電動機定子和電動機的製造過程,定子及電動機的製作方法

2023-05-11 11:08:51 2

專利名稱：電動機定子和電動機的製造過程,定子及電動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及電動機定子的製造方法和電動機的製造方法。本發明也涉及電動機的外部定子以及相關電動機，尤其是同步類型電動機。
背景技術：
已知電動機包括外部定子和內部轉子，轉子與定子共軸並且通過隔有空氣間隙而與後者分離。
定子包括鐵磁芯，其帶有向內且伸向轉子的磁極，極性端具有典型的極性延伸結構，也就是圍繞在空氣間隙周圍，或者成型為易於環繞和包裹轉子，使空氣間隙減到最小。
磁極被導電材料的線圈環繞，施加給線圈的電流使磁極磁化並促生與轉子的電磁相互作用。
轉子包括特別固結在永磁體中的電磁相互作用裝置。
因此，電磁相互作用在定子和轉子之間形成，如果通過控制線圈供應電流來適當地控制，電磁相互作用可使轉子繞自己的軸轉動。
尤其是，在空氣間隙處存在旋轉磁場的同步電動機，有公知的啟動問題，因為在啟動階段該旋轉磁場已經以同步速度旋轉，以至轉子
很難立即配合這個同步速度；此外，在單相電動機中，磁場實際上是不旋轉的，而是有節奏的振動，相當於兩個磁場沿相反方向旋轉產生的效果，那意味著在啟動的時候電動機感應以保持停止。因此同步電動機的啟動有賴於已有的策略，如線圈的電子控制，利用機械裝置使轉子一開始就從負載中釋放出來，磁極片或鐵磁芯的不對稱，二次啟動步驟。
這種電動機適合用於放電電動泵，例如用於家用電器設備，或者循環器(如鍋爐)的電動機泵。
現有技術包括很多製造電動機的方法。
例如根據一種技術，磁極端相對於定子剩餘部分被製成分離的部件，以方便線圈的插入和後來的其它時刻應用磁極端。磁極端用剪切方式製成。
新的鐵磁材料也是公知的晶粒取向類型，由於其獲得了磁極片較小的磁阻，因此，磁通量支持也得到改善。然而，也存在一些缺陷。
實際上，剪切導致碎片的產生，這意味著廢品，使得這種現有技術的效率不髙。另外工業用的切片機非常昂貴，因此儘量避免使用這種切片機，尤其是製造經濟型電動機不宜使用。再者，應用磁極端操
作不是很容易，並且需要連接手段，例如陰陽榫型的，這給上述類型的電動機製造引入了另外的難題，也降低了電動機由此達到的可靠性。
此外，晶粒取向鐵磁材料要求晶體實際朝向磁通量的方向，也就是晶體朝向和極軸同軸，使得電動機的製造包含了這種晶體方面的困難。
因此，本發明潛在的技術問題是設計一種電動機製造方法，其能夠避免剪切工序並且簡單。

發明內容
一種電動機外部定子的製造方法解決了這個技術問題，該定子包括環繞有線圈的定子磁極，該方法包括以下步驟
-以鐵磁材料製備具有細長的基座和薄片突出部的薄片體；
-圍繞每個薄片突出部插有導電材料的線圈；
-使薄片突出部的末端區域產生形變，以使末端區域具有彎曲的形態；
-封閉薄片體以使薄片突出部處於內部的位置並且適合作定子磁極。
照這種方式，就由條狀的鐵磁材料簡單地獲得了定子。尤其是薄片體的基座變成了鐵磁定子鐵心，薄片突出部變成定子磁極。優選地,每個線圈纏繞在各自的捲軸上，捲軸插在每個薄片突出部上。
優選地，突出部惻面由此得到的彎曲形態是弧形的/圓形的，並且優選地適用於為上述的末端區域賦予普通磁極片形態，適用於環繞或包裹外部的圓柱體。
製備薄片體的步驟優選包括或包含彎曲具有薄片突出部輪廓的
薄片條，薄片條是單層的或具有若干層，即多層；薄片條相對於所述條的其他維度具有實質上非常小的厚度。
根據優選實施例，製備薄片體的步驟優選包括下列操作-製備多個模塊化薄片元件，每個元件包括中央板和一對側板；優選地，也製備端元件，尤其是通過切割另外的模塊化薄片元件形成。
-通過在側板處並置和/或相互固定對模塊化應用元件進行模塊式應用，以形成所述的薄片突出部。
優選地，進行後一個操作不用焊接，以防止金屬焊接材料對磁通路徑的負面影響。
每一個模塊化薄片元件和每一個端元件優選通過薄片條的彎曲和切割操作來獲得，薄片條為單層或者具有若干層，即多層。
根據一個實施例，使薄片突出部末端區域產生形變的步驟包括或含有彎曲薄片突出部末端區域。根據另一實施例，使薄片突出部末端區域產生形變的步驟既包括薄片突出部的所述末端區域的切割或分離操作，優選可通過刀片裝置來實現，還包括薄片突出部末端區域的彎曲操作，優選可通過彎曲機械來實現。
優選地，末端區域包括舌片，其帶有前向表面和背面，前向表面優選為弧形而且能夠包裹外部的圓柱面，背面優選與其上纏有線圈的捲軸接觸，以使巻軸不會從薄片突出部中拔出，從而巻軸也鎖定了舌 片，因此舌片保持固定。
本發明使得可以避免剪切操作，並因此不用花高價使用切片機； 可以釆用切割/彎曲組代替，這會便宜很多。
薄片條優選為通常的鐵。雖然理論上這種材料的磁特性相對於晶 粒取向的鐵磁材料優勢較少，然而在本發明實施方式中對該材料更有 利，因為不需要使晶體沿磁極片的軸取向，這反映為製造方法簡化並 且製造費用減少。
優選地，採用能夠切割和彎曲板的自動化設備通過自動處理來實 現這些步驟。
依照權利要求ll的製造電動機的方法也解決了技術問題。 本發明也涉及依照權利要求12的外部定子，優選通過上述方式得 到。該定子是使得每個定子磁極末端區域的至少一部分與鄰近定子磁 極末端區域的至少一部分一體形成。照這種方式，由於材料中沒有障 礙，所以很方便地在其路徑中實現定子磁通量的增加，現有技術的材 料中由於定子磁極的主體和其端部之間的不連續存在此種障礙。 '本發明也涉及依照權利要求13的電動機。
下面對一 些優選實施例參照附圖的描述將會使本發明的特點和 優點更加清楚，該描述是指示性的、不是限定性的。


在這些圖中
圖1示出了依照本發明的第一個方法實施例的薄片體在第一步驟 結尾的側視圖2示出了圖1的薄片體的俯視圖3示出了圖l的薄片體的縮小比例透視圖4示出了圖l的薄片體在依照本發明的第一個方法實施例的第 二步驟結尾的側視圖；圖5示出了圖4的薄片體的俯視圖6示出了圖4的薄片體的縮小比例透視圖7示出了圖l的薄片體在依照本發明的第一個方法實施例的第 三步驟結尾的側視圖8示出了圖7的薄片體的俯視圖9示出了圖7的薄片體的縮小比例透視圖10示出了帶有依照本發明製得的定子所獲的電動機；
圖ll示出了圖10沿線XI-XI的剖面圖12示出了圖10的電動機的縮小比例透視圖13示出了依照本發明的第二個方法實施例的薄片體在第一步 驟結尾的側視圖14示出了圖13的薄片體的俯視圖15示出了圖13的薄片體的縮小比例透視圖16示出了圖13的薄片體在依照本發明的第二個方法實施例的 第二步驟結尾的側視圖17示出了圖16的薄片體的俯視圖18示出了圖16的薄片體的縮小比例透視圖19示出了圖13的薄片體在依照本發明的第二個方法實施例的 第三步驟結尾的側視圖20示出了圖19的薄片體的俯視圖21示出了圖19的薄片體的縮小比例透視圖22示出了用圖13的薄片體根據本發明製得的發動機；
圖23示出了圖22沿線XXIII-XXin的剖面圖24示出了圖22的發動機的縮小比例透視圖25示出了依照本發明的第三個方法實施例的兩層薄片體在第 一步驟結尾的側視圖26示出了圖25的薄片體的俯視圖；圖27示出了圖25的薄片體的縮小比例透視圖28示出了圖25的薄片體在依照本發明的第三個方法實施例的 第二步驟結尾的側視圖29示出了圖28的薄片體的俯視圖30示出了圖28的薄片體的縮小比例透視圖31示出了圖25的薄片體在依照本發明的第三個方法實施例的 第三步驟結尾的側視圖32示出了圖31的薄片體的俯視圖33示出了圖31的薄片體的縮小比例透視圖34示出了用圖25的薄片體根據本發明製得的發動機；
圖35示出了圖34沿線XXXV-XXXV的剖面圖36示出了圖34的發動機的縮小比例透視圖37示出了依照本發明的第四個方法實施例的薄片模塊化元件 的側視圖38示出了圖37的模塊化元件模塊式組成的薄片體在依照本發 明的第四個方法實施例的第一步驟結尾的側視圖39示出了圖38的薄片體的俯視圖40示出了圖38的薄片體的縮小比例透視圖41示出了圖38的的薄片體在依照本發明的第四個方法實施例 的第二步驟結尾的側視圖42示出了圖41的薄片體的俯視圖43示出了圖41的薄片體的縮小比例透視圖44示出了圖38的的薄片體在依照本發明的第四個方法實施例 的第三步驟結尾的側視圖45示出了圖44的薄片體的俯視圖46示出了圖44的薄片體的縮小比例透視圖47示出了依照本發明製造的在第四個方法實施例的結尾的發圖48示出了圖47沿線XLVm- XLVIII的剖面圖49示出了圖47的發動機的縮小比例透視圖50-55示出了與圖38、 41、 44和47-49相似的視圖,和第四個實
施例不同的是製造兩個磁極的單相發動機；
圖56-61示出了與圖38、 41、 44和47-49相似的視圖，也和第四個
實施例不同的是製造三相發動機；
具體實施例方式
參考圖1-12，舉例說明本發明的一個優選實施例，其適合於製造 同步四磁極電動機的外部定子，例如取決於包圍磁極的線圈的電連 接的雙相或單相的。
上述第一步驟包括彎曲矩形層薄片條(其為常規的因而未作解 釋)，以形成由鐵磁材料的厚度為S的單層構成的薄片體1。這種薄片 體1有細長形狀的矩形基座60，其長邊的長度L遠大於短邊尺寸H;短 邊表示薄片體I的側端IO。薄片體1包括主面3，相對於次面4。主面設 置有4個高度為B、厚度為2S的薄片突出部2，薄片突出部2垂直於所 述的主面3，並且按間距A兩兩分離。具體例子中，在正常偏差下 L=98mm, A=23mm, B=15mm， S=0.5mm。
在所述第一步驟結尾，薄片體l如圖l-3所示。
該方法包括在每個薄片突出部2周圍插入導電材料的線圈5的第 二步驟。每個線圈5纏繞在捲軸6上，捲軸6是絕緣並且是非鐵磁材料， 如自熄性塑料，巻軸6插在各個薄片突出部2上以支撐環繞在各自的薄 片突出部2周圍的線圈5。
在第二步驟結尾，薄片突出部如圖4-6所示。
該方法包括第三步驟，使薄片突出部2的末端區域7產生形變(尤 其是由於使用了彎曲機械)，以使末端區域具有彎曲的形狀。每一個 末端區域7具有由突出部彎曲線8確定的高度C,例示於圖4。在具體例子中C二5mm。
末端區域7為弧形走向並且能夠包裹外部圓柱面。因此末端區域7 變成舌片32，有前向的弧形面30和背面31，背面31與捲軸6接觸，以 使捲軸6不會從薄片突出部7抽出來。
在第三步驟結尾，薄片體l如圖7-9所示。
該方法包括第四步驟，把薄片體l封閉在環形中，以至於主面3 轉為朝內，次面4處於外部的位置，並且薄片突出部置於內部的位置。 所述第四步驟包括下列兩個操作
-第一個操作，在所述薄片體l上實施八次彎曲，每次彎曲沿八 條薄片體彎曲線9成45。角，如圖7例示，以使薄片體l的側端 IO能夠彼此接觸；
-第二個操作，固定薄片體1的側端10以使薄片體1呈現環形的形態。
在第四步驟結尾得到定子ll,如圖10-12例示。
應用合適的永磁體型的轉子12,通過空氣間隙15的介入與定子11 分隔開，於是能夠得到同步電動機13。空氣間隙15由表面30向外分界。
一臺這樣的電動機具有磁極片不對稱的特徵，因此空氣間隙不均 勾，這種特徵有利於同步電動機的自起動。
另外，有利地，這種電動機製作簡單甚至不需要切割操作，這表 現了電動機製造方法的相當大簡化。
此外，該定子是使得舌片32之間沒有分隔(這形成定子磁極的磁 極片)，因此舌片是完整的形式，以最小化定子磁極間磁路的磁阻。
參考圖13-24,例示了依照本發明的第二個方法實施例，其能夠 製造四磁極同步電動機的外部定子，例如雙相或單相電動機的外部定 子。
該方法包括薄片條的第 一彎曲步驟(其為常規的因而未作解釋), 以製備薄片體IOI,例如相當於或類似於以上提到的薄片體l，由鐵磁材料的厚度為S的單層構成。所述薄片體101具有基本上細長矩形形狀 的基座160,其長邊長度L遠大於短邊尺寸H;短邊表示薄片體101的 側端IIO。薄片體101包括主面103，相對於次面104。主面設置有四個 高度為B、厚度為2S的薄片突出部102,薄片突出部102按間距A兩兩 分離且垂直於所述主面103。
在第一步驟結尾，薄片體101如圖13-15所示。
該方法包括第二步驟，在每個薄片突出部102周圍插入導電材料 的線圈105(在本實施方案中和所述的線圈5類型相同)。每個線圈105 纏繞在捲軸106上(捲軸106的類型例如如同前述的捲軸6)。
在第二步驟結尾，薄片體101如圖16-18。
該方法包括第三步驟，使薄片突出部102的高度為C的末端區域 107產生形變，以使末端區域107具有彎曲的形狀。
所述使薄片突出部102的末端區域107產生形變的第三步驟包括 切割和彎曲操作。
每個末端區域107的切割操作通過切割線108的切割進行，切割線 108在每個薄片突出部107的外部頂端上。切割例如以切割機(例如刀 片型的)用朝向薄片體101接近的動作來完成。
彎曲末端區域107的操作是實施末端區域107的彎曲以使它們分 開，同時呈現向外的弧線形，適於包裹外部的圓柱面。
末端區域107被細分成兩個舌片132，每個舌片都有前向的曲面 130和背曲面131。
因此，背面131與捲軸106接觸以使捲軸106不會從薄片突出部107 處抽出來。相應地，捲軸106也鎖定了舌片132，因此舌片保持固定。
在第三步驟結尾，薄片體如圖19-21所示。
該方法包括第四步驟，把薄片體101封閉在環形中，以至於主面 103轉向朝內，次面104處於外部的位置。 所述第四步包括下列兩個搡作-第一個操作，在所述薄片體101上實施八次彎曲(每個薄片突
出部102兩次彎曲)，每次彎曲沿八條薄片體彎曲線109成45。 角，如圖19例示，以使薄片體101的側端端110能夠彼此連接； -第二個操作，固定薄片體101的側端110以使薄片體101以穩定
的方式呈現環形的形態。 在第四步驟結尾，得到定子lll,如圖22-24例示。 應用合適的永磁體型的轉子112,通過空氣間隙115的介入與定子 lll分隔開，於是能夠得到同步電動機113，其為單相或是雙相取決於 線圈105的連接。空氣間隙115由表面130向外分界。
本發明最大的優點包括簡化了電動機和定子的製造。 參考圖25-36，例示了依照本發明的第三個方法實施例，其適用 於製造四磁極同步電動機的外部定子，例如取決於磁極周圍線圈的電 連接的雙相或單相的。
該方法包括第一步驟，其包括彎曲雙薄片條，以製備包含兩層鐵 磁材料的薄片體201，每層厚度為S。所述薄片體201具有細長形狀的 矩形基座260,其長邊長度遠大於短邊；短邊表示薄片體201的側端 210。薄片體201包括主面203，相對於次面204。主面203設置有四個 高度為B、厚度為4S的薄片突出部202,薄片突出部202垂直於主面 203。
在第一步驟結尾，薄片體201如圖25-27所示。
該方法包括第二步驟，在每個薄片突出部202上插入線圈205 (和 線圈5類似)，每個線圈205纏繞在各自的巻軸206 (類似於前述的捲軸 6)上，捲軸206固定於各自的薄片突出部202。
在第二步驟結尾，薄片體201如圖28-30。
該方法包括第三步驟，使薄片突出部202的末端區域207產生形 變，以使末端區域207具有彎曲的形狀，尤其是向外的弧形。
所述使薄片突出部202的末端區域207產生形變的第三步驟既包括切割又包括彎曲操作。
每個末端區域207的切割操作通過切割線208的切割進行，切割線 208設在每個薄片突出部207的外部頂端上。切割例如以切割機(例如 刀片型的)用朝向薄片體201接近的動作來完成。
末端區域207的彎曲操作是實施所述末端區域207的彎曲以保證 它們分開，同時呈現向外的弧線形，適於包裹外部的圓柱面。
末端區域207向外彎曲並且能夠包裹外部的圓柱面。末端區域207 被細分成兩個舌片232,每個舌片具有前向的曲面203和背曲面231。
因此，背面231與巻軸206接觸以使巻軸206不會從薄片突出部207 抽出來。相應地，巻軸206也鎖定了舌片232。
在第三步驟結尾，薄片體如圖31-33所示。
該方法包括第四步驟，把薄片體201封閉在環形中，以至於主面 203處於內部的位置，次面204在外部的位置，最後薄片突出部202在 內部。
所述第四步驟包括下列操作
-第一個操作，在所述薄片體201上實施八次彎曲，每次彎曲沿 八條薄片體彎曲線209成45。角，如圖31例示，以使薄片體201 的側端210能夠彼此連接；
-第二個操作，固定薄片體201的側端210以使薄片體201鎖定在
環形的位置。
在所述第四步驟結尾得到定子211，其中每個薄片突出部202起到 定子磁極的作用。
應用合適的轉子212，通過空氣間隙215與定子211分隔開，於是 能夠得到同步電動機213，其為單相或是雙相型取決於線圈205的連接。
有利地，由此獲得的電動機製造簡單，但由於由雙層鐵磁材料構 成，使得能夠減小渦電流，因此獲得了很好的效率。本方法實施方案的變體能夠設定甚至更多數量的鐵磁材料層的 使用；隨著層數的增加，相應地，渦電流會進一步減小並且由此獲得 的電動機的效率提高。
參考圖37-49，例示了依照本發明的第四個方法實施例，其能夠 製造四磁極同步電動機的外部定子，例如雙相或單相電動機。
該方法包括使用模塊化薄片元件320 (圖37)製備薄片體的第一 步驟。
所述第一步驟包括第一個操作，即製備多個模塊化薄片元件320， 每個模塊化薄片元件包括中心板321和 一 對側板322 。
另外，採用端部薄片元件325,其是由分割模塊化元件320所形成。
在本實施例中，釆用了三個模塊化元件320和兩個端元件325。
第一步驟還包括通過在側板322處並置對模塊化薄片元件320的 第二個模塊化應用操作，以形成薄片突出部302;在薄片體301的側端， 用薄片端元件325來代替，其有助於形成薄片突出部302。
因此，如圖38-40中可見的，模塊化薄片體301主要是由鐵磁材料 製成的厚度為S的單層形成。所述薄片體301具有細長形狀的矩形基座 360，其長邊長度L遠大於短邊尺寸H;短邊表示薄片體301的側端310。 薄片體301包括主面303,相對於次面304。四個薄片突出部302高度為 B、厚度為2S,按間距A兩兩分隔開且垂直於所述的主面303。
該方法包括第二步驟，在每個薄片突出部302周圍插入導電材料 的線圈305 (和前述線圈5相同類型)。每個線圈305纏繞在捲軸306(和 前述捲軸6類似)上，捲軸306固定於各自的薄片突出部302。
在第二步驟結尾，薄片體301如圖41-43所示。
該方法包括第三步驟，使薄片突出部302的末端區域307產生形 變，以使末端區域307具有彎曲的形狀。
所述使薄片突出部302的末端區域307產生形變的第三步驟包括 分離和彎曲操作。每個高度為C的末端區域307的分離操作通過分離線308的分離來 進行，分離線308設在每個薄片突出部307的外部頂端上。例如，以刀 片裝置用朝向薄片體301接近的動作來實施分離。
末端區域307的彎曲操作是實施所述末端區域307的彎曲以使它 們分開，同時呈現向外的弧線形，適於包裹外部的圓柱面。
末端區域307向外彎曲並且能夠包裹外部的圓柱面。末端區域307 被細分成兩個舌片332,每個舌片具有前向的曲面330和背曲面331。
因此，背面331與捲軸306接觸以使捲軸306不會從薄片突出部307 抽出來。相應地，捲軸306也鎖定了舌片332,因此舌片保持固定。
在第三步驟結尾，薄片體如圖44-46所示。
該方法包括第四步驟，把薄片體301封閉在環形中，以至於主面 303處於內部的位置，次面304在外部的位置。 所述第四步驟包括下列兩個操作
-第一個操作，在所述薄片體301上實施八次彎曲，每次彎曲沿 八條薄片體彎曲線309成45。角，如圖44例示，以使薄片體301 的側端310彼此連接；
-第二個操作，固定薄片體301的側端310以使薄片體301具有穩
定的環形形狀。
在第四步驟結尾，得到定子311，其磁極由薄片突出部302形成。
應用合適的永磁體型的轉子312，通過空氣間隙315分隔開，於是 能夠得到同步電動機313。
本發明的這個實施例最大的優點在於它的模塊化照這種方式， 可以首先進行模塊化元件的製備，然後在隨後的時間製造定子。
參考圖50-55,可以看到怎樣也能釆用依照本發明方法的第四個 實施例，來製造單相兩磁極的同步電動機413。
使用以下元件模塊化薄片元件420，其包括中心板421和兩個與 其垂直的側板422;以及兩個模塊化端元件425,例如通過切割另外的模塊化元件而形成。
圖50中，可見第一處理步驟結尾的薄片體401,其具有通過模塊
化薄片元件420與兩個端元件425的並置形成的基座460。
圖51中，可見第二處理步驟結尾的薄片體401,也就是在薄片突 出部402上，具有預纏繞在捲軸406上的線圈405的巻軸406的應用。
圖52中，可見第三處理步驟結尾的薄片體401，也就是使位於薄 片突出部402的頂部的薄片端部407形變後的薄片體。通過薄片端部 407的分離和變形來產生所述形變，以使所述薄片端部407被配置為一 對具有前向的曲面430和背曲面431的舌片432,以至於包裹外部的圓 柱面。背面431與捲軸406接觸以使捲軸406不會從薄片突出部末端407 抽出來。相應地，巻軸406也鎖定了舌片432，因此舌片保持固定。
然後，在第四處理步驟中，在薄片體401上實施四個90。的彎曲， 以使薄片體401的端部410相互接觸。端部410的最終固定使得能夠制 成基本上具有矩形結構的定子411;當所述定子411與永磁體型的合適 轉子412耦合併介入適當的空氣間隙415時，就形成單相同步電動機 413。
必須注意到每個定子磁極的每片舌片432與其它定子磁極各自的 舌片432—體形成這通過減小磁路的磁阻簡化了磁通通路，因為磁 路中沒有其它材料幹擾。
參考圖56-61，可以看到怎樣能採用依照本發明方法的第四個實 施例，來製造三相三磁極的電動機513。
使用以下元件兩個模塊化薄片元件520，其中每一個包括中心 板521和兩個與其垂直的側板522;以及兩個模塊化端元件525,例如 通過切割另外的模塊化薄片元件520來獲得。
圖56中，可見第一處理步驟結尾的薄片體501,其具有基座560 和三個通過模塊化薄片元件520和模塊化端元件525的並置形成的薄 片突出部502。圖57中，可見第二處理步驟結尾的薄片體501,也就是在薄片突
出部502上，具有預纏繞在捲軸506上的線圈505的捲軸506的應用。
圖58中，可見方法的第三步驟結尾的薄片體501，也就是使位於 薄片突出部502的頂部的薄片端部507形變後的薄片體。通過薄片端部 507的分離和變形來產生所述形變，使末端區域507被配置為一對具有 前向的曲面530和背曲面531的舌片532,以至於包裹外部的圓柱面。 背面531與捲軸506接觸以使捲軸506不會從薄片突出部末端507抽出 來。相應地，捲軸506也鎖定了舌片532。
然後，在第四處理步驟中，在薄片體501上實施六個60。的彎曲， 以使薄片體501的端部510相互接觸。端部510的最終固定使得能夠制 成定子511，當定子511與合適的轉子512耦合，就形成了三相同步電 動機513。
對於前文例示的所有實施例，要注意到薄片體要在依照本發明方 法的結尾變成定子；尤其是薄片體的基座變成定子的鐵磁芯，而薄片 突出部變成定子磁極。
定子的大小取決於最大定子磁通，順次地，最大定子磁通取決於 構成所述芯的鐵磁材料和鐵磁芯的橫截面積，也就是取決於薄片體基 座的橫截面。因此，如果已知所述芯的必要橫截面積，那麼就能夠確 定薄片體的大小。
尤其是對於由多個層形成的薄片體，薄片體的大小也能夠由集成 到用於製造定子的自動切割和彎曲系統中的自動計算方法得到。因 此， 一旦確定了必要的面積S，可以根據下列操作很方便地製備薄片 條。
-製備預定厚度為S的薄片單層；
-將所述薄片單層切割為n個短邊等於H的細長矩形，以使其滿 足下述關係-.薄片條，其 用於生成薄片體或模塊化薄片元件。
這是由於薄片體基座的橫截面積等於nHS,必須大於允許所需磁
通所必需的截面積s。
優選通過對n層施壓的方式得到所述層的組合。
另外，已知電動機的額定速度和線圈的供電速度，也就能夠確定 電動機磁極數，因為電動機是同步類型而且其速度和磁極數必然相 關。
本發明也涉及外部定子，例如根據前面的實施例中的一種定子 11、 111、 211、 311、 411或511，各自具有由電動機(例如帶有永磁 體的同步類型電動機)的線圈包圍的磁極2、 102、 202、 302、 402或 502。外部定子是使得每個定子磁極末端區域7、 107、 207、 307、 407
或507的至少一部分和鄰近定子磁極末端區域的至少一部分一體形 成。
本發明也涉及帶有前述的外部定子和內部轉子的電動機13、 113、 213、 313、 413或513,內部轉子通過空氣間隙的介入與定子分隔開。 本發明允許用完全自動化的方式製造定子和電動機。
權利要求
1.一種製造電動機(13；113；213；313；413；513)的外部定子(11；111；211；311；411；511)的方法，所述定子(11；111；211；311；411；511)包括纏繞有線圈(5；105；205；305；405；505)的定子磁極(2；102；202；302；402；502)，所述方法包括下列步驟-製備鐵磁材料，尤其是通常的鐵的薄片體(1；101；201；301；401；501)，其帶有細長形的基座(60；160；260；360；460；560)和薄片突出部(2；102；202；302；402；502)；-在每個所述薄片突出部(2；102；202；302；402；502)周圍插入導電材料的線圈(5；105；205；305；405；505)；-使所述薄片突出部(2；102；202；302；402；502)的末端區域(7；107；207；307；407；507)產生形變，以使所述末端區域(7；107；207；307；407；507)呈彎曲狀，尤其是向外的弧形；-封閉所述薄片體(1；101；201；301；401；501)，以使所述薄片突出部(2；102；202；302；402；502)處於內部的位置並且適於充當定子磁極。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述製備薄片體(1; 101) 的步驟包括彎曲具有所述薄片突出部(2; 102)的輪廓的薄片體。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中所述製備薄片體(301; 401; 501)的步驟包括下列操作_製備多個模塊化薄片元件(320; 420; 520 )，每個元件包括中 心板(321; 421; 521 )和一對側板(322; 422; 522 );-通過在所述側板(322; 422; 522 )處的並置和/或相互固定來 實施所述模塊化薄片元件(320; 420; 520 )的模塊化應用，以形成 所述的薄片突出部(302; 402; 502 )。
4. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中使所述薄片 突出部(107)的末端區域(7)產生形變的所述步驟包括彎曲所述末端區域(7)。
5. 根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其中使所述薄片 突出部的末端區域(107; 207; 307; 407; 507 )產生形變的所述步驟包括-所述末端區域(107; 207; 307; 407; 507 )的切割和/或分離操作；-所述末端區域(107; 207; 307; 407; 507 )的彎曲操作。
6. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中每個線圈纏 繞插在所述薄片突出部上的捲軸(6; 106; 206; 306; 406; 506 )。
7. 根據權利要求6所述的方法，其中在使所述末端區域(7; 107; 207; 307; 407; 507 )產生形變的所述步驟期間，使所述末端 區域(7; 107; 207; 307; 407; 507 )形變以呈現舌片(32; 132; 232; 332; 432; 532 )結構，其帶有能夠包裹外部的圓柱面的前向曲 面(30; 130; 230; 330; 430; 530 )以及與所述捲軸(6; 106; 206; 306; 406; 506 )接觸以鎖定所述捲軸(6; 106; 206; 306; 406; 506 ) 的背面(31; 131; 231; 331; 431; 531 )。
8. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述薄片體 (1; 101; 301; 401; 501)由單層形成。
9. 根據權利要求1-7中任一項所述的方法，其中所述薄片體 (201)由鐵磁材料的多個層或多層形成，尤其是由兩層形成。
10. 根據權利要求9所述的方法，其中設有下列預備步驟 -製備預定厚度為S的薄片單層；-將所述薄片單層切割為n個短邊等於H的細長矩形，以滿足下 列關係其中2是定子所需的最大磁通所必需的鐵磁芯的橫截面積；-把所述細長矩形組合在一起以形成由多個層形成的薄片條，用於製備所述薄片體(l; 101; 201; 301; 401; 501)。
11. 一種製造電動機(13; 113; 213; 313; 413; 513)的方法, 其包括根據前述權利要求中任一項的外部定子(11; 111; 211; 311; 411; 511)的製造，合適的內部轉子(12;112; 212; 312; 412; 512)的製造和最後帶有適當的空氣間隙(15; 115; 215; 315; 415; 515)的介入的轉子(12; 112; 212; 312; 412; 512)與定子(11; 111; 211; 311; 411; 511)的共同應用。
12. —種帶有圍繞著線圈(5; 105; 205; 305; 405; 505 )的 磁極(2; 102; 202; 302; 402; 502 )的電動機(13; 113; 213; 313; 413; 513)外部定子(11; 111; 211; 311; 411; 511),其特徵在於， 每個磁極(2; 102; 202; 302; 402; 502 )的末端區域(7; 107; 207; 307; 407; 507 )的至少一部分和相對應的另 一個磁極(2; 102; 202; 302; 402; 502 )的末端區域(7; 107; 207; 307; 407; 507 )的至少一部分一體形成。
13. —種電動機(13; 113; 213; 313; 413; 513)，尤其是同 步類型的，帶有依照權利要求12所述的外部定子(11; 111; 211; 311; 411; 511)以及與所述定子(ll; 111; 211; 311; 411; 511) 由空氣間隙(15; 115; 215; 315; 415; 515)的介入而分離開的內 部轉子(12; 112; 212; 312; 412; 512)。
全文摘要
本發明描述了一種製造電動機(13；113；213；313；413；513)的外部定子(11；111；211；311；411；511)的方法，所述定子(11；111；211；311；411；511)包括圍繞有線圈(5；105；205；305；405；505)的定子磁極(2；102；202；302；402；502)，所述方法包括下列步驟-製備鐵磁材料的薄片體(1；101；201；301；401；501)，其具有細長形狀，並且設置有薄片突出部(2；102；202；302；402；502)；-圍繞每個所述薄片突出部(2；102；202；302；402；502)插入導電材料的線圈(5；105；205；305；405；505)；-使所述薄片突出部(2；102；202；302；402；502)的末端區域(7；107；207；307；407；507)產生形變，以至於所述末端區域(7；107；207；307；407；507)呈現優選為向外的弧線形；-封閉所述薄片體(1；101；201；301；401；501)，以使所述薄片突出部(2；102；202；302；402；502)處於內部的位置並且適於充任定子磁極。
文檔編號H02K15/03GK101640458SQ20091016102
公開日2010年2月3日 申請日期2009年7月30日 優先權日2008年7月30日
發明者埃利奧·馬諾裡 申請人:艾斯科爾侯丁有限公司