[发明专利]用于永磁激励的电机的转子装置

说明书

技术领域

本发明涉及永磁激励的电机，特别涉及用于这种电机的转子装置。

背景技术

从现有技术知晓具有极靴的转子装置，该极靴在朝向定子装置的气隙的方向上提供通过永久磁体产生的激励磁场。在对于在转子装置内设置永久磁体的变体中，永久磁体以它的磁极方向平行于转子的运动方向设置，使得转子装置的极靴位于永久磁体之间。在极靴中从永久磁体输出的磁场在气隙的方向上偏转。

这种类型的转子装置当今在许多永磁激励的电机中使用，例如在转向支持的情况下和在冷却设备中。这里基本上使用方形的永久磁体，其可以简单地用低的成本制造，其中一种磁化各向异性和一种对此相同指向的磁化方向在转子运动的方向或者说在极靴的设置方向上定向。

在旋转电机中永久磁体的这种设置称为轮辐设置。永久磁体的磁极方向在切线方向延伸。

这种转子装置的优点在于，通过适宜地选取尺寸能够实现这样的气隙磁通密度，其大于所安置的永久磁体的剩磁磁通密度。因为气隙磁通密度在很大程度上规定电机的转矩密度，所以由此能够构造具有相对高的转矩密度的效率高的电机。

这通过下述方式实现，选择转子中的永久磁体的数目，使得其径向长度大于永久磁体之间的极靴的切向宽度。这种安排使得磁通集中到气隙中，以便产生高于永久磁体的剩磁磁通密度的气隙磁通密度。

上面的转子装置经常与由简单的、低成本的磁体材料形成的永久磁体组合构造，特别是没有稀土结合物和具有相对小的剩磁磁通密度的磁体材料，例如由第六代的烧结的铁素体材料(gesinderten Ferritmateriialien der sechsten Generation)形成的永久磁体。

此外由烧结的铁素体材料形成的永久磁体具有相对小的矫顽场强，使得在足够高场强的磁场反转的情况下产生去磁的危险。为补偿该相对小的矫顽力，永久磁体在它们的材料各向异性和它们的磁化的方向上相对厚地实现，以便使它们能够抵御通过电机的定子磁场的去磁。

此外在上述转子装置中在永久磁体的磁通路径内提供两个气隙。为仍然能够实现高的气隙磁通密度以及对于去磁的大的抵御能力，因此如此设置的永久磁体经常构造为用铁素体材料形成的、其磁极方向平行于气隙磁场的永久磁体的两倍那样厚(在极化方向上)，后者由于结构条件所限在它们各自的磁通路径中仅有一个气隙。

特别在具有规定的转子直径和预定的极数的旋转电机的情况下在轮辐设置中永久磁体在切向(极化方向)厚度的每一次增大由于受限的结构空间都会导致它的最大可能的径向长度减小，因为永久磁体之间的距离在朝向转动轴线的方向上减小。永久磁体的径向长度的该局限性限制了通过永久磁体可以提供的磁通并且由此减小电机的气隙磁通密度和转矩密度。

此外永久磁体的厚度的每一次增大都导致单个极靴在电机的气隙处覆盖的角度减小并且同样能够导致该角度小于它的最优值。

发明内容

本发明的任务在于，提供用于电机的转子装置，其中虽然使用块状的低成本的永久磁体，但是仍然能够实现在气隙中高的磁通密度。

该任务通过根据权利要求1的用于电机的转子装置且通过根据并列权利要求的电机解决。

本发明的另外有利的设计在从属权利要求中说明。

根据第一方面，提供一种用于旋转的电机的转子装置，包括：

-多个极靴，它们相应通过连接片被保持在磁导区(Rückschlussbereich)处；和

-块状的永久磁体，其在相应两个极靴之间设置并且在磁导区之间沿径向向着转子装置的外表面延伸，其中永久磁体的磁化方向在极靴的设置方向上定向；

其中，至少一个永久磁体具有多个段，其中接近磁导区设置的第二段具有比永久磁体的远离磁导区的第一段较小的切向厚度。

上面的转子装置的思想在于，永久磁体带有多个段地或者多部分地设有不同的切向厚度，其中朝向转动轴线的段相比远离转动轴线的段具有较小的切向厚度。

以这种方式能够放大永久磁体在转子装置内延伸所经过的径向长度并且尤其在磁导区和气隙之间的整个径向长度上提供永久磁体。由此能够在极靴内实现最大可能的磁通密度并同时可以使得永久磁体的接近气隙的(远离转动轴线的)段的阻力通过其较大的切向宽度而得到提高。

此外永久磁体能够以侧面贴靠在磁导区上。

此外永久磁体能够以侧面在两个极靴之间的磁极间隙处结束。

根据一种实施方式，永久磁体的第一段的切向厚度可以以大于1.5的因子大于永久磁体的第二段的切向厚度。