包括集成永磁體的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)，并且特別地涉及包括具有永磁體并且特別是具有磁通集中的轉(zhuǎn)子或定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，并且更具體地涉及這樣的機(jī)器的轉(zhuǎn)子或定子。
【背景技術(shù)】
[0002]如通常已知的，轉(zhuǎn)子或定子包括其中插入永磁體的磁性質(zhì)量件。這些永磁體可以設(shè)置在表面處直接地面對(duì)氣隙，或者在變型中可設(shè)置在磁性質(zhì)量件內(nèi)，因而被稱作“埋設(shè)”。
[0003]為了優(yōu)化電機(jī)的成本和性能，需要增加磁體的數(shù)量，特別地當(dāng)不能通過較低質(zhì)量的磁體來提高電機(jī)的質(zhì)量或保持相同的性能時(shí)如此。
[0004]當(dāng)埋設(shè)的磁體在兩個(gè)極面的每個(gè)極面上均與磁體所插入其中的磁性質(zhì)量件發(fā)生優(yōu)選的接觸時(shí)，獲得優(yōu)選的電磁性能。因此，優(yōu)化了磁體的朝向磁性質(zhì)量件的磁通量的通道。術(shù)語磁體的“極面”指的是磁體的被磁化成具有同一極性的面，因此形成磁體的北極或南極。
[0005]然而，在磁體與磁體所插入其中的磁性質(zhì)量件之間通常存在游隙，因此構(gòu)成磁性角度的氣隙，其不可避免地導(dǎo)致機(jī)器的電磁性能方面的損耗。該類型的游隙可與制造限制相關(guān)，即為了合理的成本當(dāng)切割磁性質(zhì)量件或當(dāng)制造磁體時(shí)不可能遵守非常精確的尺寸。游隙也可因?yàn)橄率鲈蚨嬖?由于磁體對(duì)于腐蝕敏感的事實(shí)，因此可能需要用保護(hù)涂層覆蓋這些磁體，這也導(dǎo)致了關(guān)于磁體的尺寸的不確定性。
[0006]另外，安裝限制意味著在磁體與磁性質(zhì)量件之間必須保持有特定的游隙，以便于將磁體插入所述質(zhì)量件中，特別地當(dāng)磁性質(zhì)量件由一疊薄的磁片形成時(shí)如此。事實(shí)上，在該情況下，考慮到磁性質(zhì)量件是由一疊薄片形成的事實(shí)，磁性質(zhì)量件的壁可能不是非常直，因此其會(huì)需要甚至更大的安裝游隙。如常規(guī)的，在磁體的尺寸方面可以設(shè)置0.2mm的公差范圍，使得除了由于磁性質(zhì)量件的設(shè)計(jì)公差之外，在磁體任一側(cè)上可能需要設(shè)置0.1mm的最小游隙用于安裝。最后，如常規(guī)的，例如可以獲得每一磁體大約0.25_的游隙。在當(dāng)前使用的低功率至中等功率的電機(jī)中的轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙可以是大約從0.5mm至Imm0
[0007]在機(jī)器具有設(shè)置在磁性質(zhì)量件中每個(gè)極的多個(gè)排中的多個(gè)磁體的情況下，不同排中的磁體的游隙可以疊加在一起，因此更進(jìn)一步降低了機(jī)器的磁性能。
[0008]因此，存在對(duì)于使磁體與接納磁體的磁性質(zhì)量件之間的游隙最小化的需要以提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明涉及具有以下結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī):
[0010]-磁性質(zhì)量件，該磁性質(zhì)量件特別地為轉(zhuǎn)子磁性質(zhì)量件，該磁性質(zhì)量件具有第一座，
[0011]-多個(gè)永磁體，所述多個(gè)永磁體插入第一座中，每個(gè)永磁體具有兩個(gè)極面，以及
[0012]-墊片，該墊片特別地為非磁性的墊片，所述墊片插入至形成于磁性質(zhì)量件中的第一座和/或第二座中，墊片構(gòu)造成使第一座變形從而減小永磁體的至少一個(gè)極面與第一座的相應(yīng)的壁之間的寄生氣隙。
[0013]術(shù)語“第一座”指的是其中插入有至少一個(gè)永磁體的座。如將在以下討論的，第一座可以沒有墊片或可以具有例如一個(gè)或兩個(gè)墊片。
[0014]術(shù)語“第二座”指的是沒有永磁體的座。如將在以下討論的，第二座可以沒有墊片或可以具有例如一個(gè)或兩個(gè)墊片。
[0015]接納在磁性質(zhì)量件的座中——無論是在第一座中或者在第二座中——的墊片使接納磁體的第一座變形。
[0016]磁性質(zhì)量件優(yōu)選地由易變形的材料制成，常規(guī)地由軟鐵制成，其可通過塑性變形容易地適應(yīng)，以便與接納在相應(yīng)的座中的磁體的形狀和/或墊片的形狀相匹配。
[0017]通過示例，1mm的長度上的Imm的彎曲可使得座的壁朝向相應(yīng)的磁體大約
0.25mm，其基本上等于在已知的機(jī)器中在磁性質(zhì)量件與磁體之間存在的寄生氣隙的上述尺寸。
[0018]因此，在本發(fā)明中，由于墊片的存在，獲得第一座的變形特別地塑性變形用以至少能夠使得第一座的壁朝向相應(yīng)的磁體的極并且甚至與相應(yīng)的磁體的極接觸。片的變形可發(fā)生在其平面中，優(yōu)選地在與機(jī)器的旋轉(zhuǎn)軸線垂直的平面中。
[0019]磁性質(zhì)量件可以由一疊磁片形成，優(yōu)選地由一件式的磁片形成，或由圍繞旋轉(zhuǎn)軸線卷繞在其自身/他們自身上的一個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)的疊形成。磁性質(zhì)量件的每個(gè)片層可以一體地形成。磁性質(zhì)量件可以沒有單獨(dú)的極部。
[0020]磁性質(zhì)量件可以是轉(zhuǎn)子質(zhì)量件，或在變型中是定子質(zhì)量件。轉(zhuǎn)子可以具有介于兩個(gè)與十二個(gè)之間的、更優(yōu)選地介于四個(gè)與八個(gè)之間的多個(gè)極。
[0021 ] 永磁體可以由鐵素體制成，或具有稀土元素或具有任何其他類型的磁性材料。座的布置使得其能夠集中磁體的磁通并且通過由鐵素體制成的磁體獲得有用的性能。
[0022]墊片可以通過當(dāng)墊片插入磁性質(zhì)量件中時(shí)的楔固效果使座變形。必要時(shí)，在墊片的膨脹作用之后一一例如當(dāng)這些墊片是通過鉚接形成時(shí)一一使座變形。
[0023]墊片可以由非磁性材料制成，例如非磁性鋼，從而避免具有在磁性質(zhì)量件中的磁通回路上的寄生效果。
[0024]墊片的截面可以具有選自下列非限制性列表的形狀:梯形、圓形、D形。
[0025]墊片優(yōu)選地具有沿著墊片的縱向軸線逐漸變化的截面的部分，以便于促進(jìn)墊片插入座中。例如，墊片可具有延伸例如經(jīng)過墊片的大部分長度的、恒定截面的部分，以及截面逐漸變化的端部，該端部可能地被切掉，例如當(dāng)墊片已經(jīng)被完全地插入磁性質(zhì)量件中時(shí)。
[0026]墊片可以插入第一座中并且可以鄰接抵靠磁體。當(dāng)磁體由鐵素體制成時(shí)，由于鐵素體磁體的壓縮強(qiáng)度優(yōu)異，例如為大約900MPa，因此使損壞相應(yīng)的磁體的風(fēng)險(xiǎn)最小化，特別是在軸承接觸是均勻的情況下如此。
[0027]墊片優(yōu)選地平行于機(jī)器的旋轉(zhuǎn)軸線插入磁性質(zhì)量件中。
[0028]墊片插入第一座中還使得能夠改進(jìn)或提供永磁體在其座中的緩沖。因此，不需要或者通過膠合物或者通過浸漬漆(impregnating varnish)來膠合這些墊片、或以另一方式來楔固這些墊片以防止這些墊片在其座中移動(dòng)。
[0029]在該情況下，同樣地，墊片優(yōu)選地為D形，D的長側(cè)與墊片的與永磁體相接觸的面相對(duì)應(yīng)。在大的表面上的接觸使得能夠使在插入墊片期間或隨后機(jī)器使用期間損壞磁體的風(fēng)險(xiǎn)最小化。與磁體相關(guān)聯(lián)的墊片或多個(gè)墊片可以沿著磁體的與磁體的極面垂直的面插入。
[0030]例如，兩個(gè)墊片可以以在磁體的任一側(cè)上插入一個(gè)墊片的方式插入至容置所述磁體的第一座中。墊片沿著磁體的優(yōu)選地與其極面垂直的面插入。
[0031]在變型中或另外地，墊片可以插入沒有永磁體的第二座中。這些墊片優(yōu)選地具有漸縮的截面，換句話說，是楔形的例如梯形的，或者是圓形的或D形的截面。
[0032]墊片可以插入設(shè)置在一排座中的兩個(gè)連續(xù)的第一座之間的第二座中，永磁體被插入這些第一座中的至少一者中，或甚至插入兩個(gè)連續(xù)的座中。
[0033]電機(jī)可以沒有第二座，并且可僅具有其中插入永磁體第一座。墊片可插入第一座中的一些第一座或全部第一座中。
[0034]總之，磁性質(zhì)量件可具有永磁體，所述永磁體插入第一座中的全部第一座或一些第一座中，例如插入至少一半的第一座中，或甚至插入大于三分之二的第一座中，或甚至更好插入全部的第一座中。
[0035]磁體設(shè)置在第一座中，以限定轉(zhuǎn)子的極。座可以設(shè)置成圓弧或V形的形式，例如，被相對(duì)于相應(yīng)的極的徑向軸線對(duì)稱地設(shè)置。術(shù)語“極的徑向軸線”指的是極的徑向定向的軸線，即與磁性質(zhì)量件的半徑一致。其可以是關(guān)于極而言對(duì)稱的軸線。該徑向軸線可與極的頂部相交。
[0036]座可以以成排座設(shè)置，從而限定磁性質(zhì)量件的極。每個(gè)極可具有至少三個(gè)座。
[0037]座可以設(shè)置在每一極的一個(gè)或更多個(gè)排中。每個(gè)極可具有至少兩排或甚至至