包括集成永磁体的旋转电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及旋转电机，并且特别地涉及包括具有永磁体并且特别是具有磁通集中的转子或定子的旋转电机，并且更具体地涉及这样的机器的转子或定子。
【背景技术】
[0002]如通常已知的，转子或定子包括其中插入永磁体的磁性质量件。这些永磁体可以设置在表面处直接地面对气隙，或者在变型中可设置在磁性质量件内，因而被称作“埋设”。
[0003]为了优化电机的成本和性能，需要增加磁体的数量，特别地当不能通过较低质量的磁体来提高电机的质量或保持相同的性能时如此。
[0004]当埋设的磁体在两个极面的每个极面上均与磁体所插入其中的磁性质量件发生优选的接触时，获得优选的电磁性能。因此，优化了磁体的朝向磁性质量件的磁通量的通道。术语磁体的“极面”指的是磁体的被磁化成具有同一极性的面，因此形成磁体的北极或南极。
[0005]然而，在磁体与磁体所插入其中的磁性质量件之间通常存在游隙，因此构成磁性角度的气隙，其不可避免地导致机器的电磁性能方面的损耗。该类型的游隙可与制造限制相关，即为了合理的成本当切割磁性质量件或当制造磁体时不可能遵守非常精确的尺寸。游隙也可因为下述原因而存在:由于磁体对于腐蚀敏感的事实，因此可能需要用保护涂层覆盖这些磁体，这也导致了关于磁体的尺寸的不确定性。
[0006]另外，安装限制意味着在磁体与磁性质量件之间必须保持有特定的游隙，以便于将磁体插入所述质量件中，特别地当磁性质量件由一叠薄的磁片形成时如此。事实上，在该情况下，考虑到磁性质量件是由一叠薄片形成的事实，磁性质量件的壁可能不是非常直，因此其会需要甚至更大的安装游隙。如常规的，在磁体的尺寸方面可以设置0.2mm的公差范围，使得除了由于磁性质量件的设计公差之外，在磁体任一侧上可能需要设置0.1mm的最小游隙用于安装。最后，如常规的，例如可以获得每一磁体大约0.25_的游隙。在当前使用的低功率至中等功率的电机中的转子与定子之间的气隙可以是大约从0.5mm至Imm0
[0007]在机器具有设置在磁性质量件中每个极的多个排中的多个磁体的情况下，不同排中的磁体的游隙可以叠加在一起，因此更进一步降低了机器的磁性能。
[0008]因此，存在对于使磁体与接纳磁体的磁性质量件之间的游隙最小化的需要以提高旋转电机的磁性能。
【发明内容】
[0009]因此，根据本发明的一个方面，本发明涉及具有以下结构的旋转电机:
[0010]-磁性质量件，该磁性质量件特别地为转子磁性质量件，该磁性质量件具有第一座，
[0011]-多个永磁体，所述多个永磁体插入第一座中，每个永磁体具有两个极面，以及
[0012]-垫片，该垫片特别地为非磁性的垫片，所述垫片插入至形成于磁性质量件中的第一座和/或第二座中，垫片构造成使第一座变形从而减小永磁体的至少一个极面与第一座的相应的壁之间的寄生气隙。
[0013]术语“第一座”指的是其中插入有至少一个永磁体的座。如将在以下讨论的，第一座可以没有垫片或可以具有例如一个或两个垫片。
[0014]术语“第二座”指的是没有永磁体的座。如将在以下讨论的，第二座可以没有垫片或可以具有例如一个或两个垫片。
[0015]接纳在磁性质量件的座中——无论是在第一座中或者在第二座中——的垫片使接纳磁体的第一座变形。
[0016]磁性质量件优选地由易变形的材料制成，常规地由软铁制成，其可通过塑性变形容易地适应，以便与接纳在相应的座中的磁体的形状和/或垫片的形状相匹配。
[0017]通过示例，1mm的长度上的Imm的弯曲可使得座的壁朝向相应的磁体大约
0.25mm，其基本上等于在已知的机器中在磁性质量件与磁体之间存在的寄生气隙的上述尺寸。
[0018]因此，在本发明中，由于垫片的存在，获得第一座的变形特别地塑性变形用以至少能够使得第一座的壁朝向相应的磁体的极并且甚至与相应的磁体的极接触。片的变形可发生在其平面中，优选地在与机器的旋转轴线垂直的平面中。
[0019]磁性质量件可以由一叠磁片形成，优选地由一件式的磁片形成，或由围绕旋转轴线卷绕在其自身/他们自身上的一个或更多个单独的叠形成。磁性质量件的每个片层可以一体地形成。磁性质量件可以没有单独的极部。
[0020]磁性质量件可以是转子质量件，或在变型中是定子质量件。转子可以具有介于两个与十二个之间的、更优选地介于四个与八个之间的多个极。
[0021 ] 永磁体可以由铁素体制成，或具有稀土元素或具有任何其他类型的磁性材料。座的布置使得其能够集中磁体的磁通并且通过由铁素体制成的磁体获得有用的性能。
[0022]垫片可以通过当垫片插入磁性质量件中时的楔固效果使座变形。必要时，在垫片的膨胀作用之后一一例如当这些垫片是通过铆接形成时一一使座变形。
[0023]垫片可以由非磁性材料制成，例如非磁性钢，从而避免具有在磁性质量件中的磁通回路上的寄生效果。
[0024]垫片的截面可以具有选自下列非限制性列表的形状:梯形、圆形、D形。
[0025]垫片优选地具有沿着垫片的纵向轴线逐渐变化的截面的部分，以便于促进垫片插入座中。例如，垫片可具有延伸例如经过垫片的大部分长度的、恒定截面的部分，以及截面逐渐变化的端部，该端部可能地被切掉，例如当垫片已经被完全地插入磁性质量件中时。
[0026]垫片可以插入第一座中并且可以邻接抵靠磁体。当磁体由铁素体制成时，由于铁素体磁体的压缩强度优异，例如为大约900MPa，因此使损坏相应的磁体的风险最小化，特别是在轴承接触是均匀的情况下如此。
[0027]垫片优选地平行于机器的旋转轴线插入磁性质量件中。
[0028]垫片插入第一座中还使得能够改进或提供永磁体在其座中的缓冲。因此，不需要或者通过胶合物或者通过浸渍漆(impregnating varnish)来胶合这些垫片、或以另一方式来楔固这些垫片以防止这些垫片在其座中移动。
[0029]在该情况下，同样地，垫片优选地为D形，D的长侧与垫片的与永磁体相接触的面相对应。在大的表面上的接触使得能够使在插入垫片期间或随后机器使用期间损坏磁体的风险最小化。与磁体相关联的垫片或多个垫片可以沿着磁体的与磁体的极面垂直的面插入。
[0030]例如，两个垫片可以以在磁体的任一侧上插入一个垫片的方式插入至容置所述磁体的第一座中。垫片沿着磁体的优选地与其极面垂直的面插入。
[0031]在变型中或另外地，垫片可以插入没有永磁体的第二座中。这些垫片优选地具有渐缩的截面，换句话说，是楔形的例如梯形的，或者是圆形的或D形的截面。
[0032]垫片可以插入设置在一排座中的两个连续的第一座之间的第二座中，永磁体被插入这些第一座中的至少一者中，或甚至插入两个连续的座中。
[0033]电机可以没有第二座，并且可仅具有其中插入永磁体第一座。垫片可插入第一座中的一些第一座或全部第一座中。
[0034]总之，磁性质量件可具有永磁体，所述永磁体插入第一座中的全部第一座或一些第一座中，例如插入至少一半的第一座中，或甚至插入大于三分之二的第一座中，或甚至更好插入全部的第一座中。
[0035]磁体设置在第一座中，以限定转子的极。座可以设置成圆弧或V形的形式，例如，被相对于相应的极的径向轴线对称地设置。术语“极的径向轴线”指的是极的径向定向的轴线，即与磁性质量件的半径一致。其可以是关于极而言对称的轴线。该径向轴线可与极的顶部相交。
[0036]座可以以成排座设置，从而限定磁性质量件的极。每个极可具有至少三个座。
[0037]座可以设置在每一极的一个或更多个排中。每个极可具有至少两排或甚至至