CN116365761A - 用于旋转电机的电磁极、包括该电磁极的转子和旋转电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于具有旋转轴线(A)的旋转电机(1)的电磁极(17),包括：‑包括齿芯(19)的齿(18)，该齿芯包括磁性材料，特别是包括沿旋转轴线(A)的方向堆叠的多个钢板的层压齿芯，‑线圈(16),包括围绕齿芯(19)缠绕的线(20),线圈包括线的至少一个外层(21)和线的一个下层(22),由于粘合材料(25)至少部分地覆盖线的第一部分(23)之一，外层(21)的线的第一部分(23)与下层(22)的线的第二部分(24)固定在一起。本发明还涉及包括这种电磁极(17)的转子(3)和包括这种转子(3)的电机(1)以及用于生产这种电磁极的方法。

Description

用于旋转电机的电磁极、包括该电磁极的转子和旋转电机
技术领域
本发明涉及用于旋转电机的电磁极。本发明还涉及包括这种电磁极的转子和包括这种转子的旋转电机。本发明还涉及制造这种电磁极、这种转子和这种电机的方法。
背景技术
以已知的方式，用于转子具有旋转轴线的旋转电机的电磁极包括：
-包括齿芯的齿，该齿芯包括磁性材料，特别是包括沿旋转轴线(A)的方向堆叠的多个钢板的层压齿芯，
-包括围绕齿芯缠绕的线的线圈，
-模制在线圈上的树脂基体。
由于树脂基体，线圈的所有匝被固定在一起。然而，在缠绕过程中会在匝之间形成空隙。这些空隙填充有树脂。这些空隙是失去的空间。缠绕在齿上的匝数因此减少，并且电机的性能降低。此外，不同磁极的空隙尺寸之间的差异造成了转子的不平衡。
发明内容
本发明的目的是减少或消除这些缺点。本发明涉及一种用于具有旋转轴线的旋转电机的电磁极，包括：
-包括齿芯的齿，该齿芯包括磁性材料，特别是包括沿旋转轴方向堆叠的多个钢板的层压齿芯，
-包括围绕齿芯缠绕的线的线圈，该线圈包括线的至少一个外层和线的一个下层，
线的外层包括相对于齿芯位于线圈的最外面部分的线的第一部分，
线的下层包括邻近线的第一部分的线的第二部分，邻近线的第一部分中的一个的线的每个第二部分比线的第一部分中的所述一个更靠近齿芯，
其中，至少一个第一部分和/或与所述至少一个第一部分相邻的至少一个第二部分至少部分地覆盖有粘合材料，使得所述至少一个第一部分和与所述至少一个第一部分相邻的至少一个第二部分固定在一起。
由于这种用粘合材料的固定，减少了线的外层和线的下层之间的空隙。因此，缠绕在齿上的匝数可以增加，以提高旋转电机的性能，和/或由于线圈更小，旋转电机的尺寸可以减小。此外，这种固定防止外层的匝滑动。因此，相邻线圈之间需要更少的空的空间。可以进一步提高机器的性能和/或减小旋转电机的尺寸。
根据本发明的进一步发展，外层的所述至少一个第一部分和与所述至少一个第一部分相邻的下层的至少一个第二部分是固定在一起的线的仅有部分。
根据本发明的进一步发展，粘合材料是UV可固化粘合剂。
UV可固化粘合剂由于UV照射而固化。这种UV照射可以聚焦在要固化的粘合材料区域上。因此，电磁极的制造更容易。
根据本发明的进一步发展，粘合材料是双面胶带。
这种粘合材料的使用允许第一部分和第二部分的即时固定。
根据本发明的进一步发展，电磁极包括不同于线的外层和线的下层的线的其他层，线的下层和线的其他层的线的至少两个相邻层用粘合材料成对地固定在一起。
固定线的更多层进一步减少了层之间的空隙。因此，缠绕在齿上的匝数可以增加，以提高旋转电机的性能，和/或由于线圈更小，旋转电机的尺寸可以减小。
本发明还涉及一种用于旋转电机的转子，该转子包括至少两个如前所述的电磁极和转子芯。根据本发明的进一步发展，每个电磁极的齿芯与转子芯成一体。
本发明还涉及一种包括前述转子的旋转电机。
本发明还涉及一种用于制造电磁极的方法，包括以下步骤：
-提供齿，该齿包括包含磁性材料的齿芯，特别是包含多个堆叠钢板的层压齿芯，
-提供线，
-第一施加步骤，其中将第一粘合剂成分施加到线的第一部分上，
-在第一施加步骤之后，缠绕步骤，其中线围绕齿以不同层缠绕，使得第一粘合剂成分位于线的每个第一部分和相邻层的线的第二部分之间。根据本发明的进一步发展，用于制造电磁极的方法包括第二施加步骤，其中第二粘合剂成分被施加到线的第二部分上，第二施加步骤在缠绕步骤之前。
根据本发明的进一步发展，第一粘合剂成分和第二粘合剂成分是双成分粘合剂的粘合剂成分，特别是双成分环氧胶。
根据本发明的进一步发展，第一粘合剂成分或第二粘合剂成分是胶水，并且第一粘合剂成分和第二粘合剂成分中的另一个是活化剂。根据本发明的进一步发展，用于制造电磁极的方法包括加热步骤，其中在缠绕步骤期间，在线的第一部分缠绕在线的第二部分上之后，加热第一粘合剂成分。
根据本发明的进一步发展，第一粘合剂成分是UV可固化粘合剂，该方法包括在缠绕步骤期间线的第一部分缠绕在线的第二部分上之后的UV照射步骤。
根据本发明的进一步发展，缠绕步骤包括用针引导线。
本发明还涉及一种用于制造用于旋转电机的转子的方法，该转子包括多个电磁极，该电磁极是利用如前所述的用于制造电磁极的方法制造的。
附图说明
通过阅读下面的描述和检查附图，将会更好地理解本发明。这些图纯粹是为了说明而提供的，决不限制本发明：
图1是根据本发明的旋转电机的横截面示意图；
图2示出了根据本发明第一实施例的转子的部分示意性截面图；
图3示出了根据本发明第二实施例的转子的部分示意性截面图；
图4示出了根据本发明的电磁极的制造的局部示意图；以及
图5示出了根据本发明的电磁极制造的变型的局部示意图。
具体实施方式
在各幅图中，相同、相似或类似的元件保持相同的附图标记。序数用于区分特征。它们不定义特征的位置。因此，例如，产品的第三特征并不意味着该产品具有第一和/或第二特征。词语“轴向的”、“轴向地”涉及旋转电机的旋转轴线A的方向。
图1示出了示意性描绘的旋转电机1的半截面。旋转电机1包括轴4，转子3位于轴4上。轴4例如通过第一轴承11和第二轴承12安装，以便可相对于定子2围绕旋转轴线A旋转。定子2包括定子芯9和定子绕组8。例如，定子芯9是包括多个定子板的层压定子芯9。定子芯9包括径向定向的定子齿。齿之间形成槽。定子绕组8包括导体。导体布置在槽中。定子绕组端部10电连接导体以形成定子绕组8。例如，定子绕组8是UPin型定子绕组或多叶定子绕组。例如，定子绕组是三相交流定子绕组或双三相交流定子绕组。
例如，第一轴承11位于第一支架5中，第二轴承12位于第二支架6中。第一轴承11和第二轴承12例如是滚珠轴承、滚柱轴承或滑动轴承。在图1的实施例中，旋转电机包括壳体32。壳体32包括第一支架5、第二支架6和壳体部分7。壳体部分7连接第一支架5和第二支架6。例如，定子芯9压配合在壳体部分7中。特别地，壳体部分7包括圆柱形内表面，定子芯9的外圆柱形表面压配合在该圆柱形内表面中。在未示出的另一实施例中，第一支架或第二支架包括第一管状部分，定子芯压配合在该第一管状部分中。另一支架可以包括第二管状部分。冷却室可以形成在第一管状部分和第二管状部分之间。在另一未示出的实施例中，冷却室形成在壳体部分中。
轴4可旋转地连接到驱动构件13，例如滑轮或齿轮。
转子3可旋转地连接到轴4。
图2示出了根据本发明第一实施例的垂直于转子3的旋转轴线A的示意性局部剖视图。转子3尤其是单独激励的转子，通常也称为绕线转子或滑环转子。在这种类型的转子中，转子包括通过滑环(未示出)连接到外部电源的线圈16。滑环对应于机电设备，该机电设备配置成允许旋转元件和固定元件(这里分别是绕组16和外部电源)之间的电力交换。
转子3包括多个电磁极17。每个电磁极包括齿18和一个线圈16。齿18包括齿芯19。例如，齿芯19是包括沿旋转轴线A的方向堆叠的多个钢板的层压齿芯。线圈16包括围绕齿芯19缠绕的线20。线圈16包括线的至少一个外层21和线的一个下层22。每个线圈16包括例如多匝。在图2和图3中，对应于外层21的匝由虚线连接，对应于下层22的匝由另一虚线连接。
线的外层21包括线的第一部分23，其相对于齿芯位于线圈16的最外面部分。
线的下层22包括与线的第一部分23相邻的线的第二部分24。与线的第一部分23中的一个相邻的线的每个第二部分24比线的第一部分23中的所述一个更靠近齿芯19。
至少一个第一部分23和/或邻近所述至少一个第一部分23的至少一个第二部分24至少部分地覆盖有粘合材料25，使得所述至少一个第一部分23和邻近所述至少一个第一部分23的至少一个第二部分24固定在一起。
粘合材料25也可以在层内固定区26将线的外层21的两个相邻匝固定在一起。这种层内固定区26也可以存在于线的下层22的两个相邻匝之间。
例如，外层21的所述至少一个第一部分23和邻近所述至少一个第一部分的下层22的至少一个第二部分24是固定在一起的线的仅有部分。
在另一示例中，线圈16包括不同于线的外层21和线的下层22的线的其他层。线的下层22和线的其他层的至少两个相邻层用粘合材料25成对地固定在一起。
转子3包括转子体15。转子体15包括转子芯27和电磁极的多个齿18。例如，齿18径向突出。多个齿18可以包括偶数个齿18。值得注意的是，多个齿18可以包括四个、六个或八个齿。在图2的第一实施例中，转子体包括四个齿18。
例如，转子芯是包括沿旋转轴线A的方向堆叠的多个钢板的层压转子芯。
在附图所示的实施例中，每个电磁极17的齿芯19与转子芯27是一体的。转子体15例如是构造成同轴安装在轴4上的叠片堆。例如，转子体15压配合在轴4上。转子体15在轴4上的压配合依赖于在进行压配合之前使轴4的外圆周略高于转子体15的内圆周。
在另一未示出的实施例中，转子芯和齿芯是不同的。例如，由于燕尾榫接合，齿芯固定在转子芯上。
线圈16尤其形成分别从转子体15的两个轴向端部轴向突出的线圈端部36。转子3还可以包括两个端板37、38，其配置成抵靠转子体15的两个轴向端部，从而提供叠片堆的机械保持。两个端板37、38尤其位于转子体15和线圈端部36之间。
粘合材料25例如是UV可固化粘合剂。
在另一示例中，粘合材料25是双面胶带。
粘合材料25其他示例将在下文描述。
图3示出了本发明的第二实施例。本发明的第二实施例类似于本发明的第一实施例，但电磁极17的数量是六个。
图4示出了制造电磁极17的局部示意图。
用于制造电磁极17的方法包括以下步骤：
-提供齿18，该齿18包括齿芯19，该齿芯19包括磁性材料，特别是包括多个堆叠钢板的层压齿芯，
-提供线20，
-第一施加步骤，其中第一粘合剂成分33被施加在线的第一部分23上，
-在第一施加步骤之后，缠绕步骤，其中线围绕齿以不同层缠绕，使得第一粘合剂成分33位于线的每个第一部分和相邻层的线的第二部分24之间。
借助于第一喷嘴29，第一粘合剂成分33例如被施加在线的第一部分23上。第一喷嘴29由第一进料器30供给第一粘合剂成分33。第一进料器30包括例如管子、泵和控制装置。这种第一喷嘴29和第一进料器30特别适用于液体第一粘合剂成分33，例如UV可固化粘合剂和其他液体粘合剂材料。
如果第一粘合剂成分33是UV可固化粘合剂，则该方法包括例如在缠绕步骤期间在线的第一部分23缠绕在线的第二部分24上之后的UV照射步骤。
在另一未示出的实施例中，由于分配器，第一粘合剂成分33被施加在线的第一部分23上。这种分配器特别适用于第一粘合剂成分33，例如双面胶带。
在这些实施例中，第一粘合剂成分是粘合材料25。该方法包括例如第二施加步骤，其中第二粘合剂成分34被施加到线的第二部分24上。第二施加步骤在缠绕步骤之前。
如图5所示，借助于第二喷嘴31，第二粘合剂成分34例如被施加在线的第二部分24上。第二喷嘴31由第二进料器35供给第二粘合剂成分34。第二进料器35包括例如管子、泵和控制装置。第一粘合剂成分33和第二粘合剂成分34例如是双成分粘合剂的粘合剂成分，特别是双成分环氧胶。
在另一示例中，第一粘合成分33或第二粘合成分34是胶水，并且第一粘合成分33和第二粘合成分34中的另一个是活化剂。例如，胶是氰基丙烯酸酯胶，活化剂是基于丙酮的活化剂。
该方法包括例如加热步骤，其中在缠绕步骤期间，在线的第一部分23缠绕在线的第二部分24上之后，加热第一粘合剂成分。
线20例如由于针28而缠绕在齿上。针28例如是空心针，线20被引导穿过该空心针。例如，针围绕齿移动以将线20定位在齿上。针28具有线出口，线20通过该线出口离开针28。第一施加步骤和第二施加步骤(如果有的话)例如在线从线出口退出后在线上进行。
附图中所示的电磁极17的实施例涉及旋转电机的转子，其中定子2在转子3的径向外侧。在另一未示出的实施例中，电磁极是旋转电机的转子的电磁极，其中定子在转子的径向内侧。
在另一未示出的实施例中，电磁极是旋转电机的定子的电磁极。在这种情况下，线圈是定子绕组的线圈。例如，极的极性根据给线圈供电的交流电的极性而变化。
附图标记列表
1 旋转电机
2 定子
3 转子
4 轴
5 第一支架
6 第二支架
7 壳体部分
8 定子绕组
9 定子芯
10 定子绕组端部
11 第一轴承
12 第二轴承
13 驱动构件
15 转子体
16 线圈
17 电磁极
18 齿
19 齿芯
20 线
21 外层
22 下层
23 第一部分
24 第二部分
25 粘合材料
26 层内固定区
27 转子芯
28 针
29 第一喷嘴
30 第一进料器
31 第二喷嘴
32 壳体
33 第一粘合剂成分
34 第二粘合剂成分
35 第二进料器
36 线圈端部

Claims (16)

1.一种用于具有旋转轴线(A)的旋转电机(1)的电磁极(17),包括：
-包括齿芯(19)的齿(18)，该齿芯包括磁性材料，特别是包括沿旋转轴线(A)的方向堆叠的多个钢板的层压齿芯，
-线圈(16),包括围绕齿芯(19)缠绕的线(20),线圈包括线的至少一个外层(21)和线的一个下层(22),
线的外层(21)包括线的第一部分(23),其相对于齿芯位于线圈(16)的最外面部分，
线的下层(22)包括邻近线的第一部分(23)的线的第二部分(24)，邻近线的第一部分(23)中的一个的线的每个第二部分(24)比线的第一部分(23)中的所述一个更靠近齿芯(19)，
其中，至少一个第一部分(23)和/或邻近所述至少一个第一部分(23)的至少一个第二部分(24)至少部分地覆盖有粘合材料(25)，使得所述至少一个第一部分(23)和邻近所述至少一个第一部分(23)的至少一个第二部分(24)固定在一起。
2.根据前一权利要求所述的电磁极(17)，其中，所述粘合材料(25)是UV可固化粘合剂。
3.根据权利要求1所述的电磁极(17)，其中，所述粘合材料(25)是双面胶带。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电磁极(17)，包括不同于线的外层(21)和线的下层(22)的线的其他层，线的下层(22)和线的其他层中的线的至少两个相邻层用所述粘合材料(25)成对固定在一起。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电磁极(17)，其中，外层(21)的所述至少一个第一部分(23)和与所述至少一个第一部分相邻的下层(22)的至少一个第二部分(24)是固定在一起的线的仅有部分。
6.一种用于旋转电机的转子(3)，包括至少两个根据前述权利要求之一所述的电磁极(17)和转子芯(27)。
7.根据前一权利要求所述的用于旋转电机的转子(3)，其中，每个电磁极(17)的齿芯(19)与转子芯(27)是一体的。
8.一种旋转电机(1)，包括根据权利要求6和7之一所述的转子(3)。
9.一种用于制造电磁极(17)的方法，包括以下步骤：
-提供齿(18)，该齿(18)包括包含磁性材料的齿芯(19)，特别是包含多个堆叠钢板的层压齿芯，
-提供线(20)，
-第一施加步骤，其中第一粘合剂成分(33)被施加到线的第一部分(23)上，
-在第一施加步骤之后，缠绕步骤，其中线围绕齿以不同层缠绕，使得第一粘合剂成分(33)位于线的每个第一部分和相邻层的线的第二部分(24)之间。
10.根据前一权利要求所述的用于制造电磁极(17)的方法，包括第二施加步骤，其中第二粘合剂成分(34)被施加在线的第二部分(24)上，第二施加步骤在缠绕步骤之前。
11.根据前一权利要求所述的用于制造电磁极(17)的方法，其中，所述第一粘合剂成分(33)和第二粘合剂成分(34)是双成分粘合剂的粘合剂成分，特别是双成分环氧胶。
12.根据权利要求10所述的用于制造电磁极(17)的方法，其中，所述第一粘合剂成分(33)或第二粘合剂成分(34)是胶水，并且第一粘合剂成分(33)和第二粘合剂成分(34)中的另一个是活化剂。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的用于制造电磁极(17)的方法，包括加热步骤，其中，在缠绕步骤期间，在线的第一部分(23)缠绕在线的第二部分(24)上之后，加热第一粘合剂成分。
14.根据权利要求9所述的用于制造电磁极(17)的方法，其中，所述第一粘合剂成分(33)是UV可固化粘合剂，所述方法包括在缠绕步骤期间，在线的第一部分(23)缠绕在线的第二部分(24)上之后的UV照射步骤。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的用于制造电磁极(17)的方法，其中，缠绕步骤包括用针(28)引导线。
16.一种用于制造用于旋转电机(1)的转子(3)的方法，所述转子包括多个电磁极(17)，所述电磁极通过根据权利要求9至15中任一项所述的用于制造电磁极的方法制造。
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