CN1905321A - 用于无刷电机的永磁体转子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于无刷电机的永磁体转子。该永磁体转子具有一根转子轴和一个圆柱形塑料笼。在该塑料笼中插入永磁体。塑料笼具有燕尾形的容纳口。永磁体是梯形的，并且精确配合地插入燕尾形的容纳口中。

Description

用于无刷电机的永磁体转子
技术领域
本发明涉及一种用于无刷电机的永磁体转子。
背景技术
在DE 19601271 A1中已经公开了一种磁极转子，该磁极转子具有多个磁极，这些磁极设置在转子基环的圆柱外表面上。这些磁极嵌入一个塑料环中，其中该塑料环是一种注塑件。塑料环压紧在基环的圆柱外表面上。为了防止塑料环在基环的圆柱外表面上移动设置了一个保持环(Kaefigring)，该保持环搭接在塑料环上。
在DE 19942029 A1中公开了一种用于无刷电动机的永磁体转子，其中该永磁体转子具有一个圆柱形的制成薄板的转子体。该转子体与转子轴固定连接，并且具有沿着圆柱圆周设置的扇形永磁体。这些永磁体可以通过固定机构压向转子体的圆柱圆周并相对于转子体的圆柱圆周锁定。固定机构是弹性固定夹。
在GB 2275134A中公开了一种用于电动机的永磁体转子，其具有一个转子基体，该转子基体具有圆柱形外圆周。在该转子基体的外圆周上设置了多个永磁体，其中这些永磁体相互间隔开。另外设置了一个由塑料材料或者树脂浇注的外壳，其盖住永磁体的外圆周，并填充永磁体之间的间隙。该本身设有永磁材料的浇注外壳用于将永磁体固定在转子上，并在沿圆周方向相邻的磁体之间引起只是逐渐变化的磁通。
在WO 00/74209 A1中公开了一种用于无刷电动机的转子，其中设置了一个收缩软管用于固定转子的磁体部分。在该转子装配时，首先将磁体部分浮动地置入一个笼中。然后可以将一个转子芯轴向插入整体上环形设置的磁体部分的径向内部区域中。磁体部分的固定借助于上述收缩软管实现。该收缩软管最初是套管的形式，该套管由在加热时会收缩的材料制成，并且其沿轴线方向推到磁体部分上。如果在该套管上施加了要求的温度，该温度最好在100℃和200℃之间，然后该套管收缩成收缩软管，该收缩软管将磁体部分固定在转子上。
发明内容
本发明的任务是提供一种用于无刷电机的永磁体转子，该永磁体转子可以快速且简单地制造，并且在其在无刷电机的应用中可以将转子和定子之间的距离保持很小。
该任务通过一种具有权利要求1所述特征的永磁体转子解决。本发明的优选的结构方案以及改进方案在从属权利要求中获得。
本发明的优点尤其在于，通过将永磁体精确配合地插入塑料笼中保证了永磁体在转子上的精确定位。尤其保证了永磁体相互之间具有均匀的距离。另外永磁体转子的装配或者安装根据本发明可以快速且简单地实现。这缩短了在工厂中的制造周期。另外根据本发明的永磁体转子允许在后续使用中进行简单的过程监控，因为其不必为试验目的进行破坏。另外通过塑料笼的燕尾形容纳口保证了永磁体在转子使用过程中固定在转子上，并且不会从转子上松脱。不必为固定而需要其它设置在电机的永磁体和转子之间的元件。因此对于按本发明的永磁体转子，转子的外圆周和定子的内圆周之间的距离可以比较小，其中转子可旋转运动地支承在定子的内圆周中。
通过在相邻的永磁体之间设置的塑料隔片以有利的方式实现了相邻的永磁体之间的距离通过塑料来闭合。由此避免了在电机使用时会出现干扰的运转噪声，该运转噪声例如可能由气隙(Luftabriss)产生。另外永磁体在其在外表面的区域中在其棱边上受到保护而防止损坏。另外实现了电动机效率的提高，因为在永磁体之间没有金属桥，因为-如上已经列出-转子到定子的距离可以选择得较小。
如在权利要求8中所述，如果塑料笼具有两个在轴线方向上相互间隔开的通过隔片相互连接的环，那么对于塑料笼只需要很少的塑料材料，这大大降低了制造成本。另外第一环以有利的方式用作搭接环(Rueckschlussring)的止挡面，并且第二环用作永磁体的止挡面。由此进一步简化了永磁体转子的装配。
附图说明
本发明的其它优选的特征由根据附图的示例性的说明获得。附图示出：
图1示出了用于说明按本发明的永磁体转子的视图；
图2示出了示意图，其中示出了永磁体转子的组件的透视图；
图3示出了按本发明的永磁体转子的纵剖图。
具体实施方式
图1a示出了用于说明按本发明的永磁体转子的视图。所示永磁体转子1具有一根转子轴2，该转子轴作为空心圆柱形转子轴实现。转子轴2用作塑料笼5的支架，在该塑料笼中沿轴线方向插入了一个在图1a中不可见的搭接环4以及永磁体6。该搭接环4的任务是使穿过永磁体6的磁路闭合。另外该搭接环还用于将永磁体无间隙地压紧在塑料笼5和搭接环4之间。
塑料笼5包括多个沿径向方向向外伸出的隔片10，这些隔片与塑料笼的其它组成部分一起构成了永磁体6燕尾形的容纳口。
在图1a中用虚线示出的细部D在图1b中放大示出。从该放大视图可以看到，设置在塑料笼5中的容纳口7是燕尾形的，并且插入这些容纳口中的永磁体6是梯形的，使得永磁体可以精确配合地插入到这些容纳口中。
塑料隔片10的高度h1稍大于永磁体的高度h2，从而相邻的永磁体在其整个高度范围内通过设置在其之间的塑料隔片相互隔开。塑料隔片10在永磁体的径向内端区域的范围内的宽度b1小于塑料隔片10在永磁体的径向外端区域的范围内的宽度b2。
在其沿轴向的中间区域中，永磁体6直接贴靠在图1b中所示的搭接环4上，该搭接环在轴向上定位在塑料笼5的环形前端面后面。
另外由图1b可以看到，隔片10的径向外表面以及永磁体6的径向外表面相互对齐地交错过渡。总的来说，隔片10的径向外表面和永磁体6的径向外表面构成了永磁体转子的一个闭合的外表面。相邻的永磁体6之间的间隙完全用设置在永磁体之间的隔片10的塑料材料填满了。由此以有利的方式实现了在转子使用时不会出现干扰的运转噪声。另外永磁体的外棱边在使用时受到保护而不会受损，因为其不伸入到定子和转子之间的气隙中。
另外通过塑料笼5的燕尾形容纳口以及永磁体6的梯形造型，保证了永磁体在塑料笼中的精确配合布置。由此实现了即使在转子快速旋转时永磁体也不会从转子上松脱，永磁体也不能跨越转子和定子之间的气隙，并且电机也不会受损坏或者甚至破坏。
图2示出了图1中所示的永磁体转子的组件的透视图。在此在图2a中示出了总体上构造成空心圆柱形的塑料笼5，其中在转子装配时将永磁体和搭接环插入该塑料笼中。塑料笼5具有第一环8和与该第一环轴向间隔开的第二环9。这两个环通过沿轴向延伸的隔片10相互连接起来。隔片与环一起构成了永磁体的燕尾形容纳口。第一环8的直径d1小于第二环9的直径d2。永磁体沿着箭头x的方向插入塑料笼5的燕尾形容纳口中，其中环9的内表面用作永磁体的止挡面。
在图2b中示出了搭接环4的透视图。因为永磁体的形状最好是方形的，因此永磁体的径向内表面和径向外表面分别是矩形的，搭接环的外表面在圆周方向上是分段直线形的。另外因为搭接环4的外径相应于塑料笼5的环9的内径，搭接环4可以沿着箭头y(图2a)的方向精确配合地插入到已经插入永磁体6的塑料笼5中。在此环8的内表面用作搭接环4的止挡面。如果搭接环4插入到塑料笼5中，那么永磁体就直接支撑在搭接环4上，并且无间隙地夹紧在塑料笼和搭接环之间。
图2c示出了具有已插入的永磁体6和已插入的搭接环4的塑料笼5的透视图。
在转子使用时，即使在大的负荷下也不会在搭接环4、塑料笼5和插入其容纳口的永磁体6之间产生不期望的沿圆周方向的转动。
在图2c中所示的由塑料笼5、永磁体6和搭接环4构成的单元套装在一根转子轴2上，并固定在该转子轴2上。
根据图3a中所示的一种第一实施方式按如下方式实现：
转子轴2构造成空心轴，其在其外圆周上设有一个台阶3。在图2c中所示的单元套装在转子轴上，其中转子轴的台阶3用作所述单元的轴向止挡面。可以看到，环9以及搭接环4的其中一个轴向端面直接抵靠在台阶3上。环8和永磁体6的端面借助于锁紧螺母11固定在转子轴2上。
因此总体上实现了快速且简单地制造永磁体转子，该永磁体转子在使用时运转平静并且运转可靠。如果这种永磁体转子在无刷电机中可旋转运动地设置在定子中，并且与该定子间隔一个微小的距离，那么电机以较高的效率工作。
根据一种在图3b中所示的第二实施方式，转子轴2同样是空心轴。该轴除了第一台阶3具有一个第二台阶14。在图2c中所示的由塑料笼5、永磁体6和搭接环4构成的单元套装在该转子轴2上，使得第一台阶3用作所述单元的轴向止挡面。可以看到，环9和搭接环4的轴向端面直接贴靠在台阶3上。环8和永磁体6的端面对齐地过渡到所述的第二台阶14中，并且贴靠在一个套装在转子轴2上的固定板12上。该固定板使用螺纹件13固定在转子轴2上，其中螺纹件13穿过固定板12。
这里总体上也实现了快速且简单地制造的永磁体转子，该永磁体转子在使用时运转平静并且运转可靠。如果该永磁体转子在无刷电机中可旋转运动地设置在定子中，并且与该定子隔开一个微小的距离，那么该电机就以较高的效率工作。

Claims (13)

1.用于无刷电机的永磁体转子，具有
-一根转子轴(2)；
-一个圆柱形塑料笼(5)，其中插入永磁体(6)；其中
-塑料笼具有燕尾形的容纳口(7)；并且
-永磁体(6)是梯形的，并且精确配合地插入燕尾形的容纳口中。
2.按权利要求1所述的永磁体转子，其特征在于：所述塑料笼(5)在各相邻的永磁体(6)之间分别具有一个隔片(10)，并且所述永磁体(6)与隔片(10)以及搭接环(4)无间隙地夹紧。
3.按权利要求2所述的永磁体转子，其特征在于：所述隔片(10)的高度(h1)略大于所述永磁体(6)的高度(h2)。
4.按权利要求2或者3所述的永磁体转子，其特征在于：所述隔片在永磁体的径向内端部区域的范围内的宽度(b1)小于所述隔片在永磁体的径向外端部区域的范围内的宽度(b2)。
5.按权利要求2-4中任一项所述的永磁体转子，其特征在于：所述隔片(10)的外表面和永磁体(6)的外表面对齐地交错过渡。
6.按前述权利要求中任一项所述的永磁体转子，其特征在于：所述永磁体(6)具有矩形的外表面。
7.按权利要求2-6中任一项所述的永磁体转子，其特征在于：所述隔片(10)的外表面和所述永磁体(6)的外表面构成了永磁体转子的闭合外表面。
8.按前述权利要求2-7中任一项所述的永磁体转子，其特征在于：所述塑料笼(5)具有两个沿轴线方向相互间隔开的环(8、9)，其通过隔片(10)相互连接在一起，并且第一环(8)的内直径(d1)小于第二环(9)的内直径(d2)。
9.按权利要求8所述的永磁体转子，其特征在于：所述第一环(8)用作搭接环(4)的止挡面。
10.按权利要求8或者9所述的永磁体转子，其特征在于：所述第二环(9)用作永磁体(6)的止挡面。
11.按前述权利要求中任一项所述的永磁体转子，其特征在于：所述转子轴(2)设有一个台阶(3)，并且该台阶用作具有插入的磁体和插入的搭接环的塑料笼的轴向端部区域的止挡面。
12.按权利要求11所述的永磁体转子，其特征在于：所述具有插入的磁体和插入的搭接环的塑料笼的另一个端部区域借助于锁紧螺母(11)固定在转子轴(2)上。
13.按权利要求11所述的永磁体转子，其特征在于：所述转子轴(2)设有一个第二台阶(14)，所述具有插入的磁体和插入的搭接环的塑料笼的另一个端部区域贴靠在一个固定板(12)上，并且固定板(12)借助于固定螺纹件(13)固定在转子轴(2)上。
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