专利名称：电机的定子的制作方法
技术领域：
本发明从根据独立权利要求的前序部分所述的电机的定子以及电机出发。
背景技术：
公知各种类型的无刷电动机。这样的马达具有带有齿极尖(Polhom)的定子和设置在所述定子之内的转子。在所述定子上安置磁体、大多为永磁体以及磁场绕组。从公开文献 R. P. Deodhar、S. Andersson、I. Boldea、T. J. E.Miller 的“The Flux-Reversal Machine A New Bruschless Doubly-Salient Permanent-Magnet Machine，，(IEEE transactions onindustry applications,第33卷,第4期，1997年7月/8月)公知具有定子和布置在所述定子内周边的内部的转子的马达。所述定子具有两个对置布置的分别带有齿极尖的定子齿。在相应齿极尖的朝向所述转子的外侧上，借助胶粘剂来粘接永磁体。
发明内容
根据第一方面，本发明从具有定子和转子的电机、尤其是小马达的定子出发，其中所述定子具有构造定子框架和至少两个彼此对置的定子齿的定子部分，其中在每个定子齿上布置一个或多个磁体。建议相应的定子齿具有用于容纳一个或多个磁体的至少一个间隙。所述间隙例如可被构造为轴向走向的槽或者轴向走向的袋。由此，在所述定子齿中分别构造用于一个或多个磁体的间隙，并且所述磁体可以在组装所述马达时分别被布置在所述间隙中。这有如下优点所述磁体可以可靠地并且廉价地被固定在所述定子中、尤其是在圆周方向上被固定。按照现有技术在胶粘剂硬化时可能的所述磁体的移位可被避免。所述磁体可被粘接或者被夹紧到所述间隙中。优选地，所述磁体被构造为永磁体，例如被构造为Nd-Fe-B-永磁体。这些磁体是小的，并且能够良好地被安置在所述定子的定子齿的间隙中而且被可靠地固定在其中。通过将所述磁体安置在所述定子齿的间隙中，磁体在安装时附加地机械式地得到保护。优选地，所述间隙被确定大小为使得所述磁体在安装好的状态下与所述定子齿的朝向转子的一侧平齐地闭合。有利地，所述磁体、尤其是机械敏感的永磁体因此在安装时和在工作时得到机械保护。在所述马达工作中，所述磁体被保护来免于例如通过所述马达的振动而使磁体与所述定子齿脱离。对于现有技术中公知的马达，常常是如下情况所述磁体松开并且因此不可能可靠地固定磁体。在所述定子的改进方案中，所述定子具有用于与一个或多个定子部分连接的齿根区域和朝向所述定子框架的几何中点的齿极尖。在这种情况下，用于所述一个或多个磁体的间隙优选地被布置在相应的齿极尖的内侧上。因此，所述一个或多个磁体优选地位于所述齿极尖的几何尺寸之内并且由此被保护以及在机械方面是稳定的。用于所述一个或多个磁体的间隙优选地可被布置在所述定子齿的、与所述定子的齿根区域对置的自由端部上。所述定子齿在这种情况下可以被实施为内部的、空心的形成间隙的板件。在这种情况下，所述间隙优选地位于所述齿极尖之内。所述定子齿可以简单地并且廉价地利用针对板拓扑的本身公知的方法来制造。在特定的实施形式中，所述间隙并且因此所述磁体的容纳部可以是在所述定子叠片组的堆叠方向上构造的支承面。在另一优选的改进方案中，所述间隙可以是在所述定子叠片组的堆叠方向上构造的空腔和/或在所述定子叠片组的堆叠方向上构造的槽。在这种情况下尤其有利的是可以将所述一个或多个磁体啮合到所述槽中并且由此来固定一个或多个磁体。所述定子优选地是由定子板片形成的定子叠片组，其中所述定子叠片组可由至少三个定子部分来装配。有利地，以此也可以表示定子的板切面的复杂拓扑，所述拓扑利用一体式的或者也为两部分式的定子轭不经济地来制造。有利地，可以廉价地并且以有利的周期来制造这样的定子。该定子尤其是针对所谓的“磁通反向”马达(也熟知为具有磁通反向的马达)来构造。本发明可特别有利地被用在内转子机器中，但是原则上也可被用在外转子机器中。在内转子机器的情况下，所述转子被定子包围，其中所述绕组被布置在所述定子的朝向转子的一侧上，而在外转子机器的情况下，所述定子被转子包围。在这种情况下，至少一个 定子绕组可在将所述定子部分装配成定子叠片组之前安置到所述定子叠片组的至少一个定子齿上。所述齿根区域可以被插入到闭合的定子部分中，其中所述齿根区域可以燕尾状地被构造或者可具有切口。但是在另一实施形式中所述定子齿的齿根区域可以形成外周边的区域。所述定子在该情况下由四个定子部分形成，即两个定子框架部分和所述定子齿的两个齿根区域。所述齿根区域在这种情况下基本上彼此对置。有利地，定子齿可以被卷绕，并且接着才与其它定子部分接合。在卷绕之前，所述定子齿可配备有绝缘材料，例如用塑料来进行注塑挤压包封，用预成形的塑料层来覆盖，用粉末涂层来涂覆，配备有绝缘纸等等。同样，可替换地或者附加地，所述定子齿在卷绕之后可配备有绝缘材料。适宜地，在卷绕之前施加绝缘。尤其是也可以在卷绕之后引进部分，例如夹入部分，这些部分可以承担相对应的绝缘功能。所述绝缘材料、尤其是塑料绝缘具有特别的优点，该塑料绝缘可用于容纳和/或固定所述绕组的第一和最后一根线，使得可以提供所述绕组的用几何学定义的接触部位。同样，用于使所述绕组的接触部、例如接触线的第一和最后一根线绝缘的收缩套筒可以通过所述绝缘材料来容纳和固定，这简化了绕组与其电接触部的连接。此外，还可以通过所述绝缘材料来提供所要求的最小绝缘距离。此外，还建议具有前面所描述的特征的定子的电机。所述电机被构造为磁通反向机器。在这种情况下有利的是，所述磁体、尤其是对于机械碰撞非常敏感的永磁体在相应的定子齿的间隙中得到保护。此外，当磁体例如强烈振动时，这些磁体被固定在间隙中，并且因而被保护免于使用中的机器的脱落。可实现紧凑且功率强的电机。所述电机的特征在于所述定子的可以非常经济地被制造的工艺合理的板切面。
其他优点从以下附图描述中得到。在附图中示出了本发明的实施例。所述附图、说明书和权利要求书包含组合的多个特征。本领域技术人员适宜地也将单独地考虑这些特征并且概括成有意义的其他组合。示例性地以示意图作为俯视图地示出
图I示出了根据具有在已装配的状态下的“磁通反向”马达的定子的现有技术的实施方案；图2a_2d示出了用于在所述定子的定子齿中容纳永磁体的间隙的不同实施形式；图3a_3c示出了在已装配的状态下的“磁通反向”马达的分成三部分的定子的实施方案(图3a)、单个定子部分(图3b)以及单个定子齿(图3c);图4a_4b示出了在已装配的状态下的“磁通反向”马达的分成四部分的定子的实施方案(图4a)和分开不出的定子部分以及定子齿(图4b)；图5a_5b示出了在已装配的状态下的“磁通反向”马达的分成四部分的定子的实施方案(图5a)和分开示出的定子部分以及定子齿(图5b)。
具体实施方式
在附图中，相同的或者相同类型的部件用相同的附图标记来标明。在此，在所述附图标记旁的字母用于区分各个实施例。一般地，10例如标识定子，40标识所述定子的框架，20标识所述定子10的齿，其中所述定子齿20具有齿根区域22和齿极尖24。所示出的定子10被构造为由板片11形成的叠片组，所述叠片组的堆叠方向垂直于纸平面走向。图I在所述定子板11的堆叠方向上、以示意图的形式在俯视图中示出了根据现有技术的定子10的原理结构。所述定子10具有带有定子外侧48和定子内侧49的定子框架40，在其上构造两个对置布置的定子齿20。所述定子齿20分别具有齿根区域22和齿极尖24。在所述齿极尖24的外侧25上借助快速黏合剂固定的永磁体Ml和M2。所述齿极尖24的外侧25朝向布置在转子轴线72上的转子70。此外，绕组80被安置在所述定子10上。所述电机是“磁通反向”马达100。为了阐述本发明，图2a_2d示出了“磁通反向”电机的定子10的实施例。针对这四幅图中的实施形式，附图标记分别配备有字母n(图2a)、o (图2b)、p (图2c)、q (图2d)，以便说明在这种情况下分别涉及同一功能构件的不同构型。在随后的描述中出于简洁而去掉了这些字母。所述定子10在图2a至2d的实施形式中分别是具有四个定子部分的四部分式的定子。这些定子部分在这种情况下是两个圆弧形的定子部分42和两个属于所述定子齿20的齿根区域22，这些齿根区域22形成定子部分44。因此，在已装配的状态下，由至少每两个定子部分42和每两个定子部分44来装配所述定子框架40。由定子部分42、44装配的框架40的横截面基本上对应于图I中的所述实施例中的定子的横截面。在这种情况下，接触面50通过基本上径向走向的边被构造在所述定子部分42、44之间。在这种情况下，也可设想的是分别再次由多个分离的部分装配定子部分，使得全部多个定子部分形成所述定子框架40。在每个齿极尖24上构造间隙60、62、66、68，所述间隙60、62、66、68根据实施形式具有不同的构造。所述间隙60、62、66、68的不同的实施形式随后结合图2a、2b、2c和2d来阐述。在所述齿极尖24与径向在外的齿根区域22之间的中间空间中布置绕组80。在所述定子10之内可布置例如三齿转子70。所述转子70优选地被布置在轴72上。原则上，被装配成闭合的框架40的定子部分42、44在装配之后可被例如焊接在所述定子的外周边上，以便将所述框架固定。在(用附图标记字母n来表征的)图2a中，以跟随所述定子10的内周边的袋60的形式构造间隙60。在这种情况下，所述定子10的内周边基本上通过所述齿极尖24的朝向所述转子70的一侧的轮廓来形成。所述袋60被构造在齿极尖24的内部中，并且因此呈现出所述定子齿20的齿极尖24中的空腔。所述袋60具有袋外侧61，所述袋外侧61可与所述齿极尖24的朝向转子70的外侧叠合。但是，也可设想的是，在所述齿极尖24的壁中构造具有单独的壁的袋。在所述袋60中优选地推入两个磁体Ml和M2，使得这两个磁体Ml和M2在所述定子10和马达100的安装好的状态下被固定。通过所述袋60的壁，优选地被构造为永磁体M1、M2的磁体Ml和M2不可动摇地被固定，并且也可在工作时，例如在马达100振动时不脱落。在图2b中所示的实施形式中，袋两部分地被实施，使得在图2b中示出了两个袋62。这些袋62通过中间隔片64彼此分开。所述磁体Ml和M2因此分别被布置在单独的袋62中并且被固定在袋62中。所述磁体Ml和M2除了通过相应袋60、62的几何形状进行固定也可借助胶粘剂来固定。这可以或者在基本上平行于外壁61走向的壁上,或者在基本上垂直于外壁61走向的侧壁63上。此外还可设想的是，袋60、62在内侧配备有填充剂，接着所述磁体Ml和M2嵌入在所述填充剂中。由此可还更好地不可动摇地将磁体Ml、M2的位置固定在相应袋60、62中。在图2c(附图标记字母p)中示意性示出了实施例，在所述实施例中，所述齿极尖24配备有布置在齿极尖24的外侧上的间隙66。所述间隙66构造槽66。所述槽66具有基本上对应于磁体Ml和M2的高度h的槽深度。由此，所述磁体Ml和M2可完整地被隐藏 在间隙66中。所述槽66此外还具有基本上对应于布置在槽66中的磁体Ml和M2的宽度b的槽宽度。由此，所述磁体Ml和M2可啮合在槽66中并且以这种方式被固定在齿极尖24上。所述槽66的槽长度通常约大于所述磁体Ml和M2的总共的长度，以便可将这些磁体Ml和M2推入到槽66中。但是所述槽长度优选地仅最低限度地大于磁体Ml和M2的总共的长度，使得磁体Ml和M2在侧向位置中同样被固定。在图2d(附图标记字母q)中示出了具有两个间隙68的实施例。所述间隙68如间隙66那样分别被实施为向上(在转子的方向上看来)敞开的槽68，所述间隙通过隔片64分开。在每个间隙68中布置磁体Ml或M2。在其他方面,相对图2c完成的实施方案同样适用于所述间隙68。可替换地，所述定子10可一体式地被构造(未示出)。图3a_3c示出了处于已装配的状态下的“磁通反向”马达的三部分式的定子的实施方案(图3a)、闭合的定子部分40c (图3b)和覆盖有磁体Ml、M2的单个齿20c (图3c)。所述定子部分40c被构造为一体式的闭合的框架，可以将两个对置的单个齿20c插入所述框架的内周边中。所述齿20c分别形成定子IOc的极。所述齿20c具有被插入到在定子部分40c中的互补凹处14c中的齿根区域22c。与齿根部分22c相对地布置有具有圆弧状表面26c的对称地向两侧突出的齿极尖24c，所述圆弧状表面26c在所述马达的已装配的状态下与转子对置(未示出)。所述表面26c覆盖有被布置在轴向布置的槽中的永磁体Ml、M2，其中所述覆盖在对置的定子齿20c的情况下是点对称的。所述磁体Ml和M2可在马达IOOc的完成状态下被布置在间隙60、62、66和/或68中。在所述齿极尖24c与径向在外的定子部分40c之间的中间空间中可布置电绕组。所述定子部分40c具有基本上圆形的外侧48c，但是所述外侧48c在凹处14c的区域中被展平。在所述定子部分40c的内侧上相对于凹处14c错开90°地布置展平部。图4a、4b和5a、5b示出了“磁通反向”马达的四部分式的定子10的不同实施形式，其中分别在已装配的状态下示出(图4a、5a)，以及示出分开的定子部分42和44以及此处同样用作定子部分的单个齿22(图4b、5b)。所述不同实施形式分别用字母1(图4a、4b)和m(图5a、5b)标识并且在下文仅用没有字母的附图标记来命名。分别设置了两个镜像对称地对置的定子部分42，这些定子部分42以已装配的方式分别形成闭合的定子框架40。所述定子齿20分别具有齿根区域22，所述齿根区域22被构造为定子部分44并且被布置在两个定子部分42之间。与齿根部分22相对地布置有具有圆弧状表面26的对称地向两侧突出的齿极尖24。每个定子部分42的相应端部分别具有接触面50，所述定子部分44附到所述接触面上。所述接触区50可不同地被构造。例如，构造直线形状或者凹形的、凸形的或者自由成形的面。当然，在所述定子部分42与44之间的 接触区域50也可具有其他造型，例如带有止动销的、带有波浪形的或者有齿的边这样的造型。这样，例如在图4a、4b中的被构造为齿201的定子部分441可以在两侧具有切口281，具有相对应的尖端的定子部分421可以啮合到所述切口 281中。同样，例如在图5a、5b中的所述定子部分42m可在其自由端部分别具有止动销52m,所述止动销52m分别啮合到在构造为齿20m的定子部分44m的齿根区域中的相对应的切口 28m中。形成所述定子齿20的定子部分44分别配备有永磁体M1、M2。对置的齿20的永磁体Ml、M2点对称地布置。所述定子部分42的压平部分别相对于定子齿20错开90°。所述压平部不是强制的，但是可以在构造上是有利的。由所述定子部分42和44装配的框架40例如在其外侧上在所述定子部分42的区域中被构造为圆弧，并且在所述定子部分44、即所述定子齿20的区域中被压平。在所有所示的实施形式中，所述间隙60、62、66和/或68的在图2a至2d中所示的设计方案可以以轴向布置的槽或者袋的形式被采用，以便在所述定子上固定永磁体Ml、M2。
权利要求
1.电机(100)、尤其是小马达的定子(10)，所述电机(100)具有定子(10)和转子(70)，其中所述定子(10)具有构造定子框架(40)和至少两个彼此对置的定子齿(20)的定子部分(20，40，42，44)，其中在每个定子齿(20)上布置一个或多个磁体(Ml，M2)，其特征在于，相应的定子齿(20)具有用于容纳一个或多个磁体(Ml，M2)的至少一个间隙(60，62，66，68)。
2.根据权利要求I所述的定子，其特征在于，所述定子齿(20)具有用于与一个或多个定子部分(40，42)连接的齿根区域(22)和朝向所述定子框架(40)的几何中点的齿极尖(24)，在所述齿极尖(24)中设置有用于一个或多个磁体(M1，M2)的间隙(60，62，66，68)。
3.根据权利要求I或2所述的定子，其特征在于，用于所述一个或多个磁体(M1，M2)的间隙(60，62，66，68)被设置在所述定子齿(20)的与所述定子(10)的齿根区·域(22)对置的自由端部(24)上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的定子，其特征在于，所述间隙(60，62，66，68)是在所述定子叠片组的堆叠方向上构造的支承面和/或在所述定子叠片组的堆叠方向上构造的空腔(60，62)和/或在所述定子叠片组的堆叠方向上构造的槽￠6,68)，所述磁体(Ml, M2)能啮合在所述间隙中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的定子，其特征在于，所述定子(10)是由定子板片形成的定子叠片组，其中所述定子叠片组由至少三个定子部分(20，40，42，44)装配。
6.根据前述权利要求中任一项所述的定子，其特征在于，至少一个定子绕组(80)能在将所述定子部分(40，42，44)装配成所述定子叠片组之前被安置到所述定子叠片组的至少一个定子齿(20)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的定子，其特征在于，所述齿根区域(22)被插入到闭合的定子部分(40)中，其中所述齿根区域(22)燕尾状地被构造或者具有切口(28)。
8.根据权利要求2或3所述的定子，其特征在于，所述定子齿(20)的齿根区域(22)形成外周边(48)的区域。
9.具有根据前述权利要求中任一项所述的定子(10)的电机(100)。
10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于构造为磁通脉冲机器或者磁通反向机器。
全文摘要
本发明从具有定子(10)和转子(70)的电机(100)、尤其是小马达的定子(10)出发，其中所述定子(10)具有构造定子框架(40)和至少两个彼此对置的定子齿(20)的定子部分(20，40，42，44)，其中在每个定子齿(20)上布置一个或多个磁体(M1，M2)。本发明建议，相应的定子齿(20)具有用于容纳一个或多个磁体(M1，M2)的间隙(60，62，66，68)。
文档编号H02K1/17GK102769346SQ201210202140
公开日2012年11月7日 申请日期2012年2月7日 优先权日2011年2月8日
发明者I·C·帕蒂诺 申请人:罗伯特·博世有限公司