CN110880848A - 用于平衡电机的转子的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于平衡电机的转子(10)的方法，其中每个转子(10)具有轴(11)和至少一个布置在该轴上的板组(12)，该方法至少具有以下步骤：提供电机的待平衡的转子(10)。提供具有长度(l)的坯件(13)，该长度小于该转子(10)的板组(12)的外直径(d)。测定该待平衡的转子(10)的初始不平衡的量和取向。取决于所测定的初始不平衡的量通过将超重心的凹陷(15)引入到相应的坯件(13)中来加工这些坯件(13)，其中相应的坯件(13)能够藉由该凹陷(15)被安装在该待平衡的转子(10)的轴(11)上。以取决于所测定的初始不平衡的取向的角度位置来将所加工的坯件(13)安装在该待平衡的转子(11)上。

Description

用于平衡电机的转子的方法
技术领域
本发明涉及一种用于平衡电机的转子的方法。
背景技术
电机的转子具有轴和定位于轴上的板组，其中在该板组的磁体套中定位有磁体。这些磁体形成极对。电机的转子的板组可以形成为分段的板组，该分段的板组由在该轴的轴向方向上看彼此并排或彼此前后定位的板组段组成。
即使在通常对称的转子构造方式下，转子的单独组件的制造偏差也导致不平衡。如果转子的不平衡超过极限值，则在电机的运行中产生不希望的振动、噪音和提前失效。
为了补偿电机的转子的不平衡，从实践中还已知，将电机的转子平衡化。在此，通过在转子上的质量平衡来消除不平衡。
配重的质量平衡可以通过去掉质量(所谓的负配重)或通过添加质量(所谓的正配重)来进行。
负配重也可以称为减法配重，而正配重也可以称为加法配重。
从实践中已知的用于平衡电机的转子的方法通常使用负配重。然而在负配重的情况下电机的转子的损伤对于高功率机器而言是不可容忍的。
因此，从实践中已知，除了上文提及的轴、板组以及磁体的组件之外，在电机的转子处还准备了牺牲质量，可以从其中去掉质量以进行负配重。这种用于负配重的牺牲质量可以是配重盘的零件。然而设置这种配重盘具有以下缺点：一方面提高了转子的轴向构造长度且另一方面提高了转子的质量。
为了避免负配重的这些缺点，作为平衡电机的转子的替代方案，也可以进行正配重。在正配重的情况下，逐点地将材料施加到电机的转子上，更确切地仅施加在转子的用于使不平衡最小化所需的位置上。通过正配重平衡的转子比通过负配重平衡的转子更轻。
对于电机的以超过15,000转/分钟或者甚至超过17,000转/分钟的转速运行的转子而言，从现有技术已知的用于正配重的方法不适用，更确切地尤其鉴于在短周期内对这种转子的工业生产。
因此，需要一种用于平衡电机的转子的新型方法，该方法尤其适用于在短周期内在生产过程中来平衡高速运转的电机。
发明内容
本发明的目的是，创造一种用于平衡电机的转子的新型方法。
这个目的通过一种根据优选实施方案的用于平衡电机的转子的方法来实现。
本发明的方法包括至少以下步骤：
提供电机的待平衡的转子。提供具有如下长度的坯件，该长度小于该转子的至少一个板组的外直径。测定电机的该待平衡的转子的初始不平衡的量和取向。取决于该电机的待平衡的转子的、所测定的初始不平衡的量，通过将超重心的凹陷引入到相应的坯件中来对这些坯件进行加工，其中相应的坯件能够藉由该凹陷被安装在该电机的待平衡的转子的轴上。优选地，有待引入至相应坯件中的凹陷的中心与相应坯件的重心的距离取决于该电机的待平衡的转子的初始不平衡的量来测定或确定，并且取决于此来将凹陷引入至该坯件中。以取决于所测定的初始不平衡的取向的角度位置来将所加工的坯件安装在该电机的待平衡的转子上。
在根据本发明的方法中，首先测定电机的所提供的、待平衡的转子的初始不平衡。接着对坯件进行加工，更确切地取决于所测定的初始不平衡的量。取决于所测定的初始不平衡的量来将相应的凹陷引入至坯件中，相应的坯件能够藉由该凹陷被安装在该待平衡的转子的轴上。取决于所测定的初始不平衡的取向，将如此加工的坯件以限定的角度位置安装在该待平衡的转子上。由此提出一种用于平衡电机的转子的方法，该方法尤其适用于高速运转的电机，以便在短的周期内高效地并且高度准确地平衡该电机。
根据本发明的有利的改进方案，参照所述板组的两个轴向的末端来测定该待平衡的转子的初始不平衡的相应量和相应取向。对于每个轴向的末端，相应地取决于该初始不平衡的相应的量来单独地加工坯件，并且取决于该初始不平衡的取向来单独地安装该坯件。由此可以特别有利地平衡该电机的转子。
根据本发明的有利的改进方案，这些坯件的长度为至少一个板组的外直径的60％与90％之间，这些坯件优选地由顺磁的、金属性的材料以0.3mm与1.0mm之间的厚度组成。这种坯件特别有利地适合于使用根据本发明的方法来平衡电机的转子。
附图说明
本发明的优选改进方案自可选技术方案和以下的说明中得出。本发明的实施例将借助附图进行详细说明，但并不局限于此。在附图中：
图1示出用于展示用于平衡电机转子的方法的视图。
具体实施方式
本发明涉及一种用于平衡电机的转子的方法，尤其是平衡电机的在运行中以超过15,000转/分钟、尤其以超过17,000转/分钟的转速旋转的转子。这种电机是在高功率车辆中用作驱动组件的电机。
下面将参考图1描述用于平衡电机的转子的方法，其中在图1中以I、II、III、IV、V和VI示出了根据本发明的方法的不同步骤。
在第一步骤I中，首先提供电机的待平衡的转子10。
这种待平衡的转子10具有轴11以及布置在轴11上的板组12(通常也可以提供有多个、例如四个至八个板组)。板组12具有未示出的磁体套，其中接收有磁体(同样未示出)。
在第二步骤II中，提供坯件13，其中在图1中示意性地示出了这样的坯件13。
坯件13优选地由顺磁性的和金属性的材料制成，例如由顺磁性的钢制成。坯件13具有长度l，该长度小于转子10的板组12的外直径d。坯件13的宽度b小于其长度l。优选地，坯件13的长度l为待平衡的转子10的板组12的外直径d的60％与90％之间(优选地在60％与80％之间)。坯件13的厚度通常在0.3mm与1.0mm之间。
在第一步骤I中提供待平衡的转子10之后以及在第二步骤II中提供坯件13之后，在第三步骤III中确定待平衡的转子10的初始不平衡。
为了测定待平衡的转子10的初始不平衡，根据不平衡试验台上的箭头14来旋转地驱动该转子。在此，在量和取向方面对初始不平衡进行测定。
在此优选地，参照板组12的两个轴向的末端12a、12b来测定待平衡的转子10的初始不平衡的相应量和相应取向。
因此，作为不平衡测定的结果，优选地存在四个测量值，更确切地对于板组12的轴向的末端12a存在待平衡的转子10的初始不平衡的第一量和第一取向；并且对于板组12的第二末端12b存在第二量和第二取向。
在根据本发明的方法的后续第四步骤IV中，取决于相应地所测定的初始不平衡的量来加工坯件13。
通过(尤其通过冲压)将超重心的凹陷15引入至相应的坯件13中来加工坯件13。相应的坯件13能够藉由这个超重心的、圆形的凹陷15被安装在待平衡的转子10的轴11上。
在步骤IV的加工过程中将坯件13引入至凹陷15的直径适配于待平衡的转子10的轴11的直径，尤其其方式为使得可以将相应的坯件13以限定的配合(尤其以间隙配合)的方式布置在待平衡的转子10的轴11上。
图1在步骤IV中示出坯件13的重心S、以及优选地通过冲压被引入至坯件13中的凹陷15的中心M。在此，重心S与中心M之间的距离x取决于待平衡的转子10的所测定的相应初始不平衡的量。待平衡的转子10的初始不平衡的量越大，这个距离x就越大。
取决于相应初始不平衡的量来确定重心S与中心M之间的距离x；并且取决于此优选地通过冲压将凹陷15引入至相应的坯件13中。
如已经实施地，在待平衡的转子10的板组12的两个末端12a、12b的区域中可以存在初始不平衡的不同的量，使得然后对于每个末端12a、12b，将单独的凹陷15以相应凹陷15的中心M至相应坯件13的重心S的单独距离x引入至待定位于相应末端12a、12b处的坯件13中。
接着，在步骤IV中取决于相应所测定的初始不平衡的量加工坯件13之后，在第五步骤V中将所加工的坯件13以取决于所测定的初始不平衡的取向的角度位置安装在待平衡的转子10上。因为在两个轴向的末端12a、12b中的一个末端处，不仅初始不平衡的相应量可以是不同的，而且初始不平衡的相应取向也可以是不同的，所以在每个轴向的末端12a、12b的区域中相应的坯件13可以以独立的角度位置被安装在待平衡的转子10上。
通过藉由坯件的相应凹陷15在转子10的相应末端处将坯件13插到轴11上以及接着通过在板组的相应的、轴向的末端12a、12b处连接坯件13与板组12，将坯件13安装在待平衡的转子10的板组12的轴向的末端12a、12b处，其中该连接材料配合地和/或形状配合地进行。材料配合的连接可以通过粘接或者焊接或者烘烤来进行。形状配合的连接可以通过锁定或者闩锁来进行。该坯件可以由板坯件组成或者可以被设计为锻造零件。
在另一步骤VI中，可以用类似于步骤III的再一次的平衡运转(然而用所安装的坯件13)来检查平衡的结果。
因此，本发明的意义在于：如下地平衡电机的转子10：首先测量待平衡的转子10的初始不平衡，以便一方面确定初始不平衡的量并且另一方面确定初始不平衡的取向，更确切地，分别参照转子10的板组12的轴向的末端12a、12b。取决于相应初始不平衡的量来加工坯件13，更确切地通过以下方式：将超重心的凹陷15引入至坯件中，随后藉由该凹陷将相应的坯件13串在轴11上。在此，相应凹陷15的中心M与相应坯件13的重心S的距离x取决于所测定的初始不平衡的相应量。在待平衡的转子10的板组12的每个轴向的末端12a、12b处安装独立地鉴于初始不平衡的量所加工的坯件13，更确切地取决于初始不平衡的相应取向以限定的角度位置来安装。
这种用于平衡电机转子的自适应的方法适合用于在短的周期内在工业生产中平衡电机的在运行时以超过15,000转/分钟、尤其超过17,000转/分钟的转速旋转的转子。
根据本发明的方法适用于电机的各种转子。取决于不平衡的量，仅需要对应地适配相应坯件13的形状或轮廓和/或厚度。
在适当的情况下可以提出的是：坯件13在其末端的区域中提供提高的质量，该末端被引入至坯件13中的凹陷15间隔开，即被定位于坯件13的重心S的对置侧(如凹陷15)。例如，这可以通过在坯件13的相应末端上的径向突起来进行。
可以省去配重盘。能够提供电机的重量轻且轴向结构长度短的、被平衡的转子。

Claims (10)

1.一种用于平衡电机的转子(10)的方法，
其中每个转子(10)具有轴(11)和至少一个布置在该轴上的板组(12)，
该方法至少具有以下步骤：
提供电机的待平衡的转子(10)，
提供具有长度(l)的坯件(13)，该长度小于该转子(10)的板组(12)的外直径(d)，
测定该待平衡的转子(10)的初始不平衡的量和取向，
取决于所测定的初始不平衡的量通过将超重心的凹陷(15)引入到相应的坯件(13)中来加工这些坯件(13)，其中相应的坯件(13)能够藉由该凹陷(15)被安装在该待平衡的转子(10)的轴(11)上，
以取决于所测定的初始不平衡的取向的角度位置来将所加工的坯件(13)安装在该待平衡的转子(11)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
参照该板组(12)的两个轴向的末端(12a，12b)来测定该待平衡的转子(10)的初始不平衡的相应量和相应取向，
对于每个轴向的末端(12a，12b)，相应地取决于该初始不平衡的相应的量的来个别地加工坯件(13)，并且取决于该初始不平衡的取向来个别地安装该坯件。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，取决于该待平衡的转子(10)的初始不平衡的量来测定待引入至相应的坯件(13)中的凹陷(15)的中心(M)与相应的坯件(13)的重心(S)之间的距离(x)。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述坯件(13)的长度(l)为所述板组(12)的外直径(d)的60％与90％之间，尤其在60％与80％之间。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述坯件(13)的厚度在0.3mm与1.0mm之间。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述坯件(13)由金属材料组成。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述坯件(13)由顺磁性的金属材料组成。
8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，通过将所述坯件(13)藉由该坯件的凹陷(15)插到该轴(11)上并且紧接着与该板组(12)连接来将所加工的坯件(13)安装在该待平衡的转子(10)上。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所加工的坯件(13)通过粘接或者焊接或者烘烤以材料配合的方式与该板组(12)连接。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，将所加工的坯件(13)通过锁定或者闩锁以形状配合的方式与该板组(12)连接。
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