[发明专利]带有永磁体的电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括定子和转子的电机，所述定子包括复数个布置在铁芯叠片中和/或布置在定子和外壳之间的沿轴向延伸的冷却通道，所述转子的铁芯叠片布置在带有内孔的轮毂结构上，其中，铁芯叠片中或铁芯叠片上布置有复数个永磁体。

背景技术

人们一直致力于使电机，尤其是带有永磁体的电机的永磁体保持在尽可能恒定的温度水平上，因为永磁体的剩磁与温度相关。永磁体与温度相关的剩磁会使电机的磁通发生变化，从而使发电机模式下的感应电压和电动机模式下的可产生起动转矩变小。

现有技术是在这种电机内使用径流式风扇，但径流式风扇会增大电机的轴向长度。也可使用独立风扇，但独立风扇不仅会增加成本投入，还会增大结构尺寸。

DE 3035775A1中公开了一种连接在定子和转子后面的吸入式风扇，这种风扇通过电机中所存在的冷却通道吸入冷却空气。但这也会使电机的轴向长度发生不必要的增大。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种电机，这种电机在包括紧凑结构的情况下特别可确保转子得到充分冷却。此外，本发明的目的还在于使转子的整体温度水平保持在尽可能恒定的温度上，以便对永磁体的剩磁的温度相关性进行补偿。

这个目的通过一种包括下列组件的电机而达成：

-定子，所述定子包括复数个布置在铁芯叠片中和/或布置在定子和外壳之间的沿轴向延伸的冷却通道，

-转子，所述转子的铁芯叠片或者包括内孔，或者布置在带有内孔的轮毂结构上，

-复数个永磁体，所述永磁体布置在铁芯叠片中或铁芯叠片上，

-至少一个轴流式风扇，所述轴流式风扇布置在转子的内孔中，所述轴流式风扇所产生的气流流过转子后进入一个相应的装置内，并引起一种喷嘴效应，这种喷嘴效应在文丘里效应的基础上可使布置在定子内的冷却通道中出现气流。

通过使较高的空气量从转子的内孔中流过，可使布置在铁芯叠片中或布置在转子圆周上的永磁体(其剩磁与温度相关)得到有效冷却。借此可避免电机的磁通随磁体温度发生变化，进而可避免电机的感应电压和可产生起动转矩减小。

当电机处于发电机模式时，这一点对于二极管整流器而言特别有利。但反过来这也说明，处于发电机模式的电机即使在停车状态下也不应进行真正的冷却。

为能在电机的这些不同工作状态之间在转子中以及在永磁体上实现温度均衡，本发明的带有永磁体的电机借助二极管整流器针对停车状态设置了一个用于转子的电加热装置。借此可在转子中没有电损和铁损的情况下避免电机彻底冷却。

这样就无需在电机工作(即处于旋转状态)时输送电能，从而可避免使用会引起磨损的触点。

根据另一实施方式，轮毂结构与布置在转子内孔中的浇铸散热片一起就已经构成一个轴流式风扇，这个轴流式风扇可在转子内孔中产生轴向气流。

在此情况下，空气从转子内孔中流过，并在转子的末端绕过定子的端部绕组沿径向发生偏转。特别可在定子区域内通过一个适当的装置(特别是喷嘴)利用文丘里效应在这一侧的定子末端处产生一个负压，从而使定子铁芯叠片中的冷却通道和/或定子和外壳之间的冷却通道中产生可用于冷却定子的气流。

也可利用文丘里效应通过电机的气隙吸入空气，以便对布置在转子圆周上的永磁体进行有效冷却。其中，为避免存在于冷却空气中的磁性粒子积聚在永磁体上，有必要使用经机械过滤或电力过滤的冷却空气。

根据一种特别优选的实施方式，电机中布置有温度传感器，这些温度传感器可为电机(特别是转子)自动设定尽可能恒定的温度特性。其中，对布置在转子和定子上的永磁体区域内的温度进行检测，并相应提供冷却空气或电力加热。

附图说明

图1显示的是电机的示意图。

下面借助附图所示的实施例对本发明及其有利建构方案作进一步说明。

具体实施方式

附图显示的是电机1的示意图，电机1特别是一个布置在外壳2内的永磁同步电机。所述电机包括定子3，定子3的复数槽中布置有绕组系统，这个绕组系统在定子3的端面形成端部绕组6。所述绕组系统特别为三相绕组系统，其中，既可使用传统的绕线工艺(即短节距绕组)，也可使用绕齿线圈。

绕齿线圈指的是分别只环绕定子3的一个机械齿的线圈。定子3实施为叠片结构，并包括复数个基本沿轴向延伸的冷却通道8。外壳2和定子3之间也设置有冷却通道9，但在其他实施方式中，冷却通道9并非为必需组件；此外，即使不设置冷却通道9，也能清楚说明本发明的作用原理。