-
Hintergrund
der Erfindung
-
Diese
Erfindung betrifft Rotorstrukturen für synchrone Dreiphasen-Permanentmagnetmotoren, die
insbesondere als Elektromotoren oder elektrische Leistungsgeneratoren
verwendet werden, und noch genauer einen Rotoraufbau für einen
Permanentmagnetmotor, der eine erhöhte Festigkeit aufweist, um eine
bei hoher Drehzahl verursachte Verformung des Rotoraufbaus zu begrenzen,
und der speziell geeignet ist für
einen Elektromotor oder einen elektrischen Leistungsgenerator eines
Elektrofahrzeugs.
-
Ein
aktueller Permanentmagnetmotor hat bereits eine extrem hohe Betriebsleistung
erreicht, um zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug geeignet zu sein,
und wurde bereits in der Praxis genutzt. Es war ebenfalls übliche Praxis,
den Permanentmagnetmotor als einen Zusatzantriebsmotor in einem
Elektrofahrzeug vom Hybridtyp zu verwenden. Somit ist bekannt, dass
der Permanentmagnetmotor ausgezeichnete Betriebseigenschaften gegenüber anderen Elektromotoren
aufweist. Jedoch weist der Permanentmagnetmotor viele weitere technische
Fragen auf, die gelöst
werden müssen,
und man erwartet, dass eine noch weitergehende Entwicklung des existierenden
Permanentmagnetmotors die obigen technischen Fragen löst, um eine
weiter verbesserte Betriebsleistung bereitzustellen.
-
Typische
Beispiele der oben erwähnten
technischen Fragen beinhalten eine Verkleinerung des Motors für einen
verringerten Raum und eine Eigenschaft einer Hochgeschwindigkeitsdrehung
des Motors, um eine von verschiedenen Lösungen zu realisieren, um eine
hohe Ausgangsleistung bereitzustellen. Im letzteren Fall, wenn der
Motor mit einer extrem hohen Drehzahl von mehr als 10.000 U/min dreht,
ist es erforderlich, dass der Rotoraufbau eine extrem hohe Festigkeit
aufweist.
-
1 zeigt
ein typisches Beispiel eines Rotoraufbaus für einen Permanentmagnetmotor
des Standes der Technik. Der Rotoraufbau ist so gestaltet, dass
er ein Paar von axial beabstandeten ringförmigen Endplatten 1, 1 und
einen ringförmig
geschichteten Stapel 2 aus elektromagnetischen Platten
aufweist. Der ringförmig
geschichtete Stapel 2 und die ringförmigen Endplatten 1, 1 werden
feststehend mit einer zylindrischen Kernauflage 3 gelagert,
die über einen
Verbindungsbereich 6 mit einer Rotorwelle 5 verbunden
ist, um mit dieser zu drehen. Wie in 2 zu sehen,
weist der ringförmig
geschichtete Stapel 2 viele Permanentmagneten 4, 4 auf,
die an in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten Positionen
liegen. Während
in 2 nur ein einziger Pol für die Permanentmagneten 4, 4 gezeigt
ist, sei angemerkt, dass der in 1 und 2 gezeigte
Motor von dem Typ ist, der acht Pole aufweist. Der Motor weist ebenfalls
eine Magnetrückhaltestruktur
auf, in der der Magnet für
einen Pol in zwei Teile geteilt ist, wobei ein zentraler Bereich
eines Pols eine Brückenkonstruktion
bildet, um die Magnetrückhaltestruktur mit
einer erhöhten
Festigkeit bereitzustellen, um der Zentrifugalkraft zu widerstehen.
-
Die
JP 2000-184638 offenbart einen Rotoraufbau gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1. Dieser Rotoraufbau verwendet Platten mit Durchgangslöchern und
Stiften zum Verstemmen in den Durchgangslöchern. Dadurch wird der gesamte
geschichtete Stapel mit einem Nagelelement fixiert.
-
Die
US 6,047,460 offenbart ein
Verfahren zur Herstellung eines Permanentmagnetrotors. Der Rotor
besteht aus einem geschichteten Stapel, wobei die Endplatten die
gleiche Form wie die anderen Platten des geschichteten Stapels aufweisen.
Weiterhin sind Durchgangslöcher
vorgesehen, um nagelähnliche
Nieten für
Befestigungszwecke aufzunehmen.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
In
dem in 1 gezeigten Permanentmagnetmotor ist es jedoch
weiterhin erforderlich, dass der Rotoraufbau verbessert wird, um
eine weiter erhöhte Haltbarkeit
und Festigkeit bereitzustellen, um die Anforderungen für die hohe
Ausgangsleistung und die Eigenschaft der Hochgeschwindigkeitsdrehung,
die in den letzten Jahren gefordert waren, zu erfüllen. Es ist
außerdem
erforderlich, dass der Rotoraufbau in einer vereinfachten Weise
hergestellt wird, um einen Aufbau mit einer hohen Zuverlässigkeit
bereitzustellen, ohne die Anwendung einer elektronischen Laserschweißtechnik,
welche großes
Geschick erfordert.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde erdacht, um die obigen technischen Fragen
anzusprechen und hat als Ziel, einen Rotoraufbau für einen
Permanentmagnetmotor zur Verfügung
zu stellen, der eine erhöhte
Festigkeit und Haltbarkeit auch bei einer Hochgeschwindigkeitsdrehung
sicherstellt und der einen Aufbau aufweist, der einfach herzustellen
ist, ohne die Verwendung einer hochqualifizierten Herstellungstechnik,
wie eine elektronische Laserschweißtechnik.
-
Es
ist äußerst schwierig,
für den
Rotoraufbau eine hohe Zuverlässigkeit
bei der Beschränkung
der Verformung des Rotoraufbaus aufgrund einer Hochgeschwindigkeitsdrehung
unter Verwendung der Schweißtechnik
sicherzustellen. Forschung und Entwicklung wurde ernsthaft betrieben
mit der Aussicht, eine neue und einzigartige Verbindungsstruktur
des Rotoraufbaus zu finden, welche die Verwendung der Schweißtechnik
unnötig macht.
Als Ergebnis fand man einen neuen Rotoraufbau, bei dem die Verformung
der ringförmigen
Endplatten des Rotoraufbaus bei der Hochgeschwindigkeitsdrehung
durch die Verwendung einer einzigartigen mechanischen Befestigungsstruktur
beschränkt
wird.
-
Somit
wird dieses Ziel durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Die
Unteransprüche
enthalten bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Die
Erfindung, zusammen mit den Zielen und Vorteilen derselben, wird
am besten unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung der
vorliegend bevorzugten Ausführungsbeispiele
zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen verstanden, in denen:
-
1 eine
schematische Querschnittsansicht eines Rotoraufbaus für einen
Permanentmagnetmotor des Standes der Technik ist;
-
2 eine
schematische Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Innenteils des
in 1 gezeigten Rotoraufbaus ist;
-
3 eine
Querschnittsansicht eines Rotoraufbaus für einen Permanentmagnetmotor
eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung ist;
-
4 eine
vergrößerte Querschnittsansicht eines
Rotoraufbaus eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung ist;
-
5 eine
vergrößerte Querschnittsansicht eines
dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung ist; und
-
6 eine
vergrößerte Seitenansicht
eines ringförmig
geschichteten Stapels aus elektromagnetischen Platten ist, welche
die verstemmten Bereiche derselben darstellt.
-
Genaue Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
-
Ein
erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines
Rotoraufbaus für
eine elektrische Rotationsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 erläutert.
-
3 ist
eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil des Rotoraufbaus
R zeigt. Der Rotoraufbau R umfasst eine Rotorwelle 5, einen
Verbindungsabschnitt 6, der sich von einem Außenumfang der
Rotorwelle 5 radial nach außen erstreckt, eine zylindrische
Kernauflage 3, die einstückig mit dem Verbindungsbereich 6 verbunden
ist, einen ringförmig geschichteten
Stapel 2 aus elektromagnetischen Stahlblechen und erste
und zweite ringförmige
Endplatten 1a, 1b, die mittels Verstemmen an den
rechten und linken Endflächen
des ringförmig
geschichteten Stapels 2 befestigt sind. Der ringförmig geschichtete
Stapel 2 weist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten
Verstemmbereichen 8 auf. Zu diesem Zweck ist die rechte
Endfläche des
ringförmig
geschichteten Stapels mit einer Vielzahl von axial konkaven Vertiefungen 8a ausgebildet und
die linke Endfläche
ist mit einer Vielzahl von axial konvexen Vorsprüngen 8b ausgebildet,
wobei die konkaven Vertiefungen 8a und die konvexen Vorsprünge 8b als
eine erste Befestigungseinrichtung dienen. Die vielen axialen Vorsprünge 7a der
ringförmigen
Endplatte 1a und die axialen Vertiefungen 7b der
ringförmigen
Endplatte 1b bilden eine zweite Befestigungseinrichtung.
In dem in 3 gezeigten Rotoraufbau R ist
ein rechtes distales Ende der zylindrischen Kernauflage 3 mit
einem ringförmigen
Flansch 3a ausgebildet, der sich vom Außenumfang der zylindrischen
Kernauflage 3 radial nach außen erstreckt und der dazu
dient, die ringförmige
Endplatte 1a in einer feststehenden Platte zu halten. Ein
linker distaler Endbereich der zylindrischen Kernauflage 3 weist
einen C-förmigen
Ring 9 auf, um die andere ringförmige Endplatte 1b in
einer feststehenden Position zu halten. Die rechte ringförmige Endplatte 1a weist
einen sich axial nach innen erstreckenden, ringförmigen Vorsprung 7a auf,
der an die entsprechende ringförmige
Vertiefung 8a des ringförmig
geschichteten Stapels 2 angepasst ist, und die linke Endplatte 1b weist
eine sich axial nach innen erstreckende, ringförmige Vertiefung 7b auf,
welche an den ringförmigen
Vorsprung des Kernstapels 2 angepasst ist.
-
Vorzugsweise
ist jede der ringförmigen
Endplatten 1a, 1b aus einem nichtmagnetischen
Material gefertigt. Wenn die ringförmigen Endplatten 1a, 1b aus
magnetischem Material gefertigt sind, verschwindet der Magnetfluss,
der in dem Kernstapel 2 durch die vielen Permanentmagneten,
die in dem ringförmig
geschichteten Stapel 2 gelagert sind, erzeugt wird, allmählich zu
den ringförmigen
Endplatten 1a, 1b, mit einem daraus resultierenden
Verlust, der in einer Ausgangsleistung einer elektromagnetischen
Rotationsmaschine verursacht wird. Es ist bei dem Rotoraufbau R
wünschenswert,
dass der Magnetfluss nur in Richtung zu einem Stator (nicht gezeigt)
gerichtet ist, welcher in der Nähe
eines Außenumfangs des
ringförmig
geschichteten Stapels 2 angeordnet ist, um den Verlust
an Ausgangsleistung der elektromagnetischen Rotationsmaschine zu
minimieren. Wenn die ringförmigen
Endplatten 1a, 1b aus magnetischem Material gefertigt
sind, neigen außerdem Schneideabfälle, die
während
der maschinellen Bearbeitung entstehen, dazu, an den ringförmigen Endplatten 1a, 1b anzuhaften,
was zu einer Verschlechterung der Leistung des Rotoraufbaus führt. Aus
all diesen Gründen
wird jede der ringförmigen
Endplatten vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, Messing, Kupfer oder
Aluminium usw. gefertigt. Unter diesen Metallen ist es bevorzugt,
dass die ringförmigen
Endplatten aus rostfreiem Stahl gefertigt sind, repräsentiert
durch SUS 304 in einer JIS-Klassifizierung (JIS = Japanischer
Industriestandard), wie einen rostfreien Stabstahl, definiert unter
JISG4303, eine rostfreie Stahlplatte oder ein rostfreies Stahlband,
geformt durch Warmwalzen unter JISG4304, und eine rostfreie Stahlplatte
oder ein rostfreies Stahlband, geformt unter JISG4305. Das Material
SUS 304 wird weit verbreitet in verschiedenen Anwendungen
genutzt und ist einfach auf dem Markt erhältlich und bietet eine ausreichende
Festigkeit, die bevorzugt für das
Material der Endplatten geeignet ist.
-
In 3 werden
Zentrifugalkräfte
auf die ringförmigen
Endplatten 1a, 1b in Richtungen ausgeübt, wie
durch die Pfeile a bzw. b gezeigt. Die ringförmigen Endplatten 1a, 1b haben
jeweils Außenbereiche 1a', 1b' mit erhöhtem Gewicht,
in welchen Impulse jeweils auch durch die Pfeile a' bzw. b' verliehen werden,
aufgrund ihrer jeweiligen Abweichungen in den Schwerkraftmitten
der Bereiche 1a', 1b' mit erhöhtem Gewicht.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 3 ist
jede der ringförmigen
Endplatten 1a, 1b so ausgelegt, dass sie eine
Dicke von 4 mm aufweist, um eine ausreichende Biegesteifigkeit sicherzustellen.
Die Impulskräfte
werden vom Kernstapel 2 und dem ringförmigen radialen Vorsprung 3a der
zylindrischen Kernauflage 3 und dem C-Ring 9 aufgenommen.
Der C-Ring 9 wird weitgehend als Rückhalteteil verwendet, welches
einfach im Handel verfügbar
und kostengünstig
ist und wirksam für
die Sicherstellung einer vereinfachten Montagearbeit für die Endplatte 1b ist.
Der C-Ring ist passenderweise aus gehärtetem Stahl- gefertigt, um
eine gewünschte
mechanische Festigkeit vorzusehen. Das Vorhandensein der ringförmigen Endplatten 1a, 1b,
die mit den axialen Vorsprüngen 7a und
den axial eingeschnittenen Vertiefungen 7b ausgebildet
sind, die mit dem ringförmig geschichteten
Stapel 2 in passenden Eingriff gelangen, ermöglicht,
dass ein Teil der Zentrifugalkraft in einer radialen Richtung auf
jede der Endplatten 1a, 1b ausgeübt wird,
um vom ringförmig
geschichteten Stapel 2 aufgenommen zu werden.
-
Im
dargestellten Beispiel der 3 ist die vorliegende
Erfindung, auch wenn gezeigt und beschrieben wurde, dass die ringförmige Endplatte 1b mit
dem C-Ring 9 gestoppt wird, nicht auf diese Art der Rückhaltetechnik
beschränkt
und die ringförmige Endplatte 1b kann
in einer festen Position durch andere Rückhaltetechniken, wie z. B.
einen Schritt des Verstemmens, gehalten werden. Die elektromagnetischen
Stahlbleche des ringförmig
geschichteten Stapels 2 sind normalerweise in der gleichen
Weise verstemmt, wie dies in einer üblichen Verstemmtechnik durchgeführt wird.
Wenn es gewünscht
ist, die ringförmige
Endplatte 1b an dem ringförmig geschichteten Stapel 2 zu
befestigen, wird die ringförmige
Endplatte 1b mit dem ringförmig geschichteten Stapel 2 verstemmt,
und aus diesem Grund ist die zweite Befestigungseinrichtung jeder
ringförmigen
Endplatte so ausgelegt, dass sie geringfügig größer ist als die erste Befestigungseinrichtung
des ringförmig
geschichteten Stapels 2.
-
Ein
Rotoraufbau des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, wobei
gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen haben wie diejenigen, die
in 3 beschrieben wurden, und eine Beschreibung der
gleichen Teile wird der Einfachheit halber weggelassen.
-
Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
der 4 werden die ringförmigen Endplatten 1a, 1b mit dem
ringförmig
geschichteten Stapel 2 verbunden, indem die zweiten Befestigungseinrichtungen
der ringförmigen
Endplatten 1a, 1b und die ersten Befestigungseinrichtungen
des ringförmig
geschichteten Stapels 2 verstemmt werden. Die erste Befestigungseinrichtung
des ringförmig
geschichteten Stapels 2 ist mit einer Vielzahl von rechteckigen
Profilen (6) ausgebildet, die an in Umfangsrichtung
beabstandeten Stellen liegen. Das Vorhandensein der verstemmten
Bereiche, von denen jeder mit dem rechteckigen Profil ausgebildet
ist, macht es einfach, den Herstellungsschritt durchzuführen, während eine ausreichende
Steifigkeit sichergestellt wird. Vorzugsweise kann das rechteckige
Profil so ausgelegt sein, dass es einen Dimensionsbereich bestehend
aus ersten und zweiten Dimensionselementen aufweist, wie eine Länge oder
Breite von mehr als 1 mm und der Breite oder der Höhe von mehr
als 2 mm. Mit einem derartigen Dimensionsbereich des rechteckigen Profils
kann der ringförmig
geschichtete Stapel 2 verstemmt werden, ohne eine erhöhte Anzahl
von Verstemmbereichen zu verursachen, während ein Ungleichgewicht in
der Form des ringförmig
geschichteten Stapels 2 verhindert und die Festigkeit an
den verstemmten Bereichen sichergestellt wird. Jeder der verstemmten
Bereiche kann vorzugsweise in seinem Dimensionsbereich so ausgelegt
sein, dass das dritte Dimensionselement, wie z. B. die Höhe, ungefähr ein-
bis zweimal die Dicke jeder Stahlplatte in einer Axialrichtung der
Rotorwelle aufweist. Mit einem solchen Dimensionsbereich jedes verstemmten
Bereichs kann in ähnlicher
Weise der ringförmig
geschichtete Stapel 2 verstemmt werden, ohne die erhöhte Anzahl
von Verstemmbereichen zu verursachen, während das Ungleichgewicht in
der Form des ringförmig
geschichteten Stapels 2 verhindert und die Festigkeit an
den verstemmten Bereichen sichergestellt wird.
-
Ein
Rotoraufbau eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben, wobei
gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen wie die in 4 verwendeten
tragen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der 5 weist
der ringförmig
geschichtete Stapel 2 eine Vielzahl von verstemmten Bereichen
auf, wobei jede Vertiefung 8a'' so
geformt ist, dass sie eine im Wesentlichen trapezförmige Form
in einem vergrößerten Maßstab im Querschnitt
aufweist. Die rechte ringförmige
Endplatte 1a weist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten
Vorsprüngen 7a'' mit im Wesentlichen rechteckiger
Form im Querschnitt auf, an welchen die ringförmige Endplatte 1b an
der rechten Seite des ringförmig
geschichteten Stapels 2 verstemmt ist. In ähnlicher
Weise ist die linke Seitenfläche
des ringförmig
geschichteten Stapels 2 mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung
beabstandeten, sich axial und nach außen erstreckenden Vorsprüngen 8b'' ausgebildet, an welchen die ringförmige Endplatte 1b an
der linken Seite des ringförmig
geschichteten Stapels 2 an den in Umfangsrichtung beabstandeten
axialen Vorsprüngen 8b'' verstemmt ist. Mit einer solchen
Konfiguration des Rotoraufbaus ist es möglich, dass der ringförmig geschichtete
Stapel 2 und die ringförmigen
Endplatten 1a, 1b miteinander in einem fest verbundenen
Verhältnis
verbunden sind.
-
Es
ist somit ersichtlich, dass, um die Steifigkeit des Rotoraufbaus
durch einstückige
Montage des ringförmig
geschichteten Stapels 2 mit den elektromagnetischen Stahlblechen
und der ringförmigen Endplatten
miteinander zu verbessern, die ringförmigen Endplatten die zweiten
Befestigungseinrichtungen aufweisen können, die in im Wesentlichen
gleicher Form und Größe wie die
ersten Befestigungseinrichtungen des ringförmig geschichteten Stapels 2 ausgebildet
sind.
-
6 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Beispiels eines Musters der verstemmten Bereiche, die in dem
elektromagnetischen Stahlblech ausgebildet sind. In diesem Fall
ist das elektromagnetische Stahlblech mit sechzehn verstemmten Bereichen 8a'' versehen. Die Anzahl der verstemmten
Bereiche kann eine Hälfte
der obigen Anzahl von verstemmten Bereichen beinhalten, d. h. acht
verstemmte Bereiche, oder eine weitere Hälfte der acht verstemmten Bereiche,
d. h. vier verstemmte Bereiche, abhängig von verschiedenen Situationen,
und somit kann die Anzahl der verstemmten Bereiche passend ausgewählt werden,
um einen geeigneten Wert in einem Bereich zwischen 4 und 16 Teilen
zu erhalten. Außerdem
können
die verstemmten Bereiche an in Umfangsrichtung im Wesentlichen gleichmäßig beabstandeten
Positionen ausgebildet sein. Durch Ausbilden der verstemmten Bereiche
an solch gleichmäßig beabstandeten
Positionen kann eine Belastung gleichmäßig im elektromagnetischen
Stahlblech verteilt werden, um einen Ausgleich in der Festigkeit
zu erhalten. Beim Auswählen
der Anzahl der verstemmten Bereiche im obigen Bereich ist es möglich, dass die
von den verstemmten Bereichen bereitgestellte Festigkeit des elektromagnetischen
Stahlblechs stark verbessert ist, um eine verbesserte Betriebsleistung
des Motors zu ermöglichen,
während
es ermöglicht
wird, dass der Rotor mit einer ausgezeichneten Festigkeit hergestellt
wird, ohne komplizierte Herstellschritte zu verursachen.
-
Außerdem können die
verstemmten Bereiche passend in einem Umfangsbereich liegen, entfernt
von einem Innenumfang jedes elektromagnetischen Stahlblechs um 7
bis 30% einer radialen Länge
jedes elektromagnetischen Stahlblechs in Bezug auf einen Außenumfang
desselben. Indem die verstemmten Bereiche in einem solchen Umfangsbereich
ausgebildet werden, kann die von den verstemmten Bereichen bereitgestellte
Festigkeit des elektromagnetischen Stahlblechs erhöht werden,
um eine Verformung des Rotors zu minimieren, um damit die Betriebsleistung
des Motors zu verbessern. Wenn die verstemmten Bereiche außerhalb
des Umfangsbereichs in einem Bereich größer als 30% ausgebildet werden,
wird die Betriebsleistung des Motors nachteilig beeinträchtigt,
und wenn die verstemmten Bereiche innerhalb des Umfangsbereichs
in einem Bereich unter 7% ausgebildet werden, neigt die von den
verstemmten Bereichen bereitgestellte Festigkeit des elektromagnetischen
Stahlblechs dazu, einen verringerten Wert aufzuweisen. In 6 kann ferner,
auch wenn jeder der verstemmten Bereiche als eine längliche
Form in einer Umfangsrichtung gezeigt wurde, jeder verstemmte Bereich
sich in der länglichen
Form in der Radialrichtung des elektromagnetischen Stahlblechs erstrecken
oder das elektromagnetische Stahlblech kann verstemmte Bereiche aufweisen,
die sich in verschiedenen Richtungen erstrecken.
-
Außerdem weist
der ringförmig
geschichtete Stapel 2 der elektromagnetischen Stahlbleche
eine Vielzahl von Ausschnitten 10 auf, die als jeweilige Schwenkanschläge dienen
und dazu dienen, ein Drehmoment, das auf den ringförmig geschichteten Stapel
wirkt, auf die zylindrische Kernauflage zu übertragen. Im dargestellten
Beispiel weist der Stapel der elektromagnetischen Stahlbleche selbst
die Vertiefungen auf und die zylindrische Kernauflage weist die
dazugehörigen
vielen Vorsprünge
auf. Natürlich
kann eine solche Kombination auch den umgekehrten Aufbau haben.
-
In
den dargestellten, oben diskutierten Ausführungsbeispielen ist die Korrektur
des Rotationsausgleichs des Rotoraufbaus eine sehr wichtige durchzuführende Aufgabe,
um es der Rotorwelle zu ermöglichen,
in stabilisierter Weise durch Aufnahme einer Gewichtsbalance eines
drehenden Körpers,
d. h. des Rotoraufbaus, zu drehen. Um dieses Ziel zu erreichen,
ist es wünschenswert,
dass jede der ringförmigen
Endplatten einen ringförmigen
Bereich mit übermäßigem Rand
aufweist, der daran ausgebildet ist, um die Gewichtsbalance bereitzustellen.
-
Wie
oben diskutiert, besteht ein Permanentmagnetmotor in den dargestellten
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen aus einem Permanentmagneten,
der als eine Quelle zur Erzeugung eines Magnetflusses, der eine
Leistungsquelle bildet, dient, wobei ein Anstieg der Anzahl der
Permanentmagneten zu einer erhöhten
Ausgangsleistung des Magnetmotors führt. In diesem Fall ermöglicht das
Vorhandensein eines Körpers aus
geschichteten Stahlplatten, die viele Permanentmagneten beinhalten,
dem Motor, eine weiter verstärkte
Ausgangsleistung zu bieten. Die Stahlplatten sollten jedoch aus
den elektromagnetischen Stahlblechen gebildet sein. Die Anwendung
der elektromagnetischen Stahlbleche, von denen jedes zwei Seitenoberflächen aufweist,
die elektrisch isoliert sind, ist wirksam, um zu begrenzen, dass
elektrischer Strom in den elektromagnetischen Stahlblechen erzeugt
wird, durch welche ein Magnetfluss während der Drehung des Rotoraufbaus
verläuft,
wodurch ein Verlust der Ausgangsleistung verringert wird.
-
Weiterhin
bietet das Vorhandensein des Rotoraufbaus, bei dem der ringförmig geschichtete
Stapel aus elektromagnetischen Stahlblechen zwischen den ringförmigen Endplatten
eingelegt ist und an der zylindrischen Kernauflage befestigt ist,
eine ausreichende Steifigkeit, um eine Verformung des Rotoraufbaus
während
des Betriebs des Motors zu vermeiden. Diese Bestandteile stellen
wesentliche Teile dar, die bei dem Rotor eines Motors vom Typ mit
internem Magnetrotor nicht weggelassen werden können. Der Verbindungsbereich,
der die zylindrische Kernauflage und die Rotorwelle miteinander
verbindet, dient dazu, das gewünschte
Bestandteil an der Rotorwelle zu befestigen.
-
Zusätzlich macht
das Vorhandensein einer mechanischen Befestigungstechnik, bei der
die ringförmigen
Endplatten mit dem ringförmig
geschichteten Stapel aus elektromagnetischen Stahlblechen, die mit
konkaven oder konvexen Bereichen verstemmt sind, verbunden sind,
einen Montagevorgang einfacher, um eine einfache Qualitätskontrolle,
z. B. bei der Steifigkeit, bereitzustellen. Da in diesem Fall jede
der ringförmigen
Endplatten den konvexen Vorsprung oder die konkave Vertiefung aufweist,
von denen jeder/jede in passendem Eingriff mit den entsprechend
geformten verstemmten Bereichen des ringförmig geschichteten Stapels
aus elektromagnetischen Stahlblechen gehalten wird, können die
ringförmigen
Endplatten einfach in Bezug auf den Kernstapel in einer vereinfachten
Weise während
der Befestigungsmontage positioniert werden. Außerdem führt das Vorhandensein der verstemmten
Bereiche in dem ringförmig
geschichteten Stapel dazu, dass die Effizienz der Montagearbeit
verbessert wird, während
eine erhöhte
Steifigkeit sichergestellt wird.
-
Weiterhin
ermöglicht
die Verwendung der speziellen Konfiguration gemäß dem Rotoraufbau der vorliegenden
Erfindung, bei welcher ein Teil der Zentrifugalkraft, die in jeder
ringförmigen
Endplatte erzeugt wird, in dem Kernstapel der geschichteten elektromagnetischen
Stahlbleche aufgenommen wird, dem Rotoraufbau, den Motor zu realisieren,
der in der Lage ist, sicher mit einer extrem hohen Drehzahl zu drehen,
wobei zehntausend und mehrere hundert Umdrehungen pro Minute erreicht
werden, d. h. bei einer Drehzahl von fast 20.000 U/min., sogar bei
Verwendung der ringförmigen
Endplatten, die aus dem rostfreien Stahl „SUS304", klassifiziert unter JIS (Japanischer
Industriestandard), mit geringerer mechanischer Steifigkeit gefertigt
sind. Ein weiterer Vorteil ist darin zu finden, dass es möglich ist,
die Verlässlichkeit
in die mechanische Festigkeit bei maximaler Drehzahl des Motors
zu verbessern. Da beim Rotoraufbau der vorliegenden Erfindung keine Schweißtechnik
angewandt wird, ist es möglich,
die Arbeitszeit bei der Montage sowie die Investitionskosten für diese
Schweißmaschinen
zu verringern.
-
Auch
wenn die Erfindung oben unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung
nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und
wird den Fachleuten auf dem Gebiet im Lichte der Lehre in den Sinn
kommen. Der Umfang der Erfindung ist unter Bezugnahme auf die nachfolgenden
Ansprüche
definiert.