多极的、直线的或旋转的同步直接驱动电机制造技术

本发明专利技术涉及一种多极的、直线的或旋转的同步直接驱动电机，包括：一个具有一个磁轭和许多齿以及一些位于所述齿之间的槽的初级部件，一个多相绕组的一些在所述槽中延伸的绕组相，其中，在相同相配置的两个绕组相之间分别搭接地存在另一相或另一些相的各绕组相，一个与初级部件对置地设置并且具有许多位于一个公共的回流底板上的交替极性的永久磁铁的次级部件，其中，槽出口具有均匀的槽距Ｔ↓［Ｎ］并且永久磁极具有均匀的极距Ｔ↓［Ｐ］。按照本发明专利技术，一个相应相绕组的绕组相由一根通常的高柔性的绞合线组成，其中绞合线分别曲折地围绕一个齿组穿过所述槽进行导引，并且一个相应相的总绕组通过在相应槽中上下叠层的绞合线构成。按照本发明专利技术，每个槽都具有一个等于绝缘的绞合线直径的宽度。所述另一相或一些相的绕组相的绞合线对称地在第一相的各槽之间错置地导引，其中通过叠交的曲折绕组相的分层的绕组结构在分绕组的交叉点的区域内在槽外形成一些扁平的、只微小体积的绕组端部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种如权利要求1的前序部分所述的多极的、直线的或旋转的同步直接驱动电机，包括 一个具有一个磁轭和许多齿以及一些 位于所述齿之间的槽的初级部件， 一个多相绕组的一些在所述槽中延伸 的绕组相，其中，在相同相配置(Phasenzuordnung)的两个绕组相之间 分别搭接地存在另一相或另一些相的各绕组相， 一个与初级部件对置地 设置并且具有许多位于 一个公共的回流底板上的交替极性的永久磁铁次 级部件。
技术介绍
一些已知的电机具有双层绕组或双排绕组，这些绕组具有复杂结构 的绕线图。因为这些本身叠交的(vermaschten )分绕组的线圏受结构的 限制必须在绕组端部中交叉并且相互从旁边导引，因此相应地形成具有 高铜损的大的和大体积的绕组端部。例如由Bala, C.; Fetita, Al.， Lefter， V.:电机绕线技术手册，柏 林技术出版社，1976,图1.5.11已知一种用于三相电机的按叠交实施形 式的典型的叠绕组。用于三相交流发电机的所谓鳞片式(geschuppte)绕组同样属于已 知的现有技术，这些绕组是更易于掌握的。对此例如参照DE 30 08 212 Al，该文献公开了不同的用于三相交流发电机的典型的鳞片式绕组。在分别围绕一个具有确定齿数的齿组缠绕的鳞片式绕组的分绕组的 搭接范围中产生加厚，这些加厚总体上以不期望的方式加大了结构空间。 在很长的在许多槽上延伸的绕组圏(Wickhmgsschleifen)中，在槽中的 有效绕组部分与在槽外的无效部分(passivenAnteil)的比例发生变化， 不利于电机效率。原则上敷设在槽外的绕组部分仅仅提高绕组电阻继而提高损失部分 同时降低电机效率。在所有的叠交的绕组中，其中各单个相的绕组相相互搭接地位于初 级部件的槽中并且缠绕在那里，其中存在缺陷，即与具有所谓单齿绕组 的电机相比形成了具有更差效率的大体积绕组端部，其中单齿绕组可以通过一定的相移(Phasenversatz)聚集在一些极组中。DE 195 03 610 C2示出一种此类的通过一定的相移聚集在极组中的 单齿绕组的实例。在那儿的多相的、多极的可换向电机情况下，设置有按区沿着定子 分布的相，其中一个区对应一个相，并且该相的绕组线在该区内以交替 的方向围绕直接相继的定子极缠绕。在两个相邻定子极之间的槽宽等于绕组线的宽度，其中绕组线在一 个极槽内相遇的各区段上下重叠地设置。这样构成的极组电机 (Polgruppenmotor)的主要缺陷是显著地形成噪声。其原因是在一个极 组上分布的、在相对运动期间在初级部件与次级部件之间的高的牵引力 波动。这种局部的牵引力波动根据支承的刚性引起小的、随极频而来的 振荡和由此引起的噪声。因此对于确定的正好期望低噪声的应用领域不 能使用极组电机。在一种按照DE 198 46 923 Cl的教导的电机的多相绕组中涉及这样 实现这种绕组，使得由此实现的电机是紧凑的并且是高承载的。为此目 的，采取直接缠绕齿，而且通过使用通常的绞合线，由此通过通常缠绕 的线圏产生一个相绕组(Strangwicklung )。就是这种电机在振荡和噪声 形成方面也存在上述缺陷。在按照DE 101 58 267 Al的用于制造波形绕组的方法中，预制许多 平行缠绕且连接的线并且引入到电机的槽中。但是并联分绕组存在的缺陷是，在分绕组中产生的反向电压在振幅 和相位上的最小差值导致不期望的补偿电流并且从一个确定的速度开始 导致不再可控的发热和阻尼效应。对于非常快速移动的且同时多极的电机，由于从现有技术已知的反 向电压问题而力争得到非常低欧姆的具有大的绕组横截面的绕组。在传 统的在槽中具有漆包线绕组的电机结构中所力求得到的进一步增加绕组类型中形成在槽外的显著布线费用继而形成更高的成本。关于上述的反向电压问题，要指出的是,同步电机随着在定子或初 级部件与转子或次级部件之间的相对速度的增加而显示出 一种增加的反向电压。如果反向电压在变流器(Umrichtern )中出现在运行电压即中 间回路电压的范围内，则在电机中的电流是有限的并且不再可能进一步 增加电机速度。尤其是当一台电机同时要产生一个高的力或一个高的转 矩和一个高的速度即一个高的转速时，由于必需的高的极数，电压常数 kv (kj是非常大的并且相应的电机需要非常大的运行电压，以便实现 高的速度。具有高的力或转矩收益(Kraft oder Momentausbeute)的电 机一般以高的极数设计，因此原则上存在的任务是，消除增加反向电压 的问题。在常见的具有大的绕组横截面的导线绕组中，还在较高的控制频率 情况下由于涡流效应而在导线带中导致电流表面效应。这种所谓的集肤效应导致在相应的电才;ut行时不期望的热损失。此外在已知的电机中，根据在槽数与磁极对数之间的确定的比例进 行安排。例如可以使槽数等于磁极对数的6倍，然后根据极结构，电机 配备有一个三相叠交的绕组。由于在槽与极结构之间的状况的高重复率， 干扰的磁阻效应产生同步。当槽数是极数的整数倍数时，这个效应被证实是最大的。每个槽以 确定的宽度在电机相对于对置的磁极移动时产生一个基本的磁阻力。基 本的磁阻力在总和中叠加成外部可测量的总效应。在叠加各单个齿槽力(Einzelrastkraften)时重要的是，这些力是否 是同向或反向的或者相位相对于一个磁周期是如何的。为了使磁阻波紋(Rrluktanzrippel)保持微小， 一般使槽出口宽度 最小化。还已知磁极的倾斜位置或者初级部件的倾斜叠装，但是也伴随 降低力收益(Kraftausbeute)的副效应或更小的电机转矩。总之由上述的现有技术已知一些极组电机， 一些实施形式也属于现 有技术，其中绕组线在一个区内以交替的方向围绕相继的定子极缠绕。这种类型的极组电机由于其传统的绕组结构只有限地适用于在高速时的 应用。在这种电机运行中，由于内部的磁阻力波动和振荡效应导致了不 期望的噪声。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，实现一种进一步改进的、多极的、直线的或 旋转的同步直接驱动电机，它具有绕组，该绕组满足关于同步特性、高 的相对速度、低噪声、紧凑性和简单制造方面的极端要求。按照本专利技术的电机应在高的极数情况下具有高效的且同时低欧姆的绕组，由此能够在气隙中的相对速度为约10 m/sec至50 m/sec和更高的 地方并且需要具有最小噪声形成的特殊同步的地方使用。该电机应在注ii领域作为用于切^尤其是磨削加工的快速主轴或i转台的驱动装置。本专利技术的这个目的通过一种具有按照权利要求1的特征组合的多极 的、直线的或旋转的同步直接驱动电机得以实现，其中从属权利要求包 括至少合乎目的的扩展结构和改进方案。因此，按照本专利技术，用基本上通常的绕组线曲折地通过初级部件的 相应的槽敷设每个电机相的多相叠交的绕组，并且使绕组多层地构成。绕组线的这种优选的曲折敷设保证了短的、紧凑的绕组端部继而保 证了微小的绕组电阻以及电机的高效率。由于绕组线的上述通常的结构原理，在现有技术不令人满意地解决 的反向电压问题方面，有利的是串联槽绕组。在优选使用绝缘的铜绞线作为基本上通常的绕组线时，能够以特别 高的速度或转速设计电机，铜绞线在相应大的横截面积情况下可以以高 电流加载并且它在少的圏数本文档来自技高网...

【技术保护点】
多极的、直线的或旋转的同步直接驱动电机，包括：一个具有一个磁轭和许多齿以及一些位于所述齿之间的槽的初级部件，一个多相绕组的一些在所述槽中延伸的绕组相，其中，在相同相配置的两个绕组相之间分别搭接地存在另一相或另一些相的各绕组相，一个与初级部件对置地设置并且具有许多位于一个公共的回流底板上的交替极性的永久磁铁的次级部件，其中，槽出口具有均匀的槽距Ｔ↓［Ｎ］并且永久磁极具有均匀的极距Ｔ↓［Ｐ］，其特征在于，一个相应相绕组的绕组相由一根通常的柔性的绞合线组成，其中绞合线分别曲折地围绕一个齿组穿过所述槽进行导引，其中一个相应相的总绕组通过在相应槽中上下叠层的绞合线构成，每个槽都具有一个等于绝缘的绞合线直径的宽度，并且所述另一相或另一些相的绕组相的绞合线对称地在第一相的各槽之间错置地导引，其中通过叠交的曲折绕组相的分层的绕组结构在分绕组的交叉点的区域内在槽外形成一些扁平的、微小体积的绕组端部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2004-9-3 10 2004 042 768.21.多极的、直线的或旋转的同步直接驱动电机，包括一个具有一个磁轭和许多齿以及一些位于所述齿之间的槽的初级部件，一个多相绕组的一些在所述槽中延伸的绕组相，其中，在相同相配置的两个绕组相之间分别搭接地存在另一相或另一些相的各绕组相，一个与初级部件对置地设置并且具有许多位于一个公共的回流底板上的交替极性的永久磁铁的次级部件，其中，槽出口具有均匀的槽距TN并且永久磁极具有均匀的极距TP，其特征在于，一个相应相绕组的绕组相由一根通常的柔性的绞合线组成，其中绞合线分别曲折地围绕一个齿组穿过所述槽进行导引，其中一个相应相的总绕组通过在相应槽中上下叠层的绞合线构成，每个槽都具有一个等于绝缘的绞合线直径的宽度，并且所述另一相或另一些相的绕组相的绞合线对称地在第一相的各槽之间错置地导引，其中通过叠交的曲折绕组相的分层的绕组结构在分绕组的交叉点的区域内在槽外形成一些扁平的、微小体积的绕组端部。2. 如权利要求l所述的电机，其特征在于，所述曲折绕组相在初级 部件的整个长度上这样分布地构成，以致保留一些空槽。3. 如权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述绞合线在各槽 中夹紧地保持并由此固定。4. 如上述权利要求之一所述的电机，其特征在于，所述绞合线在外 径直到5 mm情况下具有基本上2.5至6.0 mm2的导线横截面积。5. 如上述权利要求之一所述的电机，其特征在于，在三相电机情况 下，槽数大于磁铁装置的极对数的6倍，其中有效缠绕的槽的数量等于 极对数的6倍，曲折绕组这样分布，使得在整个电机上以均匀分布的间 距分别保留 一...

【专利技术属性】
技术研发人员：W海因里希，G齐茨曼，
申请(专利权)人：伊纳驱动及机电一体化有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]