電機(jī)的場結(jié)構(gòu)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)描述了一種電機(jī)的場結(jié)構(gòu)，該場結(jié)構(gòu)包括多個場槽，其中，場槽從場結(jié)構(gòu)的第一表面延伸到場結(jié)構(gòu)的主體中，并且其中，場槽包括大小被制成容納磁極組件的T形橫截面積，該磁體組件包括相應(yīng)的橫截面積。本發(fā)明專利技術(shù)還描述一種磁極組件，包括附接到載體的極片，其中，所述載體的至少一部分比極片寬，并且其中，所述載體包括大小被制成裝配到這種場結(jié)構(gòu)的T形場槽中的T形橫截面積。本發(fā)明專利技術(shù)還描述一種電機(jī)，包括電樞結(jié)構(gòu)和這種場結(jié)構(gòu)，以及被布置在所述場結(jié)構(gòu)的場槽中的多個這種磁極組件。本發(fā)明專利技術(shù)還描述一種在電機(jī)的場結(jié)構(gòu)中形成T形場槽的方法。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
電機(jī)的場結(jié)構(gòu)
本專利技術(shù)描述了一種電機(jī)的場結(jié)構(gòu)、磁極組件、電機(jī)以及在場結(jié)構(gòu)中形成T形場槽的方法。
技術(shù)介紹
永磁體通常用于諸如電動機(jī)或發(fā)電機(jī)的大型電機(jī)中。這種電機(jī)包括兩個基本組成部分，即，用于產(chǎn)生磁通量的場以及用于生成電動勢并用于傳送跨過該場的電流的電樞。電樞通常包括纏繞在定子上的導(dǎo)電線圈，場通常包括布置在轉(zhuǎn)子上的磁體。轉(zhuǎn)子可以圍繞定子，反之亦然，并且磁體和線圈跨過窄氣隙彼此面對。將永磁體裝載或安裝到電機(jī)的場（或“場結(jié)構(gòu)”）上的已確立的方法包括各種步驟，諸如，將各個永磁極封閉在外殼中，并且將永磁極膠粘到場（通常是轉(zhuǎn)子），將整個布置結(jié)構(gòu)纏繞在玻璃纖維帶中或?qū)⑵浒庠谡婵沾?，將樹脂泵入該袋中并且抽真空，以將永磁極加固到轉(zhuǎn)子主體。這些方法伴隨有各種問題，諸如將永磁體固定到場所帶來的巨大且因而費用高昂的工作量。例如，當(dāng)將磁體膠粘到場時，必須允許膠可以硬化或凝固，這增加了總的組裝時間。此外，如果永磁體出現(xiàn)故障，則必須移除和更換掉有缺陷的磁體，如果必須打開然后再次密封玻璃纖維或樹脂罩，這會出現(xiàn)困難，使得維護(hù)復(fù)雜并且執(zhí)行成本高。永磁極（可以為若干米長而且相當(dāng)重）通常在它們被安裝到場上之前就已經(jīng)被磁化。因此，這些永磁極能夠有力地吸引已經(jīng)在場上就位的具有相反極性的其它永磁體，或者吸引其它失去磁性的物體，諸如工具或緊固件。因此，在安裝過程中，永磁體存在相當(dāng)大的安全隱患。由于這些原因，永磁體的處理需要特殊的機(jī)械和工具以及非常嚴(yán)格的工作流程控制，以避免潛在的危險狀況。一種替代性方法包括首先將磁體裝載到場上然后再磁化磁體，這可以避免有危險的人工操作，但是成本會非常高，因而在實現(xiàn)時是不可行的。一種可能的方案包括將若干保持或抓握件布置到場的內(nèi)表面上，從而使得這些能夠?qū)⒋艠O保持就位。可以將保持件設(shè)計為允許從側(cè)面推進(jìn)磁極。保持件必須足夠堅固，以抵擋作用在永磁體上的強(qiáng)大磁力。這種設(shè)計因此存在若干缺點，諸如，需要將許多相當(dāng)堅固因而重的保持件附接到轉(zhuǎn)子表面，這增加了轉(zhuǎn)子的總重量。此外，保持件需要延伸超過磁體的上表面以便有效地將磁體保持就位，這可能需要較寬的氣隙。由于上述原因，將永磁體安裝到電機(jī)的場的現(xiàn)有技術(shù)方法危險且難以執(zhí)行，在維修期間存在問題或涉及成本高的機(jī)加工步驟。
技術(shù)實現(xiàn)思路
因此，本專利技術(shù)的一個目的是要提供一種將磁極固定在電機(jī)的場結(jié)構(gòu)上并克服上述問題的更好的方法。本專利技術(shù)這個目的是由權(quán)利要求1所述的場結(jié)構(gòu)、權(quán)利要求6所述的磁極組件、權(quán)利要求12所述的電機(jī)以及權(quán)利要求14所述的在場結(jié)構(gòu)中形成T形成場槽的方法實現(xiàn)的。根據(jù)本專利技術(shù)，電機(jī)的場結(jié)構(gòu)包括多個場槽，其中，場槽從場結(jié)構(gòu)的第一表面延伸到場結(jié)構(gòu)的主體中，并且其中，場槽包括大小被制成容納磁極組件的T形橫截面積，該磁體組件包括相應(yīng)的橫截面積。這里，無襯線(sans-serif)字體中的字母T應(yīng)該是直觀的。用語“橫截面積”應(yīng)被理解為沿與實質(zhì)上圓柱形的場的縱向軸線正交的方向穿過槽側(cè)向地（即沿槽的寬度）截取的橫截面的面積。根據(jù)本專利技術(shù)的具有T形槽的場結(jié)構(gòu)與已知的場結(jié)構(gòu)相比具有很多優(yōu)點。其中一個優(yōu)點是，T形槽的幾何形狀提供了有利的大的表面積，以與磁體組件的相應(yīng)表面積相作用，從而可以使磁體組件牢固地保持就位。此外，由于T形幾何形狀還允許與磁體組件的有利大小的公差，因此可以容易地將磁體組件插入T形槽中，或者在需要更換磁體組件時，從T形槽中移出磁體組件。根據(jù)本專利技術(shù)，磁極組件包括附接到載體的極片（或稱極芯，polepiece），其中，所述載體的至少一部分比極片寬，并且其中，所述載體包括一T形橫截面積，其大小被制成可裝配到根據(jù)本專利技術(shù)的場結(jié)構(gòu)的T形場槽中。這種簡單的T形橫截面形狀使得可以利用經(jīng)濟(jì)的部件，例如由鋼鐵制成的簡單矩形載體板，來構(gòu)造磁體組件。然后，參見橫截面，磁體的主體代表字母T中的“豎筆”，而較寬的載體板代表字母T的“橫筆”。由于這種載體板是容易獲得的標(biāo)準(zhǔn)化部件，因此可以特別經(jīng)濟(jì)地制造根據(jù)本專利技術(shù)的磁體組件。根據(jù)本專利技術(shù)，電機(jī)包括電樞結(jié)構(gòu)和根據(jù)本專利技術(shù)的場結(jié)構(gòu)，以及被布置在所述場結(jié)構(gòu)的場槽中的多個根據(jù)本專利技術(shù)的磁極組件。根據(jù)本專利技術(shù)，一種在電機(jī)的場結(jié)構(gòu)中形成T形場槽的方法包括如下步驟：沿場結(jié)構(gòu)的縱向長度移除槽寬度的場結(jié)構(gòu)的材料，以形成具有平面基部和傾斜的側(cè)面的溝部，其中，所述溝部的所述平面基部的寬度小于所述槽寬度；進(jìn)一步移除所述場結(jié)構(gòu)的材料，從而使得所述平面基部的寬度基本等于所述槽寬度；以及進(jìn)一步移除所述場結(jié)構(gòu)的材料，并且通過沿所述溝部的每個長邊形成側(cè)面凹陷延伸所述平面基部，從而使得所述平面基部的寬度寬于所述槽寬度。可以通過任何適當(dāng)?shù)倪^程（諸如銑削或磨制）來移除場結(jié)構(gòu)材料。在第二步驟中，其中平面基部的寬度形成為基本等于槽寬度，形成無襯線字體字母T的“豎筆”，其中此“豎筆”優(yōu)選基本垂直于所述平面基部。在第三步驟中，側(cè)面凹陷形成為從所述豎筆向外延伸并且給出無襯線字體字母T的“橫筆”。當(dāng)然，“豎筆”將相對寬，“橫筆”相對短，并且對字母T的任何涉及都僅是為了輔助描述。在以上列出的步驟中，銑削或磨制此T形形狀是相對經(jīng)濟(jì)的，這是因為槽和磁體組件之間一定程度的公差滿足需要并且因此不需要高度的精確度。此外，沿槽長度的公差波動不會降低槽的功能。為了這些原因，執(zhí)行根據(jù)本專利技術(shù)的方法很經(jīng)濟(jì)。本專利技術(shù)的尤其有利的實施例和特征由獨立權(quán)利要求給出，如下文的描述所示。在一類權(quán)利要求的上下文中描述的特征可以等同應(yīng)用于另一類權(quán)利要求。視情況可以結(jié)合不同類權(quán)利要求的特征，以獲得其它實施例。如上文所指出的，電機(jī)的場可以靜止或者可以轉(zhuǎn)動。然而，特別是在發(fā)電機(jī)中，線圈布置在定子上，而磁體布置在轉(zhuǎn)子上。因此，在不以任何方式限制本專利技術(shù)的情況下，在下文中可以互換使用術(shù)語“轉(zhuǎn)子”以及“場結(jié)構(gòu)”或“場”。轉(zhuǎn)子可以布置在定子內(nèi)部，反之亦然，從而使得磁體與線圈分離窄的氣隙。下面，可以假設(shè)轉(zhuǎn)子布置在定子周圍，即，在定子外側(cè)，并且磁體布置在轉(zhuǎn)子的內(nèi)部或內(nèi)凹面上。這種布置方式允許有利的大的發(fā)電機(jī)直徑和相關(guān)聯(lián)的高功率。為了簡化，在下文中，術(shù)語“磁極片”或“磁極”可以分別簡化稱為“極片”或“極”。此外，可以假設(shè)轉(zhuǎn)子具有大體圓柱形形狀，并且場槽基本上縱向地布置在轉(zhuǎn)子上，即，基本上平行于轉(zhuǎn)子的縱向軸線或轉(zhuǎn)動軸線。優(yōu)選地，為了有助于轉(zhuǎn)子和磁體組件的快速安裝或裝載，在本專利技術(shù)的優(yōu)選實施例中，轉(zhuǎn)子槽在轉(zhuǎn)子的第一表面或內(nèi)表面包括槽寬度（用布置在定子周圍的外轉(zhuǎn)子為例），該槽寬度至少與布置在轉(zhuǎn)子槽中的磁極組件的極片一樣寬，或者僅比磁極片稍寬。因此優(yōu)選地，T形轉(zhuǎn)子槽形成為在場槽和布置在場槽中的磁極組件主體之間提供至多5mm的間隙，更優(yōu)選至多2mm，最優(yōu)選至多0.5mm。槽和磁體組件之間的小間隙足以提供一定程度的公差并且在操作機(jī)器期間容納基部和/或幾片的熱膨脹，同時還使得磁體組件可以容易地插入槽或在需要時從槽中移出。當(dāng)然，對于磁極組件的不同部件或區(qū)域，間隙可以稍微變化。例如，基板的沿其露出的長邊緣的凹槽和上表面之間的間隙可以不同于磁極的縱向側(cè)面和轉(zhuǎn)子槽的長邊邊緣之間的間隙。在電機(jī)操作期間將磁體牢固地保持在槽中是非常重要的。因此，在本專利技術(shù)的另一優(yōu)選實施例中，場槽包括平面基部，該平面基部比槽寬度要寬至少該槽寬度的2%。由字母T的較長“橫筆”導(dǎo)致的寬度差異提供位于槽中的磁體組件的內(nèi)部槽表面和外表面之間的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種電機(jī)的場結(jié)構(gòu)（1，1’），所述場結(jié)構(gòu)（1，1’）包括多個場槽（2，2’），其中，一場槽（2，2’）從所述場結(jié)構(gòu)（1，1’）的第一表面（11）延伸到所述場結(jié)構(gòu)（1，1’）的主體中，且其中，一場槽（2，2’）包括大小被制成容納磁極組件（3）的T形橫截面積，所述磁體組件（3）包括相應(yīng)的橫截面積。

【技術(shù)特征摘要】
2011.08.01 EP 11176152.41.一種電機(jī)的場結(jié)構(gòu)（1，1’），所述場結(jié)構(gòu)（1，1’）包括多個場槽（2，2’），其中，一場槽（2，2’）從所述場結(jié)構(gòu)（1，1’）的第一表面（11）沿徑向方向延伸到所述場結(jié)構(gòu)（1，1’）的主體中，且其中，一場槽（2，2’）包括大小被制成容納磁極組件（3）的T形橫截面積，所述磁極組件（3）包括相應(yīng)的橫截面積，且其中，一場槽（2，2’）從所述場結(jié)構(gòu)（1，1’）的第一側(cè)（12）沿軸向方向朝向所述場結(jié)構(gòu)（1，1’）的第二側(cè)（13）延伸，其中，該場槽（2，2’）終止在與所述場結(jié)構(gòu)（1，1’）的所述第二側(cè)（13）相距...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：JK布思，U埃里克森，BN雅各布森，R尼爾森，
申請(專利權(quán))人：西門子公司，
類型：發(fā)明
國別省市：