HVAC风机的空心线圈绕组制造技术

在用于汽车的内部空间通风设备的风机中，风机电动机包括具有多个径向对准的线圈的第一部分和具有多个径向对准的永磁体的相对于第一部分可旋转地来放置的第二部分，其中在第一部分的线圈与第二部分的永磁体之间构造同心的环状间隙，并且线圈是空心线圈。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】HVAC风机的空心线圈绕组
技术介绍
为了电驱动 HVAC(“Heating, Ventilating and Air conditioning(暖通空调)”)设备(以下称为通风设备)中的风机叶轮，通常根据期望的风机功率来采用机械或者电换向的电动机。在此，电动机的部分、例如定子承载多个线圈，而另一部分、例如转子承载多个永磁体。这两部分相对彼此可旋转地来放置，并且线圈和永磁体被设置在同心的环状间隙的不同侧上。线圈被缠绕在与环形磁通元件集成实施的芯周围，所述环形磁通元件引导线圈之间的磁通。在实践中，为此使用空心圆柱体通量元件(Flusselement),例如由经冲压的板材构成的堆叠形式的空心圆柱体通量元件。通量元件具有径向槽，其中线圈的绕组通过相邻槽，使得被绕组包围的空间通过通量元件的区段来填充，该通量元件的区段作为铁磁线圈芯起作用。线圈由非铁磁材料制成，例如由铜线制成。在转子相对于定子旋转时，与转子的永磁体交替对置的是铁磁区段(线圈芯)和定子的铁磁区段(线圈)。由此，在旋转期间持续交变的力在转子与定子之间起作用，由此可发生转子相对于定子的加速或制动，该加速或制动使转子的均匀运转受损。因此引起的同步运转波动的频率与转子的转速以及定子的沿着其周长的线圈数目有关。结果，在所描绘的风机电动机的情况下，在工作时可出现较低带宽的噪声，该噪声可被感觉为鸣声或者嘯叫声。噪声可通过汽车的通风设备来传播，并且被乘客感觉为令人不快的。噪声也可与其他振荡集成，使得也可例如弓I发高次谐波、叠加的噪声和浮动频率，其在汽车的内部空间中是可听见的并且导致提高的噪声载荷。过去曾尝试通过衰减激励或者通过减小电磁力来抵制这种噪声产生。但是，这得到了在其功率级测量的情况下具有大质量的风机电动机。这在制造时的操作、生产和资源消耗的方面是不期望的。
技术实现思路
因而，本专利技术所基于的任务是给出一种风机电动机，该风机电动机在质量较小时具有良好的同步运转，使得风机电动机产生较少的噪声。该任务通过根据权利要求I所述的具有风机电动机的风机以及通过根据权利要求12所述的汽车来解决。从属权利要求说明了可能的或适宜的改进方案。根据本专利技术的第一方面，用于汽车的内部空间通风设备的风机包括风机电动机，该风机电动机包括具有多个径向的线圈的第一部分和具有多个径向的永磁体的相对于第一部分可旋转地来放置的第二部分，其中在第一部分的线圈与第二部分的永磁体之间构造同心的环状间隙，并且线圈是空心线圈。通过使用空心线圈避免风机电动机的部分的铁磁元件在工作时循环地进入和再次退出风机电动机的另一部分的磁场中。传统的风机电动机的通过这样的交变作用引起的同步运转波动没有被引起，并且甚至不会形成归因于这种同步波动的噪声。此外，无芯的空心线圈具有基本上较小的磁滞作为被缠绕在铁磁芯周围的线圈。风机的风机电动机可包括用于将线圈磁耦合到其背离环状间隙的一侧上的第一磁通元件。该第一磁通元件使相邻的被触发的线圈的磁力线闭合，并且这样提高可引起的磁力，而且结果提高风机电动机的效率。线圈的绕组可在轴向方向上靠在第一磁通元件上。以这种方式，虽然限制线圈中的每个线圈的最大匝数目，因为所有匝的区段必须并排并且仅该通量元件的有限的外部周长可供与匝接触，但是同时这些匝中的每个都处于距环状间隙为最小可能的间距中，其中所述环状间隙将匝与风机电动机的另一部分的永磁体分离。该实施形式因而可进一步提高风机电动机的效率。风机的风机电动机此外还可包括用于将永磁体磁耦合到背离环状间隙的一侧上的第二磁通元件。第二磁通元件如第一磁通元件那样用于引导磁力线并且因此最终用于提高风机电动机的效率。风机的风机电动机的第一部分可以是定子，而第二部分可以是包围定子的转子。这种风机电动机被公知为外转子。永磁体径向地在外部被置于转子上，以便最大化外转子的旋转质量。可省去机械换向器，因为设置在定子上的线圈相对于风机电动机的承载风机电动机的电端子的紧固元件是不运动的。风机可在风机电动机旁包括与其转子连接的风机叶轮。在此，例如可涉及径向的或者轴向的风机叶轮。在一种方案中，风机叶轮是半轴向的，并且不仅包括用于轴向吸入空气的吸气叶片(Saugschaufeln)而且包括用于径向逸出所吸入的空气的逸出叶片。偏转元件将所吸入的空气导向逸出叶片，并且同时限制空气在轴向方向上的流动区域。偏转元件可以径向对称地被凹形构造。具有外转子的风机电动机可被设置在偏转元件的背离风机的叶片的凹侧上，由此得到特别好地利用可供使用的结构空间。以这种方式可以实现紧凑的、尤其是在轴向方向上短地构造的风机。风机的风机电动机此外还可包括用于固定第一磁通元件的缠绕体。该缠绕体此外还可承载风机电动机的线圈的绕组，使得形成可被廉价制造的可单独操作的定子组件。缠绕体可包括两个轴向设置的部分。这两个部分例如可被成形来使得这两个部分在轴向并合之后轴向地和径向地放置第一磁通元件。在并合之后，线圈的绕组可被施加到缠绕体上。缠绕体的这两部分可以是一致的，使得在大量制造的范围中可进一步节约生产成本。缠绕体的每个部分都可包括用于固定其中一个线圈的匝的附件。在轴向方向上彼此对置的附件可用于放置线圈的多个匝。通过匝，缠绕体的这两个部分彼此连接，并且第一磁通元件可不移动地被保持在其位置上。最后，风机的风机电动机可包括与线圈连接的用于基于未供电的线圈的激励而无传感器地进行转速控制的控制电路。根据第二方面，汽车包括如上所实施的具有风机的内部空间通风设备。附图说明以下参考所附的附图更准确地描述本专利技术，其中-图I示出了汽车中的通风设备的示意图；-图2示出了图I中的风机电动机的细节的轴向透视图；-图3示出了图2中的细节的径向透视图；以及、-图4示出了通过图I中的风机电动机的侧向截面图。如果未另外说明，则轴向和径向说明涉及风机电动机的旋转轴。在所有图中，相同的或彼此相对应的要素承载相同的附图标记。图I示出了内部空间通风设备100的示意图。汽车110包括吸入部分120、风机130和分配部分140。风机130包括风机叶轮150和风机电动机160。在图I的图中没有包含内部空间通风设备100的可选元件，如过滤器、盖、阀门、换热器、冷凝器等，所述可选的元件在本上下文中并不进一步相关。风机电动机160将风机叶轮150置于旋转，使得空气从汽车110的外侧通过吸入部分120被抽入风机叶轮150中并且紧接着通过分配部分140被输送到汽车140的内部空间中。吸入部分120和分配部分140常常被集成到一个部分中地被实施。图2从轴向透视图方面示出了图I中的具有空心线圈的风机电动机160的细节200。线圈210被绕在附件220周围，并且包括三个匝，这些匝的轴向区段彼此平行地置于 风机电动机160的旋转轴线的周边上。每个匝的可见端被示为未连接的，以便表明匝以任意方案彼此地、与其他匝或者与控制电路410的电端子相连接。在线圈210的面向风机电动机160的旋转轴线的一侧上,第一同心磁通元件230延伸,所述第一同心磁通元件230的区段被示出。第一磁通元件230总体上具有空心圆柱体的形状。第一磁通元件230例如可以是任意形状的定子包(Statorpaket)。其可例如包括空心圆柱体的紧密元件、由板构成的堆叠或者螺旋形缠绕的扁丝。第一磁通元件的元件或者区段为了进一步避本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.08.04 DE 102009028196.71.用于汽车(110)的内部空间通风设备(100)的风机(130)，其具有风机电动机(160)， -所述风机电动机(160)包括具有多个径向的线圈的第一部分(480，490)，以及 -所述风机电动机(160)包括具有多个径向的永磁体(250)的相对于第一部分可旋转地被支承的第二部分(490，480)； -其中在第一部分的线圈(210)与第二部分的永磁体(250)之间构造同心的环状间隙(240)； 其特征在于， _所述线圈(210)是空心线圈。2.根据权利要求I所述的风机(130)，其特征在于具有用于将线圈(210)磁耦合到线圈(210)的背离环状间隙(240)的一侧上的第一磁通元件(230)。3.根据权利要求I或2所述的风机(130)，其特征在于，线圈(210)的匝在径向方向上靠在第一通量元件(230)上。4.根据前述权利要求之一所述的风机(130)，其特征在于具有用于将永磁体(250)磁耦合到背离环状间隙(240)的一侧上的第二磁通元件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·席尔，W·克劳特，M·路德维希，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：