DE102007023606A1

DE102007023606A1 - Tooth module for a primary part of an electrical machine

Info

Publication number: DE102007023606A1
Application number: DE102007023606A
Authority: DE
Inventors: Zeljko Dr. Jajtic; Michael Menhart
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2007-05-21
Publication date: 2008-12-04
Also published as: WO2008142001A2; WO2008142001A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zahnmodul (1) für ein Primärteil (14) einer elektrischen Maschine, wobei das Zahnmodul (1) zumindest eine Spule (2) und einen Permanentmagneten (3) aufweist und wobei zwischen der Spule (2) und dem Permanentmagneten (3) ein thermischer Übergangswiderstand (6) ausgebildet ist.The invention relates to a tooth module (1) for a primary part (14) of an electrical machine, wherein the tooth module (1) has at least one coil (2) and a permanent magnet (3) and between the coil (2) and the permanent magnet (3 ) A thermal contact resistance (6) is formed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnmodul für ein Primärteil einer elektrischen Maschine, wobei das Zahnmodul zumindest eine Spule und einen Permanentmagneten aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Primärteil mit einem oder mehreren Zahnmodulen sowie eine elektrische Maschine mit einem Primärteil, welches ein oder mehrere Zahnmodule aufweist.The The invention relates to a tooth module for a primary part an electric machine, wherein the tooth module at least one Coil and a permanent magnet has. Furthermore, the concerns Invention a primary part with one or more tooth modules and an electric machine with a primary part, which has one or more tooth modules.

Elektrische Maschinen weisen ein Primärteil und ein Sekundärteil auf. Dabei sind elektrische Maschinen derart aufbaubar, dass das Primarteil und/oder das Sekundärteil Permanentmagnete aufweisen können. Das Primärteil ist dabei das Teil, welches elektrisch bestrombare Wicklungen aufweist. Das Primärteil ist beispielsweise als Stator einer rotatorisch arbeitenden elektrischen Maschine oder als bewegtes Teil einer linear arbeitenden elektrischen Maschine mit einer ein- oder mehrphasigen Wicklung ausgebildet. Das Sekundärteil ist beispielsweise ein Rotor einer rotatorisch arbeitenden elektrischen Maschine oder ein feststehendes Teil eines Linearmotors. Bei Linearmotoren kann sowohl das Primarteil als auch das Sekundärteil als bewegtes Teil ausgebildet sein.electrical Machines have a primary part and a secondary part on. In this case, electrical machines are built up in such a way that the Primary part and / or the secondary part permanent magnets can. The primary part is the part which having electrically Bestrombare windings. The primary part is for example as a stator of a rotary electric working Machine or as a moving part of a linear electric machine formed with a single or multi-phase winding. The secondary part is, for example, a rotor of a rotary electric working Machine or a stationary part of a linear motor. For linear motors can both the primary part and the secondary part as be formed moving part.

Stator und Rotor für elektrische Maschinen weisen in der Regel ein Blechpaket, bestehend aus einzelnen Elektroblechen auf, wobei am Blechpaket die Wicklung oder auch Permanentmagnete zur Generierung magnetischer Felder angeordnet sind. Die Einzelbleche für Stator und Rotor werden in der Regel einzeln gestanzt und beispielsweise über Stanzpaketieren, Schweißen, Klammern oder Nieten zu Blechpaketen zusammengefügt.stator and rotor for electric machines usually have a laminated core, consisting of individual electric sheets on, wherein on the laminated core, the winding or permanent magnets for generating magnetic fields are arranged. The individual sheets for Stator and rotor are usually individually punched and over, for example Punching, welding, stapling or riveting sheet metal packages together.

Um den magnetischen Hauptfluss zwischen Stator und Rotor zu führen, werden bei wicklungstragenden Statoren und/oder Rotoren üblicherweise gezahnte Bleche verwendet. In Nuten des Blechpakets ist die Wicklung angeordnet.Around to guide the main magnetic flux between stator and rotor, are commonly used in winding-bearing stators and / or rotors toothed plates used. In grooves of the laminated core is the winding arranged.

Aus der DE 10 2004 045 992 A1 ist eine elektrische Maschine bekannt, deren Sekundärteil keine aktiven Mittel, wie beispielsweise bestrombare Wicklungen oder Permanentmagnete, zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist. Bei einem permanentmagneterregten Synchronlinearmotor mit einem permanentmagnetfreien Sekundärteil weist das Primärteil bestrombare Wicklungen und Permanentmagnete auf, wobei das Sekundärteil lediglich eine Zahnstruktur aus beispielsweise einem eisenhaltigen Material aufweist.From the DE 10 2004 045 992 A1 An electric machine is known whose secondary part has no active means, such as energizable windings or permanent magnets, for generating magnetic fields. In a permanent magnet synchronous linear motor with a permanent magnet-free secondary part, the primary part energizable windings and permanent magnets, wherein the secondary part has only a tooth structure of, for example, a ferrous material.

Aus der WO 2007/033857 A1 ist ein Zahnmodul für ein permanentmagneterregtes Primärteil einer elektrischen Maschine bekannt, wobei das Zahnmodul einen Permanentmagneten und eine Spule aufweist. Mittels derartiger Zahnmodule lässt sich ein Primärteil einer elektrischen Maschine modular aufbauen.From the WO 2007/033857 A1 a tooth module for a permanent magnet excited primary part of an electric machine is known, wherein the tooth module has a permanent magnet and a coil. By means of such tooth modules, a primary part of an electrical machine can be modularly constructed.

Da die Spule bzw. die Wicklung direkt am Zahnmodul angeordnet ist, besteht eine thermische Kopplung zwischen Spule und Permanentmagnet im Zahnmodul. Eine derartige thermische Verbindung zwischen Spule und Permanentmagnet ist jedoch nachteilig, da die integrierten Permanentmagnete nur bis zu einer spezifizierten Temperatur erwärmt werden dürfen. Bei Überschreitung dieser spezifizierten Temperatur besteht die Gefahr, dass die Permanentmagnete geschädigt werden. Ferner sind derartige starke Permanentmagnete kostenintensiv, wobei die Kosten für die Permanentmagnete ansteigen, je höher diese spezifizierte Temperatur angesetzt wird. Bislang wurde unter anderem versucht, eine möglichst gute Wärmekopplung von der Wicklung zum Blechpaket hin zu erreichen. Über das Blechpaket kann dann die Wärme an die Oberfläche, z. B. über eine Luftkühlung, oder zu anderen Kühlelementen, wie z. B. eine Wasserkühlung, abgeführt werden.There the coil or the winding is arranged directly on the tooth module, there is a thermal coupling between coil and permanent magnet in the tooth module. Such a thermal connection between coil and permanent magnet is disadvantageous, however, since the integrated permanent magnets only be heated to a specified temperature allowed to. If this specified temperature is exceeded there is a risk that the permanent magnets are damaged become. Furthermore, such strong permanent magnets are expensive, whereby the costs for the permanent magnets increase, depending higher this specified temperature is used. So far was tried, among other things, the best possible heat coupling to reach from the winding to the laminated core. about the laminated core can then heat up to the surface, z. B. via air cooling, or other cooling elements, such as z. As a water cooling, be dissipated.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zahnmodul für eine elektrische Maschine bereitzustellen, welches derart ausgebildet ist, dass eine übermäßige Erwärmung des Permanentmagnets vermieden wird. Weitere Aufgaben der Erfindung sind, ein Primärteil sowie eine elektrische Maschine mit einem derartigen Zahnmodul bereitzustellen.The Object of the present invention is to provide a tooth module for to provide an electrical machine, which is designed in such a way is that excessive warming of the permanent magnet is avoided. Further objects of the invention are a primary part and an electric machine with a to provide such tooth module.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 15 und 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.These The object is achieved by the features of claims 1, 15 and 16 solved. Advantageous developments are the Subclaims refer.

Das erfindungsgemäße Zahnmodul für ein Primärteil einer elektrischen Maschine weist zumindest eine Spule und einen Permanentmagneten auf, wobei zwischen der Spule und dem Permanentmagneten ein thermischer Übergangswiderstand ausgebildet ist.The inventive tooth module for a primary part an electric machine has at least one coil and a Permanent magnets on, between the coil and the permanent magnet a thermal contact resistance is formed.

Ein thermischer Übergangswiderstand oder auch Wärmeübergangswiderstand entsteht zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Materialien oder Medien. Der thermische Überganswiderstand ist dabei abhängig von der wärmeübertragenden Oberfläche und der Oberflächenbeschaffenheit, der Temperatur und dem Anpressdruck.One thermal contact resistance or heat transfer resistance arises between at least two different materials or media. The thermal contact resistance is dependent from the heat transferring surface and the surface texture, the temperature and the Contact pressure.

Erfindungsgemäß sind die Spule und der Permanentmagnet thermisch voneinander entkoppelt, wodurch erreicht wird, dass sich der Permanentmagnet nur minimal bzw. in einem geringen Maße erwärmt. Dadurch wird der Permanentmagnet geschont und seine Lebensdauer verlängert. Außerdem können durch Ausbildung eines thermischen Überganswiderstandes kostengünstigere Permanentmagnete eingesetzt werden, da nun nur noch eine geringe Erwärmung des Permanentmagneten erfolgt. Alternativ könnte aber auch eine stärkere Bestromung der Spule erfolgen.According to the invention, the coil and the permanent magnet are thermally decoupled from each other, which ensures that the permanent magnet heats only minimally or to a small extent. As a result, the permanent magnet is spared and its life extended. In addition, by forming a thermal Outstanding resistance cheaper permanent magnets are used, since now only a small warming of the permanent magnet occurs. Alternatively, but could also be a stronger energization of the coil.

Vorteilhafterweise weist das Zahnmodul ein erstes Blechpaket und ein zweites Blechpaket auf. Jedes Blechpaket weist eine Vielzahl von einzelnen Elektroblechen auf. An dem ersten Blechpaket ist der Permanentmagnet und an dem zweiten Blechpaket die Spule angeordnet. Durch die Ausbildung von zumindest zwei Blechpaketen, welche jeweils ein Mittel zur Generierung magnetischer Felder tragen, findet bereits eine erste thermische Entkopplung von Spule und Permanentmagnet statt.advantageously, the tooth module has a first laminated core and a second laminated core on. Each laminated core has a plurality of individual electrical sheets on. At the first laminated core is the permanent magnet and on the second laminated core arranged the coil. Through the education of at least two laminated cores, each having a means for generating carrying magnetic fields already finds a first thermal Decoupling of coil and permanent magnet instead.

Vorzugsweise sind das erste Blechpaket und das zweite Blechpaket derart ausgebildet, dass der thermische Übergangswiderstand zwischen den beiden Blechpaketen vorhanden ist.Preferably are the first laminated core and the second laminated core formed in such a way that the thermal contact resistance between the two Sheet metal packages is available.

Ein derartiger thermischer Überganswiderstand ist beispielsweise mittels eines schmalen Luftspalts zwischen dem permanentmagnettragenden ersten Blechpaket und dem spulentragenden zweiten Blechpaket ausbildbar. Ein derartiger Luftspalt ist zumindest abschnittsweise zwischen erstem und zweitem Blechpaket vorhanden. Vorzugsweise ist der Luftspalt so ausgebildet, dass ein thermischer Übergangswiderstand über denjenigen Abschnitt ausgebildet ist, in welchem der Permanentmagnet und die Spule sich gegenüberliegen und einen geringen bzw. kleinen Abstand zueinander aufweisen. Jedoch ist dieser Luftspalt über möglichst große Strecken ausgebildet.One Such thermal contact resistance is, for example by means of a narrow air gap between the permanentmagnettragenden first laminated core and the coil-carrying second laminated core can be formed. Such an air gap is at least partially between the first and second laminated core available. Preferably, the air gap designed so that a thermal contact resistance over is formed that portion in which the permanent magnet and the coil face each other and a small or have small distance to each other. However, this air gap is over trained as long as possible.

In einer weiteren Ausführungsform kann der thermische Übergangswiderstand auch mittels eines thermisch und/oder elektrisch isolierenden Materials zwischen erstem und zweitem Blechpaket ausgebildet sein. Derartiges Material kann beispielsweise Kunststoff sein.In In another embodiment, the thermal contact resistance also by means of a thermally and / or electrically insulating material between be formed first and second laminated core. Such material may be plastic, for example.

Die bei Betrieb der elektrischen Maschine entstehende Verlustwärme in der Spule wird an das zweite Blechpaket, welches die Spule trägt, abgeleitet. Über das spulentragende Blechpaket wird die Wärme dann an die Oberfläche oder zu anderen Kühlelementen, wie beispielsweise Kühlschlange, Kühlplatte, oder Wasserkühlung abgeführt.The during operation of the electrical machine resulting heat loss in the coil is to the second laminated core carrying the coil, derived. About the coil-carrying laminated core is the heat then to the surface or other cooling elements, such as cooling coil, cooling plate, or Water cooling dissipated.

Vorzugsweise weist das zweite Blechpaket zur Kühlung der Spule ein oder mehrere Kühlelemente auf. Ein derartiges Kühlelement ist beispielsweise ein Kühlrohr, wobei das Kühlrohr beispielsweise mit einem Kühlmedium, z. B. Wasser, durchströmt wird. Derartige Kühlelemente im spulentragenden Blechpaket sind von Vorteil, da in der Spule während des Betriebs der elektrischen Maschine, insbesondere eines Linearmotors, hohe Verlustwärme erzeugt wird, welche den Betrieb bzw. die Betriebsdauer der elektrische Maschine beeinträchtigen kann.Preferably has the second laminated core for cooling the coil or several cooling elements. Such a cooling element For example, is a cooling tube, wherein the cooling tube for example, with a cooling medium, for. As water flows through becomes. Such cooling elements in the coil-carrying laminated core are beneficial since in the coil during operation the electric machine, in particular a linear motor, high Heat loss is generated, which the operation or the Operate the operating time of the electrical machine can.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Zahnmodul mehrteilig aufgebaut. Es ist das erste Blechpaket und das zweite Blechpaket jeweils zumindest zweiteilig aufgebaut. Das erste Blechpaket, an welchem der Permanentmagnet angeordnet ist, weist zwei Blechpakethälften auf, welche senkrecht zu einer Laufrichtung des Primärteils nebeneinander angeordnet sind und wobei der Permanentmagnet zwischen den Blechpakethälften ebenfalls senkrecht zur Laufrichtung angeordnet ist. Ein derartiger Aufbau des ersten Blechpakets ermöglicht eine einfache Anordnung des Permanentmagneten im Zahnmodul. Der Permanentmagnet kann beispielsweise zwischen die Blechpakethälften eingeschoben werden.In In a further embodiment of the invention, the tooth module is multi-part built up. It is the first laminated core and the second laminated core each constructed at least two parts. The first laminated core, on which the permanent magnet is arranged, has two laminated core halves on, which perpendicular to a direction of the primary part next to each other are arranged and wherein the permanent magnet between the laminated core halves also is arranged perpendicular to the direction. Such a construction of the first laminated core allows a simple arrangement of the permanent magnet in the tooth module. The permanent magnet can, for example be inserted between the laminated core halves.

Das zweite Blechpaket, welches die Spule trägt, ist ebenfalls zumindest zweiteilig aufgebaut, wobei die zwei Blechpakethälften ebenfalls senkrecht zu einer Laufrichtung des Primärteils nebeneinander angeordnet sind. Insbesondere sind die zwei Blechpakethälften des zweiten Blechpakets derart angeordnet, dass jeweils neben einem Blechpaketteil des ersten Blechpakets ein Blechpaketteil des zweiten Blechpakets angeordnet ist. Die beiden Blechpakethälften des zweiten Blechpakets liegen jeweils an den Außenseiten der Blechpakethälften des ersten Blechpakets an. Sowohl das erste als auch das zweite Blechpakete könnte aber auch einteilig aufgebaut sein.The second laminated core carrying the coil is also at least in two parts, with the two laminated core halves also perpendicular to a direction of the primary part are arranged side by side. In particular, the two laminated core halves of the second laminated core arranged such that each adjacent to a Blechpaketteil of the first laminated core a laminated core part of the second Laminated core is arranged. The two laminated halves of the second laminated core lie respectively on the outer sides the laminated core halves of the first laminated core. Either but the first and the second laminated cores could as well be constructed in one piece.

Vorzugsweise weist das Zahnmodul eine Befestigungsnut zum Anbringen des Zahnmoduls an einem Gehäuse des Primärteils auf. Dazu weist beispielsweise ein Gehäuseteil ein entsprechendes Gegenstück, welches als Nutenstein bezeichnet wird, auf, wobei der Nutenstein in die Befestigungsnut des Zahnmoduls greift.Preferably The tooth module has a fastening groove for attaching the tooth module on a housing of the primary part. For this purpose points For example, a housing part a corresponding counterpart, which is referred to as a sliding block, on, with the sliding block engages in the mounting groove of the tooth module.

Ein erfindungsgemäßes Primärteil für eine elektrische Maschine weist ein oder mehrere Zahnmodule auf, welche jeweils einen thermischen Übergangswiderstand zwischen Spule und Permanentmagnet aufweisen. Dabei sind vorzugsweise mehrere Zahnmodule in Laufrichtung nebeneinander angeordnet. Dabei können beliebig viele Zahnmodule angeordnet sein. Durch derartige Zahnmodule lässt sich ein Primärteil modular aufbauen, wodurch verschiedene Varianten bezüglich beispielsweise der Baulänge für ein Primärteil bereitgestellt werden können.One Inventive primary part for an electrical machine has one or more tooth modules, which each have a thermal contact resistance between Have coil and permanent magnet. There are preferably several Tooth modules arranged side by side in the running direction. It can Any number of tooth modules can be arranged. By such tooth modules a primary part can be modularly constructed, whereby different variants regarding, for example, the overall length can be provided for a primary part.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine weist ein Primärteil und ein Sekundärteil auf, wobei Primärteil und Sekundärteil durch einen Luftspalt voneinander beabstandet sind. Die elektrische Maschine weist dabei ein Primärteil auf, welches aus mehreren erfindungsgemäßen Zahnmodulen aufgebaut ist. Da das Primärteil bereits mehrere aktive Mittel zur Generierung magnetischer Felder aufweist, weist das Sekundärteil keine aktiven Mittel zur Generierung magnetischer Felder auf, sondern ist lediglich als gezahnte Struktur, beispielsweise aus Eisen, hergestellt.The electric machine according to the invention has a primary part and a secondary part, wherein the primary part and the secondary part are spaced apart by an air gap. The electric Ma In this case, the machine has a primary part, which is constructed from a plurality of tooth modules according to the invention. Since the primary part already has a plurality of active means for generating magnetic fields, the secondary part has no active means for generating magnetic fields, but is merely a toothed structure, for example made of iron.

Die elektrische Maschine ist vorzugsweise als permanentmagneterregter Synchron-Linearmotor ausgebildet. Das Primärteil ist dabei als bewegtes Teil ausgebildet, wobei die erfindungsgemäßen Zahnmodule in Laufrichtung des Linearmotors nebeneinander angeordnet sind und das Primärteil im Wesentlichen bilden. Derartige bewegte Primärteile können kostengünstig hergestellt werden, da die Permanentmagnete nur im Primärteil vorhanden sind und nicht über die gesamte Baulänge des feststehenden Sekundärteils angeordnet werden müssen.The electrical machine is preferably as a permanent magnet Synchronous linear motor formed. The primary part is included formed as a moving part, wherein the tooth modules according to the invention are arranged side by side in the direction of the linear motor and Essentially forming the primary part. Such moved Primary parts can be produced inexpensively because the permanent magnets are only present in the primary part are and not over the entire length of the fixed Abutment must be arranged.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die elektrische Maschine auch als rotatorischer permanentmagneterregter Synchronmotor ausgebildet sein, wobei das Primärteil vorzugsweise als feststehendes Teil, d. h. als Stator, ausgebildet ist.In a further embodiment of the invention, the electrical Machine also designed as a rotary permanent magnet synchronous motor be, wherein the primary part preferably as a fixed Part, d. H. as a stator, is formed.

In der nachfolgenden Beschreibung werden weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei sind in einzelnen Varianten beschriebene Merkmale und Zusammenhänge grundsätzlich auf alle Ausführungsbeispiele übertragbar. In den Zeichnungen zeigen:In The following description describes further features and details of the invention in conjunction with the accompanying drawings of exemplary embodiments explained in more detail. there are features and relationships described in individual variants basically transferable to all embodiments. In the drawings show:

1 eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Zahnmoduls, 1 a first embodiment of a tooth module according to the invention,

2 eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Zahnmoduls und 2 a second embodiment of a tooth module according to the invention and

3 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Primärteils. 3 a section of a primary part according to the invention.

1 zeigt eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Zahnmoduls 1. Das Zahnmodul 1 weist eine Spule 2 und einen Permanentmagneten 3 auf. Die Spule 2 ist vorzugsweise als Zahnspule, auch als Polspule bezeichnet, ausgebildet. Weiterhin weist das Zahnmodul 1 das erste Blechpaket 4 und das zweite Blechpaket 5 auf. Das erste Blechpaket 4 trägt den Permanentmagneten 3. Das zweite Blechpaket 5 trägt die Spule 2. 1 shows a first embodiment of a tooth module according to the invention 1 , The tooth module 1 has a coil 2 and a permanent magnet 3 on. The sink 2 is preferably designed as a tooth coil, also referred to as a pole coil formed. Furthermore, the tooth module 1 the first laminated core 4 and the second laminated core 5 on. The first laminated core 4 carries the permanent magnet 3 , The second laminated core 5 carries the coil 2 ,

Das erste Blechpaket 4 ist gemäß der ersten Ausgestaltung mehrteilig, insbesondere zweiteilig, aufgebaut. Das erste Blechpaket 4 weist zwei Blechpaketteile 4a auf, welche in einer Laufrichtung 9 eines nicht gezeigten Linearmotors geteilt sind. Zwischen den beiden Blechpaketteilen 4a ist der Permanentmagnet 3 angeordnet. Der Permanentmagnet 3 ist ebenfalls senkrecht zur Laufrichtung 9 angeordnet. Der Permanentmagnet 3 könnte aber auch waagerecht zur Laufrichtung 9 oder in jeder beliebigen anderen Richtung und Form im Zahnmodul 1 bzw. im ersten Blechpaket 4 angeordnet sein.The first laminated core 4 is in accordance with the first embodiment of several parts, in particular two parts, built. The first laminated core 4 has two laminated core parts 4a on which one in a running direction 9 a linear motor, not shown, are divided. Between the two laminated core parts 4a is the permanent magnet 3 arranged. The permanent magnet 3 is also perpendicular to the direction of travel 9 arranged. The permanent magnet 3 but could also be horizontal to the direction 9 or in any other direction and shape in the tooth module 1 or in the first laminated core 4 be arranged.

Das erste Blechpaket 4 könnte beispielsweise ebenfalls einteilig ausgebildet sein. Bei einer einteiligen Ausgestaltung des ersten Blechpakets 4 könnten die beiden Blechpaketteile 4a beispielsweise mittels Stege im Bereich der Endbereiche des Permanentmagneten 3 miteinander verbunden sein.The first laminated core 4 could for example also be formed in one piece. In a one-piece design of the first laminated core 4 could the two Blechpaketteile 4a for example by means of webs in the region of the end regions of the permanent magnet 3 be connected to each other.

Das zweite Blechpaket 5, welches die Spule 2 trägt, ist gemäß dieser Ausgestaltung zweiteilig aufgebaut. Dabei sind die beiden Blechpaketteile 5a des zweiten Blechpakets 5 ebenfalls senkrecht zur Laufrichtung 9 geteilt und neben den Blechpaketteilen 4a angeordnet. Dabei ist jeweils ein Blechpaketteil 5a neben einem Blechpaketteil 4a angeordnet. Insbesondere ist ein Blechpaketteil 5a links und rechts neben einem Blechpaketteil 4a angeordnet, so dass die Blechpaketteile 5a die Blechpaketteile 4a von außen her umschließen.The second laminated core 5 which is the coil 2 carries is constructed in two parts according to this embodiment. Here are the two laminated core parts 5a of the second laminated core 5 also perpendicular to the direction of travel 9 divided and next to the laminated core parts 4a arranged. In this case, each is a laminated core part 5a next to a laminated core part 4a arranged. In particular, a laminated core is part 5a left and right next to a laminated core 4a arranged so that the Blechpaketteile 5a the laminated core parts 4a enclose from the outside.

Es sind die Blechschnitte der Blechpakete 4 und 5 derart ausgebildet, dass zwischen diesen beiden Blechpaketen ein thermischer Übergangswiderstand 6 vorhanden ist. Der thermische Überganswiderstand 6 ist mittels des Luftspalts 7 realisiert. Der Luftspalt 7 ist dabei so schmal wie möglich ausgebildet, um eine thermische Entkopplung zwischen Spule 2 und Permanentmagnet 3 bei möglichst geringer Störung der magnetischen Flüsse zu ermöglichen.It is the laminations of the laminated cores 4 and 5 designed such that between these two laminated cores, a thermal contact resistance 6 is available. The thermal contact resistance 6 is by means of the air gap 7 realized. The air gap 7 is designed as narrow as possible to a thermal decoupling between coil 2 and permanent magnet 3 to allow for the least possible disturbance of the magnetic fluxes.

Weiterhin ist das zweite Blechpaket 5 so ausgebildet, dass es das Joch 13 bildet, wobei das Blechpaket 5 im Bereich des Jochs 13 in einem Teilbereich an den Blechpaketteilen 4a des ersten Blechpakets 4 direkt anliegt. Das Joch 13 des zweiten Blechpakets 5 bildet mit den Blechpaketteilen 4a einen gemeinsamen Abschluss.Furthermore, the second laminated core 5 so formed that it is the yoke 13 forms, with the laminated core 5 in the area of the yoke 13 in a partial area on the laminated core parts 4a of the first laminated core 4 directly applied. The yoke 13 of the second laminated core 5 forms with the laminated core parts 4a a joint degree.

Die Spule 2 umgreift das zweite Blechpaket 5 und liegt an zwei Seiten vollständig am zweiten Blechpaket 5 an. Dadurch wird ein optimaler Wärmeübergang von der Spule 2 auf das zweite Blechpaket 5 gewährleistet.The sink 2 surrounds the second laminated core 5 and lies on two sides completely on the second laminated core 5 at. This will provide optimum heat transfer from the coil 2 on the second laminated core 5 guaranteed.

2 zeigt eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Zahnmoduls 1. Das Zahnmodul 1 gemäß 2 entspricht dabei im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß 1, wobei das zweite Blechpaket 5 mit seinen beiden Blechpaketteilen 5a jeweils ein Kühlelement, welches als Kühlrohr 8 ausgebildet ist, aufweist. Das Kühlrohr 8 ist zur Durchströmung mit einem Kühlmedium, wie beispielsweise Wasser, vorgesehen, wobei die beiden Kühlrohre 8 an den Außenseiten, beispielsweise den Stirnseiten, des Zahnmoduls in Laufrichtung 9 miteinander verbunden sind. 2 shows a second embodiment of a tooth module according to the invention 1 , The tooth module 1 according to 2 This corresponds essentially to the embodiment according to FIG 1 , wherein the second laminated core 5 with its two laminated core parts 5a in each case a cooling element, which serves as a cooling tube 8th is formed. The cooling tube 8th is to flow through with a cooling medium, such as water, provided, wherein the two cooling tubes 8th on the outer sides, for example, the front sides of the tooth module in the direction of travel 9 connected to each other.

3 zeigt einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 16 mit einem erfindungsgemäßen Primärteil 14 und einem Sekundarteil 15. Die elektrische Maschine 16 ist als permanenterregter Synchron-Linearmotor ausgebildet. Das Primärteil 14 weist mehrere erfindungsgemäße Zahnmodule 1 auf, welche nebeneinander in Laufrichtung 9 des Primärteils 14 angeordnet sind. Die Zahnmodule 1 sind an einem Gehäuseteil 11 angeordnet. Das Gehäuseteil 11 weist in einem vorgebbaren Abstand Nutensteine 12 auf, mittels derer die Zahnmodule 1 am Gehäuseteil 11 befestigt sind. Das Zahnmodul 1 wird mittels des Nutensteins 12, welcher in die Befestigungsnut 10 des Zahnmoduls 1 greift, gehalten. Ein Zahnmodul 1 wird quer zur Bewegungsrichtung 9 des Primärteils 14 eingeschoben. 3 shows a section of an electrical machine according to the invention 16 with a primary part according to the invention 14 and a secondary school 15 , The electric machine 16 is designed as a permanent-magnet synchronous linear motor. The primary part 14 has several tooth modules according to the invention 1 on which side by side in the direction of travel 9 of the primary part 14 are arranged. The tooth modules 1 are on a housing part 11 arranged. The housing part 11 has at a predeterminable distance T-nuts 12 on, by means of which the tooth modules 1 on the housing part 11 are attached. The tooth module 1 is by means of the sliding block 12 which is in the fastening groove 10 of the tooth module 1 grasps, holds. A tooth module 1 becomes transverse to the direction of movement 9 of the primary part 14 inserted.

Ferner sind die Zahnmodule 1 derart angeordnet, dass jeweils die zweiten Blechpakete 5 aneinander anliegen, so dass optimale Nuten zur Aufnahme der Spulen 2 bereit gestellt sind. Weiterhin weisen die Zahnmodule 1 die Kühlrohre 8 auf, welche an den Außenseiten miteinander verbunden werden, so dass ein Durchfluss eines Kühlmediums stattfinden kann.Furthermore, the tooth modules 1 arranged such that in each case the second laminated cores 5 abut each other so that optimum grooves for receiving the coils 2 are provided. Furthermore, the tooth modules 1 the cooling pipes 8th which are connected to each other on the outer sides, so that a flow of a cooling medium can take place.

Auch besteht die Möglichkeit, das Gehäuseteil 11 mit einem weiteren Kühlkreislauf auszustatten. Die Baulänge des Primarteils 14 kann variabel gestaltet werden. Es können Zahnmodule 1 bis zu einer gewünschten Baulänge aneinandergereiht werden. Dabei können die Zahnmodule 1 in beliebiger Anzahl und Richtung aneinandergereiht werden, wodurch ein modularer Aufbau eines Primärteils 14 bereitgestellt wird.There is also the possibility of the housing part 11 equip with another cooling circuit. The length of the primary part 14 can be made variable. There may be tooth modules 1 be strung together to a desired length. The tooth modules can do this 1 in any number and direction are strung together, creating a modular design of a primary part 14 provided.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102004045992 A1 [0005]
WO 2007/033857 A1 [0006]

Claims

Tooth module ( 1 ) for a primary part ( 14 ) of an electrical machine, wherein the tooth module ( 1 ) at least one coil ( 2 ) and a permanent magnet ( 3 ), characterized in that between the coil ( 2 ) and the permanent magnet ( 3 ) a thermal contact resistance ( 6 ) is trained.

Tooth module ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the tooth module ( 1 ) a first laminated core ( 4 ) and a second laminated core ( 5 ), wherein on the first laminated core ( 4 ) the permanent magnet ( 3 ) and on the second laminated core ( 5 ) the sink ( 2 ) is arranged.

Tooth module ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the thermal contact resistance ( 6 ) between the first laminated core ( 4 ) and the second laminated core ( 5 ) is trained.

Tooth module ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the thermal contact resistance ( 6 ) at least in sections between the first and second laminated core ( 4 . 5 ), wherein the thermal contact resistance ( 6 ) is formed at least over a portion in which the permanent magnet ( 3 ) and the coil ( 2 ) are arranged opposite one another.

Tooth module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal contact resistance ( 6 ) by means of an air gap ( 7 ) is trained.

Tooth module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal contact resistance ( 6 ) is formed by means of a thermally and / or electrically insulating material.

Tooth module ( 1 ) according to one of claims 2 to 6, characterized in that a heat dissipation from the coil ( 2 ) to the second laminated core ( 5 ) he follows.

Tooth module ( 1 ) according to one of claims 2 to 7, characterized in that the second laminated core ( 5 ) one or more cooling elements ( 8th ) having.

Tooth module ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the cooling element ( 8th ) as a cooling tube ( 9 ) is trained.

Tooth module ( 1 ) according to one of claims 2 to 9, characterized in that the second laminated core ( 5 ) is arranged such that the heat dissipation from the coil ( 2 ) over the second laminated core ( 5 ) takes place on a housing of the electrical machine.

Tooth module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coil ( 2 ) is designed as a tooth coil.

Tooth module ( 1 ) according to one of claims 2 to 11, characterized in that the first laminated core ( 4 ), on which the permanent magnet ( 3 ) is arranged in two parts, wherein two laminated core parts ( 4a ) perpendicular to a running direction ( 9 ) of the primary part are arranged next to each other and wherein the permanent magnet ( 3 ) between the laminated core parts ( 4a ) perpendicular to the direction ( 9 ) is arranged.

Tooth module ( 1 ) according to one of claims 2 to 12, characterized in that the second laminated core ( 5 ) on which the coil ( 2 ) is arranged in two parts, wherein two laminated core parts ( 5a ) are arranged such that each next to a laminated core ( 4a ) of the first laminated core ( 4 ) a laminated core part ( 5a ) of the second laminated core ( 5 ) in the running direction ( 9 ) is arranged.

Tooth module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth module ( 1 ) a fastening groove ( 10 ) for attaching the tooth module ( 1 ) has on the housing of the primary part.

Primary part ( 14 ) for an electrical machine, characterized in that the primary part ( 14 ) several tooth modules ( 1 ) according to one of the claims 1 to 13.

Electric machine with a primary part ( 14 ) and a secondary part ( 15 ), characterized in that the primary part ( 14 ) several tooth modules ( 1 ) according to one of the claims 1 to 13 has.

Electrical machine according to claim 16, characterized in that the electric machine as a permanent magnet synchronous linear motor ( 16 ), wherein the tooth modules ( 1 ) in a predeterminable number on the primary part ( 14 ) in the running direction ( 9 ) of the linear motor ( 16 ) can be arranged side by side.

Electrical machine according to claim 16, characterized in that the electric machine is designed as a rotary permanent magnet-excited synchronous motor, wherein the tooth modules ( 1 ) are arranged side by side in a predetermined number on a stator designed as a primary part in the rotational direction of a rotor.