用于电动机的定子元件制造技术

用于电动机的定子元件(100)，具有：限定的数量的爪极(10，20，30，40)，其中，定子元件(100)在制造期间在定子元件(100)的居里温度的范围中经受热处理；其中，定子元件(100)在接着热处理之后经受冷却。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于电动机的定子元件。本专利技术此外涉及一种用于制造用于电动机的定子元件的方法。现有技术在现有技术中电换向的、具有按照爪极原理的定子的电动机是已知的。在这种定子中，从线圈中出来的磁通被聚集并且通过爪极径向地引导到电动机的转子，其中，转子被磁通穿过。爪极应该尽可能低损失地引导磁通并且通常由实心的金属或由电工板（电气用钢板，硅钢片）制造。备选地，爪极也可以由软磁粉末复合材料(SMC-材料，英文为，softmagneticcomposites)制造。借助于电工板和SMC-材料可以实现减小的磁滞损耗。本专利技术的公开本专利技术的任务是，提供一种按照爪极原理构造的、改进的、用于电动机的定子元件。按照第一方面，该任务通过一种用于电动机的定子元件来解决，其具有：-限定的数量的爪极；-其中，定子元件在制造期间在定子元件的居里温度的范围中经受热处理；-其中，定子元件在接着热处理之后经受冷却。借助于在制造定子元件期间设置的热处理，可以改善或均匀化在定子元件内部中的晶粒结构，由此磁阻下降。结果，由此使磁的磁滞损耗最小化，由此有利地支持电动机的改善的有效功率。按照第二方面，该任务通过一种用于电动机的定子元件来解决，其具有限定的数量的爪极，其中，爪极具有在一个与爪极环的连接区上分布（延伸）的弯曲半径，其中，所述弯曲半径分别在爪极的边缘处大于在爪极的中心处。按照第三方面，该任务通过一种用于制造用于电动机的定子元件的方法来解决，其中，定子元件具有限定的数量的爪极，其中，方法具有以下步骤：-成型和加热定子元件；和-随后冷却定子元件。定子元件和方法的有利的扩展方案是从属权利要求的内容。定子元件的一个有利的扩展方案的特征在于，热处理的温度位于在大约400°C和大约1000°C之间的范围中。在这个限定的温度范围中，取决于使用的定子元件的材料，可以实现改善定子元件的涉及磁导的特性。定子元件的另一个实施方式的特征在于，定子元件在成型工艺期间或在成型工艺之后经受热处理。由此有利地提供用于实施定子元件的热处理的两个备选的可能性。另一个实施方式规定，定子元件以冲压弯曲的形式经受成型工艺。在冲压弯曲中可能产生的材料损伤可以借助于热处理减小，由此改善定子元件针对磁通的传导特性。定子元件的另一个实施方式规定，定子元件以关闭加热装置的形式经受冷却，定子元件在热处理期间布置在该加热装置。以这种方式可以有利地实现被加热的定子元件的特别慢的冷却。结果，由此可以提供一种非常可靠的并且可很好地控制的冷却方法。定子元件的一个优选的实施方式规定，定子元件以在环境温度下冷却的形式经受冷却。以这种方式提供一种相对快速的冷却，它可以带来成本优势。定子元件的另一个优选的设计方案的特征在于，在定子元件在第一冷却阶段中经受一个限定的温度降之后，定子元件在第二冷却阶段中经受一个具有比在第一冷却阶段中较高的温度梯度的冷却。有利地，由此可能的是，使定子元件经受不同的冷却阶段，由此可以实现不同的冷却速度和由此可以优化制造过程。定子元件的另一个优选的实施方式规定，爪极具有在一个与爪极环的连接区上分布的弯曲半径，其中，这些弯曲半径分别在爪极的边缘处大于在爪极的中心处。以这种方式和方法提供优化的弯曲半径，借此支持定子元件的磁通量的改善和定子元件的提高的机械强度。定子元件的另一个实施方式的特征在于，定子元件的材料是一种金属或一种电工板（电气用钢板，硅钢片）。借助于所述不同的材料，有利地提高用于定子元件的设计多样性。以下以其它的特征和优点借助于多个图详细地解释本专利技术。与其在说明书中和在图中的描述以及其与在权利要求书中的回引相独立地，在此，全部描述的图形成本专利技术的内容。这些图仅仅应该定性地理解并且尤其是用于解释本专利技术本质性的原理。在图中示出：图1是按照爪极原理的定子的工作原理的示意图；图2是用于电动机的定子的元件的分解图；图3是按照爪极原理的常规定子元件的视图；图4是按照爪极原理的另一个常规定子元件的视图；图5是按照爪极原理的按照本专利技术的定子元件的实施方式；和图6是按照本专利技术的方法的一个实施方式的原理性的流程。实施方式的描述图1以示意的方式示出按照爪极原理的用于电动机(没有示出)的定子的一个已知的结构。在此，交流电流i周期性地交替地在示出的和逆着示出的方向上被引导通过绕组60。由此在不同的定子元件100，100a的爪极10，10a上周期性地交替地形成磁极北和南，其中，爪极10，10a各布置在一个不同的爪极环70，70a上。封闭的磁通Φ的部分地虚线表示的分布应该表明，磁通Φ在虚线的区域中通过电动机的转子(没有示出)延伸。图2在3D分解图中示出两个按照爪极原理设计的定子元件100，100a的图，其各具有四个爪极10，20，30，40或10a，20a，30a，40a和磁性接地环50。在以下为了简单起见仅仅详细描述第一定子元件100的元件，其中，第二定子元件100a的结构与第一定子元件100的结构是相同的。爪极10，20，30，40与爪极环70整体地连接，其中，爪极10，20，30，40从爪极环70出发向内弯曲，其中，爪极环70代表定子元件100的支撑架。在图中示出的全部元件最好由电工板（硅钢片）制造。由两个定子元件100，100a和接地环50构成的、用塑料材料环绕注塑的整个结构形成用于按照爪极原理的电动机的定子装置的基础结构。为了定位和固定爪极10，20，30，40和接地环50，具有多个可能性。已知的例如是，将两个定子元件100，100a用塑料材料(例如玻璃纤维加强的聚酰胺，没有示出)环绕注塑，由此同时地形成与绕组60(在图2中没有示出)的电绝缘。接地环50被构造成基本上无间隙地贴合在爪极板形式的定子元件100，100a上。定子元件100的爪极10，20，30，40在制造中由电工板通过冲压弯曲工艺制造并且在此情况下用玻璃纤维加强的聚酰胺环绕注塑。在每个弯曲工艺中，部件在内半径处被压缩和在外半径处被伸展。在中心处（在中间处）存在所谓的“中性纤维”，它通过弯曲工艺在长度上基本上保持不变。在示出的爪板和所述的变形或成型工艺下，在每个爪极10，20，30，40的切向中心处也是这种情况。由于用于爪极10，20，30，40的弯曲线不是直地而是弯曲地延伸，因此导致弯曲工艺的压缩和伸展与几何上限定的伸展重叠。这可以进一步加强电工板的晶粒结构的改变，其在弯曲工艺中总归发生。这对于磁传导性可以是不利的，这可以意味着增大的磁损失。此外由该重叠的伸展导致材料变薄。在爪板中的减小的横截面又以不利的方式限制电动机的功率。在电动机运行期间，参加产生电动机的机械扭矩的全部磁力线必须穿过在图3中标柱的半径(在外半径Ra和内半径Ri之间的区域)。在此，半径Ra表示在爪极10，20，30，40的弯曲方向上背离的、爪极10，20，30，40的表面(“正面”)处的弯曲半径。内半径Ri表示在爪极10，20，30，40的弯曲方向上面对的、爪极10，20，30，40的表面(“背面”)处的弯曲半径。通过所述的热处理，磁导率μ改善，尤其是在区域Ra和Ri之间，其是这样的区域，它们在前面的冲压弯曲工艺中尤其是在晶粒结构方面被损伤。制造爪板或用塑料环绕注塑爪板期间，从加工角度上来看可以有意义的是，如在图4中可以看见的，内半径Ri朝着爪极10，2本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于电动机的定子元件(100)，具有：‑限定的数量的爪极(10，20，30，40)；‑其中，定子元件(100)在制造期间在定子元件(100)的居里温度的范围中经受热处理；‑其中，定子元件(100)在接着热处理之后经受冷却。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 DE 102014205963.11.用于电动机的定子元件(100)，具有：-限定的数量的爪极(10，20，30，40)；-其中，定子元件(100)在制造期间在定子元件(100)的居里温度的范围中经受热处理；-其中，定子元件(100)在接着热处理之后经受冷却。2.根据权利要求1所述的定子元件(100)，其特征在于，热处理的温度处于在大约400°C和大约1000°C之间的范围中。3.根据权利要求1或2所述的定子元件(100)，其特征在于，定子元件(100)在成型工艺期间或在成型工艺之后经受热处理。4.根据权利要求3所述的定子元件(100)，其特征在于，定子元件(100)经受冲压弯曲形式的成型工艺。5.根据权利要求1至4中任一项所述的定子元件(100)，其特征在于，定子元件(100)以关闭加热装置的形式经受冷却，定子元件(100)在热处理期间布置在所述加热装置中。6.根据前述权利要求中任一项所述的定子元件(100)，其特征在于，定子元件(100)以在环境温度下冷却的形式经受冷却。7.根据权利要求6所述的定子元件(100)，其特征在于，在定子元件在一个第一冷却阶段中经受一个限定的温度降...

【专利技术属性】
技术研发人员：W克劳特，T克尼希，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE