Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Elektromotor mit Rotorwelle und Blechpaket.

Aus der EP 3788701 A1 ist ein Einzelblech eines Rotors mit Schlitzgruppen zur Bildung von Reluktanzpolen bekannt.

Aus der EP 3413439 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ist ein Rotor eines Elektromotors bekannt.

Aus der US 2019 / 0 229568 A1 ist ein Synchronreluktanzmotor bekannt.

Aus der US 2015 / 0 162788 A1 ist ein Rotor für einen Reluktanzmotor bekannt.

Aus der JP 2009 - 77458 A ist ein laminierter Rotor eines Reluktanzmotors bekannt.

Aus der JP 2003 - 52 186 A ist ein Verfahren zum Betreiben eines Reluktanzmotors bekannt.

Aus der US 2019 / 0 238035 A1 ist ein Synchronreluktanzmotor bekannt.

Aus der CN 1 12 671 127 A ist ein Rotorblech für einen Reluktanzmotor bekannt.

Aus der JP 2011 - 193 627 A ist ein Rotor eines Elektromotors bekannt.

Aus der EP 3 672026 A1 ist ein asynchrones Starten eines Synchronreluktanzmotors bekannt.

Aus der JP 2003 - 259 615 A ist ein Reluktanzmotor bekannt.

ISI \ EIDOPAT 25.04.2022 Aus der WO 2018 / 083639 A1 ist ein selbststartender Synchronreluktanzmotor bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Elektromotor mit Rotorwelle und Blechpaket weiterzubilden, wobei ein einfaches Betreiben erreichbar sein soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor mit Rotorwelle und Blechpaket nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor mit Rotorwelle und Blechpaket sind, dass das Blechpaket auf die Rotorwelle aufgesteckt ist, wobei das Blechpaket, insbesondere an seinem auf die Drehachse der Rotorwelle bezogen radial äußeren Umfang, in Umfangsrichtung voneinander gleichmäßig beabstandete Nuten zur Aufnahme von Kurzschlussstäben eines Kurzschlusskäfigs aufweist, wobei das Blechpaket, insbesondere zur Ausbildung von Reluktanzpolen, in bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandete Schlitzgruppen aufweist, wobei jede Schlitzgruppe mindestens drei Schlitze aufweist, wobei jeder Schlitz kreisbogenförmig oder ellipsenbogenförmig ausgeführt ist, wobei die Schlitze einer jeweiligen Schlitzgruppe konzentrisch zueinander ausgerichtet sind.

Von Vorteil ist dabei, dass Reluktanzpole in einfacher Weise ausbildbar sind. Denn durch die erfindungsgemäße Ausführung der Schlitze ist eine Egalisierung der Reluktanzpole erreichbar und somit ein gleichmäßigerer, also egalisierterer Verlauf des Drehmoments bei der Drehbewegung.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt die Anzahl der Schlitzgruppen vier. Von Vorteil ist dabei, dass mit geringem Aufwand ein netzsynchroner Betrieb ermöglicht ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bezogen auf den Mittelpunkt, insbesondere Kreismittelpunkt, des den jeweiligen Kreisbogen enthaltenden Kreises jeder Schlitz von einem ersten Kreisbogen radial innen berandet und von einem zweiten Kreisbogen radial außen berandet. Von Vorteil ist dabei, dass ein möglichst effizienter Feldverlauf im Blechpaket bewirkbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen alle, die Kreisbögen aller Schlitze enthaltenden Kreise denselben, insbesondere gleichen und/oder identischen, Mittelpunkt, insbesondere Kreismittelpunkt, Ellipsenmittelpunkt oder Ellipsen-Brennpunkt, auf, insbesondere also konzentrisch zueinander angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass ein Reluktanzpol stark ausprägbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die auf den Mittelpunkt, insbesondere Kreismittelpunkt, Ellipsenmittelpunkt oder Ellipsen-Brennpunkt, bezogene radiale Ausdehnung des jeweiligen Schlitzes in Umfangsrichtung um den Mittelpunkt, insbesondere Kreismittelpunkt, Ellipsenmittelpunkt oder Ellipsen-Brennpunkt, herum konstant und/oder unabhängig vom Umfangswinkel um den Mittelpunkt, insbesondere Kreismittelpunkt, Ellipsenmittelpunkt oder Ellipsen-Brennpunkt, herum.

Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Feldführung ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung nimmt die auf den Mittelpunkt, insbesondere Kreismittelpunkt, Ellipsenmittelpunkt oder Ellipsen-Brennpunkt, bezogenen radiale Ausdehnung des jeweiligen Schlitzes mit zunehmendem radialen Abstand vom Mittelpunkt, insbesondere Kreismittelpunkt, Ellipsenmittelpunkt oder Ellipsen-Brennpunkt, zu. Von Vorteil ist dabei, dass die Feldlinien bündelbar sind und somit ein hochwirksamer Reluktanzpol ausbildbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung nimmt der bezogen auf den Mittelpunkt, insbesondere Kreismittelpunkt, Ellipsenmittelpunkt oder Ellipsen-Brennpunkt, radiale Abstand zwischen jeweils zwei zueinander nächstbenachbarten Schlitzen einer Schlitzgruppe mit zunehmendem Abstand zum Mittelpunkt, insbesondere Kreismittelpunkt, Ellipsenmittelpunkt oder Ellipsen- Brennpunkt, zu. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Feldführung ermöglicht ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der bezogen auf den Mittelpunkt, insbesondere Kreismittelpunkt, Ellipsenmittelpunkt oder Ellipsen-Brennpunkt, radiale Abstand zwischen jeweils zwei zueinander nächstbenachbarten Schlitzen einer Schlitzgruppe vom Abstand zum Mittelpunkt, insbesondere Kreismittelpunkt, Ellipsenmittelpunkt oder Ellipsen-Brennpunkt, unabhängig, insbesondere also konstant. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Feldführung ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jeder Schlitz an seinem jeweiligen entgegen der Umfangsrichtung oder in Umfangsrichtung angeordneten Ende von einer der Nuten mit einem Minimalabstand beabstandet, wobei der Wert des Minimalabstandes für alle Enden aller Schlitze derselbe Wert ist, insbesondere also identisch ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Feldführung ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Kurzschlusskäfig mit dem Blechpaket als Verbundteil ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige Herstellung ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Stator des Elektromotors eine Drehstromwicklung auf. Von Vorteil ist dabei, dass der Elektromotor als Asynchronmotor betreibbar ist und dennoch ein netzsynchroner Betrieb infolge der durch die Reluktanzpole erzeugten Reluktanzeigenschaften des Motors ermöglicht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schlitzgruppen zueinander identisch ausgebildet, insbesondere also durch Drehung um die Drehachse der Rotorwelle miteinander in Deckung bringbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass ein vibrations- und schwankungsarmer Drehbetrieb ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Schlitzgruppen denselben Radialabstand zur Drehachse der Rotorwelle auf. Von Vorteil ist dabei, dass ein ruhiger Drehbetrieb ermöglicht ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist der Rotor eines erfindungsgemäßen Elektromotors in Schrägansicht dargestellt.

In der Figur 2 ist ein Kurzschlusskäfig 2 des Rotors in Schrägansicht dargestellt.

In der Figur 3 ist ein Blechpaket 3 des Rotors in Schrägansicht dargestellt.

In der Figur 4 das Blechpaket 3 in Draufsicht dargestellt.

Wie in den Figuren gezeigt, weist der Rotor des Elektromotors eine Rotorwelle 1 auf, welche in ein Blechpaket 3 eingesteckt ist, das als Verbundteil mit einem Kurzschlusskäfig 2 ausgeführt ist. Dabei sind die axial beidseitig angeordneten Kurzschlussringe des Kurzschlusskäfigs 2 durch Umspritzen insbesondere mit Aluminium und/oder Kupfer hergestellt.

Die die Kurzschlussringe verbindenden Kurzschlussstäbe des Kurzschlusskäfigs sind ebenfalls beim Spritzen hergestellt und füllen axial gerichtete Nuten 41 des Blechpaketes 3 auf.

Das Blechpaket 3 besteht aus in axialer Richtung gestapelt angeordneten Einzelblechen.

Jedes der Einzelbleche ist vorzugsweise als Stanzteil ausgeführt.

Wie in Figur 4 gezeigt, weist jedes Einzelblech des Blechpakets an seinem äußeren Umfang Nuten 41 auf, die alle auf dem selben Radialabstand zur Drehachse der Rotorwelle 1 angeordnet sind und in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandet sind.

Radial innerhalb der Nuten 41 sind vier in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandete Schlitzgruppen vorgesehen zur Bildung von vier Reluktanzpolen, so dass der mit dem Kurzschlusskäfig nach dem Prinzip des Asynchronmotors betriebene Elektromotor zusätzlich Reluktanzpole aufweist und daher ein Netzsynchroner Betrieb, insbesondere ohne Schlupf, ermöglicht wird. Jede Schlitzgruppe weist drei Schlitze auf, die kreisabschnittsförmig gebogen ausgeformt sind und dabei die entsprechenden Kreise der jeweiligen Schlitzgruppe zueinander konzentrisch ausgerichtet sind.

In Umfangsrichtung entlang des dem jeweiligen Schlitz zugeordneten Kreises weist jeder Schlitz eine konstante radiale Ausdehnung auf, wobei die radiale Ausdehnung auf den Mittelpunkt des ihm zugeordneten Kreises bezogen ist.

Allerdings nimmt die radiale Ausdehnung des jeweiligen Schlitzes mit zunehmendem Abstand vom Mittelpunkt zu. Somit ist eine Vergleichmäßigung und/oder Egalisierung der Reluktanzpolstärke in Umfangsrichtung beim jeweiligen Reluktanzpol erreichbar.

Der Betrag des radialen Abstands zwischen zwei in radialer Richtung zueinander nächstbenachbarten Schlitzen der jeweiligen Schlitzgruppe ist stets gleich, insbesondere also unabhängig vom Abstand zum Mittelpunkt zu.

Jede Schlitzgruppe weist drei konzentrisch angeordnete Schlitze auf.

Jeder Schlitz 40 ist an seinem jeweiligen entgegen der Umfangsrichtung oder in Umfangsrichtung angeordneten Ende von einer jeweiligen der Nuten 41 mit einem Minimalabstand beabstandet, wobei der Wert des Minimalabstandes für alle Enden aller Schlitze den identisch ist.

Der Stator des Elektromotors weist vorzugsweise eine Drehstromwicklung auf. Somit ist ein magnetisches Drehfeld erzeugbar, der den Betrieb des Elektromotors als Drehstrommotor ermöglicht.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen weist jede Schlitzgruppe mehr als drei Schlitze auf.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen nimmt der Betrag des radialen Abstands zwischen zwei in radialer Richtung zueinander nächstbenachbarten Schlitzen der jeweiligen Schlitzgruppe mit zunehmendem Abstand vom Mittelpunkt zu. Somit ist eine weiter verbesserte Vergleichmäßigung und/oder Egalisierung der Reluktanzpolstärke in Umfangsrichtung beim jeweiligen Reluktanzpol erreichbar.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist statt der genannten Kreisbogenform der Schlitze 40 eine ellipsenbogenförmige Ausformung der Schlitze ausgeführt, wobei statt des Mittelpunktes des jeweiligen Kreises der Mittelpunkt der jeweiligen Ellipse verwendet wird. Dies verbessert zwar die Vergleichmäßigung der Reluktanzpolstärke in Abhängigkeit vom Umfangswinkel um den Brennpunkt der Ellipsen, jedoch sind dann keine entlang des bogenförmigen Verlaufs der Schlitze 40 konstante Abstände zwischen den Schlitzen 40 bewirkt, sondern veränderliche Abstände.

Insbesondere ist eine weitere Verbesserung der Vergleichmäßigung und/oder Egalisierung bewirkbar, wenn statt der Mittelpunkte der Kreise die Brennpunkte der entsprechenden Ellipsen verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1 Rotorwelle 2 Kurzschlusskäfig

3 Blechpaket

40 Schlitz

41 Nut, insbesondere Stanznut, für Kurzschlussstab