CN104685762A - 一种用于固定到机器的轴向磁通电机以及将轴向磁通电机固定到机器的方法 - Google Patents

一种用于固定到机器的轴向磁通电机以及将轴向磁通电机固定到机器的方法 Download PDF

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Abstract

一种用于固定到机器(29)的轴向磁通电机(1)，包括定子叠片(33)、以及相对于定子叠片(33)旋转安装的转子(2)，所述转子决定旋转轴线(8)。定子叠片(33)包括位于横切旋转轴线(8)的侧面上的剖槽(37)，优选地，剖槽(37)包括径向剖槽或者是径向剖槽和/或具有6-12个所述剖槽。能够将固定部件(40)安装到每个相应的剖槽(37)中，其至少在旋转轴线(8)的方向上形状锁合到所述的剖槽(37)中。通过将至少一些所述固定部件(40)固定到机器(29)，可将所述轴向磁通电机固定到机器(29)。

Description

一种用于固定到机器的轴向磁通电机以及将轴向磁通电机固定到机器的方法
技术领域
本发明涉及一种电机及其到机器的固定。
背景技术
图1示出了一种已知的轴向磁通电机1。该轴向磁通电机1包括转子2和定子4。转子2中的永磁体10最优选地固定到安装矩阵。永磁体10以两个连续磁体的极性彼此处在相反方向的方式设置在同一边缘。永磁体形成的磁场的强度矢量的方向大致在转子2的旋转轴线8的方向上。
关于轴向磁通电机的结构，更特别是其中所使用的材料，为清楚起见，定子齿5、6及绕组在图1中未示出，这里我们参考专利公开FI 114419 B1。该专利公开中所描述的轴向磁通电机利用螺栓连接固定到机器的框架部分。螺栓连接实现在固定构件7中形成的孔9的点处。在之此前，固定构件7通过焊接和通过树脂浸渍固定到定子叠片4。
发明内容
我们已经观察到，将固定构件焊接到定子引起定子叠片中的热膨胀及局部返回形变。尽管仅在树脂浸渍后形变可能恢复，但定子叠片在树脂浸渍中会产生应力甚至是微小的裂隙。这会减退定子叠片的抗应力性。
本发明的目的是为了防止固定具有定子叠片的轴向磁通电机的机器的抗应力性减退。
上述目的可由独立权利要求1所定义的待被固定到机器的轴向磁通电机以及、如并列的独立权利要求8所定义的用于将所述轴向磁通电机固定到机器的方法来解决。
从属权利要求中描述了本发明的优选实施方式。
用于固定到机器的轴向磁通电机包括定子叠片以及相对于该定子叠片旋转安装的转子，其中转子决定旋转轴线。定子叠片包括位于横切旋转轴线的侧面上的剖槽，并且固定部件可安装到每个相应的剖槽中，其至少在旋转轴线方向上形状锁合到所提及的剖槽中。在这种情况下，通过将至少一些该固定部件固定到机器，可将轴向磁通电机固定到机器。
在将轴向磁通电机固定到机器的方法中，剖槽形成在轴向磁通电机的定子叠片上，位于横切轴向磁通电机转子的旋转轴线的侧面中。此后，固定部件被安装到每个相应的剖槽中，该固定部件至少在旋转轴线的方向上形状锁合到所提及的剖槽中。随后，通过将至少一些安装到位的固定部件固定到机器上，将轴向磁通电机固定到机器。
可简单明确地利用剖槽将轴向磁通电机固定到机器上。在上述方法中，明确地可简单利用剖槽将轴向磁通电机固定到机器上。
根据优选的实施方式，剖槽径向实现。优选地，每个定子上有6-12个剖槽。
当剖槽和设置在其中的固定部件，替代被焊接到定子叠片顶部的固定部件用于固定时，可以更好地避免由焊接所引起的部分返回形变以及在树脂浸渍后其返回所产生的问题。通过这种方式，也可以更好地避免定子叠片的树脂浸渍中的可能的抗应力性减退。
该轴向磁通电机和该方法所能够产生的第一个额外的优点是：相比于专利FI 114419 B1中提出的解决方案，由于可以缩短定子和机器之间的距离，因此可以更紧凑地实现机器的固定。其结果是由于剖槽和待设置于其中的固定部件被用于固定，因而不再需要焊接到定子叠片顶部的单独的固定部件。
该轴向磁通电机和该方法所能够产生的第二个额外的优点是：在轴向磁通电机中产生的热量可更好地传递到机器的框架部分，并通过其散发到周围的空气中，这是由于能够实现其的较大的接触表面面积。相比于专利FI 114419 B1中提出的解决方案，我们可以说，优点得以实现主要是因为相比于单独的固定构件被焊接定子叠片顶部在接触表面之间产生距离的解决方案，结构紧凑可以更好地导热。
当所使用的固定部件包括杆件的类型或包括具有至少一个用于螺栓固定的固定孔的杆件的类型时，可以通过杆件的螺栓固定件将轴向磁通电机明确地固定到机器。
当所使用的固定部件在其一端或两端弯曲时，该固定部件可通过弯曲而固定到定子叠片中。这减少了对焊接的需要，从而避免了由固定所产生的形变而引起的抗应力性的减退。
当固定部件在其一端或两端被焊接到定子叠片时，更特别地采用全焊接时(德语是VerbindungsschweiBung)，有可能确保机器固定保持牢固。
当剖槽已经通过模切制得，或被制造时，剖槽可与定子的制造一起在同一工作阶段或在关于制造进行的工作阶段中制得。
当剖槽的至少一部分被实现或制造为燕尾截面形状时，定子叠片的形状锁合的槽形可根据本领域的情况利用径向磁通机器制造中所使用的工具来相对简单地实现。这样在电机制造中所需的设备数量保持小。
当通过固定部件将根据本发明的轴向磁通电机固定到机器时，该机器可利用该轴向磁通电机驱动，可以更好地避免驱动机器时定子叠片的抗应力性减退所引起的操作问题。
附图说明
以下通过参照图3-6所描述的实施例，更详细地披露轴向磁通电机及所述方法。附图给出：
图1轴向磁通电机的定子叠片结构；
图2电梯曳引机的曳引轮的布置；
图3根据本发明加工的定子，所述定子包括剖槽；
图4用作固定构件的杆件；
图5根据图3的定子，其剖槽中具有图4给出的类型的杆件，该杆件在端部被焊接到定子；
图6根据图3的定子，其剖槽中具有图4给出的类型的杆件，该杆件的端部被弯曲到侧面。
在所有的图中相同的参考数字表示相同的技术特征。
具体实施方式
在申请人所制造的MX机器中，例如，6-12个金属固定标签单元(固定部件7)被焊接到由层压板制成的定子叠片4上，位于每个相应的定子叠片4的后部。这些固定标签用螺栓固定到机器框架，以这种方式定子叠片4可被连接到机器框架。虽然这种实现机器固定的方式本身不错，但我们已经观察到还有可能对其进行更多改进。转子2可通过电流相对于定子20/机器框架转动。定子20的定子叠片4被连接到机器框架，而框架又被固定到电梯系统中的静止结构，例如导轨或机器底座。焊接固定标签所产生的热量导致定子叠片4变形。通常，定子叠片4变为圆锥形，定子叠片的内缘4朝向转子2向外凸起。当圆锥成形的定子叠片4被缠绕并用树脂浸渍，并且之后用螺栓固定在框架上时，定子叠片4试图扭转成直的，其结果是在树脂浸渍中产生应力，所述应力可导致在树脂浸渍时产生微小的裂隙。结果，定子叠片4的抗应力性能显减退。
定子叠片4和框架仅在固定件标签的点接触。该面积大约仅有定子叠片4后部整个表面积的20％。以这种方式，定子20中产生的热量不能够高效地传递到框架并经由框架散发到周围的空气中，该热量通常占机器损耗的80-90％。
当定子叠片4例如以规律的间隔仅在某些点连接到框架时，很容易发生定子4开始振动并产生不期望的噪声。
固定标签使得机器的轴向长度增加4-5mm。
利用图3-6给出的方法，我们已经发明利用本领域内本身已知的杆件将定子叠片33从径向磁通机器结合到机器，其中杆件的燕尾槽37在定子叠片33的后部与定子齿5、6的槽一起冲切形成。杆件40的数量与目前的固定标签的数量相同或大致相同。每个相应的杆件40被推入到一个燕尾槽37中并在端部弯曲(参见图6)或在端部焊接(参见图5)。在该方法中，在定子叠片33的后部区域根本不需要焊接，但当然也可使用焊接作为附加。图5中利用参考数字51标记出了优选的焊接点。
每个杆件40上制有螺纹孔41，定子叠片33在杆件40处由螺栓固定到框架。相比于使用图1所给出的结构实现的定子叠片，采用这种方式，根本不会增加定子20的厚度，但定子叠片33相对于框架的接触面增加了两到三倍。框架指的是例如在专利公开FI 114419B中由参考数字18标记的定子盘，其中定子盘被连接或可被固定到电梯系统的固定结构上。这些类型的固定结构尤其是机器底座和导轨。
同时增强了机器的热交换和冷却。定子叠片33和框架之间触面接触在理论上可高达定子叠片的后部表面积的80％。这使得能够更好地导热，其可在定子叠片33和轴向磁通电机需要的尺寸设计及实施冷却时使用。
此外，定子叠片33和机器的框架被更紧密地结合在一起，在这种情况下更好地阻尼了定子20的振动，并且采用这种方式实现的轴向磁通电机可比之前更安静。
上述定子叠片33优选在机器固定之前由树脂浸渍。由于因定子叠片33的温度差异所引起的的形变在省略焊接时不再存在，或在焊接需求减少时而减少，因此定子叠片33的绝缘结构(树脂浸渍)的机械应力显著降低。
借助于上述结构，可以减小所生产的机器的轴向尺寸。
换句话说，本发明的基本思想是，我们利用通常是用于径向磁通机器的固定杆件40实现定子叠片的结合。出于这一目的，杆件的燕尾槽37在定子叠片的后部与定子齿5、6之间的槽一起冲切而形成。杆件40被推入到一个燕尾槽37中并在端部40a、40b弯曲。焊接根本上不是必须的。
杆件40上制有螺纹孔41，定子叠片33用螺栓从这些螺纹孔41固定到机器。采用这种方式，定子叠片33/定子20的厚度根本不会增大，定子叠片33在机器固定点的接触面增加了两倍甚至三倍。减小了机器的轴向尺寸，增强机器的热交换和冷却，并且减小了定子叠片33的绝缘结构上的机械应力。
本发明不应视为仅限于下面的权利要求，而是应被理解为包括所述的权利要求及所给出的实施例的组合的所有法律上的等同物。
根据本发明的轴向磁通电机的转子优选由铁磁材料制成。此外，定子叠片优选由铁磁性材料制成的层压板制成。

Claims (13)

1.一种轴向磁通电机(1)，用于固定到机器(29)，其特征在于：
-所述轴向磁通电机(1)包括定子叠片(33)以及相对于所述定子叠片(33)旋转安装的转子(2)，所述转子决定旋转轴线(8)；
-定子叠片(33)包括位于横切所述旋转轴线(8)的侧面上的剖槽(37)，优选地，所述剖槽(37)包括径向剖槽或是径向剖槽，和/或具有6-12个所述剖槽；
-能够将固定部件(40)安装到每个相应的所述剖槽(37)中，所述固定部件至少在所述旋转轴线(8)的方向上形状锁合到所述剖槽(37)中；以及
-能够通过将所述固定部件(40)中的至少一些固定部件固定到所述机器(29)而将所述轴向磁通电机固定到所述机器(29)。
2.根据权利要求1所述的轴向磁通电机，其中所述固定部件(40)为杆件类型，或者包括杆件类型，其上有至少一个用于螺栓固定的固定孔(41)。
3.根据权利要求1或2所述的轴向磁通电机，其中所述固定部件(40)在其端部(40a、40b)中的一个端部或两个端部处弯曲。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的轴向磁通电机，其中所述固定部件(40)能够在其端部中的一个端部或两个端部处被焊接(51)到定子叠片。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的轴向磁通电机，其中所述剖槽(37)通过冲切制成。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的轴向磁通电机，其中所述剖槽(37)的至少一部分被实现为燕尾截面形状。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的轴向磁通电机，其从所述固定部件(40)被固定到机器。
8.一种用于将轴向磁通电机(1)固定到机器(29)的方法，其特征在于：
-在上述轴向磁通电机(1)的定子叠片(33)中，在横切所述轴向磁通电机(1)的转子(2)的旋转轴线(8)的侧面上制造剖槽(37)，优选地，所述剖槽(37)包括径向剖槽或是径向剖槽，和/或具有6-12个所述剖槽；
-将固定部件(40)安装到每个相应的所述剖槽(37)中，所述固定部件至少在所述旋转轴线(8)的方向上形状锁合到所讨论的所述剖槽中；以及
-通过将所述固定部件(40)中的至少一些安装到位的固定部件固定到所述机器而将所述轴向磁通电机(1)固定到所述机器(29)。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述固定部件(40)中的至少一些固定部件使用杆件类型，所述杆件类型具有至少一个用于螺栓固定的固定孔(41)。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述固定部件(40)在其端部中的一个端部或两个端部处弯曲。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其中所述固定部件(40)在其端部中的一个端部或两个端部处被焊接到所述定子叠片(33)。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的方法，其中所述剖槽(37)通过冲切制成，最优选地与定子齿(5、6)一起冲切制成。
13.根据权利要求8-12中任一项所述的方法，其中所述剖槽(37)的至少一部分被实现为燕尾截面形状。
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