-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet und ein Herstellungsverfahren derselben.
-
Stand der Technik
-
Im Vergleich zu einer Asynchron- oder einer ähnlichen Maschine, ist eine elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet bekannt für ein hohes Drehmoment und einen hohen Wirkungsgrad, und findet in letzter Zeit zunehmend Anwendung. Vor allem die Verwendung elektrischer Drehstrommaschinen mit Permanentmagnet als Elektromotor, der als Hauptantrieb von Elektrofahrzeugen (EV) und Hybrid-Elektrofahrzeugen (HEV) in hohen Drehzahlbereichen verwendet wird, hat zugenommen, um eine große Leistung bei einer kleinen Größe zu erzielen.
-
Die Verwendung der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet im hohen Drehzahlbereich, zum Beispiel bei rund 20.000 U/min, birgt zunächst das Problem der Beschädigung eines Rotors.
-
Obwohl bei einer elektrischen Drehstrommaschine mit oberflächig montiertem Magneten im Allgemeinen ein Verfahren des Anklebens eines Permanentmagneten an einem Rotorkern mittels Klebstoff angewandt wird, schafft es der Klebstoff absolut nicht, die Zentrifugalkraft aufzunehmen, und es besteht die hohe Wahrscheinlichkeit der Ablösung des Permanentmagneten. Daher wurde ein Verstärkungsverfahren durch Umwickeln eines äußeren Umfangs eines Magneten in Betracht gezogen. Jedoch erweitert das Umwickeln des äußeren Umfangs des Magneten einen Luftspalt des Magnetkreises, was eine Verringerung des Drehmoments nach sich zieht.
-
Demgegenüber sind bei einer elektrischen Drehstrommaschine mit eingebetteten Magneten Permanentmagneten in Magnetschlitzen, die in einem Rotorkern gebildet sind, angeordnet. Im Allgemeinen sind im Rotorkern der elektrischen Drehstrommaschine mit eingebetteten Magneten eine Mehrzahl von Magnetschlitzen an einem Pol gebildet, und die Permanentmagneten sind in den jeweiligen Magnetschlitzen angeordnet. Der Rotorkern weist eine äußere Umfangskante auf, die außerhalb der Magnetschlitze gebildet ist, sowie einen Kernabschnitt, der innerhalb der Magnetschlitze gebildet ist. Die äußeren Umfangskanten und die Kernabschnitte sind mit einem oder einer Mehrzahl von Mittelstegen gekoppelt, die zwischen den benachbarten Magnetschlitzen gebildet sind. In Anbetracht dessen unterstützt der Mittelsteg bei der elektrischen Drehstrommaschine mit eingebetteten Magneten die Permanentmagneten, die in den Magnetschlitzen angeordnet sind. Folglich ist im hohen Drehzahlbereich die elektrische Drehstrommaschine mit eingebetteten Magneten geeigneter, als die elektrische Drehstrommaschine mit oberflächig montierten Magneten.
-
Als eine herkömmliche elektrische Drehstrommaschine mit eingebettetem Permanentmagneten dieser Art ist zum Beispiel die in PTL 1 beschriebene Maschine bekannt.
-
Die in PTL 1 beschriebene elektrische Drehstrommaschine mit eingebettetem Permanentmagnet weist einen Rotor auf, der einen Rotorkern aufweist. Der Rotorkern weist zwei in einer Reihe angeordnete Magnetschlitze, eine äußere Umfangskante, die außerhalb der zwei Magnetschlitze angeordnet ist, einen Kernabschnitt, der innerhalb der zwei Magnetschlitze angeordnet ist, und einen Mittelsteg, der zwischen den benachbarten Magnetschlitzen gebildet ist, um die äußere Umfangskante und den Kernabschnitt in einem Magnetpol zusammenzukoppeln, auf. Permanentmagnete sind innerhalb einer Mehrzahl entsprechender Magnetschlitze des Rotorkerns angeordnet und eine Welle ist am Rotorkern befestigt.
-
Hierbei ist es bei der elektrischen Drehstrommaschine mit eingebetteten Permanentmagneten, die in PTL 1 beschrieben ist, für die Aufnahme starker Zentrifugalkräfte, die bei einer elektrischen Drehstrommaschine großen Durchmessers, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, entstehen, notwendig, die Zentrifugalkräfte durch den oben beschriebenen Mittelsteg zu verteilen und die Breite des Mittelstegs zu vergrößern, um eine Konstruktion zu schaffen, welche die Zentrifugalkraft aufnimmt. Die Erhöhung der Anzahl von Mittelstegen und die Vergrößerung der Breite führt zu einer Streuung des Magnetflusses vom Permanentmagneten über jeden Mittelsteg, wodurch es schwierig wird, ein hohes Drehmoment zu erzielen. Es ist somit eine Aufgabe der elektrischen Drehstrommaschine mit eingebetteten Magneten, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, zur selben Zeit sowohl eine Verringerung der Streuung des Magnetflusses als auch eine Verbesserung der Zentrifugalkraftfestigkeit an jedem Mittelsteg zu erzielen.
-
Liste der Zitate
-
Patentliteratur
-
- PTL 1: WO 2014 / 122 947 A1
- PTL 2: JP 2011- 67 027 A offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlplattenpaar für einen elektrisch drehenden Kern.
- PTL 3: JP 2012- 44 809 A offenbart ein Verfahren für eine Harz Abdichtung.
- PTL 4: DE 103 33 187 A1 offenbart ein Verfahren zum Aufbringen einer elektrischen Isolierung.
- PTL 5: GB 574 491 A offenbart Verbesserungen von eingeschobenen Kernen für dynamo-elektrische Maschinen.
- PTL 6: JP S57- 135 655 A offenbart eine Beschichtung mit einem elektrostatischen Pulver.
-
Kurzdarstellung der Erfindung
-
Technisches Problem
-
Gegen das oben beschriebene Problem ist kürzlich ein Verfahren zur Entmagnetisierung eines Teils der oder sämtlicher Mittelstege entwickelt worden. Auf diese Weise verringert das Entmagnetisieren eines Teils der oder sämtlicher Mittelstege eine Menge der Magnetflussstreuung eines Permanentmagneten über den Mittelsteg, was das einfache Erzielen eines hohen Drehmoment sicherstellt.
-
Jedoch verursacht in einem Vorgang der Entmagnetisierung eines Teils der oder sämtlicher Mittelstege die Durchführung dieser Entmagnetisierung durch Erhitzung mittels Laser eine Temperatur einer Laserbestrahlungseinheit von ungefähr 1.000 Grad, wodurch eine Oxidation der Laserbestrahlungseinheit unvermeidbar ist. Entsteht am entmagnetisierten Element eine Oxidschicht, so werden die Oberflächen der jeweiligen Plattenmaterialien, welche den Rotorkern bilden, uneben. Folglich verzieht die Laminierung dieser Platten zur Bildung des Rotorkerns ein laminiertes Material, wodurch es schwierig wird, die Permanentmagneten in die jeweiligen Magnetschlitze einzubetten. Zur Isolierung zwischen den laminierten Plattenmaterialien sind im Rotorkern im Allgemeinen Isolierfilme auf den Flächen dieser Plattenmaterialien angeordnet. Da diese Flächen der Plattenmaterialien jedoch an den Stellen mit Oxidschicht eine dickere Plattendicke aufweisen, werden die Plattendicken uneben, wenn die Isolierfilme an den Flächen dieser Plattenmaterialien angeordnet sind. In Anbetracht dessen verursacht das Laminieren dieser Plattenmaterialien zur Bildung des Rotorkerns das Problem der Erzeugung eines Spalts zwischen den laminierten Plattenmaterialien. Der Spalt zwischen den laminierten Plattenmaterialien vergrößert eine Länge in der Wellenrichtung zur Erzielung einer Leistung, die identische jener der elektrischen Drehstrommaschine ist, die einen Rotorkern, der durch Laminierung dieser Plattenmaterialien, welche die einheitliche Plattendicke aufweisen, gebildet ist, aufweisen, was zum Problem der Vergrößerung des Korpus der elektrischen Drehstrommaschine führt.
-
Wird hingegen versucht, die Oxidschicht am entmagnetisierten Teil zu entfernen, um diese Probleme zu lösen, wird der entmagnetisierte Teil bearbeitet. Dies verursacht ein verformungsinduziertes Martensitbildungsphänomen, entwickelt eine Ferromagnetismus-Phase am entmagnetisierten Teil und verursacht ein Problem mit dem Verlust der entmagnetisierten Eigenschaft eines Teils der oder sämtlicher Mittelstege. Das bedeutet, die Menge an Streuung des Magnetflusses vom Permanentmagneten über den Mittelsteg kann nicht verringert werden.
-
Folglich ist die vorliegende Erfindung geschaffen worden, um diese herkömmlichen Probleme zu lösen und es ist die Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet bereitzustellen, in der Plattenmaterialien mit einer einheitlichen Plattendicke sogar mit Oxidschichten auf Flächen entmagnetisierter Abschnitte auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien, die einen Rotorkern bilden, laminiert werden können, sowie ein Herstellungsverfahren der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet.
-
Lösung des Problems
-
Die Erfindung wird definiert durch den Hauptanspruch, welcher eine elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet definiert, sowie dem nebengeordneten Anspruch 5, welcher ein Herstellungsverfahren elektrischer Drehstrommaschinen mit Permanentmagnet definiert. Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die abhängigen Ansprüche definiert.
-
Ein Hauptpunkt einer elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung zur Erzielung der Aufgabe ist die elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet, welche einen Stator und einen Rotor aufweist. Der Stator weist einen Statorkern und eine Mehrzahl von Wickeldrähten auf. Die Mehrzahl von Wickeldrähten sind rund um eine Mehrzahl entsprechender Zähne gewickelt, die am Statorkern angeordnet sind. Der Rotor ist drehbar gegenüber dem Statorkern in einem vorher festgelegten Abstand angeordnet. Der Rotor weist einen Rotorkern, eine Mehrzahl von Permanentmagneten und eine Welle auf. Der Rotorkern ist durch Laminierung einer Mehrzahl von Plattenmaterialien gebildet. Der Rotorkern weist eine Mehrzahl von in einer Reihe angeordneten Magnetschlitzen, eine äußere Umfangskante, einen Kernabschnitt und einen oder eine Mehrzahl von Mittelstegen in einem Magnetpol auf. Die äußere Umfangskante ist außerhalb der Mehrzahl von Magnetschlitzen gebildet. Der Kernabschnitt ist innerhalb der Mehrzahl von Magnetschlitzen gebildet. Der eine oder die Mehrzahl von Mittelstegen sind zwischen den benachbarten Magnetschlitzen gebildet, um die äußere Umfangskante und den Kernabschnitt zusammenzukoppeln. Die Mehrzahl von Permanentmagneten sind innerhalb der Mehrzahl entsprechender Magnetschlitze angeordnet. Die Welle ist am Rotorkern befestigt. An einem Teil der oder sämtlichen des einen oder der Mehrzahl von entsprechenden Mittelstegen sind nicht-magnetische Abschnitte gebildet. Isolierfilme sind auf Flächen von anderen Teilen als jenen Bereichen, in denen die nicht-magnetischen Abschnitte auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien, die den Rotorkern bilden, gebildet sind, angeordnet.
-
Ein Hauptpunkt eines Herstellungsverfahrens einer elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Herstellungsverfahren einer elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet, umfassend: einen Schritt des Bildens eines Statorkerns; einen Schritt des Wickelns einer Mehrzahl von Wickeldrähten rund um eine Mehrzahl entsprechender Zähne, die am Statorkern angeordnet sind; einen Schritt des Bildens eines Rotorkerns durch Laminierung einer Mehrzahl von Plattenmaterialien, der Rotorkern aufweisend eine Mehrzahl von in einer Linie angeordneten Magnetschlitzen, eine äußere Umfangskante, einen Kernabschnitt und einen oder eine Mehrzahl von Mittelstegen in einem Magnetpol, wobei die äußere Umfangskante außerhalb der Mehrzahl von Magnetschlitzen gebildet ist, der Kernabschnitt innerhalb der Mehrzahl von Magnetschlitzen gebildet ist, der eine oder die Mehrzahl von Mittelstegen zwischen den benachbarten Magnetschlitze gebildet ist, um die äußere Umfangskante und den Kernabschnitt zusammenzukoppeln; einen Schritt des Befestigens einer Welle am Rotorkern; und einen Schritt des drehbaren Anordnens des Rotorkerns an einer inneren Umfangsseite des Statorkerns. Der Vorgang des Bildens des Rotorkerns umfasst: einen Plattenmaterial-Vorbereitungsschritt, in welchem die Mehrzahl von Plattenmaterialien vorbereitet wird; einen Plattenmaterial-Bearbeitungsschritt, in welchem eine Bohrung/ein Loch, in welche/s die Welle eingesetzt wird, sowie Bohrungen/Löcher, in welchen die Mehrzahl von Magnetschlitzen an der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien gebildet werden, gebildet werden; einen Entmagnetisierungsschritt, in welchem ein Teil der oder sämtliche Teile, die den Mittelstegen der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien entsprechen, entmagnetisiert werden, um die nicht-magnetischen Abschnitte zu bilden; einen Isolierfilm-Bildungsschritt, in welchem Isolierfilme auf Flächen von anderen Teilen als jenen Bereichen, wo die nicht-magnetischen Abschnitte auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien gebildet sind, gebildet werden; und einen Plattenmaterial-Laminierungsschritt, in welchem die Mehrzahl von Plattenmaterialien derart laminiert und befestigt werden, dass die Bohrung, in welche die Welle eingesetzt wird, und die Bohrungen, in welchen die Mehrzahl von Magnetschlitzen gebildet werden, in einer Laminierrichtung angeordnet sind.
-
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
-
Eine elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet und ein Herstellungsverfahren der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet bereitstellen, in welcher sogar mit Oxidschichten auf Flächen entmagnetisierter Abschnitte auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien, die einen Rotorkern bilden, Plattenmaterialien mit einheitlicher Plattendicke laminiert werden können, sowie ein Herstellungsverfahren der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
- 1 ist eine Querschnittsansicht, welche einen schematischen Aufbau einer elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 2 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 2-2 in 1;
- 3A und 3B stellen ein Plattenmaterial dar, das einen Rotorkern bildet, 3A stellt die Draufsicht dar und 3B ist die Querschnittsansicht entlang einer Linie 3B-3B in 3A;
- 4A und 4B stellen einen Bearbeitungsstand des Plattenmaterials dar, das in 3 dargestellt ist, 4A ist die Draufsicht und 4B ist die Querschnittsansicht entlang einer Linie 4B-4B in 4A;
- 5A und 5B stellen einen Zustand der Durchführung der Entmagnetisierung am Plattenmaterial, das in 4 dargestellt ist, dar, 5A ist die Draufsicht und 5B ist die Querschnittsansicht entlang einer Linie 5B-SB in 5A;
- 6 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand des Anbringens von Hartmasken auf dem in 5 dargestellten Plattenmaterial darstellt;
- 7 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand des Aufbringens von Applikationsflüssigkeit auf das in 6 dargestellte Plattenmaterial darstellt, in welchem die Hartmasken angebracht sind und die Applikationsflüssigkeit ausgehärtet wird;
- 8 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand des Entfernens der Hartmasken aus dem in 7 dargestellten Zustand darstellt;
- 9 ist eine Zeichnung zur Beschreibung eines Problems einer elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet gemäß einem Referenzbeispiel; und
- 10 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet, die in 1 dargestellt ist, darstellt, in welcher Isolierfilme gebildet sind auf Vorderflächen und Rückflächen von anderen Teilen als jenen Bereichen, wo nicht-magnetische Abschnitte auf einer Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien, die einen Rotorkern bilden, gebildet sind, und hitzebeständige Hartmasken, welche die Ebenheit der Isolierfilme bewahren, an Vorderflächen und Rückflächen von Bereichen, wo die nicht-magnetischen Abschnitte auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien gebildet sind, angebracht sind.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
-
1 stellt eine elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Eine elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1 ist ein Synchronmotor mit eingebetteten Magneten mit vier Polen und 24 Schlitzen. Die vorliegende Erfindung ist in keiner Weise eingeschränkt durch die Anzahl von Magnetpolen, die Anzahl von Schlitzen, Abmessungen anderer entsprechender Bauteile oder ähnlichen Spezifikationen.
-
Wie in 1 dargestellt, weist die elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1 einen Stator 10 und einen Rotor 20, der drehbar gegenüber einer inneren Umfangsseite des Stators 10 in einem vorher festgelegten Abstand G angeordnet ist, auf.
-
Hierbei weist der Stator 10 einen zylinderförmigen Rahmen 2 und einen zylinderförmigen Statorkern 11 auf, wobei eine innere Umfangsfläche 11a, die an der inneren Umfangsseite des Rahmens 2 angeordnet ist, in eine Zylinderform gebracht ist. An der Seite 11a der inneren Umfangsfläche des Statorkerns 11, sind 24 Stück Schlitze 12 und 24 Stück Zähne 13, die in regelmäßigen Abständen in einer Umfangsrichtung gebildet sind, gebildet. Wickeldrähte 14, die rund um die Innenseiten der Schlitze 12 gewickelt sind, sind rund um die entsprechenden Zähne 13 gewickelt.
-
Zusätzlich weist der Rotor 20 einen zylinderförmigen Rotorkern 21 auf, der durch Laminieren von laminierten Eisenkernen, und zwar einer Mehrzahl (vier Lagen in der Ausführungsform) von Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 210 (siehe 2), gebildet ist und eine zylinderförmige äußere Umfangsfläche 21a aufweist. Der Rotorkern 21 weist vier magnetische Pole 22 auf, die in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Der Rotor 20 wird durch eine Welle 3, die durch Einpassen und Einsetzen im Zentrum des Rotorkerns 21 befestigt ist, gedreht.
-
Wie in 1 dargestellt, weist im Rotorkern 21 der eine Magnetpol 22 zwei Magnetschlitze 23, eine äußere Umfangskante 24, die außerhalb der zwei Magnetschlitze 23 gebildet ist, einen Kernabschnitt 25, der innerhalb der zwei Magnetschlitze 23 angeordnet ist, und einen Mittelsteg 26, der zwischen den benachbarten Magnetschlitzen 23 gebildet ist, um die äußere Umfangskante 24 und den Kernabschnitt 25 zusammenzukoppeln, auf. Die zwei Magnetschlitze 23 sind derart in einer Reihe angeordnet, dass eine Mittellinie der zwei Magnetschlitze 23 in einer Breitenrichtung senkrecht zu einer Linie, welche die Mitte zwischen den zwei Magnetschlitzen 23 und die Mitte des Rotorkerns 21 (den Kernabschnitt 25) verbindet, angeordnet ist. Die jeweiligen Magnetschlitze 23 sind aus ungefähr rechteckig geformten Durchgangslöchern, die sich in der Axialrichtung bis zu beiden Enden des Rotorkerns 21 erstrecken, gebildet.
-
Rechteckige-quaderförmige Permanentmagneten 27 sind an den Innenseiten der jeweiligen Magnetschlitze 23 angeordnet und befestigt. Daher weist der eine Magnetpol 22 die zwei Permanentmagneten 27 auf, die durch die oben beschriebene Anordnungskonfiguration der zwei Magnetschlitze 23 in einer Reihe angeordnet sind. Die Magnetpole dieser zwei Permanentmagneten 27 sind derart angeordnet, dass sie sich von den Magnetpolen der Permanentmagnete 27 an den benachbarten Magnetpolen 22 unterscheiden.
-
Im Rotorkern 21 sind zwei Verbindungsdurchgänge 28 gebildet, die bewirken, dass die zwei jeweils äußersten Magnetschlitze 23 (in dieser Ausführungsform nur die zwei Magnetschlitze) mit der äußeren Umfangsfläche 21a des Rotorkerns 21 verbunden sind. Die jeweiligen Verbindungsdurchgänge 28 erstrecken in der Axialrichtung bis zu beiden Enden des Rotorkerns 21.
-
Hier sind an einem oder sämtlichen Teilen (in dieser Ausführungsform an sämtlichen) des Mittelstegs 26 nicht-magnetische Abschnitte 30 gebildet.
-
Auf diese Weise verringert das Bilden der nicht-magnetisierten Abschnitte 30 an einem Teil des oder am gesamten Mittelsteg 26 die Menge an Magnetflussstreuung vom Permanentmagneten 27 über den Mittelsteg 26, und ermöglicht das einfache Erzielen eines hohen Drehmoments.
-
Hier umfasst das Wort „nicht-magnetisch“, welches den nicht-magnetischen Abschnitt bezeichnet, alle Arten von Paramagnetismus, Diamagnetismus und Antiferromagnetismus, sowie auch einen sogenannten schwachen Magnetismus.
-
In einem Verfahren der Entmagnetisierung eines Teils des oder des gesamten Mittelstegs 26, wie es weiter unten beschrieben ist, bewirkt die Durchführung dieser Entmagnetisierung durch Erhitzung mittels Laser eine Temperatur einer Laserbestrahlungseinheit von ungefähr 1.000 Grad, wodurch eine Oxidation der Laserbestrahlungseinheit unvermeidbar ist. Wie in 2 dargestellt, bilden sich folglich Oxidschichten 31 an Vorderflächen und Rückflächen der nicht-magnetischen Abschnitte 30 an den entsprechenden Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D, die den Rotorkern 21 bilden. Wenn sich die Oxidschichten 31 an den Vorderflächen und den Rückflächen der nicht-magnetischen Abschnitte 30 bilden, so werden die Vorderflächen und die Rückflächen der entsprechenden Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D, die den Rotorkern 21 bilden, uneben. Folglich verzieht die Laminierung dieser Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D zur Bildung des Rotorkerns 21 ein laminiertes Material, wodurch es schwierig wird, die Permanentmagneten 27 in die jeweiligen Magnetschlitze 23 einzubetten.
-
Im Rotorkern 21 sind zur Isolierung zwischen den laminierten Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D im Allgemeinen Isolierfilme auf den Vorderflächen und Rückflächen dieser Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D angeordnet. Da diese Vorderflächen und Rückflächen der Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D jedoch an den Oxidschichtstellen 31 eine dickere Plattendicke aufweisen, werden die Plattendicken uneben, wenn die Isolierfilme an den Vorderflächen und Rückflächen dieser Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C, und 21D angeordnet sind. In Anbetracht dessen verursacht das Laminieren dieser Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D zur Bildung des Rotorkerns 21 ein Problem der Erzeugung eines Spalts zwischen den laminierten Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D.
-
Um wie in 2 dargestellt ein solches Problem zu vermeiden, weist die elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1 gemäß dieser Ausführungsform Isolierfilme 32 an den Vorderflächen und den Rückflächen von anderen Teilen als jenen Bereichen, wo die nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D zur Bildung des Rotorkerns 21 gebildet sind, auf.
-
Somit verursacht das Aufweisen der Isolierfilme 32 an den Vorderflächen und den Rückflächen der anderen Teile als jenen Bereichen, wo die nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D zur Bildung des Rotorkerns 21 gebildet sind, dass die entsprechenden Plattendicken der Mehrzahl von Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D zur Bildung des Rotorkerns 21 beinahe einheitlich sind. Dies stellt den Aufbau der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1 sicher, in welcher die Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D mit einer einheitlichen Plattendicke sogar mit den Oxidschichten 31 auf den Vorderflächen und den Rückflächen der nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D zur Bildung des Rotorkerns 21 laminiert werden können. Dies ermöglicht die Vermeidung der Möglichkeit des Spalts zwischen den laminierten Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D, und ermöglicht ferner die Vermeidung eines Problems mit einem vergrößerten Korpus der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1.
-
Obwohl die Dicke des Isolierfilms 32 nicht speziell angegeben ist, ist die Dicke vorzugsweise größer als die Dicke der Oxidschicht 31 und so dünn wie möglich. Der Isolierfilm 32 mit der dünnen Dicke kann die Länge der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1 in der Richtung, in der sich die Welle 3 erstreckt, verkürzen. Der Isolierfilm 32 dieser Ausführungsform weist eine Dicke von ungefähr 8 µm auf.
-
Hierbei besteht der Isolierfilm 32 aus einem organischen Material, einem anorganischen Material oder einer Mischung dieser Materialien.
-
Das Aufweisen des Isolierfilms 32 an den Vorderflächen und den Rückflächen der anderen Teile als jenen Bereichen, wo die nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D zur Bildung des Rotorkerns 21 gebildet sind, stellt eine geeignete Isolierung zwischen den benachbarten Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D sicher.
-
Im Folgenden ist ein Herstellungsverfahren der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1 gemäß der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform beschrieben.
-
Um die elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1 herzustellen, wird zuerst der Stator 10 hergestellt.
-
Der Herstellungsschritt des Stators 10 umfasst einen Vorgang der Bildung des zylinderförmigen Statorkerns 11 mit der inneren Umfangsfläche 11a, die in eine Zylinderform gebracht wird (einen Schritt der Statorkern-Formgebung) und einen Vorgang der Wicklung der Mehrzahl von Wickeldrähten 14 rund um die Mehrzahl entsprechender Zähne 13, die am Statorkern 11 angeordnet sind, (einen Schritt der Windungsdrahtwicklung).
-
Hierbei führt der Schritt der Statorkern-Formgebung einen Pressvorgang von Plattenmaterialien, die aus weichmagnetischem Material bestehen, in eine vorher festgelegte zweidimensionale Form aus, wozu Bauteile verwendet werden, welche die Mehrzahl von Zähnen 13 bilden, um die Plattenmaterialien auszustanzen, laminiert die Plattenmaterialien unter Verwendung der erforderlichen Anzahl von Schichten, und fixiert die Plattenmaterialien in der Laminierrichtung durch Verklemmen und Schweißen. Dies bildet den Statorkern 11. Ein Beispiel des Plattenmaterials aus dem weichmagnetischen Material weist ein nicht-orientiertes magnetisches Stahlblech auf. Zur Bildung des Statorkerns 11 kann ein weichmagnetisches Ferrit-Material in eine vorher festgelegte dreidimensionale Form gepresst und gesintert werden.
-
Der Schritt der Wickeldrahtwicklung bereitet ein Material der Wickeldrähte 14 vor, das eine leitende Eigenschaft aufweist und dessen Oberflächen isoliert sind. Als Material der Wickeldrähte 14 ist zum Beispiel ein allgemein üblicher Magnetdraht bevorzugt. Im Fall der 24 Schlitze, der in 1 dargestellt ist, wird ein verteiltes Wickelverfahren als Drahtwickelverfahren für die Wickeldrähte 14 verwendet.
-
Nach dem Schritt der Wickeldrahtwicklung wird der Statorkern 11 am Rahmen 2 befestigt, womit der Stator 10 hergestellt ist.
-
Als nächstes wird der Rotor 20 hergestellt.
-
Der Herstellungsschritt des Rotors 20 umfasst einen Schritt der Bildung des Rotorkerns 21 (einen Rotorkern-Formgebungsschritt) und einen Schritt der Fixierung der Welle 3 am Rotorkern 21 (einen Wellenfixierungsschritt).
-
Der Rotorkern-Formgebungsschritt bildet den Rotorkern 21 durch Laminierung der Mehrzahl von Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D. Der Rotorkern 21 weist im einen Magnetpol 22, die zwei in einer Reihe angeordneten Magnetschlitze 23, die äußere Umfangskante 24, die außerhalb der zwei Magnetschlitze 23 gebildet ist, den Kernabschnitt 25, der innerhalb der zwei Magnetschlitze 23 gebildet ist, den einen Mittelsteg 26, der zwischen den benachbarten Magnetschlitze 23 gebildet ist, um die äußere Umfangskante 24 und den Kernabschnitt 25 zusammenzukoppeln, und die zwei Verbindungsdurchgänge 28, die bewirken, dass die zwei jeweils äußersten Magnetschlitze 23 mit der äußeren Umfangsfläche 21a des Rotorkerns 21 in Verbindung stehen, auf.
-
Dieser Rotorkern-Formgebungsschritt umfasst einen Schritt der Vorbereitung der Mehrzahl von Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D (einen Plattenmaterialvorbereitungsschritt). Dieser Plattenmaterialvorbereitungsschritt bereitet die Mehrzahl von Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D vor, die in 3A und 3B dargestellt sind (3 stellt nur das Plattenmaterial 21A dar) und aus martensitischem rostfreiem Stahlmaterial als das Material des Rotorkerns 21 bestehen. Die Verwendung eines Siliziumstahlblechs als das Material des Plattenmaterials ist zusätzlich zum martensitischen rostfreien Stahlmaterial ebenfalls möglich. Es ist zu beachten, dass die Verwendung des Siliziumstahlblechs die Verwendung einer modifizierten Substanz für einen Entmagnetisierungsvorgang erfordert. Unter dem Aspekt der Verringerung von Wirbelstromverlusten weist das Plattenmaterial vorzugsweise eine auf ungefähr 0,35 mm bis 0,85 mm verdünnte Plattendicke auf. Da an der Oberfläche eine Oxidationsschicht vorhanden ist, ist das rostfreie Stahlmaterial zwischen den Platten bis zu einem gewissen Grad isoliert. Indes kann eine Isolierbeschichtung mit einem anorganischen oder organischen Material auf der Oberfläche durchgeführt werden, um die Wirbelstromverluste sicher zu reduzieren. Die Verwendung des martensitischen rostfreien Stahlmaterials in einem geglühten Zustand, in welchem das martensitische rostfreie Stahlmaterial eine Struktur aus in einer Ferritphase verteilten Hartmetallen aufweist, resultiert in einer vergleichsweise hohen weichmagnetischen Eigenschaft, was zum hohen Drehmoment der elektrischen Drehstrommaschine beitragen kann. Wie in 3A dargestellt, bereitet dieser Plattenmaterialvorbereitungsschritt die entsprechenden Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D vor, deren äußere Formen in eine runde Form gebracht werden.
-
Wie in 4A und 4B dargestellt (4A und 4B stellen nur das Plattenmaterial 21A dar), umfasst der Rotorkern-Formgebungsschritt einen Schritt der Bildung eines Lochs/einer Bohrung 101, in welche/s die Welle 3 eingepasst wird, von Löchern/Bohrungen 102, in welchen die zwei Magnetschlitze 23 gebildet werden, sowie von Löcher/Bohrungen 103, in welchen die zwei Verbindungsdurchgänge 28 gebildet werden, in den entsprechenden Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D (einen Plattenmaterialbearbeitungsschritt).
-
Die Bearbeitung der entsprechenden Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D in diesem Plattenmaterialbearbeitungsschritt kann zum Beispiel einen Drahtschneidevorgang zusätzlich zum Stanzen mittels einer Presse umfassen.
-
Wie in 5A und 5B dargestellt, umfasst der Rotorkern-Formgebungsschritt einen Schritt der Entmagnetisierung eines Teils der oder sämtlicher (in dieser Ausführungsform sämtlicher) Teile/Stellen 104, die den Mittelstegen 26 der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D entsprechen, sowie die Bildung der nicht-magnetischen Abschnitte 30 (einen Entmagnetisierungsschritt).
-
Obwohl Laserbestrahlung in diesem Entmagnetisierungsschritt unter dem Aspekt der Zweckmäßigkeit oder eines ähnlichen Merkmals als Entmagnetisierungsverfahren am bevorzugtesten ist, kann jegliches Verfahren verwendet werden, solange das Verfahren eine lokale Erhitzung und eine rasche Abkühlung ermöglicht. Im Folgenden ist der Fall der Durchführung der Laserbestrahlung beschrieben. Obwohl die Wirkungen der vorliegenden Erfindung sogar im Fall von schwachem Magnetismus erzielt werden können, in dem der Magnetismus nach der Laserbestrahlung teilweise erhalten bleibt, ist ein Anpassen der Laserbestrahlungsdauer und das Durchführen der Entmagnetisierung, welche den Magnetismus ausreichend auflöst, bevorzugt.
-
Die zu entmagnetisierenden Stellen sind ein Teil der oder sämtliche Teile/Stellen 104, die den Mittelstegen 26 der entsprechenden Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D entsprechen. Unter dem Aspekt der Magnetflussstreuung ist eine Gestaltung sämtlicher Teile/Stellen 104, welche den Mittelstegen 26 der entsprechenden Plattenmaterialen 21A, 21B, 21C und 21D entsprechen, in einer Weise, dass diese die nicht-magnetischen Abschnitte 30 sind, bevorzugt. Solange ein magnetischer Widerstand (Reluktanz) an den jeweiligen Mittelstegen 26 ausreichend erhöht werden kann, kann die Entmagnetisierung auch nur an einem Teil der Teile/Stellen 104, welche den Mittelstegen 26 der entsprechenden Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D entsprechen, durchgeführt werden. Für die Bestrahlung mit Laser kann die zu entmagnetisierende Stelle einmalig bestrahlt werden, oder sie kann mit einem Laser mit kleiner Punktgröße abgetastet werden. Obwohl die rasche Abkühlung nach der Laserbestrahlung eine Luftkühlung sein kann, können, falls notwendig, auch Wasserkühlung und Ölkühlung durchgeführt werden. Die Verwendung der Siliziumstahlplatte als das Material der Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D des Rotorkerns 21 erfordert das Hinzufügen einer modifizierten Substanz, wie zum Beispiel Cr und C, zur Stabilisierung einer nicht-magnetischen Austenitphase. Insbesondere ist es notwendig, diese Substanzen auf die Flächen der Plattenmaterialien aufzubringen und erst dann die Laserbestrahlung durchzuführen. Es ist zu beachten, dass in diesem Fall zur Eindringung der modifizierten Substanz in die Plattenmaterialien während der Laserbestrahlung mindestens an der Laserbestrahlungseinheit vorzugsweise keine Isolierbeschichtung vorgenommen wird.
-
Ist ein Teil der oder sämtliche der Teile/Stellen 104, die den jeweiligen Mittelstegen 26 der Mehrzahl von Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D entsprechen, entmagnetisiert, um die nicht-magnetischen Abschnitte 30 zu bilden, wie in 5B dargestellt, bilden sich die Oxidschichten 31 an den Vorderflächen und den Rückflächen der nicht-magnetischen Abschnitte 30. Ursache dafür ist, dass die Durchführung der Entmagnetisierung durch Erhitzung mit Laser eine Temperatur der Laserbestrahlungseinheit von ungefähr 1.000 Grad verursacht; somit ist eine Oxidation der Laserbestrahlungseinheit unvermeidbar.
-
Wie in 6 bis 8 dargestellt, werden im Rotorkern-Formgebungsschritt die Isolierfilme 32 an den Vorderflächen und den Rückflächen jener Teile/Stellen gebildet, welche nicht den Bereichen entsprechen, in denen die nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D gebildet sind (ein Isolierfilm-Bildungsschritt).
-
Dieser Isolierfilm-Bildungsschritt umfasst einen Hartmasken-Anbringungsschritt, der in 6 dargestellt ist, einen Applikationsflüssigkeit-Aufbringungs- und Aushärtungsschritt, der in 7 dargestellt ist, und einen Hartmasken-Entfernungsschritt, der in 8 dargestellt ist.
-
Wie in 6 dargestellt ist, werden im Hartmasken-Anbringungsschritt hitzebeständige Hartmasken 33 auf den Vorderflächen und den Rückflächen der Bereiche angebracht, in denen die nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D gebildet sind. Es ist nur notwendig, dass die Hartmaske 33 eine Form aufweist, durch welche die Oxidschicht 31, die sich am nicht-magnetischen Abschnitt 30 gebildet hat, überdeckt ist, unabhängig davon, ob die Form eine Ringform oder eine vieleckige Form ist. Zur einfachen Positionierung auf ein Teil/eine Stelle, an welchem/welcher der Entmagnetisierungsvorgang durchgeführt worden ist, kann an der Hartmaske 33 ein Führungsmechanismus, der in den Magnetschlitz 23 eingepasst ist, angeordnet sein. Da die Isolierfilme 32 an den Vorderflächen und den Rückflächen jener Bereiche angeordnet sind, die nicht den Bereichen entsprechen, wo die nicht-magnetischen Abschnitte 30 gebildet sind, werden die Hartmasken 33 an den Vorderflächen und den Rückflächen der Bereiche angebracht, wo die nicht-magnetischen Abschnitte 30 gebildet sind. Indes, wie später beschrieben, können die Hartmasken 33 nur auf einer Fläche angebracht werden, falls die Isolierfilme 32 auf irgendeiner der Flächen (einer Fläche), der Vorderflächen und der Rückflächen, mit Ausnahme der Bereiche, wo die nicht-magnetischen Abschnitte 30 gebildet sind, angeordnet sind.
-
Somit ermöglicht die Anwendung des Hartmasken-Anbringungsschritts eine kontinuierliche Durchführung des Applikationsflüssigkeit-Aufbringungs- und Aushärtungsschritts, was die Automatisierung des Schritts der Bildung der Isolierfilme 32 vereinfacht.
-
Wie in 7 dargestellt, bringt der Applikationsflüssigkeit-Aufbringungs- und Aushärtungsschritt Applikationsflüssigkeit auf, um die Isolierfilme 32 über den Vorderflächen und den Rückflächen der entsprechenden Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D zu bilden, und härtet die Applikationsflüssigkeit aus. Als Applikationsflüssigkeit wurde hier Remisol EB 500F (hergestellt durch rembrandtin), ein Mischmaterial, das durch Vermischung eines organischen Materials und eines anorganischen Materials produziert wird, verwendet. Unter Verwendung einer Walzenstreichvorrichtung, die zwei gegenüberliegende Walzen aufweist, denen Applikationsflüssigkeit automatisch zugeführt wird, werden die entsprechenden Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D, auf welchen die Hartmasken 33 an den Vorderflächen und den Rückflächen angebracht worden sind, zwischen den beiden Walzen durchgeführt und die Applikationsflüssigkeit aufgebracht. In der Folge wurde die Applikationsflüssigkeit bei 200° C eine Minute lang ausgehärtet, um die Isolierfilme 32 zu erhalten, die an den entsprechenden Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D haften, wie in 7 dargestellt.
-
Wie in 8 dargestellt, entfernt der Hartmasken-Entfernungsschritt als Nächstes die jeweiligen Hartmasken 33. Dies bildet die Isolierfilme 32 an den Vorderflächen und den Rückflächen jener Teile/Stellen, welche nicht den Bereichen entsprechen, in denen die nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D gebildet worden sind.
-
Im Rotorkern-Formgebungsschritt wird nach der Bildung der Isolierfilme 32 auf den Vorderflächen und den Rückflächen der Teile/Stellen, die nicht den Bereichen entsprechen, wo die nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien, 21A, 21B, 21C und 21D gebildet worden sind, die Mehrzahl von Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D laminiert und befestigt (ein Plattenmaterial-Laminierungsschritt).
-
In diesen Plattenmaterial-Laminierungsschritt wird die Mehrzahl von Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D, auf denen die oben beschriebenen Isolierfilme 32 gebildet worden sind, derart laminiert und fixiert, dass das Loch/die Bohrung 101, in welche/s die Welle 3 eingepasst wird, die Löcher/Bohrungen 102, in welchen die zwei Magnetschlitze 23 gebildet werden, und die Löcher/Bohrungen 103, welche die zwei Verbindungsdurchgänge 28 bilden, in der Laminierungsrichtung angeordnet sind. Die laminierten Plattenmaterialien können durch Verklemmen und Schweißen miteinander verbunden werden. Somit ist der Rotorkern 21 hergestellt.
-
Der Wellenbefestigungsschritt, der nach diesem Schritt ausgeführt wird, fixiert die Welle 3 an der Bohrung 101 des Rotorkerns 21, in welche die Welle 3 eingepasst wird. In diesem Fall wird die Welle 3 durch Schrumpfsitz am Rotorkern 21 fixiert. Nachdem die Welle 3 am Rotorkern 21 befestigt worden ist, werden die Permanentmagneten 27 in die jeweiligen Magnetschlitze 23 eingesetzt und die Permanentmagneten 27 mit Klebstoff befestigt. Dann werden die Permanentmagneten 27 magnetisiert. Somit ist der Rotor 20 hergestellt. In dem Fall, in dem die bereits magnetisierten Permanentmagneten 27 in die jeweiligen Magnetschlitze 23 eingesetzt werden, ist die Magnetisierung nach dem Einsetzen der Magnete nicht notwendig.
-
Ist der Rotor 20 hergestellt, wird der Rotorkern 21 abschließend drehbar über ein Lager (nicht abgebildet) an der Innenseite des Statorkerns 11 angeordnet (ein Rotorkern-Anordnungsschritt). Somit ist die elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1 hergestellt.
-
Als nächstes wird nun ein Problem bei der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet gemäß eines Referenzbeispiels, das in 9 dargestellt ist, beschrieben. In 9 bezeichnen dieselben Bezugsziffern identische Elemente, wie sie in 1 bis 8 dargestellt sind, weswegen solche Element hier in manchen Fällen nicht weiter ausgeführt sind.
-
Obwohl die in 9 dargestellte elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet eine Grundkonfiguration aufweist, die ähnlich jener der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1 gemäß der in 1 bis 8 dargestellten Ausführungsform ist, unterschiedet sich die elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet von der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1 gemäß der in 1 bis 8 dargestellten Ausführungsform insofern, als dass die Isolierfilme 32 nicht an den Vorderflächen und den Rückflächen der Teile/Stellen, die nicht den Bereichen entsprechen, wo die nicht-magnetischen Abschnitt 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D gebildet sind, gebildet sind.
-
Bei der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet, die in 9 dargestellt ist, sind zwar die Oxidschichten 31 an den Vorderflächen und den Rückflächen der nicht-magnetischen Abschnitte 30 gebildet, während jedoch die Isolierfilme 32 nicht an den Vorderflächen und den Rückflächen der Teile/Stellen, die nicht den Bereichen entsprechen, wo die nicht-magnetischen Abschnitt 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D gebildet sind, gebildet sind. In Anbetracht dessen sind die Vorderflächen und die Rückflächen der entsprechenden Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D zur Bildung des Rotorkerns 21 nicht eben, und die Plattendicken der entsprechenden Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D sind nicht einheitlich. In Anbetracht dessen verzieht die Laminierung dieser Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D zur Bildung des Rotorkerns 21 die laminierten Materialien, wodurch es schwierig wird, die Permanentmagneten 27 in die jeweiligen Magnetschlitze 23 einzubetten.
-
Im Gegensatz dazu sind bei der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1 gemäß der Ausführungsform, die in 1 - 8 dargestellt ist, die Isolierfilme 32 an den Vorderflächen und den Rückflächen der Teile/Stellen, die nicht den Bereichen entsprechen, wo die nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D gebildet sind, gebildet. In Anbetracht dessen werden die Plattendicken der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D, welche den Rotorkern 21 bilden, beinahe einheitlich. Sogar wenn die Oxidschichten 31 auf den Vorderflächen und den Rückflächen der nicht-magnetischen Abschnitte 30 der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D zur Bildung des Rotorkerns 21 vorhanden sind, können die Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21 D mit der einheitlichen Plattendicke laminiert werden.
-
10 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1, die in 1 dargestellt ist, darstellt, in welcher Isolierfilme auf Vorderflächen und Rückflächen von anderen Teilen/Stellen als jenen Bereichen, wo nicht-magnetische Abschnitte auf einer Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien, die einen Rotorkern bilden, gebildet sind, und hitzebeständige Hartmasken, welche die Ebenheit der Isolierfilme bewahren, an Vorderflächen und Rückflächen von Bereichen, wo die nicht-magnetischen Abschnitte auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien gebildet sind, angebracht sind.
-
Das bedeutet, die Isolierfilme 32 sind auf den Vorderflächen und den Rückflächen von anderen Teilen/Stellen als jenen Bereichen, wo die nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D, die den Rotorkern 21 bilden, gebildet. Die hitzebeständigen Hartmasken 33, welche die Ebenheit der Isolierfilme 32 bewahren, sind an den Vorderflächen und den Rückflächen der Bereiche, wo die nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D gebildet sind, angebracht. Die elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1 kann eine in 10 dargestellte Maschine sein.
-
Um eine Modifikation der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1, die in 10 dargestellt ist, herzustellen, wird der Isolierfilm-Bildungsschritt gleich dem oben beschriebenen Isolierfilm-Bildungsschritt bereitgestellt. Dieser Isolierfilm-Bildungsschritt umfasst den Hartmasken-Anbringungsschritt, zur Anordnung der hitzebeständigen Hartmasken 33, welche die Ebenheit der Isolierfilme 32 auf den Oberflächen der Bereiche, wo die nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D gebildet sind, bewahren, und den Applikationsflüssigkeits-Aufbringungs- und Aushärtungsschritt zur Aufbringung der Applikationsflüssigkeit, welche die Isolierfilme 32 bildet, über den Oberflächen der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D, und zur Aushärtung der Applikationsflüssigkeit. Es ist zu beachten, dass der in 8 dargestellte Hartmasken-Entfernungsschritt hier weggelassen ist. Das bedeutet, diese Modifikation ist ein Beispiel, in dem der Hartmasken-Entfernungsschritt weggelassen werden kann, sofern die Ebenheit der entsprechenden Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D bewahrt bleibt. In Anbetracht dessen kann bei dieser Modifikation der Hartmasken-Entfernungsschritt weglassen sein.
-
Die Mehrzahl der somit gebildeten, entsprechenden Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 210 wird ähnlich wie beim oben beschriebenen Verfahren laminiert und fixiert. Somit ist der Rotorkern 21 gebildet.
-
Auch in dieser Modifikation werden die Plattendicken der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D, welche den Rotorkern 21 bilden, beinahe einheitlich. Dies stellt die Laminierung der Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D mit der einheitlichen Plattendicke sicher, sogar mit den Oxidschichten 31 auf den Vorderflächen und den Rückflächen der nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D zur Bildung des Rotorkerns 21.
-
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Änderungen und Verbesserungen sind möglich.
-
Zum Beispiel ist es nicht notwendig die Isolierfilme 32 auf beiden Flächen der Vorderflächen und der Rückflächen der Teile/Stellen, die nicht den Bereichen entsprechen, wo die nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D gebildet sind, zu bilden, und die Isolierfilme 32 können nur auf irgendeiner der Flächen (einer Fläche) der Vorderflächen und der Rückflächen der nicht diesen Bereichen entsprechenden Teile/Stellen gebildet werden. Die Bildung der Isolierfilme 32 auf nur irgendeiner der Flächen (einer Fläche) der Vorderflächen und der Rückflächen der Teile/Stellen, die nicht jenen Bereichen entsprechen, stellt die Verkürzung der Länge der elektrischen Drehstrommaschine mit Permanentmagnet 1 in der Richtung, in der sich die Welle 3 erstreckt, sicher.
-
Darüber hinaus ist es im Rotorkern 21 nicht notwendig, die zwei Verbindungsdurchgänge 28, die bewirken, dass die zwei jeweils äußersten Magnetschlitze 23 (in dieser Ausführungsform nur die zwei Magnetschlitze) mit der äußeren Umfangsfläche 21a des Rotorkerns 21 verbunden sind, zu bilden. Das bedeutet, ein sogenannter Seitensteg kann angeordnet sein. In diesem Fall kann der Seitensteg entmagnetisiert sein oder muss nicht entmagnetisiert werden. Ist der Seitensteg nicht entmagnetisiert, wird der Isolierfilm 32 vorzugsweise an der Vorderfläche und der Rückfläche eines Teils/einer Stelle gebildet, an welcher der Seitensteg gebildet ist.
-
Möglich ist nicht nur der Fall, in dem der Rotorkern 21 die zwei Magnetschlitze 23 in dem einen Magnetpol 22 aufweist, es können auch drei oder mehr Magnetschlitze 23 angeordnet sein. In diesem Fall sind die zwei oder mehr Mittelstege 26 zwischen den benachbarten Magnetschlitzen 23 gebildet. In diesem Fall sind die nicht-magnetischen Abschnitte 30 an einem Teil der oder sämtlichen der zwei oder mehr jeweiligen Mittelstege 26 gebildet. Die Isolierfilme 32 sind an den Vorderflächen und den Rückflächen oder irgendeiner der Flächen der Vorderflächen und der Rückflächen der Teile/Stellen, welche nicht den Bereichen entsprechen, in denen die nicht-magnetischen Abschnitte 30 auf der Mehrzahl entsprechender Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D gebildet sind, gebildet.
-
Es ist nur notwendig, dass die Isolierfilm 32 entweder aus dem organischen Material, dem anorganischen Material oder der Mischung dieser Materialien bestehen, und daher muss der Isolierfilm 32 nicht aus der Mischung des organischen Materials und des anorganischen Materials bestehen.
-
Der Isolierfilm-Bildungsschritt muss nicht den Hartmasken-Anbringungsschritt umfassen.
-
Obwohl diese Ausführungsform den Rotorkern 21 durch Laminieren der vier Schichten der Plattenmaterialien 21A, 21B, 21C und 21D bildet, ist es nur notwendig, dass die Anzahl an Plattenmaterialien größer als eins ist; somit ist diese nicht auf vier Schichten beschränkt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Elektrische Drehstrommaschine mit Permanentmagnet,
- 2
- Rahmen,
- 3
- Welle,
- 10
- Stator,
- 11
- Statorkern,
- 13
- Zähne,
- 14
- Wicklungsdraht,
- 20
- Rotor,
- 21
- Rotorkern,
- 21A, 21B, 21C, 21D
- Plattenmaterial,
- 22
- Magnetpol,
- 23
- Magnetschlitz,
- 24
- äußere Umfangskante,
- 25
- Kernabschnitt,
- 26
- Mittelsteg,
- 27
- Permanentmagnet,
- 28
- Verbindungsdurchgang,
- 30
- nicht-magnetischer Abschnitt,
- 32
- Isolierfilm,
- 33
- Hartmaske,
- G
- Spalt/Abstand
