CN110022017A - 永磁转子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种永磁转子(1)，其具有由两个子叠片组(3、4)组成的叠片组(2)、多个力锁合地容纳在叠片组的磁体兜部(5)中的永磁体(6)，其中，这些永磁体在两个子叠片组(3、4)上延伸。本发明的任务是，在按类属的永磁体转子中确保永磁体可靠且也在使用寿命期间耐久地紧固在磁体兜部中，其中，能够实现尽可能的简单装配。该任务根据本发明通过权利要求1的特征和根据权利要求10的方法来解决。

Description

永磁转子
技术领域
本发明涉及电动机的永磁转子(1)，其具有由两个子叠片组(3、4)组成的叠片组(2)、多个力锁合地容纳在叠片组的磁体兜部(5)中的永磁体(6)，其中，永磁体在两个子叠片组(3、4)上延伸。
背景技术
在大量公知的永磁转子中，永磁体具有在磁体兜部内部的径向或切向的延伸方向。在径向布置的永磁体的情况下，可以实现明显更高的磁效率，因此该径向布置的永磁体被越来越多地使用。
由DE 10 2015 222 271 A1公知了一种按类属的永磁转子，在其中，磁体切向布置。存在有两个或更多个转子部分主体，它们也可以实施为叠片组，并且在其中，永磁体在多个转子部分主体上延伸。两个转子部分主体中的一个也可以关于相对转子轴线垂直的转动轴线转动180°的角度。在所公知的文献中，没有给出永磁体如何在轴向方向上保持在磁体兜部内部的信息。
发明内容
本发明的任务是在按类属的永磁体转子中确保永磁体可靠且也在使用寿命期间耐久地紧固在磁体兜部中，其中，能够实现尽可能简单的装配。
该任务根据本发明通过权利要求1的特征和根据权利要求15的方法来解决。
在永磁体与磁体兜部之间维持力锁合的能偏转的叠片舌部(7)在第一子叠片组(3)中朝轴向第一方向偏转，而在第二子叠片组(4)中朝第二轴向方向偏转，其中，第一方向和第二方向相反。通过该措施避免了基于可能会造成定向微运动的温度波动引起的磁体移动，这是因为它们的运动方向彼此相反地指向。子叠片组(3、4)由经冲压的板材构成。为了实现滑动的压入过程而设置的是，永磁体在冲压方向上被压入到磁体兜部(5)中。
在从属权利要求中详细地阐述了本发明的改进方案。根据本发明的第一实施方式，两个子叠片组(3、4)的叠片截段相同地构造。由此节省了第二冲模并且能够实现经济生产。
在该实施方式的改进方案中设置的是，叠片舌部(7)探伸到针对磁体兜部(5)的凹部中，并且叠片截段具有带有叠片舌部(7)的针对磁体兜部(5)的凹部和不带有叠片舌部的针对磁体兜部(5)的凹部。由此在不提高叠片截段的数量的情况下得到了变化可能性。
在变型方案中，在子叠片组(3、4)中的叠片截段的叠片相对于彼此扭转，从而使叠片舌部(7)和空隙在轴向方向上在磁体兜部(5)内部交替。当压入磁体时，空隙允许这些叠片舌部基于其自身的弹性而单独变弯。
在第二实施方式中，子叠片组(3、4)的叠片截段由至少两个不同的叠片截段构成，其中，叠片舌部(7)并不存在于所有的叠片截段中，并且/或者不同地构造的叠片舌部存在于不同的叠片截段中。以该方式，同样可以在叠片舌部之间建立空隙。通过不同的成层，可以有针对性地在永磁体的压入行程上设定压入力。
由于叠片舌部通过永磁体来偏转，因此靠外的叠片舌部几乎无法抓住永磁体。因此设置的是，从转子叠片组的轴向端部观察地，在第一叠片或前两个叠片或前三个叠片或前四个叠片或前五个叠片中不存在叠片舌部。该措施也被用作装配简化，这是因为永磁体首先能够有间隙地被嵌入到磁体兜部中，然后才被径向向外挤压。
有利的是，叠片舌部(7)径向向外延伸，并且永磁体(6)相应地被径向向外推挤，永磁体径向支撑在子叠片组(3，4)的极部(8)上或极靴(9)上。这尤其是在具有切向磁化的径向布置的永磁体中是有意义的，这是因为主磁场的磁场线并不在叠片舌部(7)的区域中延伸。叠片舌部周围需要能够实现叠片舌部偏转的空隙。这些空隙还形成了磁通屏障，其将杂散磁通效应和磁短路最小化。
在极靴的区域并在永磁体的棱边上受制造限制地始终存在有半径。为了使永磁体可以在装配时被精确地接合，而建议的是，将极靴(9)与磁体兜部(5)的邻接的侧面之间的过渡区域中的半径实施得明显要比相对置的永磁体(6)的棱边半径更小。
叠片舌部在底部上可以具有与其径向靠外的舌端部上相同的宽度。
叠片舌部上的弯曲力通常在中央的环(10)上的底部上是最大的。为了使弯曲力尽可能不依赖于同永磁体的径向接触定位，叠片舌部(7)朝其自由端部逐渐变细。由此得到了在叠片舌部的长度上的更均匀的力变化曲线。这可以通过变细的程度来任意设定。
磁体兜部(5)在径向方向上的宽度可以明显大于其在切向方向上的宽度，或者反之亦然。
第二解决方案通过以下方法步骤说明：a)提供两个子叠片组(3、4)和多个永磁体(6)；b)将永磁体轴向压入到第一子叠片组中，从而使永磁体(6)的第一区段被容纳在第一子叠片组的磁体兜部(5)中，并且使永磁体(6)的第二区段轴向自由地从磁体兜部(5)探伸出来；c)将第二子叠片组(4)轴向压装到永磁体(6)的自由端部上。通过这种方法途径，使叠片舌部沿相反方向偏转，从而不会出现由于温度变换负荷所导致的磁体移动。
在装配时，如果仅每隔一个磁体兜部装备永磁体的话，则永磁体可以被预先磁化，或者在变型方案中在部分叠组中才被磁化。
附图说明
下面结合附图详细阐述本发明的实施例。其中：
图1示出子叠片组；
图2示出穿过根据图1的子叠片组的剖图；
图3示出装备有永磁体的子叠片组；
图4示出根据图3的装备好的子叠片组的剖图；
图5示出具有被部分装备的磁体兜部的两个子叠片组；
图6示出不同叠片舌部的选定方案；
图7示出装配好的永磁转子的空间图；
图8示出根据图7的永磁转子的剖图；
图9示出完全装备好的子叠片组和未装备好的子叠片组的第二实施方式；
图10示出根据第二实施方式的装配好的永磁马达的空间图；
图11示出根据第二实施方式的完全装备好的子叠片组的剖图；
图12示出根据图10的永磁转子的剖图；并且
图13示出第二实施方式的变型方案。
注：具有脚注的附图标记和不具有脚注的相应的附图标记标注了附图和附图描述中的相同名称的细节。该细节指的是在另外的实施方式中的、现有技术中的应用，并且/或者该细节是变型方案。为简单起见，权利要求、说明书引言、附图标记列表和摘要仅包含没有脚注的附图标记。
具体实施方式
图1示出了子叠片组3，其由多个不同地构造的叠片构成。第一叠片截段具有经由接片11与中央的环连接的径向延伸的极部8，这些极部通过形成磁体兜部5的凹部彼此间隔开。附加地，在第二叠片截段中，在每个磁体兜部中存在有从中央的环出发地并径向延伸的叠片舌部7。两种叠片截段彼此交替出现，从而在两个轴向相邻的叠片舌部7之间留有空隙12。极部8具有切向邻接的极靴9，极靴被用于针对所要装配的永磁体的径向止挡。
图2示出了图1的子叠片组3的(在无法分辨出叠片层的情况下)的简化的剖图，其中，可以清楚看到叠片舌部7之间的空隙12。还示出了极部8、极靴9、中央的环10和接片11。
图3示出了装备有永磁体6的子叠片组3，其具有极部8、极靴9、叠片舌部7、中央的环10、接片11和空隙12。由于永磁体在两个叠片组3上延伸，因此它在该视图中以其长度的一半轴向探伸超出第一子叠片组3。
图4示出了根据图3的装备有永磁体6的子叠片组3的(在无法分辨出叠片层的情况下)简化的剖图。其具有中央的环10、叠片舌部7、接片11、空隙12、极部8和极靴9。永磁体6径向无间隙地被夹紧在叠片舌部7与极靴之间。叠片舌部7朝永磁体6的压入方向弯曲。叠片舌部可以弹性地变形或弹性且塑性地变形。
图5示出了两个子叠片组3a、4a，它们部分装备有永磁体6a。在此，在所示的中间状态下，仅每隔一个磁体兜部5a承载有永磁体6a。两个子叠片组3a、4a相同地构造，并且彼此围绕垂直于转子轴线的轴线旋转180°。附加地，两个部分组3a、4a围绕转子轴线绕枢转了一个转子极间距。在没有装备永磁体的磁体兜部5a中可以看到叠片舌部7a。在中央的凹部15a中设置有凸起部14a，其用于卡夹所要容纳的轴。这些凸起部也具有留空部，并且与弹簧舌7a类似地起作用。在叠片组的起始处，没有设置凸起部14a，以便于嵌入轴。在压入永磁体时，必须很好地引导它们。被部分装备的子叠片组尤其适用于较小的结构尺寸，这是因为永磁体之间留有更多的用于装配装置的空间。此外，在图5中还示出了极部8a、极靴9a。
图6示出了不同的叠片舌部7a、7b和7c的选定方案。叠片舌部7a、7b和7c具有侧棱边13a、13b、13c，并且在其自由端部上在拐角中被倒圆。侧棱边13b在叠片舌部7b中平行延伸。在叠片舌部7a和7c中，侧棱边13a、13c靠近彼此地延伸，并在叠片舌部7a中具有较小的角度，而在叠片舌部7c中具有较大的角度。侧棱边之间的角度越大，叠片舌部的弹簧常数就越低。在具有平行的侧棱边13b的叠片舌部7b中，在弯曲时在弹簧行程较小的情况下快速实现高的挤压力。利用具有大角度的叠片舌部7c实现了更软的弹簧特性。由此覆盖更大的公差范围。利用其侧棱边13a具有较小的角度的叠片舌部7a产生了类似在叠片舌部7c中的力，但却防止了由弹簧作用产生更大的侧向力。也可行的是，改变叠片舌部在中央的环的区域中的宽度，以便影响弹簧力。
图7示出了装配好的永磁体转子1的空间图，其具有叠片组2、第一子叠片组3、第二子叠片组4、永磁体6、叠片舌部7、中央的环10、极部8、极靴9、接片11和空隙12。永磁体6在两个子叠片组3和4上延伸。
图8示出了根据图7的永磁转子的(在无法分辨出叠片层的情况下)的简化的剖图。其具有子叠片组3和4、叠片舌部7、永磁体6、中央的环10、接片11、空隙12、极部8和极靴9。如可以清楚地看到，子叠片组3中的叠片舌部7与子叠片组4中的叠片舌部相反地偏转。
图9示出了完全装备的子叠片组3d和未装备好的子叠片组4d的第二实施方式，其具有切向布置的永磁体6d，其被容纳在第一子叠片组3d的磁体兜部5d中。
图10示出了根据第二实施方式的装配好的永磁马达1d的空间图，其具有一起形成叠片组2d的第一子叠片组3d和第二子叠片组4d、磁体兜部5d、装配好的永磁体6d、叠片舌部7d、中央的凹部15d、中央的环10d、中央的环10d与极部8d之间的接片11d和缺口16d。
图11示出了根据第二实施方式的完全装备好的子叠片组3d的剖图，其具有极部8d、永磁体6d、中央的环10d、被空隙12d分隔开的叠片舌部7d和中央的凹部15d。
图12示出了根据图10的永磁转子1d的剖图，其具有子叠片组3d和4d、极部8d、永磁体6d、接片7d、空隙12d、中央的环10d和中央的凹部15d。
图13示出了第二实施方式的变型方案，其具有第一子叠片组3e、永磁体6e、极部8d，叠片舌部7e、空隙12e、中央的环10e、中央的凹部15e和形式为多个起始叠片的不具有叠片舌部的接合辅助件17e。由此便于永磁体6e的装配。
附图标记列表
1 永磁转子
2 叠片组
3 第一子叠片组
4 第二子叠片组
5 磁体兜部
6 永磁体
7 叠片舌部
8 极部
9 极靴
10 中央的环
11 接片
12 空隙
13 侧棱边
14 凸起部
15 中央的凹部
16 缺口
17 接合辅助件

Claims (15)

1.电动机的永磁转子(1)，所述永磁转子具有由两个子叠片组(3、4)组成的叠片组(2)、多个力锁合地容纳在所述叠片组的磁体兜部(5)中的永磁体(6)，其中，所述永磁体在两个子叠片组(3、4)上延伸，其特征在于，维持力锁合的能偏转的叠片舌部(7)在第一子叠片组(3)中朝轴向第一方向偏转，而在第二子叠片组(4)中朝反向于第一方向的轴向第二方向偏转，其中，所述子叠片组(3、4)由经冲压的叠片构成，并且所述永磁体在冲压方向上被压入到所述磁体兜部(5)中。
2.根据权利要求1所述的永磁转子，其特征在于，所述两个子叠片组(3、4)的叠片截段相同地构造。
3.根据权利要求2所述的永磁转子，其特征在于，所述叠片舌部(7)探伸到针对磁体兜部(5)的凹部中，并且所述叠片截段具有带有叠片舌部(7)的针对磁体兜部(5)的凹部和不带有叠片舌部的针对磁体兜部(5)的凹部。
4.根据权利要求3所述的永磁转子，其特征在于，在所述子叠片组(3、4)中的叠片截段的叠片相对于彼此扭转，从而使叠片舌部(7)与空隙在轴向方向上在磁体兜部(5)内部交替出现。
5.根据权利要求1所述的永磁转子，其特征在于，所述子叠片组(3、4)的叠片截段由至少两个不同的叠片截段构成，其中，叠片舌部(7)并不存在于所有的叠片截段中，并且/或者不同地构造的叠片舌部存在于不同的叠片截段中。
6.根据权利要求5所述的永磁转子，其特征在于，在所述子叠片组(3、4)中一个或多个第一叠片截段与一个或多个第二叠片截段是彼此交替的。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的永磁转子，其特征在于，从转子叠片组的轴向端部观察地，在第一叠片或前两个叠片或前三个叠片或前四个叠片或前五个叠片中不存在叠片舌部。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的永磁转子，其特征在于，所述叠片舌部(7)径向向外延伸，并且所述永磁体(6)相应地被径向向外推挤，其中，所述永磁体(6)径向支撑在所述子叠片组(3，4)的极部(8)上或极靴(9)上。
9.根据权利要求8所述的永磁转子，其特征在于，所述极靴(9)与磁体兜部(5)的邻接的侧面之间的过渡区域中的半径实施得明显要比永磁体(6)的相对置的棱边半径更小。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的永磁转子，其特征在于，一个或多个叠片舌部(7)在其径向靠内的底部上具有与其径向靠外的舌端部上相同的宽度。
11.根据前述权利要求中至少一项所述的永磁转子，其特征在于，一个或多个叠片舌部(7)在其径向靠内的底部上构造得要比在其径向靠外的舌端部上稍微更宽。
12.根据前述权利要求中至少一项所述的永磁转子，其特征在于，一个或多个叠片舌部(7)在其径向靠内的底部上构造得要比在其径向靠外的舌端部上要明显更宽。
13.根据前述权利要求中至少一项所述的永磁转子，其特征在于，所述磁体兜部(5)在径向方向上的宽度明显大于其在切向方向上的宽度。
14.根据前述权利要求中至少一项所述的永磁转子，其特征在于，所述磁体兜部(5)在切向方向上的宽度明显大于其在径向方向上的宽度。
15.用于制造电动机的永磁转子(1)的方法，所述永磁转子具有由两个子叠片组(3、4)组成的叠片组(2)、多个力锁合地容纳在所述叠片组的磁体兜部(5)中的永磁体(6)，其中，所述永磁体在两个子叠片组(3、4)上延伸，其特征在于具有以下方法步骤：a)提供两个子叠片组(3、4)和多个永磁体(6)；b)将所述永磁体(6)轴向压入到第一子叠片组中，从而使永磁体(6)的第一区段被容纳在第一子叠片组的磁体兜部(5)中，并且使永磁体(6)的第二区段轴向自由地从所述磁体兜部(5)探伸出来；c)将第二子叠片组(4)轴向压装到所述永磁体(6)的自由端部上。
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