用于电机的定子和转子制造技术

本发明专利技术涉及用于电机的定子，所述定子包括定子芯和绕组。所述定子芯包括环形定子芯背部构件，所述环形定子芯背部构件在该环形定子芯背部构件的圆周方向和轴向方向上提供磁通量路径；以及，多个定子极构件，每个定子极构件都包括安装至所述定子芯背部构件的安装部、限定出面向所述电机的定子和转子之间的有效气隙的界面表面的界面部和自所述环形定子芯构件沿径向延伸并且将所述界面部与所述安装部连接起来的径向地取向的齿部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及用于电机的定子，所述定子包括定子芯和绕组。所述定子芯包括环形定子芯背部构件，所述环形定子芯背部构件在该环形定子芯背部构件的圆周方向和轴向方向上提供磁通量路径；以及，多个定子极构件，每个定子极构件都包括安装至所述定子芯背部构件的安装部、限定出面向所述电机的定子和转子之间的有效气隙的界面表面的界面部和自所述环形定子芯构件沿径向延伸并且将所述界面部与所述安装部连接起来的径向地取向的齿部。【专利说明】用于电机的定子和转子
本专利技术总体上涉及电机，尤其涉及调极电机。更具体地，本专利技术涉及用于这种电机 的定子和转子。
技术介绍
多年来，诸如调极电机--例如爪极电机、Lundell (伦德尔）电机和横向磁通电 机（TFM)--的电机设计已经吸引了越来越多的关注。美国专利US 437501早在1890年以 及Alexandersson和Fessenden在1910年左右公开了使用这些电机的原理的电机。增加 关注的原因之一是，该设计相对于诸如感应电机、开关磁阻电机和甚至永磁无刷电机而言 实现了很高的转矩输出。此外，这样的电机的有利之处在于线圈通常易于制造。然而，该设 计的缺点之一在于，它们的制造通常比较昂贵。 调极电机的定子一般包括中间单绕组，该中间单绕组对由软磁定子芯结构形成的 多个齿进行磁馈送。软磁芯围绕绕组形成，而对于其它常见的电机结构而言绕组围绕芯部 的齿形成。调极电机拓扑的示例有时被认为是例如爪极-电机，鸦脚-电机，Lundell-电 机或TFM-电机。具有包埋式磁体的调极电机的特征还在于包括被转子极部段分隔开的多 个永磁体的活动转子结构。 横向磁通电机（TFM)拓扑是调极电机的不例。已知其具有优于传统电机的许多优 点。单面径向磁通定子的基本设计的特征在于：单个、简单的相绕组，其平行于气隙，并具有 围绕绕组并大体暴露齿部的面向气隙的两平行排的近似U形的磁轭部段。多相布置包括磁 分离的单相单元，其垂直于转子或动子的运动方向堆叠。对于三相布置，相因此电移位和磁 移位120度，以独立于转子或动子的位置地使运行平滑并且产生近似均匀的力或转矩。这 里要注意的是，所指的角度以电角度给出，该电角度等于机械角度除以磁极对的数量。 在所谓的爪极电机中，定子芯的极齿均包括径向地取向的部分和在定子与转子之 间的气隙的整个轴向延伸范围上沿轴向延伸的轴向地取向的部分。目前，如果定子同被用 作车用交流发电机的常见电机那样完全由钢构成，则爪极电机受限于小尺寸和/或低速。 W02007/024184公开了一种旋转电机，其包括基本上圆形的并包括多个齿的第一 定子芯部、基本上圆形的并包括多个齿的第二定子芯部、布置在第一和第二圆形的定子芯 部之间的线圈以及包括多个永磁体的转子。所述第一定子芯部、第二定子芯部、线圈和转子 环绕共同的几何轴线，并且所述第一定子芯部和所述第二定子芯部的多个齿布置成朝向转 子突出。另外，所述第二定子芯部的齿相对于所述第一定子芯部在周向上移位，并且转子中 的永磁体通过由软磁性材料制成的沿轴向延伸的极部段而在圆周方向上彼此分隔。 通常期望提供形成电机的坚固设计的定子。通常希望提供用于调极电机的允许所 形成的总电机的相对便宜的生产和装配的定子。还期望提供具有良好性能参数的定子，所 述参数例如是下述中的一个或多个：高结构稳定性，低磁阻，高效的磁通量路径导引，低重 量，小尺寸，1?容量特定性能，等等。 类似地，通常期望提供一种用于电机的转子，该转子坚固、制造比较便宜、并具有 良好的性能参数。
技术实现思路
根据本文公开的第一方案，一种用于电机的定子。所述定子包括定子芯和绕组。所 述定子芯的实施例包括： -环形定子芯背部构件，其至少在该环形定子芯背部构件的圆周方向和轴向方向 上提供磁通量路径；和 -多个定子极构件，每个定子极构件都包括安装至所述定子芯背部构件的安装部， 限定出面向所述电机的定子和转子之间的有效气隙（工作气隙）的界面表面的界面部；和 自所述环形定子芯构件沿径向延伸并将所述界面部与所述安装部连接起来的径向地取向 的齿部。 本文所公开的定子的实施例允许电机--诸如爪极型电机--的坚固结构。 因此，本文所公开的定子的实施例包括多个单独的构件，包含环形定子芯背部构 件和多个定子极构件。所述定子芯的各个构件可单独地制造成独立的构件。在使用中，各 定子极构件的界面部可形成所述定子的磁极，即，不同定子极由单独的相应的定子极构件 形成。所述定子极构件均包括安装部，所述安装部允许所述定子极构件与所述环形定子芯 背部构件装配在一起以形成装配好的定子芯。 所述定子芯的各个构件的形状和尺寸可设计成允许在不明显增加所形成的电机 的制造成本或复杂性的情况下制造所述定子芯。此外，相比于其它已知的电机，不需要改造 转子。然而，本文所公开的实施例允许非常简单的转子结构，同时允许通常具有比对应的转 子大的尺寸的定子构件的合理地容易的装配。因此，本文所公开的定子的实施例提供了针 对整个电机的结构的更容易的装配和降低的成本。 本文所公开的定子的实施例的组件式设计允许层压钢被用于所述定子极构件，以 提供连结电机的线圈同时还保持电机中的损耗低的磁通量的路径。当所述定子极构件由层 压金属板/片制成时，便在气隙区域内提供了机械牢固层压（结构）。当所述层压金属板在 圆周方向上堆叠时，即，使得所述金属板限定出大致轴向-径向的平面，则在所述定子极构 件中提供了有效的轴向-径向磁通量路径，同时在圆周方向上提供了比在轴向和径向方向 上低得多的透磁率。层压板的使用因而进一步减少了相邻的定子极构件之间的磁泄漏和圆 周方向上的涡电流损失。此外，在圆周方向上层压的金属板进一步提供了防止由于径向力 而引起的弯曲的1?稳定性。 在一些实施例中，所述具有层压结构的金属板全都在冲压方向上具有相同的层压 轮廓，从而降低了构造成本。在一些实施例中，各个层压的定子极构件包括用于改善的装配 的机械互锁特征。 在一些实施例中，所述定子包括由大致L形的层压定子极构件包封的简单的成箍 卷绕线圈。所述定子的磁路由环形定子芯背部构件形成，所述环形定子芯背部构件可由软 磁性复合材料（SMC)、带式卷绕层压件或脱氧钢板/片制成。 所述定子极构件布置成朝向所述转子突出。所述定子极构件交替地布置在所述环 形定子芯背部构件的相对轴向侧上，其中布置在所述环形定子芯背部构件的第一侧上的定 子极构件相对于布置在所述环形定子芯背部构件的与所述第一侧对向的第二侧上的定子 极构件在周向上移位。所述环形定子芯背部构件提供了使布置在所述环形定子芯背部构件 的相应侧上的定子极构件连通的磁通量路径。 本文所描述的定子的实施例的又一个优点在于，所述定子极构件和所述环形定子 芯背部构件可紧配合地彼此安装，即，因为述定子极构件和所述环形定子芯背部构件之间 的界面表面可以是平的并且因为它们在装配期间被挤压在一起，所以述定子极构件和所述 环形定子芯背部构件之间不留下明显的间隙。这种对制造公差相对不敏感的紧配合提供了 所述定子极构件与所述环形定子芯背部构件之间的有效的磁耦合。 在一些实施例中，所述定子为爪极形定子，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电机的定子(10)，所述定子包括定子芯和绕组(20)，所述定子芯包括:‑环形定子芯背部构件(18)，所述环形定子芯背部构件至少在该环形定子芯背部构件的圆周方向和轴向方向上提供磁通量路径；和‑多个定子极构件(102)，每个定子极构件都包括安装至所述定子芯背部构件的安装部(133)、限定出面向所述电机的定子和转子(30)之间的有效气隙(23)的界面表面(837)的界面部(131)和自所述环形定子芯背部构件沿径向延伸并将所述界面部与所述安装部连接起来的径向地取向的齿部(132)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·诺德，J·华盛顿，
申请(专利权)人：霍加纳斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE