本发明专利技术涉及一种通过金属粉末压制构件的压制工具，其中，所述构件具有统一的轴向移位的突出部，所述工具包括模具和具有冲头表面的上冲头以及下冲头。所述上冲头和下冲头包括能够移位的相对冲头表面，以用于在压制所述构件之前移位位于所述冲头表面之间的金属粉末。本发明专利技术还涉及一种用于通过金属粉末压制构件的方法和一种通过所述方法制成的构件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压制工具、将金属粉末压制成构件的方法和根据这种方法制成的构 件。
技术介绍
本专利技术涉及用于电调极电机的软磁芯零件的设计和高效的工业制造，该软磁芯零 件通过使用粉末成形工艺而制成。制造这种结构的有效的惯常手段是使用基于软磁粉末颗 粒的软磁复合(SMC)材料，软磁粉末颗粒在工具中被压制和变形，以形成相对高密度、具有 颗粒的阻抗电流属性和使用交变场(AC)磁化的零件，颗粒的阻抗电流属性降低了材料中 的涡电流并且导致沿它们最期望方向测得的可与电器用硅钢板相比拟的最终零件性能。通 过所描述的惯常手段，每个SMC零件可形成复杂的几何结构，这可以显著减少为形成期望 的单极电机的磁芯所需要的单独零件的数量。当设计电调极电机以用于工业制造时，已知的通常问题在于以高效的方式制造所 要求的相当复杂的软磁零件。更具体地，问题涉及为了实现高效磁通路线和最小磁路磁 阻——其使电机的特定性能增至最大——所需要的软磁零件的数量和每个软磁零件的复 杂度。在本文描述的电机中，必须由软磁零件在所有三个几何空间维度中形成有效的磁路。 传统地，磁芯材料是层叠电器用钢的叠层，其特征在于每个叠片的平面内的高磁导率和沿 横向于此平面的方向上的低得多的磁导率——该低得多的磁导率因为软磁钢由于这些钢 板之间的绝缘所造成的中断而导致。这些情形要求例如弯曲钢板叠层，以便在所有三个几 何空间维度上都形成高效的磁路。另一种解决方案是可将软磁芯分成几个部分，这几个部 分可组装形成期望的结构。所描述的现有技术的缺点是非常大数量的单独零件的制造和 处理——包括在很多情况下大量单独钢板叠片的形成和设置——是低效的。一种已知的高效的惯常手段是将定子磁芯分成两个或多个几乎为圆形的零件，这 些零件由软磁粉末金属制成并在压制工具中独立地压制成形。随后，在第二操作中，将最少 两个定子部分结合，以形成期望的定子磁芯的期望形状。
技术实现思路
这里描述的本专利技术的实施方式解决了至少一些上面描述的问题，并提供了改进的 定子和制造这种定子的方法。这可通过用金属粉末压制构件的压制工具实现，其中，所述构件具有统一的轴向 移位的突出部，所述工具包括模具和具有冲头表面的上冲头以及下冲头。所述上冲头和下 冲头包括各自的能够移位的相对冲头表面，以用于在压制所述构件之前移位位于所述冲头 表面之间的金属粉末。由此，具有轴向移位的突出部的构件——例如一完整的定子磁芯部段——可在单 道/单个工艺中形成。由此减少了形成软磁定子部段的各个零件的数量，改进了定子及其 磁性能，并且也降低了制造定子的费事程度和需要的时间。在一个实施方式中，所述工具用于压制在旋转电机中使用的定子。在一个实施方式中，所述工具的上部件和下部件分别包括第一和第二冲头部件， 其中，所述第一和第二冲头部件、由此所述冲头部件的冲头表面能够相对地移位。这是一种 实现本专利技术实施方式的特别的简单方法。在一个实施方式中，所述工具用于压制诸如软磁粉末的软磁材料。本专利技术还涉及一种在压制工具中通过金属粉末压制构件的方法，其中，所述构件 具有统一的、至少一个轴向移位的突出部，换言之，构件具有多个相似的突出部，突出部中 的至少一个相对于突出部中的另一个轴向地移位。在所述压制工具中的填料腔室被填充 之后形成其中突出部轴向对齐的构件，换言之，对应于相应突出部的粉末空间轴向地对齐， 其中，在填充之后并在压制所述构件之前轴向地移位所述突出部中的所述至少一个。在此 以及在下文中，术语轴向指的是沿冲压轴线的方向。突出部可沿着横向于冲压方向的方 向一例如正交于冲压方向一突出。在本说明书的上下本中，在冲压之前的突出部或构 件的其他特征指的是代表该突出部或其他特征的相应的粉末空间。因此，在填充之后并在 压制构件之前轴向地移位突出部指的是与相应突出部对应的粉末空间的轴向移位。所述方法可例如用于压制旋转电机的定子部件，其中，所述定子包括呈统一的定 子齿形状的突出部，所述定子具有两个组群的沿轴向移位的定子齿。本专利技术还涉及一种根据上述方法通过压制金属粉末制成的构件，其中，所述构件 是具有沿轴向移位的定子齿的定子，所述定子用作旋转电机的部件。此构件的磁性能优于 现有技术的定子，因为该构件铸造成一体。附图说明下面，参照附图描述本专利技术的优选实施方式，其中图1示出根据本专利技术的一个实施方式的压制方法的原理，图2是现有技术的径向气隙磁通电调极电机和现有技术的转子/定子设计的示意 性的分解透视图，图3示出现有技术的定子，图4a和图4b示出本专利技术的一个实施方式的原理，图5示出根据本专利技术的一个实施方式的工具压制机的工具零件，图6示出处于填料位置的工具，图7示出腔室已被装填的工具，图8示出模具已被闭合的工具，图9a和9b示出成形的粉末，图10示出压制的定子，图11示出脱模后的压制定子，图12示出压制的定子。具体实施例方式本专利技术属于电调极电机100的领域，电调极电机的一个示例在图1中以示意性的 分解透视图示出。电调极电机定子10的基本特征在于使用中心单一绕组20，该绕组可给由软磁磁芯结构形成的多个齿102供磁。定子磁芯围绕绕组20形成，而对于其它普通的电 机结构，绕组围绕单个的齿型磁芯部段形成。调极电机结构/布局(topology)的示例有时 认为是例如爪极式电机、角座式(Crow-feet)电机、伦德尔式(Lundell)电机或TFM电机。 更具体地，所示的电调极电机100包括两个定子磁芯部段14和16、线圈20和转子30，每个 所述定子磁芯部段都包括多个齿102并基本上为圆形，线圈20布置在第一和第二圆形定子 磁芯部段之间，转子30包括多个永磁体22。此外，定子磁芯部段14和16、线圈20和转子 30围绕共同的几何轴线103，并且两个定子磁芯部段14和16的多个齿布置成朝转子30突 出，以形成闭合的磁通回路。图1中的电机为径向气隙磁通外转子的类型，因为在这种情况 下定子的齿在径向方向上朝转子突出、同时定子围绕转子。然而，定子同样可相对于转子定 位在内部，这种类型也在下面的某些附图中示出。如在下文阐述的本专利技术的范围不限于任 何特定类型的电调极电机，而是可同样应用于轴向以及径向类型、且定子相对于转子定位 在内部以及外部的电机。类似地，本专利技术不限于单相电机而可同样应用于多相电机。活动的转子结构30由偶数个部段22和24构建而成，其中半数部段——也称为转 子磁极部段24——由软磁材料制成，而另半数部段由永磁体材料22制成。现有技术的方法 将这些部段作为单独的零件进行生产。部段的数量通常可非常大，通常为10-50个单独部 段的量级。永磁体22布置成使得永磁体的磁化方向基本上为周向，S卩北极和南极分别朝向 基本沿周向的方向。此外，沿周向计数每隔一个永磁体22布置成相对于另一永磁体具有相 反的磁化方向。在所期望的电机结构中，软磁极件24的磁功能为全三维的，并且要求软磁 极件24能够有效地在所有的三个空间方向上都可以高导磁性地传导磁通量。使用层叠钢 板的传统设计在垂直于钢板平面的方向上不能显示出所需的高导磁性，这里有利地使用与 现有技术层叠钢板结构相比示出较高的磁通量各向同性的软磁结构和材料。图2示出了与图1相同的径向电调极电机，但以组装好的电机的剖视图示出，其更 清楚地示出定子齿102如何朝转子延伸本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：G诺德，LO彭纳德，AG杰克，
申请(专利权)人：霍加纳斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE
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