定子有效部件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种定子有效部件，其用于高速电动马达，优选用于永磁同步马达且包括空心圆柱形的、具有内面的轭部，轭部具有接纳空间，圆柱形的线圈支架插入接纳空间中，线圈支架包括复数N个线圈固定件，线圈固定件均由第一圆弧形的部分圆柱面分段和第二圆弧形的部分圆柱面分段形成，第一圆弧形的部分圆柱面分段和第二圆弧形的部分圆柱面分段通过位于其间的接片区段一体式地相互连接，第一圆弧形的部分圆柱面分段形成周向闭合的、空心圆柱形的管状区段用于容纳转子，第二圆弧形的部分圆柱面分段形成管状区段，在每两个直接相邻的第二圆弧形的部分圆柱面分段之间形成缝隙。本实用新型专利技术的定子有效部件可简单且低成本地安装。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种具有气隙绕组的针对高转速的旋转磁场电机，特别是一种具有气隙绕组的高速马达。
技术介绍
在现有技术中已知大量电动马达，其具有各种规格迥异的具有绕组的定子和定子组。例如在无刷直流马达(BLDC马达)中已知具有悬臂式绕体的所谓气隙绕组。典型情况下，首先将用于这类绕体的绕组安装在芯轴上，该芯轴在绕线过程中支撑并固定线圈。然后，典型包括漆包线的绕组通过加热和加压形成其最终形状，该最终形状为绕体在加热后所保持的形状。接着将绕体从芯轴上脱模并可以进行进一步加工。在线圈中，也经常使用所谓的分段式定子线圈。当除了要求高填充系数和与此相关联的正循环绕组之外，还有高匝数的要求时应用该分段式定子线圈。该定子线圈可以优选通过飞叉绕线技术以及通过线性绕线技术加工。典型的实施方式为T形分段和插入线圈。插入的齿线圈经常用于星形定子设计，在该星形定子设计中，在安装线圈之后安装轭部。内部开槽的叠片段也同样可以设置有插入的齿线圈。替代地，可以使用极链，其结合了针式绕线的叠片段的低接触数的优点和线性绕线的单齿在填充系数上的优点。在BLDC马达的三相、二极绕组中，制造过程中要加工三股分离的绞合线，这使得操作非常复杂，且自动化只能通过不合理的开支实现。通常，这类具有气隙绕组的BLDC马达的绕体是手工完成的。出于这一原因，这类具有气隙绕组的BLDC马达只用于要求小件数的情况下。小型永磁(PM)同步马达越来越多地使用于高转速驱动。在此涉及例如高转速的压缩机驱动、螺丝刀驱动或纺纱锭驱动。这些驱动由于高件数承受着高成本压力。因此，目标在于开发一种马达设计，其实现尽可能简单和自动化的制造技术。由于转数高，细长的“鼓形转子设计”是值得期望的，其中，除了永久磁铁之外，定子也显著影响这种驱动的成本。目前，定子有效部件具有定子叠片组，该定子叠片组由冲压金属片层叠而成，并例如通过烤漆粘合包封。也可以替代地将冲压过程和包封结合成所谓的冲压包封形式。接着，将定子叠片组缠绕、连接旋转磁场绕组并浸漆。在这一实施方式中，旋转磁场绕组位于定子叠片组的槽中，并能够实施为分布绕组或齿线圈绕组。然而缺点在于大量的冲压碎屑，因为叠片组通常由冲压金属片形成。在具有气隙绕组的永磁同步马达中，定子叠片组仅包括一个定子轭，且旋转磁场绕组作为精细分布(feinverteilt)绕组直接在定子轭和转子之间位于气隙中。在此为了不产生突出定子轭的绕组头，气隙绕组实施为所谓的斜槽绕组。为此存在各种不同的绕组变体。这样的斜槽绕组的缺点在于，绕组容量只部分地参与转矩的形成，并且由此产生的基波绕组系数位于50％和60％之间的范围内。为了克服这些缺点，在现有技术中已知非斜槽的多层绕组，在该绕组中，绕组结构伴随着在绕组头区域的相重叠区域以及相应的突出轭组部分。这里的缺点在于必需成本密集且昂贵的相绝缘。
技术实现思路
因此本技术的任务在于，克服上述缺点并设置一种用于高速电动马达，优选用于永磁同步马达的定子有效部件，该定子有效部件可简单且低成本地安装，以及提供一种用于制造定子有效部件的改良的、低成本的方法。这种任务通过根据技术方案1的特征组合得以实现。本技术的技术方案1提供一种定子有效部件，其用于高速电动马达，其特征在于，所述定子有效部件包括空心圆柱形的、具有内面的轭部，所述轭部具有接纳空间，圆柱形的线圈支架插入所述接纳空间中，其中，所述线圈支架包括N个线圈固定件，所述线圈固定件均由第一圆弧形的部分圆柱面分段和第二圆弧形的部分圆柱面分段形成，所述第一圆弧形的部分圆柱面分段和所述第二圆弧形的部分圆柱面分段通过位于其间的接片区段一体式地相互连接，其中，所述第一圆弧形的部分圆柱面分段形成周向闭合的、空心圆柱形的管状区段用于容纳转子，并且其中，所述第二圆弧形的部分圆柱面分段形成管状区段，其中，在每两个直接相邻的第二圆弧形的部分圆柱面分段之间形成缝隙。为实现上述任务，建议提供一种永磁同步马达的定子有效部件，其由在内部支撑气隙绕组的轭部形成，其中，该轭部优选由烧结的SMC材料构成，该定子有效部件还由特定形状的线圈支架形成，在该线圈支架的空心圆柱形的内部空间中能够可驱动地安装转子。根据本技术还设置为，优选实现在绕组头区域不重叠的三相气隙绕组，其中实施类比齿线圈技术的精细分布绕组。在根据本技术的形式中，该气隙绕组优选非倾斜地装入轭组中，并在绕组头区域无相重叠，从而可以使用相对简单的绝缘系统。根据不同的实施方案可以对应每个相使用两个精细分布线圈。在本技术的一个一般实施方案中，定子包括N个线圈，因此在三相定子中，每相使用N/3个线圈，分别为精细分布线圈。例如当N＝6时，每相使用两个精细分布线圈。以下结合上述N＝6，因此N/3＝2个精细分布线圈作为线圈对的例子详细说明本技术，在此，本技术能够应用于其他线圈数，例如在三相的变体中应用于N＝3，6，9，12...个线圈。因此，根据本技术，建议一种用于高速电动马达，优选用于永磁同步马达的定子有效部件，该定子有效部件包括空心圆柱形的、具有内面的轭部，该轭部具有接纳空间，圆柱形的线圈支架插入该接纳空间中，其中，线圈支架由多个线圈固定件一体式或多件式地形成。每个线圈固定件分别由第一和第二圆弧形的部分圆柱面分段形成，该部分圆柱面分段分别通过位于其间的接片区段一体式地相互连接。第一(内侧的)部分圆柱面分段形成周向闭合的、空心圆柱形的内管状区段用于容纳转子。在该设置中，通过接片区段与第一部分圆柱面分段相连的第二圆弧形的部分圆柱面分段形成管状区段，其中，在每两个直接相邻的部分圆柱面分段之间形成缝隙。该缝隙的形成由此实现，即，第二圆弧形的部分圆柱面分段的设计宽度使其无法形成完全周向闭合的管状区段，而是在纵向上分别在部分圆柱面分段的相对的边缘之间形成开放的缝隙。在本技术的一个有利的实施方案中设置为，线圈支架由多个线圈固定件一体式地形成。在本技术的一个替代实施方案中设置为，线圈支架由多个线圈固定件多件式地组装成圆柱形的线圈支架，其中有利的是，所有的单个线圈固定件具有相同的形状。在此，可以通过传统的连接方式将单个线圈固定件接合成圆柱形的线圈支架，例如通过榫槽连接或燕尾连接。有利的是，线圈支架的第一管状区段形成外半径为R1的内管状区段，且开隙的第二管状区段为围绕第一管状区段延伸的、外半径为R2的管状区段，该外半径对应轭部的内半径。由此，在已插入线圈支架的状态下，第二，即位于外侧的部分圆柱面分段的外表面抵接轭部的内面。在本技术的一个优选实施方案中设置为，连接线圈固定件的两个部分圆柱面分段的各个接片区段分别径向向外延伸，进一步优选设置在从圆周方向上看的部分圆柱面分段的各个中心上。由此形成了镜像对称的线圈固定件。进一步有利的是，轭部和/或线圈支架至少部分地，优选完全地由SMC材料形成。这可以进一步优选地在烧结过程中进行，以便产生最低限度的材料浪费至没有材料浪费。本技术的另一方面涉及一种用于制造上述定子有效部件的方法，该定子有效部件用于具有P个绕组相的马达，该方法包括以下步骤：a.制备具有接纳空间的空心圆柱形的轭部；b.制备线圈支架，其由或能够由N个线圈固定件一体式或多件式地形成，其中，每个线圈固定件各由第一和第二圆弧形的部分圆柱面分段形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定子有效部件(1)，其用于高速电动马达，其特征在于，所述定子有效部件包括空心圆柱形的、具有内面(12)的轭部(10)，所述轭部具有接纳空间(11)，圆柱形的线圈支架(20)插入所述接纳空间中，其中，所述线圈支架(20)包括N个线圈固定件(23a、23b)，所述线圈固定件均由第一圆弧形的部分圆柱面分段(24a)和第二圆弧形的部分圆柱面分段(24b)形成，所述第一圆弧形的部分圆柱面分段和所述第二圆弧形的部分圆柱面分段通过位于其间的接片区段(24c)一体式地相互连接，其中，所述第一圆弧形的部分圆柱面分段(24a)形成周向闭合的、空心圆柱形的管状区段(24)用于容纳转子，并且其中，所述第二圆弧形的部分圆柱面分段(24b)形成管状区段(25)，其中，在每两个直接相邻的第二圆弧形的部分圆柱面分段(24b)之间形成缝隙(27)。

【技术特征摘要】
2016.07.21 DE 102016113437.61.一种定子有效部件(1)，其用于高速电动马达，其特征在于，所述定子有效部件包括空心圆柱形的、具有内面(12)的轭部(10)，所述轭部具有接纳空间(11)，圆柱形的线圈支架(20)插入所述接纳空间中，其中，所述线圈支架(20)包括N个线圈固定件(23a、23b)，所述线圈固定件均由第一圆弧形的部分圆柱面分段(...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·胡斯，J·何，R·厄奈克，O·胡格尔，W·霍夫曼，M·鲍恩，
申请(专利权)人：依必安派特穆尔芬根有限两合公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE