旋转电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及旋转电机领域，特别是涉及包括具有磁通集中的转子或定子的旋转电机，并且更特别地但非排他地涉及包括由磁性质量件和呈不同几何形状的永磁体构成的转子的旋转电机，其中，磁性质量件本身是切薄的磁板(优选地具有在0.65mm至0.25mm范围内的厚度)的组合件。
【背景技术】
[0002]永磁体可以布置在正对气隙的表面上，或作为变型可以布置在磁性质量件内侧的永磁体的容置部中，因而被称作“埋设”。
[0003]在这种情况下，有必要确保磁体在其容置部中的径向和/或轴向机械固定，该固定必须足以避免对磁体造成损坏并且允许电机正确地操作。实际上，在楔固不足的情况下，磁体可能有微运动倾向，该微运动可能导致磁体的破坏、导致电机的电性能水平和磁性能水平的退化、并且导致平衡缺陷。
[0004]为了将磁体紧固在其容置部中，目前应用了许多技术，比如使用胶合物，或使用特定形式的磁体，以及使用对应的容置部，例如使用具有梯形截面的磁体，或甚至在装配好磁体之后将磁体在其容置部中浸渍。
[0005]然而，这些技术存在某些缺陷。这些技术可能难以实现并且实现起来成本很高。例如，将磁体胶合在其容置部中的过程可能受到工作条件方面的限制，可能造成用于某些应用的组件随着时间推移的耐用性问题，并且致使磁体在没有损坏的情况下几乎不可能回收。
[0006]就浸渍而言，考虑到其需要使用漆罐和烤箱，因此是漫长的过程、非常昂贵的并且在实施方面是繁琐的。此外，这会带来与磁体的退磁相关联的热约束并且还使未损坏的磁体不可能回收。
[0007]最后，不可能一直使用具有特定形式的磁体，因为这种形式会使磁板的生产复杂化并且增加切削工具的成本并且因此增加总的电机制造成本。
[0008]在专利申请US 2006/0091752中使用了垫片，所述垫片会在高速操作中在离心力的作用下变形。
[0009]在JP 2011-125115中，转子包括弹性支承舌片，所述舌片构造成周向地形成在永磁体两侧的空间。
[0010]申请JP 2010-098853涉及双定子电机，在该双定子电机中，转子包括插入至位于磁性质量件的紧固在一起的部分之间的容置部中的永磁体。
[0011]申请JP 2007-037202涉及具有下述端板的转子，所述端板包括能够塑性变形以将永磁体保持就位的突出部。
[0012]此外，为了提高电机的成本和性能，需要增加磁体的数量，特别地是当不能够通过较低质量的且较便宜的磁体来提高电机的质量或保持相同的性能水平时更是如此。
[0013]当埋设的磁体的两个极面中的每个极面均与磁体所插入的磁性质量件发生良好接触时获得最优的电磁性能水平，从而使从磁体至磁性质量件的磁通量的传递最大化。磁体的“极面”应当理解为是指磁体的被磁化成具有同一极性的面，因而形成磁体的北极或南极。
[0014]然而，在磁体所插入的磁性质量件中在磁体与其容置部之间通常存在空间，从而构成气隙，从磁性的角度来看，气隙必然引起电机的电磁性能水平方面的损耗。这种空间与制造工艺约束相关，即为了合理的成本，在切割磁性质量件时或在设计磁体时不可能维持非常精确的尺寸。空间也可以因为下述事实而存在:因为磁体易于腐蚀，因此可能需要用保护涂层覆盖这些磁体，这也导致了磁体尺寸的不确定性。
[0015]此外，安装限制使得在磁体与磁性质量件的容置部之间必须保留有特定的空间，以便于将磁体插入质量件中，特别是当磁性质量件由一叠薄的磁板形成时更是如此。实际上，在这种情况下，考虑到磁性质量件的壁是由一叠薄板构成的事实，磁性质量件的壁可能不是完全成直线，因此会需要甚至更大的安装空间。常规地，在磁体的尺寸方面可以具有0.2_的公差区间，使得除了由于磁性质量件的设计而产生的公差之外，需要在磁体的两侧设置0.15mm的最小空间以便于安装。在最终分析中，常规地，能够获得每一磁体的大小为0.25_至0.35mm的空间，这对于通常在低功率至中等功率的电机中遇到的转子与定子之间的常见气隙而言是远不可忽略的，该常见气隙是大小为0.5mm至1mm。
[0016]在电机于磁性质量件中包括每一极成多排布置的多个磁体的情况下，不同排中的磁体的空间叠加在一起并且相应地削弱了电机的磁性能水平。
[0017]因此需要提高磁性能水平并且减少旋转电机的制造成本和安装成本。
【发明内容】
[0018]因而，本发明的根据本发明的方面中的一个方面的主题是旋转电机，包括:
[0019]-磁性质量件，特别是转子磁性质量件，其包括第一容置部，
[0020]-多个永磁体，所述多个永磁体插入到第一容置部中，以及
[0021]-垫片，优选地可变形垫片，该垫片插入至形成于磁性质量件中的第一容置部和/或第二容置部中，
[0022]垫片构造成通过塑性变形和/或弹性变形使磁体楔固在第一容置部中。
[0023]“第一容置部”应当理解为是指其中插入有至少一个永磁体的容置部。如稍后将会看到的，第一容置部可以没有任何垫片或可以包括例如一个或两个垫片。
[0024]“第二容置部”应当理解为是指不具有永磁体的容置部。如稍后将会看到的，第二容置部可以不具有任何垫片或可以包括例如一个或两个垫片。
[0025]垫片在磁性质量件的容置部中一一无论是在第一容置部中还是第二容置部中一一的存在使得能够通过下述方式将永磁体固定在其第一容置部中:通过垫片在第一容置部中的变形、通过垫片在第二容置部中的变形一一这导致接纳磁体的第一容置部的变形、和/或通过磁性质量件的材料的因插入垫片时的楔固效应而引起的变形。
[0026]磁性质量件优选地用相对可变形材料制造，该相对可变形材料通常为软铁，其能够通过塑性变形而容易地适于密切遵循接纳在对应的容置部中的磁体的形式和/或垫片的形式。当磁性质量件包括一束磁性板时，该变形可能发生在每个磁板的平面内。
[0027]垫片的使用使得能够容易、安全和廉价地保证该磁体在插入垫片以及垫片的可能的膨胀之后令人满意地保持在其容置部中，例如保持在磁体与所述容置部的壁之间的这个谷置部中。
[0028]根据本发明的电机，使得能够在磁体和磁性质量件的制造中省去安装空间并且容许有效空间。还使得能够避免在将磁体插入其容置部中时产生的摩擦问题并且还消除转子的浸渍操作或磁体的胶合操作。
[0029]将垫片插入至电机中可以是非常快速的，这允许节约生产力。此外，用于配装这些垫片的工具是简单和廉价的。因而，垫片的使用证明是廉价的并且非常易于实施的。此外，由于在其他地方已经工业化生产出不同种类的垫片，因此使得能够减小开发质量和实验室测试的风险。
[0030]最后，这种使用还使得能够随后拆除磁体，在使用胶合物或浸渍的情况下拆除磁体是不可能的。通过移除垫片来拆除的可能性允许节约尽可能多的磁体的显著经济性，磁体是昂贵的部件并且在必要时可以被回收。这还能够有助于电机的循环利用。
[0031]优选地，垫片是可变形的。
[0032]“可变形的”应当理解为是指垫片构造成能够在其插入容置部中之后经历形状的改变。该变形能够通过尺寸中的一个尺寸一一例如其直径、其长度、其宽度、或其高度一一的变化和/或其形式的变化一一例如将其展平或使其伸长或者甚至改变曲率一一来获得。垫片的尺寸可以经历至少10%、甚至20%的变化，以实现磁体的期望的固定。
[0033]垫片可以呈铆钉的形式，例如呈分段铆钉或不分段铆钉、半圆头铆钉或锤形铆钉、或插入型铆钉的形式，或呈销的形式，例如为弹性销的形式，或呈塞子的形式，例如呈膨胀塞的形式，或者甚至呈板簧或发卡的形式。该垫片甚至可以由带凹口的旋转刚性芯和在芯的旋转作用下膨胀的夹套构成，该垫片布置成避免了:芯在其旋转结束时沿相反方向返回从而引起夹套的膨胀。该垫片优选地为铆钉。
[0034]铆钉的头部或塞子的头部可以是圆形的、埋头的、圆圆柱形的、平的或半球形的。在变型中，该垫片不具有头部。
[0035]垫片可以是实心的或空心的。垫片可以是分段的或不分段的。垫片可以使用半圆头系统、压入配合、螺纹连接、或卡塞。垫片在其容置部中的变形可以是不可逆的，也可以是可逆的。不可逆变形的示例对应于半圆头铆钉的使用，并且可逆变形的示例是弹性销的使用，该弹性销--借助于通过弹性恢复至其最初形式的意向--倾向于施加压力从而引起磁体的固定。
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