CN117175879B - 驱动电机的定转子合装机和驱动电机的定转子合装方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种驱动电机的定转子合装机和驱动电机的定转子合装方法，合装机包括：安装平台，用于承载并固定定子组件；驱动机构，用于与转子组件相连接，其中，所述驱动机构配置为：带动所述转子组件沿轴向伸入所述定子组件内部的同时带动所述转子组件沿周向转动。在本公开提供的驱动电机的定转子合装机中，定子组件固定在安装平台上，驱动机构能够沿轴向将转子组件送入定子组件的内腔中，进行合装，并且在合装过程中，能够主动校正转子组件相对于定子组件的相对位置，保证两者之间的间隙均匀，避免发生刮擦，同时降低了合装机对定子和转子相对位置的精度要求，提高了装配效率和装配质量。

Description

驱动电机的定转子合装机和驱动电机的定转子合装方法

技术领域

本公开涉及驱动电机的装配领域，尤其涉及一种驱动电机的定转子合装机和驱动电机的定转子合装方法。

背景技术

新能源汽车不断发展，驱动电机作为新能源汽车的核心部件，对其性能要求也越来越高。随着电驱系统功率密度的不断提高，对驱动电机峰值转速需求也越来越高，当前量产驱动电机最高转速已达18000转/分，在研的已达20000转/分，甚至更高，这对电机的定转子合装质量提出了非常高的要求。

相关技术中，通常将定子固定，用双顶针机构顶住转子，通过驱动机构带动转子移动完成合装，在合装过程中，由于定转子之间的间隙一般较小，在1mm左右，并且永磁电机转子有很强的磁吸力，无法有效保证电机定子和转子的相对位置满足精度要求；并且对顶针机构的强度也有很高要求，在合装过程中很容易发生刮擦。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种驱动电机的定转子合装机和驱动电机的定转子合装方法。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种驱动电机的定转子合装机，包括：

安装平台，用于承载并固定定子组件；及

驱动机构，用于与转子组件相连接，

其中，所述驱动机构配置为：带动所述转子组件沿轴向伸入所述定子组件内部的同时带动所述转子组件沿周向转动。

可选地，所述驱动机构包括用于驱动所述转子组件轴向运动的第一驱动件和用于驱动所述转子组件转动的第二驱动件，所述第二驱动件与所述转子组件相连接并安装在所述第一驱动件的输出端。

可选地，所述第一驱动件和所述第二驱动件设于所述安装平台的上方，所述安装平台上开设有通孔，所述驱动机构还包括设于所述安装平台下方的顶针，所述顶针能够穿过所述通孔以顶住所述转子组件的下端。

可选地，所述定子组件包括机壳和设置在所述机壳内的定子铁芯，所述安装平台上设有定位销，所述机壳的端面上设有与所述定位销相配合的定位孔。

可选地，所述安装平台上设有夹紧机构，所述夹紧机构用于从两侧夹紧所述定子组件。

可选地，所述安装平台上开设有通孔，所述定子组件的轴线与所述通孔的轴线共线。

可选地，所述定子组件包括定子铁芯和设于所述定子铁芯内的定子绕组，所述合装机还包括与所述定子绕组的引出线相连接的导电件，以将所述定子绕组短接。

可选地，所述转子组件包括转子和设置于所述转子内的永磁体，

其中，所述永磁体产生的磁场相对所述定子绕组旋转，以使所述定子绕组上产生的电流；

所述永磁体的磁场和所述电流相互作用，以保持所述定子组件和所述转子组件的轴线共线。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种驱动电机定转子的合装方法，所述合装方法基于上述的驱动电机的定转子合装机，所述合装方法包括：

将定子组件固定在安装平台上；

将所述定子组件的定子绕组短接；

将转子组件连接在驱动机构上；以及

控制所述驱动机构带动转子组件沿轴向伸入所述定子组件内部的同时带动所述转子组件转动，将所述定子组件和所述转子组件进行合装。

可选地，在所述将所述定子组件和所述转子组件进行合装的步骤中，控制所述转子组件的旋转速度，以保持所述转子组件的轴线与所述定子组件的轴线共线。

可选地，所述将转子组件连接在驱动机构上的步骤包括，

将所述转子组件的上端连接至所述驱动机构；

控制顶针向上运动以顶住所述转子组件的下端。

可选地，所述将定子组件固定在安装平台上的步骤包括，

将所述定子组件置于所述安装平台上，并保持所述定子组件的轴线与所述安装平台的通孔的轴线共线；

通过夹紧机构从两侧夹紧所述定子组件进行固定。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：在本公开提供的驱动电机的定转子合装机中，定子组件固定在安装平台上，驱动机构能够沿轴向将转子组件送入定子组件的内腔中，进行合装，并且在合装过程中，能够主动校正转子组件相对于定子组件的相对位置，保证两者之间的间隙均匀，避免发生刮擦，同时降低了合装机对定子和转子相对位置的精度要求，提高了装配效率和装配质量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种驱动电机的定转子合装机的结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种驱动电机的定转子合装机的剖视图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种驱动电机的定转子合装机的剖面图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种驱动电机的定转子合装方法的流程图。

附图标记说明

1-安装平台；11-通孔；2-夹紧机构；3-定子组件；31-机壳；32-定子铁芯；33-定子绕组；331-引出线；41-第一驱动件；42-第二驱动件；43-顶针；5-转子组件；6-导电件。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是，本申请中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下，并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”通常是相应附图的图面方向而言的，“轴向”、“周向”是指相对于转子的旋转轴线而言的，使用的术语“第一”、“第二”等词的使用目的在于区分不同的部件，并不具有顺序性和重要性。此外，在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。

在相关实施例中，定子和转子进行合装时，定子固定不动，转子沿轴向移动进入定子内部进行合装，比较完美的情况为，在沿轴向合装过程中，定子和转子的轴线始终相重合，定子和转子之间的间隙保持均匀。但是，由于永磁电机的转子有很强的磁吸力，导致转子和定子的轴线不能共线，转子容易发生偏移，很容易出现刮擦。

为解决上述问题，如图1至图3所示，本公开提供一种驱动电机的定转子合装机，该定转子合装机包括用于承载并固定定子组件3的安装平台1和用于与转子组件5相连接的驱动机构，其中，该驱动机构配置为：带动转子组件5沿轴向伸入定子组件3内部的同时带动转子组件5沿周向转动。驱动机构可以置于合装机的壳体中，壳体的底壁形成为上述安装平台1，驱动机构可以与控制器相连接，通过控制器控制转子组件5的轴向运动和周向转动。

这里，需要说明的是，转子组件5包括转子和设置在转子中的永磁体，定子组件3包括定子铁芯32和设置于定子铁芯32内的定子绕组33，驱动机构带动转子组件5沿轴向运动，能够缓慢进入定子组件3的腔体中，进行合装。转子组件5同时沿周向转动的目的是，当转子组件5转动时，永磁体产生的磁场相对于定子组件3的定子绕组33旋转，通过定子绕组33的磁通量会发生变化，根据法拉第电磁感应定律，当磁通量的变化率发生变化时，会产生反电动势，从而在定子绕组33中产生电流，电流与永磁体的磁场相互作用，产生阻碍转子转动的转矩和磁拉力，当定子和转子的中心有偏移时，会推动定子和转子中心重合，从而起到校正转子相对位置的作用。通过驱动机构带动转子组件5转动，产生了一个与永磁体的磁吸力方向相反的作用力，通过控制转子组件5的旋转速度，可以对该作用力的大小进行调整，使其与永磁体的磁吸力大小相等，方向相反，在转子沿轴向进入定子内腔的过程中，在径向上不会有作用力影响该过程，保证定子和转子同轴进行合装。

在本公开提供的驱动电机的定转子合装机中，定子组件3固定在安装平台1上，驱动机构能够沿轴向将转子组件5送入定子组件3的内腔中，进行合装，并且在合装过程中，能够主动校正转子组件5相对于定子组件3的相对位置，保证两者之间的间隙均匀，避免发生刮擦，同时降低了合装机对定子和转子相对位置的精度要求，提高了装配效率和装配质量。

驱动机构能够带动转子组件5沿轴向升降的同时带动转子组件5沿周向转动，实现该效果的结构可以有多种。在本公开中，如图1所示，驱动机构包括用于驱动转子组件5轴向运动的第一驱动件41和用于驱动转子组件5转动的第二驱动件42，第二驱动件42与转子组件5相连接并安装在第一驱动件41的输出端。可以使用夹爪等机构抓取转子组件5，使其轴线与定子组件3的轴线共线后，通过花键将其与第二驱动件42相连接，第一驱动件41可以为丝杠、伺服电机等。第一驱动件41带动第二驱动件42和转子组件5上下运动的同时，第二驱动件42带动转子组件5转动。

在本公开中，第一驱动件41和第二驱动件42可以设于安装平台1的上方，安装平台1上开设有通孔11，在转子组件5向下运动的过程中，为提高运动的稳定性，驱动机构还包括设于安装平台下方的顶针43，顶针43能够穿过通孔11以顶住转子组件5的下端。通过上方第一驱动件41和下方顶针43的相互配合，完成转子组件5在由上至下进入定子组件3的内腔时的合装动作，保证上下两部分的稳定性，提高合装的装配质量。

定子组件3固定在安装平台1上的方式可以有多种，并且定子组件3在安装平台1上的位置可以先固定，便于转子组件5定位，在本实施例中，如图3所示，定子组件3包括机壳31和设置在机壳31内的定子铁芯32，安装平台1上设有定位销，机壳31的端面上设有与定位销相配合的定位孔。这样，通过定位销和定位孔的配合可实现定子组件3在安装平台1上的预定位，例如，安装平台1上开设有通孔11，定子组件3的轴线与通孔11的轴线共线，保证定子组件3安装在安装平台1的预定位置固定不动。定位销和定位孔的数量可根据需要进行设计。

在本公开中，安装平台1上设有夹紧机构2，夹紧机构2可以从两侧夹紧定子组件3。夹紧机构2可以为气缸，可以实现定子组件3的固定。在其他实施例中，还可以采用紧固件、夹爪、卡扣等方式进行固定。

定子组件3包括定子铁芯32和设于定子铁芯32内的定子绕组33，合装机还包括与定子绕组33的引出线331相连接的导电件6，以将定子绕组33短接。根据法拉第电磁感应定律，只有闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，导体上才会产生感应电流，因此，为保证电磁定子绕组33上会产生电流，定子绕组33的引出线应该短接。这样，当转子组件5转动时，永磁体产生的磁场相对定子绕组33旋转，以使定子绕组33上产生感应电流，永磁体的磁场和感应电流相互作用，以保持定子组件3和转子组件5的轴线共线，起到校正转子相对位置的作用。

根据本公开的第二个方面，如图4所示，还提供一种驱动电机定转子的合装方法，该合装方法基于上文介绍的驱动电机的定转子合装机，该合装方法具有上述定转子合装机的所有有益效果，此处不做过多赘述。

具体地，本公开提供的驱动电机的定转子合装方法包括：

步骤401，将定子组件3固定在安装平台1上。安装平台1上设有通孔11，可以通过上述定位销和定位孔的配合，实现定子组件3的预定位，保证定子组件3的轴线与通孔11的轴线共线，之后通过夹紧机构2夹持固定定子组件3，保证定子组件3在安装平台1上的位置固定。

步骤402，将定子组件3的定子绕组33短接。在转子组件5转动时，短接的定子绕组33上会产生感应电流，感应电流能够与永磁体的磁场相互作用，产生一个与永磁体磁吸力方向相反的作用力，在合装之前，先保证定子绕组33短接。

步骤403，将转子组件5连接在驱动机构上，驱动机构的第一驱动件41和第二驱动件42可以预先装配好，直接将转子组件5通过花键安装在第二驱动件42上，便可完成转子组件5的安装。

对于步骤401-403的顺序，本公开不做任何限定，可根据用户需要进行调整。

步骤404，控制驱动机构带动转子组件5沿轴向伸入定子组件3内部的同时带动转子组件5转动，将定子组件3和转子组件5进行合装。驱动机构带动转子组件5沿轴向向下运动至定子组件3的内腔中，同时带动转子组件5转动，可通过控制第一驱动件41控制转子组件5向下运动的速度，缓慢完成定子和转子的合装动作。同时通过控制第二驱动件42控制转子组件5的旋转速度，能够始终保持转子组件5的轴线与定子组件3的轴线共线，只要稍有偏差，便可自动进行校正。

在步骤403中，控制顶针向上运动以顶住转子组件5的下端，转子组件5的上端与第二驱动件42相连接，转子组件5的下端与顶针抵接，保证转子组件5的上端和下端均有支撑，从而保证合装动作的稳定性，提高装配质量。

在进行驱动电机的定转子合装时，将定子组件3固定在安装平台1的预定位置，保持定子组件3的轴线与安装平台1上通孔11的轴线共线，将转子组件5安装在驱动机构上，在驱动机构带动转子向下运动的同时，下方的顶针向上运动顶住转子组件的下端，在转子组件向下运动过程中，转子组件同步周向转动，可自动校正转子组件的相对位置，保证转子组件的轴线与通孔的轴线共线，在由上至下运动的过程中，定转子的间隙均匀，能够形成闭合的磁路，执行电能与机械能相互转化的功能。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种驱动电机的定转子合装机，其特征在于，包括：

安装平台（1），用于承载并固定定子组件（3）；及

驱动机构，用于与转子组件（5）相连接，

其中，所述驱动机构配置为：带动所述转子组件（5）沿轴向伸入所述定子组件（3）内部的同时带动所述转子组件（5）沿周向转动；

所述驱动机构包括用于驱动所述转子组件（5）轴向运动的第一驱动件（41），所述第一驱动件（41）设于所述安装平台（1）的上方，所述安装平台（1）上开设有通孔（11），所述驱动机构还包括设于所述安装平台下方的顶针（43），所述顶针（43）能够穿过所述通孔（11）以顶住所述转子组件（5）的下端；

所述定子组件（3）包括定子铁芯（32）和设于所述定子铁芯（32）内的定子绕组（33），所述合装机还包括与所述定子绕组（33）的引出线（331）相连接的导电件（6），以将所述定子绕组（33）短接。

2.根据权利要求1所述的驱动电机的定转子合装机，其特征在于，所述驱动机构包括用于驱动所述转子组件（5）转动的第二驱动件（42），所述第二驱动件（42）与所述转子组件（5）相连接并安装在所述第一驱动件（41）的输出端。

3.根据权利要求1所述的驱动电机的定转子合装机，其特征在于，所述定子组件（3）包括机壳（31）和设置在所述机壳（31）内的定子铁芯（32），所述安装平台（1）上设有定位销，所述机壳（31）的端面上设有与所述定位销相配合的定位孔。

4.根据权利要求1所述的驱动电机的定转子合装机，其特征在于，所述安装平台（1）上设有夹紧机构（2），所述夹紧机构（2）用于从两侧夹紧所述定子组件（3）。

5.根据权利要求1所述的驱动电机的定转子合装机，其特征在于，所述安装平台（1）上开设有通孔（11），所述定子组件（3）的轴线与所述通孔（11）的轴线共线。

6.根据权利要求1所述的驱动电机的定转子合装机，其特征在于，所述转子组件（5）包括转子和设置于所述转子内的永磁体，

其中，所述转子组件（5）转动，所述永磁体产生的磁场相对所述定子绕组（33）旋转，以使所述定子绕组（33）上产生电流；

所述永磁体的磁场和所述电流相互作用，以保持所述定子组件（3）和所述转子组件（5）的轴线共线。

7.一种驱动电机的定转子合装方法，其特征在于，所述合装方法基于权利要求1-6中任一项所述的驱动电机的定转子合装机，所述合装方法包括：

将定子组件固定在安装平台上；

将所述定子组件的定子绕组短接；

将转子组件连接在驱动机构上；以及

控制所述驱动机构带动转子组件沿轴向伸入所述定子组件内部的同时带动所述转子组件转动，将所述定子组件和所述转子组件进行合装。

8.根据权利要求7所述的驱动电机的定转子合装方法，其特征在于，在所述将所述定子组件和所述转子组件进行合装的步骤中，控制所述转子组件的旋转速度，以保持所述转子组件的轴线与所述定子组件的轴线共线。

9.根据权利要求7所述的驱动电机的定转子合装方法，其特征在于，所述将转子组件连接在驱动机构上的步骤包括，

将所述转子组件的上端连接至所述驱动机构；

控制顶针向上运动以顶住所述转子组件的下端。

10.根据权利要求7所述的驱动电机的定转子合装方法，其特征在于，所述将定子组件固定在安装平台上的步骤包括，

将所述定子组件置于所述安装平台上，并保持所述定子组件的轴线与所述安装平台的通孔的轴线共线；

通过夹紧机构从两侧夹紧所述定子组件进行固定。