[发明专利]电子换向转子电动机的定子

说明书

本发明涉及带有权利要求1前序部分指出的特征的电子换向转子电动机的定子。

背景技术

已知所述类型的电子换向转子电动机的定子一般与用空气隙隔开的转子结合。所谓转子电动机是指用直流运行的直流电机。在这里，该直流电机有一个不动的部分，定子，和一个支承得可旋转的部分，转子。直流电动机不仅可以做成内转子电动机，还可以做成外转子电动机。在内转子电动机中，转子在定子内部旋转，反之外转子电动机带有一个包围定子而旋转的转子。

电子换向转子电动机(EC-电动机)的工作原理基于设有永久磁铁的转子和一个设有电子交换控制装置的定子。该电子控制装置通过传感器，特别是霍尔传感器求出转子的各个位置并与此相应地切换定子绕组中的电磁场。由此造成的作用通过避免滑动损耗而起作用，以便明显地提高系统效率。这时，定子绕组处于圆形的和彼此隔开的磁极的接纳区域中，在给定情况下在其向着空气隙的自由端设有磁极分叉。

然而，在电子换向转子电动机上，结构决定的并被称为制动力矩的现象成为问题。这里在由于从定子磁极向磁极凹槽交替时空气隙的改变，对于转子的永久磁铁发生磁阻的变化，并从而使作用在转子上的力发生变化。制动力矩导致转矩颤动，使电动机运行不平稳，特别是在转数小时，以及导致在电动机断电后转子只会在确定的位置上占据其静止位置。制动力矩尤其出现具有定子中的永久磁铁和由板材制成的刻有凹槽的转子电机中，或相反出现在具有刻有凹槽的定子和带有永久磁铁的转子的电机中。在不仅定子中而且在转子中刻有凹槽的电机上，运行时同样出现制动力矩。

发明内容

与之相比，按照本发明的带有权利要求1所述特征的电子换向转子电动机的定子具有这样的优点，提出一种涉及各制动力矩的电动机基本布置(Grundordnung)，可以减少现有的转子相对于定子的制动倾向。这时，该磁极在各磁极分叉上设有至少一个附加凹槽，以便形成磁极附加分叉。为了减少制动力矩而设置的凹槽切口或者磁铁边缘斜度，尽管引起磁通损失，但可以因此而缩小。该斜度，或更确切地说设定的倾斜角度，例如在制动力矩基本安排加倍时减半，因而明显减少。最后通过减少倾斜角度而降低由此产生的磁通损失，其中可以允许通过该附加凹槽引起的，然而比较小的磁通损失。比较理想的是所建议的附加凹槽在减少的斜度引起的磁通增益明显地大于气隙补充引起的磁通损失的情况的电机中应用。该磁通增益这样可用，以致于电动机的体积可以缩小或者相应的工作电流可以降低。

有利的扩展在从属权利要求的特征中给出。

在本发明一个有利的配置中设想，每一个磁极分叉设置一个形成绕组空间的分叉凹槽。借助于每一个磁极的相应叉凹槽，可以达到每个凹槽容积相对较高的相绕组的导线横截面积。由此造成的凹槽填充系数的增大，最后导致功率密度的改善以及转子电动机效率的改善。

在本发明的另一个有利的配置中设想每个磁极分叉设置两个附加凹槽，从而给出双倍的附加磁极分叉。以此可以在减少制动倾的意义上进一步提高制动力矩量级并以此进行优化。结果可以减少凹槽切口和/或磁铁边缘的斜度，或更确切地说倾斜角度，以此可以进一步减小磁通损失。

在本发明一个推荐的配置中，设想各附加凹槽的宽度对应于所述凹槽的宽度来确定尺寸，以便通过使用同一工具来形成凹槽和附加凹槽，可以达到制造的协同。

在本发明另一个推荐的设计方案中设想，各附加凹槽的宽度对应于凹槽的宽度加上±15％的容差来确定尺寸。在由此给出的容差带中，在电动机平衡的旋转时可以达到制动力矩起作用的(rastmomentwirksame)工作方式。

按照本发明一个有利的设计方案设想，各附加凹槽的深度符合下列条件

*空气隙

其中空气隙用磁极分叉或更确切地说附加磁极分叉和与磁极隔开的转子之间的距离定义。附加凹槽这个尺寸的确定有助于对所描述的解决方案的制动力矩作用的工作方式的补充。所谓上述条件是指数值范围(Werteskala)的描述它的单个数值为确定附加凹槽深度尺寸已被证明是特别有效的。

按照本发明另一个有利的设计方案设想，设置12个磁极以及24个用相绕组填充的凹槽。在此涉及转矩、转速和旋转运行处于平衡的情形下的推荐的结构形式和其相应的配置。另外，在基本机器的意义上最好设置两个磁极以及四个用相绕组填充的凹槽。这里每个最小的满足可分性条件的并能起作用的装置称为基本机器。