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介质间隙电机,特别是用于涡轮增压器的制作方法

2022-08-10 14:09:14 来源:中国专利 TAG:


1.根据权利要求1的前述,本发明涉及一种介质间隙电机,特别是用于涡轮增压器。


背景技术:

2.现有技术已知具有涡轮增压器的内燃机。来自内燃机的废气流通常用于驱动涡轮机叶轮。所述涡轮机叶轮例如通过轴耦合到压缩机叶轮,从而确保压缩供给到燃烧室中的新鲜空气。与传统的内燃机相比,这种预压缩或增压会提高发动机性能或增加扭矩。然而,对于这种增压内燃机,存在所谓的涡轮迟滞的问题,尤其会发生在车辆低速启动和加速时,即当内燃机要快速加速到更高的功率范围时。这是因为在供气侧增加的空气量需求只能延迟提供(除其他原因外,由于涡轮/压缩机叶轮系统的惯性)。
3.为了减少延迟并提供正确量的新鲜空气,可以规定涡轮增压器包括具有定子和转子的电动机,集成到压缩机叶轮中的转子的转子磁体。例如,在出版物wo2008141670a1中描述了相关类型的现有技术。
4.由于其设计,可比较的介质间隙电机可以包括转子和定子之间的较大间隙。与传统的电动机相比,这可能导致产生扭矩所需的电流更大。出于这个原因,不利地是,这种介质间隙电机可能具有低转矩常数。这个问题可以通过使用直接到达转子的定子齿或定子线棒得到缓解,从而提高电动机的磁通量。介质可以通过不用于绕组的定子槽输送到此处。文献ep2072824a1描述了相关类型的现有技术。
5.文献ep0642210a1涉及一种高速电动机。该电动机包括相对较大的空气间隙,并且其特征不在于散热片在定子和转子之间形成的流动室中径向延伸。因此,该电动机不包括介质流过的定子槽。文献us2013/169074a1也描述了相关类型的现有技术。文献de102017207532a1描述了一种具有定子和转子的电介质间隙机器,内套筒和与内套筒同轴布置的外套筒围绕转子。在内套管和外套管之间,介质的一条流动路径仅通过定子形成。因此,流动室不形成在定子和转子之间。
6.然而,这些解决方案可能会导致这些电机在通电状态下表现出高扭矩不均匀性(扭矩波动),在怠速运行时表现出高齿槽效应扭矩,从而阻止在许多应用领域中使用,例如在电动辅助涡轮增压器中。此外,这种电机只能实现低性能,因为线棒很快就会饱和,高磁损耗会导致强烈发热。


技术实现要素:

7.因此,本技术的目的是提出一种改进的介质间隙电机,特别是用于涡轮增压器,其一方面确保减少延迟并提供正确量的介质,特别是新鲜空气,另一方面,实现优化的磁通量和优化的散热,其中减少或避免扭矩不均匀性和齿槽扭矩。此外,介质间隙电机应具有相对简单、鲁棒的结构并且不易出现故障。
8.该目的通过具有独立权利要求1的特征的介质间隙马达来实现。有利的发展源于从属权利要求和示例性实施例的特征。
9.所提出的介质间隙电机包括转子和定子,定子可能可选地但是特别有利地具有散热片,该散热片通过内部部分向定子与转子之间形成的流动室中的转子径向延伸。在大多数实施例中,规定散热片不通过它们的内部部分延伸至转子,因此在散热片的内端和转子之间形成间隙。散热片的内径可任选地为转子的外径的至少1.2倍和/或至多3倍。在这种情况下,散热片的内径通常可以理解为以转子轴线为中心的最大的可能圆的直径,槽完全布置在该圆外部。转子的外径通常可以理解为以转子轴线为中心的最小的可能圆的直径,该圆位于转子完全布置在其中的相同的轴向位置。所提出的介质间隙电机通常包括流动室,该流动室至少部分地或完全地由散热片的内端,特别是与转子之间的特别地基本上为空心圆柱形的间隙,以及相邻的散热片之间的定子槽形成。
10.所提出的介质间隙电机可以令人惊讶地显着增加转矩常数。可以通过转子和散热片端部之间的介质间隙和定子槽引导空气质量流,最大限度地减少流动损失,同时通过进气获得更高的冷却性能。磁损耗,特别是磁滞损耗,可以通过所提出的介质间隙电机来减少。此外,就视在功率而言,损失被最小化。在特定的实施例中,所描述的优点在于散热片的内径是转子的外径的至少1.2倍,特别是至少1.4倍,和/或至多3倍,特别是至多2或1.6倍,例如1.5倍。在一定程度上,散热片可以在介质间隙中延续定子齿,从而以特别有利的方式提高磁通量。然而,本技术还描述了独立于该关系本身已经有利的实施例。关于介质间隙电机的流体特性和磁特性,如果在示例性实施例中散热片的内径是转子外径的至少1.4倍且至多2倍,则结果出人意料地证明是特别有利的。然而,所描述的优点可能在较小程度上通过较宽范围内的尺寸比来实现。由于散热片不通过它们的内部部分延伸至转子,散热片通常不形成用于转子或转子轴的轴承。
11.本技术还涉及一种涡轮增压器。所提出的用于内燃机的涡轮增压器可以包括压缩新鲜空气的压缩机装置。此外,所提出的涡轮增压器可包括上文或下文所描述的介质间隙电机。压缩机装置可以包括压缩机叶轮。在典型的实施例中,转子耦合到压缩机叶轮。可以规定,散热片包括在流动室外部沿径向方向延伸的外部部分。此外,定子可以包括环绕或围绕散热片外部部分的线圈。通常,每个散热片都与一个线圈相关联。
12.在典型的实施例中,散热片是细长的并且在轴向方向上延伸。在特别有利的实施例中,定子槽形成在散热片之间的流动室中,使得至少部分介质流过它们。通常,定子槽由散热片之间可供介质流过的空间形成。通常,在介质流过的定子槽中没有设置定子的线圈或绕组,特别是没有设置固体物体。定子槽通常在两侧被散热片的内部部分围绕。通常,散热片的内部部分,在其间布置有介质流过的定子槽,其在径向方向上的长度为定子的线圈绕其运行的外部部分在径向方向上的长度的至少三分之一,特别是至少二分之一,或者特别有利地是至少三分之二。介质在径向方向流过的定子槽的范围通常为转子的外径的至少四分之一,特别是至少一半,因此介质间隙电机在其磁性和流体特性方面实现了以特殊方式描述的优点。在一些实施例中,散热片的内部部分包括径向内部区域。在径向内部区域中,散热片的内部部分可以包括加宽部分,特别是与散热片的内部部分的较窄的径向外部区域相比。介质流过的定子槽既可以形成在散热片的内部部分的内部区域之间,也可以形成在散热片的内部部分的外部区域之间。在流动室内,散热片的内部部分通常不相互连接。此外,散热片的内端,特别是散热片的内部部分的内部区域,可以是独立的,散热片的内端,特别是散热片的内部部分的内部区域,通常不是经由套管或其他部件相互连接的。介质在
运行期间经常流过的流动室通常在外部区域中由定子槽形成和/或在内部区域中由可能旋转的转子界定,特别是不由固定套管或类似部件界定,特别是在散热片和/或转子磁体的轴向区域。
13.可以规定,线圈和散热片的外部部分布置在流动室的径向密封之外。线圈因此可以布置在流动室的外部,由此可以优化磁通量和流动特性。通常规定散热片,特别是它们的外部部分和它们的内部部分,以形成磁路的有源部分。可以设置散热片以通过这种方式优化磁通量。通常,散热片的外部部分和/或内部部分包括矩形截面。以这种方式组装可以获得显着的优点,特别是在与下面描述的流动盖相关的情况下。此外,转子通常包括转子磁体。散热片通常与转子磁体轴向重叠。因此,就流动方向而言,散热片通常不仅布置在转子磁体的后面或前面,而且至少布置在转子磁体的轴向高度。还可以规定,散热片包括具有转子磁体的轴向悬垂。以这种方式可以以有利的方式确保通过散热片优化磁通量。散热片通常在轴向方向上至少与转子磁体一样长。特别是可以规定散热片在转子磁体的整个轴向范围上延伸。然而,在其他实施例中,还可以规定转子磁体的长度为超过散热片在轴向方向上的总长度,因此存在遮蔽物。
14.介质在运行期间通常流过的流动室的最大直径,特别是在可能存在的定子槽的外部或径向密封的内部或盖板上测量的最大直径,通常是转子的外径的至少两倍,特别至少三倍和/或至多十倍,特别是至多八倍或五倍。
15.此处的结果是,线圈和/或散热片的外部部分通常布置在流动室的外部,即,在流动室不再沿其径向范围内延伸的径向位置处。因此,在这种情况下,线圈和/或散热片的外部部分布置在流动室的径向密封之外。这样,通过相对较大的介质流动开口,可以确保优化磁通量以及优化散热,该开口由未堵塞的流动室的一部分形成,即特别是由散热片占据的开口。在这种情况下,磁场可以从布置在流动室的径向范围外部的每个线圈经由相关散热片的外部部分在径向方向上被引导通过流动室,然后到达转子。这进一步实现了介质间隙电机或涡轮增压器的简化设计和组装,下文将做出更详细的解释。
16.散热片可以在圆周上均匀分布或规则分布。定子槽通常形成在散热片之间的流动室中,至少部分介质流过定子槽。在典型实施例中,介质间隙电机可以是三相、两极介质间隙电机,特别是用于涡轮增压器,具有等于3或3的倍数的散热片数量。介质间隙电机包括例如3、6、12或24个沿圆周方向的散热片,以优化磁场引导。在一些实施例中,介质间隙电机可以包括沿周向方向的至多24个散热片,以优化介质通道开口的尺寸。
17.在一些实施例中,规定线圈容纳在线圈载体上。此外,可以将线圈连同线圈载体一起推或插到散热片的外部部分上,尤其是从外部。这使得介质间隙电机能够快速轻松地组装,而不会在磁通量或散热方面造成不利影响。对于散热片来说,包括其内部部分不是绝对必要的。例如,为了特别简化生产,线圈可以与线圈载体一起预制,这在多个已知的布置中是不可能的或者至少没有规定的。
18.在典型实施例中,散热片的外部部分与内部部分是一体的,特别是在散热片的整体部分从散热片的外部部分到内部部分是连续的意义上。这样,可以提高通过散热片的磁通量,从而提高从定子到转子的磁通量,并且可以提高介质间隙电机的效率。
19.在典型实施例中,介质间隙电机包括轭环。散热片的外部部分可以附接到轭环。特别地,外部部分可以附接到轭环的内部和/或从轭环向内突出。对于散热片来说,包括其内
部部分不是绝对必要的。轭环可用于返回磁场,为压缩机装置的电动机提供结构支撑,并有助于介质间隙电动机的稳定性和耐用性。
20.例如,可以规定散热片的外部部分被胶粘或焊接到轭环或轭环的部分,或者与轭环形成一体,即形成一个整体。一体式实施例导致具有优化的磁通量的特别鲁棒的实施例。然而,在其他特别优选的实施例中,散热片的外部部分通过插头连接连接到轭环。为此目的,可以在散热片的外部部分上设置插头连接器元件,插头连接器元件尤其能够与外部部分的其余部分设计成一体。轭环可以包括相应互补的插头连接器元件。在这里,散热片的外部部分通过燕尾连接连接到轭环,以便具有优化的磁通量和优化的散热的介质间隙电机快速组装。
21.在一些优选实施例中,连接到不同散热片的轭环的不同部分通过铰接接头彼此连接。铰接接头可以例如通过铰链实现,或者例如通过紧固轭环的部分来实现,例如,胶合,其外表面在可变形膜,例如胶膜上彼此相邻。所提出的介质间隙电机因此可以以特别简单的方式组装,同时实现在机械上鲁棒的结构。所述铰接接头的旋转轴线通常平行于转子的旋转轴线。因此,桩链可以产生这种效果。在此可以特别规定,轭环的各个部分设计成一体,并带有相关联的散热片,因此介质间隙电机可以以结构简单的方式构造,具有优化的磁通量并且同时可以快速、准确地组装。铰接接头通常设置在轭环的部分的外边缘上。
22.在优选实施例中,可以规定介质间隙电机包括盖板。盖板可以布置在外部部分和内部部分之间,或者分别布置在相邻的散热片的外部部分的内端处。此外,盖板可以界定流动室的区域。特别地,可以通过盖板实现在径向方向上的密封。盖板和散热片可以在周向上完全地环绕流动室。可以规定,盖板布置在定子的线圈和流动室之间。
23.例如,盖板可以设计为盖滑片。可以规定,相邻的散热片,特别是在内部部分和外部部分之间的散热片,其包括特别是轴向延伸的凹槽,即在平行于转子轴线的方向上,盖板插入到其中的凹槽。以这种方式,盖板可以插入相邻的散热片之间,以实现简单的且在机械上稳定的组装,特别是在平行于转子轴线的方向上。
24.然而,在一些实施例中,还有利地规定,盖板与散热片形成一体。例如,盖板和散热片可以形成一体式或整体式散热片环。通常,散热片环在周向上完全地环绕流动室。介质间隙电机因此具有简单的设计并且特别稳定。特别是如果散热片的外部部分随后连接到轭环,则可以保证简单地组装介质间隙电机。
25.为了提高鲁棒性、改善磁通量、扩大介质通道开口和改善散热,还可以规定散热片的外部部分具有比散热片的内部部分更大的宽度。这里的宽度是指在圆周方向上的延伸。例如,散热片可以在径向方向上加宽,特别是在内部部分和外部部分之间的区域中,特别是突然加宽。为了提高组装线圈的能力,特别是允许插上或推动线圈,在线圈运行的区域中,散热片的外部部分也被设计为具有恒定的宽度,特别是更大的宽度。
26.还可以规定,线圈由沿圆形线弯曲的绕组形成和/或线圈支架沿圆形线弯曲。曲率通常遵循流动室的密封的曲率,特别是盖板的曲率。以这种方式,可以通过改进磁场的引入来实现紧凑的实施例。
27.也可以规定仅一些散热片不通过它们的内部部分延伸至转子。
28.在另外的实施例中,介质间隙电机包括流动盖。可以通过流动盖优化介质间隙电机的流动特性。流动盖可以设计为单独的组件。可以说,流动盖可以附接到,例如用螺丝固
定到散热片的前面和/或后面的介质间隙电机的其他部件上。流动盖也可以在轴向上延续,特别是在具有薄壁的情况下,以便部分地或完全地包围散热片,特别是散热片的定子叠片。例如,流动盖可以包围散热片的侧表面和/或径向内端。在典型实施例中,流动盖形成一个整体。流动盖可由磁性非活性材料制成。例如,流动盖可以是塑料部件。例如,流动盖可以是预制部件,特别是预制注塑件。流动盖可用于改善介质间隙电机的空气动力学,而不会显著影响磁性能。
29.流动盖可以布置在转子的前面,特别是相对于流动方向布置在散热片的前面。在该实施例中,流动盖可以称为流入盖。此外,流动盖可以包括流入穹顶。流入穹顶可以覆盖转子。附加地或可替代地,流动盖可以包括流入边缘。流入边缘可以布置在散热片的前面和/或至少部分地或完全地覆盖所述散热片。流入边缘可以通过在与流动方向相反的方向上逐渐变窄来形成。可以规定流入边缘使得流动盖和/或与散热片连接的流动盖形成相反的液滴形状。相反的液滴形状,也就是与液滴形状相反,应理解为所描述的物体在其流入侧更窄(而已知液滴在其非流入侧更窄)。
30.流动盖也可以相对于流动方向布置在散热片的后面。在该实施例中,流动盖可以称为流出盖。流出盖可以包括流出边缘。流出边缘可以布置在散热片的后面和/或至少部分地或完全地覆盖所述散热片。流出边缘可以通过在流动方向上逐渐变窄来形成。可以规定介质间隙电机包括流入盖和流出盖。流入盖和流出盖都可以具有一般为流动盖描述的特性。
31.散热片和/或轭环通常具有特别是各向异性的磁导特性。散热片和/或轭环通常由电叠片、叠层电工钢或定子叠片制成。散热片可以设计为具有单独叠片的叠片定子芯。此外,散热片和可选地存在的轭环可以设计成一体式(即,相对于各个叠片是连续的)叠片定子芯。散热片的长度通常至少是转子磁体的总长度。散热片可用于集中从定子到转子磁体的磁通量线并减少杂散损耗。所述散热片因此可以改善介质间隙电机的电性能。磁通线通常从散热片通过气隙直接进入转子磁体。
32.此外,可以规定散热片,特别是其内部部分可以被曲柄转动。在这种情况下,散热片的可能存在的定子叠片可以被曲柄转动。结果,可以减少磁体转子的悬垂和/或增加用于绕组悬垂的安装空间,从而例如可以实现铜填充系数的提高。通常,散热片或其定子叠片是逐渐变窄的,特别是使得散热片的径向内端在流动方向上更远。在一个特别优选的实施例中,散热片的内部部分是逐渐变窄的,使得内部部分的上游侧的径向内端比内部部分的上游侧的径向外端在流动方向上更远。也可以规定散热片的外部部分不是逐渐变窄的。这样,一方面可以实现转子动力学的优化和改进,另一方面可以确保不损害磁特性和装配能力。
33.在一些实施例中,规定流动盖包括相对于流动方向布置在散热片的后面的成角度的流出边缘,以便在介质中或在吸入介质中产生预涡流。结果,流动盖有助于介质间隙电机的进一步改进,因为预涡流通过流出边缘的倾斜位置产生,对压缩机特性具有有利影响。
34.在典型实施例中,介质间隙电机还包括电力电子设备。电力电子设备通常是三相电力电子设备。可以设置电力电子设备来驱动电机相位。通常设置电力电子设备以确定磁转子的位置,特别是在任何时间点。还可以规定,设置功率电子设备以进行场定向调节,尤其是矢量调节。转子位置优选地在没有传感器的情况下,特别是在没有发送器的情况下,即使用感应电机电压(emf)来确定。电流的换向优选地以正弦方式实现。由此可将转矩脉动保
持为尽可能低。优选地借助连续电流测量执行无传感器调节。为此,可以规定电力电子设备包括电流传感器。电力电子设备可以包括直流电压中间电路。此外,电力电子设备可以包括功率部(输出级)。此外,电力电子设备通常包括调节电子设备,特别是具有微控制器的调节电子设备。在涡轮增压器应用中,电力电子设备可设计成用于介质间隙电机的电机和发电机运行。因此该系统可设计成用于增压和恢复。
35.取决于感应电压的大小,无传感器调节(主动模式)的运行范围可以从最小速度开始。在涡轮增压器应用中,可以通过内燃机怠速运行时的废气质量流量来达到所述最小速度。在其他应用中,电机以受控方式加速到最小调节速度。为了将系统作为电机或发电机运行,介质间隙电机通常必须处于主动模式,即处于(无传感器)调节。由于调节的时钟频率,也就是说,取决于调节电子设备、微控制器和软件的质量,最大调节速度可能会受到限制。例如,如果在涡轮增压器应用中的最大调节速度被内燃机的废气质量流量超过,则调节器优选地切换到所谓的被动模式。在这种情况下,断路器通常是永久打开的,而电机是怠速运行的。当速度下降时,介质间隙电机优选地切换回主动模式。可以规定,借助电压传感器确定必要的转子位置并恢复调节。在这种情况下,它也被称为重新捕获或加快速度。
36.在调节过程中,系统通常知道涡轮增压器在所有时间点上的确切速度,从而能够精确地调节充电。该信息还可用于车辆诊断(车载诊断,obd),以及确定涡轮增压器的喘振极限等。
37.本技术还涉及一种用于制造介质间隙电机的方法,其中上文或下文关于介质间隙电机描述的特征相应地适用于该方法。
附图说明
38.下面参考图示描述实施例。显示的是
39.图1涡轮增压器的视图,
40.图2(a)和(b)涡轮增压器的定子的示意图,
41.图3线圈和线轴的透视图,
42.图4(a)至(c)根据另一实施例的涡轮增压器的定子的示意图,
43.图5(a)至(c)根据另一实施例的涡轮增压器的定子的示意图,
44.图6根据另一实施例的涡轮增压器的定子的示意图,
45.图7(a)和(b)流动盖的示意图,
46.图8(a)和(b)具有流动盖的定子的示意图,
47.图9根据图8(a)的定子的示意图,
48.图10(a)和(b)介质间隙电机的截面图,
49.图11(a)和(b)流入盖的示意图,
50.图12(a)和(b)流出盖的示意图,
51.图13(a)和(b)流入盖和流出盖的剖视图,以及
52.图14具有用曲柄转动的散热片的定子叠片。
具体实施方式
53.在局部分解图中,图1示出了一种电动改装的机械涡轮增压器1,其可以耦合到具
有涡轮壳体2的内燃机。然而,一般而言,所描述的本发明还可以涉及其他介质间隙电机,例如具有螺旋输送机的电机。燃烧后的废气由图中所示的排气歧管收集并用于驱动涡轮叶轮3。涡轮叶轮3被涡轮壳体2围绕并且基本上取自传统的机械涡轮增压器。轴承壳体4和压缩机壳体5与涡轮壳体2毗邻。压缩机叶轮6布置在所述压缩机壳体5中,并且压缩通过入口开口供应的空气。然后空气被输送到内燃机的燃烧室。在所示示例中,压缩机叶轮6在左侧具有延伸部,电动机的转子7布置在该延伸部上。这种情况下的转子7是自由悬臂的,即转子7不是单独安装的。当涡轮增压器1完全组装后,转子7安装在进气开口的中央。空气入口流动方向在图中用参考数字为8的箭头标记。
54.定子9设置在转子7的周围,定子9在图中仅示意性地示出并且基本上具有中空圆柱形的形状。在当前情况下,定子9作为插入件设置在相应的开口中,从而可以非常容易地组装。转子7和定子9之间形成的转子间隙形成了压缩机叶轮6的进气开口。电动机的转子7包括被加强件围绕的转子磁体。
55.压缩机叶轮6可以(但不是必须)由非金属材料制成;例如,在由非增强塑料制成的实施例中,对电动机的电磁场的影响被最小化。转子磁体又被设计成在某些区域是空心的,以便它可以与压缩机叶轮6插在一个共同轴上。在本实施例中,将涡轮3连接到压缩机叶轮6的轴10设计成使得涡轮3、压缩机叶轮6和转子7以防扭矩的方式相互连接。
56.例如,电动机的目标电压为12v,但其他电压(例如,对于混合动力汽车而言,48v至800v)也是可能的。在所示示例中,将转子7的转子磁体设计成使其部分地或完全地集成到压缩机叶轮6中或与其连接。定子9的最小内径可以是转子7的最大外径的1.5至8倍。电动机可以在电机模式(加速和避免涡轮迟滞)和发电机模式(回收能量)下运行。如果增压压力(在涡轮壳体2中)达到特定的目标值,则使用再生转换器产生额外的电能。涡轮增压器1的电动机连接到电能存储器,以便在涡轮增压器1作为电机运行时汲取电能,并且在涡轮增压器1作为发电机运行时输入电能。为了有效地控制驱动系统或涡轮增压器1,提供的控制电子设备用于确定涡轮机叶轮3或压缩机叶轮6的速度、涡轮壳体侧和压缩机壳体侧压力条件的实际值,以及内燃机的更多扭矩相关值。
57.图2(a)示出了从转子轴线的横向方向观察的待生产的涡轮增压器的定子9的示意图。在本图和下图中,使用相同的参考符号提供重复的特征。定子9包括轭环11,在图示中,轭环11被设计为具有六个部分的极链。作为示例,轭环11的两个部分由附图标记12和12’标识。轭环11的两个部分12、12’皆通过铰接接头彼此连接,例如用附图标记13和13’标识。
58.轭环11的两个部分12、12’各自与散热片14、14’形成一体,即整体地、连贯地形成一体。散热片14、14’各自包括较细的内部部分15、15’和加宽的外部部分16、16’。在涡轮增压器1的生产过程中,容纳在线圈架18、18’上的定子9的线圈17、17’被推或插到散热片14、14’的外部部分16、16’上。
59.散热片14包括在外部部分16和内部部分15之间的两侧轴向延伸的凹槽19、19’。在涡轮增压器的生产过程中,盖板20、20’沿轴向方向被推入相邻的散热片的凹槽19、19’中。如图2(b)所示,盖板20、20’然后(与散热片14一起)在径向方向上密封涡轮增压器1的流动室29。在图示构造中,涡轮增压器1通过折叠铰接接头13、13’来组装,使得轭环11的两个部分12、12’形成闭合环。组装后,散热片14、14’的内部部分15、15’在径向方向上向内朝向转子7延伸。散热片14、14’也布置成均匀分布在圆周上。流动室29包括用于通过涡轮增压器1
输送介质的定子槽22,定子槽22由散热片14、14’的内部部分15、15’之间的中间空间和完全围绕转子7的介质间隙23界定,介质间隙23在转子7和散热片14、14’的内端之间的径向区域中延伸。基于以转子轴线为中心的最大可能的圆直径,散热片14、14’的内径例如可以为至多50mm,特别是至多37.5mm,和/或至少15mm,例如,26mm。基于最小可能的圆直径,转子的外径可以位于相同的轴向位置,例如最多25mm和/或至少10mm,例如17mm。散热片14、14’还包括在其内端的加宽部24、24’以减小磁齿槽转矩。
60.图3示出了线圈17如何容纳在线轴18上的示例性透视图。在这种情况下,线圈17缠绕在线轴18周围并与线轴18一起预制。在所示的示例中,线圈17与线轴18一起从外部被推到散热片14的外部部分16上,该附图未示出散热片14的内部部分15。
61.图4(a)至(c)示出了根据另一实施例的涡轮增压器1的定子9的示意图。该实施例对应于上述实施例,然而,其中盖板20、21被设计成一个整体,也就是说,与散热片14、14’形成一体,因此与它们的内部部分和外部部分15、16形成一体。在该实施例中,散热片14、14’与盖板20、21一起形成一体式散热片环25。当组装涡轮增压器1时,线圈17与线圈架18一起从外部被推到散热片14的外部部分16上。然后将散热片环25与线圈17一起插到图4(b)所示的轭环11中并与其连接,从而得到图4(c)所示的结构。
62.图5(a)至(c)示出了根据另一实施例的涡轮增压器1的定子9的示意图。该实施例对应于上述实施例,然而,其中散热片14可以经由燕尾连接附接到轭环11。为此目的,散热片14包括在其外部部分16的燕尾形销26、26’,燕尾形销26、26’能够被推入轭环11内侧上相应形状的凹槽27、27’中。
63.图6示出了定子9的另一个实施例。该实施例可以在所有特征上对应于上述实施例,然而,其中线圈17、17’和线轴18、18’是弯曲的,使得线圈或线轴的内侧28、28’在形状上对应于圆的一段。所述内侧28、28’遵循界定流动室29的盖板20、21的形状。以这种方式可以最佳地利用可用于产生磁场的空间。
64.图7(a)和7(b)示出了根据两个不同实施例的流动盖30、30’。图8(a)和8(b)示出了相应的透视图,其中定子9配有流动盖30、30’中的一个。图9示出了根据图8(a)的定子9的平面图。流动盖30、30’布置在定子9的散热片14的前面的上游并且改善流动行为。图7(a)、8(a)和9的流动盖30包括分布在圆周上的六个支柱31、31’,每个支柱在轴向方向上覆盖散热片14中的一个。支柱31、31’中的三个支撑流入穹顶32,该流入穹顶32布置在轴向中心位置并且沿上游方向逐渐变窄并且覆盖涡轮增压器1的转子7。图7(b)、8(b)的流动盖30’的实施例还包括向内延伸的支柱33、33’。所述支柱33、33’在其上游端包括明显的流入或流出边缘34、34’。
65.为了说明可能的散热片几何形状,图10(a)和10(b)示出了具有不同散热片长度的介质间隙电机的截面。图10(a)示出了定子9具有20.5mm的最小内散热片直径和15mm的转子磁体直径,转子7的加强件设置为2mm厚。另一方面,图10(b)示出了定子9具有45mm内散热片直径,转子磁体直径也为15mm并且转子7的加强件厚度也为2mm。在图10(a)和10(b)中,散热片14、14’的内径由带附图标记35的虚线表示。另一方面,转子7的外径由带附图标记36的虚线表示。在图10(a)和10(b)中,如上图所示,可以看出,在运行期间介质经常流过的流动室通常由定子槽在外部区域形成,而在内部区域则由可选地旋转转子界定。定子槽的径向外部流动区域和位于散热片和转子之间的径向内部环形流动区域直接相互连接或直接相互
融合。
66.图11(a)和(b)示出了流入盖37的正视图(从流动方向看)和后视图(从流动方向的反方向看)。流入盖37被预制为一体的、无磁性的塑料部件并且可以被推到散热片14的定子叠片上并且在轴向流动方向上附接。流入盖37包括环形元件41和从环形元件向内延伸并覆盖散热片14的流入边缘31、31’。此外,流入盖37包括覆盖转子7的流入穹顶32。流入穹顶32由流入边缘31、31’的一部分固定。流入盖37还包括薄壁的套筒状的延伸部38、38’,其包围具有矩形截面的散热片的定子叠片。这里,延伸部38、38’包围散热片14的两个侧表面和径向内端。
67.图12(a)和(b)示出了流出盖39的正视图(从流动方向看)和后视图(从流动方向的反方向看)。与流入盖37一样,流出盖39被预制为一体的、无磁性的塑料部件,并且可以附接到介质间隙电机的其他部件。排放盖39包括环形元件42和从环形元件42向内延伸并覆盖下游侧上的散热片14的流出边缘40、40’。在优选实施例中,流出边缘可以设计成使得其通过倾斜的位置产生预涡流,对压缩机特性具有有利影响。流出边缘40、40’不是中空的。
68.正如图13(a)和(b),流入盖37和流出盖39可作为预制部件在轴向方向上相互推入定子,以便延伸部38、38’像套筒一样围绕散热片14的定子叠片。
69.图14示出了根据一个实施例的用曲柄转动的散热片14的定子叠片。散热片14的定子叠片由冲压的单个叠片制成并且在所示示例中与轭环11形成一体。各个叠片在轴向方向上彼此叠置。可以看出,散热片14的外部部分16和散热片14的内部部分15具有矩形截面。散热片14的外部部分16在径向方向上具有恒定的截面。散热片14的截面积从外部部分16向内部部分15逐步减小。通过在散热片14的内部部分15的上游侧设置逐渐变窄的表面43、43’,散热片14的内部部分15的截面积沿径向向内方向连续减小。另一方面,散热片的外部部分16的上游侧不是逐渐变窄的,而是横向于轴向方向。
70.仅在示例性实施例中公开的各种实施例的特征可以相互组合并单独要求保护。
再多了解一些

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