DE102010001242A1

DE102010001242A1 - Machine with multipart coil element

Info

Publication number: DE102010001242A1
Application number: DE201010001242
Authority: DE
Inventors: Steven Andrew 77815 Evans
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2011-07-28
Also published as: EP2529470A2; IN2012DN06396A; WO2011092096A2; CN102714433A; WO2011092096A3

Abstract

Eine elektromagnetische Maschine weist zwei relativ zueinander bewegliche Teile auf, von denen eines mehrere Elemente zur Leitung eines Magnetfeldes umfasst, wobei zwei der Elemente durch einen die Richtung des Magnetfeldes schneidenden Luftspalt voneinander getrennt sind. Eines der zwei Elemente weist im Bereich des Luftspalts eine in Richtung des Magnetfeldes verlaufende Nut auf.An electromagnetic machine has two parts which are movable relative to one another, one of which comprises a plurality of elements for conducting a magnetic field, two of the elements being separated from one another by an air gap which intersects the direction of the magnetic field. One of the two elements has a groove running in the direction of the magnetic field in the area of the air gap.

Description

Stand der TechnikState of the art

Maschinen, die elektrische Energie in mechanische umwandeln oder umgekehrt, umfassen üblicherweise zwei relativ zueinander bewegliche Teile, zwischen denen ein Magnetfeld wirkt. Wenigstens eines der Teile umfasst Spulenwicklungen zum Umwandeln des elektrischen Stroms in ein Magnetfeld oder umgekehrt. Insbesondere im Bereich solcher Spulenwicklungen werden magnetische Flusselemente eingesetzt, um das Magnetfeld zu leiten und zu bündeln.Machines which convert electrical energy into mechanical or vice versa usually comprise two relatively movable parts between which a magnetic field acts. At least one of the parts includes coil windings for converting the electric current into a magnetic field or vice versa. In particular, in the area of such coil windings magnetic flux elements are used to direct the magnetic field and to bundle.

Aus fertigungstechnischen Gründen werden die magnetischen Flusselemente häufig mehrteilig ausgeführt, wobei im Bereich zwischen benachbarten Flusselementen ein Luftspalt verbleibt, der das Leiten des Magnetfeldes beeinträchtigen kann.For manufacturing reasons, the magnetic flux elements are often carried out in several parts, wherein an air gap remains in the region between adjacent flow elements, which may affect the conduction of the magnetic field.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektromagnetische Maschine anzugeben, bei der eine verbesserte Übertragung eines Magnetfeldes zwischen benachbarten Elementen eines magnetischen Flusselements bereitgestellt ist.It is an object of the invention to provide an electromagnetic machine in which an improved transmission of a magnetic field between adjacent elements of a magnetic flux element is provided.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung löst dieses Problem durch eine elektromagnetische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen wider.The invention solves this problem by an electromagnetic machine with the features of claim 1. Subclaims reflect advantageous embodiments.

Eine elektromagnetische Maschine weist zwei relativ zueinander bewegliche Teile auf, von denen eines mehrere Elemente zur Leitung eines Magnetfeldes umfasst. Zwei der Elemente sind durch einen die Richtung des Magnetfeldes schneidenden Luftspalt voneinander getrennt. Eines der Elemente weist im Bereich des Luftspalts eine in Richtung des Magnetfeldes verlaufende Nut auf. Die Elemente können Teil eines Stators eines Elektromotors sein und der Stator kann Spulenwicklungen tragen.An electromagnetic machine has two relatively movable parts, one of which comprises a plurality of elements for conducting a magnetic field. Two of the elements are separated by an air gap intersecting the direction of the magnetic field. One of the elements has, in the region of the air gap, a groove running in the direction of the magnetic field. The elements may be part of a stator of an electric motor and the stator may carry coil windings.

Durch die Nut wird eine Fläche des Elements begrenzt, in der aufgrund von magnetischen Randfeldern im Bereich des Luftspalts Wirbelströme induziert werden können, so dass auch die Wirbelströme begrenzt sind. Dadurch kann eine Aufheizung der Elemente minimiert und ein Wirkungsgrad der elektromagnetischen Maschine maximiert sein.Through the groove, an area of the element is limited, in which due to magnetic edge fields in the region of the air gap eddy currents can be induced, so that the eddy currents are limited. As a result, heating of the elements can be minimized and efficiency of the electromagnetic machine maximized.

Das Element kann eine Anzahl aufeinander gestapelter Bleche umfassen und die Nut kann in ein außen liegendes Blech des Stapels eingebracht sein. Wirbelströme, die zu Wirbelstromverlusten führen, treten vorrangig im Bereich der äußersten Bleche auf, so dass eine effiziente Minimierung der Wirbelstromverluste realisiert und gleichzeitig in einem Bereich zwischen dem obersten und dem untersten Blech ein Materialverlust durch Nuten vermieden sein kann.The element may comprise a number of stacked sheets and the groove may be incorporated in an outboard sheet of the stack. Eddy currents, which lead to eddy current losses, occur primarily in the region of the outermost sheets, so that an efficient minimization of the eddy current losses realized and at the same time in a region between the uppermost and the lowest sheet material loss can be avoided by grooves.

Jedes der zwei Elemente kann eine Nut aufweisen, wobei die Nuten miteinander fluchten. In einer anderen Ausführungsform können die Nuten der zwei Elemente entlang des Luftspalts gegeneinander versetzt sein. Dementsprechend können die beiden Elemente unterschiedliche Anzahlen Nuten aufweisen.Each of the two elements may have a groove with the grooves aligned. In another embodiment, the grooves of the two elements may be offset from each other along the air gap. Accordingly, the two elements may have different numbers of grooves.

Mittels dieser Variationsmöglichkeiten kann eine Anpassung der Nuten beispielsweise an geometrische Bedingungen, insbesondere eine Breite des Elements, erfolgen. Darüber hinaus kann durch eine Abstimmung der Nuten beider Elemente aufeinander eine effiziente Unterdrückung von Randfeldern und damit von Wirbelströmen erzielt sein.By means of these variations, an adaptation of the grooves, for example, to geometric conditions, in particular a width of the element, take place. In addition, by an adjustment of the grooves of both elements successive an efficient suppression of edge fields and thus of eddy currents can be achieved.

Wenigstens eines der Elemente kann von einer Spulen zur Erzeugung des Magnetfeldes umlaufen sein. Die elektromagnetische Maschine kann einen Stator oder Rotor umfassen, der mehrere Elemente zur Leitung eines Magnetfeldes umfasst, wobei die Spulen jeweils auf einzelne Elemente gewickelt werden können oder bereits gewickelte Spulen auf die Elemente aufgeschoben werden können, bevor die Elemente zum Stator bzw. Rotor zusammengefügt werden. Zwischenräume zwischen den zusammengebauten Elementen, die zur Aufnahme der Spulen vorgesehen sind, lassen sich auf diese Weise besonders effizient ausnutzen. Eine Packungsdichte von Spulenwindungen der Spule in den Zwischenräumen kann so maximiert sein, wodurch eine Leistungsfähigkeit und ein Wirkungsgrad der elektromagnetischen Maschine verbessert sein können.At least one of the elements may be circulated by a coil for generating the magnetic field. The electromagnetic machine may comprise a stator or rotor comprising a plurality of elements for conducting a magnetic field, wherein the coils may each be wound on individual elements or already wound coils may be pushed onto the elements before the elements are assembled to the stator or rotor , Gaps between the assembled elements, which are provided for receiving the coils, can be exploited in this way particularly efficient. A packing density of coil turns of the coil in the gaps can thus be maximized, whereby a performance and an efficiency of the electromagnetic machine can be improved.

Die Maschine kann insbesondere ein Elektromotor oder Generator sein, wobei sich das Magnetfeld im Luftspalt in Umfangsrichtung des Elektromotors bzw. Generators erstreckt. Dadurch lässt sich die Erfindung an einem an sich bekannten magnetischen Flusselement mit mehreren I-förmigen Elementen einsetzen.The machine may in particular be an electric motor or generator, the magnetic field extending in the air gap in the circumferential direction of the electric motor or generator. As a result, the invention can be used on a known magnetic flux element having a plurality of I-shaped elements.

Alternativ dazu kann sich das Magnetfeld im Luftspalt in radialer Richtung des Elektromotors oder Generators erstrecken. Damit lässt sich die Erfindung auch an einem anderen an sich bekannten magnetischen Flusselement mit mehreren T-förmigen Segmenten, die von einem Ring umschlossen sind, einsetzen.Alternatively, the magnetic field may extend in the air gap in the radial direction of the electric motor or generator. Thus, the invention can also be at another known magnetic flux element with several T-shaped segments, which are enclosed by a ring, use.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Erfindung an einem Linearmotor mit einem mehrteiligen magnetischen Flusselement verwendet werden.In a further embodiment, the invention can be used on a linear motor with a multipart magnetic flux element.

Kurze Beschreibung der Figuren.Brief description of the figures.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen In the following the invention will be described in more detail with reference to the attached figures, in which

1 einen bürstenlosen Elektromotor mit einem Stator in einer ersten Ausführungsform; 1 a brushless electric motor with a stator in a first embodiment;

2 einen bürstenlosen Elektromotor mit einem Stator in einer zweiten Ausführungsform; 2 a brushless electric motor with a stator in a second embodiment;

3 einen Bereich I-förmig angeordneter magnetischer Flusselemente des Stators aus 1; 3 a range of I-shaped arranged magnetic flux elements of the stator 1 ;

4 einen Bereich T-förmig angeordneter magnetischer Flusselemente des Stators aus 2; 4 a range of T-shaped arranged magnetic flux elements of the stator 2 ;

5 den Bereich aus 3 mit Flusselementen, die mit Nuten versehen sind; 5 the area out 3 with flux elements provided with grooves;

6 den Bereich aus 4 mit Flusselementen, die mit Nuten versehen sind; und 6 the area out 4 with flux elements provided with grooves; and

7A–E Varianten aneinander angrenzender Flussbleche der magnetischen Flusselemente aus 5 und 6 zeigen. 7A -E variants of adjacent flow plates of the magnetic flux elements 5 and 6 demonstrate.

Genaue Beschreibung der FigurenExact description of the figures

1 zeigt einen bürstenlosen Elektromotor 100 mit einem Stator 110 in einer ersten Ausführungsform und einem Rotor 120. Der Stator 110 umfasst mehrere im Wesentlichen T-förmige magnetische Flusselemente 130, die derart kreisförmig angeordnet sind, dass sie den Rotor 120 umschließen. Jedes der magnetischen Flusselemente 130 trägt eine Spule 140. In der dargestellten, beispielhaften Ausführungsform werden drei unterschiedliche Typen von Spulen 140 verwendet, die als durchgezogene Linie, gestrichelte Linie bzw. gepunktete Linie dargestellt sind. Spulen eines Typs sind elektrisch miteinander verbunden, so dass sich im vorliegenden Beispiel ein Drei-Phasen-Motor ergibt. 1 shows a brushless electric motor 100 with a stator 110 in a first embodiment and a rotor 120 , The stator 110 includes a plurality of substantially T-shaped magnetic flux elements 130 which are arranged in a circle so that they are the rotor 120 enclose. Each of the magnetic flux elements 130 carries a coil 140 , In the illustrated exemplary embodiment, three different types of coils are used 140 used, which are shown as a solid line, dashed line or dotted line. Coils of one type are electrically connected together, so that in the present example results in a three-phase motor.

Der Rotor 120 umfasst wenigstens einen Permanentmagneten (nicht eingezeichnet). Um den Rotor 120 gegenüber dem Stator 110 in Drehung zu versetzen, werden an die Spulen 140 elektrische Wechselströme angelegt. Durch die elektrischen Wechselströme werden in den Spulen 140 veränderliche Magnetfelder erzeugt, die mittels der magnetischen Flusselemente 130 geleitet und miteinander gekoppelt werden. Magnetische Nord- und Südpole des durch die elektrischen Wechselfelder hervorgerufenen Magnetfeldes bilden sich daher an den nach innen weisenden Abschnitten der T-förmigen magnetischen Flusselemente 130. Die erzeugten magnetischen Nord- und Südpole wirken anziehend bzw. abstoßend auf magnetische Süd- bzw. Nordpole der Permanentmagnete des Rotors 120, so dass sich der Rotor 120 in dem erzeugten Magnetfeld ausrichtet.The rotor 120 comprises at least one permanent magnet (not shown). To the rotor 120 opposite the stator 110 to turn, be to the coils 140 applied alternating electrical currents. By the electrical alternating currents are in the coils 140 generates variable magnetic fields by means of the magnetic flux elements 130 guided and coupled with each other. Magnetic north and south poles of the magnetic field produced by the alternating electric fields therefore form on the inward-pointing portions of the T-shaped magnetic flux elements 130 , The generated magnetic north and south poles attract and repel magnetic south or north poles of the permanent magnets of the rotor 120 so that the rotor 120 aligned in the generated magnetic field.

Durch die wechselnde elektrische Ansteuerung der Spulen 140 wandert das vom Stator 110 erzeugte Magnetfeld um eine Drehachse 105 des Elektromotors 100 und der Rotor 120 folgt aufgrund der magnetischen Koppelung dieser Drehbewegung. Eine Drehgeschwindigkeit des Rotors 120 kann durch entsprechende Ansteuerung der Spulen 140 erzielt werden.Due to the changing electrical control of the coils 140 wanders from the stator 110 generated magnetic field around a rotation axis 105 of the electric motor 100 and the rotor 120 follows due to the magnetic coupling of this rotational movement. A rotational speed of the rotor 120 can by appropriate control of the coils 140 be achieved.

In analoger Weise kann der Elektromotor 100 dazu verwendet werden, aus einer Drehbewegung des Rotors 120 gegenüber dem Stator 110 einen Stromfluss in den Spulen 140 zu induzieren. In diesem Fall arbeitet der Elektromotor 100 als Generator. Die Bezeichnungen des Rotors 120 und des Stators 110 sind entsprechend einer Perspektive eines Betrachters austauschbar und stehen nicht einschränkend für die dargestellte Ausführungsform. In einer anderen Ausführungsform können die magnetischen Flusselemente 130 und die Spulen 140 auch auf dem Rotor 120 des Elektromotors 100 angebracht sein.In an analogous manner, the electric motor 100 to be used from a rotary motion of the rotor 120 opposite the stator 110 a current flow in the coils 140 to induce. In this case, the electric motor works 100 as a generator. The designations of the rotor 120 and the stator 110 are interchangeable according to a viewer's perspective and are not limiting to the illustrated embodiment. In another embodiment, the magnetic flux elements 130 and the coils 140 also on the rotor 120 of the electric motor 100 to be appropriate.

Die einzelnen elektromagnetischen Flusselemente 130 werden mit Spulen 140 versehen, indem jedes der Elemente 130 einzeln mit einer Spule 140 umwickelt wird oder indem eine zuvor gewickelte Spule 140 auf den zur Drehachse 105 weisenden Abschnitt des einzelnen magnetischen Flusselements 130 aufgeschoben wird. Erst nachdem die magnetischen Flusselemente 130 mit Spulen 140 versehen sind, werden die magnetischen Flusselemente 130 zum Stator 110 zusammengefügt. Zwischen benachbarten magnetischen Flusselementen 130 verbleiben Luftspalte 150, die eine Übertragung des Magnetfeldes zwischen den benachbarten magnetischen Flusselementen 130 beeinträchtigen können. Die Luftspalte 150 zwischen den magnetischen Flusselementen 130 verlaufen radial zur Drehachse 105 des Elektromotors 100.The individual electromagnetic flow elements 130 be with coils 140 provided by each of the elements 130 single with a spool 140 is wrapped or by a previously wound coil 140 on the to the axis of rotation 105 pointing portion of the single magnetic flux element 130 is postponed. Only after the magnetic flux elements 130 with coils 140 are provided, the magnetic flux elements 130 to the stator 110 together. Between adjacent magnetic flux elements 130 remain air gaps 150 which involves a transfer of the magnetic field between the adjacent magnetic flux elements 130 can affect. The air column 150 between the magnetic flux elements 130 run radially to the axis of rotation 105 of the electric motor 100 ,

2 zeigt einen bürstenlosen Elektromotor 100 mit einem Stator 110 in einer zweiten Ausführungsform und dem Rotor 120 aus 1. Die magnetischen Flusselemente 130 sind entlang des inneren Umfangs des Stators 110 miteinander verbunden. Außen sind die magnetischen Flusselemente 130 von einem Ringelement 210 umschlossen, beispielsweise durch Einpressen der Flusselemente 130 in das Ringelement 210. Die Luftspalte 150 zwischen den magnetischen Flusselementen 130 und dem Ringelement 210 verlaufen in Umfangsrichtung um die Drehachse 105 des Elektromotors 100. Ansonsten gilt das oben bzgl. 1 gesagte. 2 shows a brushless electric motor 100 with a stator 110 in a second embodiment and the rotor 120 out 1 , The magnetic flux elements 130 are along the inner circumference of the stator 110 connected with each other. Outside are the magnetic flux elements 130 from a ring element 210 enclosed, for example by pressing the flow elements 130 in the ring element 210 , The air column 150 between the magnetic flux elements 130 and the ring element 210 run in the circumferential direction about the axis of rotation 105 of the electric motor 100 , Otherwise, the above applies regarding. 1 said.

3 zeigt einen Bereich I-förmig angeordneter magnetischer Flusselemente 130 des Stators 110 aus 1. Ein linkes und ein rechtes magnetisches Flusselement 130 grenzen jeweils an den Luftspalt 150, der zum leichterem Verständnis vergrößert dargestellt ist. Jedes der magnetischen Flusselemente 130 ist durch einen Stapel Flussbleche 220 gebildet. 3 shows a range of I-shaped magnetic flux elements 130 of the stator 110 out 1 , A left and a right magnetic flux element 130 each adjacent to the air gap 150 , which is shown enlarged for ease of understanding. Each of the magnetic flow elements 130 is through a stack of flow sheets 220 educated.

Zwischen den magnetischen Flusselementen 130 wird ein veränderlicher magnetischer Fluss Φ übertragen. In einem Randbereich der magnetischen Flusselemente 130 zu beiden Seiten des Luftspalts 150 bestehen veränderliche magnetische Randflüsse Φ_fe und Φ_fa. Der magnetische Randfluss Φ_fa verläuft im Wesentlichen in einer Erstreckungsebene der Flussbleche 220. Die Eintritts- und Austrittswinkel des veränderlichen magnetischen Randflusses Φ_fa bezüglich der Flussbleche 220 betragen 90°. Ein durch den veränderlichen magnetischen Randfluss Φ_fa hervorgerufener Wirbelstrom i_fa ist sehr klein, da der geometrische Bereich, in dem der Wirbelstrom i_fa aufgebaut werden kann, durch die Dicke eines der Flussbleche 220 beschränkt ist. Ein Flussblech 220 eines Elektromotors 100 kann beispielsweise 0,5 mm dick sein. Die Wirbelströme i_fa sind daher klein genug, um im vorliegenden Zusammenhang vernachlässigt zu werden.Between the magnetic flux elements 130 a variable magnetic flux Φ is transmitted. In an edge region of the magnetic flux elements 130 on both sides of the air gap 150 There are variable magnetic boundary fluxes Φ _fe and Φ _fa . The magnetic edge flux Φ _fa runs essentially in an extension plane of the flow plates 220 , The entry and exit angles of the variable magnetic boundary flux Φ _fa with respect to the flow plates 220 are 90 °. An induced by the variable magnetic flux Φ _fa edge eddy current i _fa is very small, since the geometric area in which the eddy current i can be built up _fa, by the thickness of the flow sheets 220 is limited. A river sheet 220 an electric motor 100 may be 0.5 mm thick, for example. The eddy currents i _fa are therefore small enough to be neglected in the present context.

Auch die Eintritts- und Austrittswinkel des veränderlichen magnetischen Randflusses Φ_fe bezüglich der Flussbleche 220 betragen 90°. Die Wirbelströme i_fe, die durch den veränderlichen magnetischen Randfluss Φ_fe hervorgerufen werden, können aufgrund der Größe des Bereichs der Flussbleche 220, in dem sie sich entfalten können, eine signifikante Größe erreichen. Dieser Bereich ist beschränkt durch die Breite der Flussbleche 220, die bei einem kleinen Elektromotor 100 bis zu 20 mal so groß sein kann wie die Dicke der Flussbleche 220. Dementsprechend kann der durch den veränderlichen magnetischen Randfluss Φ_fe hervorgerufene Wirbelstrom i_fe groß genug sein, um eine Erhitzung der Flussbleche 220 im Bereich des Luftspalts 150 zu bewirken und die Effizienz des Elektromotors 100 zu beeinträchtigen.Also, the entry and exit angles of the variable magnetic edge flux Φ _fe with respect to the flow plates 220 are 90 °. The eddy currents i _fe caused by the variable magnetic edge flux Φ _fe may be due to the size of the region of the flow plates 220 in which they can unfold, reach a significant size. This area is limited by the width of the flow sheets 220 that with a small electric motor 100 can be up to 20 times the thickness of the flow sheets 220 , Accordingly, the eddy current i _fe caused by the variable magnetic edge flux Φ _fe may be large enough to heat the flow sheets 220 in the area of the air gap 150 to effect and the efficiency of the electric motor 100 to impair.

4 zeigt einen Bereich T-förmig angeordneter magnetischer Flusselemente 130 des Stators 110 aus 2. Von einem unteren magnetischen Flusselement 130 wird ein veränderlicher magnetischer Fluss Φ über den Luftspalt 150 hinweg in ein oberes magnetisches Flusselement 130 übertragen und zu gleichen Teilen nach rechts und links verteilt. Beide magnetische Flusselemente 130 sind wie in 3 jeweils als Stapel von Flussblechen 220 ausgeführt. Auch in 4 bilden sich im Bereich des Luftspalts 150 veränderliche magnetische Randflüsse Φ_fe und Φ_fa. 4 shows a range of T-shaped magnetic flux elements 130 of the stator 110 out 2 , From a lower magnetic flux element 130 becomes a variable magnetic flux Φ across the air gap 150 into an upper magnetic flux element 130 transferred and distributed in equal parts to the right and left. Both magnetic flux elements 130 are like in 3 each as a stack of flow plates 220 executed. Also in 4 form in the area of the air gap 150 variable magnetic boundary fluxes Φ _fe and Φ _fa .

Die Ein- und Austrittswinkel des veränderlichen magnetischen Landflusses Φ_fa bezüglich der Flussbleche 220 beträgt 90°. Wie oben mit Bezug auf 3 erläutert ist, werden durch den veränderlichen magnetischen Randfluss Φ_fa nur geringe Wirbelströme i_fa hervorgerufen, da diesen aufgrund der begrenzten Dicke der Flussbleche 220 nur wenig Platz zur Entfaltung zur Verfügung steht.The entry and exit angles of the variable magnetic land flux Φ _fa with respect to the flow plates 220 is 90 °. As above with respect to 3 is explained by the variable magnetic edge flux Φ _fa only small eddy currents i _fa caused because this due to the limited thickness of the flow plates 220 only little space is available for deployment.

Auch die Eintritts- und Austrittswinkel des veränderlichen magnetischen Randflusses Φ_fe bezüglich der Flussbleche 220 beträgt 90°. Durch den veränderlichen magnetischen Randfluss Φ_fe hervorgerufene Wirbelströme i_fe haben einen nur durch die Bereite der Flussbleche 220 begrenzten Raum zu ihrer Entfaltung zur Verfügung, und können signifikante Werte erreichen. Die Wirbelströme i_fe können zu einer Aufheizung der magnetischen Flusselemente 130 im Bereich des Luftspalts 150 führen und eine Effizienz des Elektromotors 100 reduzieren.Also, the entry and exit angles of the variable magnetic edge flux Φ _fe with respect to the flow plates 220 is 90 °. _Fe by the variable magnetic flux Φ edge induced eddy currents i _fe have only by the Prepare the flow sheets 220 limited space for their deployment, and can reach significant levels. The eddy currents i _fe can lead to a heating of the magnetic flux elements 130 in the area of the air gap 150 lead and efficiency of the electric motor 100 to reduce.

5 zeigt den Bereich aus 3 mit magnetischen Flusselementen 130, die mit Nuten 510 versehen sind. Die Nuten 510 verlaufen in Richtung des magnetischen Feldes Φ und Nuten 510 in den beiden magnetischen Flusselementen 130 fluchten paarweise. 5 shows the area 3 with magnetic flux elements 130 that with grooves 510 are provided. The grooves 510 extend in the direction of the magnetic field Φ and grooves 510 in the two magnetic flux elements 130 aligned in pairs.

Durch die Nuten 510 ist das Flussblech 220 im Bereich des Luftspalts 150 in vertikaler Richtung in mehrere Abschnitte unterteilt. Wirbelströme i_fe, die durch den veränderlichen magnetischen Randfluss Φ_fe hervorgerufen werden, haben daher einen signifikant verkleinerten Raum, um sich zu entfalten, so dass die Summe aller Wirbelströme i_fe signifikant verkleinert ist. In der Folge sinkt auch eine Tendenz der magnetischen Flusselemente 130, sich im Bereich des Luftspalts 150 aufzuheizen und eine Effizienz des Elektromotors 100 ist gesteigert.Through the grooves 510 is the river sheet 220 in the area of the air gap 150 divided into several sections in the vertical direction. Eddy currents i _fe , which are caused by the variable magnetic edge flux Φ _fe , therefore have a significantly reduced space to unfold, so that the sum of all eddy currents i _{fe is} significantly reduced. As a result, a tendency of the magnetic flux elements also decreases 130 , in the area of the air gap 150 to heat up and an efficiency of the electric motor 100 is increased.

Die Nuten 510 sind lediglich in das vorderste dargestellte Flussblech 220 eingebracht. Flussbleche 220, die nicht außen, sondern zwischen zwei Flussblechen 220 liegen, tragen keine Nuten 510, da ein veränderlicher magnetischer Randfluss Φ_fe in diesen Blechen nicht existiert. Nicht in 5 dargestellt sind Nuten 510 im hintersten dargestellten Flussblech 220, die entsprechend der dargestellten Nuten 510 im vordersten Flussblech 220 wirken.The grooves 510 are only in the foremost illustrated river sheet 220 brought in. flow sheets 220 that are not outside, but between two flow plates 220 lie, do not wear grooves 510 since a variable magnetic edge flux Φ _fe does not exist in these sheets. Not in 5 shown are grooves 510 in the rearmost illustrated flow plate 220 , which correspond to the grooves shown 510 in the foremost river sheet 220 Act.

6 zeigt den Bereich aus 4 mit magnetischen Flusselementen 130, die mit Nuten 510 versehen sind. In entsprechender Weise wie oben mit Bezug auf 5 ausgeführt ist, unterscheidet sich die in 6 dargestellte Ausführungsform von der in 4 dargestellten Ausführungsform dadurch, dass Nuten 510 in das obere und das untere magnetische Flusselement 130 eingebracht sind. 6 shows the area 4 with magnetic flux elements 130 that with grooves 510 are provided. In a similar manner as above with respect to 5 is executed, the in. differs 6 illustrated embodiment of the in 4 illustrated embodiment in that grooves 510 into the upper and lower magnetic flux elements 130 are introduced.

Zwei der Nuten im oberen magnetischen Flusselement 130 fluchten paarweise mit Nuten 510 im unteren magnetischen Flusselement 130. Zwei weitere Nuten 510 im oberen magnetischen Flusselement 130 befinden sich gegenüber eines äußeren Randbereichs des unteren magnetischen Flusselements 130. Auch in der Darstellung in 6 bewirken die Nuten 510 eine Begrenzung des Raums in den magnetischen Flusselementen 130, in dem sich Wirbelströme i_fe, die durch veränderliche magnetische Randflüsse Φ_fe hervorgerufen sind, entfalten können. In der Folge ist die Summe der Wirbelströme i_fe kleiner als die Summe der Wirbelströme i_fe in 4.Two of the grooves in the upper magnetic flux element 130 aligned in pairs with grooves 510 in the lower magnetic flux element 130 , Two more grooves 510 in the upper magnetic flux element 130 are located opposite to an outer edge region of the lower magnetic flux element 130 , Also in the presentation in 6 cause the grooves 510 a limitation of the space in the magnetic flux elements 130 , in which eddy currents i _fe , which are caused by variable magnetic edge fluxes Φ _fe , can unfold. As a result, the sum of the eddy currents i _{fe is} smaller than the sum of the eddy currents i _fe in 4 ,

Die Nuten 510 verlaufen wie in der Darstellung in 5 jeweils nur im obersten und nicht sichtbar im untersten Flussblech 220 des oberen bzw. unteren magnetischen Flusselements 130.The grooves 510 run as shown in 5 only in the uppermost and not visible in the lowest river sheet 220 of the upper and lower magnetic flux elements, respectively 130 ,

7 zeigt Varianten aneinander angrenzender Flussbleche der magnetischen Flusselemente 130 aus den 5 und 6. Wie in 7A bis 7D gezeigt ist, können beliebige Anzahlen von Nuten 510 in die magnetischen Flusselemente 130 bzw. deren außen liegende Flussbleche 220 eingebracht werden. Die Nuten 510 in den an den Luftspalt 150 grenzenden Flusselementen 130 bzw. außen liegenden Flussblechen 220 können paarweise miteinander fluchten, wie in den 7A und 7B dargestellt ist, oder gegeneinander versetzt sein, wie in den 7C und 7D dargestellt ist. Die Zahlen der Nuten 510 in den beiden magnetischen Flusselementen 130 bzw. Flussblechen 220 können gleich sein, wie in den 7A und 7B dargestellt, oder nicht, wie in den 7C und 7D dargestellt ist. 7 shows variants of adjacent flow plates of the magnetic flux elements 130 from the 5 and 6 , As in 7A to 7D can be any number of grooves 510 into the magnetic flux elements 130 or their outer flow plates 220 be introduced. The grooves 510 in the at the air gap 150 bordering river elements 130 or outside flow plates 220 can be in pairs with each other, as in the 7A and 7B is shown, or offset from each other, as in the 7C and 7D is shown. The numbers of the grooves 510 in the two magnetic flux elements 130 or flow sheets 220 can be the same, as in the 7A and 7B represented or not, as in the 7C and 7D is shown.

7E zeigt eine Variante der Erfindung, bei der mit durchgezogenen Linien dargestellte Nuten 510 in das obere von zwei gestapelten Flussblechen 220 eingebracht sind. Die Nuten 510 stehen einander bezüglich des Luftspalts 150 gegenüber, wie in 7A dargestellt ist. Mit gestrichelten Linien dargestellte Nuten 510 sind in ein unter dem oberen Flussblech 220 liegendes unteres Flussblech 220 eingebracht, wobei die Nuten 510 angeordnet sind wie in 7B dargestellt ist. In weiteren Ausführungsformen können die Nuten auch in anderen relativen Positionen eingebracht sein, beispielsweise wie in 7C und 7D dargestellt ist. 7E shows a variant of the invention, in the grooves shown in solid lines 510 into the top of two stacked flow plates 220 are introduced. The grooves 510 stand each other with respect to the air gap 150 opposite, as in 7A is shown. With dashed lines shown grooves 510 are in one under the upper river sheet 220 lying lower river sheet 220 introduced, with the grooves 510 are arranged as in 7B is shown. In further embodiments, the grooves may also be incorporated in other relative positions, for example as in FIG 7C and 7D is shown.

Claims

Elektromagnetische Maschine (100) mit zwei relativ zueinander beweglichen Teilen (110, 120), von denen eines (110) mehrere Elemente (130) zur Leitung eines Magnetfeldes (Φ) umfasst, wobei zwei der Elemente (130) durch einen die Richtung des Magnetfeldes (Φ) schneidenden Luftspalt (150) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass eines der zwei Elemente (130) im Bereich des Luftspalts (150) eine in Richtung des Magnetfeldes (Φ) verlaufende Nut (510) aufweist.Electromagnetic machine ( 100 ) with two relatively movable parts ( 110 . 120 ), one of which ( 110 ) several elements ( 130 ) for conducting a magnetic field (Φ), wherein two of the elements ( 130 ) by an air gap intersecting the direction of the magnetic field (Φ) ( 150 ), characterized in that one of the two elements ( 130 ) in the region of the air gap ( 150 ) extending in the direction of the magnetic field (Φ) groove ( 510 ) having.

Maschine (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (130) eine Anzahl aufeinander gestapelter Bleche (220) umfasst und die Nut (510) in ein außen liegendes Blech (220) des Stapels eingebracht ist.Machine ( 100 ) according to claim 1, characterized in that the element ( 130 ) a number of stacked sheets ( 220 ) and the groove ( 510 ) in an external sheet ( 220 ) of the stack is introduced.

Maschine (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der zwei Elemente (130) eine Nut (510) aufweist, wobei die Nuten (510) miteinander fluchten.Machine ( 100 ) according to claim 1 or 2, characterized in that each of the two elements ( 130 ) a groove ( 510 ), wherein the grooves ( 510 ) are aligned with each other.

Maschine (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Elemente (130) jeweils eine Nut (510) aufweisen, die entlang des Luftspalts (150) gegeneinander versetzt sind.Machine ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the two elements ( 130 ) each have a groove ( 510 ) along the air gap ( 150 ) are offset from each other.

Maschine (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass einander bezüglich des Luftspalts (150) gegenüber liegende Bleche (220) der zwei Elemente (130) unterschiedliche Anzahlen Nuten (510) aufweisen.Machine ( 100 ) according to claim 4, characterized in that each other with respect to the air gap ( 150 ) opposite sheets ( 220 ) of the two elements ( 130 ) different numbers of slots ( 510 ) exhibit.

Maschine (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Bleche (220) eines der Elemente (130) jeweils eine Nut (510) aufweisen, wobei die Nuten (510) des Elements (130) gegeneinander versetzt sind.Machine ( 100 ) according to one of claims 2 to 5, characterized in that different sheets ( 220 ) one of the elements ( 130 ) each have a groove ( 510 ), wherein the grooves ( 510 ) of the element ( 130 ) are offset from each other.

Maschine (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Elemente (130) von einer Spule (140) zur Erzeugung des Magnetfeldes (Φ) umlaufen ist.Machine ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the elements ( 130 ) from a coil ( 140 ) is circulated to generate the magnetic field (Φ).

Maschine (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Maschine (100) ein Elektromotor oder Generator ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Magnetfeld (Φ) im Luftspalt (150) in radialer Richtung des Elektromotors oder Generators erstreckt.Machine ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the machine ( 100 ) is an electric motor or generator, characterized in that the magnetic field (Φ) in the air gap ( 150 ) extends in the radial direction of the electric motor or generator.

Maschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Antrieb ein Elektromotor oder Generator ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Magnetfeld (Φ) im Luftspalt (150) in Umfangsrichtung des Elektromotors oder Generators erstreckt.Machine ( 100 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the drive is an electric motor or generator, characterized in that the magnetic field (Φ) in the air gap ( 150 ) extends in the circumferential direction of the electric motor or generator.

Maschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Maschine (100) ein Linearmotor ist.Machine ( 100 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the machine ( 100 ) is a linear motor.