CN102439823A

CN102439823A - 用于电机的剩磁容差补偿

Info

Publication number: CN102439823A
Application number: CN2009801545008A
Authority: CN
Inventors: S.A.埃文斯
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2012-05-02
Also published as: DE102009000216A1; EP2387816A2; WO2010081572A3; JP2012515523A; WO2010081572A2

Abstract

用于电机（12）的组件（24），尤其用于动子（24）或定子，包括至少一个用于激励电机（12）的永久磁体（10）。该组件（24）具有补偿件（18），用于影响穿过永久磁体（10）延伸的磁回路的磁阻。所述补偿件（18）相对于永久磁体（10）非对称地或可调整地设置。在备选方案中，所述补偿件（18）相对于用于永久磁体（10）的载体（26）非对称地或者可调整地设置。在两个不同的制造方法中实现组件的补偿件（18）相对于永久磁体（10）的调整，用于补偿永久磁体（10）的实际剩磁与理论剩磁的偏差。

Description

用于电机的剩磁容差补偿

技术领域

本发明涉及用于电机的第一组件，尤其用于动子或定子，其中该组件包括至少一个用于激励电机的永久磁体，其中该组件具有补偿件，用于影响穿过永久磁体延伸的磁回路的磁阻。此外本发明涉及用于电机的第二组件，尤其用于动子或定子，其中该组件包括至少一个用于激励电机的永久磁体和用于永久磁体的载体；其中所述组件具有补偿件，用于影响穿过永久磁体延伸的磁回路的磁阻。本发明还涉及电机。此外本发明涉及两种用于电机组件的制造方法，尤其用于动子或定子。

背景技术

DE 16 13 368 C3描述了传统的电机，在其中设有与动子轴同心延伸的缝隙，用于形状锁合地装入磁轭板，用于能够通过使用不同宽度的节段罩(Segmentschale)和磁轭板在此外相同结构的电机部件的情况下实现匹配地改变磁回路。永磁的节段罩相对于固定接板支撑，它们为了补偿容差通过销状的膨胀机构在切向上膨胀。膨胀体，固定接板的缺陷是，节段罩通过膨胀体直接顶压磁轭板并直接挤压框架。由此不仅改变在定子结构中的力分布，而且改变气隙厚度。这些副作用在补偿容差时是不期望的。尤其在转子上使用这种传统的补偿方案可能在动子中导致质量偏移，并由此改变转子的惯性矩和/或带来转子不平衡。

发明内容

本发明的目的是，提供用于电机的这种组件，通过它可以执行剩磁容差补偿，不会由此带来组件的机械或几何特性的变化，这会影响组件在电机内的功能。此外本发明的目的是，给出一种用于按照本发明的组件的制造方法。这个目的通过独立权利要求的特征组合得以实现。有利的实施例是从属权利要求的内容。

本发明建立在此类的用于电机的第一组件上，即补偿件相对于永久磁体非对称地或可调整地设置，尤其在周向上和/或在动子轴线方向上非对称地或可移动地设置。

本发明建立在此类的用于电机的第二组件上，即补偿件相对于用于永久磁体的载体非对称地或可调整地设置，尤其在周向上和/或在动子轴线方向上非对称地或可移动地设置。

一种优选的实施例规定，所述组件也具有按照权利要求2所述组件的特征组合。

所述补偿件可以包括圆周角范围，它基本与在载体上相邻设置的永久磁体之间的圆周角栅格间距一样大和/或所述组件包括与永久磁体一样多的补偿件。

另一优选的实施例规定，相邻的补偿件利用接板、尤其分别利用一个中间接板和/或利用两个侧面接板相互连接。

另一优选的实施例规定，所述利用接板连接的补偿件形成结构环，它尤其在至少一个位置上中断或者具有连接位置。

一种优选的改进方案规定，所述补偿件包括铁磁材料和/或用于永久磁体的载体包括铁磁材料，其中磁回路的磁流的主要分量穿过用于永久磁体的载体延伸。

此外本发明建立在一种电机上，该电机包括按照本发明的组件，尤其是按照本发明的动子和/或按照本发明的定子。

本发明还建立在一种此类的制造方法上，该制造方法包括下面的步骤：将永久磁体安装在用于永久磁体的载体上，其中永久磁体用于激励电机；求得永久磁体的实际剩磁，其中在安装永久磁体步骤之前和/或之后执行这个步骤；并且相对于永久磁体调整组件的补偿件，用于补偿永久磁体的实际剩磁与理论剩磁的偏差。

本发明还建立在一种此类的制造方法上，该制造方法包括下面的步骤：将永久磁体安装在用于永久磁体的载体上，其中永久磁体用于激励电机；求得组件的特性，其中所述特性受到永久磁体实际剩磁大小的影响；并且相对于永久磁体调整组件的补偿件，用于补偿永久磁体的实际剩磁与理论剩磁的偏差。

附图说明

借助于附图所示的特别优选的实施例解释本发明。附图中：

图1示出通过齿的标准最大磁流与永久磁体的标准剩磁的关系，

图2对于两个不同剩磁分别示出标准电动力（EMK）与转子位置（磁极距（pole pitch））的关系曲线，

图3对于两个不同剩磁分别示出标准转矩与转子位置（磁极距）的关系曲线，

图4a和4b以轴向截面图示出按照本发明的电机，其具有附加的铁环处于第一和第二位置，

图5a和5b以立体正视图和后视图示出按照本发明的动子，

图6a至6c以补偿件的三个不同周向位置示出计算的磁流线分布，

图7示出通过齿的标准最大磁流与永久磁体的标准剩磁和补偿件在周向上的周向位置的关系，

图8示出在补偿件在周向上处于根据剩磁最佳地补偿的位置上的情况下，通过齿的标准最大磁流与永久磁体的标准剩磁和补偿件的周向位置的关系，

图9对于两个不同剩磁分别示出在补偿件在周向上处于最佳地补偿的位置上的情况下，标准电动力与转子位置（磁极距）的关系曲线，

图10对于两个不同剩磁分别示出在补偿件在周向上处于最佳地补偿的位置上的情况下，标准转矩与转子位置（磁极距）的关系曲线，

图11a至11f示出用于附加的铁环的六个实施例。

具体实施方式

永久磁体10在同一制作批次内的剩磁波动是非常小的，因为所有的永久磁体10对于同一时间并且在一致的生产条件下制成。但是对于批次与批次之间，由于永久磁粉混合物的微小差别、炉的微小温度差等可能引起永久磁体10的剩磁变化。尤其由钕-铁-硼（NdFeB）制成的永久磁体的容差一般为+/-3%。在不饱和状态在永磁激励的电机12中的磁流直接与永久磁体剩磁成比例。

图1示出通过齿14的标准最大磁流（纵坐标）与永久磁体10的标准剩磁（横坐标）的关系。图2对于0.97的标准剩磁以及对1.03的标准剩磁分别示出标准电动力与转子位置（磁极距（pole pitch））的关系曲线。

电机12的转矩特性也随着剩磁变化。图3对于所述两个剩磁分别示出标准转矩（纵坐标）与转子位置（磁极距）在角度范围上的关系曲线，该角度范围对应于转矩的主谐波（第6谐波，1/6极栅格间距）。

图4a以轴向截面图示出按照本发明的电机12，其具有附加的铁环16处于“零位”，在该位置铁制的补偿件18（接板18）中心地设置在永久磁体10下面。当剩磁达到上容差限时，于是这样定位附加的铁环16。由此利用永久磁体10之间磁回路的增加的磁阻，减小永久磁体10的太强烈的磁流。图4b示出附加的铁环16的位置，在该位置补偿件18中心地定位在两个极20、22之间。当剩磁达到下容差限时，这个位置会被使用。在此利用在磁回路中设置在极20、22之间的补偿件18减小磁回路的磁阻，由此提高磁流。

图5a和5b以立体正视图和后视图示出按照本发明的动子24。装入到永久磁体载体26中并固定在那里的附加的铁环16的旋转位置可以基于永久磁体载体26至少在组装时在调整范围以内变化或确定。通过铁环16相对于永久磁体载体26旋转，可以补偿由于在齿栅格间距内在铁环16中的不均匀的铁量分布（补偿件18）引起的剩磁容差。通过旋转铁环16减小或增大在永久磁体载体26中的局部饱和。利用常见的固定方法如粘接、螺栓连接、铆接、钎焊、熔焊或插入铁环16到加热的永久磁体载体26中可以实现固定。

图6a示出用于这种情况的磁流线分布，即永久磁体10的剩磁在其0.97的下容差限上并且补偿件18在周向上看去中心地位于两个永久磁体10之间。图6b示出用于这种情况的磁流线分布，即永久磁体10的剩磁为其理论值并且补偿件18在周向上看去与其相应零位距离0.34极栅格间距地定位。图6c示出对于这种情况的磁流线分布，即永久磁体10的剩磁在其为1.03的上容差限上并且补偿件18位于零位上。

图7示出通过齿14的标准最大磁流（纵坐标）与永久磁体10的标准剩磁（特征曲线）和补偿件18在周向上的位置（横坐标）的关系。由此可以看出，与永久磁体剩磁无关地，利用附加的铁环16的旋转位置可以使在定子齿14中的最大磁流保持恒定。图8概括地表明这种关系。

图9示出对于剩磁处在上容差限上在补偿件18处于最佳地补偿的位置的情况下，标准EMK（纵坐标）与转子位置（磁极距）（横坐标）的关系曲线，几乎与剩磁处在下容差限上时EMK的曲线相同地延伸。如图10所示，相应也适用于在补偿件18在周向上处于最佳地补偿的位置的情况下，标准转矩（纵坐标）与转子位置（横坐标）的关系曲线。由此使平均转矩的差只为0.6%，尽管剩磁波动为6%。

图11a至11f示出用于附加的铁环16的六个实施例，具有以极栅格间距重复的造型。用于n极电机12的附加的铁环16要具有n个节段。环16可以由板条28形成，它由钢板冲压出来。铁环16也可以是多件式的。

随着每次新的批次或交付永久磁体10，应测量永久磁体10的剩磁，或测量由新的永久磁体10制成的电机12的相的电动力。在测量时，附加的铁环16应该定位在零位。由测量数据应计算电机12的一个相针对一个极栅格间距的平均电动力。此外由此可以确定圆周角，在其上要定位附加的铁环16，用于补偿剩磁与理论值的偏差。

Claims

1.用于电机（12）的组件（24）、尤其是动子（24）或定子，其中该组件（24）包括至少一个用于激励电机（12）的永久磁体（10）；其中该组件（24）具有补偿件（18），用于影响穿过永久磁体（10）延伸的磁回路的磁阻，其特征在于，所述补偿件（18）相对于永久磁体（10）非对称地或可调整地设置，尤其在周向上和/或在动子（24）轴线方向上非对称地或可非对称移动地设置。

2.用于电机（12）的组件（24）、尤其是动子（24）或定子，其中该组件（24）包括至少一个用于激励电机（12）的永久磁体（10）和用于永久磁体（10）的载体（26）；其中该组件（24）具有补偿件（18），用于影响穿过永久磁体（10）延伸的磁回路的磁阻，其特征在于，所述补偿件（18）相对于用于永久磁体（10）的载体（26）非对称地或可调整地设置，尤其在周向上和/或在动子（24）的轴线方向上非对称地或可移动地设置。

3.如权利要求1所述的组件（24），其特征在于，所述组件（24）也具有按照权利要求2所述组件（24）的特征组合。

4.如权利要求1至3中任一项所述的组件（24），其特征在于，所述补偿件（18）包括圆周角范围，它基本与在载体（26）上相邻设置的永久磁体（10）之间的圆周角栅格间距一样大和/或所述组件（24）包括与永久磁体（10）一样多的补偿件（12）。

5.如权利要求1至4中任一项所述的组件（24），其特征在于，相邻的补偿件（18）利用接板、尤其分别利用一个中间接板和/或利用两个侧面接板相互连接。

6.如权利要求5所述的组件（24），其特征在于，所述利用接板连接的补偿件（18）形成结构环（16），它尤其在至少一个位置上中断或者具有连接位置。

7.如权利要求1至6中任一项所述的组件（24），其特征在于，所述补偿件（18）包括铁磁材料和/或用于永久磁体（10）的载体（26）包括铁磁材料，其中磁回路的磁流的主要分量穿过用于永久磁体（10）的载体（26）延伸。

8.电机（12），其特征在于，该电机（12）包括如权利要求1至7中任一项所述的组件（24），尤其是动子（24）和/或定子。

9.用于电机（12）的组件（24）的制造方法，尤其用于动子（24）或定子，其特征在于，所述制造方法包括下面的步骤：

-将永久磁体（10）安装在用于永久磁体（10）的载体（26）上，其中永久磁体（10）用于激励电机（12），

-求得永久磁体（10）的实际剩磁，其中在安装永久磁体（10）步骤之前和/或之后执行这个步骤，并且

-相对于永久磁体（10）调整组件的补偿件（18），用于补偿永久磁体（10）的实际剩磁与理论剩磁的偏差。

10.用于电机（12）的组件（24）的制造方法，尤其用于动子（24）或定子，其特征在于，所述制造方法包括下面的步骤：

-求得组件（24）的特性，其中所述特性受到永久磁体（10）的实际剩磁大小的影响，并且

-相对于永久磁体（10）调整组件（24）的补偿件（18），用于补偿永久磁体（10）的实际剩磁与理论剩磁的偏差。