CN107086682A - 电机转子，电机和这种转子的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电机(1)、尤其异步电机的转子(3)，包括圆柱形或空心圆柱形转子基体(4)，它由相互层叠的叠片(7)构成，以及包括多个沿转子基体(4)圆周均布排列并沿轴向延伸的长槽(12)，用于分别容纳一个设计为与长槽(12)形状互补的短路杆(13)。有利的是，转子基体(4)由沿径向在内部的第一叠片铁芯部分(6a)以及由沿径向在外部的第二叠片铁芯部分(6b)构成，后者环形围绕沿径向在内部的第一叠片铁芯部分(6a)，其中，这些叠片铁芯部分(6a、6b)互相传力连接，以及其中，用于分别容纳一个短路杆(13)的长槽(12)，分别通过一个设计在第一叠片铁芯部分(6a)外表面(11)内或设计在第二叠片铁芯部分(6b)内表面(15)内的凹槽构成。

Description

电机转子，电机和这种转子的制造方法

技术领域

本发明涉及一种按本发明专利权利要求1前序部分所述的用于电机、尤其异步电机的转子。此外，按本发明的权利要求7还涉及有这种转子的电机。最后，按本发明的权利要求8涉及一种制造这种转子的方法。

背景技术

长期来已知的是，为电机，尤其异步电机的转子设置转子基体，它通过相互层叠以及并合成叠片铁芯的叠片构成。在叠片铁芯沿轴向延伸的凹槽或孔内压入所谓的短路杆，它们在端侧借助单独制造的短路环互相连接，由此构成一个所谓的鼠笼式短路绕组(DE3421537A1，DE10258029A1，DE102013202402A1)。此外由DE19919899C1已知一种鼠笼式短路绕组，它由两个可沿轴向互相插入并容纳叠片铁芯的鼠笼绕组半部组成。在这里短路杆穿过叠片铁芯的叠片沿周向闭合的孔。DE102012101611A1说明了一种所谓的笼型转子，用于短路转子式小功率电动机。笼型转子由空心轴构成，它有沿轴向延伸并向外开口的线棒槽以及在两端连接线棒槽的环槽，其中，线棒装在线棒槽内，它们一方面通过施加钎料与空心轴连接，以及另一方面通过在所述环形槽内施加钎料互相连接。

发明内容

按本发明的第一方面，本发明的目的是，创造一种能替代现有技术的转子，它在优化从转子的一个构件向另一个构件传热的同时，能简单和便宜地生产。按本发明的第二方面是，提供一种具有这种转子的电机。按本发明的第三方面是，提供一种制造这种转子的方法。

从一种用于电机，尤其异步电机的转子出发，该转子包括圆柱形或空心圆柱形转子基体，它由相互层叠的叠片构成，以及包括多个沿转子基体圆周均布排列并沿轴向延伸的长槽，用于分别容纳一个设计为与长槽形状互补的短路杆，为了达到提出的目的所采取的措施是，令转子基体由沿径向在内部的第一叠片铁芯部分以及由沿径向在外部的第二叠片铁芯部分构成，后者环形围绕沿径向在内部的第一叠片铁芯部分，其中，这些叠片铁芯部分互相传力连接，以及其中，用于分别容纳一个短路杆的长槽，分别通过一个设计在第一叠片铁芯部分外表面内或设计在第二叠片铁芯部分内表面内的凹槽构成。

在这里成功创造了一种转子，它在转子基体各构件有高尺寸精确度的情况下，能够将转子基体与短路杆简单而便宜地装配成套。

从属权利要求说明本发明优选的进一步发展或设备。

据此规定，这些叠片铁芯部分彼此至少形状配合式连接，由此实现在叠片铁芯部分之间可靠传力。优选地，所述形状配合式连接通过在这些叠片铁芯部分之一上的至少一个沿轴向延伸的桥接件构成，在另一个叠片铁芯部分上为该桥接件配设设计为形状互补的对应的桥接件卡座。优选地，各叠片通过冲压硅钢片制成，接着相互层叠并可以说是在板叠内通过冲压成叠彼此并合。因此，上述至少一个沿轴向延伸的桥接件可以在一个冲压成形的加工步骤中构成叠片的轮廓，从而使所述桥接件的横截面轮廓是每个叠片总轮廓的组成部分。优选地，所述至少一个桥接件和对应的桥接件卡座有一种形成咬边或侧凹的横截面，由此实现一个叠片铁芯部分与另一个叠片铁芯部分一种不仅沿周向而且沿径向确定的配置。所述横截面可例如以箭头、锤头、燕尾等的横截面为依据。作为替代方式或与上述措施组合，这些叠片铁芯部分也可以通过压配合互相连接。按本发明一种优选的实施形式，为了分别容纳一个设计为与槽形状互补的短路杆，凹槽状槽有向所涉及的叠片铁芯部分内部收缩的横截面。由此有利地能使涉及的叠片铁芯部分沿径向舒适地装备短路杆，以及通过在各配属的凹槽内沿径向大面积压入短路杆，能使短路杆与叠片铁芯部分大面积可靠接触，由此再次实现在要并合的构件之间最佳可能的传热并因而最佳可能的散热。

本发明还涉及一种有一个上述类型转子的电机。

所述制造电机，尤其异步电机的转子的方法，其特征在于下列步骤：

a)制备一个圆柱形或空心圆柱形、由相互层叠的叠片构成的第一叠片铁芯部分，以及一个空心圆柱形、由相互层叠的叠片构成的第二叠片铁芯部分，其中，第二叠片铁芯部分的尺寸确定为，在与第一叠片铁芯部分组装时它环形围绕此第一叠片铁芯部分，以及其中，在第一叠片铁芯部分的外表面内或在第二叠片铁芯部分的内表面内，构成沿它们的圆周均布排列并沿轴向延伸的凹槽状长槽，用于分别容纳一个设计为与此槽形状互补的短路杆，

b)在每个槽内分别沿径向或沿轴向插入一个短路杆，

c)在各配设的槽内沿径向大面积压入短路杆，以及

d)将第二叠片铁芯部分沿轴向推移到第一叠片铁芯部分上。

此外，在步骤a)中还规定，至少在这些叠片铁芯部分之一上设计至少一个沿轴向延伸的桥接件，在另一个叠片铁芯部分上为该桥接件配设设计为对应的并与此桥接件形状互补的桥接件卡座，从而在步骤d)中通过沿轴向将第二叠片铁芯部分推移到第一叠片铁芯部分上，在第一叠片铁芯部分与第二叠片铁芯部分之间造成一种传力的形状配合式连接。

优选地，每个叠片铁芯部分的叠片由硅钢片冲压而成并基于冲压成叠互相连接。在这里，冲压成叠指的是在冲压设备内部的顺序冲模中制成叠片铁芯，由此使经冲压的叠片例如借助榫舌(Noppen)互相连接。不仅为了转子基体的叠片铁芯部分，而且为了为转子配设的定子，冲压硅钢片并接着成叠总是可以在一道工序中完成。也就是说，通过唯一的一道冲压和接着成叠的工序，不仅制成转子基体的两个叠片铁芯部分，而且也制成用于构成定子的叠片铁芯，由此得到的结果是，基于减少工艺步骤节省材料和缩短生产时间。然而作为替代方式，通过冲压制成的叠片也可以在冲压设备之外成叠，例如借助单独的设备，它用于借助榫舌或通过铆接、焊接、卡夹和/或粘贴，制成已提及的连接。

附图说明

下面借助附图示意表示的实施例详细说明本发明。但本发明不受其限制，而是包括所有通过专利权利要求所规定的设计。附图中：

图1用透视图非常示意性地表示一种电机，包括定子和可旋转地设置在定子内的转子，转子有按本发明由两个部分构成的转子基体以及有短路杆；

图2表示组合成叠片铁芯的叠片几何形状，它们用于构成按图1的定子和转子基体；

图3表示按图1的转子基体第一部分透视详图；

图4表示转子基体第一部分在其配备短路杆期间的透视详图；以及

图5表示按图1的转子基体第二部分透视详图。

具体实施方式

图1表示已提及的电机1，图中用标记2表示空心圆柱形定子，以及用标记3表示可旋转地设置在定子内或被定子环形围绕的电机1转子。不仅定子2，而且转子3的转子基体4，均通过相互层叠并分别组合成叠片铁芯5、6例如用薄钢板制的叠片7构成。为了视图清晰起见，在图1、3-5中并没有示出一个个叠片7。

按图2，许多相互层叠并用标记7a表示的叠片，构成按图1的空心圆柱形或环形定子2，其中设有容纳图中未表示的定子绕组用的槽8。转子3的转子基体4分成两个部分，第一部分是由层叠的叠片7b构成的、沿径向在内部的空心圆柱形叠片铁芯部分6a，而第二部分是由层叠的叠片7c构成的、沿径向在外部的空心圆柱形叠片铁芯部分6b。

图2在一定程度上表示按冲压工艺由硅钢片制成的叠片7a至7c剖视图，它们用于构成定子2的叠片铁芯5以及转子3的转子基体4的叠片铁芯6，包括叠片铁芯部分6a、6b。优选地，至少每一个叠片平面所有的的叠片7a至7c在唯一的一道工序中通过冲压(或者说“冲裁”)构成。然而本发明不仅限于在唯一的一道工序中通过冲压构成一个包括叠片7a至7c的平面，而是也可以在所述的“冲压”工序中把两个或更多个这种或所有的叠片平面(图中没有表示)包括进去。

接着不仅制成叠片铁芯5，而且制成叠片铁芯部分6a、6b，为此，冲压叠片铁芯5或叠片铁芯部分6a、6b，并分别例如借助榫舌彼此连接相互叠层的叠片7a至7c(图中没有表示)。这可以在所谓冲压成叠设备中完成，它除冲模外还有用于成叠的顺序冲模。然而作为替代方式，也可以将借助单独的冲压设备制造的叠片7a至7c在该设备之外成叠并互相并合，例如借助单独的设备，它用于借助榫舌或通过铆接、焊接、卡夹和/或粘贴制成已提及的连接(图中没有表示)。

按这种实施例，第一个沿径向在内部的叠片铁芯部分6a构成转子3转子轴10的轴承支承部位9(图1至4)，该转子轴10在图1中用虚线非常示意性地表示。此外，在第一叠片铁芯部分6a的外表面11中设计许多，在这里例如四十个细长的以及沿轴向延伸的槽12，用于分别容纳转子3的一个短路杆13，它们沿第一叠片铁芯部分6a圆周均匀分布地排列。这些短路杆13优选地用铜制成。

所述槽12设计为沿径向外部开口，所以为槽12分别装备一个短路杆13，不仅如传统的那样沿轴向，而且也沿径向，也就是说可以从径向外部朝径向内部进行(尤其参见图4)。凹槽状槽12在这里沿第一叠片铁芯部分6a轴向经其全长延伸，并具有一种与短路杆13形状互补设计的横截面，它朝第一叠片铁芯部分6a内部收缩。仅作为示例，将横截面设计为角修圆的三角形。然而本发明不限于横截面这种具体的设计，而是例如还包括优选地将角修圆的梯形横截面(图中没有表示)。

通过所述沿尤其径向用短路杆13装备第一叠片铁芯部分6a，以及按方向箭头14，在这里从径向外部朝径向内部，在各配属的槽12内通过沿径向大面积压入短路杆13，能够实现短路杆13与第一叠片铁芯部分6a可靠的大面积接触。由此导致的结果是，在要并合的构件之间最佳可能的传热并因而最佳可能的散热。

尤其由图1和4还可以看出，短路杆13两端伸出第一叠片铁芯部分6a，由此，通过每一个已知的及为了视图清晰没有表示的短路环可以实现一个并合区，用于构成鼠笼式短路绕组。在短路杆13与所述短路环之间的并合连接例如通过钎焊造成。

如由图1和2还能看出的那样，转子基体4叠片铁芯6的两个叠片铁芯部分6a、6b互相传力连接。为此，在这里第二叠片铁芯部分6b在其内表面15，有许多沿第二叠片铁芯部分6b圆周均匀排列并轴向延伸的桥接片16(尤其参见图5)。所述桥接片16分别与在第一叠片铁芯部分6a上的一个形状互补设计的桥接件卡座17相对应。桥接件卡座17分别设置或设计在第一叠片铁芯部分6a的两个槽12之间。优选地，桥接片16与对应的桥接片卡座17具有一种形状互补并带有咬边或侧凹的横截面。按本实施例，形状互补的横截面按箭头的类型选择。作为替代方式，也可以选择按锤头、燕尾等类型的横截面(图中没有表示)。通过在配备有短路杆13的第一叠片铁芯部分6a上轴向移动第二叠片铁芯部分6b，沿径向固定短路杆13，以及转子基体4的叠片铁芯部分6a、6b通过形状配合式连接至少沿周向传力连接，为此，将第二叠片铁芯部分6b的桥接片16分别形状配合式插入第一叠片铁芯部分6a的一个桥接片卡座17内。

作为替代方式，所述形状配合式连接也可以代之以通过摩擦配合式连接，为此在取消例如上述类型沿周向作用的形状配合式连接装置的情况下，叠片铁芯部分6a、6b仅通过压配合互相连接。本发明当然也包括一种形状配合式连接与借助压配合的摩擦配合式连接的组合(图中没有表示)。由此，叠片铁芯部分6a、6b不仅沿周向，而且也沿轴向相互固定。

以上借助图1至5说明的实施例针对转子3，它的短路杆13安装在沿径向在内部的第一叠片铁芯部分6a的槽12内。当然，通过本发明也包括图中没有表示的一种与第一种实施方案等同的方案，其中，短路杆13安装在沿径向在外部的第二叠片铁芯部分6b的槽12内。对于本领域技术人员当然都知道，第二叠片铁芯部分6b应适当确定尺寸，或更确切地说必须有相应的壁厚。

除此之外，通过本发明还包括一些附图没有表示的实施方案，其中，与槽12设置在第一或第二叠片铁芯部分6a、6b上无关，桥接片16均设计在第一叠片铁芯部分6a上并与在第二叠片铁芯部分6b上的桥接片卡座17对应，或其中，优选地作为替代方式，不仅在第一而且在第二叠片铁芯部分6a、6b上均设计桥接片16和对应的桥接片卡座17。

附图标记清单

1 电机

2 定子

3 转子

4 转子基体

5、6 叠片铁芯

6a 第一叠片铁芯部分

6b 第二叠片铁芯部分

7 叠片

7a、7b、7c 叠片

8 槽(定子2的)

9 轴承支承部位

10 转子轴

11 外表面(第一叠片铁芯部分6a的)

12 槽(第一叠片铁芯部分6a的)

13 短路杆

14 方向箭头

15 内表面(第二叠片铁芯部分6b的)

16 桥接件

17 桥接件卡座

Claims (10)

1.一种用于电机(1)、尤其异步电机的转子(3)，包括圆柱形或空心圆柱形的转子基体(4)，它由相互层叠的叠片(7)构成，以及包括多个沿转子基体(4)圆周均布排列并沿轴向延伸的长槽(12)，用于分别容纳一个设计为与长槽(12)形状互补的短路杆(13)，其特征为：转子基体(4)由沿径向在内部的第一叠片铁芯部分(6a)以及由沿径向在外部的第二叠片铁芯部分(6b)构成，后者环形围绕沿径向在内部的第一叠片铁芯部分(6a)，其中，这些叠片铁芯部分(6a、6b)互相传力连接，以及其中，用于分别容纳一个短路杆(13)的长槽(12)，分别通过一个设计在第一叠片铁芯部分(6a)外表面(11)内或设计在第二叠片铁芯部分(6b)内表面(15)内的凹槽构成。

2.按照权利要求1所述的电机(3)，其特征为，叠片铁芯部分(6a、6b)彼此至少形状配合式连接。

3.按照权利要求2所述的电机(3)，其特征为，形状配合式连接通过在叠片铁芯部分(6a、6b)之一上的至少一个沿轴向延伸的桥接件(16)构成，在另一个叠片铁芯部分(6a、6b)上为该桥接件(16)配设一个设计为形状互补的对应的桥接件卡座(17)。

4.按照权利要求3所述的电机(3)，其特征为，所述至少一个桥接件(16)和对应的桥接件卡座(17)有一种形成咬边或侧凹的横截面。

5.按照权利要求1至4之一所述的电机(3)，其特征为，叠片铁芯部分(6a、6b)通过压配合互相连接。

6.按照权利要求1至5之一所述的电机(3)，其特征为，为了分别容纳一个设计为与槽(12)形状互补的短路杆(13)，凹槽状槽(12)有向所涉及的叠片铁芯部分(6a、6b)内部收缩的横截面。

7.一种电机(1)，包括按照权利要求1至6之一所述的转子(3)。

8.一种用于制造电机(1)、尤其异步电机的转子(3)的方法，其特征在于下列步骤：

a)制备一个圆柱形或空心圆柱形、由相互层叠的叠片(7；7b)构成的第一叠片铁芯部分(6a)，以及一个空心圆柱形、由相互层叠的叠片(7；7c)构成的第二叠片铁芯部分(6b)，其中，第二叠片铁芯部分(6b)的尺寸确定为，在与第一叠片铁芯部分(6a)组装时它环形围绕此第一叠片铁芯部分(6a)，以及其中，在第一叠片铁芯部分(6a)的外表面(11)内或在第二叠片铁芯部分(6b)的内表面(15)内，构成沿它们的圆周均布排列并沿轴向延伸的凹槽状槽(12)，用于分别容纳一个设计为与此槽(12)形状互补的短路杆(13)，

b)在每个槽(12)内分别沿径向或沿轴向插入一个短路杆(13)，

c)在各配设的槽(12)内沿径向大面积压入短路杆(13)，以及

d)将第二叠片铁芯部分(6b)沿轴向推移到第一叠片铁芯部分(6a)上。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征为，在步骤a)中还至少在所述叠片铁芯部分(6a、6b)之一上构造至少一个沿轴向延伸的桥接件(16)，在另一个叠片铁芯部分(6a、6b)上为该桥接件(16)配置构造为对应的并与所述桥接件(16)形状互补的桥接件卡座(17)，从而在步骤d)中通过沿轴向将第二叠片铁芯部分(6b)推移到第一叠片铁芯部分(6a)上，在第一叠片铁芯部分(6a)与第二叠片铁芯部分(6b)之间造成一种传力的形状配合式连接。

10.按照权利要求8或9所述的方法，其特征为，每个叠片铁芯部分(6a、6b)的叠片(7；7b、7c)基于冲压成叠互相连接；或，通过冲压制成的叠片(7；7b、7c)随后在单独的设备中成叠并互相连接。