感应式加热转子带涂层的永久磁体和/或粘合剂用的装置的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的用于感应式加热在用于电机的转子的磁体凹槽中的粘合剂和/或转子的设有涂层的永久磁体的装置以及一种根据权利要求9的用于感应式加热粘合剂和/或设有涂层的永久磁体的方法。

背景技术：

由现有技术已知，永久磁体被固定在电机的转子的磁体凹槽中，从而使得其在电机的运行期间不可滑动且被相应地损伤。通常，永久磁体被以粘合剂固定在凹槽中。紧接着，转子包括经涂层的磁体被放到炉子中且被加热。炉热激活涂层，从而构造成粘合效果且将磁体粘固在凹槽中。然而在磁体在转子凹槽中的这样的固定是不利的，即，必要的炉工艺昂贵且耗时。尤其地因此，粘合剂的使用对于批量生产过程而言太昂贵且耗时。

技术实现要素：

本发明的目的是如此地改进一种用于感应式加热在用于电机的转子的磁体凹槽中的粘合剂和/或在用于电机的转子的磁体凹槽中的设有涂层的永久磁体的装置，即，避免昂贵且耗时的炉工艺(ofenprozess)，然而确保永久磁体在磁体凹槽中的固定配合。此外，该装置应如此地构造，即，永久磁体可被尽可能快速地固定在磁体凹槽中。在另一方面，本发明基于如下目的，即，相应于上述优点改善用于感应式加热粘合剂和/或设有涂层的永久磁体的方法。

根据本发明，该装置构造用于感应式加热在用于电机的转子的磁体凹槽中的设有涂层的永久磁体和/或用于感应式加热在用于电机的转子的磁体凹槽中的粘合剂，以便于通过激活涂层和/或粘合剂实现永久磁体在转子的磁体凹槽中的固定配合。

在此，该装置尤其构造用于产生涡电流(wirbelstrom)，以便于通过感应式的涡电流加热来加热永久磁体和/或粘合剂。该装置适合用于在永久磁体中感应涡电流且以该方式感应式地加热永久磁体和/或粘合剂。由此，涂层(永久磁体尤其设有该涂层)和/或粘合剂同样被加热且因此被激活。此外，备选地或额外地可通过感应式加热来激活事先被装入到转子的磁体凹槽中、尤其到在永久磁体与磁体凹槽之间构造的气隙中的粘合剂。

通过涂层和/或粘合剂的激活实现永久磁体在转子的磁体凹槽中的固定配合。尤其地，永久磁体通过涂层和/或粘合剂的激活被良好附着地且可重复地固定在磁体凹槽中。磁体凹槽尤其通过转子的转子片的凹槽构成。在此，每个磁体凹槽具有壁。通过粘合剂和/或涂层的激活，每个永久磁体与永久磁体布置在其中的磁体凹槽的相应的壁的连接被成为可能。尤其地获得在永久磁体与磁体凹槽之间的附着连接(haftschlussverbindung)。

永久磁体是永磁体。在此其可尤其是由于其制造工艺、尤其由于在制造期间出现的高的烧结温度失去其磁化然而通过足够强的磁化脉冲又可被恢复的永久磁体。

涂层被涂覆在永久磁体的至少一个表面上、特别有利地在永久磁体的整个表面上。“激活”的概念尤其被理解为涂层和/或粘合剂的加热、优选超过100℃、尤其是超过150℃、特别优选地超过180℃的加热。

通过使通过本发明感应式获得用于建立永久磁体在磁体凹槽中的保持的必要的加热，确保了一种尽可能快速的加热过程，其相比由现有技术已知的炉工艺明显更高效。这尤其在于，在炉工艺的情形中整个转子须借助于辐射热而被加热，这导致，加热过程非常漫长且耗能量。通过感应式的加热，不仅成本而且时间和能量因此被节省，其中，同时永久磁体被恰如在经粘合的状态中那样被牢固且良好地固定在磁体凹槽中。

有利地，永久磁体的涂层和/或粘合剂可扩展且/或可软化且/或可起泡且/或可热硬化地构造，以便于通过涂层和/或粘合剂的扩展和/或软化和/或起泡和/或热硬化获得永久磁体在转子的磁体凹槽中的固定配合。因此，“激活”的概念尤其被理解为涂层和/或粘合剂的扩展和/或软化和/或起泡和/或热硬化。

尤其地，该装置具有多个用于产生涡电流的径向场线圈，其中，这些径向场线圈可绕电机的转子的侧表面布置。尤其地，径向场线圈绕转子的侧表面布置。备选地，可变换定子和转子的位置。定子为了涡电流产生可布置在内部(也就是说在转子轴的区域中)。在该情况中，转子布置在外部，从而使得定子处在转子的内部中。

径向场线圈用于产生在永久磁体中的涡电流、用于加热永久磁体和/或粘合剂且因此用于激活涂层和/或粘合剂。

优选地，该装置构造成磁化磁头，其同样构造用于永久磁体的磁化。永久磁体的磁化尤其被理解为以直流电产生足够强的磁化脉冲，其恢复单元磁体在烧结之后的永久磁体中的平行定向且因此永久磁体再次相应地具有静态的磁场。通过使用同时适合用于永久磁体的磁化的磁化磁头，整个过程更高效地构造。

备选地，该装置构造成带有多个用于电机的定子线圈的定子，其中，转子被制动住地构造在定子中。定子线圈尤其是径向场线圈。

优选地，转子具有多个极。尤其地，定子的每个极关联有径向场线圈或定子线圈，其对于极而言尤其相对而置地布置。在此，每个极可不仅以切向布置而且可以v形布置形式具有永久磁体或多个永久磁体。在v形布置形式的情形中，多对如此布置的磁体可在径向上依次布置，其中，所有磁体关联于相同的极。

有利地，径向场线圈或定子线圈如此地布置，使得转子的两个永久磁体与径向场线圈或定子线圈相对而置。

尤其地，径向场线圈或定子线圈如此地构造，使得转子的每个永久磁体相应地与径向场线圈或定子线圈相对而置。

尤其地，转子呈圆柱形地构造有周缘面，其中，该装置的径向场线圈或定子线圈绕转子周缘面均匀分布地布置。

径向场线圈或定子线圈构造用于在永久磁体中感应涡电流且以该方式感应式加热永久磁体和/或粘合剂。该装置、尤其径向场线圈或定子线圈被供以用于产生涡电流的旋转场或交变场。旋转场的特征尤其在于，其构造有高的旋转或者环绕速度。

优选地，每个极相应地具有磁轴，而径向场线圈或定子线圈相应地具有磁化轴线。极的磁轴是与极相关联的永久磁体的产生的磁轴。在此，径向场线圈或定子线圈如此地构造，使得相应定子线圈或径向场线圈的磁化轴线紧邻于极的磁轴布置。

每个极的永久磁体尤其如此地布置在转子上，使得转子的径向磁场与设计要求相符。尤其地，径向场线圈或定子线圈相应地具有磁化轴线，其中，磁化轴线的特征在于，在该磁化轴线上可最高效地产生在转子的永久磁体中的涡电流。

有利地，该装置的径向场线圈或定子线圈如此地布置，使得定子线圈或径向场线圈的磁化轴线相应地与极的磁轴一致，从而通过涡电流的最大产生获得永久磁体和/或粘合剂的特别高效的加热。

该装置的径向场线圈或定子线圈的上述布置尤其在交变场供给的情形中是有利的，因为由此最大的涡电流在永久磁体中被感应出。

与之相反，在旋转场供给的情形中旋转场环绕，从而使得所产生的磁场的南极和北极交替经过布置在转子处的永久磁体。因为极如此地以供给频率的节拍变换，所以旋转场对于待加热的永久磁体近似与交变场相同地起作用。通过旋转场的环绕的极，旋转场供给的优点因此尤其在于，径向场线圈或定子线圈的磁化轴线相对永久磁体的磁轴的定向较少相关。

尤其地，本发明涉及一种用于感应式加热设有涂层的永久磁体的所描述的装置和转子的系统。

在另一方面中，本发明涉及一种用于感应式加热在转子的磁体凹槽中的粘合剂和/或设有涂层的永久磁体的方法，其中，该涂层和/或粘合剂通过涡电流的感应式产生来激活。尤其地，涂层和/或粘合剂被软化且/或被起泡且/或被扩展且/或被热硬化。该方法尤其用于将永久磁体固定在电机转子的磁体凹槽中。在进一步的步骤中，该方法此外包括涂层和/或粘合剂的热硬化。粘合剂尤其被事先装入到在永久磁体与磁体凹槽之间的气隙中。

有利地，该方法借助于先前所描述的用于感应式加热设有涂层的永久磁体和/或粘合剂的装置来实施。该方法尤其包括转子在构造成定子的装置中的制动住的步骤。此外，该方法可包含该装置相对永久磁体的先前所描述的布置的建立。此外，该方法同样可包括永久磁体的磁化的步骤。

附图说明

示意性地，其中：

图1a:显示了电机的转子和根据本发明的装置的横截面；

图1b:显示了电机的转子和另一根据本发明的装置的横截面；

图2：显示了电机的转子和另一根据本发明的装置的横截面；且

图3：显示了电机的转子和另一根据本发明的装置的横截面。

附图标记列表

100装置

10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10h永久磁体

11涂层

12磁体凹槽

13转子

13a转子的侧表面

14定子

15定子线圈

16径向场线圈

17磁化磁头

18气隙

19a,19b,19c,19d,19e,19f,19g,19h永久磁体的磁体轴线

20线圈的磁化轴线

21a,21b,21c,21d极

22a,22b,22c,22d极的磁轴。

具体实施方式

图1显示了电机的转子(13)和根据本发明的装置(100)的横截面。在图1a中所显示的穿过根据本发明的装置(100)以及转子(13)的横截面布置在转子(13)的磁体凹槽(12)的高度上。

在磁体凹槽(12)中布置有带有磁轴(19a,19b,19c,19d)的永久磁体(10a,10b,10c,10d)，其相应地设有扩展的涂层(11)。转子(13)具有侧表面(13a)，装置(100)沿着该侧表面(13a)延伸。在该实施例中，装置(100)包括四个径向场线圈(16)，其相应地具有磁化轴线(20)。转子(13)包括四个带有各一个自己的磁轴(22a,22b,22c,22d)的极(21a,21b,21c,21d)。在此，径向场线圈(16)如此地绕转子(13)的侧表面(13a)布置，使得径向场线圈(16)的磁化轴线(20)与极(21a,21b,21c,21d)的磁轴(22a,22b,22c,22d)一致。

装置(100)的径向场线圈(16)被供以交变电流。通过在图1a中所显示的布置产生在永久磁体(10a,10b,10c,10d)中的最大涡电流且这些永久磁体因此被尽可能高效地加热。因此同样发生永久磁体(10a,10b,10c,10d)的涂层(11)的最大加热。涂层(11)扩展且因此用于永久磁体(10a,10b,10c,10d)在转子(13)的磁体凹槽(12)中的固定保持。备选地或额外地，处在磁体凹槽(12)中的粘合剂可利用该布置被硬化。

该装置(100)是磁化磁头(17)。此外，磁化磁头(17)可在直流供给代替交流供给的情形中被用于磁化永久磁体(10a,10b,10c,10d)。

在图1b中示出了电机的转子(13)和另一根据本发明的装置(100)的横截面。该横截面类似于图1a处于转子(13)的磁体凹槽(12)所处于其中的高度上。

永久磁体(10a,10b,10c,10d)以及径向场线圈(16)的布置与图1a的一致。唯一的区别在于，装置(100)不构造成磁化磁头(17)而是构造成带有定子线圈(15)的定子(14)。转子(13)在定子(14)中被制动。定子(14)给供以交变电流，从而定子线圈(15)在永久磁体(10a,10b,10c,10d)中产生涡电流且因此加热这些永久磁体，这引起涂层(11)的扩展。

图2显示了电机的转子(13)以及另一根据本发明的装置(100)的横截面，其中，该横截面类似于图1a和1b来选择。装置(100)再次构造成电机的定子(14)，转子(13)在其中被制动住。

在转子(13)的磁体凹槽(12)中布置有永久磁体(10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10h)，其中各两个永久磁体(10a和10b,10c和10d,10e和10f,10g和10h)呈v形地布置。该呈v形布置的永久磁体对相应地关联有定子(14)的定子线圈(15)。定子线圈(15)的磁化轴线(20)相应地与此处相应地包括两个永久磁体(10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10h)的极(21a,21b,21c,21d)的磁轴(22a,22b,22c,22d)一致。

定子线圈(15)可选地被供以三相电流或交变电流。在旋转场的情形中如下不是不利的，即定子线圈(15)的磁化轴线(20)不与极(21a,21b,21c,21d)的磁轴(22a,22b,22c,22d)一致。因为旋转场的北极和南极交替，所以永久磁体(10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10h)主体经历交变场，从而还在该情况中使得涡电流产生以及感应式加热极其高效。在该情况中甚至可能的是，定子旋转场的极对数不与转子(13)的极对数一致。因为转子(13)被制动住，所以其尽管如此不取决于定子旋转场的极对数经历在永久磁体(10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10h)中的交变场。

在图3中显示了电机的转子(13)以及另一根据本发明的装置(100)的横截面。在此，永久磁体(10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10h)在图3中的布置相同于在图2中所显示的布置。

装置(100)构造成电机的定子(14)。构造成径向场线圈(16)的定子线圈(15)被供以交变电流或三相电流。定子线圈(15)在图3中如此地布置，使得每个永久磁体(10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10h)相应地可关联有径向场线圈(16)。径向场线圈(16)的磁化轴线(20)虽然不完全与永久磁体(10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10h)的磁轴(19a,19b,19c,19d,19e,19f,19g,19h)一致，然而磁化轴线(20)相应地在相应的永久磁体(10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10h)内相交于磁轴(19a,19b,19c,19d,19e,19f,19g,19h)。为了更好的清晰性，在图3中仅标明了永久磁体(10a,10b)的磁轴(19a,19b)，因为其它永久磁体(10c,10d,10e,10f,10g,10h)的磁轴(19c,19d,19e,19f,19g,19h)类似地延伸。