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WO2017198406A1 - Rotor einer elektrischen maschine mit einem blechpaket - Google Patents

Rotor einer elektrischen maschine mit einem blechpaket Download PDF

Info

Publication number
WO2017198406A1
WO2017198406A1 PCT/EP2017/059088 EP2017059088W WO2017198406A1 WO 2017198406 A1 WO2017198406 A1 WO 2017198406A1 EP 2017059088 W EP2017059088 W EP 2017059088W WO 2017198406 A1 WO2017198406 A1 WO 2017198406A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sub
rotor
laminated core
region
packages
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/059088
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Wolf
Hubertus Büttner
Christian Kirchner
Original Assignee
Zf Friedrichshafen 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 Zf Friedrichshafen Ag filed Critical Zf Friedrichshafen Ag
Priority to CN201780031064.XA priority Critical patent/CN109155555B/zh
Priority to US16/303,031 priority patent/US10601270B2/en
Priority to EP17717720.1A priority patent/EP3459158A1/de
Publication of WO2017198406A1 publication Critical patent/WO2017198406A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures

Definitions

  • the invention relates to a rotor of an electrical machine with a laminated core according to the preamble of patent claim 1.
  • the object of the invention is to improve such a rotor.
  • a rotor of an electric machine with a laminated core which comprises a first sub-package with first laminations and a second sub-package with second laminations and wherein the laminations and the sub-packages are axially joined along a central axis of the laminated core.
  • At least one of the sub-packages comprises a fastening region for arranging the laminated core on a carrier element, a circumferential region being designed to be radially offset relative to a circumferential region of an axially adjacent sub-package.
  • the laminated core has for interaction with a stator of an electric machine on a magnetic interaction region which is formed by one of the peripheral regions of the sub-packages.
  • the rotor is characterized in that the magnetic interaction region comprises a plurality of evenly distributed around the circumference rotor poles with permanent magnets.
  • a rotor for a permanent-magnet electric machine wherein a fastening region for fixing to a carrier element is not formed on all partial pacts, but is present in particular only on one of the partial packets.
  • a magnetic interaction region of the laminated core is provided at the peripheral region remote from the connection regions.
  • a desired unhindered propagation of a rotor magnetic field within the laminated core can be achieved by forming the at least one fastening region on the same inner or outer circumferential region as the connecting regions.
  • connection regions and the connecting portions may be staggered radially staggered on the laminated core, wherein in particular in a rotor of an internal rotor machine, the attachment regions are present as tabs and can be arranged offset radially inwardly relative to the connection areas on the laminated core.
  • a connection region for connecting sheet metal laminations and partial packages can basically be designed in various ways. The connection region can be realized, for example, by means of a stamped package or have a screwed or riveted connecting bolt or a weld, which is designed solely on the laminated core or together with a connecting bolt.
  • each rotor pole consists of two circumferentially adjacent permanent magnets, which are arranged together or separately in the pockets.
  • the permanent magnets can be formed monolithic or segmented.
  • the rotor may exemplarily have a total of 16 rotor poles or an integral multiple thereof and 32 permanent magnets or the integer multiple thereof.
  • the pockets can be made radially open or closed. In the circumferential direction adjacent pockets of two adjacent rotor poles may preferably be separated by a gap.
  • a plurality of attachment areas may be formed on a sub-package, which are arranged in the circumferential direction in each case between the connecting areas and preferably symmetrically thereto.
  • the connection regions and also the attachment regions can each be designed to be mutually offset by 45 ° on the circumference.
  • the sum of the number of connection regions and the number of attachment regions can correspond to the number of rotor poles on a partial package.
  • the connecting regions can be arranged asymmetrically to the rotor poles on a sub-package, wherein in a lateral plane of the laminated core the connecting regions form an angle ⁇ to a plane of symmetry of the rotor poles.
  • connection region have an axially extending within the laminations recess into which an axially extending over both partial packages profile bar from a weldable material, for example a steel used and welded to the laminations ,
  • a weldable material for example a steel used and welded to the laminations
  • For captive recording of the profiled bar in a production of the edge region of a recess may have at least one projection for non-positive cooperation with the profile bar, so that this can be clamped or pressed there.
  • an axially extending free space can be formed radially between the profile bar and a proximate peripheral area of the laminated core for receiving weld metal.
  • This space can also form a cooling channel for guiding a cooling fluid with appropriate dimensioning, so as to cool the rotor and in particular on the magnetic interaction area remote from the radial side.
  • Figure 1 is a perspective view of a rotor of an electric machine with a laminated core, which comprises a plurality of axially staggered sub-packages.
  • Fig. 2 is a plan view of the rotor of Fig. 1;
  • FIG. 3 is a fragmentary frontal view of the laminated core of Figure 1, 2 in a connecting region of the sub-packets ..;
  • FIG. 4 shows an axial partial view of the laminated core with the connection region shown in FIG. 3;
  • FIG. 5 shows an enlarged partial axial view of the laminated core with a fastening region
  • FIG. 6 is an enlarged partial front view of the laminated core of FIG. 5;
  • FIG. 8 is an enlarged partial front view of the laminated core with an alternative to FIG. 7 executed connecting region.
  • the figures show a rotor 10 of an internal-rotor type electric machine, not illustrated in any more detail, with a laminated core 12 which comprises a total of four sub-packages 14a-d with laminations 16 ad and wherein the laminations 16a-d and the sub-packages 14a-d along a central axis A of Laminated core 12 and the electrical machine are axially joined.
  • Each of the sub-packages 14a-d has a radially inner circumferential region 24a-d, a radially outer peripheral region 25a-d and a plurality of circumferentially distributed connecting regions 18a-d for connecting the lamellae 16a-d and for connecting the individual sub-packages 14a-d on.
  • the connection areas 18a-d are brought into mutual coincidence with the joined partial packages 14a-d and thus form a plurality of common connection areas 18.
  • the connecting regions 18 each have a recess 181 ad extending axially within the laminations 16a-d, in each of which a profiled bar 32 axially extending over all partial packs 14a-d is used made of a weldable material, in the present case a steel with the designation 1 .0122 and by means of two axially extending welds 36 is welded to the laminations 16 ad (Fig. 3, 4).
  • protrusions 42 can be formed at the recesses 181 a-d, through which the profiled bars 32 can be pressed or clamped.
  • two projections 42 are shown by plastic deformation of the edge portions of a recess 181, while the projections 42 are already provided in Fig. 8 as projecting into the recess 181 lugs on the sheet metal section.
  • an axially extending free space 34 is formed between the profile bar 32 and the nearest circumferential area 24 of the laminated core 12, which space can receive the welds 36 or the weld metal.
  • the clearance 34 may also or additionally form a cooling channel for guiding a cooling fluid on the rotor 10. Additional connection areas are in the form of onneiernoppen 38, as shown in Figs. 5 and 6.
  • only one of the sub-packages 14a-d, in the present case the sub-package 14b comprises a plurality of attachment regions 20b located on a pitch circle for arranging the laminated core 12 on a carrier element, not illustrated here.
  • the attachment regions 20b are arranged in the circumferential direction in each case between the connecting regions 18 and symmetrically thereto.
  • the peripheral region 24b is formed offset relative to the peripheral regions 24a, c of the axially adjacent laminated cores 14a, c, respectively, as a radially inwardly directed tab and thus radially offset.
  • the structural design of the attachment portions 20b can be made depending on the specific requirements. In the example, recesses or openings are provided in order to fix a carrier element there by means of rivets, bolts or the like radially, axially and circumferentially. In Fig. 2 it is visible that the connecting portions 18 and the mounting portions 20b are each offset by 45 ° to each other on the circumference.
  • the laminated core 12 for interacting with a stator of the electric machine not shown here, a magnetic interaction region 22, which is formed by one of the peripheral regions 25a-d of the sub-packages 14a-d, in particular from the outer peripheral regions 25a-d.
  • the rotor 10 for this purpose comprises a plurality of evenly distributed around the circumference rotor poles 26 with permanent magnets 28.
  • the magnetic interaction region 22 is thus formed on the connecting regions 18a-d and also the mounting portion 20b remote circumferential regions 24a-d.
  • pockets 30 for accommodating the permanent magnets 28 are formed on the radially outer circumferential regions 25a-d of the partial packages 14a-d.
  • Each rotor pole 26 consists of two circumferentially adjacent and V-shaped aligned permanent magnets 28a, b, which are presently arranged in separate and circumferentially closed pockets 30a, 30b.
  • the circumferentially adjacent pockets 30 of two adjacent rotor poles are separated on the laminated core 12 by a recess or by a gap 40.
  • the rotor 10 has a total of 16 rotor poles with a total of 32 permanent magnets 28. Furthermore, the sum of the number of connection regions 18b and the number of attachment regions 20b corresponds exactly to the number of rotor poles 26 on the partial package 14b.
  • the connecting regions 18 are arranged asymmetrically with respect to the rotor poles 26, the connecting regions 18 forming an angle ⁇ to a plane of symmetry S of the rotor poles 26 in a lateral plane of the laminated core 12. Furthermore, to reduce a force acting between the rotor 10 and a stator magnetic detent torque, the sub-packages 14c, d mirrored together, so that the rotor poles 26 of these sub-packages 14c, d offset in the circumferential direction by the angle 2 x ⁇ to each other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Es wird ein Rotor (10) einer elektrischen Maschine mit einem Blechpaket (12) beschrieben, welches ein erstes Teilpaket (14a-d) mit ersten Blechlamellen (16 a-d) und ein zweites Teilpaket (14a-d) mit zweiten Blechlamellen (16 a-d) umfasst und wobei die Blechlamellen (16a-d) und die Teilpakete (14a-d) entlang einer Mittelachse (A) des Blechpakets (12) axial gefügt sind. Dabei weist jedes der Teilpakete (14a- d) einen radial inneren Umfangsbereich (24a-d) und einen radial äußeren Umfangsbereich (25a-d) und mehrere in Umfangsrichtung verteilte Verbindungsbereiche (18a-d) auf, welche sich an den gefügten Teilpaketen (14a-d) gegenseitig in Deckung befinden und dabei einen gemeinsamen Verbindungsbereich (18) ausbilden. Weiterhin umfasst zumindest eines der Teilpakete (14a-d) einen Befestigungsbereich (20b) zur Anordnung des Blechpakets (12) an einem Trägerelement, wobei zu dessen Ausbildung ein Umfangsbereich (24b) gegenüber einem axial benachbarten Umfangsbereich (24a, c) radial versetzt ausgebildet ist. Das Blechpaket (12) weist zum Zusammenwirken mit einem Stator einer elektrischen Maschine einen magnetischen Wechselwirkungsbereich (22) auf, welcher von einem der Umfangsbereiche (25a-d) der Teilpakete (14a-d) ausgebildet ist. Der Rotor (10) ist dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Wechselwirkungsbereich (22) mehrere gleichmäßig am Umfang verteilte Rotorpole (26) mit Permanentmagneten (28) umfasst.

Description

Rotor einer elektrischen Maschine mit einem Blechpaket
Die Erfindung betrifft ein Rotor einer elektrischen Maschine mit einem Blechpaket gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 .
Ein solcher gattungsgemäßer Rotor, welcher insbesondere an einem dem Stator zugewandten magnetischen Wechselwirkungsbereich eine Rotorwicklung trägt, ist bereits mit der EP 1 175 561 B1 bekannt geworden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen derartigen Rotor zu verbessern.
Die vorstehende Aufgabe wird gelöst durch einen Rotor einer elektrischen Maschine mit einem Blechpaket gemäß Patentanspruch 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es wird somit ein Rotor einer elektrischen Maschine mit einem Blechpaket vorgeschlagen, welches ein erstes Teilpaket mit ersten Blechlamellen und ein zweites Teilpaket mit zweiten Blechlamellen umfasst und wobei die Blechlamellen und die Teilpakete entlang einer Mittelachse des Blechpakets axial gefügt sind. Dabei weist jedes der Teilpakete einen radial inneren Umfangsbereich und einen radial äu ßeren Umfangsbereich und mehrere in Umfangsrichtung verteilte Verbindungsbereiche auf, welche sich an den gefügten Teilpaketen gegenseitig in Deckung befinden und dabei einen gemeinsamen Verbindungsbereich ausbilden. Weiterhin umfasst zumindest eines der Teilpakete einen Befestigungsbereich zur Anordnung des Blechpakets an einem Trägerelement, wobei zu dessen Ausbildung ein Umfangsbereich gegenüber einem Umfangsbereich eines axial benachbarten Teilpakets radial versetzt ausgebildet ist. Das Blechpaket weist zum Zusammenwirken mit einem Stator einer elektrischen Maschine einen magnetischen Wechselwirkungsbereich auf, welcher von einem der Umfangsbereiche der Teilpakete ausgebildet ist. Der Rotor ist dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Wechselwirkungsbereich mehrere gleichmäßig am Umfang verteilte Rotorpole mit Permanentmagneten umfasst. Es wird demnach ein Rotor für eine permanenterregte elektrische Maschine bereitgestellt, wobei ein Befestigungsbereich zur Festlegung an einem Trägerelement nicht an allen Teilpakten ausgebildet ist, sondern insbesondere lediglich an einem der Teilpakete vorhanden ist. Dabei ist ein magnetischer Wechselwirkungsbereich des Blechpakets an dem, den Verbindungsbereichen entfernt liegenden Umfangsbereich vorgesehen. Eine gewünschte ungehinderte Ausbreitung eines Rotormagnetfeldes innerhalb des Blechpakets kann erzielt werden, indem der zumindest eine Befestigungsbereich an demselben inneren oder äußeren Umfangsbereich wie die Verbindungsbereiche ausgebildet sind. Dabei können die Befestigungsbereiche und die Verbindungsbereiche radial zueinander gestaffelt am Blechpaket ausgebildet sein, wobei insbesondere bei einem Rotor einer Innenläufermaschine die Befestigungsbereiche als Laschen vorliegen und gegenüber den Verbindungsbereichen am Blechpaket radial nach innen versetzt angeordnet sein können. Ein Verbindungsbereich zur Verbindung von Blechlamellen und von Teilpaketen kann grundsätzlich auf verschiedene Art und Weise ausgeführt sein. Der Verbindungsbereich kann beispielsweise mittels einer Stanzpaketierung verwirklicht sein oder einen verschraubten oder vernieteten Verbindungsbolzen oder eine Schweißnaht aufweisen, welche allein an dem Blechpaket oder gemeinsam mit einem Verbindungsbolzen ausgeführt ist.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ein Teilpaket zur Aufnahme der Permanentmagnete in dem Wechselwirkungsbereich Taschen aufweisen, wobei jeder Rotorpol aus zwei in Umfangsrichtung benachbarten Permanentmagneten besteht, welche gemeinsam oder getrennt in den Taschen angeordnet sind. Die Permanentmagnete können dabei monolithisch oder segmentiert ausgebildet sein. Insbesondere kann der Rotor beispielhaft insgesamt 16 Rotorpole oder ein ganzzahliges Vielfaches davon und 32 Permanentmagnete oder das ganzzahlige Vielfache davon aufweisen. Die Taschen können radial offen oder geschlossen ausgeführt sein. In Umfangsrichtung benachbarte Taschen von zwei benachbarten Rotorpolen können vorzugsweise durch einen Spalt getrennt sein.
Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung können an einem Teilpaket mehrere Befestigungsbereiche ausgebildet sein, welche in Umfangsrichtung jeweils zwischen den Verbindungsbereichen und vorzugsweise symmetrisch dazu angeordnet sind. Bei 16 Rotorpolen können die Verbindungsbereiche und auch die Befestigungsbereiche jeweils untereinander um 45° am Umfang versetzt angeordnet ausgebildet sein.
Gleichzeitig kann an einem Teilpaket die Summe aus der Anzahl der Verbindungsbereiche und der Anzahl der Befestigungsbereiche der Anzahl der Rotorpole entsprechen.
Mit besonderem Vorteil können an einem Teilpaket die Verbindungsbereiche asymmetrisch zu den Rotorpolen angeordnet sein, wobei in einer Lateralebene des Blechpakets die Verbindungsbereiche einen Winkel α zu einer Symmetrieebene der Rotorpole einschließen. Durch axiales Zusammenfügen von zwei spiegelbildlichen Teilpakten können somit die Rotorpole von diesen zwei axial benachbarten Teilpaketen in Umfangsrichtung um einen Winkel 2a versetzt zueinander angeordnet werden. Vorteil ist eine spürbare Reduzierung des magnetischen Rastmoments einer elektrischen solchen elektrischen Maschine.
Zur Erzielung einer hohen Festigkeit und Dauerhaltbarkeit kann mit weiterem Vorteil ein Verbindungsbereich eine innerhalb der Blechlamellen axial verlaufende Aussparung aufweisen, in welche ein sich über beide Teilpakete axial erstreckender Profilstab aus einem schweißbaren Werkstoff, zum Beispiel aus einem Stahl, eingesetzt und mit den Blechlamellen verschweißt ist. Zur verliersicheren Aufnahme des Profilstabes bei einer Fertigung kann der Randbereich einer Ausnehmung zumindest einen Vorsprung zum kraftschlüssigen Zusammenwirken mit dem Profilstab aufweisen, so dass dieser dort eingeklemmt oder eingepresst werden kann.
Weiter kann zur Aufnahme von Schweißgut radial zwischen dem Profilstab und einem nächstliegenden Umfangsbereich des Blechpakets ein sich axial erstreckender Freiraum ausgebildet sein. Dieser Freiraum kann bei entsprechender Dimensionierung darüber hinaus einen Kühlkanal zur Führung eines Kühlfluids ausbilden, um damit den Rotor auch insbesondere auf der dem magnetischen Wechselwirkungsbereich abgewandten Radialseite zu kühlen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer in den Figuren dargestellten Ausführungsform beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Rotors einer elektrischen Maschine mit einem Blechpaket, welches mehrere axial gestaffelte Teilpakete umfasst; Fig. 2 eine Draufsicht auf den Rotor von Fig. 1 ;
Fig. 3 eine ausschnittweise stirnseitige Darstellung des Blechpakets der Fig. 1 , 2 in einem Verbindungsbereich der Teilpakete;
Fig. 4 eine axiale Teilansicht des Blechpakets mit dem in Fig. 3 gezeigten Verbindungsbereich;
Fig. 5 eine vergrößerte axiale Teilansicht des Blechpakets mit einem Befestigungsbereich;
Fig. 6 eine vergrößerte stirnseitige Teilansicht des Blechpakets von Fig. 5;
Fig. 7 eine vergrößerte stirnseitige Teilansicht des Blechpakets mit einem Verbindungsbereich;
Fig. 8 eine vergrößerte stirnseitige Teilansicht des Blechpakets mit einem alternativ zu Fig. 7 ausgeführten Verbindungsbereich.
Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten oder vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Darstellung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt. Um Wiederholungen zu vermeiden wird auf eine mehrfache Beschreibung identischer Gegenstände, Funktionseinheiten oder vergleichbarer Komponenten in verschiedenen Ausführungsbeispielen verzichtet und es werden diesbezüglich lediglich Unterschiede der Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Figuren zeigen einen Rotor 10 einer zeichnerisch nicht weiter dargestellten elektrischen Maschine in Innenläuferbauart mit einem Blechpaket 12, welches insgesamt vier Teilpakete 14a-d mit Blechlamellen 16 a-d umfasst und wobei die Blechlamellen 16a-d und die Teilpakete 14a-d entlang einer Mittelachse A des Blechpakets 12 und der elektrischen Maschine axial gefügt sind. Dabei weist jedes der Teilpakete 14a-d einen radial inneren Umfangsbereich 24a-d, einen radial äußeren Um- fangsbereich 25a-d und mehrere in Umfangsrichtung verteilte Verbindungsbereiche 18a-d zur Verbindung der Lamellen 16a-d und zur Verbindung der einzelnen Teilpakete 14a-d auf. Die Verbindungsbereiche 18a-d sind zu diesem Zweck an den gefügten Teilpaketen 14a-d gegenseitig in Deckung gebracht und bilden somit mehrere gemeinsame Verbindungsbereiche 18 aus.
Vorliegend weisen die Verbindungsbereiche 18 jeweils eine innerhalb der Blechlamellen 16a-d axial verlaufende Aussparung 181 a-d auf, in welche jeweils ein sich über alle Teilpakete 14a-d axial erstreckender Profilstab 32 aus einem schweißbaren Werkstoff, vorliegend einem Stahl mit der Bezeichnung 1 .0122 eingesetzt und mittels sich zwei axial erstreckender Schweißnähte 36 mit den Blechlamellen 16 a-d verschweißt ist (Fig. 3, 4). Zum verliersicheren Einbau der Profilstäbe 32 vor dem Verschweißen können, wie das anhand der Fig. 7, 8 dargestellt ist, an den Aussparungen 181 a-d Vorsprünge 42 ausgebildet sein, durch welche die Profilstäbe 32 einge- presst bzw. eingeklemmt werden können. In Fig. 7 sind zwei Vorsprünge 42 durch plastische Verformung der Randbereiche einer Aussparung 181 dargestellt, während die Vorsprünge 42 in Fig. 8 bereits als in die Aussparung 181 vorspringende Nasen am Blechschnitt vorgesehen sind.
In radialer Richtung ist zwischen dem Profilstab 32 und dem nächstliegenden Umfangsbereich 24 des Blechpakets 12 ein sich axial erstreckender Freiraum 34 ausgebildet, welcher die Schweißnähte 36 bzw. das Schweißgut aufnehmen kann. Der Freiraum 34 kann ebenso oder zusätzlich einen Kühlkanal zur Führung eines Kühlflu- ids am Rotor 10 ausbilden. Zusätzliche Verbindungsbereiche sind in Form von Paketiernoppen 38 ausgebildet, wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Weiterhin umfasst in dem besprochenen Ausführungsbeispiel lediglich eines der Teilpakete 14a-d, vorliegend das Teilpaket 14b mehrere auf einem Teilkreis befindliche Befestigungsbereiche 20b zur Anordnung des Blechpakets 12 an einem hier zeichnerisch nicht dargestellten Trägerelement. Die Befestigungsbereiche 20b sind in Umfangsrichtung jeweils zwischen den Verbindungsbereichen 18 und symmetrisch dazu angeordnet. Zur Ausbildung der einzelnen Befestigungsbereiche 20b ist der Umfangsbereich 24b gegenüber den Umfangsbereichen 24a, c der dazu axial benachbarten Blechpakete 14a, c jeweils als eine nach radial innen weisende Lasche und somit radial versetzt ausgebildet. Die konstruktive Ausführung der Befestigungsbereiche 20b kann je nach den konkreten Erfordernissen erfolgen. Im Beispiel sind jeweils Ausnehmungen oder Öffnungen vorgesehen, um dort ein Trägerelement mittels Nieten, Schraubbolzen oder dergleichen radial, axial und umfangsmäßig festzulegen. In Fig. 2 ist sichtbar, dass die Verbindungsbereiche 18 und auch die Befestigungsbereiche 20b jeweils untereinander um 45° am Umfang versetzt angeordnet sind.
Weiterhin weist das Blechpaket 12 zum Zusammenwirken mit einem hier zeichnerisch nicht dargestellten Stator der elektrischen Maschine einen magnetischen Wechselwirkungsbereich 22 auf, welcher von einem der Umfangsbereiche 25a-d der Teilpakete 14a-d, insbesondere von den äußeren Umfangsbereichen 25a-d ausgebildet ist. Wie in den Figuren erkennbar, umfasst der Rotor 10 hierzu vorliegend mehrere gleichmäßig am Umfang verteilte Rotorpole 26 mit Permanentmagneten 28. Der magnetischen Wechselwirkungsbereich 22 ist somit an der den Verbindungsbereichen 18a-d und auch dem Befestigungsbereich 20b entfernt liegenden Umfangsbereichen 24a-d ausgebildet.
In den Figuren ist weiter erkennbar, dass an den radial äußeren Umfangsbereichen 25a-d der Teilpakete 14a-d Taschen 30 zur Aufnahme der Permanentmagnete 28 ausgebildet sind. Jeder Rotorpol 26 besteht aus zwei in Umfangsrichtung benachbarten und V-förmig zueinander ausgerichteten Permanentmagneten 28a, b, welche vorliegend in getrennten und umfangsmäßig geschlossenen Taschen 30a, 30b angeordnet sind. Die in Umfangsrichtung benachbarte Taschen 30 von zwei be- nachbarten Rotorpolen sind am Blechpaket 12 durch eine Aussparung bzw. durch einen Spalt 40 getrennt.
Im erläuterten Ausführungsbeispiel weist der Rotor 10 insgesamt 16 Rotorpole mit insgesamt 32 Permanentmagneten 28 auf. Des Weiteren entspricht an dem Teilpaket 14b die Summe aus der Anzahl der Verbindungsbereiche 18b und der Anzahl der Befestigungsbereiche 20b genau der Anzahl der Rotorpole 26.
Wie in den Fig. 2 und 6 gut erkennbar, sind die Verbindungsbereiche 18 asymmetrisch zu den Rotorpolen 26 angeordnet, wobei in einer Lateralebene des Blechpakets 12 die Verbindungsbereiche 18 einen Winkel α zu einer Symmetrieebene S der Rotorpole 26 einschließen. Weiterhin sind zur Reduzierung eines zwischen dem Rotor 10 und einem Stator wirkenden magnetischen Rastmoments die Teilpakete 14c, d spiegelbildlich zusammengefügt, so dass die Rotorpole 26 dieser Teilpakete 14c, d in Umfangsrichtung um den Winkel 2 x α versetzt zueinander angeordnet sind.
Bezuqszeichen
10 Rotor
12 Blechpaket
14a-d Teilpaket
16a-d Blechlamellen
18a-d Verbindungsbereich
20b Befestigungsbereich
22 magnetischer Wechselwirkungsbereich
24a-d radial innerer Umfangsbereich
25a-d radial äußerer Umfangsbereich
26 Rotorpol
28a, b Permanentmagnet
30a, b Tasche
181 a-d Aussparung
32 Profilstab
34 Freiraum
36 Schweißnaht
38 Paketiernoppen
40 Spalt
42 Vorsprung
A Mittelachse
S Symmetrieebene
α Winkel

Claims

Patentansprüche otor (10) einer elektrischen Maschine mit einem Blechpaket (12) umfassend
- ein erstes Teilpaket (14a-d) mit ersten Blechlamellen (16 a-d) und ein zweites Teilpaket (14a-d) mit zweiten Blechlamellen (16 a-d), wobei
- die Blechlamellen (16a-d) und die Teilpakete (14a-d) entlang einer Mittelachse (A) des Blechpakets (12) axial gefügt sind und wobei
- jedes der Teilpakete (14a-d) einen radial inneren Umfangsbereich (24a-d) und einen radial äußeren Umfangsbereich (25a-d) aufweist und wobei
- jedes der Teilpakete (14a-d) mehrere in Umfangsrichtung verteilte Verbindungsbereiche (18a-d) aufweist, welche sich an den gefügten Teilpaketen (14a-d) gegenseitig in Deckung befinden und dabei einen gemeinsamen Verbindungsbereich (18) ausbilden, wobei
- zumindest eines der Teilpakete (14a-d) zumindest einen Befestigungsbereich (20b) zur Anordnung des Blechpakets (12) an einem Trägerelement aufweist, wobei zur Ausbildung des Befestigungsbereichs (20b) ein Umfangsbereich (24b) gegenüber einem axial benachbarten Umfangsbereich (24a, c) radial versetzt ausgebildet ist und wobei
- das Blechpaket (12) zum Zusammenwirken mit einem Stator einer elektrischen Maschine einen magnetischen Wechselwirkungsbereich (22) aufweist, welcher von einem der Umfangsbereiche (25a-d) der Teilpakete (14a-d) ausgebildet ist und wobei
dadurch gekennzeichnet, dass
- der magnetische Wechselwirkungsbereich (22) mehrere gleichmäßig am Umfang verteilte Rotorpole (26) mit Permanentmagneten (28) umfasst.
2. Rotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilpaket (14 a-d) zur Aufnahme der Permanentmagnete (28) in dem Wechselwirkungsbereich (22) Taschen (30) aufweist, wobei jeder Rotorpol (26) aus zwei in Umfangsrichtung benachbarten Permanentmagneten (28 a, b) besteht, welche gemeinsam oder getrennt in den Taschen (30) angeordnet sind.
3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Teilpaket (14b) mehrere Befestigungsbereiche (20b) ausgebildet sind, welche in Um- fangsrichtung jeweils zwischen den Verbindungsbereichen (18) und vorzugsweise symmetrisch dazu angeordnet sind.
4. Rotor nach einem der Ansprüche 1 -3, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Teilpaket (14b) die Summe aus der Anzahl der Verbindungsbereiche (18b) und der Anzahl der Befestigungsbereiche (20b) der Anzahl der Rotorpole (26) entspricht.
5. Rotor nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbereiche (18) asymmetrisch zu den Rotorpolen (26) angeordnet sind und wobei in einer Lateralebene des Blechpakets (12) die Verbindungsbereiche (18) einen Winkel α zu einer Symmetrieebene (S) der Rotorpole (26) einschließen.
6. Rotor nach einem der Ansprüche 1 -5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorpole (26) von zwei axial benachbarten Teilpaketen (14c, d) in Umfangsrichtung um den Winkel 2 x α versetzt zueinander angeordnet sind.
7. Rotor nach einem der Ansprüche 1 -6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsbereich (18) eine innerhalb der Blechlamellen (16a-d) axial verlaufende Aussparung (181 a-d) aufweist, in welche ein sich über beide Teilpakete (14a-d) axial erstreckender Profilstab (32) eingesetzt und mit den Blechlamellen (16 a-d) verschweißt ist.
8. Rotor nach einem der Ansprüche 1 -7, dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen dem Profilstab (32) und einem nächstliegenden Umfangsbereich (24) des Blechpakets (12) ein sich axial erstreckender Freiraum (34) ausgebildet ist.
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