具有更低的噪声产生的电驱动马达以及包含这种电驱动马达的家用器具制造技术

本发明专利技术涉及一种电驱动马达(1)，所述电驱动马达包含定子(2)和永磁体转子(3)，所述永磁体转子具有马达轴(4)和处于所述马达轴(4)上的叠片组(5)，其中，定子(2)和永磁体转子(3)通过空气隙(6)彼此分离，其中，定子(2)和永磁体转子(3)在它们朝向所述空气隙(6)的表面(7，8)上分别具有v个彼此等间距的卡锁位置(9)，所述卡锁位置分别通过所述表面(7，8)中的凸部或凹部(10)实现。本发明专利技术也涉及一种包含这种电驱动马达(1)的家用器具、以及一种用于求取和运行所述电驱动马达的方法。

【技术实现步骤摘要】
具有更低的噪声产生的电驱动马达以及包含这种电驱动马达的家用器具
本专利技术涉及一种电驱动马达、一种包含这种电驱动马达的家用器具以及一种用于求取和运行所述电驱动马达的方法，所述电驱动马达包含定子和永磁体转子，该永磁体转子具有马达轴和处于该马达轴上的叠片组，其中，定子和永磁体转子通过空气隙彼此分离。
技术介绍
电驱动马达、尤其BLDC电机(无刷直流电机)经常使用在家用器具中。在此使用的电驱动马达应该满足限定的功率范围或转速/转矩范围。此外，应该改善重要的应用特性、例如功率密度以及噪声产生。在现有技术中已知不同的电驱动马达，所述电驱动马达尤其也可以使用在家用器具中。公开文献WO2016/026831A1描述一种用于家用器具的电机的转子，该转子具有多个永磁体和一个转子组，所述永磁体在转子的圆周方向上以交替的极性分布布置并且在切线方向上被磁化，所述转子组由能够导磁的材料构成，其中，所述转子组具有多个通孔，所述通孔在转子的轴向方向上延伸并且在转子的圆周方向上彼此间隔地分布布置，其中，永磁体被如此布置到通孔中，使得从相应的永磁体出发的磁通在转子的切线方向上延伸，其中，在相邻的通孔之间分别构造有转子组的一个区段，该区段构造用于将相应的永磁体的磁通聚集在电机的空气隙中，其中，与转子组相比，永磁体在转子的轴向方向上具有更大的延伸。公开文献WO2014/082839A2描述一种永磁辐条转子(Spoke-Rotor)，该永磁辐条转子在定子内部构成电机的旋转部分，并且该永磁辐条转子在定子的内表面与其自身之间具有空气隙，该永磁辐条转子包括圆柱形的铁磁芯、构成旋转轴线的轴(Schaft)、布置在芯中心并且具有支承轴的轴孔的毂、围绕毂布置的一个以上的磁极段、磁极段之间的一个以上的磁体槽(Magnetaussparung)、布置在磁体槽中并且在径向方向上向外延伸的一个以上的磁体、以及两个由非磁性材料构成的端环，所述端环借助注塑法制成在芯的前平面表面/后平面表面上。在轴向方向上的长度大于磁体槽长度的磁体被嵌入到端环中。如果适当地影响原因或传播路径，则可以阻止或至少减少在电驱动马达运行时产生噪声。噪声的一个原因是转矩波动。通常可以通过扩宽(aufweiten)空气隙或至少适当地构型空气隙来降低电驱动马达的转矩波动。在这方面已知所谓的“花形(flowershape)”。但是这通常伴随着功率密度的降低。此外，已知通过如下方式影响振动：改变总系统的频率特性。这例如可以通过阻尼元件或加固(增强壁部、借助塑料进行注塑包封等)来实现。即使在负载转矩恒定的情况下，电驱动马达的转矩的时间变化过程也始终加载有谐波。这可能具有不同的原因(齿槽转矩、定子与转子之间非理想的空气隙场、非理想施加的电流)。在任何情况下，这些谐波会提高激励不期望的噪声的风险。取决于电驱动马达所处的可振动系统的频率范围和特性、尤其在谐振频率的情况下，这可能会是有问题的。因此期望的是，降低或者完全抑制电驱动马达的转矩的确定的谐波。可以通过选择合适的拓扑结构(例如槽/极数组合)来降低或者排除确定的谐波。然而，选择在噪声产生方面有利的拓扑结构经常又伴随着其他缺点，使得经常无法使用这些拓扑结构。噪声的其他可能的原因例如是转子与定子之间的径向力、不平衡或轴承振动。在现有技术中，已经对谐波的降低进行过研究，以便减小转矩波动并且因此有助于减少电驱动马达情况下的噪声产生。公开文献EP2104208A2描述一种马达，其包括转子，该转子具有成型的极，所述成型的极用于使齿槽转矩(“coggingtorque”)和电动势的谐波最小化；该马达还包括定子，该定子具有齿元件，其中，齿元件包含端部件，所述端部件部分地限定具有第一尺寸的槽开口以及通过端部件限定的具有第二尺寸的凹口所述凹口优选圆周形地构型。本专利技术应该提供一种使转矩波动最小化的马达系统，所述转矩波动可能由于振动和噪声而降低马达的工作能力。公开文献US7,417,347B2描述一种骨架式(Skelett-Typ)BLDC电机，所述BLDC电机通过减小齿槽效应(Nutrasten)来降低谐振噪声。该BLDC电机包括具有椭圆柱形构型的转子，该转子包括具有北极和南极的椭圆柱形构型的磁体，所述北极和南极通过分离平面和固定在磁体的内圆周面处的磁体框架(Magnetrahmen)分离，其中，旋转轴固定在磁体框架的中心处，并且在分离平面与转子的外直径相切所在的点处的转子直径小于沿转子外圆周的所有其他点处的转子直径，以便使由于较高程度的齿槽效应而引起的谐振噪声最小化。
技术实现思路
在所述背景下，本专利技术的任务是，提供一种具有更低的噪声产生的电驱动马达、尤其无刷直流电机(BLDC电机)。此外，应该提供一种包含这种电驱动马达的家用器具以及一种用于运行所述电驱动马达的方法。根据本专利技术，所述任务的解决方案通过具有相应的独立权利要求的特征的一种电驱动马达、一种包含所述电驱动马达的家用器具以及一种用于求取(Ermittlung)和运行所述电驱动马达的方法来实现。根据本专利技术的电驱动马达的优选实施方式在从属权利要求中所列举。即使在此未明确指出，根据本专利技术的电驱动马达的优选实施方式也相应于根据本专利技术的家用器具的优选实施方式以及用于求取和运行所述电驱动马达的方法的优选实施方式。因此，本专利技术的主题是一种电驱动马达，其包含定子和永磁体转子，该永磁体转子具有马达轴和处于马达轴上的叠片组，其中，定子和永磁体转子通过空气隙彼此分离，其中，定子和永磁体转子在它们朝向空气隙的表面上分别具有v个彼此等间距的卡锁位置，所述卡锁位置分别通过表面中的凸部或凹部实现。在此，在定子和永磁体转子的表面上，通常要么仅存在凸部要么仅存在凹部。原则上虽然可以通过凸部(所谓的凸起)、即通过局部减小空气隙的宽度来产生卡锁位置。但是由于空气隙出于技术上的原因而大多已经在尽可能小的宽度方面被优化，所以卡锁位置优选分别通过凹部实现。凹部(即空气隙的局部扩宽)优选是切口(Einkerbung)，所述切口可以不同地成形，例如球形、尤其半球形、或锥形。根据本专利技术特别优选的是，卡锁位置是锥形切口。在结构上无法实现切口的位置处，例如在槽缝(Nutschlitz)中，可以省略所述切口。因此卡锁位置的数量v也包括槽缝的数量。因为受迫谐波(erzwungeneHarmonische)的相位位置由定子与永磁体转子之间的相互作用得出，所以这不取决于卡锁位置的绝对位置、尤其切口的绝对位置。相反地，切口在转子上的位置与在定子上的位置对彼此是至关重要的。根据本专利技术，这通过如下方式实现：对于定子和永磁体转子来说，卡锁位置的数量v是相同的。在本专利技术的一种特别优选的实施方式中——该实施方式尤其适用于产生反相的48次谐波，v等于48，使得卡锁位置沿所述表面的基本上圆形的周长以7.5°的间距被引入。原则上，本专利技术可以应用于任意电驱动马达，然而特别优选应用于能够在家用器具中使用的电驱动马达。该电驱动马达特别优选是无刷直流电机、即BLDC电机。空气隙的宽度通常由不同的因素所确定。在此，通常由于制造条件而保持最小间隙、例如0.4mm。鉴于永磁体的最佳利用率、即空气隙中尽可能大的磁通，间隙应该尽可能小。然而空气隙越小，则齿槽效应表现得越强烈，并且因此可能的噪声产生表现得越强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电驱动马达(1)，其包含定子(2)和永磁体转子(3)，所述永磁体转子具有马达轴(4)和处于所述马达轴(4)上的叠片组(5)，其中，定子(2)和永磁体转子(3)通过空气隙(6)彼此分离，其特征在于，定子(2)和永磁体转子(3)在它们朝向所述空气隙(6)的表面(7，8)上分别具有v个彼此等间距的卡锁位置(9)，所述卡锁位置分别通过所述表面(7，8)中的凸部或凹部(10)实现。

【技术特征摘要】
2017.05.17 DE 102017208280.11.一种电驱动马达(1)，其包含定子(2)和永磁体转子(3)，所述永磁体转子具有马达轴(4)和处于所述马达轴(4)上的叠片组(5)，其中，定子(2)和永磁体转子(3)通过空气隙(6)彼此分离，其特征在于，定子(2)和永磁体转子(3)在它们朝向所述空气隙(6)的表面(7，8)上分别具有v个彼此等间距的卡锁位置(9)，所述卡锁位置分别通过所述表面(7，8)中的凸部或凹部(10)实现。2.根据权利要求1所述的电驱动马达(1)，其特征在于，所述卡锁位置分别通过凹部(10)实现。3.根据权利要求2所述的电驱动马达(1)，其特征在于，所述卡锁位置(9)是锥形切口(10)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电驱动马达(1)，其特征在于，所述电动马达是异步的无刷的直流电机。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电驱动马达(1)，其特征在于，v等于48，使得所述卡锁位置(9)沿所述表面(7，8)的基本上圆形的周长以7.5°的间距被引入。6.根据权利要求5所述的电驱动马达(1)，其特征在于，所述叠片组(5)至少具有相应于所述永磁体转子(3)的极数的数量的袋状部(11)，在所述袋状部中，在径向方向上分别布置有一个永磁体(12)，所述永磁体(12)在所述永磁体转子(3)的圆周方向上以交替的极性分布布置并且在切线方向上被磁化，使得从相应的永磁体(12)出发的磁通在所述永磁体转子(3)的切线方向上延伸，并且所述永磁体(12)在所述永磁体转子(3)的轴向方向上延伸超出所述叠片组(5)，其中，在相邻的袋状部(11)之间分别布置有所述叠片组(5)的一个区段(13)，所述区段构造用于将相应的永磁体(12)的磁通聚集在所述空气隙(6)中。7.根据权利要求6所述的电驱动马达(1)，其特征在于，分别一个永磁体(11)上方的叠片组(5)在所述空气隙(6)的侧上构成在所述永磁体转子(3)的轴向方向上延伸的桥接件(14)，所述桥接件将所述叠片组(5)的两个区段(13)彼此连接。8.根据权利要求7所述的电驱动马达(1)，其特征在于，所述桥接件(14)具有桥接元件(15)和桥接凹槽(16)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的电驱动马达(1)，其特征在于，所述永磁体转子(3)的所述叠片组(5)由多个单叠片的堆叠构成。10.根据权利要求6至9中任一项所述的电驱动马达(1)，其特征在于，构造弹簧装置(17)，以便将置入所述袋状部(11)中的永磁体(12)分别在径向方向上向外预紧地固定在所述袋状部(11)内部，其中，所述弹簧装置(17)分别由分别伸入所述袋状部(11)中的一个或多个弹性凸起(18)构成，并且每个袋状部(11)在马达轴远端具有止挡装置(19)，所述止挡装置固定在所述叠片组(5)上，并且分别置入所述袋状部(11)中的一个中的永磁体(12)通过所涉及的袋状部(11)的所述一个或多个凸起(18)被弹簧预紧地压到所述止挡装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·博克，K·哈恩，A·沃尔特，
申请(专利权)人：BSH家用电器有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE