DE10056875A1 - Rotor for an electrical machine - Google Patents
Rotor for an electrical machineInfo
- Publication number
- DE10056875A1 DE10056875A1 DE10056875A DE10056875A DE10056875A1 DE 10056875 A1 DE10056875 A1 DE 10056875A1 DE 10056875 A DE10056875 A DE 10056875A DE 10056875 A DE10056875 A DE 10056875A DE 10056875 A1 DE10056875 A1 DE 10056875A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rotor
- rotor according
- stator
- magnet
- modules
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
- H02K2201/06—Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Ein Rotor nach dem Stand der Technik muß jeweils individuell für eine elektrische Maschine hergestellt werden. DOLLAR A Ein erfindungsgemäßer Rotor (1) besteht aus Modulen (7, 8, 9) des gleichen Bauteiltyps, womit mit einem Bauteiltyp verschiedene Rotoren (1) hergestellt werden können.A rotor according to the prior art must be manufactured individually for an electrical machine. DOLLAR A A rotor (1) according to the invention consists of modules (7, 8, 9) of the same component type, with which different rotors (1) can be produced with one component type.
Description
Es ist bekannt, für elektrische Maschinen einen Rotor zu verwenden, der einen Trägerkörper aufweist, auf dem mehrere Magnete angeordnet sind. Durch einen solchen Aufbau des Rotors kommt es in Verbindung mit einem genuteten Stator zu einem Rastmoment und kann je nach Grösse, z. B. im Bereich eines drive-by-wire-system, Störungen hervorrufen.It is known to have a rotor for electrical machines use that has a support body on which several Magnets are arranged. Through such a structure of the Rotors are used in conjunction with a grooved stator a cogging torque and depending on the size, e.g. B. in the area of a drive-by-wire system, causing interference.
Aus der US-PS 5,365,137 ist bekannt, einen Rotor aus drei Modulen aufzubauen. Der Rotor weist jedoch keinen Magnet auf und der Rotor ist nicht innerhalb eines Stators angeordnet.From US Pat. No. 5,365,137 it is known to have a rotor made up of three To build modules. However, the rotor has no magnet and the rotor is not located within a stator.
Die US-PS 5,936,325 und die US-PS 5,481,147 zeigen einen elektrischen Motor, bei dem der Rotor aus Modulen aufgebaut ist und die Module auf der Rotorwelle gegeneinander um einen bestimmten Winkel verdreht sind. Die Rotoren weisen keine Magnete auf. Die Verdrehung der Module ist dabei aufgrund der Funktionsweise der Reluktanzmaschine notwendig, nicht aber um ein Nutrastmoment zu verringern.U.S. Patent 5,936,325 and U.S. Patent 5,481,147 show one electric motor in which the rotor is made up of modules and the modules on the rotor shaft against each other certain angle are twisted. The rotors have none Magnets on. The twisting of the modules is due to this the mode of operation of the reluctance machine is not necessary but to reduce a cogging torque.
Der erfindungsgemäße Rotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise die Herstellung und/oder die Verringerung des Rastmoments einer elektrischen Maschine mit dem Rotor verbessert sind.The rotor according to the invention with the characteristic features of claim 1 has the advantage that simple way of making and / or Reduction of the cogging torque of an electrical machine with the rotor are improved.
Wenn der Rotor aus Modulen eines Typs aufgebaut ist, lassen sich damit Rotoren verschiedener axialer Baulängen zusammenbauen. Für die Herstellung von verschiedenen Rotoren werden nur noch Module eines Typs benötigt und nicht mehr eine Anzahl von verschiedenen Rotoren.If the rotor is made up of modules of one type, leave rotors of different axial lengths Assemble. For the production of various Rotors are only required of one type of module and not more a number of different rotors.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 genannten Rotors möglich.By those listed in the dependent claims Measures are advantageous training and Improvements of the rotor mentioned in claim 1 are possible.
Für die Reduzierung eines Nutrastmoments ist es vorteilhaft, wenn die Module um einen bestimmten Drehwinkel in Umfangsrichtung gegeneinander verdreht sind.To reduce a cogging torque, it is advantageous when the modules are rotated by a certain angle Are circumferentially rotated against each other.
Für eine optimale Reduzierung des Nutrastmoments ist es vorteilhaft, wenn der Drehwinkel der Verdrehung der Module gegeneinander abhängig ist von einer Polzahl, einer Zahnform, einer Breite der Magneten, einer Luftspaltlänge, einer Nutzahngeometrie des Stators usw..It is for an optimal reduction of the cogging torque advantageous if the angle of rotation of the rotation of the modules is mutually dependent on a number of poles, one Tooth shape, a width of the magnets, an air gap length, a useful tooth geometry of the stator etc.
Für einen Trägerkörper des Rotors verwendet man vorteilhafter Weise Elektroblech.One uses for a carrier body of the rotor advantageously electrical sheet.
Es ist vorteilhaft, wenn zwischen den Magneten auf der Umfangsfläche des Trägerkörpers kein oder magnetisch nicht bzw. schlecht leitfähiges Material vorhanden ist. It is advantageous if between the magnets on the No circumferential surface of the carrier body or magnetically or poorly conductive material is available.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Several embodiments of the invention are in the Drawing shown in simplified form and in the following Description explained in more detail.
Es zeigenShow it
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Rotor, Fig. 1 shows a rotor according to the invention,
Fig. 2a einen weiteren erfindungsgemäßen Rotor, und Fig. 2a shows a further rotor according to the invention, and
Fig. 2b einen Teilausschnitt eines erfindungsgemässen Rotors gemäss Fig. 2a in einem radialen Querschnitt. FIG. 2b shows a partial section of a rotor according to the invention according to Fig. 2a in a radial cross-section.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Rotor 1, der unter anderem aus einer Rotorwelle 5, einem ersten Modul 7, einem zweiten Modul 8 und einem dritten Modul 9 besteht. Es kann auch ein Modul weniger oder noch mehr Module vorhanden sein. Die Module 7, 8, 9 liegen hier dicht aneinander, können aber auch beabstandet voneinander sein. Fig. 1 shows a rotor according to the invention 1, which consists, inter alia, of a rotor shaft 5, a first module 7 to a second module 8 and a third module 9. There may also be one module fewer or even more modules. The modules 7 , 8 , 9 are close together here, but can also be spaced apart.
Jedes Modul 7, 8, 9 besteht aus einem Trägerkörper 12 und zumindest einem Magneten 15, bspw. ein Permanentmagnet, der auf einer Umfangsfläche des Trägerkörpers 12 angeordnet ist. Durch die modulare Bauweise können mit nur einem Bauteil, einem Modul 7, 8, 9 verschiedene Rotoren 1 zusammengebaut werden.Each module 7 , 8 , 9 consists of a carrier body 12 and at least one magnet 15 , for example a permanent magnet, which is arranged on a peripheral surface of the carrier body 12 . Due to the modular design, different rotors 1 can be assembled with only one component, a module 7 , 8 , 9 .
Der Trägerkörper 12 ist mit der Rotorwelle 5 fest verbunden und besteht vorzugsweise aus Elektroblech.The carrier body 12 is firmly connected to the rotor shaft 5 and is preferably made of electrical sheet.
Ein solcher Rotor 1 kann für eine sich drehende elektrische Maschine, d. h. einen elektrischen Motor oder einen elektrischen Generator, verwendet werden.Such a rotor 1 can be used for a rotating electrical machine, ie an electrical motor or an electrical generator.
Eine solche elektrische Maschine hat auch einen Stator 18 mit zumindest einem Statorzahn 22, auf dem zumindest eine Spule 26 (Fig. 2b) angeordnet ist. Die axiale Länge des Statorzahns 22 entspricht ungefähr der axialen Länge der vorhandenen Module 7, 8, 9. Sie kann aber auch axial über- oder unterstehen.Such an electrical machine also has a stator 18 with at least one stator tooth 22 on which at least one coil 26 ( FIG. 2b) is arranged. The axial length of the stator tooth 22 corresponds approximately to the axial length of the existing modules 7 , 8 , 9 . However, it can also protrude or protrude axially.
Fig. 2a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotors 1. Auch hier besteht der Rotor 1 aus mehreren Modulen 7, 8, 9, die jedoch um einen bestimmten Drehwinkel α (Fig. 2b) gegeneinander verdreht sind. Fig. 2a shows a further embodiment of a rotor 1 according to the invention. Here, too, the rotor 1 consists of several modules 7 , 8 , 9 , which, however, are rotated relative to one another by a certain angle of rotation α ( FIG. 2b).
Durch die Verdrehung der Module 7, 8, 9 untereinander wird ein Nutrastmoment einer elektrischen Maschine, bestehend aus dem Stator 18 und dem erfindungsgemäßen Rotor 1, verringert. Die bisher praktizierten Maßnahmen, wie z. B. der Einsatz von geschrägten Magneten, schräg aufmagnetisierten Ringmagneten, Statoren mit gegeneinander verdrehten Blechlamellen sind in der Herstellung aufwendig, teuer und zudem fehleranfällig. Weiterhin besteht der Vorteil dieser modularen Bauweise des erfindungsgemäßen Rotors 1 darin, daß Rotoren 1 mit großen Baulängen fertigungstechnisch leichter herzustellen sind. Dies führt auch zu einer Reduzierung der Herstellungskosten. Zwischen den Magneten 15 ist ein Zwischenraum 24 vorhanden, der bspw. kein Material aufweist oder mit schlecht bzw. nicht magnetisch leitenden Material aufgefüllt ist, so dass ein magnetischer Flussverlust durch die Magneten 15 umgebendes Material minimiert ist.By rotating the modules 7 , 8 , 9 with respect to one another, a cogging torque of an electrical machine consisting of the stator 18 and the rotor 1 according to the invention is reduced. The measures practiced so far, such as B. the use of beveled magnets, obliquely magnetized ring magnets, stators with mutually twisted metal plates are complex to manufacture, expensive and also prone to errors. Furthermore, the advantage of this modular design of the rotor 1 according to the invention is that rotors 1 with large lengths are easier to manufacture in terms of production technology. This also leads to a reduction in manufacturing costs. Between the magnets 15 there is an intermediate space 24 which, for example, has no material or is filled with poorly or non-magnetically conductive material, so that a magnetic flux loss through the material surrounding the magnets 15 is minimized.
Die Magnete 15 sind auf dem Trägerkörper 12 aufgeklebt oder durch Befestigungsmittel, wie sie aus der Anmeldung DE 100 09 151.2-12 bekannt sind, befestigt. Eine weitere Möglichkeit zur Befestigung der Magnete 15 besteht durch die Verwendung eines Rohrs aus einem magnetisch nicht leitenden Material, das beispielsweise durch Schrumpfpassung oder mittels einem Bajonettverschluß auf den Magneten 15 angeordnet ist und diese auf dem Trägerkörper 12 befestigt. The magnets 15 are glued to the carrier body 12 or fastened by fastening means such as are known from the application DE 100 09 151.2-12. Another possibility for fastening the magnets 15 is to use a tube made of a magnetically non-conductive material, which is arranged on the magnet 15 , for example by shrink fitting or by means of a bayonet lock, and fastens the latter to the carrier body 12 .
Fig. 2b zeigt einen Teilausschnitt eines erfindungsgemäßen Rotors 1 gemäß Fig. 2a im radialen Querschnitt. Der Rotor 1 hat beispielsweise sechs Magnete 15, die sechs Rotorpole 20 bilden, und der Stator 18 hat beispielsweise neun Statorzähne 22. Jede andere Kombination von einer Anzahl von Rotorpolen 20 und Statorzähnen 22 ist möglich. Die einzelnen Module 7, 8, 9 sind jeweils um einen Winkel α in Umfangsrichtung verschoben. FIG. 2 b shows a partial section of a rotor 1 according to the invention according to FIG. 2 a in radial cross section. The rotor 1 has, for example, six magnets 15 , which form six rotor poles 20 , and the stator 18 has, for example, nine stator teeth 22 . Any other combination of a number of rotor poles 20 and stator teeth 22 is possible. The individual modules 7 , 8 , 9 are each shifted by an angle α in the circumferential direction.
Der Statorzahn 22 deckt bspw. mit seiner dem Magneten 15 gegenüberliegenden Fläche nur den Magneten 15 eines Moduls 7 ab. Die Magneten 15 der anderen Module 8, 9 werden dabei nur zum Teil von dem Statorzahn 22 abgedeckt.The stator tooth 22 covers eg. The magnet 15 with its opposite surface, only the magnet 15 of a module 7 from. The magnets 15 of the other modules 8 , 9 are only partially covered by the stator tooth 22 .
Die Fläche des Statorzahns 22, u. a. gegeben durch eine Breite des Statorzahns 22, die den Magneten 15 gegenüberliegt, kann auch kleiner oder grösser als eine Fläche oder Breite des Magneten 15.The area of the stator tooth 22 , given, inter alia, by a width of the stator tooth 22 which lies opposite the magnet 15 , can also be smaller or larger than an area or width of the magnet 15 .
Claims (10)
einer Rotorwelle, und
zumindest einem Trägerkörper, wobei auf dem zumindest einen Trägerkörper zumindest ein Magnet angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Rotor (1) aus zumindest zwei Modulen aufgebaut ist, wobei jedes Modul (7, 8, 9) zumindest aus einem Trägerkörper (12) und zumindest einem Magneten (15) besteht.1. Rotor for an electrical machine, at least consisting of
a rotor shaft, and
at least one support body, at least one magnet being arranged on the at least one support body,
characterized in that
the rotor ( 1 ) is constructed from at least two modules, each module ( 7 , 8 , 9 ) consisting of at least one carrier body ( 12 ) and at least one magnet ( 15 ).
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10056875A DE10056875A1 (en) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | Rotor for an electrical machine |
| PCT/DE2001/004271 WO2002041471A1 (en) | 2000-11-16 | 2001-11-16 | Rotor for an electric machine |
| AU2002218983A AU2002218983A1 (en) | 2000-11-16 | 2001-11-16 | Rotor for an electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10056875A DE10056875A1 (en) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | Rotor for an electrical machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10056875A1 true DE10056875A1 (en) | 2002-06-06 |
Family
ID=7663556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10056875A Ceased DE10056875A1 (en) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | Rotor for an electrical machine |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2002218983A1 (en) |
| DE (1) | DE10056875A1 (en) |
| WO (1) | WO2002041471A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3402042A1 (en) | 2017-05-11 | 2018-11-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Fixing a bandage thread for fixing and positioning permanent magnets |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7067948B2 (en) | 2002-10-18 | 2006-06-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Permanent-magnet rotating machine |
| US7247964B2 (en) | 2003-07-24 | 2007-07-24 | A.O. Smith Corporation | Electrical machine with magnetized rotor |
| US6867525B2 (en) * | 2003-07-24 | 2005-03-15 | A.O. Smith Corporation | Brushless permanent magnet machine with axial modules of rotor magnetization skew and method of producing the same |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4642502A (en) * | 1986-04-24 | 1987-02-10 | General Motors Corporation | Dynamoelectric machine with permanent magnet and magnet mounting surface arrangement |
| US5485046A (en) * | 1992-02-20 | 1996-01-16 | Dana Corporation | Variable reluctance electric motor |
| FR2742939B1 (en) * | 1995-12-21 | 1998-03-06 | Jeumont Ind | MODULAR DISCOID ELECTRIC MACHINE |
| JP3493865B2 (en) * | 1995-12-27 | 2004-02-03 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | motor |
| US5973436A (en) * | 1996-08-08 | 1999-10-26 | Rolls-Royce Power Engineering Plc | Electrical machine |
| US5739612A (en) * | 1996-09-03 | 1998-04-14 | Davenport; Norban Earl | Auxiliary power source |
-
2000
- 2000-11-16 DE DE10056875A patent/DE10056875A1/en not_active Ceased
-
2001
- 2001-11-16 AU AU2002218983A patent/AU2002218983A1/en not_active Abandoned
- 2001-11-16 WO PCT/DE2001/004271 patent/WO2002041471A1/en not_active Ceased
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3402042A1 (en) | 2017-05-11 | 2018-11-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Fixing a bandage thread for fixing and positioning permanent magnets |
| WO2018206231A1 (en) | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Attaching a bandage thread for fixing and positioning permanent magnets |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2002218983A1 (en) | 2002-05-27 |
| WO2002041471A1 (en) | 2002-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102004017157B4 (en) | Method for producing a rotor assembly and rotor assembly for an electrical machine | |
| DE69208225T2 (en) | Permanent magnet rotor for a dynamoelectric machine | |
| EP2639936B1 (en) | Electrical machine with permanently excited rotor and permanently excited rotor | |
| DE3884815T2 (en) | ROTATING ELECTRICAL DEVICE. | |
| DE102021102807A1 (en) | Magnets, pole pieces and slot openings of an axial flux motor | |
| DE112006002902T5 (en) | Device with permanent magnet pieces | |
| EP0286905A1 (en) | Electronically commutated brushless DC motor | |
| EP2073352A1 (en) | Permanently excited synchronous machine with shell magnets | |
| EP1495527A1 (en) | Electrical machines, especially engines excited by permanent magnets | |
| DE112008001226T5 (en) | Rotor of a rotating electrical machine and manufacturing process for it | |
| DE10255027A1 (en) | Rotor e.g. for brushless permanent-magnet motor, has a rotor yoke and a permanent magnet ring mounted on the rotor yoke and fitted with multiple poles set apart around the circumference. | |
| DE102009001173A1 (en) | Brushless motor | |
| DE102013213554A1 (en) | ELECTRICAL PERMANENT MAGNET ROTATION MACHINE | |
| EP0954087A1 (en) | Dynamoelectrical transmission and centrifugal pump with such transmission | |
| DE102010032764A1 (en) | Electric machine and stator for the same | |
| DE112016006315T5 (en) | Rotor, magnetization method, motor and scroll compressor | |
| DE10153578B4 (en) | Alternator for permanent magnet vehicles in the rotor and method of making same | |
| DE102012100332A1 (en) | Stator for a rotating electrical machine and method for its manufacture | |
| DE102021211050A1 (en) | ELECTRIC MOTOR WITH VARIOUS Stacked ROTOR SEGMENTS AND METHOD OF DESIGNING SAME | |
| EP1060554A1 (en) | Electric machine, especially a reluctance motor | |
| DE102005047771A1 (en) | Rotor arrangement for electrical machine has stacked plates with some openings bridged at outer ends by outer bridges and other openings open at outer end | |
| DE10146123A1 (en) | Electronically commutated electric motor with coils parallel to the axis | |
| DE112006002546B4 (en) | Electric motor with asymmetric poles | |
| DE102007013738B4 (en) | Electric machine with claw-pole stator | |
| DE102008022209A1 (en) | AC motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8131 | Rejection |