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DE102013101084A1 - Rotary field machine with external rotor, in particular in modular design - Google Patents

Rotary field machine with external rotor, in particular in modular design Download PDF

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DE102013101084A1
DE102013101084A1 DE102013101084.9A DE102013101084A DE102013101084A1 DE 102013101084 A1 DE102013101084 A1 DE 102013101084A1 DE 102013101084 A DE102013101084 A DE 102013101084A DE 102013101084 A1 DE102013101084 A1 DE 102013101084A1
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DE
Germany
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rotor
field machine
stator
rotary field
machine according
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Application number
DE102013101084.9A
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German (de)
Inventor
Thomas Leiber
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MMT SA
Original Assignee
CPM Compact Power Motors GmbH
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Publication date
Application filed by CPM Compact Power Motors GmbH filed Critical CPM Compact Power Motors GmbH
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Priority to PCT/EP2013/073274 priority patent/WO2014117881A1/en
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehfeldmaschine mit einem Gehäuse, in dem zumindest ein Stator, ein Rotor, insbesondere Außenläufer-Rotor und eine Welle angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist zumindest ein Trägerteil (2, 4) vorgesehen, auf dem der Stator und zumindest ein Lager (10, 12) angeordnet ist und am Gehäuse (6) eine Aufnahme (24) für Elektronik.The invention relates to an induction machine with a housing in which at least one stator, a rotor, in particular external rotor and a shaft are arranged. According to the invention, at least one support part (2, 4) is provided, on which the stator and at least one bearing (10, 12) are arranged and on the housing (6) a receptacle (24) for electronics.

Description

Drehfeldmaschine mit Außenläufer, insbesondere in modularer Bauweise. Rotary field machine with external rotor, in particular in modular design.

Die Erfindung betrifft eine Drehfeldmaschine mit Außenläufer, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a rotating field machine with external rotor, according to the preamble of claim 1.

Stand der Technik State of the art

Gattungsgemäße Drehfeldmaschinen werden als Elektromotoren oder Elektrogeneratoren eingesetzt und weisen einen feststehenden Stator und einen drehbar gelagerten Rotor auf. Die Anforderungen an die Leistung, Dynamik und Regelbarkeit derartiger Motoren steigen ständig. Zudem wird zunehmend die Ansteuerelektronik mit dem Motor, insbesondere bei hohen Leistungen in Niederspannungsanwendungen kombiniert, um die Leistungsdichte zu erhöhen und den Kontaktierungsaufwand zu reduzieren. Generic induction machines are used as electric motors or electric generators and have a fixed stator and a rotatably mounted rotor. The demands on the performance, dynamics and controllability of such engines are constantly increasing. In addition, the drive electronics are increasingly being combined with the motor, in particular at high powers in low-voltage applications, in order to increase the power density and to reduce the contacting effort.

Außenläufermotoren haben den physikalischen Vorteil gegenüber Innenläufermotoren, dass die Kraft der Drehfeldmaschine im Außenbereich erzeugt wird. Sie zeichnen sich daher im Vergleich zu Innenläufermotoren dadurch aus, dass sie eine hohe Kraft- bzw. Drehmomentdichte aufweisen. Nachteilig ist bei einem Außenläufer, dass das rotierende Teil von außen zugänglich ist und daher ein zusätzliches Gehäuse erfordert, welches das rotierende Teil schützt. Dies kann bei einer ungeeigneten Gesamtkonstruktion die Vorteile der Leistungsdichte wieder reduzieren. Daher werden Außenläufermotoren in der Anwendung primär als Lüfterantriebe genutzt, bei dem der rotierende Rotor Kern eines Lüfters ist. Das Gehäuse kann bei einem Innenläufermotor deutlich leichter realisiert werden. Zudem haben Außenläufermotoren folgende Nachteile:

  • a) Stator des Außenläufermotors kann nur schwer bewickelt werden,
  • b) Außenläufermotoren haben in der Regel ein thermisches Problem, da Wärme primär im Innenbereich des Motors entsteht(im bewickelten Stator) und kann daher schlecht abgeführt werden (langer Wärmepfad)
  • c) Rotoren von Außenläufermotoren sind nur einseitig gelagert und daher durch die Fliehkraftbelastung in der Länge begrenzt, während Innenläufermotoren in der Länge beliebig skaliert werden können.
External rotor motors have the physical advantage over internal rotor motors in that the force of the induction machine is generated outdoors. They are therefore characterized in comparison to internal rotor motors in that they have a high force or torque density. A disadvantage of an external rotor, that the rotating part is accessible from the outside and therefore requires an additional housing, which protects the rotating part. This can reduce the benefits of power density again with an inappropriate overall design. Therefore, external rotor motors are primarily used in the application as fan drives, in which the rotating rotor is the core of a fan. The housing can be realized much easier with an internal rotor motor. In addition, external rotor motors have the following disadvantages:
  • a) stator of the external rotor motor can be wound only with difficulty
  • b) External rotor motors usually have a thermal problem, since heat is generated primarily in the interior of the motor (in the wound stator) and can therefore be dissipated poorly (long heat path)
  • c) rotors of external rotor motors are mounted only on one side and therefore limited by the centrifugal load in the length, while internal rotor motors in the length can be scaled arbitrarily.

In der WO 2011/113522 A3 ist ein bürstenloser Außenläufermotor mit integrierter Elektronik in der oben erwähnten Ausführung als Lüfterantrieb dargestellt. Der Rotor des Motors ist mit einem Lüfterrad verbunden, die Elektronik ist mit dem Stator des Elektromotors integriert. Somit kann eine kompakte Einheit gebaut werden. Nachteilig bei einem derartigen Aufbau ist, dass der Rotor offen ist und über den Luftstrom und die Anzugskraftwirkung der Magnete, insbesondere wenn Permanentmagnete im Rotor eingesetzt werden, metallische Partikel vom Rotor angezogen werden können und somit den Luftspalt zwischen Stator und Rotor blockieren können. Dies kann zu einem Ausfall des Motors führen und ist insbesondere bei Traktionsantrieben aus Sicherheitsgründen nicht zulässig. In the WO 2011/113522 A3 is a brushless external rotor motor with integrated electronics in the above-mentioned embodiment shown as a fan drive. The rotor of the motor is connected to a fan wheel, the electronics are integrated with the stator of the electric motor. Thus, a compact unit can be built. The disadvantage of such a construction is that the rotor is open and can be attracted to the rotor via the air flow and the attractive force of the magnets, in particular when permanent magnets are used in the rotor, and thus can block the air gap between the stator and rotor. This can lead to a failure of the engine and is not allowed, especially for traction drives for safety reasons.

In der EP 2179488 B1 der Anmelderin ist ein vorteilhafter Statoraufbau eines Außenläufermotors dargestellt, der es ermöglicht, mit einer Standardwickeltechnik einen hohen Kupferfüllgrad zu erreichen. Dies wird dadurch erreicht, dass der Stator als Streifen ausgeführt ist und flexibel gebogen werden kann und somit beim Bewickeln des Stators beispielsweise mit einer Nadelwickelmaschine der Raum zwischen den Statorzähnen fast vollständig mit Kupfer gefüllt werden kann. Damit ist Problemstellung a) gelöst. In the EP 2179488 B1 An advantageous stator structure of an external rotor motor is shown by the applicant, which makes it possible to achieve a high degree of copper filling with a standard winding technique. This is achieved in that the stator is designed as a strip and can be bent flexibly and thus when winding the stator, for example, with a needle winder the space between the stator teeth can be almost completely filled with copper. This problem is solved a).

In der nicht vorveröffentlichten DE 10 2011 111 667.6 der Anmelderin ist der Aussenläufer derart weiterentwickelt, dass die Erregerspulen des Innenstators mit einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit vergossen sind und im geringen Abstand zum Statorflansch beabstandet sind. Damit kann die im Stator entstehende Wärme gut abgeführt werden. Der Rotor ist aus Kunststoff ausgeführt und weist eingelegte Magnete und ein eingelegtes Blechpaket auf. Durch das eingelegte Blechpaket können die Verluste im Rotor reduziert werden, wodurch der Rotor geringe Temperaturen aufweist und somit auch aus Kunststoff hergestellt werden kann. Durch den Verguß mit einem Material mit guten Wärmeleiteigenschaften und den geringen Abstand der Spulen zum Flansch kann zudem die Wärme gut abgeführt werden. Damit ist Nachteil b) des Außenläufermotors behoben. In the not pre-published DE 10 2011 111 667.6 the Applicant, the outer rotor is developed so that the excitation coils of the inner stator are sealed with a material having high thermal conductivity and spaced at a small distance from the stator. Thus, the heat generated in the stator can be dissipated well. The rotor is made of plastic and has inlaid magnets and an inserted laminated core. By inserting the laminated core, the losses in the rotor can be reduced, whereby the rotor has low temperatures and thus can be made of plastic. By casting with a material with good thermal conductivity and the small distance of the coils to the flange, the heat can be dissipated well. This disadvantage b) of the external rotor motor is eliminated.

In der US 7683515 B2 des Erfinders ist ein Außenläufermotor mit zwei Statoren (Innen- und Außenstator) mit doppelten Luftspalt zwischen Rotor und beiden Statoren dargestellt. Der Rotor ist aus einem ferromagnetische Werkstoff ausgeführt ist und dünnwandig ist und an der Innenseite Magnete angebracht sind. Der Magnetische Fluss, der von einem oder mehreren bewickelten Stator erzeugt wird, durchdringt den Rotor radial vollständig und schließt sich über den zweiten Stator, auf der anderen Seite des Rotors über einem Luftspalt getrennt ist. Derartige Motoren weisen eine geringe Trägheitsmasse auf und sind für hochdynamische Antriebe geeignet. Aufgrund der Dünnwandigkeit der Rotoren ist der Rotor nur beschränkt strukturell belastbar. In the US 7683515 B2 the inventor an external rotor motor with two stators (inner and outer stator) is shown with double air gap between the rotor and both stators. The rotor is made of a ferromagnetic material and is thin-walled and magnets are attached to the inside. The magnetic flux generated by one or more wound stator radially penetrates the rotor completely and closes over the second stator, separated on the other side of the rotor over an air gap. Such motors have a low inertial mass and are suitable for highly dynamic drives. Due to the thinness of the rotors, the rotor has limited structural load capacity.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Drehfeldmaschine für eine Anwendung als Traktionsantrieb im Niederspannungsbereich (< 60V) für eine breite Leistungsklasse von 4–18 kW zu generieren, mit der eine hohe Leistung und ein großes Drehmoment bei kompaktem Aufbau und geringem Gewicht erreicht wird. The invention is based on the object, a cost-effective induction machine for a Application as a traction drive in the low voltage range (<60V) for a wide power range of 4-18 kW to generate high power and high torque with a compact design and low weight.

Die Aufgabenstellung könnte im Hochspannungsbereich mit einem längenskalierten Innenläufermotor gut gelöst werden. Im Niederspannungsbereich ist jedoch die Leistung durch die Spannung, den Widerstand der Spulen, dem Permanentmagnetfluss und die Induktivität begrenzt. Zudem muss vermieden werden, dass die Induktivität zu klein wird, so dass die Anforderung an die Schaltfrequenzen der Leistungselektronik zu stark ansteigen, um Kostensteigerungen in der Elektronik und Elektronikschaltverluste zu vermeiden. Zudem ist eine gute Feldschwächbarkeit erwünscht, um die Drehzahl zu steigern bei geringen Momenten. Für eine gute Feldschwächbarkeit ist eine höhere Induktivität vorteilhaft. Da geringe Induktivitäten einhergehen mit einer geringen Windungszahl, wird zudem die Wickeltechnik sehr aufwändig, da dicke Drähte bei niederinduktiven Maschinen eingesetzt werden müssen. Die Leistungsskalierung kann aus o.g. physikalischen Gründen daher nur durch eine Durchmesservergrößerung erfolgen, was die Nutzung eines Blechschnittes ausschließt. The task could be solved well in the high voltage range with a length-scaled internal rotor motor. In the low voltage range, however, the power is limited by the voltage, the resistance of the coils, the permanent magnet flux and the inductance. In addition, it must be avoided that the inductance becomes too small, so that the demand on the switching frequencies of the power electronics increases too much to avoid cost increases in electronics and electronic switching losses. In addition, a good field weakenability is desirable to increase the speed at low torque. For a good field weakenability, a higher inductance is advantageous. Since low inductance associated with a low number of turns, also the winding technique is very complex, since thick wires must be used in low-induction machines. The power scaling can be from o.g. For physical reasons, therefore, only by an increase in diameter, which excludes the use of a sheet metal section.

Ein Innenläufermotor ist aus o.g. Gründen daher für einen Niederspannungsantrieb bis 20kW mit der Restriktion des maximal zulässigen Außendurchmessers nicht darstellbar, da eine Längenskalierung zu sehr geringen Induktivitäten führen würde. Auch eine fremderregte Synchronmaschine hat den Vorteil der Feldschwächbarkeit über hohe Induktivitäten nicht nutzen, da die Induktivität im Niederspannungsbereich physikalisch bedingt sehr gering ist. Auch mit anderen Motortypen (z.B. Scheibenläufer) kann die Leistungsspreizung von 4–20 kW nur mit unterschiedlichen Blechschnitten dargestellt werden. An internal rotor motor is from o.g. Therefore reasons for a low-voltage drive up to 20kW with the restriction of the maximum permissible outside diameter can not be represented, since a length scaling would lead to very low inductances. Even a separately excited synchronous machine does not use the advantage of field weakenability via high inductances, since the inductance in the low-voltage range is physically very low. Even with other types of motors (eg pancake), the power spread of 4-20 kW can only be represented with different laminations.

Erfindungsgemäße Aufgabenlösung Inventive task solution

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. The object of the invention is achieved with the features of claim 1.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein eine kostengünstige Drehfeldmaschine für eine Anwendung als Traktionsantrieb im Niederspannungsbereich (< 60V) für eine breite Leistungsklasse von 4–18 kW geschaffen, mit der eine hohe Leistung und ein großes Drehmoment bei kompaktem Aufbau und geringem Gewicht erreicht wird. With the solution according to the invention a cost-effective induction machine for use as a traction drive in the low voltage range (<60V) for a wide power range of 4-18 kW is created, with a high performance and high torque is achieved in a compact design and low weight.

Die weiteren Patentansprüche enthalten vorteilhafte Ausführungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung. The other claims contain advantageous embodiments or developments of the invention.

Da der Außenläufermotor eine geringere Aktivlänge als ein Innenläufermotor aufweist, ist die Induktivität höher und die Leistungs- und Drehmomentanforderung kann erfindungsgemäß durch einen oder zwei gekoppelte Rotoren mit einem Statorstanzblechschnitt abgedeckt werden. Since the external rotor motor has a lower active length than an internal rotor motor, the inductance is higher and the power and torque requirement can be covered according to the invention by one or two coupled rotors with a Statorstanzblechschnitt.

Der Motor ist vorteilhaft modular aufgebaut und insbesondere dadurch charakterisiert, dass er aus einem oder zwei Stator/Flanschbaugruppen besteht und ein Gehäuseteil die Funktion des Elektronik- und Motorgehäuses und der Luftkühlung durch Verrippung übernimmt. Vorteilhaft ist die Möglichkeit der elektrischen Parallelschaltung der Erregerspulen der Statormodule durch getrennte Stanzgitter und Anschlüsse zur Elektronik, was zur Induktivitätssteigerung und Leistungssteigerung beiträgt. Stator mit Stanzgitter und Flansch ist eine Baugruppe, in der die Spulen im geringen Abstand zum sich radial ersteckenden Teil des Flansches positioniert sind und mit einem Material mit insbesondere guten Wärmeleiteigenschaften (Harze mit Materialbeimischung mit wärmeleitfähigen Elementen z.B. mit Bor/Nitrid) vergossen bzw. im Duroplastherstellverfahren umspritzt ist. The motor is advantageously modular and characterized in particular in that it consists of one or two stator / flange assemblies and a housing part takes over the function of the electronics and motor housing and air cooling by ribbing. Advantageously, the possibility of electrical parallel connection of the excitation coils of the stator modules by separate punched grid and connections to the electronics, which contributes to the inductance and power increase. Stator with punched grid and flange is an assembly in which the coils are positioned at a small distance from the radially erstckenden part of the flange and with a material with good heat conduction properties in particular (resins with material admixed with thermally conductive elements such as boron / nitride) potted or im Duroplastherstellverfahren is encapsulated.

Der Rotor des Motors besteht aus einem vorzugsweise tiefgezogenen Rotorgrundträger, der an einem Ende radial nach außen umgeformt und U-förmig ausgeführt (axiale Erstreckung in zwei Richtungen mit zwei zylindrischen Flächen mit einer Bodenwandung) und zusätzlich vorzugsweise noch radial abgestuft ist. Im Rotor eingelegt sind Blechpakete und gestückelte Magnete, die bedarfsweise noch umspritzt werden. Der Rotor ist damit insbesondere sehr steif und mit sehr hohen radialen Kräften belastbar und hat zudem sehr geringe Eisenverluste. Durch eine Kombination von zwei Rotorgrundträger werden diese, formschlüssig z.B. durch Schweißen, Schrauben oder Nieten, in eine Doppel-T-Träger-Struktur oder H-Struktur übergeführt. Damit werden beide Rotoren durch die Verbindungen zusätzlich noch versteift, da Sie sich gegenseitig abstützen können und der Motor kann in der Länge zusätzlich skaliert werden im Vergleich zu einem einseitigen Rotor eines Außenläufermotors. The rotor of the motor consists of a preferably deep-drawn rotor base carrier, which at one end radially outwardly formed and U-shaped (axial extent in two directions with two cylindrical surfaces with a bottom wall) and additionally preferably radially stepped. Inserted in the rotor are laminated cores and segmented magnets, which are still encapsulated as needed. The rotor is therefore particularly very stiff and resilient with very high radial forces and also has very low iron losses. By a combination of two rotor base carriers, these are positively locked, e.g. by welding, screwing or riveting, converted into a double-T-beam structure or H-structure. Thus, both rotors are additionally stiffened by the connections, as they can support each other and the motor can be scaled in length in addition to a one-sided rotor of an external rotor motor.

Die Kontaktierung erfolgt im Flanschbereich der Stator-Flanschbaugruppe, wo ein Stanzgitter angeordnet ist, vorzugsweise über eine Schraubverbindung mit einer Platine der Leistungselektronik. Die Leistungselektronik ist modular aufgebaut, d.h. bei der Doppelrotorausführung (1) werden zwei Module eingesetzt, beim Einzelrotor nur ein Modul. Die Leistungselektronik weist ein getrenntes Leistungs- und Steuerteil auf, wobei das Leistungsteil vorteilhafterweise in zwei Module aufgeteilt wird. Damit können Motor mit Einfachrotor und Doppelrotor mit der gleich bestückten Grundplatine des Leistungsteiles ausgestattet werden. The contacting takes place in the flange region of the stator flange assembly, where a stamped grid is arranged, preferably via a screw connection with a circuit board of the power electronics. The power electronics have a modular design, ie with the double rotor design ( 1 ) two modules are used, with the single rotor only one module. The power electronics has a separate power and control part, wherein the power unit is advantageously divided into two modules. This motor can be equipped with single rotor and double rotor with the same equipped motherboard of the power unit.

Mit der Erfindung bzw. ihren vorteilhaften Ausführungen ergeben sich insbesondere folgende (weitere) Merkmale und Vorteile

  • – Leistungsskalierung über einen sehr breiten Bereich mit einem Blechschnitt;
  • – Nutzung des hohen Wirkungsgrad und der Drehmomentdichte von Außenläufermotoren;
  • – Wirkungsgradsteigung durch Rotoraufbau mit integriertem Blechmagnet und gestückelten Rotoren;
  • – Sehr steife Rotorstruktur insbesondere bei hohen Belastungen und Drehzahlen;
  • – Sehr gutes Kurzschlussverhalten durch hohe Induktivität und redundante Kontaktierung;
  • – Gute Feldschwächbarkeit durch hohe Induktivität, somit Reduzierung der Phasenströme in der Leistungselektronik;
  • – Ein kombiniertes Gehäuseteil für Motor- und Leistungselektronik;
  • – Redundanz des Antriebes durch redundante Kontaktierung (2 Stromkreise);
  • – Gute Wärmeabfuhr durch Verguss mit Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit und direkter Kontakt Spule mit Flanschteil;
  • – Gute Wärmeaufteilung durch räumlich getrennten Wärmeeintrag und Positionierung Elektronik in Mittenbereich des Gehäuses bzw. im Elektronikdeckel;
  • – Kostengünstiger Aufbau durch Verwendung von Gleichteilen (Rotorbaugruppen) und Werkzeugen;
  • – Einfache Montage;
  • – Modularer Aufbau sowohl von Motor als auch Leistungselektronik;
  • – Sehr hohe Belastbarkeit durch radiale Kräfte durch großen Lagerabstand.
With the invention or its advantageous embodiments, in particular the following (further) features and advantages arise
  • - Power scaling over a very wide range with a sheet cut;
  • - Utilization of high efficiency and torque density of external rotor motors;
  • - Increase in efficiency due to rotor design with integrated sheet metal magnet and fragmented rotors;
  • - Very stiff rotor structure, especially at high loads and speeds;
  • - Very good short-circuit behavior due to high inductance and redundant contacting;
  • - Good field weakenability due to high inductance, thus reducing the phase currents in the power electronics;
  • - A combined housing part for engine and power electronics;
  • - Redundancy of the drive due to redundant contacting (2 circuits);
  • - Good heat dissipation by casting with material with low thermal conductivity and direct contact coil with flange;
  • - Good heat distribution through spatially separated heat input and positioning electronics in the center of the housing or in the electronics cover;
  • - Cost-effective construction through the use of common parts (rotor assemblies) and tools;
  • - Easy installation;
  • Modular construction of both motor and power electronics;
  • - Very high load capacity due to radial forces due to large bearing clearance.

Figurenbeschreibung figure description

Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer vorteilhaften Ausgestaltungen sind in den Figuren dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Embodiments of the invention and their advantageous embodiments are illustrated in the figures and described in more detail below.

Es zeigen: Show it:

1 einen Längsschnitt (nur die obere Hälfte) dargestellt)durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Drehfeldmaschine mit Doppelstator bzw. Doppelläufer; 1 a longitudinal section (only the upper half) shown) by a first embodiment of a rotating field machine with double stator or double rotor;

2 einen Längsschnitt (nur die obere Hälfte) dargestellt)durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Drehfeldmaschine mit einfachem Stator bzw. Läufer; 2 a longitudinal section (only the upper half) shown) by a second embodiment of a rotating field machine with simple stator or rotor;

2a eine Detailansicht eines Läufer-Trägerteils. 2a a detailed view of a runner support part.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehfeldmaschine mit einem Außenläufer mit zwei Flansch-Stator-Baugruppen und einem Doppelrotor in der H-Struktur bzw. Doppel-T-Träger-Struktur dargestellt. Die dargestellte Drehfeldmaschine weist ein erstes (linkes) Statorträgerteil 2 und ein zweites (rechtes) Statorträgerteil 4 auf, die einander gegenüberliegend in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 6, das insbesondere einstückig ausgeführt ist, angeordnet sind. In Bohrungen der Statorträgerteile ist eine durchgehende Motorwelle 8 angeordnet. Hierzu sind außen an den Statorträgern 2 bzw. 4 in entsprechenden Ausnehmungen Lager 10, 12 vorgesehen, insbesondere Kugellager zur direkten Übertragung hoher Radialkräfte. Die Lager 10, 12 sind, in axialer Richtung weit außenliegend angeordnet, so dass sich eine hohe Belastbarkeit durch radiale Kräfte ergibt. Die Stator-träger 4, 10 weisen flanschartige, sich radial erstreckende, gestufte Abschnitte 2a, 4a auf, von denen zumindest einer mit Kühlrippen versehen sein kann, von denen eine dargestellt und mit 4b bezeichnet ist. In 1 is an embodiment of a rotating field machine according to the invention with an external rotor with two flange-stator assemblies and a double rotor in the H-structure or double-T-carrier structure shown. The illustrated rotary field machine has a first (left) stator carrier part 2 and a second (right) stator support member 4 on, which are opposite to each other in a substantially cylindrical housing 6 , which is in particular made in one piece, are arranged. In bores of Statorträgerteile is a continuous motor shaft 8th arranged. These are outside of the stator supports 2 respectively. 4 in corresponding recesses bearing 10 . 12 provided, in particular ball bearings for direct transmission of high radial forces. Camps 10 . 12 are arranged far outboard in the axial direction, so that there is a high load capacity due to radial forces. The stator carrier 4 . 10 have flange-like, radially extending, stepped sections 2a . 4a of which at least one may be provided with cooling fins, one of which is shown and with 4b is designated.

Auf den Statorträgern 2, 4, die aus einem Material mit guter Wärmeleitfähgikeit und niedrigem Gewicht (z.B. Aluminium, Magnesium) hergestellt sind, sitzen Statorblechpakete 1, 3 mit ihren Erregerspulen 14, 16 auf Isolationskörpern 14a und 16a. Die Statorblechpakete sind auf den Statorträger 2, 4 aufgepresst bzw. aufgeschrumpft. Die Erregerspulen 14 und 16 stehen bzw. enden in kurzem Abstand zum radial nach außenragenden Teil 2a, 4a der Stator-Träger und sind mit dem Statorblechpaketen 1, 3 und dem Statorträger mit einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit vergossen 42 (z.B. Epoxidharz mit Bor-Nitrid-Füllstoff) bzw. im Spritzgussverfahren mit diesem umspritzt. Dadurch kann die Wärme der Statoren gut abgeführt werden, da die Wärmestrecke verkürzt wird, gleichzeitig wird die Wärme gut auf beiden Seiten des Motors aufgeteilt. On the stator supports 2 . 4 , which are made of a material with good thermal conductivity and low weight (eg aluminum, magnesium) sit stator laminations 1 . 3 with their excitation coils 14 . 16 on insulation bodies 14a and 16a , The stator lamination packages are on the stator carrier 2 . 4 pressed or shrunk. The excitation coils 14 and 16 stand or end at a short distance to the radially outwardly projecting part 2a . 4a the stator-carrier and are with the stator lamination 1 . 3 and cast the stator with a material having high thermal conductivity 42 (For example, epoxy resin with boron nitride filler) or injection-molded with this. As a result, the heat of the stators can be well dissipated because the heat path is shortened, at the same time the heat is well divided on both sides of the engine.

Wie dies in der genannten DE 10 2011 111 667.6 der Anmelderin beschrieben bzw. dargestellt ist kann bei einer Ausführung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Vergussmasse, mit der die Erregerspulen umgossen bzw. umspritzt sind, bis an den Statorträger, insbesondere dessen radiale Erstreckung, heranreicht und mit diesem über einen größeren Flächenbereich in Verbindung sind. Mit dieser Maßnahme wird der Wärmeübergang in axialer Richtung in den Statorträger und über diesen über das Gehäuse nach außen signifikant verbessert gegenüber dem Stand der Technik, bei dem die Spulenenden relativ weit vom Statorträger entfernt angeordnet sind. Weiter unterstützt wird dieser, indem das die Enden der Spulendrähte bzw. Kontaktstifte tragenden Stanzgitter radial nach außen versetzt ist, so dass im radial innenliegenden Bereich Platz geschaffen wird und der Kontaktbereich weiter vergrößert werden kann und zusätzlich, indem ein Vergussmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet wird. Das von der Vergussmasse umschlossene Stanzgitter ist über Kontaktstifte bzw. alternativ Kontaktlaschen mit der Elektronik bzw. der Leiterplatte verbunden und im Bereich des Statorträgers über Verguss zur Elektronik abgedichtet. Zudem ist es möglich, wie in DE 10 2011 111 667.6 offenbart, im Motor mit Ölkühlung zu betreiben. Ausreichend ist dabei bereits ein Ölnebel, er verbessert die Kühlung zwischen Rotor 18, 19 und Gehäuse 6, da die Wärme neben der Kühlung über den Flanschteile 2 und 4 über die Luft zudem an das Gehäuse radial abgeführt werden kann. Die Wärmeableitung wird durch interne Luftzirkulation unterstützt, die durch die Lüfterelemente im Rotor im Bereich 18a, 19 angeregt wird. Damit ergibt sich eine sehr gleichmäßige Wärmeabführung an das Gehäuse und eine weitere Leistungssteigerung. As stated in the above DE 10 2011 111 667.6 the Applicant is described or illustrated may be provided in one embodiment of the invention, that the potting compound, with which the excitation coils are encapsulated or encapsulated, up to the stator, in particular its radial extent, reaching and with this over a larger area in connection are. With this measure, the heat transfer in the axial direction in the stator and over this over the housing to the outside significantly improved over the prior art, in which the coil ends are arranged relatively far away from the stator. This is further supported by the lead frame supporting the ends of the coil wires or pins is radially offset to the outside, so that space is created in the radially inner region and the contact area can be further increased and additionally, by a potting material with high thermal conductivity is used. The stamped grid enclosed by the potting compound is via contact pins or alternatively Contact straps connected to the electronics or the circuit board and sealed in the region of the stator by encapsulation to the electronics. It is also possible, as in DE 10 2011 111 667.6 disclosed to operate in the engine with oil cooling. Sufficient is already an oil mist, it improves the cooling between the rotor 18 . 19 and housing 6 because the heat is next to the cooling above the flange parts 2 and 4 can also be removed radially via the air to the housing. The heat dissipation is supported by internal air circulation, which by the fan elements in the rotor in the range 18a . 19 is stimulated. This results in a very even heat dissipation to the housing and a further increase in performance.

Zwischen den Statorblechpaketen 1, 3 verbleibt ein schmaler Durchgang, in dem ein radialer Abschnitt 18a, 19a der Läuferträgerteile 18, 19 verläuft. Die Läuferträgerteile 18, 19 sitzen drehfest auf einem zentralen Halteabschnitt 8a, 9a der Motorwelle 8. Auf beiden Seiten sind Stanzgitter 15a, 15b und Motoranschlüsse 17a, 17b zur Leistungsendstufe vorgesehen. Die Verbindungen von bzw. zu diesen Teilen sind durch entsprechende Öffnungen bzw. Durchgänge im Gehäuse geführt. Die Stanzgitter 15a, 15b sind zwischen Läufer und Gehäuse radial außenliegend angeordnet, um Platz für die Endteile der Spulen bzw. den Verguss zu schaffen. Between the stator laminations 1 . 3 remains a narrow passage in which a radial section 18a . 19a the rotor carrier parts 18 . 19 runs. The rotor carrier parts 18 . 19 sit non-rotatably on a central holding section 8a . 9a the motor shaft 8th , On both sides are stamped grid 15a . 15b and motor connections 17a . 17b intended for power output stage. The connections from or to these parts are guided through corresponding openings or passages in the housing. The punched grid 15a . 15b are arranged radially outboard between the rotor and housing to make room for the end parts of the coil or the potting.

Die Läuferträgerteile 18 und 19 sind im Längsschnitt jeweils U-förmig ausgeführt, weisen eine Bodenwandung 18a, 19a, und zwei zylindrische sich axial erstreckende Wandungen bzw. Abschnitte 18b, 19b und 18c, 19c auf. Im Endbereich sind die Trägerteile radial nach außen umgeformt 18d, 19d und im Mittenbereich 18e und 19e optional nach innen abgestuft. Durch diese Formgestaltung wird die Trägerstruktur sehr belastbar insbesondere für radiale Kräfte durch hohe Drehzahlen und Magnetkräfte. Als Material für die Trägerteile wird vorteilhaft ein ferromagnetischer Werkstoff eingesetzt und als Herstellverfahren ein Tiefziehherstellprozess gewählt. The rotor carrier parts 18 and 19 are each U-shaped in longitudinal section, have a bottom wall 18a . 19a , and two cylindrical axially extending walls or sections 18b . 19b and 18c . 19c on. In the end region, the carrier parts are radially outwardly deformed 18d . 19d and in the middle area 18e and 19e optionally stepped inwards. By this design, the support structure is very resilient, especially for radial forces due to high speeds and magnetic forces. As a material for the support parts, a ferromagnetic material is advantageously used and selected as a manufacturing process a thermoforming process.

Die Läuferträgerteile sind im radialen Abschnitt 18a, 19a aneinander anliegend angeordnet und in diesem Bereich miteinander verbunden. Ergänzend können in diesem Bereich 18a, 19a nicht dargestellte Lüfterelemente angebracht werden. In einer einfachen Ausführung können dies auch axiale Bohrungen durch die Läuferträgerteile 18, 19 sein. Ergänzend können axiale Kanäle durch die Statorträger 2 und 4 gestaltet werden, sodass die Luft auf der einen Stirnseite angesaugt wird und auf der anderen Stirnseite aus dem Motor geführt wird. Diese Kanäle können auch radial umgelenkt werden, sodass die Luft im Motor über den Rotorbereich umgewälzt wird. Im sich axial erstreckenden Schenkel des der Trägerteile sind Blechpakete 21a, 21b angeordnet, die zweckmäßig als umlaufendes Blechrohr gestaltet sein können. Die Blechpakete bzw. Blechrohre erstrecken sich axial über die Länge der Trägerteile. Innen an diesem Blechpaket bzw. Blechrohr sind gestückelte Permanentmagnete 20a, 20b angebracht und mit dem Blechrohr insbesondere mittels geeigneten Klebstoffes verbunden. Die einzelnen Magnetelemente sind jeweils in einer Reihe axial hintereinander angeordnet, wobei mehrere solcher Reihen über den Umfang des Läufers mit Zwischenräumen verteilt sind. Die Magnete werden auf die Blechpakete bzw. Blechrohre auf die Oberfläche aufgeklebt bzw. in das Blechrohr eingeschoben. Die Blechpakete werden in die Läuferträgerteile eingeschrumpft und eingepresst. Alternativ bzw. ergänzend kann das Blechpaket bzw. Blechrohr und die Magnete bei der Herstellung des Rotors entsprechend in einem Werkzeug angeordnet bzw. eingelegt und, ggf. gemeinsam mit den oben beschriebenen Lüfterelementen mit Kunststoff umspritzt werden. Die Umspritzung ist insbesondere beidseitig, so dass die Magnete und Rotor an der Innenseite/Außenseite gegen Korrosion geschützt sind. Ferner kann im axialen Bereich der Rotorläuferteile bei Bedarf die spritzgusstechnische hergestellte Verrippung in Ergänzung zur radialen Umformung der Läuferträgerteile den Rotor weiter verstärken und die radiale Umformung des Rotors im Endbereich 18d, 19d ersetzen oder ergänzen. The rotor carrier parts are in the radial section 18a . 19a arranged adjacent to each other and connected together in this area. In addition, in this area 18a . 19a not shown fan elements are attached. In a simple embodiment, this can also axial holes through the rotor carrier parts 18 . 19 be. In addition, axial channels through the stator can 2 and 4 be designed so that the air is sucked in on one end face and out of the engine on the other front side. These channels can also be deflected radially, so that the air in the engine is circulated through the rotor area. In the axially extending leg of the carrier parts are laminated cores 21a . 21b arranged, which can be suitably designed as a revolving metal tube. The laminated cores or sheet metal tubes extend axially over the length of the carrier parts. Inside of this laminated core or sheet metal tube are broken permanent magnets 20a . 20b attached and connected to the metal tube in particular by means of suitable adhesive. The individual magnetic elements are each arranged in a row axially one behind the other, wherein a plurality of such rows are distributed over the circumference of the rotor with gaps. The magnets are glued to the laminated cores or sheet metal tubes on the surface or inserted into the sheet metal tube. The laminated cores are shrunk into the rotor carrier parts and pressed. Alternatively or additionally, the laminated core or sheet metal tube and the magnets can be arranged or inserted in accordance with a tool in the manufacture of the rotor and, if necessary, be encapsulated with plastic together with the fan elements described above. The encapsulation is in particular two-sided, so that the magnets and rotor on the inside / outside are protected against corrosion. Furthermore, in the axial region of the rotor rotor parts, if necessary, the injection-molded ribbing in addition to the radial deformation of the rotor carrier parts further reinforce the rotor and the radial deformation of the rotor in the end region 18d . 19d replace or supplement.

Das Gehäuse 6 weist in einem Bereich seines Umfanges radial vorspringende Seitenwände auf, von denen die in der Zeichnung geschnitten dargestellten mit 22a bzw. 22b bezeichnet sind. Weitere Seitenwände sind vorne und hinten vorgesehen, so dass am Umfang des Gehäuses 6 ein kastenförmiger Gehäuseabschnitt bzw. Aufnahme 24 zur Aufnahme von Elektronik gebildet wird, der durch einen Deckel 26 gedichtet abgeschlossen ist. Auf der Unterseite des Motors ist die radiale nach außen ragende Seitenwand kürzer ausgeführt, ausreichend, damit die Flanschbereiche der Statorträger 2a und 4a mit dem Gehäuse verbunden werden können. Das Gehäuse 6 wird zweckmäßig im Alugussverfahren hergestellt, ebenso vorzugsweise die Statorträger 2 und 4. The housing 6 has in a region of its circumference radially projecting side walls, of which the cut shown in the drawing with 22a respectively. 22b are designated. Further side walls are provided at the front and at the back, so that at the periphery of the housing 6 a box-shaped housing section or recording 24 for receiving electronics is formed by a lid 26 sealed is completed. On the underside of the motor, the radially outwardly projecting side wall is made shorter, sufficient so that the flange portions of the stator 2a and 4a can be connected to the housing. The housing 6 is suitably made by Alugussverfahren, preferably also the stator 2 and 4 ,

Im Inneren des Elektronik-Gehäuseabschnittes 24 ist auf vom Gehäuse 6 gebildeten Vorsprüngen bzw. Sockeln 28a, 28b eine erste Leiterplatte 30 angeordnet, die hier insbesondere für die Leistungselektronik verwendet wird. Diese Leiterplatte kann auf in zwei Leiterplatten aufgeteilt sein, die beiden Leiterplatten sind im Bereich 30a entweder mechanisch getrennt bzw. in einer Form getrennt, dass die Bestückung der Leiterplatten links und rechts identisch ist und mit jeder Leiterplatte der Strom ein Stator geregelt wird. Dies Aufteilung macht insbesondere im Sinne des modularen Aufbaus Sinn, damit für die Bauweise mit einem Stator (siehe Ausführung 2) die gleiche Leistungsplatine verwendet werden kann. Eine zweite Leiterplatte 32 ist in einer Ausnehmung des Deckels 26 angeordnet und wird hier für die Steuerelektronik verwendet. Leistungselektronik und Steuerelektronik können auch vertauscht werden in der Anordnung. Bei einer Anordnung der Leistungselektronik am Deckel ist die Motoranschlüsse 17a und 17b mit dem Motor entsprechend anzupassen. In bzw. um die Ausnehmung können zweckmäßig Kühlrippen vorgesehen sein. Entsprechende Steckverbindungen 34 bzw. 36 für die Leistungs- bzw. Steuerelektronik sind nur schematisch dargestellt und können z. B. auch axial gegenüberliegend angeordnet sein. Inside the electronics housing section 24 is on from the housing 6 formed protrusions or sockets 28a . 28b a first circuit board 30 arranged, which is used here in particular for the power electronics. This printed circuit board can be divided into two printed circuit boards, the two printed circuit boards are in the range 30a either mechanically separated or separated in a form that the assembly of the circuit boards is identical left and right and with each circuit board, the current is controlled by a stator. This division makes sense, in particular in terms of the modular design, so that for the construction with a stator (see execution 2 ) the same power board can be used. A second circuit board 32 is in a recess of the lid 26 arranged and used here for the control electronics. Power electronics and Control electronics can also be reversed in the arrangement. When arranging the power electronics on the cover, the motor connections 17a and 17b to be adjusted accordingly with the engine. In or around the recess may advantageously be provided cooling fins. Corresponding plug connections 34 respectively. 36 for the power or control electronics are shown only schematically and can, for. B. also be arranged axially opposite one another.

Zusätzlich ist ein Sensortarget 33 an der Welle angebracht und wird über einen Sensorleiterplatte 35 mit vorzugsweise Hallelement abgetastet. Eine gegenüberliegend angeordnete Sensorleiterplatte ist über ein Kabel 37 über einen Durchgang im Flansch bzw. radialen Teil 2a des Trägerteils 2 mit der unteren Leiterplatte 30 verbunden. Alternativ kann das Kabel auch zur oberen Leiterplatte geführt und kontaktiert werden. In addition, a sensor target 33 attached to the shaft and is connected via a sensor PCB 35 scanned with preferably Hall element. An oppositely arranged sensor circuit board is via a cable 37 via a passage in the flange or radial part 2a the carrier part 2 with the lower circuit board 30 connected. Alternatively, the cable can also be led to the upper circuit board and contacted.

Zur Montage wird vorzugsweise zuerst eine Stator-Flansch-Baugruppe inklusive verbundenen Rotor und einer Lagerung in das Gehäuse eingesetzt, in einem zweiten Schritt wird die 2. Stator-Flansch-Baugruppe eingeführt und letztlich das 2. Lager und die Dichtung 41 montiert. Flanschteile 2a und 4a werden dann beispielsweise über Schrauben 9 mit dem Gehäuse 28 verbunden. Hierzu sind im Gehäuse beiderseits Ausnehmungen ausgebildet, in die Endabschnitte der sich radial erstreckenden Stator-Trägerteile abgedichtet eingesetzt werden können. For mounting, a stator-flange assembly including a connected rotor and a bearing is preferably first inserted into the housing, in a second step is the 2 , Stator flange assembly introduced and ultimately the 2 , Bearing and the seal 41 assembled. flange 2a and 4a then, for example, about screws 9 with the housing 28 connected. For this purpose, recesses are formed in the housing on both sides, can be used sealed in the end portions of the radially extending stator support members.

2 zeigt eine Ausführungsform bei der nur ein Statorträger und entsprechend nur ein glockenförmiges Rotorträgerteil vorgesehen ist. Hierbei ist auf der einen Seite (in der Zeichnung rechten) das Lager für die Welle in einem flanschartigen Abschlußteil 40 das hier ohne sich axial erstreckenden Trägerteil für die Spule ausgeführt ist, angeordnet. Im Übrigen entspricht der Aufbau im Wesentlichen dem der 1. 2 shows an embodiment in which only a stator support and according to only a bell-shaped rotor support member is provided. Here, on the one hand (right in the drawing), the bearing for the shaft in a flange-like end part 40 which is designed here without axially extending support member for the coil arranged. Incidentally, the structure essentially corresponds to that of the 1 ,

2a zeigt eine Detailansicht des Läufers, wobei sich entlang zumindest eines Teils des radial verlaufenden Abschnitte eine Rippe 7 oder dgl. erstreckt zur weiteren Versteifung des Rotors in diesem Bereich. Diese Versteifung kann insbesondere bei einer Ausführung gem. 2 zweckmäßig sein, bei der nur ein Läufer-Trägerteil vorgesehen ist. 2a shows a detailed view of the rotor, wherein along at least a portion of the radially extending portions a rib 7 or the like extends to further stiffen the rotor in this area. This stiffening can in particular gem. 2 be expedient in which only a runner support member is provided.

Wie in der DE 10 2011 111 667.6 der Anmelderin (auf die hiermit auch zu Offenbarungszwecken Bezug genommen wird) näher ausgeführt, kann der Außenläufer bei der Erfindung auch aus Kunststoff, insbesondere Duroplast bestehen und die U-Förmigen Rotorträgerteile vorständig oder teilweise ersetzen. In einem Teilweisen Ersatz wird ein Großteil der U-förmigen Rotorträgerstruktur durch Kunststoff ersetzt und bedarfsweise Verstärkungsteile noch eingelegt. In der Kunststoffvariante ist im sich axial erstreckenden Schenkel des Außenläufers ist dabei radial außenliegend ein Blechpaket angeordnet, dass zweckmäßig als umlaufendes Blechrohr gestaltet sein kann. Das Blechpaket bzw. Blechrohr erstreckt sich axial über die Länge des Läufers. Innen an diesem Blechpaket bzw. Blechrohr können gestückelte Magnete angebracht und mit dem Blechrohr insbesondere mittels geeigneten Klebstoffes verbunden sein. Die einzelnen Magnetelemente sind dabei jeweils in einer Reihe axial hintereinander angeordnet, wobei mehrere solcher Reihen über den Umfang des Läufers mit Zwischenräumen verteilt sind. Das Blechpaket bzw. Blechrohr und die Magnete werden bei der Herstellung des Rotors entsprechend in einem Werkzeug angeordnet bzw. eingelegt und, ggf. gemeinsam mit den oben beschriebenen Lüfterelementen, mit Kunststoff umspritzt. Die Umspritzung ist insbesondere beidseitig, so dass die Magnete an der Innenseite gegen Korrosion geschützt sind. Ferner ist im axialen Bereich bei Bedarf eine Verrippung mit integriert, welche die Fliehkraftbelastung reduziert. Like in the DE 10 2011 111 667.6 the Applicant (to which reference is also hereby made), the external rotor in the invention may also consist of plastic, in particular thermosetting plastic and replace the U-shaped rotor carrier parts completely or partially. In a partial replacement, a large part of the U-shaped rotor support structure is replaced by plastic and if necessary reinforcing parts still inserted. In the plastic variant is in the axially extending leg of the outer rotor is radially outboard a laminated core arranged that can be conveniently designed as a revolving metal tube. The laminated core or sheet metal tube extends axially over the length of the rotor. Inside this laminated core or sheet metal tube segmented magnets can be attached and connected to the metal tube in particular by means of suitable adhesive. The individual magnetic elements are each arranged axially one behind the other in a row, wherein a plurality of such rows are distributed over the circumference of the rotor with gaps. The laminated core or sheet-metal tube and the magnets are arranged or inserted in accordance with a tool in the manufacture of the rotor and, optionally together with the fan elements described above, encapsulated in plastic. The encapsulation is especially on both sides, so that the magnets are protected on the inside against corrosion. Furthermore, if necessary, ribbing is integrated in the axial area, which reduces the centrifugal force load.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Statorblechpaket stator lamination
2 2
Stator-Trägerteil Stator support part
2a 2a
radialer Abschnitt des Statorträgerteils radial portion of Statorträgerteils
3 3
Statorblechpaket stator lamination
4 4
Stator-Trägerteil Stator support part
4a 4a
radialer Abschnitt des Stator-Trägerteils radial portion of the stator support member
4b 4b
Kühlrippe cooling fin
6 6
Gehäuse casing
7 7
Versteifung stiffening
8 8th
Motorwelle motor shaft
8a 8a
Halteabschnitt holding section
9 9
Schraube screw
10 10
Lager camp
12 12
Lager camp
14 14
Spule Kitchen sink
14a 14a
Spulenkörper bobbins
15a 15a
Stanzgitter lead frame
15b 15b
Stanzgitter lead frame
16 16
Spule Kitchen sink
16a 16a
Spulenkörper bobbins
17a 17a
Motoranschluss motor connection
17b 17b
Motoranschluss motor connection
18 18
Läuferträgerteil Runner carrier part
19 19
Läuferträgerteil Runner carrier part
18a 18a
radialer Abschnitt radial section
19a 19a
Rotor-Trägerteil Rotor support member
19b 19b
Rotor-Trägerteil Rotor support member
20a20a
Permanentmagnete  permanent magnets
20b 20b
Permanentmagnete permanent magnets
21a21a
Blechpaket  laminated core
21b 21b
Blechpaket laminated core
22a 22a
Seitenwand Side wall
22b22b
Seitenwand  Side wall
24 24
Gehäuseabschnitt housing section
26 26
Deckel cover
28a 28a
Sockel base
28b 28b
Sockel base
30 30
Leiterplatte circuit board
30a30a
Trennbereich zwischen 2 Leiterplatten  Separation area between 2 printed circuit boards
32 32
Leiterplatte circuit board
33 33
Sensortarget sensor target
34 34
Steckverbindung connector
35 35
Sensorleiterplatte Sensor circuit board
36 36
Steckverbindung connector
37 37
Kabel electric wire
39 39
Durchgang passage
40 40
Abschlussteil final part
41 41
Dichtung poetry
42 42
Verguss grouting

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2011/113522 A3 [0005] WO 2011/113522 A3 [0005]
  • EP 2179488 B1 [0006] EP 2179488 B1 [0006]
  • DE 102011111667 [0007, 0027, 0027, 0037] DE 102011111667 [0007, 0027, 0027, 0037]
  • US 7683515 B2 [0008] US 7683515 B2 [0008]

Claims (16)

Drehfeldmaschine mit einem Gehäuse, in dem zumindest ein Stator, ein Rotor, insbesondere Außenläufer-Rotor und eine Welle angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Statorträgerteil (2, 4) vorgesehen ist, auf dem ein Stator (1, 3) mit Erregerspulen (14, 16) angeordnet und an dem Statorträgerteil (2, 4) zumindest ein Lager (10, 12) angeordnet ist und dass am Gehäuse (6) eine Aufnahme (24) für Elektronik vorgesehen ist. Rotary field machine with a housing, in which at least one stator, a rotor, in particular external rotor rotor and a shaft are arranged, characterized in that at least one stator carrier part ( 2 . 4 ) is provided, on which a stator ( 1 . 3 ) with excitation coils ( 14 . 16 ) and on the stator carrier part ( 2 . 4 ) at least one warehouse ( 10 . 12 ) and that on the housing ( 6 ) a recording ( 24 ) is provided for electronics. Drehfeldmaschine insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stator-Trägerteil (2, 4), Stator (1, 3) und Erregerspule (14, 16) eine Baugruppe bilden für eine stirnseitige Montage der Statorträgerteile. Rotary field machine in particular according to claim 1, characterized in that the stator carrier part ( 2 . 4 ), Stator ( 1 . 3 ) and exciting coil ( 14 . 16 ) form an assembly for a frontal mounting of the stator carrier parts. Drehfeldmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (24) für Elektronik mit dem Gehäuse einstückig ausgebildet ist. Rotary field machine according to one of claims 1 or 2, characterized in that the receptacle ( 24 ) is integrally formed for electronics with the housing. Drehfeldmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am bzw. im Gehause (6) Kühlrippen (4b) vorgesehen sind. Rotary field machine according to one of the preceding claims, characterized in that on or in the housing ( 6 ) Cooling fins ( 4b ) are provided. Drehfeldmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Trägerteile (2, 4) vorgesehen sind, an denen jeweils ein Lager (10, 12) angeordnet ist. Rotary field machine according to one of the preceding claims, characterized in that two carrier parts ( 2 . 4 ) are provided, on each of which a warehouse ( 10 . 12 ) is arranged. Drehfeldmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Trägerteil (2, 4) einen sich radial erstreckende Abschnitt aufweist, der das im wesentlichen rohrförmige Gehäuse seitlich abschließt. Rotary field machine according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one carrier part ( 2 . 4 ) has a radially extending portion which closes the substantially tubular housing laterally. Drehfeldmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mittels sich im Wesentlichen radial erstreckender, insbesondere einstückig mit dem Gehäuse ausgebildeten Wandabschnitten, eine Aufnahme (24) bildet, in der Elektronikelemente bzw. -Baugruppen und dergleichen untergebracht sind. Rotary field machine according to one of the preceding claims, characterized in that the housing by means of substantially radially extending, in particular integrally formed with the housing wall sections, a receptacle ( 24 ), are housed in the electronic elements or assemblies and the like. Drehfeldmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (24) mittels eines Deckels (26) dicht verschließbar ist. Rotary field machine according to claim 7, characterized in that the receptacle ( 24 ) by means of a lid ( 26 ) is tightly closed. Drehfeldmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im bzw. am Deckel (26) Elektronikbauteile bzw. -baugruppen angeordnet sind. Rotary field machine according to claim 8, characterized in that in or on the cover ( 26 ) Electronic components or assemblies are arranged. Drehfeldmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer einen aus ferromagnetischen Material hergestellten glockenförmigen Träger (18, 19), der eine Bodenwandung ausweist und eine oder zwei zylindrische Wandungen aufweist und im Endbereich radial nach aussen gebogen ist Rotary field machine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor comprises a bell-shaped carrier (1) made of ferromagnetic material ( 18 . 19 ), which has a bottom wall and one or two cylindrical walls and is bent radially outwardly in the end region Drehfeldmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Läufer-Träger (18, 19) vorgesehen sind, deren radial verlaufende Abschnitte (18a, 19a) zumindest teilweise aneinander anliegend bzw. abstützend angeordnet sind. Rotary field machine according to claim 10, characterized in that two rotor carrier ( 18 . 19 ) are provided, the radially extending portions ( 18a . 19a ) are arranged at least partially adjacent to each other or supporting. Drehfeldmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (14, 16) mit dem Trägerteil zumindest teilweise mit einem Material mit guten Wärmeleiteigenschaften vergossen oder umspritzt ist. Rotary field machine according to one of the preceding claims, characterized in that the coil ( 14 . 16 ) is at least partially potted or overmolded with the carrier part with a material having good thermal conductivity properties. Drehfeldmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im inneren des Gehäuses bzw. der Aufnahme zumindest eine Belüftungseinrichtung vorgesehen ist. Rotary field machine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one ventilation device is provided in the interior of the housing or the receptacle. Drehfeldmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer ein Trägerteil aus Kunststoff aufweist. Rotary machine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor comprises a carrier part made of plastic. Drehfeldmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik getrennte Leistungs- und Steuerbereiche aufweist. Rotary field machine according to one of the preceding claims, characterized in that the electronics has separate power and control areas. Drehfeldmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine einen modularen Aufbau, insbesondere des Motorteiles und /oder der Elektronik aufweist. Rotary field machine, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the machine has a modular construction, in particular of the motor part and / or the electronics.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018102750A1 (en) * 2018-02-07 2019-08-08 IPGATE Capital Holding AG Stator for induction machine with axial heat dissipation
EP3989416A1 (en) * 2020-10-20 2022-04-27 The Boeing Company Integrated electric propulsion unit

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4250541A3 (en) * 2019-04-24 2024-04-10 Black & Decker Inc. Outer rotor brushless motor having an axial fan
CN113224923B (en) * 2021-05-06 2024-08-23 芜湖捷芙精密机械科技有限公司 Processing technology of steel plate flange end cover of small motor
CN117240033A (en) * 2022-06-07 2023-12-15 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Axial flux motor assembly with integrated power electronics and double sided cooling

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10011956A1 (en) * 2000-03-11 2001-09-27 Mannesmann Sachs Ag Electric machine e.g. starter-generator for vehicles, has control circuit with individual components arranged inside housing, extending radially outside housing wall with respect to rotation axis of rotor
DE10120414A1 (en) * 2001-04-26 2002-10-31 Zf Sachs Ag Rotary electrical machine e.g. automobile starter/generator, has external rotor and components of power electronic stage housed within stator
DE202005014301U1 (en) * 2004-10-07 2005-12-15 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Fluid delivering device, has permanent magnet arranged in intermediate space between stator carrier and bearing tube, and interactive with another magnet to form magnetic coupling that effects rotation of conveying wheel by rotating rotor
US20080174212A1 (en) * 2005-07-26 2008-07-24 Christian Rudel Brushless Electric Motor
US7683515B2 (en) 2004-06-23 2010-03-23 Heinz Leiber Rotating field machine with bell-shaped rotor
WO2011113522A2 (en) 2010-03-15 2011-09-22 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg External rotor motor
EP2179488B1 (en) 2007-07-12 2012-05-02 CPM Compact Power Motors GMBH Stator for electric motor
DE102010055030A1 (en) * 2010-12-17 2012-06-21 Cpm Compact Power Motors Gmbh Electric motor with optimized stator structure
DE102011111667A1 (en) 2011-09-01 2013-03-07 Cpm Compact Power Motors Gmbh Rotary field machine with external rotor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5691589A (en) * 1995-06-30 1997-11-25 Kaman Electromagnetics Corporation Detachable magnet carrier for permanent magnet motor
WO2010007672A1 (en) * 2008-07-16 2010-01-21 三菱電機株式会社 Electric power steering apparatus and control device integrated type electric motor
EP2330720B1 (en) * 2009-12-04 2012-08-15 ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG Electric motor with external rotor having a housing and support for electric cables formed by extrusion
CA2792988A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-22 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Fan
WO2011133024A2 (en) * 2010-04-19 2011-10-27 Synervisie B.V. Highly integrated energy conversion system for wind, tidal or hydro turbines

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10011956A1 (en) * 2000-03-11 2001-09-27 Mannesmann Sachs Ag Electric machine e.g. starter-generator for vehicles, has control circuit with individual components arranged inside housing, extending radially outside housing wall with respect to rotation axis of rotor
DE10120414A1 (en) * 2001-04-26 2002-10-31 Zf Sachs Ag Rotary electrical machine e.g. automobile starter/generator, has external rotor and components of power electronic stage housed within stator
US7683515B2 (en) 2004-06-23 2010-03-23 Heinz Leiber Rotating field machine with bell-shaped rotor
DE202005014301U1 (en) * 2004-10-07 2005-12-15 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Fluid delivering device, has permanent magnet arranged in intermediate space between stator carrier and bearing tube, and interactive with another magnet to form magnetic coupling that effects rotation of conveying wheel by rotating rotor
US20080174212A1 (en) * 2005-07-26 2008-07-24 Christian Rudel Brushless Electric Motor
EP2179488B1 (en) 2007-07-12 2012-05-02 CPM Compact Power Motors GMBH Stator for electric motor
WO2011113522A2 (en) 2010-03-15 2011-09-22 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg External rotor motor
DE102010055030A1 (en) * 2010-12-17 2012-06-21 Cpm Compact Power Motors Gmbh Electric motor with optimized stator structure
DE102011111667A1 (en) 2011-09-01 2013-03-07 Cpm Compact Power Motors Gmbh Rotary field machine with external rotor

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018102750A1 (en) * 2018-02-07 2019-08-08 IPGATE Capital Holding AG Stator for induction machine with axial heat dissipation
WO2019154731A1 (en) * 2018-02-07 2019-08-15 IPGATE Capital Holding AG Stator for rotary field machine having axial heat dissipation
GB2585576A (en) * 2018-02-07 2021-01-13 IPGATE Capital Holding AG Stator for rotary field machine having axial heat dissipation
US20210351668A1 (en) * 2018-02-07 2021-11-11 IPGATE Capital Holding AG Stator for rotary field machine having axial heat dissipation
US11646641B2 (en) * 2018-02-07 2023-05-09 IPGATE Capital Holding AG Stator for rotary field machine having axial heat dissipation
GB2585576B (en) * 2018-02-07 2023-05-17 IPGATE Capital Holding AG Stator for rotary field machine having axial heat dissipation
EP3989416A1 (en) * 2020-10-20 2022-04-27 The Boeing Company Integrated electric propulsion unit
US11794913B2 (en) 2020-10-20 2023-10-24 The Boeing Company Integrated electric propulsion unit

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Publication number Publication date
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