[go: up one dir, main page]

DE102024103502A1 - Rotor arrangement and electric machine - Google Patents

Rotor arrangement and electric machine

Info

Publication number
DE102024103502A1
DE102024103502A1 DE102024103502.1A DE102024103502A DE102024103502A1 DE 102024103502 A1 DE102024103502 A1 DE 102024103502A1 DE 102024103502 A DE102024103502 A DE 102024103502A DE 102024103502 A1 DE102024103502 A1 DE 102024103502A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
laminated core
core segments
arrangement
permanent magnets
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.)
Pending
Application number
DE102024103502.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Maximilian Clauer
David Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Priority to DE102024103502.1A priority Critical patent/DE102024103502A1/en
Priority to PCT/EP2024/025333 priority patent/WO2025168191A1/en
Publication of DE102024103502A1 publication Critical patent/DE102024103502A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner 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
    • H02K1/276Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003Couplings; Details of shafts
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/12Machines characterised by the modularity of some components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Eine Rotoranordnung (30) weist eine Rotorwelle (32), erste Blechpaketsegmente (40), zweite Blechpaketsegmente (50), Permanentmagneten (60) und eine Bandage (70) auf, bei welcher die Rotorwelle (32) zumindest in einem vorgegebenen ersten axialen Abschnitt (A1) aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist, bei welcher die Permanentmagneten (60) zwischen den ersten Blechpaketsegmenten (40) und den zweiten Blechpaketsegmenten (50) angeordnet sind und Rotorpole (61 - 66) ausbilden, bei welcher die ersten Blechpaketsegmente (40) an die Rotorwelle (32) und an mindestens zwei der Permanentmagneten (60) angrenzen, und bei welcher die Bandage (70) auf der radial äußeren Seite der zweiten Blechpaketsegmente (50) angeordnet ist.A rotor arrangement (30) has a rotor shaft (32), first laminated core segments (40), second laminated core segments (50), permanent magnets (60) and a bandage (70), in which the rotor shaft (32) is formed from a fiber-reinforced plastic at least in a predetermined first axial section (A1), in which the permanent magnets (60) are arranged between the first laminated core segments (40) and the second laminated core segments (50) and form rotor poles (61-66), in which the first laminated core segments (40) adjoin the rotor shaft (32) and at least two of the permanent magnets (60), and in which the bandage (70) is arranged on the radially outer side of the second laminated core segments (50).

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotoranordnung und eine elektrische Maschine.The invention relates to a rotor arrangement and an electrical machine.

Die DE 10 2022 203 126 A1 zeigt einen Rotor mit einem um eine Rotorachse drehbaren Rotorträger und einem Rotorblechpaket, das einen helixförmig um den Rotorträger gewickelten Blechstreifen umfasst, wobei der Blechstreifen in Längsrichtung hintereinander angeordnete Magnettaschen-Ausnehmungen zur Bildung von Magnettaschen im Rotorblechpaket aufweist.The DE 10 2022 203 126 A1 shows a rotor with a rotor carrier rotatable about a rotor axis and a rotor laminated core comprising a sheet metal strip wound helically around the rotor carrier, wherein the sheet metal strip has magnetic pocket recesses arranged one behind the other in the longitudinal direction for forming magnetic pockets in the rotor laminated core.

Die DE 10 2022 203 125 A1 zeigt einen Rotor mit einer um eine Rotorachse drehbaren Rotorwelle, einer Faserverbundhülse und einem zwischen der Rotorwelle und der Faserverbundhülse angeordneten Rotorkörper, der mehrere Rotorpole und pro Rotorpol zumindest eine Magnettasche zur Aufnahme von Permanentmagneten umfasst.The DE 10 2022 203 125 A1 shows a rotor with a rotor shaft rotatable about a rotor axis, a fiber composite sleeve and a rotor body arranged between the rotor shaft and the fiber composite sleeve, which rotor body comprises a plurality of rotor poles and at least one magnet pocket for receiving permanent magnets per rotor pole.

Die DE 10 2021 105 499 A1 zeigt einen Rotor für eine Axialflussmaschine, welcher mehrere Rotorplatten aus einem Faserverbundmaterial, mehrere Permanentmagneten und eine Rotorwelle aufweist.The DE 10 2021 105 499 A1 shows a rotor for an axial flux machine, which has several rotor plates made of a fiber composite material, several permanent magnets and a rotor shaft.

Die DE 10 2015 110 652 A1 zeigt eine Rotor-Stator-Anordnung für eine hybriderregte Synchronmaschine, bei der der Rotor ein Innenteil aufweist, das entlang seines Umfangs alternierend Polstutzen und Ausnehmungen aufweist, wobei in jede Ausnehmung zumindest eine Erregerwicklung eingesetzt ist.The DE 10 2015 110 652 A1 shows a rotor-stator arrangement for a hybrid-excited synchronous machine, in which the rotor has an inner part which has alternating pole supports and recesses along its circumference, wherein at least one excitation winding is inserted into each recess.

Die WO 2021 / 225 902 A1 zeigt einen Innenrotor mit einer Welle, einem zentralen Blechpaket, V-förmig angeordneten Permanentmagneten und Polstücken.The WO 2021 / 225 902 A1 shows an inner rotor with a shaft, a central laminated core, V-shaped permanent magnets and pole pieces.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Rotoranordnung und eine neue elektrische Maschine bereitzustellen.It is therefore an object of the invention to provide a new rotor arrangement and a new electric machine.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Hauptanspruch und die nebengeordneten Ansprüche.This problem is solved by the main claim and the subordinate claims.

Eine Rotoranordnung weist eine Rotorwelle, erste Blechpaketsegmente, zweite Blechpaketsegmente, Permanentmagneten und eine Bandage auf, bei welcher die Rotorwelle zumindest in einem vorgegebenen ersten axialen Abschnitt aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist, bei welcher die Permanentmagneten zwischen den ersten Blechpaketsegmenten und den zweiten Blechpaketsegmenten angeordnet sind und Rotorpole ausbilden, bei welcher die ersten Blechpaketsegmente an die Rotorwelle und an mindestens zwei der Permanentmagneten angrenzen, und bei welcher die Bandage auf der radial äußeren Seite der zweiten Blechpaketsegmente angeordnet ist.
Untersuchungen haben ergeben, dass sich der mechanische Spannungsverlauf sowohl radial als auch tangential durch diese Ausgestaltung vorteilhaft beeinflussen lässt. Temperaturänderungen haben einen geringeren Einfluss auf die mechanische Spannung als bei Rotoranordnungen mit einer Rotorwelle aus Eisen bzw. Stahl.
A rotor arrangement has a rotor shaft, first laminated core segments, second laminated core segments, permanent magnets and a bandage, in which the rotor shaft is formed from a fiber-reinforced plastic at least in a predetermined first axial section, in which the permanent magnets are arranged between the first laminated core segments and the second laminated core segments and form rotor poles, in which the first laminated core segments adjoin the rotor shaft and at least two of the permanent magnets, and in which the bandage is arranged on the radially outer side of the second laminated core segments.
Studies have shown that this design has a beneficial effect on the mechanical stress distribution, both radially and tangentially. Temperature changes have a smaller impact on the mechanical stress than in rotor arrangements with a rotor shaft made of iron or steel.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bandage als Faserverbundbandage ausgebildet, wobei die Bandage bevorzugt einen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff aufweist.
Eine solche Bandage kann hohe Kräfte aufnehmen und damit dünn ausgebildet werden. Dies ermöglicht einen kleinen magnetischen Luftspalt.
According to a preferred embodiment, the bandage is designed as a fiber composite bandage, wherein the bandage preferably comprises a carbon fiber reinforced plastic.
Such a bandage can absorb high forces and can therefore be made thin. This allows for a small magnetic air gap.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Rotorwelle zumindest in dem vorgegebenen ersten axialen Abschnitt aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist. Dies ist sowohl im Hinblick auf die Stabilität als auch im Hinblick auf die Dichte vorteilhaft.According to a preferred embodiment, the rotor shaft is formed from a carbon fiber-reinforced plastic, at least in the predetermined first axial section. This is advantageous both in terms of stability and density.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Rotorpole jeweils zwei V-förmig angeordnete Permanentmagneten auf. Dies führt zu einer hohen Flussdichte in der Polmitte.According to a preferred embodiment, the rotor poles each have two permanent magnets arranged in a V shape. This results in a high flux density in the pole center.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen den zwei V-förmig angeordneten Permanentmagneten ein erster Raum ausgebildet, wobei der erste Raum zumindest abschnittsweise durch die zwei V-förmig angeordneten Permanentmagneten und die Rotorwelle begrenzt ist. Dies ist vorteilhaft als Flussbarriere.According to a preferred embodiment, a first space is formed between the two V-shaped permanent magnets, wherein the first space is bounded at least in sections by the two V-shaped permanent magnets and the rotor shaft. This is advantageous as a flux barrier.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Raum zumindest abschnittsweise durch die ersten Blechpaketsegmente begrenzt. Die ersten Blechpaketsegmente können vorteilhaft als Abstandhalter und zur magnetischen Flussführung genutzt werden.According to a preferred embodiment, the first space is delimited at least in sections by the first laminated core segments. The first laminated core segments can advantageously be used as spacers and for magnetic flux guidance.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Permanentmagneten von der Rotorwelle beabstandet, wobei bevorzugt zwischen den Permanentmagneten und der Rotorwelle zumindest abschnittsweise ein zugeordnetes erstes Blechpaketsegment angeordnet ist. Dies ist mechanisch vorteilhaft, da Schwingungen der Permanentmagneten nicht direkt auf die Rotorwelle übertragen werden.According to a preferred embodiment, the permanent magnets are spaced apart from the rotor shaft, with an associated first laminated core segment preferably being arranged at least partially between the permanent magnets and the rotor shaft. This is mechanically advantageous because vibrations of the permanent magnets are not directly transmitted to the rotor shaft.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Merkmal erfüllt aus einer Merkmalsgruppe bestehend aus:

  • - Die ersten Blechpaketsegmente sind jeweils von den anderen ersten Blechpaketsegmenten beabstandet,
  • - die zweiten Blechpaketsegmente sind jeweils von den anderen zweiten Blechpaketsegmenten beabstandet,
  • - die ersten Blechpaketsegmente sind jeweils von den zweiten Blechpaketsegmenten beabstandet.
According to a preferred embodiment, at least one feature is fulfilled from a group of features consisting of:
  • - The first laminated core segments are each spaced apart from the other first laminated core segments,
  • - the second laminated core segments are each spaced apart from the other second laminated core segments,
  • - the first laminated core segments are each spaced apart from the second laminated core segments.

Magnetische Streuflüsse zwischen den Blechpaketsegmenten können hierdurch verhindert oder verringert werden.Magnetic stray fluxes between the laminated core segments can thereby be prevented or reduced.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Rotorwelle zumindest in einem zweiten axialen Abschnitt Aussparungen auf, und die ersten Blechpaketsegmente erstrecken sich in die Aussparungen. Dies führt zu einer Verzahnung, und das für den magnetischen Fluss zur Verfügung stehende Blech wird vorteilhaft vergrößert.According to a preferred embodiment, the rotor shaft has recesses in at least a second axial section, and the first laminated core segments extend into the recesses. This results in toothing, and the lamination available for the magnetic flux is advantageously increased.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Aussparungen im Querschnitt der Rotorwelle zumindest abschnittsweise ein konkaves Profil auf. Eine Ausformung mit einer konkaven Krümmung reduziert Spannungen.According to a preferred embodiment, the recesses in the cross-section of the rotor shaft have a concave profile, at least in sections. A concave curvature reduces stresses.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die ersten Blechpaketsegmente auf der der Rotorwelle zugewandten Seite zumindest abschnittsweise oder vollständig komplementär zu der zugeordneten Aussparung ausgebildet. Dies ermöglicht eine großflächige Kraftübertragung und verringert auftretende mechanische Spannungen.According to a preferred embodiment, the first laminated core segments on the side facing the rotor shaft are designed to be at least partially or completely complementary to the associated recess. This enables large-area force transmission and reduces occurring mechanical stresses.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Rotorwelle für jedes der ersten Blechpaketsegmente genau eine Aussparung auf. Eine solche Aussparung kann vergleichsweise groß sein, und sie erlaubt einen hohen magnetischen Fluss durch die ersten Blechpaketsegmente.According to a preferred embodiment, the rotor shaft has exactly one recess for each of the first laminated core segments. Such a recess can be comparatively large and allows a high magnetic flux through the first laminated core segments.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform entspricht die Anzahl der ersten Blechpaketsegmente der Anzahl der Rotorpole. Dies ermöglicht eine große Flussdichte auf der radial inneren Seite der Permanentmagneten.According to a preferred embodiment, the number of first laminated core segments corresponds to the number of rotor poles. This enables a high flux density on the radially inner side of the permanent magnets.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform entspricht die Anzahl der zweiten Blechpaketsegmente der Anzahl der Rotorpole. Dies ermöglicht eine hohe magnetische Flussdichte auf der radial äußeren Seite der Permanentmagneten.According to a preferred embodiment, the number of second laminated core segments corresponds to the number of rotor poles. This enables a high magnetic flux density on the radially outer side of the permanent magnets.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die ersten Blechpaketsegmente bis zur Bandage. Hierdurch kann die Bandage eine radiale Kraft auf die ersten Blechpaketsegmente ausüben, und dies führt zu einer stabilen Rotoranordnung.According to a preferred embodiment, the first laminated core segments extend to the bandage. This allows the bandage to exert a radial force on the first laminated core segments, resulting in a stable rotor arrangement.

Eine elektrische Maschine weist eine solche Rotoranordnung und eine Statoranordnung auf. Eine solche elektrische Maschine hat vorteilhafte Eigenschaften durch die Rotoranordnung.An electrical machine has such a rotor arrangement and a stator arrangement. Such an electrical machine has advantageous properties due to the rotor arrangement.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen sowie aus den Unteransprüchen. Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es zeigt:

  • 1 in einem schematischen Querschnitt eine elektrische Maschine mit einer Rotoranordnung,
  • 2 in einer schematischen Seitenansicht die Rotoranordnung von 1,
  • 3 in einer schematischen Darstellung eine nicht erfindungsgemäßen Rotoranordnung,
  • 4 ein Diagramm mit dem radialen mechanischen Spannungsverlauf der Rotoranordnung von 3,
  • 5 ein Diagramm mit dem radialen mechanischen Spannungsverlauf der Rotoranordnung von 1,
  • 6 ein Diagramm mit dem axialen mechanischen Spannungsverlauf der Rotoranordnung von 3, und
  • 7 ein Diagramm mit dem axialen mechanischen Spannungsverlauf der Rotoranordnung von 1.
Further details and advantageous developments of the invention will become apparent from the exemplary embodiments described below and illustrated in the drawings, which are in no way to be understood as limiting the invention, as well as from the dependent claims. It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the respective combinations specified, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention. It shows:
  • 1 in a schematic cross-section an electrical machine with a rotor arrangement,
  • 2 in a schematic side view the rotor arrangement of 1 ,
  • 3 in a schematic representation of a rotor arrangement not according to the invention,
  • 4 a diagram showing the radial mechanical stress distribution of the rotor arrangement of 3 ,
  • 5 a diagram showing the radial mechanical stress distribution of the rotor arrangement of 1 ,
  • 6 a diagram showing the axial mechanical stress distribution of the rotor arrangement of 3 , and
  • 7 a diagram showing the axial mechanical stress distribution of the rotor arrangement of 1 .

Im Folgenden sind gleiche oder gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden üblicherweise nur einmal beschrieben. Die Beschreibung ist figurenübergreifend aufeinander aufbauend, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.In the following, identical or functionally identical parts are provided with the same reference symbols and are usually described only once. The description builds on each figure to avoid unnecessary repetition.

1 zeigt in schematischer Darstellung eine elektrische Maschine 20 mit einer Rotoranordnung 30 und einer Statoranordnung 22. 2 zeigt eine Seitenansicht der Rotoranordnung 30. 1 shows a schematic representation of an electrical machine 20 with a rotor arrangement 30 and a stator arrangement 22. 2 shows a side view of the rotor assembly 30.

Die Statoranordnung 22 ist nur schematisch dargestellt, insbesondere fehlen die Statornuten und die eingelegten Wicklungen.The stator arrangement 22 is shown only schematically; in particular, the stator slots and the inserted windings are missing.

Die Rotoranordnung 30 hat eine Rotorwelle 32, erste Blechpaketsegmente 40, zweite Blechpaketsegmente 50, Permanentmagneten 60 und eine Bandage 70.The rotor assembly 30 has a rotor shaft 32, first laminated core segments 40, second laminated core segments 50, permanent magnets 60 and a bandage 70.

Die Rotorwelle 32 ist zumindest in einem vorgegebenen ersten axialen Abschnitt A1 (vgl. 2) aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet.The rotor shaft 32 is at least in a predetermined first axial section A1 (cf. 2 ) made of a fiber-reinforced plastic.

Der faserverstärkte Kunststoff der Rotorwelle 32 ist bevorzugt ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff.The fiber-reinforced plastic of the rotor shaft 32 is preferably a carbon fiber-reinforced plastic.

Die Permanentmagneten 60 sind zwischen den ersten Blechpaketsegmenten 40 und den zweiten Blechpaketsegmenten 50 angeordnet und bilden Rotorpole 61, 62, 63, 64, 65, 66 aus. Im Ausführungsbeispiel hat die Rotoranordnung 30 sechs Rotorpole 61 - 66, sie kann aber beispielsweise auch vier Rotorpole oder acht Rotorpole oder eine höhere Anzahl von Rotorpolen aufweisen.The permanent magnets 60 are arranged between the first laminated core segments 40 and the second laminated core segments 50 and form rotor poles 61, 62, 63, 64, 65, 66. In the exemplary embodiment, the rotor assembly 30 has six rotor poles 61-66, but it can also have, for example, four rotor poles or eight rotor poles or a higher number of rotor poles.

Die ersten Blechpaketsegmente 40 grenzen an die Rotorwelle 32 und an mindestens zwei der Permanentmagneten 60 an.The first laminated core segments 40 are adjacent to the rotor shaft 32 and to at least two of the permanent magnets 60.

Die Bandage 70 ist auf der radial äußeren Seite der zweiten Blechpaketsegmente 50 angeordnet.The bandage 70 is arranged on the radially outer side of the second laminated core segments 50.

Die Bandage 70 ist bevorzugt als Faserverbundbandage ausgebildet, wobei sie weiter bevorzugt einen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff aufweist.The bandage 70 is preferably designed as a fiber composite bandage, wherein it more preferably comprises a carbon fiber reinforced plastic.

Die Rotorpole 61 - 66 weisen jeweils zwei V-förmig angeordnete Permanentmagneten 60 auf.The rotor poles 61 - 66 each have two V-shaped permanent magnets 60.

Zwischen den zwei V-förmig angeordneten Permanentmagneten 60 eines der Pole 61 - 66 ist ein erster Raum 80 ausgebildet, wobei der erste Raum 80 zumindest abschnittsweise durch die zwei V-förmig angeordneten Permanentmagneten 60 und die Rotorwelle 32 begrenzt ist.A first space 80 is formed between the two V-shaped permanent magnets 60 of one of the poles 61 - 66, wherein the first space 80 is delimited at least in sections by the two V-shaped permanent magnets 60 and the rotor shaft 32.

Bevorzugt ist der erste Raum 80 zumindest abschnittsweise durch die ersten Blechpaketsegmente 40 begrenzt.Preferably, the first space 80 is delimited at least in sections by the first laminated core segments 40.

Der erste Raum 80 kann leer bleiben oder beispielsweise mit einem magnetisch nichtleitenden Kunststoff gefüllt werden.The first space 80 can remain empty or be filled, for example, with a magnetically non-conductive plastic.

Die Permanentmagneten 60 sind bevorzugt von der Rotorwelle 32 beabstandet, wobei bevorzugt zwischen den Permanentmagneten 60 und der Rotorwelle 32 zumindest abschnittsweise ein zugeordnetes erstes Blechpaketsegment 40 angeordnet ist.The permanent magnets 60 are preferably spaced apart from the rotor shaft 32, wherein an associated first laminated core segment 40 is preferably arranged at least in sections between the permanent magnets 60 and the rotor shaft 32.

Bevorzugt sind die ersten Blechpaketsegmente 40 jeweils von den anderen ersten Blechpaketsegmenten 40 beabstandet.Preferably, the first laminated core segments 40 are each spaced apart from the other first laminated core segments 40.

Bevorzugt sind die zweiten Blechpaketsegmente 50 jeweils von den anderen zweiten Blechpaketsegmenten 50 beabstandet.Preferably, the second laminated core segments 50 are each spaced apart from the other second laminated core segments 50.

Bevorzugt sind die ersten Blechpaketsegmente 40 jeweils von den zweiten Blechpaketsegmenten 50 beabstandet.Preferably, the first laminated core segments 40 are each spaced apart from the second laminated core segments 50.

Die Rotorwelle 32 weist zumindest in einem zweiten axialen Abschnitt A2 Aussparungen 34 auf, und die ersten Blechpaketsegmente 40 erstrecken sich in die Aussparungen 34. Dies führt zu einer Verzahnung bzw. zu einer formschlüssigen Anordnung, bei der hohe Kräfte zwischen den ersten Blechpaketsegmenten 40 und der Rotorwelle 32 übertragen werden können.The rotor shaft 32 has recesses 34 at least in a second axial section A2, and the first laminated core segments 40 extend into the recesses 34. This leads to a toothing or a positive-locking arrangement in which high forces can be transmitted between the first laminated core segments 40 and the rotor shaft 32.

Die Aussparungen 34 weisen im Querschnitt der Rotorwelle 32 zumindest abschnittsweise ein konkaves Profil auf.The recesses 34 have a concave profile in the cross section of the rotor shaft 32, at least in sections.

Die ersten Blechpaketsegmente 40 sind auf der der Rotorwelle 32 zugewandten Seite zumindest abschnittsweise komplementär zu der zugeordneten Aussparung 34 ausgebildet.The first laminated core segments 40 are formed on the side facing the rotor shaft 32 at least in sections complementary to the associated recess 34.

Die Rotorwelle 32 weist für jedes der ersten Blechpaketsegmente 40 genau eine Aussparung 34 auf.The rotor shaft 32 has exactly one recess 34 for each of the first laminated core segments 40.

In der Ausführungsform entspricht die Anzahl der ersten Blechpaketsegmente 40 der Anzahl der Rotorpole 61 - 66.In the embodiment, the number of first laminated core segments 40 corresponds to the number of rotor poles 61 - 66.

Im Ausführungsbeispiel entspricht die Anzahl der zweiten Blechpaketsegmente 50 der Anzahl der Rotorpole 61 - 66.In the exemplary embodiment, the number of second laminated core segments 50 corresponds to the number of rotor poles 61 - 66.

Die ersten Blechpaketsegmente 40 erstrecken sich bis zur Faserverbundbandage 70.The first laminated core segments 40 extend to the fiber composite bandage 70.

Die Linien 101 zeigen in schematischer Darstellung die magnetische Flussdichte im Bereich des Pols 65, der durch die Anordnung der V-förmigen Permanentmagneten 60 als Nordpol wirkt. Im Ausführungsbeispiel ist kein durch die Statorpole der Statoranordnung 22 erzeugtes Erregerfeld berücksichtigt.Lines 101 schematically show the magnetic flux density in the area of pole 65, which acts as the north pole due to the arrangement of the V-shaped permanent magnets 60. In the exemplary embodiment, no excitation field generated by the stator poles of the stator arrangement 22 is taken into account.

Der durch den Pol 65 erzeugte magnetische Fluss gelangt über das zugeordnete zweite Blechpaketsegment 50 und den magnetischen Luftspalt 23 in den Bereich der Statoranordnung und wird dort über den magnetischen Rückschluss (englisch: yoke) zu den Nachbarpolen 64, 66 geleitet. An den Nachbarpolen 64, 66 gelangt der magnetische Fluss über den magnetischen Luftspalt 23 zurück zu den benachbarten zweiten Blechpaketsegmenten 50 der Nachbarpole 64, 66 und zum zugeordneten Südpol der Permanentmagneten 60 der Nachbarpole 64, 66. Im Inneren der Rotoranordnung 30 kann der magnetische Fluss von den Nachbarpolen 64, 66 über das zugeordnete erste Blechpaketsegment 40 zurück zu den Permanentmagneten 60 des Rotorpols 65 gelangen. Hierbei ist die konvexe Ausgestaltung der der Rotorwelle 32 zugeordneten Fläche des ersten Blechpaketsegments 40 vorteilhaft, da der magnetische Fluss nicht eingeengt wird und damit die Gefahr einer leistungsmindernden Sättigung im Bereich des ersten Blechpaketsegments 40 verringert wird.The magnetic flux generated by pole 65 passes through the associated second laminated core segment 50 and the magnetic air gap 23 into the area of the stator arrangement and is then conducted via the magnetic yoke to the neighboring poles 64, 66. At the neighboring poles 64, 66, the magnetic flux passes through the magnetic air gap 23 back to the neighboring second laminated core segments 50 of the neighboring poles 64, 66 and to the associated south pole of the permanent magnets 60 of the neighboring poles 64, 66. Inside the rotor assembly 30, the magnetic flux from the neighboring poles 64, 66 can flow back to the permanent magnets 60 of the rotor pole 65 via the associated first laminated core segment 40. The convex design of the surface of the first laminated core segment 40 associated with the rotor shaft 32 is advantageous because the magnetic flux is not constricted, thus reducing the risk of performance-reducing saturation in the area of the first laminated core segment 40.

In der in 2 dargestellten Seitenansicht sind an den axialen Enden der Rotorwelle 32 Rotorwellenendstücke 321 bzw. 322 vorgesehen. Diese sind beispielsweise aus einem Metall ausgebildet und ermöglichen eine gute, stabile Lagerung, beispielsweise durch nicht dargestellte Wälzlager. Der erste axiale Bereich A1 und der zweite axiale Bereich A2 können auch gleich gewählt werden. Der zweite axiale Bereich muss nicht über die gesamte axiale Länge der Blechpaketsegmente 40, 50 verlaufen, er kann aber auch über diese hinaus gehen.In the 2 In the side view shown, rotor shaft end pieces 321 and 322 are provided at the axial ends of the rotor shaft 32. These are made of metal, for example, and enable good, stable support, for example, through rolling bearings (not shown). The first axial region A1 and the second axial region A2 can also be selected simultaneously. The second axial region does not have to extend over the entire axial length of the laminated core segments 40, 50, but it can also extend beyond them.

3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine nicht erfindungsgemäße Rotoranordnung 130. 3 shows a schematic cross section through a rotor arrangement 130 not according to the invention.

Die Rotoranordnung 130 hat eine Rotorwelle 132, ein ringförmiges Blechpaket 140 und Blechpaketsegmente 150. Permanentmagneten 160 sind zwischen den Blechpaketsegmenten 150 und dem ringförmigen Blechpaket 140 ausgebildet.The rotor assembly 130 has a rotor shaft 132, an annular laminated core 140, and laminated core segments 150. Permanent magnets 160 are formed between the laminated core segments 150 and the annular laminated core 140.

Eine Bandage 170 ist um die Rotoranordnung 130 herum vorgesehen.A bandage 170 is provided around the rotor assembly 130.

Die Rotoranordnung 130 wurde zum Vergleich gewählt, und die Rotorwelle 132 ist konventionell aus Eisen mit einer Massendichte von 7,63 10-9 kg/mm3.The rotor assembly 130 was chosen for comparison, and the rotor shaft 132 is conventionally made of iron with a mass density of 7.63 10 -9 kg/mm 3 .

Der Außendurchmesser der Rotoranordnung 130 wurde wie bei der Rotoranordnung 30 mit 154 mm gewählt.The outer diameter of the rotor arrangement 130 was chosen to be 154 mm, as with the rotor arrangement 30.

4 und 5 zeigen Diagramme, welche auf der Ordinate den mechanischen Spannungsverlauf in radialer Richtung in MPa bei einer Drehzahl von 23.575 min-1 anzeigen, und auf der Abszisse ist der Radius bezüglich der Rotoranordnung in mm angegeben. Der mechanische Spannungsverlauf ändert sich über den Abstand von der Drehachse. 4 and 5 The diagrams show the mechanical stress distribution in the radial direction in MPa at a speed of 23,575 rpm on the ordinate, and the radius relative to the rotor arrangement in mm on the abscissa. The mechanical stress distribution varies with the distance from the rotational axis.

Die Linie 111 zeigt den mechanischen Spannungsverlauf für die nicht erfindungsgemäße Rotoranordnung 130 von 3 bei einer Temperatur von -25 °C, und die Linie 112 zeigt den mechanischen Spannungsverlauf für die Rotoranordnung 130 von 3 bei einer Temperatur von 130 °C.The line 111 shows the mechanical stress curve for the rotor arrangement 130 not according to the invention of 3 at a temperature of -25 °C, and the line 112 shows the mechanical stress curve for the rotor assembly 130 of 3 at a temperature of 130 °C.

Die Linie 113 zeigt den mechanischen Spannungsverlauf für die Rotoranordnung 30 von 1 bei einer Temperatur von -25 °C, und die Linie 114 zeigt den mechanischen Spannungsverlauf für die Rotoranordnung 30 von 1 bei einer Temperatur von 130 °C.Line 113 shows the mechanical stress curve for the rotor assembly 30 of 1 at a temperature of -25 °C, and line 114 shows the mechanical stress curve for the rotor assembly 30 of 1 at a temperature of 130 °C.

6 und 7 zeigen Diagramme, welche auf der Ordinate den mechanischen Spannungsverlauf in tangentialer Richtung in MPa bei einer Drehzahl von 23.575 min-1 anzeigen, und auf der Abszisse ist der Radius bezüglich der Rotoranordnung in mm angegeben. 6 and 7 show diagrams which indicate on the ordinate the mechanical stress curve in tangential direction in MPa at a speed of 23,575 min -1 , and on the abscissa the radius with respect to the rotor arrangement is given in mm.

Die Linie 121 zeigt den mechanischen Spannungsverlauf für die nicht erfindungsgemäße Rotoranordnung 130 von 3 bei einer Temperatur von -25 °C, und die Linie 122 zeigt den mechanischen Spannungsverlauf für die Rotoranordnung 130 von 3 bei einer Temperatur von 130 °C.The line 121 shows the mechanical stress curve for the rotor arrangement 130 not according to the invention of 3 at a temperature of -25 °C, and the line 122 shows the mechanical stress curve for the rotor assembly 130 of 3 at a temperature of 130 °C.

Die Linie 123 zeigt den mechanischen Spannungsverlauf für die Rotoranordnung 30 von 1 bei einer Temperatur von -25 °C, und die Linie 124 zeigt den mechanischen Spannungsverlauf für die Rotoranordnung 30 von 1 bei einer Temperatur von 130 °C.Line 123 shows the mechanical stress curve for the rotor assembly 30 of 1 at a temperature of -25 °C, and line 124 shows the mechanical stress curve for the rotor assembly 30 of 1 at a temperature of 130 °C.

Bei Rotoranordnungen mit vergrabenen Permanentmagneten werden die Fliehkräfte entweder mittels Rotoreisenstegen oder durch eine tangential bzw. in Umfangsrichtung gewickelte Bandage 70 bzw. 170 aufgenommen. Die Bandagen 70 bzw. 170 sind hierbei vorgespannt, und die Festigkeitswerte der Kohlefasern in Faserrichtung liegen in der Größenordnung von bis zu 3.500 MPa.In rotor arrangements with buried permanent magnets, the centrifugal forces are absorbed either by rotor iron bars or by a tangentially or circumferentially wound bandage 70 or 170. The bandages 70 or 170 are prestressed, and the strength values of the carbon fibers in the fiber direction are in the order of magnitude of up to 3,500 MPa.

Bei der Auslegung der Bandagen 70, 170 müssen die mechanischen Spannungen durch das Untermaß, die Fliehkraftbelastung und die thermische Dehnung berücksichtigt werden.When designing the bandages 70, 170, the mechanical stresses caused by the undersize, the centrifugal force load and the thermal expansion must be taken into account.

Die Bandagenhöhe und das Untermaß zwischen der Bandage 70, 170 und dem Rotoraußendurchmesser müssen so gewählt werden, dass bei maximaler Betriebstemperatur sowie Schleuderdrehzahl die tangentiale Spannung in der Bandage nicht einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Zudem muss sichergestellt sein, dass bei minimaler Betriebstemperatur sowie Schleuderdrehzahl eine minimale Druckspannung zwischen den Permanentmagneten und dem Rotorjoch nicht unterschritten wird, das dies andernfalls zu einem Lift-Off führen würde.The drum height and the undersize between the drum (70, 170) and the rotor outer diameter must be selected so that the tangential tension in the drum does not exceed a specified limit at maximum operating temperature and spin speed. Furthermore, it must be ensured that at minimum operating temperature and spin speed, a minimum compressive stress between the permanent magnets and the rotor yoke is not exceeded, as this would otherwise lead to lift-off.

Durch die stark unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Elektroblech (α = 12,03 10-6 K-1) und Permanentmagnet (α = 3,03 10-6 K-1) zu Kohlenstofffasern (αradial = 34,3 10-6 K-1, αtangential = 0,139 10-6 K-1) kommt es zu einer hohen zusätzlichen mechanischen Spannung in tangentialer Bandagenrichtung. Zusätzlich führt die Fliehkraftbelastung zu einer Zugspannung und reduziert somit die durch das Untermaß primär erzeugte Druckspannung, welche den Lift-Off vermeidet.Due to the very different thermal expansion coefficients of electrical steel (α = 12.03 10 -6 K -1 ) and permanent magnet (α = 3.03 10 -6 K -1 ) to carbon fibers (α radial = 34.3 10 -6 K -1 , α tangential = 0.139 10 -6 K -1 ), a high additional mechanical stress in the tangential direction of the drum. In addition, the centrifugal force load leads to tensile stress, thus reducing the compressive stress primarily generated by the undersize, which prevents lift-off.

Wie in 6 zu sehen ist, führt bei der Rotoranordnung 130 von 3 ein Temperaturanstieg von -25 °C auf 130 °C zu einem Spannungsanstieg von 1.523 MPa zu 1.896 MPa, also um +24,5 %.As in 6 As can be seen, the rotor arrangement 130 of 3 a temperature increase from -25 °C to 130 °C leads to a stress increase from 1,523 MPa to 1,896 MPa, i.e. by +24.5%.

Im Vergleich hierzu wird aus 7 ersichtlich, dass bei der Rotoranordnung 30 von 1 mit den Segmenten beim gleichen Temperaturanstieg ein Spannungsanstieg von 1.558 MPa zu 1.770 MPa auftritt, also um +13,6 %. Dies ergibt gegenüber der Rotoranordnung 30 von 3 eine mechanische Spannungsreserve. Diese kann dazu verwendet werden, die Grenzdrehzahl der Rotoranordnung 30 mit der faserverstärkten Rotorwelle 32 weiter zu erhöhen. Alternativ kann die Bandagenhöhe, also die Dicke der Bandage 70, reduziert werden, um bei gleicher Grenzdrehzahl einen geringeren magnetischen Luftspalt 23 und damit ein höheres Drehmoment durch eine höhere Luftspaltflussdichte zu ermöglichen. Welche dieser Maßnahmen gewählt wird, ist stark von dem Maschinendesign sowie den Anforderungen an die elektrische Maschine 10 abhängig.In comparison, 7 It can be seen that in the rotor arrangement 30 of 1 With the segments, a stress increase of 1,558 MPa to 1,770 MPa occurs at the same temperature increase, i.e. by +13.6%. This results in a difference of 3 a mechanical voltage reserve. This can be used to further increase the limiting speed of the rotor assembly 30 with the fiber-reinforced rotor shaft 32. Alternatively, the bandage height, i.e., the thickness of the bandage 70, can be reduced to enable a smaller magnetic air gap 23 at the same limiting speed and thus a higher torque due to a higher air gap flux density. Which of these measures is selected depends heavily on the machine design and the requirements of the electrical machine 10.

Wie aus 4 und 5 zu sehen ist, ist der mechanische Spannungsverlauf in radialer Richtung bei der Rotoranordnung 30 von 1 absolut und betragsmäßig deutlich geringer als bei der Rotoranordnung 130 von 3. Zudem ist die temperaturabhängige Änderung des mechanischen Spannungsverlaufs bei der Rotoranordnung 30 von 1 geringer als bei der Rotoranordnung 130 von 3.As from 4 and 5 As can be seen, the mechanical stress distribution in the radial direction for the rotor arrangement 30 is 1 in absolute and absolute terms significantly lower than with the rotor arrangement 130 of 3 . In addition, the temperature-dependent change in the mechanical stress curve in the rotor arrangement 30 of 1 lower than the rotor arrangement 130 of 3 .

Ein weiterer Vorteil der Lösung von 1 resultiert aus der geringeren Dichte des kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffs (CFK) der Rotorwelle 32 (ρCFK ≈ 1,54 kg/m3) im Vergleich zu Stahl bzw. Eisen (ρFe ≈ 7,63 kg/m3). Hierdurch wird die Masse und damit auch die rotatorische Massenträgheit der Rotoranordnung 30 reduziert. Bei der Rotoranordnungen 30 ergibt sich gegenüber der Rotoranordnung 130 bei gleichen äußeren Maßen eine Massenreduktion um -24,9% und eine Massenträgheitsreduktion um -7,7 %.Another advantage of the solution from 1 results from the lower density of the carbon fiber reinforced plastic (CFRP) of the rotor shaft 32 (ρ CFRP ≈ 1.54 kg/m 3 ) compared to steel or iron (ρ Fe ≈ 7.63 kg/m 3 ). This reduces the mass and thus also the rotational inertia of the rotor assembly 30. Compared to the rotor assembly 130, the rotor assembly 30 exhibits a mass reduction of -24.9% and a mass inertia reduction of -7.7% with the same external dimensions.

Ein weiterer Vorteil der Mehrfachsegmentierung des Rotorblechs mit den Blechpaketsegmenten 40, 50 entsteht bei der Fertigung, da diese mit geringerem Verschnitt herstellbar sind als bei großen zentralen Blechpaketen wie in 3. Dies steigert die Nachhaltigkeit der Lösung von 1 A further advantage of the multiple segmentation of the rotor lamination with the laminated core segments 40, 50 arises during production, as these can be produced with less waste than with large central laminated cores as in 3 This increases the sustainability of the solution from 1

Die Rotorwelle 32 weist Kohlefasern und eine Kunststoffmatrix auf, beispielsweise aus Epoxidharz. Hierdurch ist die Rotorwelle 32 elektrisch isolierend. Dies führt zu einer Reduzierung der Lagerströme, und ggf. bisher notwendige Abhilfemaßnahmen wie beispielsweise ein Ableitring können entfallen. Dies reduziert die Anzahl der erforderlichen Bauteile und damit den Montageaufwand und die Kosten.The rotor shaft 32 comprises carbon fibers and a plastic matrix, for example, made of epoxy resin. This makes the rotor shaft 32 electrically insulating. This reduces bearing currents, and previously necessary mitigating measures such as a diverter ring can be eliminated. This reduces the number of required components and thus the assembly effort and costs.

Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifikationen möglich.Naturally, various variations and modifications are possible within the scope of the present invention.

Anstelle von oder zusätzlich zu den Kohlenstofffasern können für die faserverstärkten Kunststoffe auch Glasfasern genutzt werden.Instead of or in addition to carbon fibers, glass fibers can also be used for fiber-reinforced plastics.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents submitted by the applicant was generated automatically and is included solely for the convenience of the reader. This list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10 2022 203 126 A1 [0002]DE 10 2022 203 126 A1 [0002]
  • DE 10 2022 203 125 A1 [0003]DE 10 2022 203 125 A1 [0003]
  • DE 10 2021 105 499 A1 [0004]DE 10 2021 105 499 A1 [0004]
  • DE 10 2015 110 652 A1 [0005]DE 10 2015 110 652 A1 [0005]
  • WO 2021 / 225 902 A1 [0006]WO 2021 / 225 902 A1 [0006]

Claims (16)

Rotoranordnung (30), welche eine Rotorwelle (32), erste Blechpaketsegmente (40), zweite Blechpaketsegmente (50), Permanentmagneten (60) und eine Bandage (70) aufweist, bei welcher die Rotorwelle (32) zumindest in einem vorgegebenen ersten axialen Abschnitt (A1) aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist, bei welcher die Permanentmagneten (60) zwischen den ersten Blechpaketsegmenten (40) und den zweiten Blechpaketsegmenten (50) angeordnet sind und Rotorpole (61 - 66) ausbilden, bei welcher die ersten Blechpaketsegmente (40) an die Rotorwelle (32) und an mindestens zwei der Permanentmagneten (60) angrenzen, und bei welcher die Bandage (70) auf der radial äußeren Seite der zweiten Blechpaketsegmente (50) angeordnet ist.A rotor assembly (30) comprising a rotor shaft (32), first laminated core segments (40), second laminated core segments (50), permanent magnets (60), and a bandage (70), in which the rotor shaft (32) is formed from a fiber-reinforced plastic at least in a predetermined first axial section (A1), in which the permanent magnets (60) are arranged between the first laminated core segments (40) and the second laminated core segments (50) and form rotor poles (61-66), in which the first laminated core segments (40) adjoin the rotor shaft (32) and at least two of the permanent magnets (60), and in which the bandage (70) is arranged on the radially outer side of the second laminated core segments (50). Rotoranordnung (30) nach Anspruch 1, bei welcher die Bandage (70) als Faserverbundbandage ausgebildet ist, wobei die Bandage (70) bevorzugt einen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff aufweist.Rotor arrangement (30) according to Claim 1 , in which the bandage (70) is designed as a fiber composite bandage, wherein the bandage (70) preferably comprises a carbon fiber reinforced plastic. Rotoranordnung (30) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Rotorwelle (32) zumindest in dem vorgegebenen ersten axialen Abschnitt (A1) aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist.Rotor arrangement (30) according to Claim 1 or 2 , in which the rotor shaft (32) is formed from a carbon fiber reinforced plastic at least in the predetermined first axial section (A1). Rotoranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Rotorpole (61 - 66) jeweils zwei V-förmig angeordnete Permanentmagneten (60) aufweisen.Rotor arrangement (30) according to one of the preceding claims, in which the rotor poles (61 - 66) each have two permanent magnets (60) arranged in a V-shape. Rotoranordnung (30) nach Anspruch 4, bei welcher zwischen den zwei V-förmig angeordneten Permanentmagneten (60) ein erster Raum (80) ausgebildet ist, wobei der erste Raum (80) zumindest abschnittsweise durch die zwei V-förmig angeordneten Permanentmagneten (60) und die Rotorwelle (32) begrenzt ist.Rotor arrangement (30) according to Claim 4 , in which a first space (80) is formed between the two V-shaped permanent magnets (60), wherein the first space (80) is delimited at least in sections by the two V-shaped permanent magnets (60) and the rotor shaft (32). Rotoranordnung (30) nach Anspruch 5, bei welcher der erste Raum (80) zumindest abschnittsweise durch die ersten Blechpaketsegmente (40) begrenzt ist.Rotor arrangement (30) according to Claim 5 in which the first space (80) is delimited at least in sections by the first laminated core segments (40). Rotoranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Permanentmagneten (60) von der Rotorwelle (32) beabstandet sind, wobei bevorzugt zwischen den Permanentmagneten (60) und der Rotorwelle (32) zumindest abschnittsweise ein zugeordnetes erstes Blechpaketsegment (40) angeordnet ist.Rotor arrangement (30) according to one of the preceding claims, in which the permanent magnets (60) are spaced from the rotor shaft (32), wherein an associated first laminated core segment (40) is preferably arranged at least in sections between the permanent magnets (60) and the rotor shaft (32). Rotoranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher mindestens ein Merkmal erfüllt ist aus einer Merkmalsgruppe bestehend aus: - Die ersten Blechpaketsegmente (40) sind jeweils von den anderen ersten Blechpaketsegmenten (40) beabstandet, - die zweiten Blechpaketsegmente (50) sind jeweils von den anderen zweiten Blechpaketsegmenten (50) beabstandet, - die ersten Blechpaketsegmente (40) sind jeweils von den zweiten Blechpaketsegmenten (50) beabstandet.Rotor arrangement (30) according to one of the preceding claims, in which at least one feature is fulfilled from a group of features consisting of: - the first laminated core segments (40) are each spaced apart from the other first laminated core segments (40), - the second laminated core segments (50) are each spaced apart from the other second laminated core segments (50), - the first laminated core segments (40) are each spaced apart from the second laminated core segments (50). Rotoranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Rotorwelle (32) zumindest in einem zweiten axialen Abschnitt (A2) Aussparungen (34) aufweist, und bei welcher sich die ersten Blechpaketsegmente (40) in die Aussparungen (34) erstrecken.Rotor arrangement (30) according to one of the preceding claims, in which the rotor shaft (32) has recesses (34) at least in a second axial section (A2), and in which the first laminated core segments (40) extend into the recesses (34). Rotoranordnung (30) nach Anspruch 9, bei welcher die Aussparungen (34) im Querschnitt der Rotorwelle (32) zumindest abschnittsweise ein konkaves Profil aufweisen.Rotor arrangement (30) according to Claim 9 in which the recesses (34) in the cross-section of the rotor shaft (32) have a concave profile at least in sections. Rotoranordnung (30) nach Anspruch 9 oder 10, bei welcher die ersten Blechpaketsegmente (40) auf der der Rotorwelle (32) zugewandten Seite zumindest abschnittsweise komplementär zu der zugeordneten Aussparung (34) ausgebildet sind.Rotor arrangement (30) according to Claim 9 or 10 in which the first laminated core segments (40) on the side facing the rotor shaft (32) are formed at least in sections complementary to the associated recess (34). Rotoranordnung (30) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei welcher die Rotorwelle (32) für jedes der ersten Blechpaketsegmente (40) genau eine Aussparung (34) aufweist.Rotor arrangement (30) according to one of the Claims 9 until 11 , in which the rotor shaft (32) has exactly one recess (34) for each of the first laminated core segments (40). Rotoranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Anzahl der ersten Blechpaketsegmente (40) der Anzahl der Rotorpole (61 - 66) entspricht.Rotor arrangement (30) according to one of the preceding claims, in which the number of first laminated core segments (40) corresponds to the number of rotor poles (61 - 66). Rotoranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Anzahl der zweiten Blechpaketsegmente (50) der Anzahl der Rotorpole (61 - 66) entspricht.Rotor arrangement (30) according to one of the preceding claims, in which the number of second laminated core segments (50) corresponds to the number of rotor poles (61 - 66). Rotoranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher sich die ersten Blechpaketsegmente (40) bis zur Bandage (70) erstrecken.Rotor arrangement (30) according to one of the preceding claims, in which the first laminated core segments (40) extend to the bandage (70). Elektrische Maschine (20), welche eine Rotoranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Statoranordnung (22) aufweist.Electrical machine (20) comprising a rotor arrangement (30) according to one of the preceding claims and a stator arrangement (22).
DE102024103502.1A 2024-02-08 2024-02-08 Rotor arrangement and electric machine Pending DE102024103502A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024103502.1A DE102024103502A1 (en) 2024-02-08 2024-02-08 Rotor arrangement and electric machine
PCT/EP2024/025333 WO2025168191A1 (en) 2024-02-08 2024-12-03 Rotor assembly and electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024103502.1A DE102024103502A1 (en) 2024-02-08 2024-02-08 Rotor arrangement and electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102024103502A1 true DE102024103502A1 (en) 2025-08-14

Family

ID=94341078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102024103502.1A Pending DE102024103502A1 (en) 2024-02-08 2024-02-08 Rotor arrangement and electric machine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102024103502A1 (en)
WO (1) WO2025168191A1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150086398A1 (en) 2013-09-20 2015-03-26 Bleckmann Gmbh & Co. Kg Rotor for brushless dc motor and brushless dc motor
EP3093960A1 (en) 2015-05-11 2016-11-16 Siemens Aktiengesellschaft Rotor with a ring magnet and a plastic part
DE102015110652A1 (en) 2015-07-02 2017-01-05 Karlsruher Institut für Technologie ROTOR STATOR ARRANGEMENT FOR A HYBRID ROTATED SYNCHRONOUS MACHINE AND A ROTOR THEREFOR
DE102019127583A1 (en) 2019-10-14 2021-04-15 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Rotor device and method for producing a rotor device for an electric machine, in particular for a vehicle drive for an electric vehicle
WO2021225902A1 (en) 2020-05-04 2021-11-11 Tesla, Inc. Permanent magnet motor with wrapping
DE102021105499A1 (en) 2021-03-08 2022-09-08 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Rotor for an axial flow machine
DE102022203125A1 (en) 2022-03-30 2023-10-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Rotor of an electric machine
DE102022203126A1 (en) 2022-03-30 2023-10-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Rotor of an electric machine
DE102022134277A1 (en) 2022-12-21 2024-06-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Rotor for a permanent-magnet electrical machine with multi-part rotor core and bandage, permanent-magnet electrical machine and method for producing a rotor

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103999330B (en) * 2011-11-30 2017-03-29 Abb研究有限公司 Motor and rotor
DE102014219231A1 (en) * 2013-10-16 2015-04-16 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Assembly, in particular rotor, for an electrical machine and manufacturing method for an assembly, in particular a rotor
DE102019125259A1 (en) * 2019-09-19 2021-03-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rotor for an electrical machine and a corresponding electrical machine
DE102021212046A1 (en) * 2021-10-26 2023-04-27 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Rotor of an electrical machine
DE102022111494A1 (en) * 2022-05-09 2023-11-09 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Rotor with positively anchored surface magnets
CN116260265B (en) * 2023-02-02 2023-11-14 小米汽车科技有限公司 Motor rotor, rotor assembly, motor and vehicle
CN116577204B (en) * 2023-07-14 2023-10-31 天蔚蓝电驱动科技(江苏)有限公司 Testing device for strength of carbon fiber sheath

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150086398A1 (en) 2013-09-20 2015-03-26 Bleckmann Gmbh & Co. Kg Rotor for brushless dc motor and brushless dc motor
EP3093960A1 (en) 2015-05-11 2016-11-16 Siemens Aktiengesellschaft Rotor with a ring magnet and a plastic part
DE102015110652A1 (en) 2015-07-02 2017-01-05 Karlsruher Institut für Technologie ROTOR STATOR ARRANGEMENT FOR A HYBRID ROTATED SYNCHRONOUS MACHINE AND A ROTOR THEREFOR
DE102019127583A1 (en) 2019-10-14 2021-04-15 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Rotor device and method for producing a rotor device for an electric machine, in particular for a vehicle drive for an electric vehicle
WO2021225902A1 (en) 2020-05-04 2021-11-11 Tesla, Inc. Permanent magnet motor with wrapping
DE102021105499A1 (en) 2021-03-08 2022-09-08 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Rotor for an axial flow machine
DE102022203125A1 (en) 2022-03-30 2023-10-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Rotor of an electric machine
DE102022203126A1 (en) 2022-03-30 2023-10-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Rotor of an electric machine
DE102022134277A1 (en) 2022-12-21 2024-06-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Rotor for a permanent-magnet electrical machine with multi-part rotor core and bandage, permanent-magnet electrical machine and method for producing a rotor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2025168191A1 (en) 2025-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006049825B4 (en) Arrangement for mounting permanent magnets on high-speed rotating rotors of electric machines
DE102014202719B4 (en) Inductive rotary transformer for an electric motor for a motor vehicle and corresponding coupler part
DE69600160T2 (en) Anchor for a reluctance machine
DE19780317B4 (en) Electric machine
DE112015007131T5 (en) Electric motor and air conditioning
EP2709238B1 (en) Permanently excited synchronous machine with ferrite magnets
DE112009001631T5 (en) Rotor structure for rotating machine of permanent magnet type
DE112017000001T5 (en) Rotor of a rotary electric machine, electric rotary machine and rotor element of a rotary electric machine
DE112017005282T5 (en) Rotor for rotating electrical machine
DE102018215864A1 (en) Rotor of an electric motor and electric motor
EP3895278A1 (en) Rotor for an electric motor, electric motor, and method for producing a rotor
DE2953033A1 (en) RUNNERS WITH PROPELLED POLES FOR ELECTRICAL MACHINES
DE102011089417B4 (en) Active part for an electrical machine with a connecting fiber
DE102008055893A1 (en) Rotor for fastly-rotating permanently-excited electrical machine, has magnet ring fixed radially and axially between retaining rings, where one of retaining rings is rigidly connected with rotor axis either directly or over rotor flange
WO2020016177A1 (en) Reluctance motor
WO2007113057A1 (en) Rotor of a synchronous machine with permanent-magnet excitation
DE102024103502A1 (en) Rotor arrangement and electric machine
DE102014017304A1 (en) Rotor for electric machines and method for its production
DE102017205022A1 (en) Rotor for a permanent magnet synchronous machine and permanent magnet synchronous machine
DE102020101642A1 (en) Rotor, method of manufacturing a rotor and axial flux machine
DE102020100963A1 (en) Electric machine and motor vehicle
DE102019105570A1 (en) Rotor for a permanently excited electrical machine with a support structure
DE4443999C1 (en) Permanent magnet transversal flux machine
DE102015101882A1 (en) Rotor for an electric motor
DE102021210045A1 (en) Magnetic core and electrical machine with the same

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication