[发明专利]磁阻电动机

说明书

本发明涉及一种磁阻电动机，该磁阻电动机带有一转子和一定子，该定子带有由至少一个定子线圈缠绕的、单侧敞开的绕组芯，该绕组芯带有布置在周边上的、分别相互间隔开的、构成磁轭对的磁轭，其中，在所述磁轭之间径向地嵌入转子的多个分布在周边上的、周期性地调节所述磁轭之间的磁通的齿。

这类磁阻电动机例如以横向磁通电机形式由WO1999019861A1已知。在这里，定子由多个沿转子的旋转轴线相互挨着布置的定子线圈构成，绕组芯以这些线圈缠绕。绕组芯具有多个带有相互间隔开的磁轭的磁轭对，其中，这些磁轭对为了构成一相而在其轴向之间包围一定子线圈并且在径向外侧通过磁轭的相互间隔构成敞开的磁回路。为了构成多个相，多个定子线圈在被分布在周边上的磁轭分隔开的情况下在轴向上沿旋转轴线布置。在定子线圈扭转和通电的情况下，磁轭对的磁轭之间的磁通通过分布在周边上的转子齿产生，这些齿在构造两个气隙的情况下转入到磁轭对的磁轭轴向之间。

原则上，磁阻电动机的控制通过在所述相上起作用的通电的接通时间实现。这使得，磁场的建立必须与磁回路的改变同步地进行。磁回路的改变通过磁轭和齿形式的磁通导引件相对于彼此的相对运动来实现。在此，到闭合开始时，在大量的磁回路中的每个上分别实现急剧地形成力矩，并且因此，磁通关于转子的扭转角度的特性曲线过于陡峭和尖锐。此外，这会导致不希望的噪声形成。由此，尤其在较高转速的情况下，使得时间准确地控制定子线圈变得困难。因此，在高极性的磁阻电动机的情况下必须尤其对机械公差提出极高的要求，以使附加于控制错误出现的、由公差引起的错误最小化。

因此，本发明的任务在于，这样改进磁阻电动机，使得产生较平的特性曲线并且尤其在高极性磁阻电动机的情况下实现改进控制。在此，尤其也应实现小的噪声形成。

该任务通过一种磁阻电动机解决，该磁阻电动机带有一转子和一定子，该定子带有由至少一个定子线圈缠绕的、单侧敞开的绕组芯，该绕组芯带有布置在周边上的、分别相互间隔开的、构成磁轭对的磁轭，其中，在所述磁轭之间径向地嵌入有多个分布在周边上的、周期性地调节所述磁轭之间的磁通的转子齿，并且，所述齿在所述转子的转动方向上与所述磁轭形成根据旋转角度连续产生的面交叠。通过连续地随着转子相对于定子的扭转角度而升高的、例如呈在周向方向上相互扭转角度的交叠面形式的面交叠，能够避免在经过旋转轴线径向向外笔直走向的磁轭和齿的情况中的跳跃式运转形式的交叠。由此，产生连续发展的磁通和力矩，这些磁通和力矩可较简单地控制并且具有较小的误差敏感性，从而使定子线圈的电控制变得简单。

磁通导引件（齿和/或磁轭）的构造方式直接对磁通的特性曲线起作用，所述特性曲线例如由于交叠面的连续构造而尤其在其升高侧和衰减侧上被构造成更少地陡峭并且总地更宽，由此，可改进控制时间和噪声行为。因此可能的是，通过有目的地选择磁通导引件的几何尺寸来有利地设计磁回路的闭合和打开。此外，这样影响特性曲线，使得峰值最大值移向更大的扭转角度。磁回路的所完成的功保持在和具有随着增加的扭转角度而跳跃式地升高的交叠面交叠的磁回路中类似的水平上。

特别有利的是，在横向磁通电机中应用根据扭转角度连续地交叠的交叠面。在这里，构造为齿的、在相互轴向间隔开的磁轭的磁轭对的磁轭之间产生磁通的磁通导引板材从周向方向上观察构造成楔形的。由于这些楔的角度，磁轭和齿首先在径向外侧交叠，其中，随着转子相对于磁轭的扭转角度增加，交叠面连续地增加，以便然后在超过具有最大可能的磁通的最大交叠面之后重又连续地下降。

齿上的楔形的展现可以通过附加地在基本上在周向方向上设有原始矩形横截面的齿上借助于附加地安装的磁通导引件来设置。替代地，齿的楔形可以构造在优选由板材构成的磁通导引板材上，这些板材相互叠置成固定在转子上的、具有分布在周边上的齿的环形。在这里，所述楔形可以一体式地设置在齿上，其中，每个齿本身可以由多个相互叠置的、规定所述楔形构造的板材件构成。

根据本发明的构想，磁阻电动机可以设置为内转子或外转子，其中，在优选外转子的情况下，绕组芯具有磁轭的径向向外构造成U形的磁轭对，其中，在转子上从径向外侧向径向内侧加宽并在周边上优选以磁轭对的相同数量分布的、在周向方向上构造成楔形的齿径向地嵌入到磁轭之间，并且，所述齿和磁轭分别构成相互轴向地面对的交叠面，这些交叠面随着增加的扭转角度连续地增加并且重又下降。