專利名稱：特別用于驅(qū)動泵或通風設備的多相電動機的制作方法
^擁于,^1M設備的多相電動機
本發(fā)明涉及多相電動機，特別是在汽車行業(yè)中驅(qū)動泵或通風設備的應用。
在X4k領(lǐng)fe劃卩汽車領(lǐng)域，根據(jù)標y離擇用于驅(qū)動誠通風設備的多相電動機， 戶腐標準包括成本、性能和4頓壽命。性能方面主要評估效率和噪聲。為實現(xiàn)高 效率，需要安方捉夠體積的銅來限制焦耳熱能損耗，還要安放一段短磁路來M^ 鐵的損耗。為盡可能降低噪聲，可在電動機中尋求徑向力良好的平衡以及微小的 殘余力矩。電動機的成本不但和材料有關(guān)，而且和實現(xiàn)方式有關(guān)，特別重要的是 為審隨線圈繞組提出一1^圣濟的解決方案。
在電動機技術(shù)領(lǐng)域，如德國專利DE19905748所描述的電動機具有良好的徑向
力平衡，但這些電動機的結(jié)構(gòu)不育^3M:分別地纏繞線圈并將其插入定子中而提供
線圈繞組的簡易實現(xiàn)方式。事實上，對殘余力矩的控帝懦要在電動機里安放盡可 能寬的極板，并且應該M在特別狹窄的凹槽中插入銅絲來實5見線圈繞組。為了 方便制造線圈繞組，某些電動機具有由^ra件組成的定子，但是線圈繞組的簡 化不利于定子電路的實現(xiàn)，戶腿定子電路因組裝大量^^變得^t而變得昂貴。
在電動機技術(shù)領(lǐng)域，某些電動機能特別簡易地并且經(jīng)濟地在單部件定子上實 5見線圈繞組，同時保證只存在微小的殘余力矩。然而這些電動機在徑向力方面并 不完全平衡，在噪聲和軸承4OT，方面也暴露出缺陷。這種電動機在美國專利 權(quán)利要求US5880551中有所描述。
本發(fā)明目的是提出經(jīng)濟并且有力的解決方案，戶腿方案適用于大量生產(chǎn)，在 效率方面由于有銅的體積和短磁路，它具有特別好的性能；在噪聲方面依靠徑向 力的平衡以及微小的殘余力矩，它也具有特別好的性能。
因此，本發(fā)明涉及多相電動機，它由一個電子線圈繊的定子部分以及一個 具有N對徑向交替磁化極板的轉(zhuǎn)子組成，定子部分具有寬齒和從環(huán)形齒輪徑向延 伸的窄齒。寬齒承載線圈繞組，它的寬度大于或等于窄齒寬度的兩倍。在定子的內(nèi)直^J:觀懂的齒寬度大小，分別對寬齒和窄齒4頓有一定值的力矩，它具有消 除電動機殘余力矩的特性。定子具有恒定矩^^面的用于繞線的齒，其形狀使得 能夠在寬齒周圍引入齡線圈，所述線圈在定子之外分別地制造。因此，凹槽的 寬度大于窄齒的寬度，以便可以接受線圈繞組，，寬度在定子的內(nèi)直纟處測量。
遞il閱讀說明并參考附圖可以更好的理解本發(fā)明-
-圖i示出根據(jù)本發(fā)明的電動機的itm面圖。電動機具有一個定子(1)以及
一個轉(zhuǎn)子(2)，所述定子具有6個寬齒(11至16)和6個窄齒(17至22)，所述
轉(zhuǎn)子具有N對徑向交替磁化的極板(A1至A10)，
-圖2示出t離現(xiàn)有技術(shù)的電動機的橫截面圖，定子具有6個極板(51至56)， -圖3示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電動機的橫截面圖，定子具有12個極板(71至82)， -圖4示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電動機的橫截面圖，定子具有6個寬極板(Pl至
P6)和6個窄極板(P7至P12)，
-圖5示出一個圖表，分別針對6齒定子和12齒定子示出安±咅-匝數(shù)的力矩常
量隨齒寬度的變化情況，
-圖6示出一個曲線圖，顯示出殘余力矩隨6齒定子齒寬度的變化情況，
-圖7a示出根據(jù)本發(fā)明的電動機的橫截面圖，寬齒和窄齒之間的寬度比特別
大，
-圖7b示出根據(jù)本發(fā)明的電動機的t纖面圖，定子(1)在其外表面上具有6 ^M斗槽口 (101至106)，它們分 線圈之間，
-圖8示出根據(jù)本發(fā)明的電動機的纟織面圖，定子(1)具有3個寬齒(111 至113)和9個窄齒(117至125)，
-圖9示出根據(jù)本發(fā)明的電動機的織面圖，定子(1)具有3個寬齒(m 至113)和6個窄齒(126至131)。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電動機，如圖2和圖3所示，M^可能大地加寬定子極板 (51至56及71至82)會巨獲衞艮低的殘余力矩，留下微小寬度的凹槽來引A^圈 繞組線。這使線圈繞組(61至66及91至96)的實現(xiàn)變得復雜，難以自動化生產(chǎn)，而且沒有很理想的填充效率。對于6齒定子是這樣，對于12齒定子則更為嚴重。 然而，如圖5所示，12齒定子有個明顯的性能優(yōu)勢，它的安培-匝數(shù)力矩常難加 了 30%以上。
在如圖4戶標的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電動機中，窄極板(P7至P12)被弓l入寬極 板(Pl至P6)之間的定子結(jié)構(gòu)中。這會辦有效地利用墻大的每安培-匝數(shù)力矩而 不損耗銅的體積。但是定子極板仍然幾乎占據(jù)了定子內(nèi)圓周的全部而只留下微小 寬度的凹槽來引入線圈繞組線。正是定子內(nèi)圓周的準連續(xù)性使電動機獲得微小的 殘余力矩。
如圖6示出，和傳統(tǒng)j頓的相反，狹窄的定子極板也能謝織小的殘余力矩。 事實上，如圖戶標，殘余力矩隨6齒定子齒寬度的變化曲線圖中，有2個齒寬度 值^t應的殘余力矩為0。因此可以為電動機確定2個獲ffM小的殘余力矩的齒寬 度值。這2個齒寬度值一方面對應相對較寬的齒，另一方面對應寬度比前者小一 半的齒。
根據(jù)本發(fā)明的電動機，如

圖1所示，重新考慮12齒結(jié)構(gòu)，它肖嫩保i疏佳的 力矩常量并在定子(1)上使用寬齒(11至16)和窄齒(17至22)， M^t也 選擇極板寬度會獬保證很微小的殘余力矩，寬齒和窄齒寬度之比為2.2。
線圈繞組(41至46)布置于寬齒(11至16)的周圍，這肖^使電動機獲得 最大的每安培-匝數(shù)的力矩。事實上，這一每安i咅-匝數(shù)的力矩實際上隨被繞線的齒 的寬度(31)變化而變化，而受非繞線齒寬度(33)的影頓艮小，只要后者不飽 和。
對于非繞線齒4頓窄極板育辦給線圈繞組的走線Jli共較寬的凹槽。這一凹槽 的寬度(32)大于窄齒的寬度(33)。定子這Ht殊的幾何微育嫩分開地實臓 圈繞組(41至46)，然后將其駄定子寬齒(11至16)的周圍。這樣，線圈全絮且 的長度和銅的體積得到優(yōu)化，并且線圈能夠和齒的極MM使磁通泄漏降到最 小。
定子(1)最好在線圈(41至46)之間具有孔(47a至47f)以便使在支撐物 上的固定部件艦，例如螺釘或鉚釘。定子的幾何微育嫩使這些孔(47a至47e) 被布置在線圈夕卜直徑以內(nèi)，這可以用于組裝電動機而不需要外接管。這能夠M^、部件數(shù)量并改M量和^R，定子(l)的直徑成為電動機的夕卜直徑。
圖7a標的電動機示出了本發(fā)明雌的實施例。寬齒(11至16)和窄齒(17 至22)的寬度比大于4，這旨雜增大線圈繞組銅的截面積并降低齒與齒之間漏磁 率。
圖7b示出了本發(fā)明雌的實施例。電動機柳蹄U之一是其發(fā)熱，改良其和外 界熱交換表面就特別重要。因此，定子在其外表面具有斜槽口，所逸斜槽口能夠 顯著地增大其和外界熱交換的面積。這些斜槽口并不干擾磁場線的軌跡，因為每 個繞線極板產(chǎn)生的M靠相鄰的2個極板閉合。
圖1和圖7示出的根據(jù)本發(fā)明的電動機，在有電流或無電流情況下在徑向力 方面都能很好的平衡，因為它具有良好的軸對稱性。由于成本的原因，最好在某 些應用中減少線圈的數(shù)量。這樣，只有兩個寬齒中的一個被繞線，因而在線圈接 通電流時會存在徑向力。
圖8和圖9示出了只用3個線圈的實施例，但是定子結(jié)構(gòu)始終保證電動mil 微小的殘余力矩。
如圖8和圖9所示的電動機具有9個窄齒(117至125)和3個寬齒(111至 113)，承載3個線圈繞組(114至116)。在這里非繞線寬齒轉(zhuǎn) 窄齒，這會嫩增 ^^線寬齒和相鄰齒間的夾角(140)。
如圖9所示的電動機具有6個窄齒(126至131)和3個寬齒(111至113)， 承〈載3個線圈纟^^且(114至116)。在這種情況下，非纟纖寬齒被去掉了。像前一種 情況一樣，這育,增^線齒和相鄰齒的夾角(140)并能釋放更多空間(151至 153)，例如能鋭垂入位磁傳驗來配合軒(2)工作。
權(quán)利要求
1. 一種多相電動機，由利用電子線圈(41至46)激勵的定子部分(1)以及具有N對徑向交替磁化極板的轉(zhuǎn)子(2)組成，所述定子部分(1)具有寬齒(11至16)和從環(huán)形齒冠(10)徑向延伸的窄齒(17至22)，其特征在于所述線圈繞組布置在所述寬齒周圍，所述寬齒的寬度(31)大于或等于所述窄齒寬度(33)的兩倍，凹槽(32)的寬度大于所述窄齒的寬度(33)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的多相電動機，其特征在于，戶，線圈繞組布置在戶，寬 齒周圍，戶腿寬齒的寬度(31)基本上是戶腿窄齒寬度(33)的兩倍，并且所述 凹槽(32)的寬度大于戶，窄齒的寬度(33)。
3. —種多相電動機，由利用電子線圈(41至46)激勵的定子部分(1)以及 具有N對徑向交替磁化極板的轉(zhuǎn)子(2)組成，定^分(1)具有寬齒(11至16)和從環(huán)形齒冠(io)徑向延伸的窄齒(17至22)， ^tt征在于，戶;f^圈繞組布置在戶皿寬齒周圍，所述寬齒的寬度(31)和所述窄齒的寬度(33)之比介于2 和8之間，并且凹槽(32)的寬度大于所述窄齒的寬度(33)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的多相電動機，其特征在于，所，圈繞組布置舒，寬 齒周圍，所述寬齒的寬度(31)和所述窄齒的寬度(33)之比介于4和5之間， 并且戶皿凹槽(32)的寬度大于所述窄齒的寬度(33)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4至少之一的多相電動機，辦征在于，戶脫定子(1) 具有相^M的寬齒和窄齒。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4至少之一的多相電動機，其特征在于，戶脫定子(1) 具有的窄齒的數(shù)目是寬齒數(shù)目的倍數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3的多相電動機，其特征在于，所述定子(1)在每 個寬齒上都具有線圈繞組。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3的多相電動l幾，其特征在于，所述定子(1)每隔 一個寬齒具有線圈繞組。
9. 根據(jù)±3^權(quán)利要求任意一個的三相電動機，期寺征在于，針被繞線的齒 在橫截面上具有基杯變的梯麟面。
10. 根據(jù)J^權(quán)利要求任意一個的三相電動機，期寺征在于，戶鵬線圈分開地繞線，然后插入戶;M定子里。
11. 根據(jù)戰(zhàn)權(quán)利要求任意一個的多相電動機，期寺征在于，極靴的前端位于戶;f3^圈內(nèi)正面的平面內(nèi)。
12. 根據(jù)Jl^權(quán)利要求任意一個的多相電動機，^f寺征在于，具有和戶腐轉(zhuǎn)子 一虹作的隨檢測元件。
13. 根據(jù)，權(quán)利要求任意一個的多相電動機，其特征在于，戶，定子(1) 具有固定孔(47a至47e)，布置在小于戶7M^圈繳砂卜直徑的直徑以內(nèi)。
14. 根據(jù)戰(zhàn)權(quán)利要求任意一個的多相電動機，其特征在于，戶腿定子(1) 在其外表面上具有斜槽口 (101至106)，分布:&^M^圈之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及多相電動機，特別是在汽車行業(yè)中應用于驅(qū)動泵或通風設備，它由一個電子線圈(41至46)激勵的定子部分(1)以及具有N對徑向交替磁化極板的轉(zhuǎn)子(2)組成，定子部分(1)具有寬齒(11至16)和從環(huán)形齒冠(10)徑向延伸的窄齒(17至22)。寬齒承載線圈繞組，寬齒到窄齒的距離大于窄齒的寬度。
文檔編號H02K21/16GK101427447SQ200780011640
公開日2009年5月6日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者D·普魯達姆 申請人:移動磁體技術(shù)公司(Mmt)