阅读说明：本技术 转子和电机 (Rotor and motor ) 是由 J.布格豪斯 D.P.莫里斯科 于 2018-04-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及用于一种用于电机的转子。这种转子具有由至少一种金属玻璃构成的圆柱形的基体(4)。所述基体(4)的侧面具有至少一个凹部(82)。此外,本发明涉及一种电机。这种电机具有所述转子和定子。所述定子具有至少一种金属玻璃。(The invention relates to a rotor for an electric machine. The rotor has a cylindrical base body (4) made of at least one metallic glass. The side of the base body (4) has at least one recess (82). The invention further relates to an electric machine. The motor has the rotor and the stator. The stator has at least one metallic glass.)

转子和电机

技术领域

本发明涉及一种用于电机的转子。此外，本发明涉及一种包含转子的电机。

背景技术

由磁性材料构成的构件被用作电机中的转子或者定子。它们必须具有良好的软磁特性，尤其是具有高饱和极化强度、高磁导率和低铁损。

在运行电机时在转子中会出现涡流。这会导致转子发热。

发明内容

用于电机的转子具有圆柱形的基体。所述基体由至少一种金属玻璃（bulkmetallic glass；BMG）构成。基体的侧面具有至少一个凹部。这样的转子能够以诸如注塑方法的净成型（net-shape）方法来制造，因为能够制造金属玻璃，方法是：通过感应加热根据加工步骤来使无定形的原始粉末（Ausgangspulver）和/或颗粒（Granulate）固结（konsolidiert）。为此，需要高于玻璃温度并且低于结晶温度的温度。这些温度特别是在400℃至600℃的范围内。此外，能够运用生成的或添加的方法，其中使无定形的粉末在高于结晶温度的温度以上固结。由于没有进行相变，金属玻璃通常在热固结期间具有小于0.2％的收缩率。转子相应地在接近最终轮廓的情况下产生。至少一个凹部能够在制造步骤中就已经产生而无需后来的加工。

金属玻璃根据其组成能够不仅以磁性方式而且以非磁性方式来制造。因此，能够实现转子中的非磁性分离。但是，为了能够在电机中实现最佳应用，转子在其基体中优选具有至少一种铁素体金属玻璃，其具有至少为1000的最大磁导率。此外，所述金属玻璃具有优选为至少1T的饱和极化强度。为此，尤其能够将铁素体铁基合金用作用于铁素体金属玻璃的原材料。这种磁导率明显高于通常在这样的转子中所使用的电工板的磁导率。

基体例如能够借助于激光焊接或粘合来连接到转子的其他组成部分上。

此外，优选的是，转子在其基体中具有至少一个腔室。在每个腔室中布置有至少一个永磁体。但是，也能够在每个腔室中布置多个永磁体，尤其是分别布置两个永磁体。这些由硬磁性材料构成的永磁体增强了电机的转子与定子的相互作用。能够在由金属玻璃制造基体时产生所述腔室，并且而后将永磁体装入到所述腔室中。特别优选的是，侧面与腔室之间的最短间距在1mm至10mm的范围内，特别优选地在2mm至10mm的范围内。由此能够实现与定子的最佳的磁相互作用。

在一种实施方式中，转子在其基体的侧面中具有多个构造为凹槽的凹部。这些凹槽的深度在转子的直径的1/70至转子的直径的1/35的范围内。转子的直径在此尤其对于极小型电机来说至少为5 mm。根据应用情况，转子的直径可达几百毫米。此外优选的是，深度在0.2mm至5.0mm的范围内。这些凹槽显著地减少了转子表面上的涡流。此外，它们作为空气叶片起作用并且就这样支持电机的冷却。

在另一种实施方式中，转子具有多个凹部，这些凹部从侧面一直通到腔室中。这些凹部优选处于基体的、由软磁性金属玻璃构成的区域中。所述凹部通过软磁性材料的取出而在磁体中具有高磁损耗的位置处有针对性地弱化所述基体。由此，实现了局部的通量密度弱化（Flussdichteschwächung）并且因此实现了所引发的涡流的减少。

在转子的所有至此所描述的实施方式中，优选的是，至少一个凹部在转子的长度的至少80％上延伸、特别优选地在长度的至少90％上延伸、特别优选地在整个长度上延伸。如果凹部构造为凹槽，那么由此就最大程度地减少涡流和空气叶片作用。从侧面一直通到腔室中的凹部不仅位于侧面的各个位置上，而且在转子长度的很大一部分上延伸，所述凹部作为极轮廓中的阴轮廓起作用。以这样的方式减少了转子场内部的表面场（Oberfelder）。由于这些表面场主要负责磁性材料中的涡流的引发，因此能够通过这些措施来减少磁损耗。此外，通过这些措施可以对转矩波动性产生积极的影响。

在另一种实施方式中，转子具有凹部，该凹部作为具有非恒定的轮廓的阴压花沿着转子的轴向方向在整个侧面上延伸。为此，根据花键形的正方形的或线形的走势来尤其修改线性形状、像比如恒定地平行于旋转轴线的轮廓。通过这种方式，也能够减少磁性材料中的通过表面场所引发的涡流损耗。

在基体中使用至少一种金属玻璃，这一点此外能够将安全特征集成到表面中。例如，这能够通过存储QR代码作为阴图在挤压机中进行，所述基体用所述挤压机由其原始粉末来制成。

所述电机具有所述转子并且具有定子。定子具有至少一种金属玻璃。优选定子具有至少一种金属玻璃，所述金属玻璃也被包含在转子的基体中。通过这种方式，使定子中的磁通量与转子中的磁通量相匹配。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在以下描述中进行详细解释。

图1示出了按照本发明的一种实施例的电机的示意性的剖面图。

图2a示出了按照本发明的一种实施例的转子的等距图示。

图2b示出了按照本发明的另一种实施例的转子的等距图示。

图2c示出了还是按照本发明的另一种实施例的转子的等距图示。

图3a示出了按照本发明的一种实施例的转子的一个被切开的截取部分的等距图示。

图3b示出了按照本发明的另一种实施例的转子的一个被切开的截取部分的等距图示。

图4a示出了还是按照本发明的另一种实施例的转子的一个被切开的截取部分的等距图示。

图4b示出了还是按照本发明的另一种实施例的转子的一个被切开的截取部分的等距图示。

具体实施方式

图1示出了电机1的截取部分，该电机构造为永久励磁的同步电机。它具有圆柱形的转子2以及定子3。在转子2的基体4中，在其侧面5的下方有腔室6。这个腔室离开侧面5具有5mm的最短间距A。在腔室6中布置有两个永磁体71、72。定子3和基体4分别由基于铁素体铁基合金的软磁性金属玻璃构成。所述铁素体铁基合金具有大于1.6 T的饱和极化强度和大于10,000的最大磁导率（Maximalpermeabilität）。定子3和基体4能够分别以生成的方法来制成或者通过注塑方法来制成，方法是：将原始粉末借助于注塑加入到模具（Matrize）中并且随后对其进行加压和热处理。

图2a至2c示出了转子2的三种实施例，该转子在其侧面中具有以凹槽的形式构成的凹部81。转子2分别具有100mm的直径，并且凹部81分别具有1.5mm的深度。所有凹部分别在转子的整个长度上延伸。在此，在按照图2a的第一种实施例中，所述凹部平行于转子2的纵轴线来伸展。在按照图2b的第二种实施例中，所述凹部以连续地被斜切的方式来伸展。在按照图2c的第三种实施例中，所述凹部以V形来伸展。

在图3a中所示的第四种实施例中，在侧面5中在具有高的磁损耗的位置处有圆形的凹部82，这些凹部一直通到腔室6中。在图3b中所示的第五种实施例中，侧面5中的凹部83具有一直通到腔室6中的阴轮廓的形状，所述阴轮廓以不规则的形状在超过转子2的长度的80％上伸展。

图4a和4b示出了转子2的另外的实施例，在所述实施例中侧面5分别具有凹部，该凹部作为具有非恒定的轮廓的阴压花（Negativprägung）沿着转子2的轴向方向在整个侧面5上延伸。在按照图4a的第六种实施例中，凹部84具有无节点的花键（Splines）的形状。在按照图4b的第七种实施例中，凹部85具有带有多个节点的花键的形状。