具有同步磁阻電機(jī)的地面輸送機(jī)械的制作方法
【專利摘要】地面輸送機(jī)械，其具有作為行駛驅(qū)動(dòng)裝置和/或工作裝置的、尤其是工作液壓裝置的驅(qū)動(dòng)裝置的同步磁阻電機(jī)，其中，所述同步磁阻電機(jī)具有定子（8）和轉(zhuǎn)子（7），所述定子設(shè)有至少三個(gè)相繞組（11）用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場(chǎng)以及設(shè)有由高導(dǎo)磁性的軟磁材料作為定子材料制成的定子體，所述轉(zhuǎn)子具有由高導(dǎo)磁性的軟磁材料作為轉(zhuǎn)子材料制成的轉(zhuǎn)子體，在該地面輸送機(jī)械的情況下，所述定子材料由于材料特性和/或覆層而具有比所述轉(zhuǎn)子材料基于所述轉(zhuǎn)子材料的材料特性和/或覆層更小的導(dǎo)電能力。
【專利說(shuō)明】具有同步磁阻電機(jī)的地面輸送機(jī)械
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有同步磁阻電機(jī)的移動(dòng)工作機(jī)。本發(fā)明尤其涉及一種地面輸送機(jī)械，其具有作為行駛驅(qū)動(dòng)裝置和/或工作裝置的、尤其是工作液壓裝置的驅(qū)動(dòng)裝置的同步磁阻電機(jī)，其中，所述同步磁阻電機(jī)具有定子和轉(zhuǎn)子，所述定子設(shè)有至少三個(gè)相繞組用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場(chǎng)以及設(shè)有由高導(dǎo)磁性的軟磁材料作為定子材料制成的定子體，所述轉(zhuǎn)子具有由高導(dǎo)磁性的軟磁材料作為轉(zhuǎn)子材料制成的轉(zhuǎn)子體。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中公知了所謂的同步磁阻電機(jī)，這些同步磁阻電機(jī)是用于4象限運(yùn)行的三相電機(jī)(Drehfeldmaschine)，其中，所述三相電機(jī)可以作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)實(shí)施和運(yùn)行以及分別在兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向上實(shí)施和運(yùn)行。
[0003]在作為例子觀察的三相馬達(dá)中，與異步電機(jī)相比，在同步磁阻電機(jī)中，定子繞組分別以120°電錯(cuò)開(kāi)地 布置，其中，對(duì)于每個(gè)相設(shè)置有一定子繞組。
[0004]通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)體或轉(zhuǎn)子的具有顯著磁極的特殊成形來(lái)給所述轉(zhuǎn)動(dòng)體或轉(zhuǎn)子施加相對(duì)磁場(chǎng)的強(qiáng)的優(yōu)選取向。轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)的磁性場(chǎng)來(lái)產(chǎn)生，轉(zhuǎn)子試圖去跟隨該旋轉(zhuǎn)的磁性場(chǎng)。在穩(wěn)定的運(yùn)行點(diǎn)中，定子相應(yīng)地同步跟隨定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)(Stadttordrehfeld)并且定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)關(guān)于轉(zhuǎn)子靜止。轉(zhuǎn)子由此由恒場(chǎng)通流，而定子經(jīng)歷周期的交變場(chǎng)磁化。相對(duì)于異步電機(jī)或者通過(guò)永磁體來(lái)勵(lì)磁的同步電機(jī)，其中，轉(zhuǎn)矩通過(guò)以穿過(guò)一導(dǎo)體流動(dòng)的電流的磁場(chǎng)交變作用或通過(guò)以永磁體的交變作用來(lái)產(chǎn)生，在磁阻電機(jī)中的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生基于在磁場(chǎng)中作用到轉(zhuǎn)子的軟磁物質(zhì)上的麥克斯韋力(Maxwellschen Kraft)來(lái)進(jìn)行,通過(guò)所述麥克斯韋力，磁性系統(tǒng)追求最小磁性電阻或磁阻的狀態(tài)。該運(yùn)動(dòng)通過(guò)轉(zhuǎn)子在通過(guò)定子線圈或者說(shuō)定子繞組所產(chǎn)生的磁場(chǎng)上的取向來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，通過(guò)適當(dāng)?shù)娜嘧兞髌骱退龆ㄗ泳€圈的感應(yīng)耦接來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場(chǎng)。
[0005]與在恒定的轉(zhuǎn)速和恒定的轉(zhuǎn)矩情況下的穩(wěn)定運(yùn)行中由一;!'亙場(chǎng)通流的轉(zhuǎn)子相反，定子經(jīng)歷周期的交變場(chǎng)磁化，所述交變場(chǎng)磁化可以產(chǎn)生所謂的鐵損，所述鐵損由磁滯損耗和潤(rùn)流損耗組成。所述磁滯損耗通過(guò)在定子材料的分子磁體(Elementarmagnete)的反復(fù)磁化(Ummagnetisierung)情況下的做功來(lái)產(chǎn)生。如果定子材料的磁化通過(guò)磁性場(chǎng)強(qiáng)來(lái)施加，那么產(chǎn)生一典型的曲線圖，也稱作磁滯回線，其關(guān)于圍住的面積的積分表示對(duì)于所述做功的量度，需要所述做功用于所述分子磁體在一反復(fù)磁化周期中的反復(fù)磁化。在此，磁滯損耗成比例于所述反復(fù)磁化的頻率，因此在定子的情況下成比例于定子繞組中的電流的頻率。
[0006]鐵損的第二分量是渦流損耗，所述渦流損耗作為由于磁感應(yīng)在定子材料中引起的渦流的通過(guò)歐姆電阻的發(fā)熱。所述渦流損耗在此二次方地與頻率相關(guān)，由此同樣與在觀察定子情況下的操控定子繞組的頻率相關(guān)。因此，定子繞組的形成所述定子的金屬芯經(jīng)常地由多個(gè)表示為電工鋼片的片材的堆積來(lái)實(shí)施。通過(guò)所述定子材料的該分層來(lái)嘗試結(jié)構(gòu)上地減少渦流損耗。在此，相對(duì)彼此例如通過(guò)涂層被隔離的電工鋼片在磁通方向上進(jìn)而垂直于渦流方向被層疊。[0007]在此，在制造過(guò)程中，定子的以及轉(zhuǎn)子的電工鋼片被一起沖壓或例如通過(guò)激光切割方法來(lái)制造。例如通過(guò)浸漆被隔離的電工鋼片接下來(lái)被堆疊成定子磁芯和轉(zhuǎn)子磁芯并且機(jī)械上地彼此連接。用于轉(zhuǎn)子以及定子的電工鋼片因此是相同品質(zhì)和厚度的。
[0008]在該現(xiàn)有技術(shù)上不利的是，由此，定子材料中的鐵損的減少和同時(shí)轉(zhuǎn)子材料中的磁阻的優(yōu)化僅困難地能實(shí)現(xiàn)。
[0009]此外公知的是，為了減少導(dǎo)電能力和由此渦流損耗而將鐵磁材料設(shè)有硅的合金份額。
[0010]但是在該現(xiàn)有技術(shù)上不利的是，該硅含量負(fù)面地影響鐵的磁化，其方式是，磁性極化J隨著增加的硅含量下降，也就是回到磁阻。隨著渦流損耗的減少由此相反地引起磁性傳導(dǎo)性的惡化。
[0011]替代直流電機(jī)使用三相異步電機(jī)作為工作液壓裝置的電的泵用馬達(dá)，或者在還要更高的功率要求的情況下也使用三相永磁體同步電機(jī)，如果存在比對(duì)直流電機(jī)的要求更高的要求的話。相對(duì)于直流電機(jī)，三相同步電機(jī)或者三相異步電機(jī)在結(jié)構(gòu)上更簡(jiǎn)單并且免維護(hù)，因?yàn)槿∠宿D(zhuǎn)換器，并且他們的特色在于較高的效率。尤其在工作液壓裝置以三相同步電機(jī)或三相異步電機(jī)作為電的泵用馬達(dá)的情況下，至少將一轉(zhuǎn)向液壓裝置集成到所述工作液壓裝置中。
[0012]但是不利的是，相對(duì)于直流電機(jī)，因?yàn)樗璧?、受控制的三相旋轉(zhuǎn)場(chǎng)，操控裝置明顯更復(fù)雜，因?yàn)樾枰粦B(tài)或者轉(zhuǎn)動(dòng)速度的檢測(cè)以及相應(yīng)的功率電子裝置。
[0013]作為地面輸送機(jī)械的行駛驅(qū)動(dòng)裝置以及為了工作裝置的、尤其是工作液壓裝置的驅(qū)動(dòng)裝置大多使用直流馬達(dá)或三相異步電機(jī)，在功率要求較大的情況下也使用三相永磁體同步電機(jī)。同步磁阻電機(jī)與之相對(duì)地具有高的功率密度和緊湊的大小，但是具有較高的損耗功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的任務(wù)在于:提供一種地面輸送機(jī)械，其具有作為行駛驅(qū)動(dòng)裝置和/或工作裝置的驅(qū)動(dòng)裝置的同步磁阻電機(jī)，該地面輸送機(jī)械避免了上面提到的缺點(diǎn)和尤其是具有低的損耗功率。
[0015]該任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的地面輸送機(jī)械來(lái)解決。本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中記載。
[0016]該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過(guò)如下方式來(lái)解決，S卩，一種地面輸送機(jī)械，其具有作為行駛驅(qū)動(dòng)裝置和/或工作裝置的、尤其是工作液壓裝置的驅(qū)動(dòng)裝置的同步磁阻電機(jī)，其中，所述同步磁阻電機(jī)具有定子和轉(zhuǎn)子，所述定子設(shè)有至少三個(gè)相繞組用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場(chǎng)以及設(shè)有由高導(dǎo)磁性的軟磁材料作為定子材料制成的定子體，所述轉(zhuǎn)子具有由高導(dǎo)磁性的軟磁材料作為轉(zhuǎn)子材料制成的轉(zhuǎn)子體，在該地面輸送機(jī)械的情況下，所述定子材料由于材料特性和/或覆層而具有比所述轉(zhuǎn)子材料基于所述轉(zhuǎn)子材料的材料特性和/或覆層更小的導(dǎo)電能力。
[0017]由此能夠相比于定子顯著提高轉(zhuǎn)子的磁性的傳導(dǎo)性或磁阻并且將所述同步磁阻電機(jī)整體上較緊湊地并且具有較大功率密度地實(shí)施。尤其地也提高了效率并且與異步三相電機(jī)相比減少了同步磁阻電機(jī)的損耗功率。
[0018]有利地，所述轉(zhuǎn)子材料可以包括作為轉(zhuǎn)子片材的片材的多個(gè)層。[0019]在所述地面輸送機(jī)械的有利的實(shí)施方式中，所述定子材料可以包括作為定子片材的片材的多個(gè)層。
[0020]由此，對(duì)于轉(zhuǎn)子材料以及定子材料獲得具有中間布置的進(jìn)行隔離的層的覆層。該效應(yīng)還能夠被增強(qiáng)，如果所述轉(zhuǎn)子片材以及定子片材在它們被堆疊之前設(shè)有一隔離層，例如一涂層的話。
[0021 ] 所述轉(zhuǎn)子片材可以具有比定子片材更小的厚度。
[0022]由此，通過(guò)使用比轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)子片材更低品質(zhì)或更大厚度的電工鋼片獲得成本優(yōu)點(diǎn)。
[0023]在所述地面輸送機(jī)械的改進(jìn)方案中，所述轉(zhuǎn)子材料由燒結(jié)材料制成。
[0024]所述定子材料可以由燒結(jié)材料制成。
[0025]有利地，所述轉(zhuǎn)子材料可以包括作為轉(zhuǎn)子片材的片材的多個(gè)層并且所述定子材料由燒結(jié)材料制成。
[0026]在一種燒結(jié)材料(Intermaterial)的情況下,特性可以特別良好地對(duì)定子材料情況下的小的鐵損和高的磁性磁阻之間的折中方案進(jìn)行優(yōu)化。
[0027]所述定子材料可以由于硅的合金份額而具有比轉(zhuǎn)子材料更低的導(dǎo)電能力。
[0028]在一有利的實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)子材料具有硅的合金份額并且所述定子材料具有硅的更大的合金份額。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)借助于在示意圖中示出的實(shí)施例詳細(xì)地闡釋。在此情況下:
[0030]圖1a示出了根據(jù)本發(fā)明的地面輸送機(jī)械的同步磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子的一實(shí)施例；
[0031]圖1b示出了根據(jù)本發(fā)明的地面輸送機(jī)械的同步磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子的另一實(shí)施例；
[0032]圖1c示出了根據(jù)本發(fā)明的地面輸送機(jī)械的同步磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子的第三實(shí)施例；
[0033]圖2示意性示出了以現(xiàn)有技術(shù)公知的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的定子繞組的布置。
【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1a示意性示出了在橫截面中的根據(jù)本發(fā)明的地面輸送機(jī)械的同步磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子I的一實(shí)施例。轉(zhuǎn)子I包括轉(zhuǎn)子軸2以及由軟磁的或者適當(dāng)?shù)母邔?dǎo)磁性的材料制成的四個(gè)扇段3，這四個(gè)扇段在周邊上布置并且分別在構(gòu)造了空氣間隙的情況下彼此間隔開(kāi)。這些扇段3在周向上觀察在它們的各中間的區(qū)域中形成磁極5，這些磁極在施加外磁場(chǎng)的情況下嘗試?yán)盟龃艌?chǎng)取向，因?yàn)樵谶@些磁極5的所述定向上存在最小的磁性磁阻。如果通過(guò)定子繞組產(chǎn)生外旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，那么轉(zhuǎn)子I由所述磁場(chǎng)帶動(dòng)。四個(gè)磁極5布置在呈直角切割的兩條軸線上。扇段3的材料在當(dāng)前的例子中僅具有硅的非常低的合金份額。
[0035]圖1b示意性示出了在橫截面中的根據(jù)本發(fā)明的地面輸送機(jī)械的同步磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子I的另一實(shí)施例。彼此相應(yīng)的構(gòu)件以及在下面的附圖中設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。轉(zhuǎn)子I在這里包括多個(gè)疊置的并且彼此緊固的例如粘接的片材4作為轉(zhuǎn)子片材20。通過(guò)轉(zhuǎn)子片材20的該“層壓”來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生的片材組利用這些片材20的平面中的磁場(chǎng)的優(yōu)選取向。如果這些片材如圖1b中所示那樣布置在四個(gè)四分之一圓中，那么四個(gè)磁極5形成在如下這些部位上，在這些部位上，層壓的轉(zhuǎn)子片材20切割轉(zhuǎn)子I的外半徑。渦流會(huì)垂直于所述轉(zhuǎn)子片材20定向并且通過(guò)轉(zhuǎn)子片材20的各個(gè)層之間的隔離最大程度上地阻止。
[0036]圖1c示意性示出了在橫截面中的根據(jù)本發(fā)明的地面輸送機(jī)械的同步磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子I的第三實(shí)施例。在該實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子I在橫截面中觀察具有磁通截止切口 6，這些磁通截止切口通過(guò)按照現(xiàn)有技術(shù)公知的方法來(lái)產(chǎn)生，例如假如轉(zhuǎn)子I由軸向前后相繼布置的片材構(gòu)建的話，那么通過(guò)沖制。這些磁通截止切口 6形成對(duì)于磁性磁通的屏障并且引起又形成磁極5。在這里，所述轉(zhuǎn)子材料也例如可以通過(guò)適當(dāng)選擇燒結(jié)材料或硅的合金份額而配備有比定子材料更高的磁阻。
[0037]圖2示意性示出了轉(zhuǎn)子在定子之內(nèi)的布置。樣式化地示出的轉(zhuǎn)子7能夠以圖la、圖1b和圖1c的結(jié)構(gòu) 形式中的每種來(lái)設(shè)計(jì)，所述轉(zhuǎn)子在定子8之內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，其中，轉(zhuǎn)子7具有極靴9并且定子8具有極靴10，它們由定子繞組11圍住。所述定子8的定子材料可以由比轉(zhuǎn)子片材更小厚度的片材來(lái)制造并且可以具有硅的較高的合金份額，以便減少定子8中的
鐵損?
【權(quán)利要求】
1.地面輸送機(jī)械，其具有作為行駛驅(qū)動(dòng)裝置和/或工作裝置的、尤其是工作液壓裝置的驅(qū)動(dòng)裝置的同步磁阻電機(jī)，其中，所述同步磁阻電機(jī)具有定子(8)和轉(zhuǎn)子(7)，所述定子設(shè)有至少三個(gè)相繞組(11)用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場(chǎng)以及設(shè)有由高導(dǎo)磁性的軟磁材料作為定子材料制成的定子體，所述轉(zhuǎn)子具有由高導(dǎo)磁性的軟磁材料作為轉(zhuǎn)子材料制成的轉(zhuǎn)子體，其特征在于，所述定子材料由于材料特性和/或覆層而具有比所述轉(zhuǎn)子材料基于所述轉(zhuǎn)子材料的材料特性和/或覆層更小的導(dǎo)電能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面輸送機(jī)械，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子材料包括作為轉(zhuǎn)子片材(20)的片材(4)的多個(gè)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地面輸送機(jī)械，其特征在于，所述定子材料包括作為定子片材的片材的多個(gè)層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的地面輸送機(jī)械，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子片材(20)具有比所述定子片材更小的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的地面輸送機(jī)械，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子材料由燒結(jié)材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的地面輸送機(jī)械，其特征在于，所述定子材料由燒結(jié)材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的地面輸送機(jī)械，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子材料由作為轉(zhuǎn)子片材(20)的片材(4)的多個(gè)層制成并且所述定子材料由燒結(jié)材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的地面輸送機(jī)械，其特征在于，所述定子材料由于硅的合金份額而具有比轉(zhuǎn)子材料更低的導(dǎo)電能力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的地面輸送機(jī)械，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子材料具有硅的合金份額并且所述定子材料具有硅的更大的合金份額。
【文檔編號(hào)】H02K1/22GK103944293SQ201410006997
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月18日
【發(fā)明者】C·魏納, H·西佩爾 申請(qǐng)人:林德材料處理有限責(zé)任公司