CN118830180A - 用于制造用于转子的转子绑带的方法以及转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造用于电机的转子的转子绑带的方法，所述方法包括步骤：‑将复合材料卷绕到载体上以用于成形和产生转子绑带；‑将可磁化的材料施加到所述复合材料上，以便在所述复合材料上产生可磁化的层。

Description

用于制造用于转子的转子绑带的方法以及转子

技术领域

本发明涉及一种用于制造用于电机的转子的转子绑带的方法以及一种转子。

背景技术

由现有技术已知，例如参见US2014/0117742A1，电机的转子配备有所谓的转子绑带，以便例如提高其转速稳定性。这种绑带安放在转子叠片组上并且因此安放在电机的磁性气隙中。在使用导电材料时，由于磁通变化而会产生具有相应的电流热损失的涡流。出于该原因，优选的是具有尽可能低的电导率的材料、例如纤维复合材料。此外，这种材料的特征在于其高的机械强度。问题在于，其应用导致增大的磁有效气隙。

发明内容

因此，本发明的任务是，提出一种用于制造转子绑带的方法以及一种转子，其中，应进一步改进和优化已知的方案和方法。

该任务通过根据权利要求1的方法以及通过根据权利要求11的转子来解决。另外的优点和特征由从属权利要求以及说明书和附图得出。

根据本发明，一种用于制造用于电机的转子的转子绑带的方法包括步骤：

- 将复合材料卷绕到载体上以用于成形和产生转子绑带；

- 将可磁化的材料施加到所述复合材料上，以在所述复合材料上产生一个、优选多个可磁化的层。

复合材料包括基础材料、优选纤维材料以及基质材料。例如条形或幅材形的复合材料被卷绕到载体上以成形和产生转子绑带。在此对于卷绕方案没有限制。重要的是，将可磁化的材料施加到复合材料上，以在复合材料上产生至少一个可磁化的层。因此适宜的是，可以产生如下转子绑带，所述转子绑带具有一个或多个可磁化的层，无论是沿径向方向和/或沿轴向方向（关于转子轴线）。这种层在此适宜地由可磁化的材料形成或成形。可磁化的材料当前不是复合材料的（组成）部分，而是形成单独的分离的区段或区域，参见上述层。沿转子轴线的径向看，可以设置或产生多个这种可磁化的层。此外，沿着转子轴线、即沿着轴向方向产生多个这种可磁化的层。优选地，可磁化的层在轴向方向上不是贯穿地构造，而是例如仅仅局部地构造，从而能够有效地防止漏磁通的产生。

适宜地，这样制造的转子绑带具有>1的导磁率。因此能够部分地补偿转子绑带的附加的空间需求。通过如所提出那样制造的转子绑带，相应的电机的磁通损失小于在不导磁的绑带中的磁通损失。在不导磁的转子绑带中，转子的激励必须相应地提高，由此出现较高的旋转质量（提高磁体质量）并且绑带必须相应地更厚地实施。导磁的转子绑带由此可以减少旋转质量并且由此更薄地设计。此外，通过减少磁体材料的使用，可以降低相应转子的成本。已经发现，在径向方向上的磁通量在将可磁化的材料施加到复合材料上以用于产生可磁化的层时明显高于在将可磁化的材料直接混入基质材料时。

根据一个实施方式，纤维材料是一个或多个纤维束或一个或多个纤维条。优选的纤维材料是玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维，其中，这种列举不应理解为穷举。根据优选的实施方式，基质材料是树脂。典型地，在此使用热塑性塑料或热固性塑料。

根据一个实施方式，复合材料是预浸材料。所谓的“预浸”是用反应树脂预浸渍的纺织的纤维基质半成品。

备选地，该方法包括步骤：

- 提供基础材料、尤其是纤维材料；

- 将基质材料施加到所述基础材料上以用于产生所述复合材料。

因此首先在该实施方式中提供“干燥的”纤维材料，所述纤维材料还必须用基质材料浸渍。

根据一个实施方式，载体是电机的旋转芯轴或转子。适宜地，转子绑带因此可以单独地制造并且事后布置在转子上、尤其是转子的叠片组上。备选地，转子绑带也可以直接在转子上或在转子叠片组上产生。

根据一个实施方式，转子绑带具有如下长度，该长度沿着转子轴线看基本上相应于转子或其叠片组的长度。备选地，转子绑带也可以由多个单个节段形成，这些节段沿着转子轴线布置在转子或叠片组上。

可磁化的材料根据一个实施方式包括至少一种以下组成部分或由至少一种以下组成部分组成：铁、石墨、磷、镍、铁磷合金、铁镍合金、钼。

根据一个实施方式，材料作为粉末存在或者作为粉末施加。备选地，可磁化的材料可以呈金属板或金属条的形式存在。这些金属板或金属条适宜地尽可能薄地构造。优选地，这些金属板或金属条的厚度小于0.8 mm，尤其小于0.5 mm。

根据优选的实施方式，基础材料是纤维束。适宜地，该方法包括步骤：

- 撑开纤维束；

- 用基质材料浸渍所述纤维束；

- 施加所述可磁化的材料。

根据一个实施方式，在施加可磁化的材料的时间点，基质材料还没有硬化。因此适宜地将可磁化的材料嵌入到复合材料中。由此也实现的是，可以产生非常薄的转子绑带。为了撑开纤维束，使用合适的装置或撑开站。这种装置在湿式卷绕技术（也称为：长丝卷绕）的领域中是已知的。适宜的是，这种装置例如具有梳状的器件，这些器件被设计用于撑开纤维束或纤维条。纤维条或纤维束首先具有起始宽度和起始厚度并且在撑开之后被撑开成具有较大带宽度和较大厚度的带状纤维条。适宜地，纤维束/纤维条尽可能地撑开。层的层厚度应尽可能薄，使得能够实现尽可能高的粉末体积含量。

根据一个优选的实施方式，通过上述的浸渍实现基质材料的施加。在此，纤维束例如通过合适的浸湿池运输。

根据一个实施方式，该方法包括步骤：

- 通过涂覆、尤其通过浸渍/浸湿、喷涂或涂绘来施加所述可磁化的材料。

如已经提到的，可磁化的材料根据一个实施方式粉末状地存在。这种粉末例如可以通过浸渍/浸湿或喷涂来施加。根据一个实施方式，复合材料被运输穿过由可磁化的材料构成的“幕帘”。可磁化的、尤其粉末状的材料因此落到复合材料上并且在那里附着。但是，备选地，当可磁化的材料粉末状和/或也液态存在时，也可以利用浸湿池或者利用传统的涂漆方法来工作。涂绘、诸如利用毛刷进行施加也可行并且符合目的。

根据一个实施方式，该方法包括步骤：

- 在所述卷绕之前、期间和/或之后施加所述可磁化的材料。

可磁化的材料可以适宜地在生产期间在不同的时间点施加。根据一个实施方式，可磁化的材料在实际的卷绕过程之前施加。备选地或附加地，当复合材料已经至少局部地卷绕到载体上时，施加可磁化的材料。当转子绑带的层已经至少部分地或完全地卷绕等时，也可以施加可磁化的材料。因此在可磁化的层的设计方面产生了极其多的自由度。（一个或多个）可磁化的层的设计可以有利地根据嵌入到转子基体中的磁体的形状、位置和取向来取向。

根据一个实施方式，该方法包括步骤：

- 将所述可磁化的材料施加到所述载体上。

由此可以产生转子绑带，其最内部的层至少局部地或在部分区段上构造为可磁化的层或适宜地包括多个可磁化的层。如已经提到的，可磁化的层优选不贯穿地沿着转子轴线延伸。取而代之地，沿着转子轴线设置多个可磁化的层，所述可磁化的层不直接关联，以便在轴向方向上防止漏磁通。

根据一个实施方式，该方法包括步骤：

- 通过旋转所述载体去除多余的可磁化的材料。

优选地，通过旋转载体，例如也通过适配旋转速度，能够自动地将多余的可磁化的材料通过离心力“甩出”。备选地，可以使用擦拭器等来工作，以影响（一个或多个）可磁化的层的强度。

根据一个实施方式，该方法包括步骤：

- 在径向方向上产生多个可磁化的层。

已经提到，适宜地可以是，沿径向方向设置多于一个的可磁化的层。根据优选的实施方式，可磁化的层的厚度可以为约0.1至0.5 mm之间。

本发明还涉及一种转子，其包括至少一个根据本发明的方法制造的转子绑带，其中，所述转子绑带具有至少一个可磁化的层。结合转子所提及的优点和特征以相同的方式适用于该方法，也反之亦然。

根据一个优选的实施方式，转子是用于永磁同步电机的转子。转子包括转子基体，该转子基体包括转子叠片组。转子叠片组具有多个用于布置永磁体的容纳部。至少一个转子绑带环绕地布置在转子叠片组上。根据一个实施方式，转子绑带具有沿着转子轴线覆盖转子基体的长度。备选地，转子绑带可以具有多个节段，这些节段彼此相邻地布置在转子基体上。这可以使安装变得容易。

根据一个实施方式，转子绑带单独地产生并且事后布置在转子或转子基体上。备选地，转子绑带也可直接在转子上产生。

所述一个或多个可磁化的层是面状的层，其构造在转子绑带内和/或内部和/或外部。根据一个优选的实施方式，面状的层在幅材形或条形的复合材料上沿着其长度在整个面上或者断续地在一侧或两侧构造。因此，根据卷绕方案产生可磁化的材料的层的或多或少的不规则分布。

另外的优点和特征由参照附图对所述方法和转子的实施方式的以下描述中得出。

附图说明

示出：

图1：示出用于说明根据本发明的方法的实施方式的示意图；

图2：根据本发明的转子的实施方式的示意图以及相应的细节图示。

具体实施方式

图1示意性地示出多个线圈1，基础材料/纤维材料10卷绕到所述线圈上。该基础材料/纤维材料退绕并且供应给撑开装置2。纤维束在此被撑开并且其长丝分开。接着移动通过浸浴池3，其中，用基质材料浸渍基础材料10。附图标记4简略描绘用于施加可磁化的材料的装置。可磁化的材料施加到尽可能宽地撑开的复合材料20上。然后复合材料20连同可磁化的材料卷绕到载体5上。在此，载体5围绕旋转轴线A旋转。载体5还可以适宜地沿着旋转轴线A移动。载体5可以是芯轴，该芯轴用于制造转子绑带。备选地，载体5也可以直接是转子的转子叠片组。

沿着转子轴线R观察，图2示出转子30，在所述转子上布置有转子绑带40。在右半图中示出细节。可以看出，转子绑带40包括复合材料20或由复合材料20制成的层。在这些层之间构造可磁化的层50。在径向方向上能够设置多个所述可磁化的层50。复合材料20的层适宜地尽可能薄，使得为至少一个可磁化的层50提供“位置”。

附图标记列表

1线圈

2用于撑开的装置、撑开装置

3浸湿池

4用于施加可磁化的材料的装置

5载体、芯轴

10基础材料、纤维材料

20复合材料

30转子

40（转子）绑带、套筒元件、加强元件

50可磁化的层

R转子轴线

A旋转轴线

Claims (13)

1.一种用于制造用于电机的转子（30）的转子绑带（40）的方法，所述方法包括步骤：

- 将复合材料（20）卷绕到载体（5）上以用于成形和产生转子绑带（40）；

- 将可磁化的材料施加到所述复合材料（20）上，以便在所述复合材料（20）上产生可磁化的层（50）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述复合材料是预浸材料，或者其中，所述方法包括步骤：

- 提供基础材料（10）、尤其是纤维材料；

- 将基质材料施加到所述基础材料（10）上以用于产生所述复合材料（20）。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述载体（5）是电机的旋转芯轴或转子（30）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述可磁化的材料粉末状地存在。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，所述基础材料（10）是纤维束，所述方法包括步骤：

- 撑开纤维束；

- 用基质材料浸渍所述纤维束；

- 施加所述可磁化的材料。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤：

- 通过涂覆、尤其通过浸渍/浸湿、喷涂或涂绘来施加所述可磁化的材料。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤：

- 在所述卷绕之前、期间和/或之后施加所述可磁化的材料。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤：

- 将所述可磁化的材料施加到所述载体（5）上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤：

- 通过旋转所述载体（5）去除多余的可磁化的材料。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤：

- 在径向方向上产生多个可磁化的层（50）。

11.一种转子，所述转子包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的方法制造的转子绑带（40），其中，所述转子绑带（40）具有至少一个可磁化的层（50）。

12.根据权利要求11所述的转子，其中，所述转子绑带（40）单独地产生并且布置在所述转子上。

13.根据权利要求11或12所述的转子，其中，所述转子绑带（40）在所述转子（30）上产生。