CN111684686A - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机（1），包括：转子基体（2），在该转子基体上能安置多个永磁铁（3）或一转子绕组，以及轴（4），该轴用于接收所述转子基体（2），其特征在于，在轴（4）和转子基体（2）之间安置绝缘体（5），用以使所述转子基体（2）与所述轴（4）电绝缘，所述绝缘体（5）至少部分地嵌入到所述轴（4）和所述转子基体（2）中，用以使轴（4）和转子基体（2）不能相对转动地连接，并且所述绝缘体（5）由陶瓷和塑料的复合物制成。

Description

电机

技术领域

本发明涉及电机。尤其是本发明涉及电机的转子的轴毂连接的设计。

背景技术

从现有技术中已知了电机，尤其是具有永磁铁的三相机，其能够实现高功率密度和高转矩。电机的集中引导磁通的机器部件由堆叠的电气片组成。这种机器部件尤其是转子包，永磁铁固定在转子包上。转子包施加在轴上。轴用于将转子基体的转动运动从三相机向外传递出去并且通常由钢制成。转子包为了传递转矩而不能相对转动地连接在轴或毂上，其中，该连接通过压合座建立，压合座同时建立用于涡流的连接部位。

发明内容

通过根据本发明的电机避免了所谓的电蚀，在球轴承中会出现电蚀，球轴承设置用于支承轴。当涡流从转子基体经过轴被导向球轴承时会出现所述的电蚀并且在那里导致放电。根据本发明这通过轴和转子基体之间的电绝缘来避免。

根据本发明的电机包括转子基体，在转子基体上要么可安置多个永磁铁要么可安置转子绕组。如果转子基体具有转子绕组，那么尤其是需要滑环，用以向绕组传递电能。因此设置永磁铁是优选的。此外，电机具有用于接收转子基体的轴。在轴和转子基体之间安置绝缘体。由此使转子基体与轴电绝缘。此外设置，通过绝缘体将轴和转子基体不能相对转动地连接。这通过如下方式实现：绝缘体至少部分地嵌入到轴和转子基体中，由此建立了转子基体和轴之间的不能相对转动的连接。因此，绝缘体用于两个目的：一方面进行轴和转子基体相对彼此的电绝缘，另一方面进行转子基体和轴之间尤其是通过形状锁合的不能相对转动的连接。因此舍弃了从现有技术中已知的压合座，通过压合座无法实现电绝缘。绝缘体由陶瓷和塑料的复合物制成。通过陶瓷的部分提高了绝缘体的机械强度。塑料有利地用于电绝缘。此外，通过陶瓷的使用提高了不能相对转动的连接的使用寿命，因为仅采用塑料会导致塑料经过较长时间由于温度波动而损失强度。因此轴毂连接会出故障，这可以通过提高陶瓷部分的强度来补偿。

从属权利要求的内容涉及本发明的优选的改进方案。

优选设置，绝缘体具有陶瓷芯，其带有至少部分的塑料包套。陶瓷芯因此有利地用于接收负载，而塑料套确保了电绝缘。尤其是陶瓷芯的体积大于塑料包套的体积。因此绝缘体具有高强度且因此可以在轴和转子基体之间传递高转矩。

特别有利的是，陶瓷芯设计成挤压环。这意味着，陶瓷芯是环形的且经由挤压结合与轴连接。因此，尤其是除了之前描述的形状锁合的连接之外，也可以建立至少部分起作用的力锁合的连接。

转子基体和/或轴优选具有至少一个槽，其中，槽沿着轴的中轴线延伸。绝缘体嵌入到该至少一个槽中。特别有利地，不仅轴而且基体分别具有至少一个槽，其中，绝缘体嵌入到两个槽中。这导致了所述的不能相对转动的连接。特别有利地，不仅转子基体而且轴具有多个这种槽。

在一特别有利的实施方式中，所述至少一个槽具有沿着中轴线恒定的或可变的横截面。该横截面可以要么连续地要么跳跃地变化。横截面也可以沿着中轴线的走势首先减小且接下来再增大。通过横截面沿着中轴线的可变变化，实现了转子基体相对于绝缘体的轴向固定和/或轴相对于绝缘体的轴向固定。因此，要么可以使绝缘体轴向地、即沿着轴的中轴线的方向被固定，要么可以使整个转子基体相对于轴被轴向地固定。

在另一种优选的实施方式中设置，绝缘体在转子基体中星形地延伸。星形尤其是理解为，绝缘体环形地延伸，其中，从环形件径向地向外延伸有凸起。同样可行的是，凸起径向地向内延伸。以这种方式一方面实现了绝缘体和转子基体之间的不能相对转动的连接。另一方面能够实现，使转子基体内部的磁通转向。磁通的转向尤其是由于绝缘基体的陶瓷部分的特性来进行。陶瓷大多具有低渗透性、即低导磁性，绝缘体不仅可以电绝缘地起作用，而且也可以磁绝缘地起作用。

绝缘体有利地具有至少一个极端部位，该极端部位具有最大的径向延伸。径向延伸理解为垂直于、即径向地相对于轴的中轴线的尺寸。极端部位存在于围绕中轴线的一角度范围处，在该角度范围处也存在着在转子基体处的一永磁铁。尤其是永磁铁在所述角度位置处被安置到一个部位处，在该部位处永磁铁具有与轴的最小距离。如果永磁铁在其长度上具有与轴的中轴线的不同距离，则该角度区域尤其是对应于如下的区域，在该区域处永磁铁具有与轴且因此与轴的中轴线的最小距离。

绝缘体有利地在两个极端部位之间具有凹形面。该凹形面优选具有圆形或椭圆形的走势。由此能够实现，使转子基体内部的磁通最佳地转向。这意味着，磁通可从一个永磁铁、即从绝缘体的极端部位沿着凹形面朝其他永磁铁、即朝绝缘体的其他极端部位延伸。由此可以使磁通最佳化。

在一优选的实施方式中设置，转子基体内部的磁通沿着预先限定的轨道转向。这尤其是通过之前描述的措施来实现。尤其是转子基体在其导磁率上被绝缘体损坏。绝缘体优选具有磁绝缘效应，因为绝缘体是不传导的或传导性很差。这导致了，磁通不会通过绝缘体流动，由此可以对在转子基体内部的磁通进行适配。通过绝缘体的相应的造型因此可以实现，转子基体内部的磁通沿着预先限定的轨道走向。

绝缘体的塑料部分可以尤其是热固性塑料或热塑性塑料。尤其是塑料被电绝缘地构造且因此用于使转子基体与轴绝缘。

附图说明

下面参照附图详细描述本发明的实施例。其中：

图1 示出了根据本发明的一实施例的电机的示意图，

图2 在第一变形中示出了根据该实施例的电机的转子的示意图，

图3 在第二变形中示出了根据该实施例的电机的转子的示意图，

图4 在第三变形中示出了根据该实施例的电机的转子的示意图，

图5 在第四变形中示出了根据该实施例的电机的转子的示意图，以及

图6 在第五变形中示出了根据该实施例的电机的转子的示意图。

具体实施方式

图1示意地示出了电机1。电机1包括转子和轴4，转子具有转子基体2。此外，电机1包括用于驱动转子的定子11。

转子基体2由堆叠的电气片制成。转子基体2用于接收永磁铁3。可替换地，转子基体2也可以构造用于接收转子绕组。轴4由钢制成。为了实现转子基体2和轴4之间的电绝缘，在转子基体2和轴4之间布置绝缘体5，从而防止了转子基体2和轴4之间的接触。

通过绝缘体5建立了轴4和转子基体2之间的不能相对转动的连接，方式为：绝缘体5至少部分地嵌入到轴4以及嵌入到转子基体2中。尤其是这样实现了绝缘体5和轴4之间以及绝缘体5和转子基体2之间的形状锁合。转子基体2和轴4之间的不能相对转动的连接用于在转子基体2和轴4之间传递转矩。由此可以将通过定子11发动的转子基体2的旋转从电机1中传递出去。

为了通过绝缘体5实现轴4和转子基体2之间的连接，不仅在轴4中也在转子基体2中掏制单个的槽8。绝缘体5嵌入到槽8中。

绝缘体5由陶瓷和塑料的复合物制成。这样绝缘体5包括陶瓷芯6，其利用塑料套7包围。陶瓷芯6尤其是用于将转矩从转子基体2传递到轴4上，因为陶瓷芯6相对于塑料套7具有更高的强度。塑料套7主要用作轴4和转子基体2之间的电绝缘。

陶瓷芯6此外具有低导磁率，由此能够实现转子基体2内部的磁通的转向。这在下面在图2至6中示出。

图2至4示出了永磁铁3在转子基体2中的布置的不同的设计方案。在每种情况下设置，转子基体具有永磁铁3，永磁铁具有与轴4的中轴线100的最小径向距离或者永磁铁在一定的角度范围处具有与中轴线100的最小距离。陶瓷芯6且因此绝缘体5有利地星形地构造且因此具有极端部位9，在极端部位处绝缘体5径向最大地延伸。这同样适用于陶瓷芯6，其在极端部位9处同样径向最大地延伸。由此槽8在转子基体2中相应地构造，以便能够实现所述的极端部位9。

极端部位9尤其是处于一角度范围处，在该角度范围处，转子基体2具有一永磁铁3，其具有与中轴线100的最小径向距离。图2中存在唯一一个具有与中轴线100的所述最小距离的永磁铁3。因此极端部位9在该永磁铁3的角度范围处延伸。图3中所有的永磁铁3都具有与中轴线100相同的距离。因此每个极端部位9在每个永磁铁3处延伸。图4中示出了，两个永磁铁分别有一个部位具有与中轴线100的最小距离。极端部位9又在相同的角度区域上在最小距离的该部位处延伸。

为了使磁通200最佳化，绝缘体5优选可以具有凹形面10，该凹形面在两个极端部位9之间延伸。凹形面10具有要么圆形要么椭圆形的走势。以这种方式可以最佳地使磁通通过转子基体转向，从而磁通200在两个永磁铁3之间的预先限定的轨道上走向。通过磁通的最佳化实现了效率提高。

所述的措施在通过转子基体传导磁通时起到帮助。由此转子基体2中的槽8除了具有不能相对转动的连接的功能之外还具有使磁通200最佳化和转向的功能。这种功能对于轴4的槽8来说是不需要的。因此轴4中的槽8可以任意地构造并且尤其是这样地最佳化，使得实现电机1的部件的简单和低耗费的装配和制造。

图5和6示出了其他实施例，即如何能够将转子基体2固定在轴4上。图5中示出了一个例子，其中，每个槽8以恒定的横截面沿着轴4的中轴线100延伸。与此相反，图6示出了一个例子，其中，槽8的横截面在中轴线100上变化。这导致了绝缘体5在转子基体2上的轴向固定。由此防止了绝缘体5的打滑。

Claims (10)

1. 电机（1），包括：

转子基体（2），在该转子基体上能安置多个永磁铁（3）或一转子绕组，以及

轴（4），该轴用于接收所述转子基体（2），

其特征在于，

在轴（4）和转子基体（2）之间安置绝缘体（5），用以使所述转子基体（2）与所述轴（4）电绝缘，

所述绝缘体（5）至少部分地嵌入到所述轴（4）和所述转子基体（2）中，用以使轴（4）和转子基体（2）不能相对转动地连接，并且

所述绝缘体（5）由陶瓷和塑料的复合物制成。

2.根据权利要求1所述的电机（1），其特征在于，所述绝缘体（5）具有陶瓷芯（6），该陶瓷芯带有至少部分的塑料包套（7）。

3.根据权利要求2所述的电机（1），其特征在于，所述陶瓷芯（6）设计成环，用以在轴（4）和陶瓷芯（6）之间建立挤压结合。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电机（1），其特征在于，所述转子基体（2）和/或所述轴（4）具有沿着所述轴（4）的中轴线（100）延伸的至少一个槽（8），其中，所述绝缘体（5）嵌入到所述至少一个槽（8）中。

5.根据权利要求4所述的电机（1），其特征在于，所述至少一个槽（8）具有沿着所述中轴线（100）恒定的或可变的横截面。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电机（1），其特征在于，所述绝缘体（5）在所述转子基体（2）中星形地延伸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电机（1），其特征在于，所述绝缘体（5）具有至少一个极端部位（9），所述极端部位具有最大的径向延伸，其中，所述极端部位（9）存在于一角度范围处，在该角度范围处，插入到所述转子基体（2）中的永磁铁（3）具有与所述轴（4）的最小距离。

8.根据权利要求7所述的电机（1），其特征在于，所述绝缘体（5）在两个极端部位（9）之间具有凹形面（10），其中，所述凹形面具有圆形或椭圆形的走势。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电机（1），其特征在于，通过所述绝缘体（5）使转子基体（2）内部的磁通（200）沿着预先限定的轨道取向。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电机（1），其特征在于，所述塑料包括热塑性塑料和/或热固性塑料。

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