永磁体同步马达和伺服转向装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种永磁体同步马达，特别是三相电马达，其具有：定子，在定子中布置有其间带有定子槽的定子齿，其中，分别在定子齿上设置有至少一个由导电材料制成的绕组；转子，其具有永磁体，永磁体呈辐条状地沿径向布置在转子中，其中，同步马达以预设的而且受限制的最大制动力矩、基于转子的预设的直径‑长度比、转子极数以及所述定子槽的数目来构造。本发明专利技术还涉及一种电伺服转向装置。

Permanent magnet synchronous motor and servo steering device

The invention relates to a permanent magnet synchronous motor, especially three-phase electric motor, the stator, stator has a stator slot with the teeth, which are arranged in the stator, the stator tooth is provided with at least one made of conductive material having a rotor winding; permanent magnet, permanent magnet is spoke the shape of radially arranged in the rotor, the synchronous motor to a preset maximum braking torque, and restricted rotor based on preset diameter length ratio, rotor pole number and the number of stator slots is constructed. The invention also relates to an electric servo steering device.

【技术实现步骤摘要】
永磁体同步马达和伺服转向装置本申请系申请人的专利技术名称为“永磁体同步马达和伺服转向装置”的母案的分案申请。母案在中国的申请号为201380040197.5，申请日为2013年7月11日。
本专利技术涉及一种永磁体同步马达，特别是三相电马达。本专利技术还涉及一种机动车的电伺服转向装置。
技术介绍
这样的永磁体同步马达例如用在机动车的驱动装置中，特别是用在伺服转向系统等中。图1示意地示出用于机动车的普遍公知的伺服转向装置100的结构和工作原理。这里所示出的伺服转向装置包括：转向传动件101、带有未详细绘出的转向轮的转向轴102以及具有控制单元104的伺服驱动装置103。转向杆107与转向传动件101借助小齿轮105而处于相互配合中。转向传动件101在这里具有齿杆(仅象征性地由双箭头示出)，所述齿杆与小齿轮105相连接。小齿轮105与转向轮借助转向轴102能转动地联接。转向杆107与机动车的能转向的轮106保持相互配合伺服驱动装置103例如装备有三相电马达并且带有控制单元104地在这里装设在转向轮与转向传动件101之间。伺服驱动装置103用作转向过程中的辅助机制，方式为：该伺服驱动装置与齿杆相配合。为此，伺服驱动装置103可以装设在转向柱上。当前用作伺服驱动装置103的马达可以是无电刷的马达，例如永磁体同步马达或非同步马达。永磁体同步马达例如具有：具备定子槽的定子，在定子槽中布置有绕组；以及具备永磁体的转子。永磁体例如由稀土材料制造并且呈辐条状地布置在转子中。这样的马达至少必须满足如下两条要求：1)效率和2)安全性。与效率相关地，诸如功率密度、最大输出转矩、转矩波动或者说波动性以及停转力矩或脉冲式力矩的参数是重要的。与安全性相关地，主要是(一个)相短接时最大制动力矩这个参数是关键的，并且例如当一个相完全短接时必须被限制为大约0.6Nm的数值。如WO2002/060740和EP1028047B1所示，给出针对上述问题的示例或解决方案。(特别是在尽可能小的结构体积、低重量、所用零件的低数目以及同时还有高效率的方面)针对在机动车中的使用条件而提高的要求以及上面提到的参数使得始终存在如下需求：提供相应改善的永磁体同步马达。
技术实现思路
基于上述背景，本专利技术的目的在于：给出一种改善的永磁体同步马达。根据本专利技术，所述目的通过一种具有按照本专利技术的一个方面的特征的永磁体同步马达或/和一种具有按照本专利技术的另一个方面的特征的伺服转向装置来实现。相应地设置有：-永磁体同步马达、特别是三相电马达，其具有：定子，在定子中布置有其间带有定子槽的定子齿，其中，分别在定子齿上设置有至少一个由导电材料制成的绕组；具备永磁体的转子，所述永磁体呈辐条状地沿径向布置在转子中，其中，同步马达以预设的而且受限制的最大制动力矩(基于转子的预设的直径-长度比、转子极数及定子槽数目)来构造。-机动车的伺服转向装置，其具有根据本专利技术的永磁体同步马达。本专利技术所基于的构思在于：永磁体同步马达的最大制动力矩能够事先基于转子的事先确定的直径-长度比、转子极数及定子槽数目来确定。由此，这样的永磁体同步马达的优点在于非常低的停转力矩，这一优点与高功率密度同时还有低力矩波动性和高容错性相关联。另一优点在于，根据本专利技术的永磁体同步马达具有比传统永磁体同步马达相对更低的制动力矩，其可以低至40％。相比于传统的永磁体同步马达，根据本专利技术的永磁体同步马达还具有下列优点：提高的效率(约10％)；降低约40％的制动力矩；降低的停转力矩；降低的力矩波动性；无需继电器；可以应用三角形接线方式；简单的定子结构。转子的事先确定的直径-长度比表示的是定子直径与定子长度的商数。由此，简单的几何参数(其能被容易地掌控或者说控制)对于最大制动力矩的确定起决定作用。所介绍的永磁体同步马达优选适合于机动车伺服转向装置的驱动装置。但也可以考虑其他驱动装置中的其他应用，例如电驻停制动器。本专利技术的有利的构造方案和改进方案由如下技术方案以及由结合附图中的图画的说明来得出。永磁体同步马达具有9个或12个定子槽。转子的转子极数优选为6、8、10或14。在此，可以应用定子的常见标准设计。已经令人惊讶地发现：转子的事先确定的直径-长度比、转子极数及定子槽数目根据下表相关地示出：转子可以在另一实施方案中具有至少一个转子组，其中，转子组数与转子长度的相关性根据下表示出：此外，当转子数大于1时，转子组彼此间绕转子轴线扭转错开一交叉角地布置。在此，所述交叉角可以与转子的直径-长度比根据下表建立关联：在另一实施方式中，定子具有呈三角形接线方式的三相绕组。这是有利的，因为一方面可以取消用于在短接时分隔一个相的所谓的星形继电器。另一方面，由此使得绕组的制造变得容易。而定子也可以具有呈星形接线方案的三相绕组。在此情形下，也可以取消用于在短接时分隔一个相的所谓的星形继电器。在另一实施方式中，转子的永磁体可以包括铁素体磁体或/和稀土材料。在此情况下，基于事先能够确定的直径-长度比和其他参数，可行的是：永磁体能够以低功率级使用，这使得根据本专利技术的永磁体同步马达的成本显著降低。本专利技术的上面的构造方案和改进方案能够以任意方式相互组合。附图说明下面借助于在附图的示意图中示出的实施例详细阐述本专利技术。在此：图1示出根据现有技术的伺服转向装置的示意图；图2示出根据本专利技术的永磁体同步马达的实施例的示意俯视图；图3示出根据图2的根据本专利技术的永磁体同步马达的转子的示意透视图；图4示出根据图2的根据本专利技术的永磁体同步马达的转子的示意部分侧视图；图5至图6示出根据图2的本专利技术的永磁体同步马达的绕组的接线图；以及图7示出与根据图2的本专利技术的永磁体同步马达的转子的直径-长度比相关的制动力矩的图线示意图。附图应当表达出对本专利技术实施方式的进一步理解。附图阐释了实施方式并且用于与说明书一起解释本专利技术的原理和方案。其他实施方式和多个所提到的优点与附图相关地获得。图中的元件不一定彼此忠实于比例地示出。在附图的图画中，相同的、功能相同的而且起相同作用的元件、特征和部件只要没有区别地实施的话，就相应地设有相同的附图标记。具体实施方式在图2中示出根据本专利技术的永磁体同步马达200的实施例的示意俯视图。图2中的永磁体同步马达200具有：定子201，该定子具有定子槽202，在该定子槽中布置有绕组(未示出)；以及转子208，该转子具有转子芯203和永磁体204，所述永磁体在这里沿电马达的径向在转子208的内部呈辐条状地布置在转子芯203的分段之间。转子208位于定子201内部。转子芯203的分段和永磁体204固定在转子体206上，具备转子轴线207的转子轴206穿过该转子体延伸。具备转子轴线207的转子轴206在这里垂直于图页平面地竖立。转子208位于定子201内部并且与该定子具有共同的转子轴线，也就是转子208和定子201是同轴的。永磁体204以如下方式布置：总是同名磁极相对而置，也就是北极N与北极N相对置，并且南极S与南极S相对置。定子201构造有12个定子槽202和12个定子极，并且可以平直地或倾斜地构造。也就是说，定子槽202呈直线式地平行于转子轴线207地延伸或者相对于该转子轴线倾斜地延伸。相应地，转子208在这里是极数为10的转子，也就是该转子具有十个永磁体204。永磁体20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁体同步马达(200)，具有：定子(201)，在所述定子中布置有其间带有定子槽(202)的定子齿，其中，分别在定子齿上设置有至少一个由导电材料制成的绕组；转子(208)，其具有永磁体(204)，所述永磁体呈辐条状地沿径向布置在所述转子(208)中，其中，所述永磁体同步马达(200)基于所述转子(208)的预设的直径‑长度比(DLV)、转子极数(210‑n)以及所述定子槽(202)的数目以预设的而且受限制的最大制动力矩(MTMAX)来构造，其中，所述转子(208)具有至少一个转子组(209)，其中，转子组数(209‑n)与所述转子长度(L)对应下表相关：

【技术特征摘要】
2012.07.31 DE 102012213465.41.一种永磁体同步马达(200)，具有：定子(201)，在所述定子中布置有其间带有定子槽(202)的定子齿，其中，分别在定子齿上设置有至少一个由导电材料制成的绕组；转子(208)，其具有永磁体(204)，所述永磁体呈辐条状地沿径向布置在所述转子(208)中，其中，所述永磁体同步马达(200)基于所述转子(208)的预设的直径-长度比(DLV)、转子极数(210-n)以及所述定子槽(202)的数目以预设的而且受限制的最大制动力矩(MTMAX)来构造，其中，所述转子(208)具有至少一个转子组(209)，其中，转子组数(209-n)与所述转子长度(L)对应下表相关：转子长度(L)转子组数(209-n)L≤20120≤L≤401或240≤L≤602或360≤L≤1003或4其中，转子长度的单位为毫米，转子组数的单位为个。2.根据权利要求1所述的同步马达，其特征在于，所述永磁体同步马达(200)具有9个定子槽(202)或12个定子槽(202)，并且所述转子(208)的所述转子极数(210-n)为6、8、10或1...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷高尔茨·奥姆巴赫，霍尔斯特·施蒂格穆勒，沃尔奇西·克雷博茨，
申请(专利权)人：博泽汽车部件有限公司及两合公司，乌茨堡，
类型：发明
国别省市：德国,DE