电机及其定子制造技术

本发明专利技术提出了一种电机定子，该定子具有一个定子绕组（４５），该定子绕组由一个环状成型的定子铁心（１０）夹持。定子铁心（１０）在其径向向里取向的圆周上有槽（１４）和齿（１３）。定子铁心（１０）由分层叠置的定子铁心片（１１）组成，它们的分层方向确定一个轴向（ａ）。建议至少一个第一定子铁心片（２０）比第二定子铁心片（２１）具有更大的抗弯阻力，且所述至少一个第一定子铁心片（２０）在轴向（ａ）内的厚度（ｄ↓［ＬＥ］）不超过４毫米。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
用所谓的叠片技术制作电机的定义，这在先有技术中是早已人所共知的。为了制作这种定子，必须首先冲制单个金属薄片，并将这些金属薄片相互叠置，直至达到铁心所需的轴向宽度为止。这些叠置的金属薄片形成定子铁心。所以，这种定子铁心在定子的一侧上具有一般为相互平行取向的齿和槽。预绕制的铁心绕组大致呈扁平状，然后嵌入这种大致扁平的铁心的槽中。接着将铁心和铁心绕组组成的组件弯成圆形，这样就形成一个一般为空心圆柱体的定子。在定子铁心和绕组组成的组件弯成圆形后，两端相互连接。出于弯制技术考虑，最好在定子铁心的至少一个端面上配置一个端部铁心片，它比其他的所谓的主铁心片具有较高的刚度。这样就可避免定子齿范围内的定子扩径。从动力、加工技术和手工操作考虑，不可能使用任意刚度的定子铁心片。此外，刚度较大的端部金属薄片的作用在很大程度上取决于电机的尺寸。本专利技术的优点具有主权利要求所述特征的本专利技术定子的优点是，一个第一定子铁心片的给定厚度可进行选择，使能量损耗在电磁学方面仍保持一个合理的值。如果定子铁心片的厚度不超过4毫米，则在高的定子绕组电流情况下，一个叠片内的涡流为可接受的范围。如果定子铁心片的厚度超过4毫米，则这个铁心片内的涡流变得很大，从而降低整个电机的效率。此外，在这个第一定子铁心片中感应的涡流产生大的损耗热能，从而导致定子铁心的不对称的径向扩径。这样，不但要给位于至少一个厚的定子铁心片附近的定子壳体增加载荷，而且由于定子铁心在这个部位的径向膨胀还会在定子壳体上作用一个附加的径向力。这样就产生了一个复杂的且数值较大的应力状态，这种应力状态尤其可能导致伸出定子铁心的壳体部分的断裂。通过在各项从属权利要求中列出的措施可实现主权利要求所述的定子的诸多有利的改进。此外，比第二定子铁心片厚的第一定子铁心片应具有0.8毫米的最低厚度。这个最低厚度是根据要求提出的，为的是避免稍后弯成圆形的定子铁心的扇形展开在其径向的里侧(齿)太大。如果定子铁心的轴向内的厚度为1.0和2.0毫米之间，则得出第一定子铁心片的特别有利的厚度。为了以足够的程度避免径向向里取向的齿的扇形展开，建议第二定子铁心片的厚度为0.3毫米和0.7毫米之间。径向向里取向的齿的扇形展开的另一个影响因素是定子铁心的所谓磁轭高度。磁轭高度越大，齿的扇形展开越严重。此外，定子铁心弯成圆形时所需的费用或能耗也随磁轭高度的增加而增加，因为抗弯阻力是随磁轭高度的增加而增加的。另一方面，磁通通过定子铁心的磁轭不应具有太大的阻力，所以，磁轭高度总体上可用3毫米和7毫米之间。磁轭高度的最有利的尺寸范围为3.5毫米和4.3毫米之间。在另一种结构中，第一定子铁心片作为轴向的端部铁心片构成。在这个位置内，这个第一定子铁心片可消除全部其他定子铁心片的扇形展开。根据另一种方案，作为端部铁心片构成的或布置的第一定子铁心片具有一个不同于第二定子铁心片轮廓的铁心片轮廓。在另一个实施例中，至少一个第一定子铁心片是两个端部铁心片之间的一个铁心片。这种结构的优点是，用一个单独的第一定子铁心片就达到了定子铁心的对称的加固。在另一种方案中，至少一个端部铁心片是第一定子铁心片。这种方案例如也包括该端部铁心片和一个紧随其后的定子铁心片都是第一定子铁心片。这样，一方面可进一步增加定子铁心的刚度，另一方面在继续增加刚度的同时还可减少端部铁心片的制作费用。如果将一个定子铁心片与两个定子铁心片比较，这两个铁心片最终具有这一个铁心片的相同厚度，则较薄的定子铁心片的加工费用较小。在相当厚的定子铁心片的情况下，切割棱边在质量上比两个薄的定子铁心片差。如果定子铁心这样设计，例如第一定子铁心片分别在轴向中心和轴向一端，则定子铁心可由两半相同的定子铁心叠成，这样就比在定子铁心的中心具有一个单独的第一定子铁心片的结构容易实现自动化。此外，提出的一种电机尤其是汽车用的三相交流发电机具有一个按前述实施例之一做成的定子。附图说明附图中示出了电机的本专利技术定子的一些实施例。附图表示图1a按第一实施例制成的叠片定子铁心；图1b第一实施例的放大详图；图2a定子铁心的一个横断面，其中全部铁心片具有相同的厚度；图2b具有一个较厚的端部铁心片的定子铁心的详图；图3轴向伸长、磁轭高度和第一定子铁心片的厚度之间的关系图；图4具有一个修改了轮廓的端部铁心片的定子铁心侧视图；图5a、5b和6另一些实施例的定子铁心的不同横断面；图7a、7b、8和9a定子铁心的另一些实施例；图9b壳体部分与一个图5a、图5b以及图7b至图9a实施例所示的定子铁心的共同作用；图10具有一个定子绕组的由分层叠置的定子铁心片组成的实施例之一的定子铁心；图11通过图10所示实施例弯成圆形的电机的定子；图12具有一个本专利技术定子的电机示意图。具体实施例方式图1a示出了一个由分层叠置的定子铁心片11组成的定子铁心10。定子铁心片11是这样布置的，使齿13和槽14在一侧延伸。这些齿13用于以后在定子中锁定来自转子的电磁场，并由此在一个布置在槽14中的定子绕组中感应一个电压。这一侧12在定子铁心10和定子绕组所组成的组件弯成圆形后径向向里取向。此外，定子铁心10具有一个后侧15，它在以后径向向外取向。后侧15同样是成型的并带有齿16，后槽17在这些齿之间延伸。齿13和后齿16借助于一个磁轭18连接成整体。分层叠置的定子铁心片11确定与轴向一致的层方向。轴向相当于以后在电机中的转子的旋转轴。定子铁心10由至少两个不同的定子铁心片11叠成。在图1中，各有第一定子铁心片20配置在定子铁心10的相应端面上。在这两个第一定子铁心片20之间放置第二定子铁心片21。第一定子铁心片20比第二定子铁心片21具有较大的抗弯阻力。定子铁心10的另一种方案是，该铁心一方面由第二定子铁心片21组成，另一方面在一个端面上具有至少一个第一定子铁心片20。在图1b中，示出了只在一个端面上具有一个第一定子铁心片20的这种方案。图2a表示在槽14的位置上从磁轭18剖开的定子铁心10的横断面。这个定子铁心10由定子铁心片11组成，其厚度dLH相当于一个第二定子铁心片21，例如具有0.5毫米材料厚度。磁轭18具有例如4毫米的磁轭高度HJ。在把这样一个在槽13中嵌入了一个定子绕组的定子铁心弯成圆形时，由于磁轭18的严重弯曲而导致定子铁心片11的扩径，这种扩径在磁轭的中性纤维处已经开始，而在齿13的端部区域则显得特别明显。这个扩径23在这里作为伸长δB给出，且伸长δB取决于定子铁心10的原来宽度B0和定子铁心10在弯曲后的最终宽度B1。用公式表示则为δB＝(B1/B0)-1如图3所示，伸长δB尤其取决于磁轭高度HJ和一个所用的第一定子铁心片20的厚度dLE。另一个影响因素是所用的第二定子铁心片21的所用的材料厚度dLH。图2b表示相应的尺寸给定。图3以图解方式表示具有一定材料厚度dLE的一个所用的第一定子铁心片20对达到的伸长δB的作用与不同磁轭高度HJ的关系。这些关系是根据具有0.5毫米材料厚度的第二定子铁心片21求出的。对各种不同的结构进行了测量，其中磁轭高度HJ是变化的磁轭高度为HJ1＝3毫米、HJ2＝4毫米、HJ3＝5毫米、HJ4＝6毫米和HJ5＝7毫米。从图可以看出，在恒定的磁轭高度和一个第二定子铁心片21的恒定材料厚度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
电机的定子，具有一个定子绕组（４５），该定子绕组由一个环状成型的定子铁心（１０）夹持，定子铁心（１０）在其径向向里取向的圆周上有槽（１４）和齿（１３），其中定子铁心（１０）具有分层叠置的定子铁心片（１１），它们的分层方向确定一个轴向（ａ），至少一个第一定子铁心片（２０）比第二定子铁心片（２１）具有更大的抗弯阻力，且所述至少一个第一定子铁心片（２０）在轴向（ａ）的厚度（ｄ↓［ＬＥ］）不超过４毫米。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W哈雷尔，E劳，T贝格尔，
申请(专利权)人：罗伯特博希股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]