專利名稱：電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低速電機(jī)，如權(quán)利要求1前序部分所述的電動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)或組合的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)。
由于能量供應(yīng)和能量費(fèi)用問(wèn)題的存在，對(duì)節(jié)能的要求逐步增長(zhǎng)。這尤其體現(xiàn)在應(yīng)用于由電池供電的車輛或其他用途的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。為了減少對(duì)電池容量的要求，擴(kuò)大運(yùn)作范圍或由電池輸出供電的電源的應(yīng)用，就要盡量達(dá)到高效率。
在某些情況下，對(duì)空間節(jié)省的需要也是一個(gè)關(guān)鍵因素。
發(fā)明目的本發(fā)明的主要目的在于創(chuàng)造一種改良的電機(jī)，尤其是指一種電動(dòng)機(jī)，與有相似用途的以前的電機(jī)相比更加節(jié)能和節(jié)省空間。一般地，本發(fā)明的目的在于創(chuàng)造一種有效產(chǎn)生能量的電機(jī)，能夠與現(xiàn)有的用于工業(yè)用途的同步電機(jī)相競(jìng)爭(zhēng)，但同時(shí)該電機(jī)也適用于只通過(guò)電池供電來(lái)運(yùn)作車輛和其他設(shè)備，而沒有其他持續(xù)能量供應(yīng)的情況。
為了避免引入傳動(dòng)裝置，提供一種適用于用電子驅(qū)動(dòng)控制的低速電機(jī)顯得尤為重要，而且這種電機(jī)要能夠根據(jù)用途在較寬限度內(nèi)依比例決定其大小，以及要能夠使用不同尺寸的相同部件。
本發(fā)明的與特定使用領(lǐng)域相關(guān)聯(lián)的其他目的具體體現(xiàn)在以下所述的發(fā)明中。本發(fā)明本發(fā)明被描述于權(quán)利要求1中。
這種電機(jī)已證明適用作如車輛、推力推進(jìn)器和絞盤的電動(dòng)機(jī)。它能制造成不同的尺寸大小。在一定尺寸范圍內(nèi)，相同元件可作不同用途，如粉末鐵心，磁體，磁體的鐵軛，線圈以及粉末鐵心的塑料框架。這種元件的標(biāo)準(zhǔn)化有利于降低制造費(fèi)用。
權(quán)利要求2-4所述本發(fā)明的特別有益而非必要的特點(diǎn)。
基于本發(fā)明可以制造出相適應(yīng)的電機(jī)，尤其是用作電動(dòng)機(jī)來(lái)用于不同用途，如輪椅及其他車輛的供能，輪船的動(dòng)力推進(jìn)器，絞盤和要求低速旋轉(zhuǎn)的應(yīng)用的提供動(dòng)力。不再需要傳動(dòng)裝置，相應(yīng)的動(dòng)力單元的費(fèi)用也會(huì)隨之降低?；谒淼碾娮涌刂瓶梢詫?shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)控制和從電動(dòng)機(jī)到發(fā)電機(jī)應(yīng)用的組合用途中轉(zhuǎn)換，這種組合多數(shù)情況下能被合并到電機(jī)的機(jī)架中。
在電動(dòng)機(jī)應(yīng)用方面，基于本發(fā)明的電機(jī)有下述優(yōu)點(diǎn)-運(yùn)作的低振動(dòng)和由之帶來(lái)的低噪聲；-高起動(dòng)扭矩；-高效率，尤其是使用疊片鐵心；-設(shè)計(jì)的高度靈活性，尤其是關(guān)于主要部件的尺寸；-易于提供雙定子及多定子，因而易于依比例決定其大??；-基于標(biāo)準(zhǔn)部件，尤其是粉末鐵心，磁體，鐵軛，線圈及線圈形狀。
本發(fā)明在有關(guān)軸向場(chǎng)將體現(xiàn)最大優(yōu)勢(shì)，如軸向磁化；但同樣可以用于徑向場(chǎng)，這時(shí)容易裝、卸尤為重要。
下述實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說(shuō)明。


圖1所示為一實(shí)施例的軸向截面，該電動(dòng)機(jī)用于車輛整個(gè)轉(zhuǎn)輪的緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，該實(shí)施例電動(dòng)機(jī)可以用于輪椅，卡車及作其他交通用途。
圖2所示為有鐵粉末鐵心的定子線圈的示意圖。
圖3所示為圖2線圈的圖表。
圖1所示的電機(jī)為一適合為車輛供能的電動(dòng)機(jī)，比如輪椅，卡車及其它帶輪的傳送機(jī)。該電機(jī)可以周期性地作為發(fā)電機(jī)使用，如制動(dòng)。該電動(dòng)機(jī)包括一軸11，該軸通過(guò)帶一鍵槽13和一鍵14的內(nèi)部逐漸縮減的末端12由一承載臂15或相應(yīng)的支架支承在車輛上。由帶墊圈17的螺母16提供鎖定。
該軸11帶有一定子部分18和一轉(zhuǎn)動(dòng)部分，兩者均由多個(gè)部件構(gòu)成。定子部分18包括一在軸上收縮且?guī)б粡较蛑行耐咕?0的輪轂19，該凸緣進(jìn)入和攜帶一延伸到承載臂15的圓柱狀定子軸襯21，但在承載臂的軸向距離上終止。該定子軸襯21有一塑膠組件22，該組件嵌有散布在周圍的線圈23。在所示的實(shí)施例中，有18個(gè)間隔的定子線圈23。該定子線圈在其半徑截面上，為矩形外形以配合下述的轉(zhuǎn)子部分。以下也將進(jìn)一步做定子線圈的詳細(xì)說(shuō)明。
該實(shí)施例提供一內(nèi)部環(huán)形盤24和一外部環(huán)形盤25，承載該轉(zhuǎn)子和一轉(zhuǎn)輪，該外盤與通常為圓柱形的輪圈26結(jié)合在一起，而內(nèi)盤亦與之結(jié)合。
該內(nèi)盤24由帶一軸承28的軸承機(jī)架27承載，該軸承裝在軸11上，靠近承載臂15，內(nèi)盤24的周圍通過(guò)螺絲釘30與輪圈26的凸緣29連接在一起。
該外盤25安裝在輪轂19的末端，通過(guò)螺絲釘31連接到中心機(jī)殼32，該機(jī)殼在軸11的末端也有一軸承33的機(jī)架。輪圈26的外部末端有另一個(gè)凸緣34，它與內(nèi)部凸緣29一起為輪胎(圖中未有所示)或另外的輪軌提供空間。為適應(yīng)管閥的需要，該輪圈26有一與外部凸緣34鄰接的開孔35。
該盤24和盤25起電動(dòng)機(jī)機(jī)架和轉(zhuǎn)子承載的作用，二者均有一套轉(zhuǎn)子段或磁體36。該磁體36，在所示的實(shí)施例中每邊都有38個(gè)，可由已知的永磁材料制成。它們裝在一鐵環(huán)37上，并分別在外部通過(guò)螺絲釘38安裝在盤24和盤25上。重要的一點(diǎn)是磁體的數(shù)量要不同于線圈的鐵元件之間的槽的數(shù)量。
在磁體36和定子組件22之間，呈現(xiàn)出一氣隙A。該氣隙是永久的，部分原因是由于軸承33的外部設(shè)計(jì)，從而提供了高穩(wěn)定性。
為了說(shuō)明到線圈23的電力電纜(圖中未有所示)，軸11有一通過(guò)一傾斜鉆孔40的軸向鉆孔39，該傾斜鉆孔與內(nèi)部定子軸襯的一空間41相通。一通過(guò)軸上的延續(xù)鉆孔與軸末端的空間42相通，該延續(xù)鉆孔可容納部分電子功率控制電路。
在定子軸襯21之內(nèi)的空間41也能容納控制電路的部件，在盤24和盤25之間的自由空間可以配置一制動(dòng)裝置，用作特定用途，如用于車輛。
圖2所示為圖1中軸向電機(jī)線圈的示意圖，圖中帶有三個(gè)兩套定子線圈，該配套定子線圈為23A，23B，23C及23A’，23B’，23C’。這些配套定子線圈安裝在由疊片或鐵粉制成的鐵芯45上。安裝線圈被分散配置而且不在槽中。每套線圈附有帶一可互換配置的自由鐵芯的三個(gè)鐵芯。這樣就有36個(gè)鐵芯45。
一般地，槽的數(shù)量和磁極的數(shù)量遵循下列等式|s-p|＝2×m；s＝12×n×m。
n和m為自然數(shù)，每一相作2×m個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)連接的這樣的組。
該套線圈可作如圖中所示的串聯(lián)連接或并聯(lián)連接，無(wú)論串聯(lián)或并聯(lián)都可由三相饋電(RST)。
帶鐵粉的實(shí)施例比疊片制成的相應(yīng)元件的功率低，但功率對(duì)一些使用時(shí)間有限的設(shè)備來(lái)說(shuō)并不是必需，另一方面，它卻能充分降低運(yùn)作成本。
在鐵芯45上的定子線圈23鑄造成一塑膠部件或定子組件22(圖1)。
圖3所示為圖2線圈的線圈圖表，每相都有一套線圈，末端預(yù)備了串聯(lián)或并聯(lián)連接。圖中n＝3，m＝1。
修改方案常規(guī)疊片形狀的鐵芯也可被利用，這樣提供了高功率但也帶來(lái)高成本。用途和實(shí)際利用決定了哪一種方法為最佳，使用和設(shè)計(jì)可以根據(jù)不同需要作出調(diào)整。在一個(gè)實(shí)施例中，帶外部輪圈26的盤24和盤25可被加到承載上，同時(shí)軸11連接到將旋轉(zhuǎn)的單元上。
權(quán)利要求
1.一種低速電機(jī)，如電動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)或組合的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)，由一套疊片或擠壓鐵粉的鐵芯(45)上的環(huán)形線圈(23)和一套相應(yīng)的環(huán)形永磁體(36)所構(gòu)成，尤其是一正弦電壓的永磁同步電機(jī)(PMSM)，其特征在于-線圈是集中在槽里而不是散布在槽里，-繞組鐵心(45)和沒有線圈的鐵芯(46)交互配置，每?jī)蓚€(gè)鐵芯具有一個(gè)線圈，鐵心間的槽或間隔的數(shù)量與磁極的數(shù)量不同，槽的數(shù)量和磁極的數(shù)量遵循下列等式|s-p|＝2×m；s＝12×n×m。n和m為自然數(shù)，為三相電壓所設(shè)計(jì)的該電機(jī)，相鄰線圈以串聯(lián)連接，每相有2×m組，可以串聯(lián)或并聯(lián)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)，有一軸向磁場(chǎng)，其特征在于并排配置兩個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子，以創(chuàng)造多個(gè)氣隙。
3.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)，有固定的定子線圈，其特征在于-定子線圈(23)由一管狀承載體(21)承載，-定子線圈(23)結(jié)合在一非導(dǎo)電材料的圓柱狀承載物中，-磁性元件(36)附著在兩個(gè)對(duì)稱配置的環(huán)形陣列中。
4.如權(quán)利要求3所述的電機(jī)，其特征在于磁性元件(36)的環(huán)形陣列附著在一對(duì)環(huán)形盤(24、25)上，在環(huán)形盤(24、25)之間承載著輪圈(26)，管狀定子載體(21)附著在固定的承載軸(11)上。
全文摘要
一種低速電機(jī),如電動(dòng)機(jī),發(fā)電機(jī)或組合的電動(dòng)－發(fā)電機(jī),由一套環(huán)形線圈(23),一套相應(yīng)的環(huán)形永磁體(36),尤其是一正弦電壓的永磁同步電機(jī)(PMSM)所構(gòu)成,該環(huán)形線圈在疊片或擠壓鐵粉的鐵芯(45)上。在槽里的線圈是集中分布而不是分散分布;繞組鐵心(45)和沒有線圈的鐵芯(46)交互配置,每?jī)蓚€(gè)鐵芯具有一個(gè)線圈,鐵心間的槽或間隔的數(shù)量與磁極的數(shù)量不同,槽的數(shù)量和磁極的數(shù)量遵循下列等式:|s－p|=2×m;s=12×n×m。n和m為自然數(shù),為三相電壓所設(shè)計(jì)的該電機(jī),相鄰線圈以串聯(lián)連接,每相有2×m組,可以串聯(lián)或并聯(lián)連接。該電動(dòng)機(jī)可被用作車輛轉(zhuǎn)輪電動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)H02K21/12GK1352820SQ00808067
公開日2002年6月5日 申請(qǐng)日期2000年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月25日
發(fā)明者比約恩·克里斯托弗森 申請(qǐng)人:智能發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合股份有限公司