專利名稱：電動機(jī)定子和電動機(jī)的制造過程,定子及電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動機(jī)定子的制造方法和電動機(jī)的制造方法。本發(fā)明也涉及電動機(jī)的外部定子以及相關(guān)電動機(jī)，尤其是同步類型電動機(jī)。
背景技術(shù)：
已知電動機(jī)包括外部定子和內(nèi)部轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與定子共軸并且通過隔有空氣間隙而與后者分離。
定子包括鐵磁芯，其帶有向內(nèi)且伸向轉(zhuǎn)子的磁極，極性端具有典型的極性延伸結(jié)構(gòu)，也就是圍繞在空氣間隙周圍，或者成型為易于環(huán)繞和包裹轉(zhuǎn)子，使空氣間隙減到最小。
磁極被導(dǎo)電材料的線圈環(huán)繞，施加給線圈的電流使磁極磁化并促生與轉(zhuǎn)子的電磁相互作用。
轉(zhuǎn)子包括特別固結(jié)在永磁體中的電磁相互作用裝置。
因此，電磁相互作用在定子和轉(zhuǎn)子之間形成，如果通過控制線圈供應(yīng)電流來適當(dāng)?shù)乜刂?，電磁相互作用可使轉(zhuǎn)子繞自己的軸轉(zhuǎn)動。
尤其是，在空氣間隙處存在旋轉(zhuǎn)磁場的同步電動機(jī)，有公知的啟動問題，因?yàn)樵趩与A段該旋轉(zhuǎn)磁場已經(jīng)以同步速度旋轉(zhuǎn)，以至轉(zhuǎn)子
很難立即配合這個同步速度；此外，在單相電動機(jī)中，磁場實(shí)際上是不旋轉(zhuǎn)的，而是有節(jié)奏的振動，相當(dāng)于兩個磁場沿相反方向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的效果，那意味著在啟動的時候電動機(jī)感應(yīng)以保持停止。因此同步電動機(jī)的啟動有賴于已有的策略，如線圈的電子控制，利用機(jī)械裝置使轉(zhuǎn)子一開始就從負(fù)載中釋放出來，磁極片或鐵磁芯的不對稱，二次啟動步驟。
這種電動機(jī)適合用于放電電動泵，例如用于家用電器設(shè)備，或者循環(huán)器(如鍋爐)的電動機(jī)泵。
現(xiàn)有技術(shù)包括很多制造電動機(jī)的方法。
例如根據(jù)一種技術(shù)，磁極端相對于定子剩余部分被制成分離的部件，以方便線圈的插入和后來的其它時刻應(yīng)用磁極端。磁極端用剪切方式制成。
新的鐵磁材料也是公知的晶粒取向類型，由于其獲得了磁極片較小的磁阻，因此，磁通量支持也得到改善。然而，也存在一些缺陷。
實(shí)際上，剪切導(dǎo)致碎片的產(chǎn)生，這意味著廢品，使得這種現(xiàn)有技術(shù)的效率不髙。另外工業(yè)用的切片機(jī)非常昂貴，因此盡量避免使用這種切片機(jī)，尤其是制造經(jīng)濟(jì)型電動機(jī)不宜使用。再者，應(yīng)用磁極端操
作不是很容易，并且需要連接手段，例如陰陽榫型的，這給上述類型的電動機(jī)制造引入了另外的難題，也降低了電動機(jī)由此達(dá)到的可靠性。
此外，晶粒取向鐵磁材料要求晶體實(shí)際朝向磁通量的方向，也就是晶體朝向和極軸同軸，使得電動機(jī)的制造包含了這種晶體方面的困難。
因此，本發(fā)明潛在的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一種電動機(jī)制造方法，其能夠避免剪切工序并且簡單。
發(fā)明內(nèi)容
一種電動機(jī)外部定子的制造方法解決了這個技術(shù)問題，該定子包括環(huán)繞有線圈的定子磁極，該方法包括以下步驟
-以鐵磁材料制備具有細(xì)長的基座和薄片突出部的薄片體；
-圍繞每個薄片突出部插有導(dǎo)電材料的線圈；
-使薄片突出部的末端區(qū)域產(chǎn)生形變，以使末端區(qū)域具有彎曲的形態(tài)；
-封閉薄片體以使薄片突出部處于內(nèi)部的位置并且適合作定子磁極。
照這種方式，就由條狀的鐵磁材料簡單地獲得了定子。尤其是薄片體的基座變成了鐵磁定子鐵心，薄片突出部變成定子磁極。優(yōu)選地,每個線圈纏繞在各自的卷軸上，卷軸插在每個薄片突出部上。
優(yōu)選地，突出部惻面由此得到的彎曲形態(tài)是弧形的/圓形的，并且優(yōu)選地適用于為上述的末端區(qū)域賦予普通磁極片形態(tài)，適用于環(huán)繞或包裹外部的圓柱體。
制備薄片體的步驟優(yōu)選包括或包含彎曲具有薄片突出部輪廓的
薄片條，薄片條是單層的或具有若干層，即多層；薄片條相對于所述條的其他維度具有實(shí)質(zhì)上非常小的厚度。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，制備薄片體的步驟優(yōu)選包括下列操作-制備多個模塊化薄片元件，每個元件包括中央板和一對側(cè)板；優(yōu)選地，也制備端元件，尤其是通過切割另外的模塊化薄片元件形成。
-通過在側(cè)板處并置和/或相互固定對模塊化應(yīng)用元件進(jìn)行模塊式應(yīng)用，以形成所述的薄片突出部。
優(yōu)選地，進(jìn)行后一個操作不用焊接，以防止金屬焊接材料對磁通路徑的負(fù)面影響。
每一個模塊化薄片元件和每一個端元件優(yōu)選通過薄片條的彎曲和切割操作來獲得，薄片條為單層或者具有若干層，即多層。
根據(jù)一個實(shí)施例，使薄片突出部末端區(qū)域產(chǎn)生形變的步驟包括或含有彎曲薄片突出部末端區(qū)域。根據(jù)另一實(shí)施例，使薄片突出部末端區(qū)域產(chǎn)生形變的步驟既包括薄片突出部的所述末端區(qū)域的切割或分離操作，優(yōu)選可通過刀片裝置來實(shí)現(xiàn)，還包括薄片突出部末端區(qū)域的彎曲操作，優(yōu)選可通過彎曲機(jī)械來實(shí)現(xiàn)。
優(yōu)選地，末端區(qū)域包括舌片，其帶有前向表面和背面，前向表面優(yōu)選為弧形而且能夠包裹外部的圓柱面，背面優(yōu)選與其上纏有線圈的卷軸接觸，以使巻軸不會從薄片突出部中拔出，從而巻軸也鎖定了舌 片，因此舌片保持固定。
本發(fā)明使得可以避免剪切操作，并因此不用花高價使用切片機(jī)； 可以釆用切割/彎曲組代替，這會便宜很多。
薄片條優(yōu)選為通常的鐵。雖然理論上這種材料的磁特性相對于晶 粒取向的鐵磁材料優(yōu)勢較少，然而在本發(fā)明實(shí)施方式中對該材料更有 利，因?yàn)椴恍枰咕w沿磁極片的軸取向，這反映為制造方法簡化并 且制造費(fèi)用減少。
優(yōu)選地，采用能夠切割和彎曲板的自動化設(shè)備通過自動處理來實(shí) 現(xiàn)這些步驟。
依照權(quán)利要求ll的制造電動機(jī)的方法也解決了技術(shù)問題。 本發(fā)明也涉及依照權(quán)利要求12的外部定子，優(yōu)選通過上述方式得 到。該定子是使得每個定子磁極末端區(qū)域的至少一部分與鄰近定子磁 極末端區(qū)域的至少一部分一體形成。照這種方式，由于材料中沒有障 礙，所以很方便地在其路徑中實(shí)現(xiàn)定子磁通量的增加，現(xiàn)有技術(shù)的材 料中由于定子磁極的主體和其端部之間的不連續(xù)存在此種障礙。 '本發(fā)明也涉及依照權(quán)利要求13的電動機(jī)。
下面對一 些優(yōu)選實(shí)施例參照附圖的描述將會使本發(fā)明的特點(diǎn)和 優(yōu)點(diǎn)更加清楚，該描述是指示性的、不是限定性的。
在這些圖中
圖1示出了依照本發(fā)明的第一個方法實(shí)施例的薄片體在第一步驟 結(jié)尾的側(cè)視圖2示出了圖1的薄片體的俯視圖3示出了圖l的薄片體的縮小比例透視圖4示出了圖l的薄片體在依照本發(fā)明的第一個方法實(shí)施例的第 二步驟結(jié)尾的側(cè)視圖；圖5示出了圖4的薄片體的俯視圖6示出了圖4的薄片體的縮小比例透視圖7示出了圖l的薄片體在依照本發(fā)明的第一個方法實(shí)施例的第 三步驟結(jié)尾的側(cè)視圖8示出了圖7的薄片體的俯視圖9示出了圖7的薄片體的縮小比例透視圖10示出了帶有依照本發(fā)明制得的定子所獲的電動機(jī)；
圖ll示出了圖10沿線XI-XI的剖面圖12示出了圖10的電動機(jī)的縮小比例透視圖13示出了依照本發(fā)明的第二個方法實(shí)施例的薄片體在第一步 驟結(jié)尾的側(cè)視圖14示出了圖13的薄片體的俯視圖15示出了圖13的薄片體的縮小比例透視圖16示出了圖13的薄片體在依照本發(fā)明的第二個方法實(shí)施例的 第二步驟結(jié)尾的側(cè)視圖17示出了圖16的薄片體的俯視圖18示出了圖16的薄片體的縮小比例透視圖19示出了圖13的薄片體在依照本發(fā)明的第二個方法實(shí)施例的 第三步驟結(jié)尾的側(cè)視圖20示出了圖19的薄片體的俯視圖21示出了圖19的薄片體的縮小比例透視圖22示出了用圖13的薄片體根據(jù)本發(fā)明制得的發(fā)動機(jī)；
圖23示出了圖22沿線XXIII-XXin的剖面圖24示出了圖22的發(fā)動機(jī)的縮小比例透視圖25示出了依照本發(fā)明的第三個方法實(shí)施例的兩層薄片體在第 一步驟結(jié)尾的側(cè)視圖26示出了圖25的薄片體的俯視圖；圖27示出了圖25的薄片體的縮小比例透視圖28示出了圖25的薄片體在依照本發(fā)明的第三個方法實(shí)施例的 第二步驟結(jié)尾的側(cè)視圖29示出了圖28的薄片體的俯視圖30示出了圖28的薄片體的縮小比例透視圖31示出了圖25的薄片體在依照本發(fā)明的第三個方法實(shí)施例的 第三步驟結(jié)尾的側(cè)視圖32示出了圖31的薄片體的俯視圖33示出了圖31的薄片體的縮小比例透視圖34示出了用圖25的薄片體根據(jù)本發(fā)明制得的發(fā)動機(jī)；
圖35示出了圖34沿線XXXV-XXXV的剖面圖36示出了圖34的發(fā)動機(jī)的縮小比例透視圖37示出了依照本發(fā)明的第四個方法實(shí)施例的薄片模塊化元件 的側(cè)視圖38示出了圖37的模塊化元件模塊式組成的薄片體在依照本發(fā) 明的第四個方法實(shí)施例的第一步驟結(jié)尾的側(cè)視圖39示出了圖38的薄片體的俯視圖40示出了圖38的薄片體的縮小比例透視圖41示出了圖38的的薄片體在依照本發(fā)明的第四個方法實(shí)施例 的第二步驟結(jié)尾的側(cè)視圖42示出了圖41的薄片體的俯視圖43示出了圖41的薄片體的縮小比例透視圖44示出了圖38的的薄片體在依照本發(fā)明的第四個方法實(shí)施例 的第三步驟結(jié)尾的側(cè)視圖45示出了圖44的薄片體的俯視圖46示出了圖44的薄片體的縮小比例透視圖47示出了依照本發(fā)明制造的在第四個方法實(shí)施例的結(jié)尾的發(fā)圖48示出了圖47沿線XLVm- XLVIII的剖面圖49示出了圖47的發(fā)動機(jī)的縮小比例透視圖50-55示出了與圖38、 41、 44和47-49相似的視圖,和第四個實(shí)
施例不同的是制造兩個磁極的單相發(fā)動機(jī)；
圖56-61示出了與圖38、 41、 44和47-49相似的視圖，也和第四個
實(shí)施例不同的是制造三相發(fā)動機(jī)；
具體實(shí)施例方式
參考圖1-12，舉例說明本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，其適合于制造 同步四磁極電動機(jī)的外部定子，例如取決于包圍磁極的線圈的電連 接的雙相或單相的。
上述第一步驟包括彎曲矩形層薄片條(其為常規(guī)的因而未作解 釋)，以形成由鐵磁材料的厚度為S的單層構(gòu)成的薄片體1。這種薄片 體1有細(xì)長形狀的矩形基座60，其長邊的長度L遠(yuǎn)大于短邊尺寸H;短 邊表示薄片體I的側(cè)端IO。薄片體1包括主面3，相對于次面4。主面設(shè) 置有4個高度為B、厚度為2S的薄片突出部2，薄片突出部2垂直于所 述的主面3，并且按間距A兩兩分離。具體例子中，在正常偏差下 L=98mm, A=23mm, B=15mm， S=0.5mm。
在所述第一步驟結(jié)尾，薄片體l如圖l-3所示。
該方法包括在每個薄片突出部2周圍插入導(dǎo)電材料的線圈5的第 二步驟。每個線圈5纏繞在卷軸6上，卷軸6是絕緣并且是非鐵磁材料， 如自熄性塑料，巻軸6插在各個薄片突出部2上以支撐環(huán)繞在各自的薄 片突出部2周圍的線圈5。
在第二步驟結(jié)尾，薄片突出部如圖4-6所示。
該方法包括第三步驟，使薄片突出部2的末端區(qū)域7產(chǎn)生形變(尤 其是由于使用了彎曲機(jī)械)，以使末端區(qū)域具有彎曲的形狀。每一個 末端區(qū)域7具有由突出部彎曲線8確定的高度C,例示于圖4。在具體例子中C二5mm。
末端區(qū)域7為弧形走向并且能夠包裹外部圓柱面。因此末端區(qū)域7 變成舌片32，有前向的弧形面30和背面31，背面31與卷軸6接觸，以 使卷軸6不會從薄片突出部7抽出來。
在第三步驟結(jié)尾，薄片體l如圖7-9所示。
該方法包括第四步驟，把薄片體l封閉在環(huán)形中，以至于主面3 轉(zhuǎn)為朝內(nèi)，次面4處于外部的位置，并且薄片突出部置于內(nèi)部的位置。 所述第四步驟包括下列兩個操作
-第一個操作，在所述薄片體l上實(shí)施八次彎曲，每次彎曲沿八 條薄片體彎曲線9成45。角，如圖7例示，以使薄片體l的側(cè)端 IO能夠彼此接觸；
-第二個操作，固定薄片體1的側(cè)端10以使薄片體1呈現(xiàn)環(huán)形的形態(tài)。
在第四步驟結(jié)尾得到定子ll,如圖10-12例示。
應(yīng)用合適的永磁體型的轉(zhuǎn)子12,通過空氣間隙15的介入與定子11 分隔開，于是能夠得到同步電動機(jī)13?？諝忾g隙15由表面30向外分界。
一臺這樣的電動機(jī)具有磁極片不對稱的特征，因此空氣間隙不均 勾，這種特征有利于同步電動機(jī)的自起動。
另外，有利地，這種電動機(jī)制作簡單甚至不需要切割操作，這表 現(xiàn)了電動機(jī)制造方法的相當(dāng)大簡化。
此外，該定子是使得舌片32之間沒有分隔(這形成定子磁極的磁 極片)，因此舌片是完整的形式，以最小化定子磁極間磁路的磁阻。
參考圖13-24,例示了依照本發(fā)明的第二個方法實(shí)施例，其能夠 制造四磁極同步電動機(jī)的外部定子，例如雙相或單相電動機(jī)的外部定 子。
該方法包括薄片條的第 一彎曲步驟(其為常規(guī)的因而未作解釋), 以制備薄片體IOI,例如相當(dāng)于或類似于以上提到的薄片體l，由鐵磁材料的厚度為S的單層構(gòu)成。所述薄片體101具有基本上細(xì)長矩形形狀 的基座160,其長邊長度L遠(yuǎn)大于短邊尺寸H;短邊表示薄片體101的 側(cè)端IIO。薄片體101包括主面103，相對于次面104。主面設(shè)置有四個 高度為B、厚度為2S的薄片突出部102,薄片突出部102按間距A兩兩 分離且垂直于所述主面103。
在第一步驟結(jié)尾，薄片體101如圖13-15所示。
該方法包括第二步驟，在每個薄片突出部102周圍插入導(dǎo)電材料 的線圈105(在本實(shí)施方案中和所述的線圈5類型相同)。每個線圈105 纏繞在卷軸106上(卷軸106的類型例如如同前述的卷軸6)。
在第二步驟結(jié)尾，薄片體101如圖16-18。
該方法包括第三步驟，使薄片突出部102的高度為C的末端區(qū)域 107產(chǎn)生形變，以使末端區(qū)域107具有彎曲的形狀。
所述使薄片突出部102的末端區(qū)域107產(chǎn)生形變的第三步驟包括 切割和彎曲操作。
每個末端區(qū)域107的切割操作通過切割線108的切割進(jìn)行，切割線 108在每個薄片突出部107的外部頂端上。切割例如以切割機(jī)(例如刀 片型的)用朝向薄片體101接近的動作來完成。
彎曲末端區(qū)域107的操作是實(shí)施末端區(qū)域107的彎曲以使它們分 開，同時呈現(xiàn)向外的弧線形，適于包裹外部的圓柱面。
末端區(qū)域107被細(xì)分成兩個舌片132，每個舌片都有前向的曲面 130和背曲面131。
因此，背面131與卷軸106接觸以使卷軸106不會從薄片突出部107 處抽出來。相應(yīng)地，卷軸106也鎖定了舌片132，因此舌片保持固定。
在第三步驟結(jié)尾，薄片體如圖19-21所示。
該方法包括第四步驟，把薄片體101封閉在環(huán)形中，以至于主面 103轉(zhuǎn)向朝內(nèi)，次面104處于外部的位置。 所述第四步包括下列兩個搡作-第一個操作，在所述薄片體101上實(shí)施八次彎曲(每個薄片突
出部102兩次彎曲)，每次彎曲沿八條薄片體彎曲線109成45。 角，如圖19例示，以使薄片體101的側(cè)端端110能夠彼此連接； -第二個操作，固定薄片體101的側(cè)端110以使薄片體101以穩(wěn)定
的方式呈現(xiàn)環(huán)形的形態(tài)。 在第四步驟結(jié)尾，得到定子lll,如圖22-24例示。 應(yīng)用合適的永磁體型的轉(zhuǎn)子112,通過空氣間隙115的介入與定子 lll分隔開，于是能夠得到同步電動機(jī)113，其為單相或是雙相取決于 線圈105的連接。空氣間隙115由表面130向外分界。
本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)包括簡化了電動機(jī)和定子的制造。 參考圖25-36，例示了依照本發(fā)明的第三個方法實(shí)施例，其適用 于制造四磁極同步電動機(jī)的外部定子，例如取決于磁極周圍線圈的電 連接的雙相或單相的。
該方法包括第一步驟，其包括彎曲雙薄片條，以制備包含兩層鐵 磁材料的薄片體201，每層厚度為S。所述薄片體201具有細(xì)長形狀的 矩形基座260,其長邊長度遠(yuǎn)大于短邊；短邊表示薄片體201的側(cè)端 210。薄片體201包括主面203，相對于次面204。主面203設(shè)置有四個 高度為B、厚度為4S的薄片突出部202,薄片突出部202垂直于主面 203。
在第一步驟結(jié)尾，薄片體201如圖25-27所示。
該方法包括第二步驟，在每個薄片突出部202上插入線圈205 (和 線圈5類似)，每個線圈205纏繞在各自的巻軸206 (類似于前述的卷軸 6)上，卷軸206固定于各自的薄片突出部202。
在第二步驟結(jié)尾，薄片體201如圖28-30。
該方法包括第三步驟，使薄片突出部202的末端區(qū)域207產(chǎn)生形 變，以使末端區(qū)域207具有彎曲的形狀，尤其是向外的弧形。
所述使薄片突出部202的末端區(qū)域207產(chǎn)生形變的第三步驟既包括切割又包括彎曲操作。
每個末端區(qū)域207的切割操作通過切割線208的切割進(jìn)行，切割線 208設(shè)在每個薄片突出部207的外部頂端上。切割例如以切割機(jī)(例如 刀片型的)用朝向薄片體201接近的動作來完成。
末端區(qū)域207的彎曲操作是實(shí)施所述末端區(qū)域207的彎曲以保證 它們分開，同時呈現(xiàn)向外的弧線形，適于包裹外部的圓柱面。
末端區(qū)域207向外彎曲并且能夠包裹外部的圓柱面。末端區(qū)域207 被細(xì)分成兩個舌片232,每個舌片具有前向的曲面203和背曲面231。
因此，背面231與巻軸206接觸以使巻軸206不會從薄片突出部207 抽出來。相應(yīng)地，巻軸206也鎖定了舌片232。
在第三步驟結(jié)尾，薄片體如圖31-33所示。
該方法包括第四步驟，把薄片體201封閉在環(huán)形中，以至于主面 203處于內(nèi)部的位置，次面204在外部的位置，最后薄片突出部202在 內(nèi)部。
所述第四步驟包括下列操作
-第一個操作，在所述薄片體201上實(shí)施八次彎曲，每次彎曲沿 八條薄片體彎曲線209成45。角，如圖31例示，以使薄片體201 的側(cè)端210能夠彼此連接；
-第二個操作，固定薄片體201的側(cè)端210以使薄片體201鎖定在
環(huán)形的位置。
在所述第四步驟結(jié)尾得到定子211，其中每個薄片突出部202起到 定子磁極的作用。
應(yīng)用合適的轉(zhuǎn)子212，通過空氣間隙215與定子211分隔開，于是 能夠得到同步電動機(jī)213，其為單相或是雙相型取決于線圈205的連接。
有利地，由此獲得的電動機(jī)制造簡單，但由于由雙層鐵磁材料構(gòu) 成，使得能夠減小渦電流，因此獲得了很好的效率。本方法實(shí)施方案的變體能夠設(shè)定甚至更多數(shù)量的鐵磁材料層的 使用；隨著層數(shù)的增加，相應(yīng)地，渦電流會進(jìn)一步減小并且由此獲得 的電動機(jī)的效率提高。
參考圖37-49，例示了依照本發(fā)明的第四個方法實(shí)施例，其能夠 制造四磁極同步電動機(jī)的外部定子，例如雙相或單相電動機(jī)。
該方法包括使用模塊化薄片元件320 (圖37)制備薄片體的第一 步驟。
所述第一步驟包括第一個操作，即制備多個模塊化薄片元件320， 每個模塊化薄片元件包括中心板321和 一 對側(cè)板322 。
另外，采用端部薄片元件325,其是由分割模塊化元件320所形成。
在本實(shí)施例中，釆用了三個模塊化元件320和兩個端元件325。
第一步驟還包括通過在側(cè)板322處并置對模塊化薄片元件320的 第二個模塊化應(yīng)用操作，以形成薄片突出部302;在薄片體301的側(cè)端， 用薄片端元件325來代替，其有助于形成薄片突出部302。
因此，如圖38-40中可見的，模塊化薄片體301主要是由鐵磁材料 制成的厚度為S的單層形成。所述薄片體301具有細(xì)長形狀的矩形基座 360，其長邊長度L遠(yuǎn)大于短邊尺寸H;短邊表示薄片體301的側(cè)端310。 薄片體301包括主面303,相對于次面304。四個薄片突出部302高度為 B、厚度為2S,按間距A兩兩分隔開且垂直于所述的主面303。
該方法包括第二步驟，在每個薄片突出部302周圍插入導(dǎo)電材料 的線圈305 (和前述線圈5相同類型)。每個線圈305纏繞在卷軸306(和 前述卷軸6類似)上，卷軸306固定于各自的薄片突出部302。
在第二步驟結(jié)尾，薄片體301如圖41-43所示。
該方法包括第三步驟，使薄片突出部302的末端區(qū)域307產(chǎn)生形 變，以使末端區(qū)域307具有彎曲的形狀。
所述使薄片突出部302的末端區(qū)域307產(chǎn)生形變的第三步驟包括 分離和彎曲操作。每個高度為C的末端區(qū)域307的分離操作通過分離線308的分離來 進(jìn)行，分離線308設(shè)在每個薄片突出部307的外部頂端上。例如，以刀 片裝置用朝向薄片體301接近的動作來實(shí)施分離。
末端區(qū)域307的彎曲操作是實(shí)施所述末端區(qū)域307的彎曲以使它 們分開，同時呈現(xiàn)向外的弧線形，適于包裹外部的圓柱面。
末端區(qū)域307向外彎曲并且能夠包裹外部的圓柱面。末端區(qū)域307 被細(xì)分成兩個舌片332,每個舌片具有前向的曲面330和背曲面331。
因此，背面331與卷軸306接觸以使卷軸306不會從薄片突出部307 抽出來。相應(yīng)地，卷軸306也鎖定了舌片332,因此舌片保持固定。
在第三步驟結(jié)尾，薄片體如圖44-46所示。
該方法包括第四步驟，把薄片體301封閉在環(huán)形中，以至于主面 303處于內(nèi)部的位置，次面304在外部的位置。 所述第四步驟包括下列兩個操作
-第一個操作，在所述薄片體301上實(shí)施八次彎曲，每次彎曲沿 八條薄片體彎曲線309成45。角，如圖44例示，以使薄片體301 的側(cè)端310彼此連接；
-第二個操作，固定薄片體301的側(cè)端310以使薄片體301具有穩(wěn)
定的環(huán)形形狀。
在第四步驟結(jié)尾，得到定子311，其磁極由薄片突出部302形成。
應(yīng)用合適的永磁體型的轉(zhuǎn)子312，通過空氣間隙315分隔開，于是 能夠得到同步電動機(jī)313。
本發(fā)明的這個實(shí)施例最大的優(yōu)點(diǎn)在于它的模塊化照這種方式， 可以首先進(jìn)行模塊化元件的制備，然后在隨后的時間制造定子。
參考圖50-55,可以看到怎樣也能釆用依照本發(fā)明方法的第四個 實(shí)施例，來制造單相兩磁極的同步電動機(jī)413。
使用以下元件模塊化薄片元件420，其包括中心板421和兩個與 其垂直的側(cè)板422;以及兩個模塊化端元件425,例如通過切割另外的模塊化元件而形成。
圖50中，可見第一處理步驟結(jié)尾的薄片體401,其具有通過模塊
化薄片元件420與兩個端元件425的并置形成的基座460。
圖51中，可見第二處理步驟結(jié)尾的薄片體401,也就是在薄片突 出部402上，具有預(yù)纏繞在卷軸406上的線圈405的巻軸406的應(yīng)用。
圖52中，可見第三處理步驟結(jié)尾的薄片體401，也就是使位于薄 片突出部402的頂部的薄片端部407形變后的薄片體。通過薄片端部 407的分離和變形來產(chǎn)生所述形變，以使所述薄片端部407被配置為一 對具有前向的曲面430和背曲面431的舌片432,以至于包裹外部的圓 柱面。背面431與卷軸406接觸以使卷軸406不會從薄片突出部末端407 抽出來。相應(yīng)地，巻軸406也鎖定了舌片432，因此舌片保持固定。
然后，在第四處理步驟中，在薄片體401上實(shí)施四個90。的彎曲， 以使薄片體401的端部410相互接觸。端部410的最終固定使得能夠制 成基本上具有矩形結(jié)構(gòu)的定子411;當(dāng)所述定子411與永磁體型的合適 轉(zhuǎn)子412耦合并介入適當(dāng)?shù)目諝忾g隙415時，就形成單相同步電動機(jī) 413。
必須注意到每個定子磁極的每片舌片432與其它定子磁極各自的 舌片432—體形成這通過減小磁路的磁阻簡化了磁通通路，因?yàn)榇?路中沒有其它材料干擾。
參考圖56-61，可以看到怎樣能采用依照本發(fā)明方法的第四個實(shí) 施例，來制造三相三磁極的電動機(jī)513。
使用以下元件兩個模塊化薄片元件520，其中每一個包括中心 板521和兩個與其垂直的側(cè)板522;以及兩個模塊化端元件525,例如 通過切割另外的模塊化薄片元件520來獲得。
圖56中，可見第一處理步驟結(jié)尾的薄片體501,其具有基座560 和三個通過模塊化薄片元件520和模塊化端元件525的并置形成的薄 片突出部502。圖57中，可見第二處理步驟結(jié)尾的薄片體501,也就是在薄片突
出部502上，具有預(yù)纏繞在卷軸506上的線圈505的卷軸506的應(yīng)用。
圖58中，可見方法的第三步驟結(jié)尾的薄片體501，也就是使位于 薄片突出部502的頂部的薄片端部507形變后的薄片體。通過薄片端部 507的分離和變形來產(chǎn)生所述形變，使末端區(qū)域507被配置為一對具有 前向的曲面530和背曲面531的舌片532,以至于包裹外部的圓柱面。 背面531與卷軸506接觸以使卷軸506不會從薄片突出部末端507抽出 來。相應(yīng)地，卷軸506也鎖定了舌片532。
然后，在第四處理步驟中，在薄片體501上實(shí)施六個60。的彎曲， 以使薄片體501的端部510相互接觸。端部510的最終固定使得能夠制 成定子511，當(dāng)定子511與合適的轉(zhuǎn)子512耦合，就形成了三相同步電 動機(jī)513。
對于前文例示的所有實(shí)施例，要注意到薄片體要在依照本發(fā)明方 法的結(jié)尾變成定子；尤其是薄片體的基座變成定子的鐵磁芯，而薄片 突出部變成定子磁極。
定子的大小取決于最大定子磁通，順次地，最大定子磁通取決于 構(gòu)成所述芯的鐵磁材料和鐵磁芯的橫截面積，也就是取決于薄片體基 座的橫截面。因此，如果已知所述芯的必要橫截面積，那么就能夠確 定薄片體的大小。
尤其是對于由多個層形成的薄片體，薄片體的大小也能夠由集成 到用于制造定子的自動切割和彎曲系統(tǒng)中的自動計(jì)算方法得到。因 此， 一旦確定了必要的面積S，可以根據(jù)下列操作很方便地制備薄片 條。
-制備預(yù)定厚度為S的薄片單層；
-將所述薄片單層切割為n個短邊等于H的細(xì)長矩形，以使其滿 足下述關(guān)系-.薄片條，其 用于生成薄片體或模塊化薄片元件。
這是由于薄片體基座的橫截面積等于nHS,必須大于允許所需磁
通所必需的截面積s。
優(yōu)選通過對n層施壓的方式得到所述層的組合。
另外，已知電動機(jī)的額定速度和線圈的供電速度，也就能夠確定 電動機(jī)磁極數(shù)，因?yàn)殡妱訖C(jī)是同步類型而且其速度和磁極數(shù)必然相 關(guān)。
本發(fā)明也涉及外部定子，例如根據(jù)前面的實(shí)施例中的一種定子 11、 111、 211、 311、 411或511，各自具有由電動機(jī)(例如帶有永磁 體的同步類型電動機(jī))的線圈包圍的磁極2、 102、 202、 302、 402或 502。外部定子是使得每個定子磁極末端區(qū)域7、 107、 207、 307、 407
或507的至少一部分和鄰近定子磁極末端區(qū)域的至少一部分一體形 成。
本發(fā)明也涉及帶有前述的外部定子和內(nèi)部轉(zhuǎn)子的電動機(jī)13、 113、 213、 313、 413或513,內(nèi)部轉(zhuǎn)子通過空氣間隙的介入與定子分隔開。 本發(fā)明允許用完全自動化的方式制造定子和電動機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種制造電動機(jī)(13；113；213；313；413；513)的外部定子(11；111；211；311；411；511)的方法，所述定子(11；111；211；311；411；511)包括纏繞有線圈(5；105；205；305；405；505)的定子磁極(2；102；202；302；402；502)，所述方法包括下列步驟-制備鐵磁材料，尤其是通常的鐵的薄片體(1；101；201；301；401；501)，其帶有細(xì)長形的基座(60；160；260；360；460；560)和薄片突出部(2；102；202；302；402；502)；-在每個所述薄片突出部(2；102；202；302；402；502)周圍插入導(dǎo)電材料的線圈(5；105；205；305；405；505)；-使所述薄片突出部(2；102；202；302；402；502)的末端區(qū)域(7；107；207；307；407；507)產(chǎn)生形變，以使所述末端區(qū)域(7；107；207；307；407；507)呈彎曲狀，尤其是向外的弧形；-封閉所述薄片體(1；101；201；301；401；501)，以使所述薄片突出部(2；102；202；302；402；502)處于內(nèi)部的位置并且適于充當(dāng)定子磁極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述制備薄片體(1; 101) 的步驟包括彎曲具有所述薄片突出部(2; 102)的輪廓的薄片體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述制備薄片體(301; 401; 501)的步驟包括下列操作_制備多個模塊化薄片元件(320; 420; 520 )，每個元件包括中 心板(321; 421; 521 )和一對側(cè)板(322; 422; 522 );-通過在所述側(cè)板(322; 422; 522 )處的并置和/或相互固定來 實(shí)施所述模塊化薄片元件(320; 420; 520 )的模塊化應(yīng)用，以形成 所述的薄片突出部(302; 402; 502 )。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中使所述薄片 突出部(107)的末端區(qū)域(7)產(chǎn)生形變的所述步驟包括彎曲所述末端區(qū)域(7)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其中使所述薄片 突出部的末端區(qū)域(107; 207; 307; 407; 507 )產(chǎn)生形變的所述步驟包括-所述末端區(qū)域(107; 207; 307; 407; 507 )的切割和/或分離操作；-所述末端區(qū)域(107; 207; 307; 407; 507 )的彎曲操作。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中每個線圈纏 繞插在所述薄片突出部上的卷軸(6; 106; 206; 306; 406; 506 )。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中在使所述末端區(qū)域(7; 107; 207; 307; 407; 507 )產(chǎn)生形變的所述步驟期間，使所述末端 區(qū)域(7; 107; 207; 307; 407; 507 )形變以呈現(xiàn)舌片(32; 132; 232; 332; 432; 532 )結(jié)構(gòu)，其帶有能夠包裹外部的圓柱面的前向曲 面(30; 130; 230; 330; 430; 530 )以及與所述卷軸(6; 106; 206; 306; 406; 506 )接觸以鎖定所述卷軸(6; 106; 206; 306; 406; 506 ) 的背面(31; 131; 231; 331; 431; 531 )。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述薄片體 (1; 101; 301; 401; 501)由單層形成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述薄片體 (201)由鐵磁材料的多個層或多層形成，尤其是由兩層形成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中設(shè)有下列預(yù)備步驟 -制備預(yù)定厚度為S的薄片單層；-將所述薄片單層切割為n個短邊等于H的細(xì)長矩形，以滿足下 列關(guān)系其中2是定子所需的最大磁通所必需的鐵磁芯的橫截面積；-把所述細(xì)長矩形組合在一起以形成由多個層形成的薄片條，用于制備所述薄片體(l; 101; 201; 301; 401; 501)。
11. 一種制造電動機(jī)(13; 113; 213; 313; 413; 513)的方法, 其包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的外部定子(11; 111; 211; 311; 411; 511)的制造，合適的內(nèi)部轉(zhuǎn)子(12;112; 212; 312; 412; 512)的制造和最后帶有適當(dāng)?shù)目諝忾g隙(15; 115; 215; 315; 415; 515)的介入的轉(zhuǎn)子(12; 112; 212; 312; 412; 512)與定子(11; 111; 211; 311; 411; 511)的共同應(yīng)用。
12. —種帶有圍繞著線圈(5; 105; 205; 305; 405; 505 )的 磁極(2; 102; 202; 302; 402; 502 )的電動機(jī)(13; 113; 213; 313; 413; 513)外部定子(11; 111; 211; 311; 411; 511),其特征在于， 每個磁極(2; 102; 202; 302; 402; 502 )的末端區(qū)域(7; 107; 207; 307; 407; 507 )的至少一部分和相對應(yīng)的另 一個磁極(2; 102; 202; 302; 402; 502 )的末端區(qū)域(7; 107; 207; 307; 407; 507 )的至少一部分一體形成。
13. —種電動機(jī)(13; 113; 213; 313; 413; 513)，尤其是同 步類型的，帶有依照權(quán)利要求12所述的外部定子(11; 111; 211; 311; 411; 511)以及與所述定子(ll; 111; 211; 311; 411; 511) 由空氣間隙(15; 115; 215; 315; 415; 515)的介入而分離開的內(nèi) 部轉(zhuǎn)子(12; 112; 212; 312; 412; 512)。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種制造電動機(jī)(13；113；213；313；413；513)的外部定子(11；111；211；311；411；511)的方法，所述定子(11；111；211；311；411；511)包括圍繞有線圈(5；105；205；305；405；505)的定子磁極(2；102；202；302；402；502)，所述方法包括下列步驟-制備鐵磁材料的薄片體(1；101；201；301；401；501)，其具有細(xì)長形狀，并且設(shè)置有薄片突出部(2；102；202；302；402；502)；-圍繞每個所述薄片突出部(2；102；202；302；402；502)插入導(dǎo)電材料的線圈(5；105；205；305；405；505)；-使所述薄片突出部(2；102；202；302；402；502)的末端區(qū)域(7；107；207；307；407；507)產(chǎn)生形變，以至于所述末端區(qū)域(7；107；207；307；407；507)呈現(xiàn)優(yōu)選為向外的弧線形；-封閉所述薄片體(1；101；201；301；401；501)，以使所述薄片突出部(2；102；202；302；402；502)處于內(nèi)部的位置并且適于充任定子磁極。
文檔編號H02K15/03GK101640458SQ20091016102
公開日2010年2月3日 申請日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者埃利奧·馬諾里 申請人:艾斯科爾侯丁有限公司