CN107112816A - 包括降噪器件的电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电机(1)，其包括降噪器件，所述降噪器件被构造为获得电机的位于共振频率范围中的、不与电机的谐波频率范围一致的共振频率，所述谐波频率更确切地在1500Hz至2500Hz的范围内。

Description

包括降噪器件的电机
技术领域
本发明涉及电机的领域，且更具体地涉及包括至少一个定子的电机。
背景技术
电机是包括至少一个定子的机器(也称为发动机)。定子包括形成线圈的齿。对每个线圈的供电允许在定子中产生磁场，转子沿着场线取向。
在机动车辆的领域中，这些电机例如用于诸如电动增压压缩机的电动系统中。例如，这些机器用在进气回路上，用于改善车辆的效率，补偿传统的涡轮增压器在起动时、或在车辆的过渡阶段中的延迟时间。
然而，该类型的机器是噪音的来源。实际上，发动机的振动可干涉机器的共振频率并产生额外的振动，并由此产生在人耳可听得到的范围中的高频微位移。振动在机器的整个结构上传递，并在空气和机器的支撑件中传播。如果由机器传向支撑件的噪音可通过缓冲器被减小，机器的固有噪音更加难以处理。
针对该噪音的一种解决方法在于减小径向力的作用。例如，通过在定子的外部面上于定子齿的延长部中设置材料凹口(desévidements de matière)，径向力的作用被减小。这样的解决方案允许变形增益(un gain de déformation)，从而允许减小在与定子接触的零件上的径向力的10％。该增益参与噪音的部分减少，噪音由此依然可由人耳听得到。
因此，本发明的目标在于通过提出一种被构造为限制声音滋扰的电机来克服现有技术的机器的一个或多个缺点。
发明内容
为此，本发明提出一种电机，其包括降噪器件，所述降噪器件被构造为获得电机的位于共振频率范围中的、不与该电机的谐波频率范围一致的共振频率。
根据本发明的一种实施方式，降噪器件被构造为获得电机的在1500Hz至2500Hz范围内的共振频率。
根据本发明的一种实施方式，电机包括至少一个定子，降噪器件包括形成在定子中的至少一个凹口，所述至少一个凹口关联到用于将定子相对于电机的其余部分机械隔离的隔离器件。
根据本发明的一种实施方式，隔离器件包括轴向隔离器件和径向隔离器件。
根据本发明的一种实施方式，轴向隔离器件由布置在定子的径向端部处的至少两个密封件形成。
根据本发明的一种实施方式，径向隔离器件由覆盖定子的外部径向表面的树脂形成。
根据本发明的一种实施方式，凹口在定子的主体中平行于定子的纵向轴线而纵向地延伸，并具有允许限制在定子上的机械应力的任意几何形状。
根据本发明的一种实施方式，内部凹口的宽度小于定子的齿的宽度，且内部凹口布置在定子的齿的轴线上。
根据本发明的一种实施方式，内部凹口在与定子的主体的内部面相距足够的距离处形成在定子的主体中，以不干扰磁场。
根据本发明的一种实施方式，定子包括形成在定子的外部面上的至少两个外部凹口。
本发明还涉及根据本发明的电机在用于机动车辆的电动增压压缩机中的用途。
本发明还涉及装备有根据本发明的电机的电动增压压缩机。
附图说明
通过阅读以下参照以示例性的方式给出的附图而做出的说明，本发明的其它目的、特征和优点将被更好地理解并更加清晰地显现，在附图中：
图1是根据本发明的装置的一部分的剖切视图的示意图；
图2是根据本发明的装置的一部分的细节的示意图；
图3是根据本发明的装置的剖切视图的示意图；
图4是根据本发明的图3的装置的细节A的示意图。
具体实施方式
本发明涉及电机1。电机1包括至少一个定子2，其在图1和图2中示出。电机还包括布置在定子2的内部的转子3。更确切地，转子3布置在形成于定子2的中心处的空间4中。
根据本发明的一种实施方式，如图3和4所示，定子布置在形成于电机的主体110中的凹口中。
根据本发明的一种实施方式，电机是直流或交流电流、同步或异步电机、或属于相同类型的任意类型的电机。
根据本发明的一种实施方式，电机是可变磁阻电动机(根据英语术语，也被称为SRM机(Switched Reluctance Motor，开关磁阻电动机))。
根据本发明的一种实施方式，定子包括通过形成环的薄板的堆叠(也被称为叠层板)构成的主体，其内部面设有缺口，缺口向着内部敞开以接收形成绕组的相线圈。
根据本发明的一种实施方式，转子具有永磁体。
定子2由至少一个主体21形成。根据本发明的一种实施方式，定子由多个主体形成。定子还由多个齿22形成。齿22布置在定子主体的内部面221上，内部面221界定空间4，转子位于该空间4中。定子2包括n个齿22，n在4至12的范围内，n特别优选地等于6。围绕每个齿22设置有绕组，绕组由此形成定子的线圈23。对线圈23中的每个的供电允许在定子2中产生磁场。
根据本发明的一种实施方式，转子3包括沿着定子2的场线取向的转子齿32。转子3的齿的数量在2至8的范围内，且优选地等于4。
已经由申请人证明，当电机的一些谐波与电机的共振频率一致时，这些谐波对于人耳是特别地可听到的。这些谐波由此成为噪音的来源。
由此，在本发明的范围中，通过限定所述机器的不与电机的谐波一致的共振频率范围来实现降噪。
例如，在电机包括6个定子齿的情况下、并根据本发明的一种实施方式还包括4个转子齿的情况下，谐波4和8是特别地可听到的。
在电机具有在35000RPM(3684弧度/秒)至75000RPM(7894弧度/秒)的运行旋转速度的情况下，60RPM等于1HZ：
-谐波4(H4)在35000/60*4＝2333Hz至75000/60*4＝5000Hz范围内变化，
-谐波8(H8)在35000/60*8＝4666Hz至75000/60*8＝10000Hz范围内变化。
由此，在该情况下，其中谐波将与电机的振动频率一致并将是噪音来源的频率范围位于2333Hz至10000Hz范围内。
在1500Hz以下，例如当机器用于机动车辆中时，车辆的发动机的振动可干扰产品的共振频率，并产生大的机械应力。
其中声音滋扰将被限制的共振频率范围位于1500Hz至2500Hz范围内、和10000Hz以上。
因此，本发明的目标在于提出一种电机，其包括降噪器件，降噪器件被构造为获得电机的位于共振频率范围中的、不与该电机的谐波频率范围一致的共振频率。
更确切地，降噪器件被构造为获得电机的在1500Hz至2500Hz范围内的共振频率。
根据本发明的一种实施方式，降噪器件包括形成在定子2中的至少一个凹口24，所述至少一个凹口24关联到用于将定子相对于电机1的其余部分声学机械隔离的隔离器件61’、61”、5。该关联给予系统对于避免上述共振频率而必要的灵活性。
在本发明的范围内，定子2包括至少一个内部凹口24。该内部凹口24形成在定子本身的主体21中。内部凹口24形成于定子2的主体21中并于定子2的主体21中沿着定子的纵向轴线31在定子的至少一部分上纵向地延伸。更确切地，内部凹口24与定子的轴线31平行地延伸。
在本发明的范围中，定子的纵向轴线31被定义为这样的轴线31：定子沿着该轴线31延伸，该轴线31经过定子的中心，即定子围绕其布置的轴线31。
根据本发明的一种实施方式，内部凹口24在定子2的整个长度上纵向地延伸。
根据本发明的一种实施方式，内部凹口24的宽度Lei大于定子2的齿22的宽度Ls。
在本发明的范围中，定子的凹口和齿的宽度通过沿着垂直于经过定子的半径R的平面的平面P取向的尺寸限定，相反地，高度通过经过定子的半径R的尺寸限定。
在本发明的范围中，内部凹口24具有可行的任意几何形状。更确切地，内部凹口24具有允许限制定子2上的机械应力的任意几何形状。实际上，通过促进径向力参与了声音滋扰的是机械应力。力的作用的减小由此允许限制声音滋扰。
根据本发明的一种实施方式，内部凹口24是圆筒，其母线具有允许限制定子上的机械应力的任何形状。
根据本发明的一种实施方式，内部凹口24是圆的。
根据本发明的一种实施方式，内部凹口24是椭圆形的，其宽度Lei大于其高度hei。
根据本发明的一种实施方式，内部凹口24是方形或矩形的。例如，内部凹口24是带有圆角的矩形或方形的。
根据本发明的一种实施方式，内部凹口24具有椭圆的形状，更确切地，内部凹部24是椭圆筒，其宽度大于高度。
内部凹口24布置在定子的齿22的轴线上。更确切地，内部凹口24布置在定子2的主体21的延长定子齿22的部分中。
根据一种实施方式，内部凹口24在与定子的主体的内部面221相距足够的距离处形成在定子的主体中，以不干扰磁场。更确切地，内部凹口24的边缘与定子主体的内部面221之间的最小距离Dei大于或等于被2除的定子齿的宽度(Ls/2)。这样的布置避免了改变电机的磁场。
根据本发明的一种实施方式，内部凹口24布置在定子2的主体21中并在主体21的周边处。即内部凹口24更加接近定子2的外部面222，而不是更加接近定子2的内部面221。
在本发明的范围中，定子2的外部面222是不包括齿22的那个面，且如果考虑到定子的内部面221界定定子2的其中布置有转子3的区域4，外部面222是布置在定子2的外侧的那个面。
根据本发明的一种实施方式，定子2包括数量与定子齿22的数量相同的凹口24。例如在定子包括六个齿的情况下，定子包括六个内部凹口24。
在本发明的范围中，降噪器件还包括用于将定子相对于电机的其余部分声学隔离的声学隔离器件。
根据本发明的一种实施方式，声学隔离器件包括轴向声学隔离器件61’、61”和径向声学隔离器件5。
根据本发明的一种实施方式，轴向声学隔离器件61’、61”由布置在定子2的径向端部610处的至少两个密封件61’、61”形成。定子的径向端部610对应于定子2的相对于定子2的轴线31垂直地布置的两个外部表面。
根据本发明的一种实施方式，密封件61’、61”为由弹性体制成的密封件。密封件61’、61”为O形圈密封件。根据本发明的一种实施方式，密封件61’、61”布置在形成定子2的端部的表面610的周边处。
根据本发明的一种实施方式，径向声学隔离器件5由覆盖定子2的外部径向表面的树脂形成。根据本发明的一种实施方式，树脂5完全地填充定子2的径向表面和电机1的主体110之间的空的空间。
根据本发明的一种实施方式，树脂是柔性树脂。
根据本发明的一种实施方式，树脂的硬度小于或等于80肖氏A(shore A)，优选地小于或等于60肖氏A。
根据本发明的一种实施方式，当定子2由多个部分形成时，电机包括布置在定子2和树脂5之间的铝制环120。
根据本发明的一个变型，如图2所示，定子2还包括形成在定子的外部面上的至少一个外部凹口25。
该外部凹口25形成沿着转子3的轴线31取向的槽。外部凹口25相对于定子齿22错置。外部凹口25在两个内部凹口24之间定中心。
根据本发明的一种实施方式，外部凹口25的宽度使得其在其每一侧处与内部凹口24交迭。
根据本发明的一种实施方式，所述机器包括两个外部凹口25，这两个外部凹口25之间的距离Dex小于内部凹口24的宽度Lei。定子2由此包括交替的内部凹口24和外部凹口25。外部凹口25的深度在0至定子主体的大于或等于被二除的定子齿宽度(Ls/2)的剩余厚度的范围内。在本发明的范围中，剩余厚度指的是凹口底部和定子的内部面221或定子齿22的起始部之间的剩余厚度。
根据本发明的一种实施方式，定子2包括数量与定子齿22的数量相同的外部凹口25。例如在定子包括六个齿的情况下，定子包括六个外部凹口25。
根据本发明的这样的电机允许根据其中使用了该电机的车辆的发动机的旋转速度获得8至17dB的增益。由电机发出的噪音由此不再被认为是对于人耳的声音滋扰。
本发明还涉及根据本发明的这样的机器在用于机动车辆的电动增压压缩机10中的用途。
本发明还涉及装备有根据本发明的这样的机器1的电动增压压缩机。更确切地，本发明还涉及一种装备有根据本发明的可变磁阻电动机的电动压缩机10。
本发明的范围不受限于上述给出的细节，并允许呈多种其它具体形式的实施方式，而不脱离本发明的应用领域。因此，所述实施方式应被认为是说明性的，且其在不脱离由权利要求限定的范围的情况下可以被改变。

Claims (12)

1.一种电机(1)，其包括降噪器件，所述降噪器件被构造为获得所述电机的位于共振频率范围中的、不与所述电机的谐波频率范围一致的共振频率。
2.根据权利要求1所述的电机(1)，其中，所述谐波频率范围在1500Hz至2500Hz的范围内。
3.根据权利要求1至2中的一项所述的电机(1)，其包括至少一个定子(2)，所述降噪器件包括形成在所述定子(2)中的至少一个凹口(24)，所述至少一个凹口(24)关联到用于将所述定子(2)相对于所述电机(1)的其余部分机械隔离的隔离器件(5、61’、61”)。
4.根据权利要求3所述的电机(1)，其中，所述隔离器件包括轴向隔离器件(61’、61”)和径向隔离器件(5)。
5.根据权利要求4所述的电机(1)，其中，所述轴向隔离器件(61’、61”)由布置在所述定子的径向端部(610)处的至少两个密封件(61’、61”)形成。
6.根据权利要求4至5中的一项所述的电机(1)，其中，所述径向隔离器件(5)由覆盖所述定子(2)的外部径向表面(210)的树脂形成。
7.根据权利要求3至6中的一项所述的电机(1)，其中，所述凹口(24)在所述定子(2)的主体中平行于所述定子的纵向轴线(31)而纵向地延伸，并具有允许限制在所述定子(2)上的机械应力的任意几何形状。
8.根据权利要求3至7中的一项所述的电机(1)，其中，内部凹口(24)的宽度(Lei)小于所述定子(2)的齿(22)的宽度(Ls)，且内部凹口(24)布置在所述定子(2)的齿(22)的轴线上。
9.根据权利要求3至8中的一项所述的电机(1)，其中，内部凹口(24)在与所述定子的主体的内部面(221)相距足够的距离处形成在所述定子(2)的主体(21)中，以不干扰磁场。
10.根据权利要求3至8中的一项所述的电机(1)，其中，所述定子包括形成在所述定子(2)的外部面上的至少两个外部凹口(25)。
11.根据权利要求1至10中的一项所述的电机(1)在用于机动车辆的电动增压压缩机中的用途。
12.一种电动增压压缩机，其装备有根据权利要求1至10中的一项所述的电机(1)。
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