旋转电机的制作方法_2

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1由轴承(未示出)可旋转地支撑。由此,转子元件110可绕着旋转轴线ζ旋转。每个转子元件110包括转子芯(未示出)和永磁体(未示出)。多个磁极被设置在转子元件110的外周面上从而使得N极和S极交替布置。
[0049]三个电枢120容置在环形或圆柱形壳体121内,并且通过壳体121彼此连接。壳体121的材料可为满足旋转电机100所要求的机械强度的任何材料。在这个实施例中,壳体121被三个电枢120共用。壳体121可视为每个电枢120的元件。注意的是,多个壳体121可被设置用于多个电枢120。在这种情况下,所述多个壳体121通过利用螺栓和螺母的组合或粘结剂固定于彼此。由非磁性材料制成的部件133也可设置在电枢120之间。
[0050]图3示意性示出了处于壳体121被部分切除的状态下的定子102。图4示意性地示出了图2所示的电枢120之一的透视图。图5为电枢120在旋转轴线方向上被拆解的分解透视图。三个基本单元103可具有相同的结构,从而另外的两个电枢120可与图4和5示出的电枢120具有相同的结构。如图3所示,电枢120包括电枢线圈122、多个定子芯123、多个芯支架124和多个楔形件125。
[0051]所述多个芯支架124和所述多个楔形件125在定子芯123之间交替布置,从而所述多个定子芯123、所述多个芯支架124和所述多个楔形件125总体形成整体式环形体。具体而言,如图4所示,所述多个定子芯123、所述多个芯支架124和所述多个楔形件125以定子芯123-1、芯支架124-1、定子芯123-2、楔形件125-1、定子芯123-3、芯支架124-2、定子芯123-4、楔形件125-2、定子芯123-5并以此类推的顺序布置。环形体被形成以环绕旋转轴线ζ覆盖电枢线圈122。
[0052]在图4示出的示例中,定子芯123的数量为24,芯支架124的数量为12,并且楔形件125的数量为12。当定子芯123的数量为24时,电枢120的磁极的数量例如为48。在这一示例中,定子芯123以15度的周向间距布置,芯支架124以30度的周向间距布置,并且楔形件125以30度的周向间距布置。
[0053]如图5所示,电枢线圈122形成为环绕旋转轴线ζ的环形。也即,电枢线圈122为与旋转轴线ζ同轴的环形线圈。电枢线圈122由支撑件(未示出)支撑,并且被固定至环形体。电枢线圈122可由诸如铜、铝、或包含铜和铝的至少一种的合金的导电材料制成。
[0054]定子芯123布置为与转子元件110的外周面以两者之间具有预定间隙的方式相对设置。定子芯123的每个形成为近似U形,并且包括在旋转轴线方向上彼此相对设置、两者之间夹置电枢线圈122的一对磁极部123A和123B、和定位在磁极部123A和123B之间的外周部123C。磁极部123A从外周部123C的一端朝向转子元件110 (即在指向旋转轴线ζ的径向上)延伸,并且磁极部123Β从外周部123C的另一端朝向转子元件110延伸。磁极部123Α和123Β与转子元件110的外周面相对,两者之间具有预定间隙。定子芯123由铁磁性材料制成。
[0055]芯支架124形成用于以接触状态固定定子芯123的第一支撑件。每个芯支架124形成为近似U形。芯支架124包括彼此相对、两者之间具有电枢线圈122的第一端部124Α和第二端部124Β、和定位在第一端部124Α和第二端部124Β之间的外周部124C。第一端部124A从外周部124C的一端朝向转子元件110延伸,并且第二端部124B从外周部124C的另一端朝向转子元件110延伸。第一端部124A和第二端部124B与转子元件110相对。芯支架124朝向转子元件110变窄。具体而言,芯支架124在旋转方向上的宽度朝向转子元件110减小。芯支架124在垂直于旋转轴线ζ的平面内的截面形状为近似扇形或梯形。螺纹孔128在芯支架124的外周面124D上形成。芯支架124由非磁性材料制成。更优选地,芯支架124由电绝缘非磁性材料制成。
[0056]如图3所示,芯支架124以接触状态固定至壳体121。壳体121形成用于以接触状态固定芯支架124的第二支撑件。芯支架124以外周面124D与壳体121的内周面121A接触的状态固定至壳体121。在这一实施例中,芯支架124通过螺栓130紧固至壳体121。多个通孔126在壳体121上形成。螺栓130从壳体12外侧插入通孔126,并且与芯支架124的螺纹孔128螺纹接合。此外,多个螺纹孔127在壳体121上形成。
[0057]芯支架124放置在两个相邻的定子芯123之间,并且以接触状态固定定子芯123。定子芯123可以根据作用扭矩或机器规格选取的最优方法固定至芯支架124。对于固定方法,螺栓紧固、粘结、或类似的方法可使用。在定子芯123固定至芯支架124的状态中,芯支架124的第一端部124A、第二端部124B和外周部124C分别与定子芯123的磁极部123A、磁极部123B和外周部123C接触。定子芯123由此通过芯支架124固定至壳体121。由此,定子芯123的外周部123C附近以高刚度被支撑和固定。
[0058]每个楔形件125形成为近似U形。楔形件125包括彼此相对设置、两者之间夹置电枢线圈122的第一端部125A和第二端部125B、和定位在第一端部125A和第二端部125B之间的外周部125C。第一端部125A从外周部125C的一端朝向转子元件110延伸,并且第二端部125B从外周部125C的另一端朝向转子元件110延伸。第一端部125A和第二端部125B与转子元件110相对设置。楔形件125朝向转子元件110变窄。具体而言,楔形件125在旋转方向上的宽度朝向转子元件110减小。楔形件125在垂直于旋转轴线ζ的平面内的截面形状为近似扇形或梯形。楔形件125由非磁性材料制成。更优选地,楔形件125由电绝缘非磁性材料制成。
[0059]楔形件125放置在两个相邻的定子芯123之间,并且以接触状态固定至定子芯123。对于固定方法,可使用螺栓紧固、粘结、或类似的方法。楔形件125的第一端部125A、第二端部125B和外周部125C分别与定子芯123的磁极部123A、磁极部123B、和外周部123C接触。固定螺钉132从壳体121外侧与壳体121的螺纹孔127螺纹接合。固定螺钉132的末端与楔形件125的外周部125C接触,并且楔形件125被固定螺钉132朝向转子元件110按压。也即,包括指向旋转轴线ζ的径向分量的预负载被施加至楔形件125。由此包含旋转方向分量的预负载被施加至与楔形件125接触的两个定子芯123。定子芯123在两个相反的方向上接收预负载。例如,图4所示的定子芯123-2在由箭头A表示的方向上从楔形件125-1施加预负载,并且按压芯支架124-1。定子芯123-3在由箭头B表示的方向上从楔形件125-1被施加预负载,并且按压芯支架124-2。通过在定子芯123之间由此形成楔形件125,定子芯123的磁极部123A和123B附近能够以高刚度被固定。
[0060]在这一实施例中,定子芯123、芯支架124和楔形件125形成整体式环形体,并且楔形件125放置在定子芯123之间。由此,定子芯123的磁极部123A和123B的附近以高刚度被支撑和固定。此外,定子芯123通过利用芯支架124被固定至壳体121。由此,定子芯123的位置在组装过程中可被进一步稳定,从而使得定子芯123的外周部123C附近以高刚度被支撑和固定。这一实施例由此可提高支撑定子芯123的刚度。
[0061]当将旋转电机100用作马达时,电源(未示出)向旋转电机100施加三相交流电。由此,转子101旋转。随着转子101旋转,间歇改变其方向的磁力在旋转方向上作用于定子芯123的磁极部123A和123B上。如上所述,定子芯123在这一实施例中以高刚度被支撑和固定。因此,能够防止定子芯123由于旋转电机100被驱动时作用在磁极部123A和123B的磁力引起的振动。当利用粘结剂来固定楔形件125和定子芯123时,粘结剂提供振动阻尼效应,由此振动的产生可进一步减少。由于振动的产生减少,振动导致的噪音的产生也可减少。这使得能够防止振动导致的强度的减小。
[0062]进一步而言,电流被施加时导致的电枢线圈122的铜损所产生的热量、旋转驱动导致的定子芯123的铁损所产生的热量、或电枢线圈122产生的磁通所产生的热量被壳体121通过从芯支架124的热传递被提取(或散发)。因此,除热可被有效地执行。
[0063]注意的是,即使在将旋转电机100用作发电机时,与上述描述的相同的效果仍可实现。
[0064]在根据如上所述的这一实施例的旋转电机100中,所述多个定子芯123、所述多个芯支架124和所述多个楔形件125彼此接触并且作为整体形成整体式环形体,并且所述多个芯支架124固定至壳体121。这种结构提高了支撑定子芯123的刚度。由此,能够减少当旋转电机100被驱动时产生的振动。
[0065]注意的是,这一实施例已经借助例如在每个基本单元103中定子芯123的数量为24并且转子元件110的磁极的数量为48的情况予以解释。然而,定子芯123的数量并且转子元件110的磁极的数量不局限于这一示例的这些,并且最优数量可根据应用设备的设计规范予以选取
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