[发明专利]定子板包覆成型

说明书

一种用于制造轴向通量永磁体机器的定子的壳体的方法，机器具有定子和转子，所述定子包括缠绕在相应的定子线棒上并绕着机器的轴以一定间隔周向地布置的一组线圈，所述转子承载一组永磁体并安装成绕着所述轴旋转，以及其中所述转子和所述定子沿着所述轴间隔开以在其间限定间隙，其中在所述间隙中机器的磁通量大体在轴向方向上，该方法包括：通过下列操作将所述定子的径向壁制造成位于在所述转子和所述定子之间的所述间隙中：将树脂膜放置到注塑成型机器的模具内；使用当熔化时可与所述树脂膜粘结在一起的热塑性聚合物来将一组加强特征注塑成型在所述膜上；以及使用所述径向壁制造所述壳体。

技术领域

本发明涉及使用注塑成型来制造轴向通量永磁体机器的定子的壳体的方法；并涉及通过该方法制造的壳体；以及涉及结合该壳体的机器。

背景技术

本说明书所关心的是轴向通量永磁体机器。概括地说，这些机器具有绕着轴布置的圆盘形或环形转子和定子结构。一般地，定子包括一组线圈，每个线圈均平行于轴，且转子承载一组永磁体并被安装在轴承上，以使得它可由定子的场驱动而圈绕着轴旋转。图1a示出轴向通量机器的一般配置，其具位于定子S的两侧的一对转子R1、R2(虽然在较简单的结构中可省略其中一个转子)。如可看到的，在转子和定子之间有空气间隙G，且在轴向通量机器中，穿过空气间隙的通量的方向大体上是轴向的。

取决于转子上的北极和南极的布置，轴向通量永磁体机器可具有不同的配置。图1b示出圆环NS(北极-南极)机器、圆环NN(北极-北极)机器(由于NN(北极-北极)布置需要通量流经磁轭的厚度，其具有较厚的磁轭)和YASA(无磁轭和分段电枢)拓扑的基本配置。图示的YASA拓扑示出穿过两个线圈的横截面，交叉影线区域示出了环绕每个线圈的绕组。如可认识到的，不使用定子磁轭可大大节省重量和铁损，但移除定子磁轭的缺点是：a)定子的结构强度(本来由铁提供的)的下降，即使由于YASA拓扑作为紧凑型设计可导致非常大的应力而可能存在增加强度的需要，以及b)热从定子线圈逸出的路线的损失。为了处理这两个问题，即YASA设计的高扭矩密度和大量的热的产生，定子的壳体应提供大的强度和刚度以解决扭矩要求，且也应限定可被供应有用于机器的冷却剂的室。从图1b中可进一步认识到，为了有效的操作(在高磁阻的空气间隙中的最小损失)，在转子和定子之间的间隙应尽可能小。

轴向通量永磁体机器(特别是具有YASA拓扑的机器)的定子组件壳体的期望的特征引致相互冲突的需求。常规制造技术不能够充分地组合期望的特征。可在例如EP0063403A、US2001/0028128和US2008/0292858中找到涉及生产加强物品的一般背景现有技术。之前在WO2012/022974中描述了蛤壳型壳体，其中定子线棒(其上缠绕有定子线圈)的垫座被包覆成型到壳体的径向壁内。然而实际上，要形成这样的坚固结构而同时实现在转子和定子之间的非常小的间隙(优选地大约1.5mm或更小的间隙)已被证明是很难的。而且，注塑成型本身难以制造具有期望薄厚度的径向壁，且存在产生穿孔、焊线和类似缺陷的相当大的风险。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于制造轴向通量永磁体机器的定子的壳体的方法，机器具有定子和转子，定子包括缠绕在相应的定子线棒上并绕着机器的轴以一定间隔周向地布置的一组线圈，转子承载一组永磁体并安装成绕着所述轴旋转，以及其中所述转子和定子沿着所述轴间隔开以在其间限定间隙，其中机器中的磁通量大体在轴向方向上，该方法包括：通过下列操作将所述定子的径向壁制造成位于在所述转子和所述定子之间的所述间隙中：将纤维增强树脂膜放置到注塑成型机器的模具内；使用当熔化时可与所述纤维增强树脂粘结在一起的热塑性聚合物将一组加强特征注塑成型到所述膜上；以及使用所述径向壁制造所述壳体。