DE112004003151B4 - Verfahren zur Herstellung eines permanentmagneterregten Synchronmotors - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines permanentmagneterregten Synchronmotors über die Fixierung eines Statorkerns (1) in einem Rahmen (4) mit einer kreisrunden Bohrung, wobei das Verfahren das Auswählen einer im Wesentlichen quadratischen Form als Rahmen (4) und die Positionierung des Rahmens (4) und des Statorkerns (1) in einer Anordnung umfasst, bei der der durch den Rahmen (4) am Statorkern (1) beaufschlagte Druck für jeden Motortyp einen Extremwert in einem vorbestimmten Bereich des Statorkerns (1) annimmt, um den Statorkern (1) am Rahmen (4) zu fixieren, wobei die Positionierung von Rahmen (4) und Statorkern (1) so erfolgt, dass eine Anordnung, bei der die durch den Rahmen (4) am Statorkern (1) beaufschlagte Belastung maximal wird, mit einer Zahn-Mittenlinie (7) oder einer Nut-Mittenlinie (8) des Statorkerns (1) konsistent wird.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines permanentmagneterregten Synchronmotors, der zur Verringerung des Nutrastmoments beiträgt.
• STAND DER TECHNIK
• Das Nutrastmoment bei permanentmagneterregtpermanentmagneterregten Synchronmotoren mit Innenrotor umfasst pulsierende Komponenten beim Moment, das zwischen den Zähnen eines Statorkerns (Stator-Eisenkern) und eines Magnetrotors (Rotor) erzeugt wird, wenn der Magnetrotor durch einen externen Antrieb zum Zeitpunkt einer stromlosen Aufbringung auf eine Wicklung gedreht wird und es erscheint theoretisch nur eine Ordnung eines kleinsten gemeinsamen Mehrfachen der Zahl 2p der magnetischen Pole eines Rotormagneten und der Zahl Z der Zähne (Nuten) eines Statorkerns (siehe Nicht-Patent-Dokument 1). Diese Theorie ist aber begrenzt auf den Fall, dass Rotoren (im Wesentlichen Magnete) und Statorkerne in der Gestaltung und den Materialeigenschaften gleichförmig sind und in Bezug auf die Anzahl der Pole und die Anzahl der Nuten vollkommen symmetrisch hergestellt wurden.
• Da die Anzahl der Pole und die Anzahl der Nuten bei tatsächlichen Maschinen den Bereich der symmetrischen Eigenschaften verlassen, und zwar insbesondere auf dem Gebiet der Massenproduktion, kommen Komponenten des Nutrastmoments mit geringeren Größenordnungen als die Größenordnung des kleinsten gemeinsamen Mehrfachen in vielen Fällen bei großen Amplituden vor. Eine Zunahme des Nutrastmoments hat einen großen Einfluss auf die Leistungsdaten von Produkten, da eine Abnahme der Positioniergenauigkeit von Servomotoren und eine Abnahme des Steuergefühls bei Motoren für die Servosteuerung in Fahrzeugen bewirkt wird.
• Im Rückblick auf das Prinzip der Erzeugung eines Moments wird eine Erläuterung des Mechanismus zur Erzeugung pulsierender Komponenten des Moments gegeben. Das Moment ist bezogen auf die Dichte des magnetischen Flusses, und es nimmt zu, wenn der magnetische Fluss einfach überwunden werden kann. Die Leichtigkeit bei der Überwindung des magnetischen Flusses heißt Permeanz (Kehrwert des magnetischen Widerstands), und das Moment wird im Verhältnis ihres Quadrats erzeugt. Dementsprechend wird bei der Änderung der Permeanz das Nutrastmoment erzeugt. Wenn ein Magnet, der eine Erzeugerquelle magnetischen Flusses darstellt, eine nichtgleichförmige Verteilung und eine mit der Anzahl der Pole inkonsistente Symmetrieeigenschaft beinhaltet, wird dies durch einen Stator erfasst, und eine Pulsation mit Größenordnungen, die mit der Anzahl der Nuten konsistent sind, und dazugehörigen Komponenten mit einer höheren Ordnung tritt auf. Komponenten höherer Ordnung sind zusammengesetzt aus Komponenten mit höheren Oberwellenkomponenten, wobei nichtgleichförmige Komponenten dabei nicht notwendigerweise eine Änderung nahezu sinusförmiger Wellen bewirken.
• Da der Hauptmagnetfluss durch Luft vom Magneten und zurück zum Magneten durch einen Rückjochabschnitt von Zähnen eines Statorkerns verläuft, sind die Passagematerialien zweigeteilt. Das eine ist Luft, die zwischen einem Rotor und einem Stator vorliegt, und das andere ist ein magnetischer Körper, der den Kern bildet (Eisenkern). In den letzten Jahren wurde für derartige magnetische Körper in vielen Fällen ein Laminat aus flach gewalztem magnetischen Stahlblech und Streifen verwendet, wobei die magnetische Eigenschaft von flach gewalztem magnetischen Stahlblech und Streifen häufig ein Problem darstellt. Wenn der Lauf des Hauptmagnetflusses eine nichtgleichförmige Verteilung und eine mit der Anzahl der Nuten inkonsistente Symmetrieeigenschaft beinhaltet, wird dies durch einen Stator erfasst, und eine Pulsation mit Größenordnungen, die mit der Anzahl der Pole konsistent sind, und dazugehörigen Komponenten mit einer höheren Ordnung tritt auf.
• Beim Durchlauf von Magnetfluss ist die die Leichtigkeit, mit der der Magnetfluss durchläuft, angebende magnetische Permeabilität µ in Luft konstant, so dass ein Betrag an Magnetfluss in der Luft wegen einer Längenänderung der Strecken (Luftstrecken) auftritt. Die physikalischen Größen, die den Hauptmagnetfluss durch einen Rotormagneten und Statorzähne beeinflussen, lassen sich grob in zwei Kategorien unterteilen, wobei eine davon ein Spalt- bzw. Zwischenraum (als Luftspalt bezeichnet) ist, der einen kürzesten Abstand zwischen einem Außendurchmesser des Rotormagneten und den Statorzähnen angibt, und die andere ein Zwischenraum (allgemein als offener Spalt bezeichnet) zwischen den nebeneinander liegenden Statorzähnen ist. Während ein Luftspalt durch die Außendurchmesserform eines Rotors und die Innendurchmesserform eines Stators bestimmt ist, verursacht die Innendurchmesserform eines Stators in vielen Fällen ein Problem.
• Wenn ferner zur Vereinfachung eines Wickelvorgangs statt der Herstellung eines Statorkerns aus einem im Wesentlichen kreisförmigen einheitlichen Kern ein Verfahren verwendet wird, bei dem ein Kern ganz oder teilweise zwischen Zähnen aufgeteilt ist, sind geringe Spielräume vorhanden, die beim Zusammenfügen der unterteilten Abschnitte Abstands-Spalte ergeben.
• Wenn ferner ein Kern teilweise unterteilt ist und nach dem Wickeln wegen der Vorteile eines gemeinsamen Vorgangs zusammengefügt wird, ist dieses Teil in einigen Fällen strukturell vom übrigen Teil unterschiedlich, wodurch eine Ungleichförmigkeit der Struktur erzeugt wird.
• Dementsprechend erzeugen aus einem magnetischen Körper, wie z.B. flach gewalztem magnetischen Stahlblech und Streifen, hergestellte Kerne in vielen Fällen wegen unterschiedlicher Faktoren individuelle Differenzen bei der magnetischen Permeabilität sowie eine nichtgleichförmige Verteilung im gleichen Einzelabschnitt. Einer der Faktoren für die Erzeugung individueller Differenzen ist die Zusammensetzung (Sorte) der flach gewalzten magnetischen Stahlbleche und Streifen als Kernmaterial. Ein weiterer Faktor für die Erzeugung von Unterschieden im gleichen Einzelabschnitt geht zurück auf die unterschiedlichen magnetischen Permeabilitäten in bestimmten Abschnitten eines durch Stanzen einer Kernform erzeugten Kerns, die verursacht werden durch eine Differenz (als magnetische Anisotropie bezeichnet) der magnetischen Eigenschaft zwischen einer Walzrichtung von beispielsweise flach gewalzten magnetischen Stahlblechen und Streifen und einer dazu senkrechten Richtung. Wenn ferner flach gewalzte magnetische Stahlbleche und Streifen durch die Schneiden eines Metallstempels gestanzt werden, bewirken die von den Schneiden ausgeübten Kräfte eine Abnahme der magnetischen Permeabilität der Zähne und Flächen, und der Vorgang des Zusammenfügens konkaver und konvexer Abschnitte (als Verstemmen bezeichnet) zur Fixierung eines Laminats bewirkt die Verschlechterung eines verstemmten Abschnitts und seiner Umgebung.
• Der Herstellungsprozess der Anbringung eines Rahmens an einer äußeren Peripherie eines Statorkerns zu dessen Befestigung an einer Klammer, die ein Lager trägt, wird oft ausgeführt, um zu verhindern, dass ein Stator durch das zwischen einem rotierenden Rotor und dem Stator erzeugte Moment verschoben wird, wobei aber eine durch den Rahmen auf die äußere Peripherie des Statorkerns ausgeübte Kraft einen Einfluss hat nicht nur auf eine Umgebung der äußeren Peripherie des Statorkerns, durch die der Magnetfluss in geringem Ausmaß strömt, sondern auch auf eine Umgebung der Zähne, die einen Hauptdurchgang darstellt, sodass bezüglich der magnetischen Eigenschaften und der Verschiebung der Zähne eine Verschlechterung der flach gewalzten magnetischen Stahlbleche und Streifen entsteht, die einen Hauptdurchlauf des Magnetflusses darstellen, wodurch sich eine Änderung der Innendurchmesserform des Statorkerns ergibt.
• Sofern nicht die Strecken und die magnetische Eigenschaften über die Anzahl von Polen und Nuten ideal gleichmäßig ausgebildet sind, wird ein Nutrastmoment geringerer Größenordnung erzeugt.
• Entsprechend der vorstehenden Beschreibung wird ein Nutrastmoment in mit der Anzahl Z von Nuten konsistenter Größenordnung wegen der Nichtgleichförmigkeit seitens eines Magneten erzeugt, und ein Nutrastmoment in einer mit der Anzahl 2p der Pole konsistenten Größenordnung wird aufgrund unterschiedlicher Faktoren erzeugt, wie z.B. Nichtgleichförmigkeit bei Luftstrecken, Nichtgleichförmigkeit der offenen Breite; Nichtgleichförmigkeit des Spielraums, Verteilung der magnetischen Eigenschaften in Bezug auf die magnetische Anisotropie flach gewalzter magnetischer Stahlbleche und Streifen; Verteilung der magnetischen Eigenschaften, die durch die teilweise Abnahme der magnetischen Permeabilität durch Stanzen, Verstemmen und Spannung in einem Rahmen erzeugt wird; nichtgleichförmige Verteilung von Spielräumen eines geteilten Kerns; strukturelle Nichtgleichförmigkeit von Nähten usw. Diese Faktoren werden bei derzeitigen Motoren unweigerlich durch ein Herstellungsverfahren bei der Massenproduktion bzw. durch eine Begrenzung der Produktionsgenauigkeit in Herstellungsprozessen erzeugt.
• Es wurden Versuche zur Verringerung des Nutrastmoments unter Berücksichtigung derartiger Herstellungsverfahren durchgeführt. Zur Erzielung einer Gleichförmigkeit bei Luftstrecken stellt beispielsweise JP 2001 - 218 429 A (Patentdokument 1) Maßnahmen zur Sicherstellung der Rundheit des Innendurchmessers vor, wobei Druck gleichförmig an der Außen- und Innenperipherie eines Kerns beaufschlagt wird, um diese zu fixieren, wenn ein Stator mittels Druck in einem Rahmen angebracht werden soll. In JP H09 - 23 687 A (siehe Patentdokument 2) wird versucht, das Nutrastmoment aufgrund der magnetischen Anisotropie durch eine Richtungsänderung der magnetischen Anisotropie von den zentralen Winkeln der Zähne zu reduzieren.
• Ferner wird in JP 2001 - 95 199 A (siehe Patentdokument 3) versucht, eine Zunahme des Nutrastmoments zu verhindern, indem die Dicke des Rahmens so gleichförmig wie möglich zu halten, um eine Kraft, mit der der Stator beaufschlagt wird, zu erhalten und die nichtgleichförmige Änderung der Innendurchmesserform des Stators zu verhindern. In JP 2001 - 258 225 A (siehe Patentdokument 4) und JP 2002 - 272 074 A (siehe Patentdokument 5) wurden Maßnahmen zur Einschränkung der Anzahl der verstemmten Abschnitte unter Berücksichtigung der Einflüsse des Verstemmens vorgestellt. Ferner erfolgt in JP H06 - 52 346 A (siehe Patentdokument 6) die Laminierung so, dass die Nähte am Umfang in im Wesentlichen gleichen Abständen angeordnet sind, wodurch versucht wird, die von den Nähten verursachte Nichtgleichförmigkeit des Magnetflusses zu beseitigen.
• Die Autoren der vorliegenden Anmeldung haben Komponenten mit der gleichen Größenordnung wie die Zahl 2p der Pole untersucht, mit einem Nutrastmoment, das eine kleinere Pulsationszahl aufweist als das kleinste gemeinsame Vielfache der Zahl 2p der Pole eines Magneten und der Zahl Z von Nuten eines Stators, und es wurde geklärt, dass in Massenproduktion hergestellte Produkte in vielen Fällen als Ergebnis der Überlagerung von Nutrastmoment-Wellenformen mit Amplitude und Phase und mindestens zwei oder mehr Faktoren vorkommen. Dementsprechend gilt grundsätzlich, dass Maßnahmen unter Berücksichtigung einer einzigen Eigenschaft nach dem bisherigen Stand der Technik unzureichend sind, um das Nutrastmoment angemessen zu verringern, und dass Maßnahmen für individuelle Eigenschaften, wie z.B. für den Versuch, Rundungen gegen Null gehen zu lassen, einen vollkommen idealen Zustand nicht konkret verwirklichen können. Insbesondere ist es bei derzeit in Massenproduktion hergestellten Motoren schwer, das Nutrastmoment unbegrenzt gegen Null gehen zu lassen, ohne die Bearbeitungsgenauigkeit zu berücksichtigen. Daher besteht Bedarf an einem Verfahren, bei dem das durch die Bearbeitungsgenauigkeit verursachte Nutrastmoment als Nettobetrag erfasst und das im abschließenden Stadium des Herstellungsvorgangs gemessene Nutrastmoment zu seiner Annullierung gelöscht wird.
• Nicht-Patent-Dokument 1: DAIKOKU, A et. al.: Cogging Torque Examination of Permanent Magnet Motors with Stressed Stator Core. In: Materials of workshop of rotating machinery of Electric Appliance Society, RM-03-152, 2003, S. 13 - 17.
• Patentdokument 1: JP 2001 - 218 429 A
• Patentdokument 2: JP H09 - 23 687 A
• Patentdokument 3: JP 2001 - 95 199 A
• Patentdokument 4: JP 2001 - 258 225 A
• Patentdokument 5: JP 2002 - 272 074 A
• Patentdokument 6: JP H06 - 52 346 A
• Patentdokument 7: JP H10-295 050 A
• Patentdokument 8: JP 2003-088 013 A
• DURCH DIE ERFINDUNG LÖSBARE PROBLEME
• Bei permanentmagneterregten Synchronmotoren wird wegen der zusammengesetzten Überlagerung verschiedener Faktoren - wie z.B. der Nichtgleichförmigkeit der Luftstrecke; der Nichtgleichförmigkeit der offenen Breite; der Spielraumstrecken; der Verteilung der magnetischen Eigenschaft in Bezug auf die magnetische Anisotropie von flach gewalzten magnetischen Stahlblechen und Streifen; der durch die teilweise Abnahme der magnetischen Permeabilität wegen Stanzens, Verstemmens und Belastung in einem Rahmen erzeugten Verteilung der magnetischen Eigenschaft; der nichtgleichförmigen Verteilung von Spielraumstrecken in einem geteilten Kern; der strukturellen Nichtgleichförmigkeit von Nahtstellen usw. - ein Nutrastmoment der gleichen Ordnung wie die Anzahl 2p der Pole eines Magneten erzeugt. In diesem Fall ist es erforderlich, die Überlagerung der Wellenformen des Nutrastmoments nicht nur mit Amplituden, sondern auch mit Phasen zu erfassen, und es ist erforderlich, zusätzlich zum Ergreifen von Kompensationsmaßnahmen zur Trennung und korrekten Abschätzung der jeweiligen Faktoren, wobei die Amplituden anderen Eigenschaften entgegenwirken und offenbar abnehmen, und zur Verringerung der einzelnen Amplituden auch Beseitigungsmaßnahmen zu ergreifen, um das Nutrastmoment, das sich als Ergebnis der Überlagerung ergibt, in der Folge gegen Null gehen zu lassen.
• Die Erfindung wurde erdacht zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme, und ihr Gegenstand ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines permanentmagneterregten Synchronmotors, bei dem das Nutrastmoment mit pulsierende Komponenten der gleichen Ordnung der Anzahl 2p der Pole eines Magneten unbegrenzt bis auf nahe Null verringert wird, indem in einer experimentellen Herstellungsphase zusammengesetzte individuelle Faktoren des Nutrastmoments separiert und geeignete Maßnahmen zur Reduzierung der Ursache großer Amplituden ergriffen werden, und indem Prozesse zur Überlagerung von Eigenschaften geregelt werden, wobei eine Phasensteuerung an Eigenschaften möglich ist, bei denen die Amplituden aus produktionstechnischen Gründen nicht verringert werden können, um letztere zu beseitigen.
• MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
• Die Erfindung umfasst ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
• Zweckmäßige Ausführungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
• VORTEIL DER ERFINDUNG
• Es ist erfindungsgemäß möglich, einen permanentmagneterregten Synchronmotor zu erhalten, bei dem das auf die Nichtgleichförmigkeit eines Stators zurückzuführende Nutrastmoment beseitigt wird, um ein gesamtes Nutrastmoment zu senken, indem an vorbestimmten Stellen am Stator eine Nichtgleichförmigkeit der magnetischen Eigenschaft vorliegt, die verursacht ist durch Belastung, durch Belastung verursachte Luftstrecken an einem Innendurchmesser, offene Breite sowie Verschiebung der Spielraumstrecken.
• Ausführungsform 1
• 1 ist eine Ansicht mit der Darstellung eines Montageverfahrens gemäß der Ausführungsform 1 eines erfindungsgemäßen Motors. In 1 wird ein Eisenkern eines Stators (Statorkern) 1 gebildet durch die Laminierung flach gewalzter magnetischer Stahlbleche und Streifen, in denen zwölf Zähne 2 und zwölf Nuten 3 ausgebildet sind. Ein Rahmen 4 (im Folgenden als Kreisrahmen bezeichnet) ist kreisförmig vorbestimmt als Querschnittform eines Rahmens 4, der in diesem Beispiel senkrecht zu einer (nicht dargestellten) Drehwelle verläuft. Die Schraubenbohrungen 5 für die Montage eines Rotors und eines Stators sind so angebracht, dass sie zueinander in einem Winkel von 180° gegenüberstehen. Da der Rahmen 4 stempelförmig ausgebildet ist, entspricht seine Formgenauigkeit im Wesentlichen dem Stempel, und da eine Form der Bohrung des Rahmens 4, die den Eisenkern des Stators 1 aufnimmt, keine hohe Rundung aufweist (Unterschied zwischen maximalen und minimalen Abmessungen eines Innendurchmessers), hat die Form eine elliptische Ausrichtung von z.B. etwa 120 µm für Produkte einer bestimmten Serie.
• 1 zeigt eine gerade Linie 6, die eine Nebenachse der elliptischen Form angibt. Ferner ist eine Form des Außendurchmessers des Rahmens 4 im Wesentlichen ähnlich der Form eines Innendurchmessers und hat eine elliptische Form. Dementsprechend ist der Rahmen 4 in der Dicke im Wesentlichen in einer Umfangsrichtung konstant, und es ergibt sich als Ergebnis der Dickemessung, dass die Schraubenbohrungen 5 für die Montage sicher in einer Richtung der Hauptachse der Ellipse angeordnet sind. Dementsprechend nimmt die Dicke des Rahmens an der Hauptachse um einen Betrag ab, der dem Durchmesser der Schraubenbohrungen entspricht.
• Andererseits ist der Eisenkern des Stators 1 im Allgemeinen durch die Laminierung von Schnittteilen der flach gewalzten magnetischen Stahlbleche und Streifen bei deren Verstemmung hergestellt, und ein Außendurchmesser des Eisenkerns des Stators 1 hat eine Rundung von beispielsweise 50 µm oder weniger und wird in vielen Fällen als im Vergleich zur Form der Bohrung des Rahmens 4 im Wesentlichen kreisförmig bezeichnet.
• Wenn der Eisenkern des Stators 1 in die Bohrung des Rahmens 4 eingesetzt und dort befestigt werden soll, wird die Positionsbeziehung des Rahmens 4 und des Eisenkerns des Stators 1 in einer Drehrichtung um eine Drehachse des Rotors nicht berücksichtigt, sondern der Eisenkern des Stators 1 ist am Rahmen 4 in einer wahlweisen Position mittels Verfahren wie Schrumpfpassung, Druckpassung, Formung usw. befestigt.
• Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Bohrung des Rahmens 4 in vielen Fällen in der Rundung geringer ist als eine äußere Form des Eisenkerns des Stators 1 entsprechend der vorstehenden Beschreibung, macht sich die Erfindung den Nutzen der Kontrolle der Positionsbeziehung in der Drehrichtung in einem Befestigungsprozess zu eigen, wobei der Rahmen 4 und der Eisenkern des Stators 1 im Herstellungsprozess aneinander befestigt werden.
• Wenn beispielsweise ein Eisenkern des Stators an einem Rahmen mittels Schrumpfpassung befestigt wird, richtet sich der Eisenkern des Stators im Zustand der Normaltemperatur nach dem Rahmen, dessen Form sich ausweitet und bei Normaltemperatur verbleibt, und in der Zwischenzeit wird die Form des Rahmens zusammengezogen, um den Eisenkern des Stators einzuklammern, wobei an der Seite des größten Durchmessers des Eisenkerns des Stators eine Belastung durch den Rahmen erfolgt. Das heißt für den Rahmen 4, bei dem eine Bohrung einen elliptisch geformten Querschnitt hat, und für den Eisenkern des Stators 1 mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt, dass der Rahmen 4 und der Eisenkern des Stators 1 in einem anfänglichen Stadium des Befestigungsprozesses einander in einer Richtung entlang der Nebenachse der elliptischen Form berühren.
• Ferner lässt sich allgemein sagen, dass je größer die Dicke des Rahmens ist, desto größer ist die Verformung der Form zum Zeitpunkt der Erweiterung und Schrumpfung, und je größer die Dicke des Rahmens ist, desto größer ist eine Kraft, mit der ein äußerster Durchmesserbereich einer Seite des Eisenkerns des Stators durch den Rahmen beaufschlagt wird. Dementsprechend entspricht bei der Befestigung in einem solchen Fall eine Stelle, an der die Belastung des Eisenkerns des Stators 1 extrem wird (in diesem Fall maximal), einer Stelle, an der die gerade Linie 6 in Übereinstimmung mit der Nebenachse einen Außendurchmesser des Eisenkerns des Stators 1 schneidet. Bei dieser Ausführungsform ist die Stelle, an der die Belastung des Eisenkerns des Stators 1 extrem wird, am nächsten an die Zähne 2 des Eisenkerns des Stators 1 gelegt. Da die Zähne 2 des Eisenkerns des Stators 1 eine gerade Anzahl haben, ist es hier für die Ausführung der Anordnung ausreichend, dass die der Nebenachse entsprechende gerade Linie 6 veranlasst wird, mit einer Mittenlinie 7 der Zähne übereinzustimmen, die die Verbindung zwischen den an entgegengesetzten Polen des Eisenkerns des Stators 1 befindlichen Zähnen 2 darstellt, oder in nächster Nähe dazu zu liegen.
• Während die Mittellinien der Zähne 7 in ihrer Zahl der Hälfte der Gesamtzahl der Zähne entsprechen, sodass eine Vielzahl der Mittellinien der Zähne gebildet werden kann, kann die Mittellinie der Zähne 7, deren Position mit der geraden Linie 6 assoziiert ist, eine beliebige aus der Vielzahl der Mittellinien der Zähne 7 sein. Nach einer derartigen Positionierung sind beide Elemente befestigt, während die gegenseitige Positionsbeziehung beibehalten wird. Nimmt man z.B. eine Befestigung mittels Schrumpfpassung, werden die Bohrung des Rahmens 4 und die äußere Form des Eisenkerns des Stators 1 zunächst zusammen mit ihren Formen bei einer Umgebungstemperatur T0 gemessen. Normalerweise ist die Messung jedes Rahmens und jedes Eisenkerns des Stators nicht erforderlich, sofern typische Muster vermessen werden.
• Anschließend wird die Temperatur des Rahmens 4 auf eine spezifische Temperatur T1 erhöht. T1 kann vorher über die rechnerische Abschätzung als Temperatur gefunden werden, bis der Durchmesser der Bohrung des Rahmens 4 über thermische Ausdehnung vergrößert wird, um das Einsetzen des Eisenkerns des Stators 1 in die Bohrung zu erzielen, sofern Material und Form des Eisenkerns des Stators 1 bekannt sind.
• Auf diese Weise wird der Eisenkern des Stators 1 in den Rahmen 4 eingesetzt, der auf die Temperatur T1 erhitzt wurde. Anschließend wird der Eisenkern des Stators 1 gedreht oder entsprechend bewegt, um relativ zum Rahmen 4 in Position zu gehen, sodass die gerade Linie 6, die der ermittelten Nebenachse der Bohrung des Rahmens 4 entspricht, mit der Mittenlinie 7 der Zähne des Eisenkerns des Stators 1 übereinstimmt. Nach der Positionierung auf diese Weise wird der Rahmen 4 auf eine Normaltemperatur T0 abgekühlt, damit der Eisenkern des Stators 1 mittels Schrumpfung bei der Kühlung am Rahmen 4 befestigt werden kann.
• Wie vorstehend beschrieben, werden die der Nebenachse des Rahmens 4 entsprechende gerade Linie 6 und die Mittenlinie 7 der Zähne des Eisenkerns des Stators 1 positioniert und zusammen befestigt, wobei das Nutrastmoment im Vergleich zur Befestigung an anderen Stellen abnimmt. Es wird angenommen, dass die Ursache hierfür darin liegt, dass, da der Eisenkern des Stators 1 in der Dicke um die Zähne 2 größer ist als an anderen Stellen, die mechanische Stabilität groß ist, wobei ein Bereich mit Einfluss auf den Durchgang, den der magnetische Fluss im Innern des Eisenkerns des Stators 1 durchläuft, klein und beim Durchgang des magnetischen Flusses schwierig zu beeinflussen ist.
• Bei einem permanentmagneterregtpermanentmagneterregten Motor und unter der Annahme, dass ein Rotor und ein Stator, der einen Magneten enthält, theoretische Werte annehmen, werden die Zeiten, in denen bei einer Umdrehung des Rotors das Nutrastmoment pulsiert, gemäß der Darstellung auf den Seiten 2 bis 4 des Nicht-Patent-Dokuments 1 einem kleinsten gemeinsamen Vielfachen der Anzahl der Pole eines Magneten und der Anzahl der Nuten eines Stators entsprechen. Bei tatsächlichen Produkten ist es allerdings vorgekommen, dass die Anzahl der Pulsationen geringer war als ein kleinstes gemeinsames Vielfaches der Anzahl der Pole eines Magneten und der Anzahl der Nuten eines Stators, was typisch ist für pulsierende Komponenten, deren Ordnung der Anzahl der Nuten eines Stators und diesbezüglichen ganzzahligen Zeiten entspricht bzw. der Anzahl der Pole eines Magneten und diesbezüglichen ganzzahligen Zeiten.
• Hierbei zeigt die Formel (19) auf Seite 4 des Nicht-Patent-Dokuments 1, dass eine der Bedingungen für das Vorliegen von pulsierenden Komponenten des Nutrastmoments, deren Ordnung der Anzahl der Pole eines Magneten entspricht, darin besteht, dass die von einem Stator gebildete Verteilungsfunktion der Permeanz solche pulsierenden Komponenten N-mal bei jeder Umdrehung eines Rotors hat, der eine vorbestimmte Bedingung hat, und ferner werden die N vorbestimmten Bedingungen gezeigt. Das heißt, dass pulsierende Komponenten der statorseitig gebildeten Permeanz eine der Ursachen für die Erzeugung pulsierender Komponenten des Nutrastmoments bilden, deren Ordnung der Anzahl der Pole eines Magneten entspricht. Bei 8 Polen und 12 Nuten ist N = 4 im Eisenkern des Stators, und N = 4 als von N = 2 erzeugte Komponenten höherer Ordnung bildet ebenfalls eine Ursache für pulsierende Komponenten niedriger Ordnung.
• Mechanismen für das Vorliegen von Einflüssen auf das Nutrastmoment aufgrund einer Kraftbeaufschlagung an einem Eisenkern eines Stators durch einen Rahmen zum Zeitpunkt der Befestigung des Rahmens sind grob in zwei unterteilt. Einer ist dabei ein Problem mit der Verformung eines Eisenkerns. Das heißt, dass es bei der Ausbreitung einer Kraft innerhalb des Eisenkerns problematisch ist, wie Positionen der Zahnspitzen und offene Breiten (die einen Einfluss auf Luftstrecken für den Durchgang des magnetischen Flusses ausüben) variiert werden im Vergleich zu den entsprechenden Positionen vor der Befestigung am Rahmen, und welche nichtgleichförmige Verteilung sie haben, wenn jeder einzelne Zahn betrachtet wird, wenn der Rahmen und der Eisenkern in einem endgültigen Zustand in Bezug auf Steifigkeit (Härte oder dergleichen) ausgeglichen sind.
• Der zweite Mechanismus besteht darin, dass Energie, die nicht endgültig verformt werden kann und als Restbelastung innerhalb des Eisenkerns verbleibt, die magnetische Eigenschaft des Eisenkerns (Leichtigkeit, mit der der magnetische Fluss durchläuft, magnetische Permeabilität) teilweise ändert, und dementsprechend, wie ein Verfahren, bei dem magnetischer Fluss durchläuft, geändert wird und welche nichtgleichförmige Verteilung erzeugt wird.
• Bezüglich dieser Änderungen ermöglicht die Strukturanalyse die Berechnung eines Zustands der endgültigen Verformung und eines Zustands, bei dem die Restbelastung verteilt wird. Insbesondere ist die Verteilung der Restbelastung der Ansatzpunkt für die Kenntnis, wie der Durchgang, durch der magnetische Fluss läuft, variiert wird und in welchem Bereich sich die Änderung bei Betrachtung jedes einzelnen Zahns auswirkt.
• Beispielsweise erfolgte eine Strukturanalyse bei der Schrumpfpassung eines vollständig kreisförmigen Eisenkerns eines Stators in einem Rahmen, dessen Innendurchmesser kreisförmig und dessen Außendurchmesser elliptisch ist, wobei es sich ergab, dass die Restbelastung eine größere Amplitude bei der doppeltsymmetrischen Pulsation hatte, wenn ein Punkt maximaler Belastung mit einem Nut-Mittelpunkt übereinstimmte, sowie wenn ein Punkt maximaler Belastung mit einem Mittelpunkt eines Zahns übereinstimmte. Es wird angenommen, dass aufgrund der Änderung der magnetischen Eigenschaft von flach gewalzten Stahlblechen und Streifen durch die Restbelastung die magnetische Eigenschaft von flach gewalzten Stahlblechen und Streifen ebenfalls eine größere Amplitude der doppeltsymmetrischen Pulsation erfährt und dass das Nutrastmoment mit pulsierenden Komponenten geringer Ordnung erhöht wird. Das heißt, dass, um das Nutrastmoment mit pulsierenden Komponenten niedriger Ordnung zu senken, angenommen wird, dass es effektiver ist, einen Punkt maximaler Belastung mit dem Mittelpunkt eines Zahns übereinstimmen zu lassen, als einen Punkt maximaler Belastung mit einem Nut-Mittelpunkt übereinstimmen zu lassen.
• Statt der Positionierung des Punkts der maximalen Belastung in nächster Nähe des Zahns 2 ist es allerdings in manchen Fällen effektiv, den Punkt in nächster Nähe eines Mittelpunkts der Nut 3 zu positionieren. Das heißt, dass eine Nut-Mittenlinie 8, die zwischen an einander entgegengesetzten Polen positionierten Mittelpunkten von Nuten 3 verläuft, in Übereinstimmung mit der geraden Linie 6 gebracht wird. Hierbei ist der Effekt der Abnahme des Nutrastmoments zu erkennen, außer wenn die Positionierung auf der Grundlage der Zahn-Mittenlinie 7 erfolgt. Da der Eisenkern des Stators 1 in diesem Fall in der Dicke kleiner ist als an anderen Stellen, wobei aber beim Nutrastmoment eine Verbesserung zu erkennen ist, verläuft die Richtung der Beaufschlagung von Belastung nicht radial auf dem kreisförmigen Querschnitt des Eisenkerns des Stators 1, sondern in einem Winkel bezüglich der radialen Richtung, und die Restbelastung selbst wird zerstreut, sodass ihre Amplitude klein wird, was entsprechend der Darstellung in der Strukturanalyse bei der Abnahme des Nutrastmoments offenbar effektiv ist.
• Der Grund hierfür liegt darin, dass das Nutrastmoment schließlich nicht nur als durch die Restbelastung verursachte Änderung der magnetischen Eigenschaft auftritt, sondern auch als Ergebnis einer Kombination dieser Änderung mit Strömen von magnetischem Fluss bei der Ausführung eines echten Motorbetriebs, und es wird angenommen, dass die Frage, ob der Punkt maximaler Belastung mit einem Zahn-Mittelpunkt oder einem Nut-Mittelpunkt optimal in Übereinstimmung gebracht werden soll, sich anhand von Bedingungen ändert, wie z.B. der detaillierten Form eines Eisenkerns eines Stators, der Richtung der rotorseitigen Magnetisierung eines Permanentmagneten, der Stärke des magnetischen Flusses usw., sodass es wünschenswert ist, eine Strukturanalyse zu verwenden, um eine optimale Position entsprechend der Darstellung bei der Ausführungsform 2 zu bestimmen.
• Da ferner angenommen wird, dass auch bei einer von der vorliegenden Ausführungsform abweichenden Kombination der Anzahl der Pole und der Anzahl der Nuten beim Nutrastmoment auftretende pulsierende Komponenten sich in Abhängigkeit davon ändern, ob durch einen Rahmen an einem Eisenkern eines Stators beaufschlagte Belastung seitens einer Nut des Eisenkerns eines Stators oder seitens der Zähne beaufschlagt wird, ist es erforderlich, ein konstantes Verfahren anzuwenden, mit dem Belastung durch den Rahmen am Eisenkern des Stators beaufschlagt wird, um die Zerstreuung des Nutrastmoments zu unterdrücken. Es ist daher erforderlich, einen Punkt festzuhalten, an dem die durch den Rahmen am Eisenkern des Stators beaufschlagte Belastung maximal oder minimal ist, um einen Zahn-Mittelpunkt und einen Nut-Mittelpunkt des Eisenkerns des Stators mit Bezug auf diesen Punkt zu positionieren.
• Auf diese Weise wird in beiden Fällen das Nutrastmoment im Vergleich zur Befestigung an anderen Positionen gesenkt, und wenn ferner der Rahmen 4 und der Eisenkern des Stators 1 zusammen in einem kontrollierten Zustand befestigt sind, wobei die konstante Positionsbeziehung auf diese Weise beibehalten bleibt, wird das Nutrastmoment hinsichtlich seiner Stärke gleichförmig gemacht, sofern damit Vorrichtungen gleichen Typs verbunden sind. Da ein Verfahren zur Kontrolle einer derartigen Konstanten der wechselseitigen festen Positionsbeziehung üblicherweise nicht angewandt wird, beinhaltet das Nutrastmoment bei herkömmlichen Produkten eine große Streuung der Stärke und eine Zunahme beim durchschnittlichen statistischen Mittelwert des Nutrastmoments, und die Produkte haben einen verringerten Ertrag, wenn die Größe des Nutrastmoments zum Index der Produktsteuerung wird. Gemäß der Erfindung wird die Streuung der Größe des Nutrastmoments verbessert, und der Ertrag der Produkte nimmt parallel zum Effekt der Verringerung des Nutrastmoments zu.
• Diese Wirkung wird nur durch die einfache Positionierung und Befestigung erzielt und erfordert nicht den komplexen Herstellungsprozess, bei dem die im Patentdokument 3 beschriebenen Rippen hergestellt werden, sodass der Herstellungsprozess vereinfacht werden und auch bei der Reduzierung der Kosten wirksam sein kann. Gemäß der im Patentdokument 3 beschriebenen Erfindung ist ferner die effektive Dicke eines Rahmens stark verringert, und es wird eine Befürchtung hinsichtlich der mechanischen Stärke beschrieben, doch die vorliegende Erfindung beinhaltet eine geringere Abnahme der effektiven Dicke und ist in dieser Hinsicht ausgezeichnet.
• Ausführungsform 2
• 2 zeigt ein Verfahren zum Zusammenbau eines Motors gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung, und der gleiche kreisförmige Rahmen wie in Ausführungsform 1 wird als Beispiel in 1 übernommen. Die Bezugsziffern entsprechen denen in 1.
• Bei der Ausführungsform 2 wird der Fall erläutert, bei dem eine Position eines Punktes der maximalen Belastung, mit der ein Eisenkern eines Stators 1 durch einen Rahmen 4 beaufschlagt wird, aufgrund der Formen unklar ist. Nimmt man beispielsweise die Schrumpfpassung als Beispiel, dann sind die Bohrung des Rahmens 4 und eine äußere Form des Eisenkerns eines Stators 1 beide elliptisch, und es ist nicht klar, welche Stelle des Eisenkerns des Stators 1 als erste mit Feuer in Berührung kommt, während der Rahmen 4 gekühlt wird. Dementsprechend ist der Punkt der maximalen Belastung nicht klar.
• Um eine Position eines Punkts der maximalen Belastung in einem solchen Fall zu bestimmen, ist es ausreichend, beispielsweise ein Strukturanalyseprogramm zur Bestimmung einer Verteilung der Belastung, mit der der Eisenkern eines Stators 1 durch den Rahmen 4 beaufschlagt wird.
• Wenn Form und Material des Rahmens 4, Form und Material des Eisenkern des Stators 1, die Bedingungen der wechselseitigen Anordnungen und die Temperaturbedingungen eingegeben sind, kann das Strukturanalyseprogramm zur Berechnung einer Verteilung der Belastung, mit der der Eisenkern des Stators bei Befestigung mittels, beispielsweise, Schrumpfpassung verwendet werden. Eine vorbestimmte Anordnung kann bestimmt werden, indem eine Anwendung gefunden wird, bei der ein maximaler Belastungswert auf eine Position fällt, die einer Zahn-Mittenlinie 7 oder einer Nut-Mittenlinie 8 auf der Grundlage der Rechenergebnisse bezüglich der Bedingungen (insbesondere, beispielsweise, bei der Änderung eines Drehwinkels) von Mehrfachanordnungen des Rahmens 4 und des Eisenkern des Stators 1 entspricht.
• Da auf einer Seite des Eisenkerns des Stators ferner Belastung durch den Rahmen beaufschlagt wird, um sich im Innern auszubreiten, während zwangsweise das endgültige Ergebnis einfließt, wonach die Verteilung und die Richtung der Restbelastung bei diesem Verfahren gefunden werden, wird es in einigen Fällen vom Gesichtspunkt der Verringerung des Nutrastmoments vorgezogen, dass ein maximaler Belastungswert vorzugsweise auf eine andere Position fällt, und zwar auf der Grundlage von Informationen, wonach statt des Maximalwerts auf eine Umgebung von Zähnen oder eine Umgebung von Nuten Bezug genommen wird. Dies führt zu einer Beurteilung auf der Grundlage einer Belastungsrichtung und einer Dicke des Eisenkerns des Stators 1 in der Richtung.
• Wenn ferner die Positionierung an einer für die Vorrichtungsart bestimmten Position erfolgt, um den Rahmen 4 und den Eisenkern des Stators 1 zusammen zu befestigen, ergibt sich ein Effekt der Verringerung der Streuung zusätzlich zum Effekt der Verringerung des Nutrastmoments entsprechend der Beschreibung der Ausführungsform 1. Dementsprechend wird verglichen mit einem herkömmlichen Herstellungsverfahren eines Motors, bei dem die Befestigung ohne Positionierung in einer festen Positionsbeziehung erfolgt, eine Verbesserung bei der Streuung des Nutrastmoments und des Reduktionseffekts beim Nutrastmoment kombiniert, um die erzielten Produkte zu verbessern.
• Das vorstehend beschriebene Verfahren wird entsprechend übernommen, auch wenn eine äußere Form des Rahmens 4 rechteckig oder anderweitig geformt ist, und der gleiche Effekt kann erzielt werden.
• Ausführungsform 3
• 3 ist eine Ansicht mit der Darstellung eines Montageverfahrens gemäß der Ausführungsform 1 eines erfindungsgemäßen Motors. Die gleichen Bezugszahlen wie die in 1 bezeichnen gleiche Teile. Ein Rahmen 4 ist quadratisch, eine Bohrung des Rahmens 4 ist im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig und senkrecht zu einer Drehwelle eines Rotors, und eine äußere Form eines Eisenkerns eines Stators 1 ist ebenfalls im Wesentlichen kreisförmig.
• Da hierbei die Dicke des Rahmens 4 eine deutliche Verteilung in einer Umfangsrichtung aufweist, hängt die Belastung, mit der eine Seite des Eisenkerns des Stators 1 durch den Rahmen 4 beaufschlagt wird, von der Dicke des Rahmens 4 ab, und es wird angenommen, dass je größer die Dicke des Rahmens in einer normalen Richtung ist, desto größer ist die seitlich beaufschlagte Belastung. Das heißt, dass die durch den Rahmen 4 am Eisenkern des Stators 1 beaufschlagte Belastung in einer Diagonalrichtung zunimmt, wobei die Dicke des Rahmens 4 verglichen mit dem anderen Fall zunimmt.
• Dementsprechend kann der Effekt der Reduzierung des Nutrastmoments wie der bei der Ausführungsform 1 beschriebene Effekt erzielt werden, indem die Positionierung erfolgt, sodass eine Zahn-Mittenlinie 7 des Eisenkerns des Stators 1 mit einer der zwei diagonalen Linien 9 des Rahmens 4 in Übereinstimmung gebracht wird, um die Zahn-Mittenlinie auf den Punkt der maximalen Belastung zu setzen, und indem der Eisenkern des Stators 1 am Rahmen 4 befestigt wird. Ferner ist es, falls die Dicke des Rahmens eine deutliche Verteilung in der normalen Richtung hat und in Abhängigkeit von der Belastung der Dicke der Eisenkern des Stators beaufschlagt wird und falls die Verteilung tetrasymmetrisch relativ zu 360 Grad eines Maschinenwinkels ist, die Anzahl der Nuten 12 ist, und die Anzahl der Nuten durch 4 geteilt wird, wobei eine Symmetrieeigenschaft das ungerade Ergebnis 3 hat, nicht unbedingt erforderlich, nur einen Punkt zu erfassen, an der die Belastung maximal wird, und selbst wenn ein Punkt erfasst wird, an dem die Belastung minimal ist, wird eine Nut-Mittenlinie des Eisenkerns des Stators mit einer Seiten-Mittenlinie des Rahmens in Übereinstimmung gebracht, die ein Punkt ist, an dem die Belastung minimal wird, sodass es sich ergibt, dass ein Zahn-Mittelpunkt mit einem Punkt übereinstimmt, an dem die Belastung maximal ist.
• Auf diese Weise kann man sagen, dass entsprechend einer Form eines Rahmens und der Anzahl der Nuten es nicht erforderlich ist, nur einen Punkt zu erfassen, an dem die Belastung maximal wird, und es ist bedeutungslos, ob ein Bezug für die Positionierung bestimmt wird mit der Erfassung eines Punktes, an dem die Belastung minimal wird. Die Einzelheiten des Herstellungsverfahrens entsprechen mit Ausnahme der Positionierungsmethode der Beschreibung der Ausführungsform 1.
• Während bei den Ausführungsformen 1 bis 3 die Befestigung eines Rahmens und eines Eisenkerns des Stators mittels Schrumpfpassung erfolgt, kann zusätzlich diese Befestigung mittels Druckpassung oder Klebemittel ausgeführt werden, und die Art der Befestigung ist nicht spezifisch eingeschränkt.
• Ferner kann, obwohl die Erfindung als Beispiel mit einem Stator mit 12 Nuten beschrieben wurde, eine andere Anzahl Pole und Nuten verwendet werden, und es gibt keine diesbezügliche Einschränkung.
• Auch wenn die jeweiligen Ausführungsformen als Beispiel mit einer äußeren Form mit kreisförmigem oder quadratischem Querschnitt beschrieben wurden, ist ein dreieckiger oder fünfeckiger Querschnitt möglich, und es gibt keine Einschränkung hinsichtlich der Form eines Rahmens.
• Ausführungsform 4
• 4 ist eine Ansicht mit der Darstellung eines Verfahrens zur Montage eines Motors gemäß der Ausführungsform 4 der Erfindung. Gleiche Kennziffern wie die Kennziffern in 1 bezeichnen gleiche Teile. Ein Rahmen 4 ist im Wesentlichen quadratisch und enthält im Wesentlichen kreisförmige Kerben 4a in Diagonalrichtungen. Ferner ist in einigen Fällen oberhalb des Rahmens ein nicht dargestellter Anschlusskasten oder eine ähnliche Einrichtung angebracht und beeinflusst die Dicke des Rahmens 4.
• Da in diesem Fall eine Dickenverteilung des Rahmens 4 nicht unmittelbar bekannt sein kann, ergibt sich die Winkelabhängigkeit der Dicke des Rahmens in einer Normalrichtung entsprechend der Darstellung in 5.
• Dementsprechend ergibt es sich, dass ein Bereich, der in der Dickenverteilung dick ist und in dem die Belastung, mit der der Eisenkern des Stators 1 durch den Rahmen beaufschlagt wird, maximal wird, steil ist, und dass ein Bereich, der in der Dickenverteilung minimal ist und in dem die Belastung, mit der der Eisenkern des Stators beaufschlagt wird, minimal wird, dagegen flach verläuft.
• Entsprechend der vorstehenden Beschreibung ist, da beim tetrasymmetrischen Rahmen die Anzahl der Nuten 12 ist und die Anzahl der Nuten durch 4 geteilt wegen der Symmetrieeigenschaft das ungerade Ergebnis 3 ergibt, die entsprechende Anordnung gerade, wenn die Positionierung mit der Erfassung eines Punktes, an dem die Belastung minimal wird, erfolgt.
• Insbesondere liegt, wenn ein Punkt, bei dem die Belastung maximal wird, einen steilen Änderungsverlauf hat wie in der Rahmenanordnung der Ausführungsform, hinsichtlich des Herstellungsprozesses zwangsläufig eine endliche Positioniergenauigkeit vor, sodass die Positionierung bei dieser Anordnung, bei der der Änderungsverlauf minimal wird, nur schwer durch einen Fehler bei der Positionierung zum Zeitpunkt der Massenproduktion beeinflusst werden kann.
• Dementsprechend werden gemäß der Ausführungsform der Eisenkern des Stators 1 und der Rahmen 4 in einem Bereich einer Positioniergenauigkeit positioniert, der für in Massenproduktion hergestellte Motoren ± 10 Grad an einem Winkel zentriert ist, bei dem die Belastung minimal wird, und der Rahmen 4 wird befestigt. Hierdurch lässt sich der Effekt der Verringerung des Nutrastmoments entsprechend dem bei der Ausführungsform 1 beschriebenen Effekt erzielen, und wenn die Positioniergenauigkeit hinsichtlich des Arbeitsprozesses endlich ist, kann die Positionierung in einem Zustand erfolgen, der sich nur schwer vom Fehler beeinflussen lässt, und es ist möglich, das Nutrastmoment bei der Massenproduktion ohne Streuung auf einem kleinen Wert zu halten.
• Ausführungsform 5
• Bei dieser Ausführungsform wird der gleiche Rahmen wie bei der Ausführungsform 4 verwendet, doch für einen Eisenkern des Stators wird ein Eisenkern mit Gelenk eingesetzt. Dadurch gelingt es, statt des Stanzens eines im Wesentlichen kreisförmigen Eisenkerns aus flach gewalzten Stahlblechen und Streifen einen oder mehrere Schnitte vorzunehmen und an den Nuten entsprechend der Darstellung in 6 biegbare Scharniermechanismen (Gelenke 10) anzubringen, um einen geraden Eisenkern des Stators zu erzeugen, der leicht in einem Prozess Wicklungen ausführen kann, wobei die Wicklung um Zähne erfolgt.
• Da der Eisenkern des Stators Schnitte enthält, ist es erforderlich, die Schnitte nach dem Wickeln zusammenzubringen, um auf einer Seite des Eisenkerns die Anschlüsse vorzunehmen, wie z.B. Schweißen usw. Diese Bereiche werden als Nahtbereiche bezeichnet. 7 ist eine schematische Ansicht mit der Darstellung des Eisenkern des Stators zur Veranschaulichung der Nahtbereiche 11. Die Nahtbereiche 11 des Eisenkerns haben Eigenschaften, die sich hinsichtlich der Struktur und des internen Zustands von anderen Nut-Bereichen unterscheiden, sodass zum Zeitpunkt des Schweißens eine Restbelastung verbleibt. Daher wird es bei einem Eisenkern mit Gelenk, bei dem Nahtbereiche 11 vorliegen, als wünschenswert angesehen, dass die durch den Rahmen an den Nahtstellen beaufschlagte Belastung gering ist.
• Dementsprechend wird erfindungsgemäß statt einer Nut-Mittenlinie eine Mittenlinie des Nahtbereichs 11 zum Bezugspunkt für die Positionierung, und ein Zielpunkt der Positionierung wird so gesetzt, dass der Nahtbereich 11 einer Anordnung angepasst wird, bei der die Belastung, mit der der Eisenkern des Stators durch den Rahmen beaufschlagt wird, mit Sicherheit minimal wird, das heißt, bei der eine Dicke minimal wird und der Änderungsverlauf in der Dickenverteilung in einer Normalrichtung des Rahmens ebenfalls minimal wird. Die Positioniergenauigkeit entspricht derjenigen bei der Ausführungsform 4 mit ± 10 Grad.
• 8 zeigt eine Zusammenfassung von Ergebnissen einer tatsächlichen Messung von Komponenten niederer Ordnung des Nutrastmoments, wenn die Positionierung wie vorstehend beschrieben erfolgt und die Herstellung ausgeführt wird. Selbst wenn ein Positionierungswinkel in einem Bereich von ± 10 Grad gestreut ist, sind die Komponenten enthalten in 0,05 [AU] oder weniger, was angestrebt wird. Ferner gibt ein volles Quadrat Daten an, wenn ein Positionierwinkel absichtlich bei 22 Grad gestreut ist. Aus den Ergebnissen der tatsächlichen Messung ist ersichtlich, dass das Nutrastmoment bei der Positionierung im Vergleich zur nicht erfolgten Positionierung sicherlich abnimmt.
• Auf diese Weise kann, selbst wenn ein Eisenkern mit Gelenk verwendet wird, bei dem die Nahtbereiche 11 vorliegen, der Effekt der Verringerung des Nutrastmoments wie der bei der Ausführungsform 1 beschriebene Effekt erzielt werden, indem der Nahtbereich des Eisenkerns des Stators in Übereinstimmung mit einem Zielpunkt gebracht wird, an dem durch den Rahmen der Eisenkern des Stators mit Belastung beaufschlagt wird, das heißt, dass die Dickenverteilung in einer Normalrichtung des Rahmens minimal wird, und wenn die Positioniergenauigkeit hinsichtlich des Arbeitsprozesses endlich ist, kann die Positionierung in einem Zustand erfolgen, der nur schwer durch den Fehler zu beeinflussen ist, sodass es möglich ist, das Nutrastmoment bei der Massenproduktion ohne Streuung auf einem geringen Wert zu halten.
• Weiter ist das beschriebene Verfahren selbstverständlich nicht auf einen Eisenkern mit Gelenk beschränkt, sondern es kann für Eisenkerne dieses Typs mit dünnwandigem Anschluss verwendet werden, wobei die Verbindungen der Zähne von einer dünnen Wand erfolgen.
• Beispiel 6
• Das Beispiel 6 wird in Hinblick auf einen permanentmagneterregten Synchronmotor mit 8 Polen und 12 Nuten beschrieben, der das Nutrastmoment über die Beaufschlagung von Druck an vorbestimmten Positionen über ein Druckteil senken kann. 9 ist eine Querschnittsansicht mit der Darstellung eines permanentmagneterregten Synchronmotors gemäß dem Beispiel 6. Bei diesem Beispiel wird der Sonderfall von 8 Polen und 12 Nuten erläutert.
• Ein Rotor 12 umfasst eine Welle 12a, ein Rotorjoch 12b und Magnete 12c, die Permanentmagnete sind. Die Welle 12a sichert daran das Rotorjoch 12b, das einen magnetischen Körper mit achteckiger äußerer Form enthält, und die Magnete 12c sind an den entsprechenden flachen Bereichen der achteckigen äußeren Form des Rotorjochs 12b befestigt. Benachbarte Pole der Magnete 12c sind so angeordnet, dass sie zueinander gegenüberliegen. Ein Eisenkern des Stators (Statorkern) 13 besteht im Wesentlichen aus Zähnen 13a und einem Rückjoch 13b auf einem kreisförmigen Rohr, und eine am Innenring der Zähne 13a des Stators 13 gelegene Seite sowie die bogenförmigen Seiten der Magnete 12c des Rotors 12 sind so angeordnet, dass sie eine Luftstrecke definieren. Ferner ist in 1 eine Spule, die normalerweise um die Zähne 13a wickelt, ausgelassen.
• Ferner sollen außerhalb des Stators 13 Druckteile 14 vorgesehen sein, die den Stator 13 an dessen äußerer Peripherie an vorbestimmten Positionen nach innen drücken, sowie ein gepanzerter Teil 15, der die Druckteile 14 an der äußeren Peripherie der Druckteile 14 nach innen drückt. Ferner ist der Rotor 12 drehbar gelagert, auch wenn dies nicht dargestellt ist, und Magnete 12c des Beispiels sind in idealer Weise so angeordnet, dass eine gleichförmige und symmetrische Dichteverteilung des magnetischen Flusses erfolgt. Da andererseits der Stator 13 hinsichtlich der Herstellung nichtgleichförmige Bereiche umfasst, verbleiben die pulsierenden Komponenten in der Permeanz. Ein Einfluss, der durch pulsierende Komponenten bei einem Produkt erzeugt wird, wird im Folgenden beschrieben.
• Im Folgenden wird ein Vorgang beschrieben. Der Rotor 12 und der Stator 13 werden zusammengesetzt; der Rotor 12 wird bei niedriger und konstanter Geschwindigkeit in einem Zustand gedreht, bei dem der elektrische Strom nicht veranlasst wird, durch eine (nicht dargestellte) Spule um die Zähne 13a zu fließen, und das zu diesem Zeitpunkt für die Drehung erforderlich Nutrastmoment wird in jedem Winkel gemessen. Dieses Moment wird als Verlustmoment bezeichnet. Das Verlustmoment besteht aus einem spezifischen Bereich, der gekennzeichnet ist durch ein Rutschmoment der Lager, die den Rotor 12 drehbar tragen, und durch pulsierende Komponenten entsprechend einer Variante des Rotors 12, mit jedem Winkel in der totalen magnetischen Energie des betreffenden magnetischen Kreises, der aus dem Rotor 12 und dem Stator 13 besteht. Zusätzlich werden die pulsierenden Komponenten als Nutrastmoment bezeichnet.
• 10 zeigt ein Beispiel der Messergebnisse des Nutrastmoments in einem Winkel des Rotors bei einem permanentmagneterregten Synchronmotor gemäß dem Beispiel 6. Der Winkel des Rotors ist mit einem Bereich von 0 bis 90 Grad dargestellt. In der Abbildung gibt die Abszissenachse einen Rotorwinkel an, und die Ordinatenachse gibt das Nutrastmoment an, wobei eine Kurve a vor der Druckbeaufschlagung des Stators 13 durch Druckteile 14 an vorbestimmten Positionen an seiner äußeren Peripherie zum Zeitpunkt der Herstellung gemessen wird. Ein Bezugspunkt des Rotorwinkels nimmt 0 Grad für den Fall an, dass die Winkelpositionsbeziehung des Rotors 12 und des Stators 13 in den in 9 wiedergegebenen Anordnungszustand versetzt wird. Dass heißt, dass, wenn der Bezugswinkel des Rotors 12 zwischen magnetischen Polen liegt, eine Position des Bezugswinkels des Rotors 12 und ein Mittelpunkt der Zähne 13a des Stators 13 auf einer geraden Linie angeordnet sind.
• Die Kurve in 10 enthält Komponenten, die durch die Überlagerung von 24-fach pulsierenden Komponenten und 8-fach pulsierenden Komponenten erzielt werden, während der Rotor 12 eine Umdrehung ausführt. Die 24-fach pulsierenden Komponenten werden als pulsierende Komponenten bezeichnet, die auch erzeugt werden können, wenn der Stator 14 [sic] und der Rotor 12 theoretische Formen annehmen, da bei dem Beispiel der Rotor 12 die Anzahl 8 an Polen und der Stator 13 die Anzahl 12 an Nuten hat, und die 24-fach pulsierenden Komponenten mit 24 übereinstimmen, was ein kleinstes gemeinsames Vielfaches von 8 und 12 ist. 8-fach pulsierende Komponenten entsprechen der Anzahl der Pole des Rotors 12.
• Wie in der Formel (19) auf Seite 4 des Nicht-Patent-Dokuments 1 dargestellt ist, wird angegeben, dass der Rotor 1 ein Nutrastmoment erzeugen kann, dass bei jeder Umdrehung 8-fach pulsierende Komponenten (2p) hat, wenn die durch den Stator gebildete Permeanzverteilungsfunktion bei jeder Umdrehung des Rotors 12 diese N-fach pulsierenden Komponenten hat. Es wird angegeben, dass N eine der folgenden Formeln erfüllt $$\text{N}=\text{p}$$

  

  oder $$\text{N}=\pm 2\text{p}-\text{i1xZ}$$

  

  oder $$\text{N}=\text{i1xZ}\pm \text{2p}$$

  

  wobei p den Pol-Logarithmus angibt unter der Annahme eines Werts, der die Hälfte der Anzahl der Pole ist, und Z die Anzahl der Nuten angibt und i1 die räumlichen Ordnungen angibt, wenn die Permeanzverteilungsfunktion in einer Fourier-Reihe expandiert wird.
• Da eine Ordnung i1 mit größtem Einfluss 1 ist, ist es bedeutungslos, ob i1=1 ist. Wenn bei dem Beispiel 6 die Beaufschlagung an einem permanentmagneterregten Synchronmotor mit 8 Polen und 12 Nuten erfolgt, ist 4 eine Mindestziffer aus den Lösungen von N. N = 4 wird erhalten aus p = 4, und wenn i1 = 1, Z = 12 und p = 4 ist, ergibt sich N = 1×12 - 8 = 4. Je kleiner die Lösung von N ist, desto verlässlicher erscheint sie als Nutrastmoment. Das heißt, dass die Tatsache, dass das Nutrastmoment pro Umdrehung des Rotors 12 8-fach pulsierende Komponenten hat (8-fach in einer Plus-Richtung und 8-fach in einer Minus-Richtung) eine Möglichkeit angibt, dass (N = 4)-fach pulsierende Komponenten in der Permeanzverteilungsfunktion des Stators 13 enthalten sind, da der Stator 13 herstellungstechnisch nicht gleichförmig ist.
• Da jedoch die Ursache hierfür Anisotropie bei der magnetischen Permeabilität eines für den Stator 13 verwendeten Stahlblechs einbezieht, ist die bei der Bearbeitung zum Zeitpunkt der Herstellung erzeugte örtliche Restbelastung eine Belastung durch die Druckpassung des Stators 13 usw. sowie die Form des Stators 13, und diese Ursachen lassen sich herstellungstechnisch nur schwer beschreiben und beseitigen. Um das Nutrastmoment mit pro Umdrehung des Rotors 12 8-fach pulsierenden Komponenten zu verringern, wird es als effektives Mittel angesehen, im Gegenzug Komponenten mit entgegengesetzter Phase zur Phase der 4-fach pulsierenden Komponenten in die vom Stator 13 gebildete Permeanzverteilungsfunktion einzugeben und die 4-fach pulsierenden Komponenten in der Permeanzverteilungsfunktion zu beseitigen.
• Wenn dann im Nutrastmoment enthaltene 8-fach pulsierende Komponenten eine Wellenform einer Phase entsprechend der Darstellung in 10 aufweisen, wird eine vorbestimmte Belastung und Verschiebung an den Stator 13 weitergeleitet, indem vier Druckteile 14 bereitgestellt werden, die den in der Permeanzverteilungsfunktion des Stators 13 entsprechend der Darstellung in 9 enthaltenen 4-fach pulsierenden Komponenten entsprechen, und indem die Teile per Druckpassung an vier Stellen in Abständen von 90 Grad angebracht werden, ausgehend von einem Zahnmittelpunkt, der auf einer geraden Linie angeordnet ist, die durch eine Position des Bezugswinkels zwischen dem Panzerteil 15 und dem Stator 13 verläuft. Die Belastung ändert den Stator 13 örtlich hinsichtlich der relativen Permeabilität. Eine Änderung der relativen Permeabilität, die durch Verschiebung und Belastung des Stators 13 verursacht ist, führt pro Umdrehung des Rotors 12 wegen einer Luftstreckenlänge zwischen dem Stator 13 und dem Rotor 12 zu 4-fach pulsierenden Komponenten, und die relative Permeabilität führt wegen der Belastung des Rückjochs 13b des Stators 13 pro Umdrehung des Rotors 12 auch zu 4-fach pulsierenden Komponenten. Komponenten mit einer Phase, die der der 4-fach pulsierenden Komponenten in der Permeanzverteilungsfunktion entgegengesetzt ist, werden daher eingegeben, um die Beseitigung der 4-fach pulsierenden Komponenten in der Permeanzverteilungsfunktion des Stators 13 zu ermöglichen.
• Eine Kurve b in 10 stellt das gemessene Nutrastmoment dar, nachdem der Stator 13 per Druckpassung mit angemessener Interferenz in die Druckteile 14 eingesetzt worden ist. Es ergibt sich, dass im Vergleich zur Kurve a die pro Umdrehung enthaltenen 8-fach pulsierenden Komponenten beseitigt sind und dass das Nutrastmoment insgesamt geringer ist.
• Wenn die im Nutrastmoment enthaltenen 8-fach pulsierenden Komponenten um α Grad von der Phase der Kurve a in 10 versetzt werden, kann dies ferner entsprechend über rotierende Druckpositionen ausgeglichen werden. Während eine Menge, um die Druckpositionen versetzt werden sollen, generell dazu tendiert, in einem Verhältnis zu α Grad zu stehen, kommt es manchmal nicht zu der verhältnismäßigen Dosierung, da die Tendenz abhängig ist vom Grad der Interferenz bei Druckpassung. Dementsprechend ist es wünschenswert, die Menge entsprechend den Bedingungen individueller Produkte experimentell zu erfassen.
• Die Anzahl der Druckstellen wird bestimmt durch einen positiven Wert einer Lösung von N, der sich ergibt aus N = p, N = ±2×p - Z oder N = Z±2×p mit i1 = 1 in den Formeln (1) bis (3), und die Druckpositionen werden so bestimmt, dass ein Punkt, bei dem das Nutrastmoment bei der Messung des Nutrastmoments oder seiner Umgebung null ist, zu einer ersten Druckposition wird, wobei die erste Druckposition zu einem Bezugswinkel in 9 wird und die übrigen Druckpositionen in gleichen Winkelintervallen angeordnet sind.
• Entsprechend der vorstehenden Beschreibung, da das Beispiel den Stator 13 mit 12 Nuten umfasst, an dem eine Spule angeordnet ist, wobei der Rotor 12 Permanentmagneten mit 8 Polen hat und in einen Torus des Stators 13 eingesetzt ist und die Druckteile 14, die an N Stellen gegen eine äußere Peripherie des Stators 13 nach innen drücken, wobei N ein positiver Mindestwert von 4 ist, der sich errechnet aus N = 4, N = ±2×4 - 12 oder N = 12±2×4, werden Belastung sowie Versetzung durch Belastung an vorbestimmten Stellen an den Stator 13 weitergegeben, um die bei der vom Stator 13 gebildeten Permeanz 4-fach pulsierenden Komponenten zu beseitigen, wodurch das Nutrastmoment mit pulsierenden Komponenten, deren Ordnung der Anzahl der Pole des Rotors 12 entspricht, gesenkt werden kann.
• Während das Beispiel eine Konstruktion verwendet, bei der die bogenförmigen Druckteile 14 zwischen dem Stator 13 und dem Panzerteil 15 angeordnet sind, ist ferner eine Konstruktion ausreichend, bei der das Innere einer äußeren Peripherie des Stators 13 an vier vorbestimmten Stellen mit Belastung beaufschlagt werden kann, sodass bei der Anwendung beispielsweise bei Produkten der Massenproduktion im Innern von vorbestimmten Stellen Belastung beaufschlagt werden kann, indem eine Formungsrichtung und eine Pressform verfolgt werden, wie z.B. mittels Erhöhen der äußeren Dicke zum Zeitpunkt der Formung einer Panzerung, wenn vorbestimmte Stellen der Belastungsbeaufschlagung bei allen Produkten im Wesentlichen gleich sind.
• Gemäß dem Beispiel ist ferner ein Verhältnis der Anzahl der Pole des Rotors 12 zur Anzahl der Nuten des Stators 13 der Wert 2:3, und typische Beispiele des Verhältnisses dieses Werts 4 Pole und 6 Nuten sowie 6 Pole und 9 Nuten. Ein Mindestwert bei den Lösungen von N, die mit N-fach pulsierenden Komponenten in der Permeanzverteilungsfunktion des Stators 13 verbunden sind, die pulsierende Komponenten im Nutrastmoment erzeugen können, deren Ordnung der Anzahl der Pole des Rotors entspricht, ist N = 2 für 4 Pole und 6 Nuten und N = 3 für 6 Pole und 9 Nuten. Diese ergeben den gleichen Effekt, sofern die Druckteile 14 mit jeweils entsprechenden Ziffern angeordnet sind, da die Nuten des Stators 13 und die Pole des Rotors 12 in der Winkelbeziehung in etwa übereinstimmen, wenn ein Winkel des Rotors 12 als elektrischer Winkel betrachtet wird. Während gemäß dem Beispiel N einen positiven Mindestwert unter den mit N = p, N = ±2×p - Z oder N = Z±2×p ermittelten Werten annimmt, ist N ferner nicht auf den Mindestwert beschränkt, sondern kann einen beliebigen der positiven Werte annehmen.
• Beispiel 7
• Das Beispiel 7 wird mit Bezug auf einen permanentmagneterregten Synchronmotor mit 10 Polen und 12 Nuten beschrieben, wobei das Nutrastmoment gesenkt werden kann, indem an vorbestimmten Positionen mittels eines Druckteils eine Druckbeaufschlagung erfolgt.
• 11 ist eine Querschnittsansicht mit der Darstellung eines permanentmagneterregten Synchronmotors gemäß dem Beispiel 7. Im Gegensatz zum Beispiel 6 hat bei diesem Beispiel ein Rotor 6 Pole, und ein Stator hat 12 Nuten. Während aber die Druckteile 14 bei dem Beispiel 6 an vier Stellen angeordnet sind, sind sie bei diesem Beispiel an nur zwei Stellen angeordnet.
• Ferner sind bei dem Beispiel die Magnete 12c idealerweise angeordnet, um eine gleichförmige und symmetrische magnetische Flussdichtenverteilung zu ergeben. Da der Stator 13 aus herstellungstechnischer Sicht nichtgleichförmige Bereiche enthält, sind andererseits in der Permeanz pulsierende Komponenten enthalten. Ein Einfluss, den die pulsierenden Komponenten auf ein Produkte ausüben, wird im Folgenden beschrieben. 12 zeigt ein Beispiel von Messergebnissen des Nutrastmoments bei einem Winkel des Rotors 12 in einem permanentmagneterregten Synchronmotor gemäß dem Beispiel 7. Entsprechend der Darstellung liegt der Winkel des Rotors in einem Bereich von 0 bis 360 Grad. 12(a) zeigt die Messung, bevor die Druckteile 3 den Stator 13 zum Zeitpunkt der Herstellung an vorbestimmten Positionen an seiner äußeren Peripherie mit Druck beaufschlagen.
• Das Nutrastmoment in 12(a) enthält Komponenten, die erhalten werden durch Überlagerung von 12-fach pulsierenden Komponenten, die der Anzahl von Nuten des Stators 13 entsprechen, sowie von 10-fach pulsierenden Komponenten, die der Anzahl von Polen des Rotors 12 während einer Umdrehung des Rotors entsprechen. Hinsichtlich der 10-fach pulsierenden Komponenten, die der Anzahl von Polen des Rotors 12 entsprechen, gelten in der gleichen Weise wie bei der für das Beispiel 6 beschriebenen Theorie Bedingungen für N, die mit N-fach pulsierenden Komponenten in der vom Stator gebildeten Permeanzverteilungsfunktion verbunden sind, die ein Nutrastmoment mit 10(2p)-fach pulsierenden Komponenten pro Umdrehung des Rotors 12 erzeugen können, wobei dies beliebige Werte sein können, die N = p oder N = ±2p - i1×Z oder N = i1×Z±2p erfüllen. Eine Mindestzahl unter den Lösungen von N wird deshalb 2, wenn die Anwendung bei einem permanentmagneterregten Synchronmotor gemäß dem Beispiel 7 mit 10 Polen und 12 Nuten erfolgt. In diesem Fall sind i1 = 1, Z = 12 und 2p = 10, mit N = 1×12 - 10.
• Das heißt, dass die Tatsache, dass das Nutrastmoment pro Umdrehung des Rotors 12 10-fach pulsierende Komponenten hat (10-fach in einer Plus-Richtung und 10-fach in einer Minus-Richtung) eine Möglichkeit angibt, dass 2-fach pulsierende Komponenten in der Permeanzverteilungsfunktion des Stators 13 enthalten sind, da der Stator 13 herstellungstechnisch nicht gleichförmig ist. Wie bei dem Beispiel 6 beschrieben wurde, zählen zu den Ursachen hierfür Anisotropie bei der magnetischen Permeabilität eines Stahlblechs, die bei der Bearbeitung zum Zeitpunkt der Herstellung erzeugte örtliche Restbelastung, eine Belastung durch die Druckpassung des Stators 13 usw. sowie die Form des Stators 13.
• Insbesondere ist bei in der Permeanzverteilungsfunktion enthaltenen 2-fach pulsierenden Komponenten nach dem Durchlaufen des Walzprozesses in Herstellung von Stahlblech, wenn das für den Stator 13 verwendete Stahlblech produziert wird, die interne Restbelastung in einer Walzri9chtung und einer dazu senkrecht verlaufenden Richtung unterschiedlich, sodass das Stahlblech in der relativen Permeabilität anisotrop wird. Wenn aus dem Stahlblech gestanzte Kerne gestapelt und in der Richtung zur Bildung des Stators 13 ausgerichtet werden, hat die relative Permeabilität des Rückjochs 13b des Stators 13 pro Umdrehung des Rotors 12 2-fach pulsierende Komponenten. Um die pro Umdrehung des Rotors 12 10-fach pulsierenden Komponenten zu verringern, ist es ausreichend, im Gegenzug Komponenten mit entgegengesetzter Phase zur Phase der 2-fach pulsierenden Komponenten in die vom Stator 13 gebildete Permeanzverteilungsfunktion einzugeben.
• Wenn dann im Nutrastmoment enthaltene 8-fach pulsierende Komponenten eine Wellenform mit einer Phase wie in Kurve a in 2 aufweisen, wird eine vorbestimmte Belastung und Verschiebung an den Stator 13 weitergeleitet, indem zwei Druckteile 3 bereitgestellt werden, die den in der Permeanzverteilungsfunktion des Stators 13 entsprechend der Darstellung in 11 enthaltenen 2-fach pulsierenden Komponenten entsprechen, um die Teile per Druckpassung in einer entgegengesetzten Richtung zwischen der Panzerung 15 und dem Stator 13 anzubringen. Die Belastung ändert den Stator 13 örtlich hinsichtlich der relativen Permeabilität. Eine Änderung der relativen Permeabilität, die durch Verschiebung und Belastung des Stators 13 verursacht ist, führt pro Umdrehung des Rotors 12 wegen einer Luftstreckenlänge zwischen dem Stator 13 und dem Rotor 12 zu 2-fach-Pulsationen, und die relative Permeabilität führt wegen der Belastung des Rückjochs 13b des Stators 13 pro Umdrehung des Rotors 12 auch zu 2-fach-Pulsationen. Wenn die Positionsbeziehung des Rotors 12 und des Stators 13 ausgerichtet wird, hat daher die Permeanzverteilungsfunktion auch pulsierende Komponenten mit einer zur Phase der 2-fach pulsierenden Komponenten entgegengesetzten Phase.
• 12(b) stellt das gemessene Nutrastmoment dar, nachdem die Druckteile 14 per Druckpassung mit angemessener Interferenz am Stator 13 angebracht worden sind. Es ergibt sich, dass im Vergleich zu 12(a) die pro Umdrehung im Nutrastmoment enthaltenen 10-fach pulsierenden Komponenten beseitigt sind und dass das Nutrastmoment insgesamt geringer ist.
• Entsprechend der vorstehenden Beschreibung, da das Beispiel den Stator 13 mit 12 Nuten umfasst, an dem eine Spule angeordnet ist, wobei der Rotor 12 Permanentmagneten 12c mit 10 Polen hat und in einen Torus des Stators 13 eingesetzt ist und die Druckteile 14, die an N Stellen gegen eine äußere Peripherie des Stators 13 nach innen drücken, wobei N ein positiver Mindestwert von 2 ist, der sich errechnet aus N = 5, N = ±2×5 - 12 oder N = 12±2×5, werden Belastung sowie Versetzung durch Belastung an vorbestimmten Stellen an den Stator 13 weitergegeben, um die bei der vom Stator 13 gebildeten Permeanz 2-fach pulsierenden Komponenten zu beseitigen, wodurch das Nutrastmoment mit pulsierenden Komponenten, deren Ordnung der Anzahl der Pole des Rotors 12 entspricht, gesenkt werden kann.
• Beispiel 8
• 13 ist eine Querschnittsansicht mit der Darstellung dem Beispiel 8 eines permanentmagneterregten Synchronmotors. Das Beispiel unterscheidet sich von dem Beispiel 6, da statt der Druckteile 14 und der Panzerung 15 ein Stator 13 per Druckpassung in einen Rahmen 5 eingesetzt wird. Ferner ist 14 eine Querschnittsansicht mit der Darstellung eines permanentmagneterregten Synchronmotors gemäß dem Beispiel 8. Der Rahmen 15 umfasst Druckbereiche 14a, die den Stator 13 an vier vorbestimmten Positionen mit Druck beaufschlagen, sowie Lagerbereiche 14b, die Außenringe von auf einem Rotor 12 angebrachten Lagern 17 tragen, die die Enden des Rotors 12 tragen, um die Rotation des Rotors zu ermöglichen. In einer Konstruktionsansicht sind die Lagerbereiche 14b und die Druckbereiche 14a des Rahmens 15 an der gleichen Achse angeordnet.
• Bei der Herstellung wird der Stator per Druckpassung in den Rahmen 15 eingesetzt, sodass die Druckbereiche 14a des Rahmens 15 in Übereinstimmung mit vorbestimmten Stellen an einer äußeren Peripherie des Stators 13 gelangen. Der Rahmen 15 beaufschlagt dann den Stator 13 an den vorbestimmten Stellen an dessen äußerer Peripherie nach innen mit Druck. Indem der gleiche Vorgang ausgeführt wird wie mit den Druckbereichen 14 bei dem Beispiel 6, kann daher das Nutrastmoment gesenkt werden. Dementsprechend können die Teile wegen einer Konstruktion, bei der der Rahmen 15 den Stator 13 an den vorbestimmten Stellen an dessen äußerer Peripherie direkt nach innen mit Druck beaufschlagen, wobei zusätzlich das Beispiel 8 den gleichen Effekt erzeugen kann wie bei dem Beispiel 6.
• Während das Beispiel mit Bezug auf den Fall der Druckpassung beschrieben ist, die erfolgt als Mittel, über das der Rahmen 15 den Stator 13 sichert und mit Druck beaufschlagt, kann auch die Schrumpfpassung als derartiges Mittel verwendet werden. Während das Beispiel mit Bezug auf 8 Pole und 12 Nuten beschrieben wurde, kann der gleiche Effekt auch erzielt werden, wenn die Druckbereiche des Rahmens 15 bei dem Beispiel 7 mit 10 Polen und 12 Nuten an zwei Stellen vorliegen.
• Beispiel 9
• Das Beispiel 9 wird mit Bezug auf ein Herstellungsverfahren beschrieben, bei dem es möglich ist, das Nutrastmoment bei einem permanentmagneterregten Synchronmotor zu senken.
• Um die Qualität bei der Herstellung von permanentmagneterregten Synchronmotoren zu stabilisieren, erfolgt generell üblicherweise eine Prüfung des Nutrastmoments bei der Herstellung. Der Vorgang der Prüfung des Nutrastmoments wird aber in Stadium der Endprüfung des fertigen Produkts nach der Montage aller Elemente ausgeführt. Wenn gemäß den Produktspezifikationen ein kleines Nutrastmoment gefordert ist, werden daher bei der Herstellung erzeugte Produkte, die die Spezifikationen nicht erfüllen, verworfen oder zur Korrektur demontiert usw. Ferner führt bei permanentmagneterregten Synchronmotoren, die den Prozess der Druckpassung einer äußeren Form des Stators 13 erfordern, der Prozess der Druckpassung in einigen Fällen eher zu einer Erhöhung des Nutrastmoments.
• Das Beispiel wird mit Bezug auf 8 Pole und 12 Nuten bei dem Beispiel 6 beschrieben. Zunächst wird das Nutrastmoment gemessen, indem der Rotor 12 und der Stator 13 auf Positionen nach der Montage in einen Zustand versetzt werden, in dem der Stator 13 durch die Druckbereiche 14 mit Druck beaufschlagt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist es wünschenswert, die Messung in einem Zustand auszuführen, bei dem eine Spule 18 umwickelt ist. Das liegt daran, dass die Spannung in der Spule 18 zum Zeitpunkt der Wicklung in einigen Fällen Belastung auf die Zähne des Stators 13 usw. erzeugt.
• Wenn ferner das Nutrastmoment zum Zeitpunkt der Messung bei der Herstellung im Wesentlichen konstant in der Phase bei allen Produkten der Massenproduktion verläuft, ist es nicht erforderlich, eine Prüfung jedes einzelnen Produkts vorzunehmen, sondern die Messung kann bei der Prüfung ohne gesonderte Erwähnung erfolgen.
• Anschließend wird die Anzahl N der Stellen, an denen der Stator 13 mit Druck beaufschlagt wird, aus den Daten des Nutrastmoments des Rotors 12 für jeden Winkel bestimmt. Wenn die 8-fach pulsierenden Komponenten, die in der Ordnung der Anzahl der Pole des Rotors 12 entsprechen, aufgrund der Daten des Nutrastmoments erkannt werden, liegt unter Zugrundelegung der Formel (19) auf Seite 4 des Nicht-Patent-Dokuments 1 die Möglichkeit vor, dass die vom Stator gebildete Permeanzverteilungsfunktion bei jeder Umdrehung des Rotors 12 N-fach pulsierende Komponenten hat. Es wird angegeben, dass N ein beliebiger Wert ist, der N = p oder N = ±2p - i1×Z oder N = i1×Z±2p erfüllt, wobei p den Logarithmus des Pols unter der Annahme des halben Werts der Anzahl der Pole angibt und wobei Z die Anzahl der Nuten angibt und wobei i1 die räumlichen Ordnungen angibt, wenn die Permeanzverteilungsfunktion in einer Fourier-Reihe expandiert wird.
• Eine positive Mindestzahl unter den Lösungen von N wird, wie bei dem Beispiel 6 gezeigt wurde, 4. Um das Nutrastmoment mit pro Umdrehung des Rotors 12 8-fach pulsierenden Komponenten zu senken, ist es daher erforderlich, im Gegenzug Komponenten mit entgegengesetzter Phase zur Phase der 4-fach pulsierenden Komponenten in die vom Stator 13 gebildete Permeanzverteilungsfunktion einzugeben, sodass N mit 4 bestimmt wird.
• Anschließend werden die Stellen, an denen der Stator 2 mit Druck beaufschlagt wird, aus den Daten des Nutrastmoments des Rotors 12 für jeden Winkel bestimmt. Insbesondere werden die Komponenten, deren Ordnung der Anzahl der Pole des Rotors 12 entspricht, aus den Daten des Nutrastmoments entnommen, und diese Stellen, an denen der Stator 13 mit Druck beaufschlagt wird, werden entsprechend einer Phase von im Wesentlichen sinusförmigen Wellenkomponenten bestimmt und dann entnommen. Wenn beispielsweise das Nutrastmoment der Kurve a in 10 bei dem Beispiel 6 entspricht, ist die Anzahl der Stellen der Druckbeaufschlagung vier in Abständen von 90 Grad ab einem Mittelpunkt von Zähnen, der auf einer geraden Linie angeordnet ist, die eine Position des in 9 wiedergegebenen Bezugswinkels durchläuft.
• Auch wenn im Nutrastmoment enthaltene 8-fach pulsierende Komponenten um α Grad von der Phase der Kurve a in 10 versetzt werden, ist es wünschenswert, diese Stellen entsprechend der Darstellung bei dem Beispiel experimentell zu erfassen, sodass es erforderlich ist, zuvor Tabellen unter Berücksichtigung von Bedingungen wie Interferenz usw. anzulegen, um bei der Herstellung aus den Tabellen die Informationen entnehmen und die Stellen bestimmen zu können, an denen der Stator 13 mit Druck beaufschlagt wird.
• Schließlich erfolgt die Druckbeaufschlagung an vorbestimmten Stellen an der äußeren Peripherie des Stators 13. Die Druckbereiche 14 werden mit den vier vorbestimmten Stellen an der äußeren Peripherie des Stators 13 in Übereinstimmung gebracht, um die Druckpassung zwischen der Panzerung 15 und dem Stator auszuführen.
• Dementsprechend hat das Beispiel 9 ein Merkmal, das den Schritt des Einsetzens und der Montage des Rotors mit Permanentmagneten mit 8 Polen (wobei 8 eine natürliche Zahl ist) in den Stator 13, der torusförmig ausgebildet ist und 12 Nuten hat und an dem eine Spule angebracht ist, umfasst, sowie den Schritt der Rotation des Rotor in einen Zustand, bei dem kein elektrischer Strom veranlasst wird, durch die Spule des Stators 13 zu fließen, um das Nutrastmoment in jedem Winkel zu messen, sowie den Schritt der Bestimmung der Stellen, an denen die äußere Peripherie des Stators 13 unter Zugrundelegung der Messungen des Nutrastmoments mit Druck beaufschlagt wird, sowie den Schritt der Montage der Druckteile, die die äußere Peripherie des Stators an vier Stellen zur Außenseite des Stators mit Druck beaufschlagen, wobei vier ein positiver Mindestwert ist, der sich errechnet aus N = 4, N = ±2×4 - 12 oder N = 12±2×4.
• Da somit zur Druckbeaufschlagung ein Zustand des Nutrastmoments vor der äußeren Peripherie des Stators 13 an vorbestimmten Stellen verwendet wird, kann die Ursache für die Erzeugung des Nutrastmoments als Black Box behandelt werden, und Komponenten, die durch die Nichtgleichförmigkeit des Nutrastmoments in allen Nuten verursacht sind, können ungeachtet der Ursache verringert werden, sodass es möglich ist, das Nutrasten zu reduzieren, ohne die Ursache des Nutrastmoments zu untersuchen.
• Ferner kann, wenn beim Schritt der Messung des Nutrastmoments kein in der Ordnung der Anzahl der Pole des Rotors 12 entsprechendes Nutrastmoment erzeugt wird, ein Teil mit der Form eines herkömmlichen kreisförmigen Rohrs für die Befestigung des Stators 13 verwendet werden, um den Stator ohne die Verwendung von Druckteilen 14 mit einer Struktur für die Druckbeaufschlagung und den Rahmen 15 zu befestigen. Ferner kann das Herstellungsverfahren gemäß dem Beispiel entsprechend für den Rahmen 15 gemäß dem Beispiel 8 verwendet werden.
• Beispiel 10
• Das Beispiel wird beschrieben mit Bezug auf einen permanentmagneterregten Synchronmotor, der das Nutrastmoment senken kann, wenn die Anzahl der Stellen, an denen ein Stator durch ein Druckteil mit Druck beaufschlagt wird, nicht eine Mindestzahl unter den Lösungen der Bedingung N ist.
• 15 ist eine Querschnittsansicht mit der Darstellung eines permanentmagneterregten Synchronmotors gemäß dem Beispiel 10. Im Gegensatz zum Beispiel 6 hat bei diesem Beispiel ein Rotor 4 Pole, und ein Stator hat 12 Nuten. Ferner sind die Magnete 12c bei dem Beispiel idealerweise angeordnet, um eine gleichförmige und symmetrische Verteilung der magnetischen Flussdichte zu ergeben. Da andererseits der Stator 13 hinsichtlich der Herstellung nichtgleichförmige Bereiche umfasst, verbleiben die pulsierenden Komponenten in der Permeanz. Ein Einfluss, der durch pulsierende Komponenten bei einem Produkt erzeugt wird, wird im Folgenden beschrieben.
• Ferner sind zum Zeitpunkt der Messung des Nutrastmoments im permanentmagneterregten Synchronmotor gemäß dem Beispiel 10 mit 4 Polen und 12 Nuten in einigen Fällen pro Umdrehung des Rotors 1 4-fach Komponenten enthalten, deren Ordnung der Anzahl der Pole des Rotors 1 entspricht.
• Während die Beispiele 6 bis 9 mit Bezug auf einen positiven Mindestwert unter den errechneten Lösungen von N beschrieben wurden, nimmt das Nutrastmoment in einigen Fällen auch dann ab, wenn eine Lösung von N nicht ein Mindestwert ist, sofern Komponenten vorliegen, die eine Phase haben, die der Phase der N-fach pulsierenden Komponenten in der vom Stator 13 gebildeten Permeanzverteilungsfunktion entgegengesetzt ist. Bei 4 Polen und 12 Nuten in dem Beispiel 10 werden N-fach pulsierende Komponenten in der Permeanzverteilungsfunktion erzeugt, wobei N = 4 ein positiver Wert unter den Werten ist, die sich errechnen aus N = 2, N = ±2×2 - 12×0 oder N = 12×0±2×2 unter der Annahme, dass in der Formel zur Anzahl N der pulsierenden Komponenten i1 = 0 gilt.
• Während im Nicht-Patent-Dokument 1 eine Erläuterung von i1 > 0 ausgeht, ist ferner auch i1 ≥ 0 theoretisch nachgewiesen, da i1 eine räumliche Ordnung ist, wenn die Permeanzverteilungsfunktion in einer Fourier-Reihe expandiert wird. Wenn die Formeln (2) und (3) aufgestellt sind, ist eine Amplitude des Nutrastmoments umso größer, je kleiner i1 ist.
• Wie in 15 dargestellt ist, werden vier Druckteile 14 bereitgestellt, wobei vier den in der Permeanzverteilungsfunktion des Stators 13 enthaltenen 4-fach pulsierende Komponenten entspricht, und ein Punkt, an dem das Nutrastmoment bei der Messung des Nutrastmoments null ist, oder dessen Umgebung ist eine erste Position der Druckbeaufschlagung, und die übrigen Positionen der Druckbeaufschlagung sind in jeweils gleichen Winkelabständen angeordnet. Durch Druckpassung der Druckteile zwischen einem Panzerrahmen 14 und dem Stator 13 wird der Stator 13 mit einer vorbestimmten Belastung beaufschlagt und verschoben. Die Belastung ändert den Stator 13 örtlich hinsichtlich der relativen Permeabilität.
• Eine Änderung der relativen Permeabilität, die durch Verschiebung und Belastung des Stators 13 verursacht ist, führt pro Umdrehung des Rotors 12 wegen einer Luftstreckenlänge zwischen dem Stator 13 und dem Rotor 12 zu 4-fach-Pulsationen, und die relative Permeabilität führt wegen der Belastung eines Rückjochs des Stators 13 pro Umdrehung des Rotors 12 auch zu 4-fach-Pulsationen. Wenn die Positionsbeziehung des Rotors 12 und des Stators 13 ausgerichtet wird, hat daher die Permeanzverteilungsfunktion auch pulsierende Komponenten mit einer zur Phase der 4-fach pulsierenden Komponenten entgegengesetzten Phase.
• In diesem Fall wurde bestätigt, dass das Nutrastmoment vor und nach der Druckbeaufschlagung durch die Druckteile 14 abnimmt. Dementsprechend erzeugt die Permeanzverteilungsfunktion auch 4-fach pulsierende Komponenten, und die Druckbeaufschlagung durch die Druckteile 14 ermöglicht es, Komponenten mit einer der Phase der pulsierenden Komponenten entgegengesetzten Phase einzugeben.
• Entsprechend der vorstehenden Beschreibung, da das Beispiel den Stator 13 mit 12 Nuten umfasst, an dem eine Spule angeordnet ist, wobei der Rotor 12 Permanentmagnete mit 4 Polen hat und in einen Torus des Stators 13 eingesetzt ist und die Druckteile 14, die eine äußere Peripherie des Stators an N Stellen nach innen mit Druck beaufschlagen, wobei N ein positiver Mindestwert ist, der der Formel (1) N = p oder der Formel (2) N = ±2p - i1×Z oder der Formel (3) N = i1×Z±2p entnommen ist, werden die Belastung und die durch die Belastung bewirkte Verschiebung an vorbestimmten Stellen an den Stator 13 weitergeleitet, um die 4-fach pulsierenden Komponenten in der vom Stator 13 gebildeten Permeanz zu beseitigen, sodass Nutrastmoment mit pulsierenden Komponenten, deren Ordnung der Anzahl der Pole des Rotors 12 entspricht, gesenkt werden kann.
• Bei diesem Beispiel wird N = 2 erhalten aus der Formel (1), N = ±2×2 - 12×0 = 4 wird erhalten aus der Formel (2), oder N = 12×0±2×2 = 4 wird erhalten aus der Formel (3). 4 als positiver Wert wird unter diesen Werten von N übernommen, und die Druckbeaufschlagung erfolgt an vier Stellen.
• Zusätzlich kann der gleiche Effekt auch dann erzielt werden, wenn statt der Druckteile 14 und der Panzerung 15 der Rahmen 15 per Druckpassung auf die gleiche Weise wie bei dem Beispiel 8 in den Stator 13 eingesetzt wird.
• Beispiel 11
• Das Beispiel 11 wird mit Bezug auf den Fall beschrieben, wobei ein permanentmagneterregter Synchronmotor gemäß dem Beispiel 10 mit dem Herstellungsverfahren gemäß dem Beispiel 9 angewandt wird.
• Ein Unterschied bei den Prozessen dieses Beispiels und des Beispiels 9 wird erläutert. Im Prozess der Bestimmung der Stellen, an denen eine Druckbeaufschlagung des Stators 13 erfolgt, geschieht die Bestimmung über die Verwendung einer positiven Mindestzahl unter den Lösungen von N, die eine der Gleichungen N = p, N = ±2p - i1×Z und N = i1×Z±2p erfüllen, in dem Beispiel 9, während das Beispiel 11 sich von dem Beispiel 9 darin unterscheidet, dass N als 4 bestimmt wird in Bezug auf den Fall, dass pulsierende Komponenten von N = 4 als positiver Wert in der Permeanzverteilungsfunktion erzeugt werden. Ein permanentmagneterregter Synchronmotor kann hergestellt werden, indem die folgenden Prozesse entsprechend denen des Beispiels 9 ausgeführt werden.
• Da dementsprechend das Beispiel 11 den Schritt des Einsetzens und der Montage des Rotors 12 mit Permanentmagneten mit 4 Polen (wobei P eine natürliche Zahl ist) in den Stator 13 mit Torusform und 12 Nuten, an dem eine Spule angebracht ist, umfasst, können der Schritt der Drehung des Rotors 12 in einen Zustand, in dem kein Fluss von elektrischem Strom durch die Spule 18 bewirkt wird, um das Nutrastmoment in jedem Winkel zu messen, und der Schritt der Bestimmung der Stellen, an denen die äußere Peripherie des Stators 13 unter Zugrundelegung der Messungen des Nutrastmoments mit Druck beaufschlagt wird, sowie der Schritt der Montage der Druckteile 14, die die äußere Peripherie des Stators 13 an vier Stellen gegen eine Außenseite des Stators 13 mit Druck beaufschlagen, wobei vier ein positiver Mindestwert ist, der sich errechnet aus N = 2, N = ±2×2 - 12×0 oder N = 12×0±2×2, sowie der Zustand des Nutrastmoments vor der Anwendung der Druckbeaufschlagung der äußeren Peripherie des Stators 13 an vorbestimmten Stellen verwendet werden, sodass die Ursache für die Erzeugung des Nutrastmoments als Black Box behandelt wird, und Komponenten, die durch die Nichtgleichförmigkeit des Nutrastmoments in allen Nuten verursacht sind, können ungeachtet der Ursache verringert werden, sodass es möglich ist, das Nutrasten zu reduzieren, ohne die Ursache des Nutrastmoments zu untersuchen.
• Ferner kann, wenn beim Schritt der Messung des Nutrastmoments kein in der Ordnung der Anzahl der Pole des Rotors 12 entsprechendes Nutrastmoment erzeugt wird, ein Teil mit der Form eines herkömmlichen kreisförmigen Rohrs für die Befestigung des Stators 13 verwendet werden, um den Stator 13 ohne die Verwendung von Druckteilen 14 mit einer Struktur für die Druckbeaufschlagung und den Rahmen 15 zu befestigen.
• Figurenliste
• 1 ist eine Ansicht mit der Darstellung eines Querschnitts eines permanentmagneterregten Synchronmotors senkrecht zur Achsrichtung eines Stators gemäß einer Ausführungsform 1 der Erfindung.
• 2 ist eine Ansicht mit der Darstellung eines Querschnitts eines permanentmagneterregten Synchronmotors senkrecht zur Achsrichtung eines Stators gemäß einer Ausführungsform 2 der Erfindung.
• 3 ist eine Ansicht mit der Darstellung eines Querschnitts eines permanentmagneterregten Synchronmotors senkrecht zur Achsrichtung eines Stators gemäß einer Ausführungsform 3 der Erfindung.
• 4 ist eine Ansicht mit der Darstellung eines Querschnitts eines permanentmagneterregten Synchronmotors senkrecht zur Achsrichtung eines Stators gemäß einer Ausführungsform 4 der Erfindung.
• 5 zeigt eine Dickenverteilung eines Rahmens in einer Normalrichtung in der Ausführungsform 4 der Erfindung.
• 6 ist eine Ansicht mit der Darstellung eines Eisenkerns mit Gelenk in der Ausführungsform 5 der Erfindung.
• 7 ist eine Ansicht mit der Darstellung von Nahtbereichen des Eisenkerns mit Gelenk bei der Ausführungsform 5 der Erfindung.
• 8 zeigt die Ergebnisse einer tatsächlichen Messung von Komponenten niederer Ordnung des Nutrastmoments, wenn die Positionierung in den Nahtbereichen des Eisenkerns mit Gelenk bei der Ausführungsform 5 der Erfindung erfolgt und die Herstellung ausgeführt wird.
• 9 ist eine Ansicht mit der Darstellung eines Querschnitts eines permanentmagneterregten Synchronmotors, der gemäß einem Beispiel 6 senkrecht zu einer Achsrichtung eines Stators verläuft.
• 10 zeigt ein Beispiel der Messergebnisse des Nutrastmoments bei einem Winkel eines Rotors bei dem permanentmagneterregten Synchronmotor gemäß dem Beispiel 6.
• 11 ist eine Ansicht mit der Darstellung eines Querschnitts, der senkrecht zu einer Achsrichtung eines permanentmagneterregten Synchronmotors gemäß dem Beispiel 7 verläuft.
• 12 zeigt ein Beispiel der Messergebnisse des Nutrastmoments bei einem Winkel eines Rotors bei dem permanentmagneterregten Synchronmotor gemäß dem Beispiel 7.
• 13 ist eine Ansicht mit der Darstellung eines Querschnitts, der senkrecht zu einer Achsrichtung eines permanentmagneterregten Synchronmotors gemäß dem Beispiel 8 verläuft.
• 14 ist eine Querschnittsansicht mit der Darstellung eines permanentmagneterregten Synchronmotors gemäß dem Beispiel 8.
• 15 ist eine Ansicht mit der Darstellung eines Querschnitts, der senkrecht zu einer Achsrichtung eines permanentmagneterregten Synchronmotors gemäß dem Beispiel 10 verläuft.
• Bezugszeichenliste
• 1: Eisenkern des Stators; 2: Zähne; 3: Nut; 4: Rahmen; 5: Schraubenbohrungen für die Befestigung; 6: Nebenachse des Rahmens; 7: Zahn-Mittenlinie; 8: Nut-Mittenlinie; 9: Quadrat-Diagonallinie; 10: Gelenk; 11: Nahtbereiche (Schweißnähte); 12: Rotor; 12a: Welle; 12b: Rotorjoch; 12c: Magnet; 13: Stator; 14: Druckteile; 15: Panzerrahmen

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines permanentmagneterregten Synchronmotors über die Fixierung eines Statorkerns (1) in einem Rahmen (4) mit einer kreisrunden Bohrung, wobei das Verfahren das Auswählen einer im Wesentlichen quadratischen Form als Rahmen (4) und die Positionierung des Rahmens (4) und des Statorkerns (1) in einer Anordnung umfasst, bei der der durch den Rahmen (4) am Statorkern (1) beaufschlagte Druck für jeden Motortyp einen Extremwert in einem vorbestimmten Bereich des Statorkerns (1) annimmt, um den Statorkern (1) am Rahmen (4) zu fixieren, wobei die Positionierung von Rahmen (4) und Statorkern (1) so erfolgt, dass eine Anordnung, bei der die durch den Rahmen (4) am Statorkern (1) beaufschlagte Belastung maximal wird, mit einer Zahn-Mittenlinie (7) oder einer Nut-Mittenlinie (8) des Statorkerns (1) konsistent wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines permanentmagneterregten Synchronmotors nach Anspruch 1, wobei der Statorkern an dem Rahmen (4) durch Positionierung derart fixiert wird, dass eine Zahn-Mittenlinie (7) oder eine Nut-Mittenlinie (8) des Statorkerns (1) mit einer diagonalen Linie (9) des Rahmens (4) übereinstimmt.
3. Verfahren zur Herstellung eines permanentmagneterregten Synchronmotors nach Anspruch 1, wobei im Fall, in dem ein Scharniermechanismus, der Nahtbereiche oder Schweißnähte benötigt, für den Statorkern (1) übernommen wird, der Statorkern (1) an dem Rahmen (4) durch Positionierung des Rahmens (4) und des Statorkerns (1) derart fixiert wird, dass eine Anordnung, bei der eine Dickenverteilung des Rahmens (4) in einer Normalrichtung des Rahmens (4) minimal und bei der eine Dickenänderungsrate des Rahmens (4) minimal wird, mit den Nahtbereichen oder Schweißnähten übereinstimmt.
4. Verfahren zur Herstellung eines permanentmagneterregten Synchronmotors nach Anspruch 3, wobei ein Genauigkeitsbereich bei der Positionierung in einem Winkelbereich von ±10 Grad liegt.

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