[发明专利]用于电机的转子

说明书

本发明涉及一种用于电机的转子(1)，其包括第一永磁体(21)和具有径向靠外的外侧(4)的铁磁性结构(3)，其中，铁磁性结构(3)设计用于围住第一永磁体(21)的至少一部分。根据本发明，在第一永磁体(21)的背离外侧(4)的横向侧面(6)和铁磁性结构(3)的相对于第一永磁体(21)径向更靠内的凹进部(42)之间设置了铁磁性结构(3)的第一中间区域(81)，该凹进部(42)包括具有比铁磁性结构(3)更小的磁导率的材料。

技术领域

本发明涉及一种用于电机的、特别是用于电动机的转子，包括第一永磁体和具有径向靠外的外侧的铁磁性结构，其中，铁磁性结构设计用于围住第一永磁体的至少一部分。

背景技术

由现有技术公知了一种电机的、特别是电动机的转子的多个可能的实施方式。尤其是由现有技术已知了一种转子，其具有内部的、即布置在转子内部的永磁体(英文：Internal-Permanentmagnet-Motors内部永磁体转子；简称IPM)。

电机或者带有内部永磁体的转子(IPM)不仅具有磁阻转矩而且具有由在电机的定子的极和内部永磁体之间的磁性相互作用形成的转矩。

具有带有内部永磁体的转子的电机的可能的缺点是，永磁体的磁场在电机的无负荷运行(空转)时也存在。永磁体的相对于定子的随着时间变化的磁场在定子的绕组中感生出反向电压(反向电机力；简称反向EMK)，反向电压对施加在定子的绕组处的电压起反作用。如果所感生出的反向EMK超过所施加的电压，那么在转子的转速提升时就不能够维持电机的恒定转矩。

为了减少永磁体的在转子本身中耦合的磁场，按照现有技术能够在电机的转子内部设置空气塞。这种空气塞例如由公开出版物DE 10 2008 058 347 A1和DE 11 2010 005756 T5中公知。

发明内容

本发明基于以下目的，改进电机的转子。

根据本发明的用于电机的、特别是用于电动机的转子包括第一永磁体和具有径向靠外的外侧的铁磁性结构，其中，铁磁性结构设计用于围住第一永磁体的至少一部分。根据本发明，在第一永磁体的背离外侧的横向侧面和铁磁性结构的相对于第一永磁体径向更靠内的凹进部之间设置了铁磁性结构的第一中间区域，其中，凹进部包括一种具有比铁磁性结构小的磁导率的材料。

方向：轴向、径向和按方位(azimutal)都是关于转子的转动轴线的，并且整体上构成圆柱坐标系(转子坐标系)。

根据本发明的转子一般都能够置于电机内，例如置于电驱动的机动车的电动机和/或发电机中。下面将电机视为包括根据本发明的转子的电机。

根据本发明的转子通过借助铁磁性结构与电机定子的磁场的相互作用产生磁阻转矩。

附加地，永磁体的磁场进一步地有助于电机的转矩，该电机包括根据本发明的转子。

根据本发明，在具有比铁磁性结构小的磁导率的凹进部和第一永磁体的背离转子的外侧的横向侧面之间径向地设置了铁磁性结构的第一中间区域。这个中间区域尤其是铁磁性的。

如果包括根据本发明的转子的电机在其功率曲线的工作点中以恒定的转矩(电枢调节范围)运行，那么第一中间区域由于定子的磁场而磁饱和。通过使第一中间区域磁饱和，以及通过使凹进部具有很小的磁导率，转子的d轴线的感应率L_d(d轴电感)减少。通过减少d轴线的感应率L_d，有利地扩大了电机的转矩。一般来说有利的是，实现d轴线的尽可能小的感应率L_d并且实现q轴线的尽可能大的感应率L_q(q轴线电感)。换句话说，当d轴线和q轴线的感应率之间的在数值上的差增大时，电机的转矩提升。