[发明专利]具有磁旋转场降低和通量集中的同步电机

说明书

本发明涉及一种具有通量集中的同步电机。本发明的目的在于提供一种同步电机，该同步电机能够以简单的结构实现提供扭矩方面的改进的特性，该目的对于同步电机来讲这样解决，在转子和/或定子中设置至少一个附加的永磁体，其产生的磁通量至少部分地通过转子的磁通引导区域引回，其中转子的磁通引导区域中的附加永磁体的磁通量具有与转子的永磁体的磁化方向相反的方向。

技术领域

本发明涉及一种具有通量集中的同步电机，

-具有至少一个具有多相、优选三相绕组的定子，该绕组的极数2p≥4，其中极数是极对数p的两倍并且绕组布置在定子中的n个凹槽中并且形成用于产生磁旋转场，

-具有设置在至少一个定子的凹槽之间的磁通引导区域，其用于引导磁旋转场，这些区域包括铁磁的，优选软磁的材料，

-具有至少一个布置在旋转轴上的转子，该转子相对于至少一个定子形成空隙并可旋转地布置并且有着具有永磁体的区域，该永磁体面向至少一个定子并且相对于转子的旋转方向，均匀分布地布置在圆周方向中的角度区域中，

-其中永磁体在至少一个定子的磁通引导区域的方向上或在与其相反的方向上被磁化，

-至少一个的转子具有布置在永磁体之间的磁通引导区域，其用于将磁通量引出或引入至少一个的转子，

-其中至少一个的转子的磁通引导区域具有铁磁材料，优选软磁材料。

背景技术

从现有技术中已知这种永久激励同步电机。它们通常用于中小功率要求，并且可以用作发电机和同步电动机。然而，也越来越多地实现更大的功率。例如，风力发电设备有时配备有永久激励的同步电机。永久激励同步电机具有转子，该转子具有在定子的磁通引导区域的方向上或在相反方向上磁化的永磁体。如果定子的绕组产生磁场，则永磁体的磁极相应地被吸引到旋转磁场的磁极，使得彼此相对的磁极总是非同极的。因此这样产生同步电机的转矩，即，可旋转地安装的永久激励转子的磁极跟随定子中产生的磁旋转场。

从US 2010/019606 A1中已知一种具有定子和具有轴向间隔的转子芯的、可旋转地安置的转子的电动机，其中转子齿和径向磁化的永磁体假体安置在转子芯上。

文件US 2005/099082 A1涉及一种交流同步电机，其包括具有多个周向安置的永磁体的定子和具有多个定子极的定子。

文件DE 4115887A1公开了一种具有定子和安置有永磁体的转子的电机，其中磁通量可借助于控制线圈改变以为了不同负载和/或运行速度而进行合适控制或者调节。

由文件US 2010/176679 A1中已知具有转子、激励件和衔铁的电机，该衔铁具有衔铁线圈，该衔铁线圈朝向转子周向安置并且用于控制磁通量。

扭矩通常取决于转子和磁旋转场之间的相角，其中最大值本身取决于永磁体的最大可磁化性。例如，当使用钕永磁体时，永磁体在对电动机常见的最大150℃的温度范围内的可以提供的最大磁通密度为大约1.4T。在结构尺寸不变的情况下，目前为止，由于永磁体提供的最大磁通密度，扭矩的提供受到限制。

然而，一直需要增加同步电机的可实现的/可用的扭矩，以便基于更高扭矩例如减小结构尺寸，降低成本或允许全新应用。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种具有磁通量集中的永久激励同步电机，其能够以简单的设计提供关于扭矩提供的改进特性。

所指出的目的根据本发明的教导对于同步电机来说这样实现，即，设置至少一个附加的永磁体，其产生的磁通量至少部分地由转子的磁通引导区域引导，其中转子的磁通引导区域中的附加永磁体的磁通量具有与转子的永磁体的磁化方向相反的方向。