來(lái)提供，即在組合疊片中有留空部。但是特別優(yōu)選的是，通過(guò)沖壓構(gòu)成凹進(jìn)部、即沖壓部。該非切削的方法僅擠壓了轉(zhuǎn)子鋼片的軟磁材料。由此得出的優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)形成凹進(jìn)部沒(méi)有減小轉(zhuǎn)子鋼片的能導(dǎo)磁的橫截面。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，凹進(jìn)部具有在0.05毫米和0.5毫米之間的深度。例如其能夠?yàn)?.1毫米。
[0011]附加于或者替代于凹進(jìn)部能夠設(shè)置，分別使轉(zhuǎn)子鋼片在其粘附區(qū)域中比在與粘附區(qū)域鄰接的區(qū)域中更粗糙。由此，使?jié)茶T材料粘附在轉(zhuǎn)子鋼片處的粘附力比平坦的、未處理的轉(zhuǎn)子鋼片更大。
[0012]優(yōu)選地，相鄰轉(zhuǎn)子鋼片層的隔磁部通過(guò)錯(cuò)位不是完全彼此分開(kāi)的，而是彼此鄰接的轉(zhuǎn)子鋼片層的隔磁部成對(duì)地重疊地布置，從而使重疊的隔磁部的澆鑄材料表現(xiàn)為一體的支承體。換句話說(shuō)，在將轉(zhuǎn)子鋼片串起時(shí)，在軸向方向上依次布置不同的轉(zhuǎn)子鋼片層的各個(gè)隔磁部，以使得轉(zhuǎn)子鋼片層的彼此相對(duì)應(yīng)的隔磁部在整體上在組合疊片中分別形成空間或者井形道。通過(guò)以澆鑄材料澆鑄該井形道，貫穿整個(gè)組合疊片的桿相應(yīng)地作為一體的支承體產(chǎn)生。由此，轉(zhuǎn)子的彎曲力矩以有利的方式變大。此外，經(jīng)由桿能夠?qū)⒆饔玫睫D(zhuǎn)子鋼片上的離心力軸向地傳導(dǎo)給組合疊片的軸向端部，并且在該處例如通過(guò)穩(wěn)定的端部盤傳輸?shù)捷S上。也能夠在組合疊片內(nèi)部設(shè)置非鐵磁的中間盤，其在徑向方向上支承桿。
[0013]根據(jù)有利的實(shí)施方式，澆鑄材料包括電絕緣的材料。由此得到以下優(yōu)點(diǎn)，閉鎖或者抑制轉(zhuǎn)子鋼片層之間的渦流。結(jié)合本發(fā)明，電絕緣特別地理解為小于10西門子、特別是小于1西門子的導(dǎo)電能力。聚合物、特別是合成樹(shù)脂或者陶瓷被證明特別合適的。合成樹(shù)脂具有特別的優(yōu)點(diǎn)，在粘附區(qū)域中還有特別大的附著力施加到鄰接的鋼片上，并且能夠提供按比例的大抗切變強(qiáng)度。
[0014]另外的優(yōu)點(diǎn)在于，澆鑄材料包括能導(dǎo)電的材料，特別是鋁和/或銅。鋁和銅也能夠分別以鋁合金或者銅合金的形式來(lái)提供。結(jié)合本發(fā)明，能導(dǎo)電理解為具有大于100西門子、特別是大于1000西門子的導(dǎo)電能力的材料。借助于能導(dǎo)電的澆鑄材料得到以下優(yōu)點(diǎn)，借助于隔磁部能夠構(gòu)造組合疊片中的籠型轉(zhuǎn)子的籠型繞組桿。
[0015]關(guān)于這一點(diǎn)，本發(fā)明的特別有利的改進(jìn)方案提出，即組合疊片在軸向端部處分別具有帶有隔磁部的轉(zhuǎn)子鋼片層，并且每個(gè)軸向端部的隔磁部分別通過(guò)由澆鑄材料形成的短路環(huán)相互電連接，并且總體上通過(guò)組合疊片中的澆鑄材料和短路環(huán)提供轉(zhuǎn)子的起動(dòng)籠型繞組。換句話說(shuō)，即短路環(huán)也由澆鑄材料形成。由此得出以下優(yōu)點(diǎn)，利用單獨(dú)的工作層能夠在組合疊片中構(gòu)成起動(dòng)籠型繞組或者短路籠。
[0016]為了在組合疊片中構(gòu)成相互錯(cuò)位的隔磁部，能夠?yàn)槊總€(gè)轉(zhuǎn)子鋼片層分別提供特別剪裁的軟磁的鋼片。但是特別有利的是，所有的轉(zhuǎn)子鋼片層都具有相同的剪裁。此時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)高的同類件應(yīng)用。通過(guò)至少一個(gè)轉(zhuǎn)子鋼片的相應(yīng)邊緣和隔磁部限定了該剪裁并且共同表現(xiàn)為一個(gè)輪廓，即用于各個(gè)轉(zhuǎn)子鋼片層的每個(gè)鋼片的剪裁形狀。轉(zhuǎn)子鋼片層的這種輪廓在此相同地設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在為了獲得彼此錯(cuò)位的隔磁部，在本實(shí)施方式中，在根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子中簡(jiǎn)單地相互扭轉(zhuǎn)地布置轉(zhuǎn)子鋼片層。例如相應(yīng)相鄰的轉(zhuǎn)子鋼片層能夠具有盡管相同、但是相互扭轉(zhuǎn)了 90度的輪廓。
[0017]如已經(jīng)實(shí)施的，屬于本發(fā)明的還有一種磁阻電機(jī)。該磁阻電機(jī)具有帶有線圈的定子，以用于通過(guò)線圈的交流饋電使根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。通過(guò)線圈的交流饋電能夠在轉(zhuǎn)子中生成旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。在該轉(zhuǎn)子中布置根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的實(shí)施方式，其能夠通過(guò)旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的磁阻效應(yīng)旋轉(zhuǎn)。
[0018]此外，屬于本發(fā)明的還有具有變流器的磁阻電機(jī)，以用于給線圈交流地饋電。變流器設(shè)計(jì)用于，通過(guò)線圈的交流饋電在定子中生成旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。在該定子中布置根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的一個(gè)實(shí)施方式，其能夠通過(guò)旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的磁阻效應(yīng)置于轉(zhuǎn)動(dòng)中。優(yōu)選地在根據(jù)本發(fā)明的磁阻電機(jī)中提出，變流器設(shè)計(jì)用于，使得轉(zhuǎn)子以大于5000轉(zhuǎn)每分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。由此，磁阻電機(jī)能夠用作用于電驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。但是，根據(jù)本發(fā)明的磁阻電機(jī)也能夠例如設(shè)計(jì)為用于工業(yè)應(yīng)用的通風(fēng)裝置驅(qū)動(dòng)器或者壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
[0019]相應(yīng)地屬于本發(fā)明的還有具有至少一個(gè)磁阻電機(jī)的機(jī)動(dòng)車，該磁阻電機(jī)是根據(jù)本發(fā)明的磁阻電機(jī)的一個(gè)實(shí)施方式。
[0020]最后，屬于本發(fā)明的還有一種用于制造根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的實(shí)施方式的方法。根據(jù)該方法，為每個(gè)轉(zhuǎn)子鋼片層分別提供軟磁的鋼片，其中，每個(gè)鋼片都具有用于隔磁部