馬達和用于馬達的減震系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種馬達，所述馬達包括：被支撐以繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；包括磁芯的定子；被定位在所述磁芯的第一端處的第一端板；和被定位在所述磁芯的第二端處的第二端板。所述磁芯、所述第一端板和所述第二端板協(xié)作限定中心開口。所述馬達還包括多個桿，每個桿被固定地附接至所述第一端板和所述第二端板，并且包括沿所述縱向軸線延伸超過所述第一端板的第一端和沿所述縱向軸線延伸超過所述第二端板的第二端。第一支撐盤聯(lián)接至每個桿的第一端，并且第二支撐盤聯(lián)接至每個桿的第二端。
【專利說明】馬達和用于馬達的減震系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請數(shù)據(jù)
[0002]本申請要求2012年I月30日提交的美國共同待決臨時申請N0.61/592，465的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容在此通過引用以其整體并入。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及馬達。更具體地，本發(fā)明涉及被支撐在殼體中的電整流馬達。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種馬達，該馬達包括:被支撐以繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；包括磁芯的定子；被定位在磁芯的第一端處的第一端板；和被定位在磁芯的第二端處的第二端板。磁芯、第一端板和第二端板協(xié)作限定中心開口。轉(zhuǎn)子的至少一部分被設置在該中心開口內(nèi)。該馬達還包括多個桿。每個桿被固定地附接至第一端板和第二端板，并且每個桿包括平行于縱向軸線在遠離磁芯的方向上延伸超過第一端板的第一端和平行于縱向軸線在遠離磁芯的方向上延伸超過第二端板的第二端。第一支撐盤被聯(lián)接至所述多個桿中的每個桿的第一端，使得第一支撐盤與第一端板間隔開，并且第二支撐盤被聯(lián)接至所述多個桿中的每個桿的第二端，使得第二支撐盤與第二端板間隔開。
[0005]在另一構(gòu)造中，本發(fā)明提供一種降低馬達的振動的方法。該方法包括:對轉(zhuǎn)子進行支撐，以繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)，該轉(zhuǎn)子在第一端和第二端處被外部殼體支撐。該方法還包括:選擇多個桿中的每個桿，每個桿都具有限定每個桿的自然頻率的長度、橫截面形狀、橫截面面積和硬度，且每個桿都被選擇為具有期望自然頻率。該方法還包括:將所述多個桿中的每個桿固定地聯(lián)接至定子的磁芯，使得每個桿的第一端延伸超過磁芯，并且每個桿的第二端延伸超過磁芯。該方法還包括:將第一支撐盤連接至每個桿的第一端，將第二支撐盤連接至每個桿的第二端，并接合第一支撐盤、第二支撐盤和外部殼體，以支撐定子的磁芯。該方法還包括:通過將所述多個桿中的每個桿的頻率調(diào)諧成與磁芯的振動頻率不同，以對馬達的振動進行阻尼。
[0006]在又另一構(gòu)造中，本發(fā)明提供一種馬達，該馬達包括殼體和轉(zhuǎn)子，殼體包括外壁、第一端部框架和第二端部框架，轉(zhuǎn)子被第一端部框架和第二端部框架支撐，以繞縱向軸向旋轉(zhuǎn)。第一支撐盤被聯(lián)接至外壁和第一端部框架，并且第二支撐盤被聯(lián)接至外壁和第二端部框架。多個桿中的每個桿具有在固定地附接至第一支撐盤的第一端和固定地附接至第二支撐盤的第二端之間測量的桿長度。外壁抑制第一支撐盤和第二支撐盤相對于縱向軸線的徑向運動，并且第一端部框架和第二端部框架協(xié)作抑制第一支撐盤、第二支撐盤和所述多個桿沿著縱向軸線的軸向運動。定子芯圍繞轉(zhuǎn)子的一部分，并且具有在第一定子端部和第二定子端部之間測量的定子長度，桿長度是定子長度的約1.1倍至2.5倍，且第一定子端部和第二定子端部固定地附接至所述多個桿中的每個桿。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1a是包括縱向狹槽的定子芯的部分的透視圖；
[0008]圖1b是包括端板的圖1a的定子芯的部分的透視圖；
[0009]圖1c是包括多個桿的圖1b的定子芯的部分的透視圖；
[0010]圖1d是包括支撐盤的圖1c的定子芯的部分的透視圖；
[0011]圖1e是具有定位在定子開口內(nèi)的轉(zhuǎn)子的圖1d的定子芯的透視圖；
[0012]圖1f是圖1d的定子芯的照片；
[0013]圖2是定子芯的第一構(gòu)造的端視圖；
[0014]圖3是定子芯的第二構(gòu)造的端視圖；
[0015]圖4是被安裝在殼體中的圖1e的馬達的縱向截面圖；
[0016]圖5是沿垂直于縱向軸線的平面截取的被安裝在殼體中的圖1e的馬達的截面圖；并且
[0017]圖6是沿中心平面截取的支撐盤的橫截面圖。
[0018]在詳細解釋本發(fā)明的任何實施例之前，應理解，本發(fā)明的應用不限于下文描述中提出或者附圖中示意的構(gòu)造細節(jié)以及組件布置結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能夠具有其它實施例，并且能夠以各種方式實施或執(zhí)行本發(fā)明。同樣地，應理解，本文中使用的措詞和術(shù)語是為了說明，并且不應將其視為限制。在本文中使用“包括…”、“包含…”或“具有…”及其變體的意思是涵蓋之后所列的條目及其等同物，以及另外的條目。除非另外專門指出或限制，術(shù)語“被安裝”、“被連接”、“被支撐”和“被聯(lián)接”及其變體都廣泛地使用，并且涵蓋直接和間接的安裝、連接、支撐和聯(lián)接。此外，“被連接”和“被聯(lián)接”不限于物理或機械的連接或聯(lián)接。

【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明提供一種馬達10，該馬達10包括支撐系統(tǒng)，該支撐系統(tǒng)降低從定子至馬達殼體的振動傳遞。圖1a-1e示意了在定子構(gòu)造過程期間與本發(fā)明一起使用的定子芯15，其中圖1a是構(gòu)造的開始，并且圖1e是完成的組件。在圖1a中示意的構(gòu)造中，芯的一部分20被示意為由疊片堆形成。有時將由疊片(或其它布置結(jié)構(gòu))限定的芯的這一部分20稱為磁芯20a。優(yōu)選地，采用電工鋼形成疊片，并且疊片的數(shù)目被選擇用以提供期望長度的定子芯15。在其它構(gòu)造中，采用其它材料或布置結(jié)構(gòu)來形成磁芯20a或定子芯的例示的部分20。例如，視需要，能夠采用粉末金屬來形成芯的這一部分20，或者芯的這一部分20能夠由單塊材料加工而成。
[0020]在圖1a的構(gòu)造中，定子芯的這一部分20包括在芯20的外部上的多個縱向延伸的狹槽25。另外，芯20包括徑向向內(nèi)延伸的六個齒30。在其它構(gòu)造中，能夠省去狹槽25。另外，齒30的數(shù)目能夠視具體馬達應用的需要而變化。
[0021]參考圖lb，示出兩個環(huán)形端板35被附接至在圖1a中形成的磁芯20a的芯的上述部分20的端部。端板35具有比定子芯的這一部分20的外徑稍大的外徑，并且使用與將各個疊片保持在一起相同的方法或者其它合適的方法，將端板35固定至定子芯的這一部分
20。在優(yōu)選構(gòu)造中，端板35包括軸向延伸穿過端板35的多個孔口 40或狹槽。在定子芯的這一部分20包括縱向狹槽25的構(gòu)造中，端板35的孔口 40與狹槽25對準。在所示意的構(gòu)造中，端板35為環(huán)形,并且包括圓形中心開口 45。在另外的構(gòu)造中，端板35包括徑向向內(nèi)延伸的齒，使得該端板35更類似于疊片。在其它構(gòu)造中，端板35具有與定子芯的這一部分20相同的直徑，或者具有甚至稍微更小的直徑。在其它構(gòu)造中，端板35被形成為定子芯的這一部分20的一部分。例如，在其中芯20由粉末金屬形成的構(gòu)造中，端板35能夠與芯20的其余部分形成為整體件。
[0022]如圖1c中所示，多個桿50繞定子芯的這一部分20的外側(cè)縱向延伸。桿50穿過端板35中的孔口 40，并且縱向延伸超過每個端板35。在包括狹槽25的定子的這一部分20的構(gòu)造中，所述桿50的至少一部分被定位在狹槽25內(nèi)。每個桿50都是圓柱形的，并且在任一端上包括螺紋55。如將討論的，桿50的直徑、桿50的長度(有效長度)和桿50的材料被選擇用以提供期望的動力學特性。在一些構(gòu)造中，桿50具有圓形橫截面，而其它構(gòu)造具有其它橫截面形狀。
[0023]如圖1d所示，一對支撐盤60附接至桿50的端部。在所示意的構(gòu)造中，支撐盤60是環(huán)形的，但是可能有其它形狀。桿50的帶螺紋端部55穿過支撐盤60中的孔口 65。然后，螺母70被旋擰到桿50上，以將桿50剛性地附接至支撐盤60。如圖1d中所示，在附接有支撐盤60的情況下，完成了定子芯15，并且準備好定子芯15用以接收繞組。
[0024]在一些構(gòu)造，諸如圖6中所示的構(gòu)造中，所述盤60中的一個或兩個的部分的厚度改變，使得所有的桿50不正好具有相同長度。在圖6的構(gòu)造中，桿50a、50b中的每個使用兩個螺母70固定地附接至支撐盤60a。最上部的桿50a的有效長度是長度300的兩倍，而最下部的桿50b的長度是長度305的兩倍。能夠看出，當與和最下部的桿50b相鄰的區(qū)域相比時，與最上部的桿50a相鄰的支撐盤60a的更厚區(qū)域?qū)е伦钕虏康臈U50b的有效長度比最上部的桿50a長的布置結(jié)構(gòu)。應注意，當涉及桿50、50a、50b時，本文中所使用的術(shù)語“長度”應被理解為有效長度。因而，如圖6中所示，當附接至具有變化厚度的支撐盤60a時，具有相同實際長度的兩個桿能夠具有不同的有效長度。
[0025]圖1e示意了圖1d的定子芯15，其中轉(zhuǎn)子75被定位在定子開口內(nèi)。圖1f是包括繞組的完成的定子芯15的照片。
[0026]為了裝配根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的定子芯15，用戶首先堆疊多個疊片，以限定芯的上述部分20，或者由單個材料塊來形成芯的上述部分20。如果正被裝配的構(gòu)造不包括縱向狹槽25，則能夠采用具有類似于圖2中示意的橫截面的疊片或整體(unitary)芯件。在采用狹槽25的構(gòu)造中，能夠采用具有諸如圖3中所示意的橫截面的疊片或整體芯件。然后，使用任何合適的方法(例如，焊接、粘合、軟焊、銅焊、緊固件等)將兩個端板35附接至芯的上述部分20。桿50被定位在端板35的孔口 40內(nèi)，使得它們在每個方向上延伸期望距離(例如，定子芯長度的1.1-2.5倍)。然后，使用任何適當?shù)姆椒?例如，焊接、粘合、軟焊、銅焊、緊固件等)將桿50固定地附接至端板35。
[0027]參考圖5，并且繼續(xù)裝配，定子芯15被定位在殼體80內(nèi)。所示意的殼體80包括外壁85和設置在外壁85的每個端部處的兩個端部框架90。定子芯15配合在外壁85內(nèi)，其中支撐盤60中的每個都接觸端部框架90中的一個和外壁85。因而，端部框架90抑制支撐盤60的軸向或縱向運動，并且外壁85抑制支撐盤60的徑向運動。桿50、端板35和定子芯的上述部分20每個被定尺寸，以關(guān)于殼體80的外壁85提供空隙(參見圖4和圖5)。因而，支撐盤60是定子芯15的與殼體80直接接觸的僅有(only)部分。殼體80支撐所述支撐盤60，所述支撐盤60支撐桿50，桿50則支撐定子芯的上述部分20和繞組。轉(zhuǎn)子則由一對軸承95支撐在定子開口內(nèi)，所述一對軸承95由端部框架90支撐。
[0028]用于桿50的直徑、長度、橫截面形狀和材料被選擇用以支撐定子芯15，并且在運行期間對定子芯15產(chǎn)生的振動進行阻尼。本質(zhì)上，桿50被調(diào)諧為期望頻率，以降低從定子芯15至殼體80的振動傳播。通過改變桿50的長度、直徑、形狀和/或硬度，用戶能夠極大地減少被傳遞到殼體80的振動。在一些構(gòu)造中，具有不同特性的桿50被一起采用，以對超過一個頻率的或跨一定頻率范圍的振動進行阻尼。例如，支撐盤60能夠被形成為在每隔一個桿位置處包括臺階。通過這種方式，每隔一個桿50將具有稍微不同的長度，并且因此將具有不同的自然頻率。不同的自然頻率將允許桿50對不同的振動進行阻尼。類似地，能夠改變桿50的直徑或形狀以實現(xiàn)類似的結(jié)果。
[0029]應注意，圖5示意了具有六極定子15和四極轉(zhuǎn)子75的開關(guān)磁阻馬達10。然而，本文所述的發(fā)明能夠應用于包括具有更多或更少極的定子、具有更多或更少極的轉(zhuǎn)子的馬達，或者開關(guān)磁阻馬達10之外的馬達。
【權(quán)利要求】
1.一種馬達，包括: 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子被支撐以繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)； 定子，所述定子包括磁芯； 第一端板，所述第一端板被定位在所述磁芯的第一端處； 第二端板，所述第二端板被定位在所述磁芯的第二端處，所述磁芯、所述第一端板和所述第二端板協(xié)作限定中心開口，所述轉(zhuǎn)子的至少一部分被設置在所述中心開口內(nèi)； 多個桿，每個桿被固定地附接至所述第一端板和所述第二端板，并且包括第一端和第二端，所述第一端平行于所述縱向軸線在遠離所述磁芯的方向上延伸超過所述第一端板，所述第二端平行于所述縱向軸線在遠離所述磁芯的方向上延伸超過所述第二端板； 第一支撐盤，所述第一支撐盤被聯(lián)接至所述多個桿中的每個桿的第一端，使得所述第一支撐盤與所述第一端板間隔開；和 第二支撐盤，所述第二支撐盤被聯(lián)接至所述多個桿中的每個桿的第二端，使得所述第二支撐盤與所述第二端板間隔開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達，其中，所述磁芯包括沿所述縱向軸線堆疊的多個疊片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達，其中，所述磁芯包括粉末金屬部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達，其中，所述磁芯包括多個狹槽，所述多個狹槽大致平行于所述縱向軸線沿著所述磁芯的外側(cè)部分延伸，并且其中，所述多個桿中的一個桿被至少部分地設置在所述多個狹槽中的每個狹槽中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達，其中，所述多個桿中的每個桿包括協(xié)作限定自然頻率的長度、橫截面形狀、橫截面面積和硬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的馬達，其中，每個桿的長度為沿著所述縱向軸線測量的所述磁芯的長度的1.1倍至2.5倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的馬達，其中，每個桿的長度、橫截面形狀、橫截面面積和硬度被選擇為使得:所述桿的自然頻率與所述磁芯的振動頻率不同，以對所述馬達的振動進行阻尼。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的馬達，其中，所述多個桿中的一個桿的長度與所述多個桿中的另一個桿的長度不同。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的馬達，其中，所述第一支撐盤包括多個孔口，所述孔口每個被設定尺寸，以接納所述桿中的一個桿，并且其中，所述第一支撐盤限定與所述孔口中的一個孔口相鄰的第一厚度和與所述孔口中的第二個孔口相鄰的第二厚度，所述第二厚度與所述第一厚度不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達，還包括外部殼體，所述外部殼體被定位用以支撐所述轉(zhuǎn)子和所述磁芯，所述外部殼體包括外壁、第一端部框架和第二端部框架。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的馬達，其中，所述第一支撐盤接合所述第一端部框架和所述外壁，并且所述第二支撐盤接合所述第二端部框架和所述外壁，以完全支撐所述磁芯。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的馬達，其中，所述第一支撐盤、所述第二支撐盤、所述第一端部框架、所述第二端部框架和所述外壁之間的連接是所述外部殼體和所述磁芯之間的唯獨的連接。
13.一種降低馬達的振動的方法，所述方法包括: 對轉(zhuǎn)子進行支撐，以繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子在第一端和第二端處被外部殼體支撐； 選擇多個桿中的每個桿，所述多個桿中的每個桿都具有限定每個桿的自然頻率的長度、橫截面形狀、橫截面面積和硬度，且每個桿被選擇為具有期望自然頻率； 將所述多個桿中的每個桿固定地聯(lián)接至定子的磁芯，使得每個桿的第一端延伸超過所述磁芯，并且每個桿的第二端延伸超過所述磁芯； 將第一支撐盤連接至所述桿中的每個桿的第一端； 將第二支撐盤連接至所述桿中的每個桿的第二端； 接合所述第一支撐盤、所述第二支撐盤和所述外部殼體，以支撐所述定子的所述磁芯；和 通過將所述多個桿中的每個桿的頻率調(diào)諧成與所述磁芯的振動頻率不同，對所述馬達的振動進行阻尼。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，將所述多個桿中的每個桿固定地聯(lián)接至所述定子的所述磁芯包括:將每個桿焊接至第一端板和第二端板，并將所述第一端板和所述第二端板附接至所述磁芯。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，選擇所述多個桿中的每個桿包括:選擇具有第一長度的第一桿，并且選擇具有第二長度的第二桿，所述第二長度與所述第一長度不同。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，將所述第一支撐盤連接至所述桿中的每個桿的第一端包括:在所述第一支撐盤具有第一厚度的區(qū)域中將所述第一桿連接至所述第一支撐盤，并在所述第一支撐盤具有第二厚度的區(qū)域中將所述第二桿連接至所述第一支撐盤，所述第二厚度與所述第一厚度不同。
17.一種馬達，包括: 殼體，所述殼體包括外壁、第一端部框架和第二端部框架； 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子被所述第一端部框架和所述第二端部框架支撐，以繞縱向軸向旋轉(zhuǎn)； 第一支撐盤，所述第一支撐盤被聯(lián)接至所述外壁和所述第一端部框架； 第二支撐盤，所述第二支撐盤被聯(lián)接至所述外壁和所述第二端部框架； 多個桿，每個桿具有在固定地附接至所述第一支撐盤的第一端和固定地附接至所述第二支撐盤的第二端之間測量的桿長度，所述外壁抑制所述第一支撐盤和所述第二支撐盤相對于所述縱向軸線的徑向運動，并且所述第一端部框架和所述第二端部框架協(xié)作抑制所述第一支撐盤、所述第二支撐盤和所述多個桿沿著所述縱向軸線的軸向運動；和 定子芯，所述定子芯圍繞所述轉(zhuǎn)子的一部分，并且所述定子芯具有在第一定子端部和第二定子端部之間測量的定子長度，所述桿長度是所述定子長度的約1.1倍至2.5倍，且所述第一定子端部和所述第二定子端部固定地附接至所述多個桿中的每個桿。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的馬達，其中，所述桿是所述定子芯與所述第一支撐盤、所述第二支撐盤以及所述外壁之間的唯獨的支撐連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的馬達，其中，所述多個桿中的一個桿具有第一桿長度，并且所述多個桿中的第二個桿具有第二桿長度，所述第二桿長度與所述第一桿長度不同。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的馬達，其中所述多個桿中的每個桿包括橫截面輪廓和厚度，并且所述橫截面輪廓、所述厚度和所述桿長度被選擇用以提供具有不同于所述定子芯 的頻率的期望自然頻率的桿。
【文檔編號】H02K5/24GK104205570SQ201380015978
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月30日
【發(fā)明者】鄭能安 申請人:雷勃電氣美國公司