[发明专利]轴向磁通电机制造方法

说明书

我们描述了一种轴向磁通永磁电机的定子的制造方法，所述电机具有定子和转子，所述定子包括限定出腔室的定子壳体，所述腔室包括缠绕在各个定子线棒上且围绕所述电机的轴线沿圆周方向间隔布置的一组线圈，所述转子支撑一组永磁体并安装成围绕所述轴线旋转，并且其中所述转子和定子沿所述轴线间隔开以在二者之间限定出间隙，其中所述电机中的磁通大体沿轴向方向，所述方法包括：提供用于所述定子壳体的第一径向壁和第二径向壁；提供用于所述定子壳体的内侧壁和外侧壁；围绕所述一组线圈组装所述第一径向壁和第二径向壁以及所述内侧壁和外侧壁以形成定子组件，其中所述组装还包括：在所述侧壁与所述第一径向壁和第二径向壁中的一者或二者之间提供一个或多个可塌陷元件；以及将所述侧壁连接到所述第一径向壁和第二径向壁，其中所述连接包括通过控制所述一个或多个可塌陷元件的塌陷来控制所述第一径向壁和第二径向壁的间距和平行度中的一者或二者。

技术领域

本发明涉及轴向磁通永磁电机的定子的壳体的制造方法、通过该方法制造的壳体以及包括该壳体的电机。

背景技术

在本说明书中特别涉及轴向磁通永磁电机的制造方法。一种公知的用于连接塑料的制造技术为激光塑料焊接。该技术以前已经用于制造低技术批量生产的零件—例如US2008/0261065描述了该技术在压力传感器气密外壳制造中的应用。在该技术的某些实施中，例如JP2002/337236的摘要中所阐述的，待焊接的一个物品传输(IR)激光，另一个物品吸收激光，以使激光到达接合处。在焊接之前该接合处可以包括形成在一个或另一个物品上的筋。众所周知通过测量这种筋的塌陷来测量焊接的质量，如LPKF激光电子2011(LPKFLaserElectronics 2011)“质量控制”(下载地址：http://www.laserplasticwelding.com/quality_control_impossibly_consistent.pdf)中所描述的。

轴向磁通永磁电机可以起到电动机或发电机的作用，或者兼具电动机和发电机的作用(在不同时间)。一般来说，这些具有围绕轴线布置的盘状或环状的转子和定子结构。通常所述定子包括每个都平行于所述轴线的一组线圈，所述转子支撑一组永磁体并安装在轴承上，从而能够由定子线圈产生的磁场驱动围绕所述轴线旋转。图1a显示了轴向磁通电机的大体结构配置，该电机具有一对转子R1，R2，分别位于定子S两侧，尽管简单结构可以省略其中一个转子。如图所示在转子和定子之间存在气隙G，并且在轴向磁通电机中通过气隙的磁通的方向基本上沿轴向。

根据转子上南极和北极的布置，轴向磁通永磁电机具有各种不同的结构配置。图1b显示了Torus NS电机、Torus NN电机(该电机具有较厚的磁轭，因为NN极布置需要磁通流过磁轭的厚度)、以及YASA(无磁轭分段电枢)拓扑的基本结构配置。YASA拓扑的图示显示了通过两个线圈的横截面，横断面区域显示了围绕每个线圈的绕组。如所能理解的，定子磁轭实质上提供了重量和铁损，但是去除定子磁轭的缺点在于：a)定子结构强度(铁所提供的)损失，尽管有潜在的增加强度的需求，因为YASA拓扑(作为紧凑设计)会导致非常大的应力，b)热量从定子线圈排出的路径损失。为了解决这两个问题，即YASA设计的高转矩密度和大量热量的产生，定子壳体应当提供较大的强度和刚度以解决转矩需求，并且还应当限定出能够为电机提供冷却剂的腔室。从图1b还应当能够理解，为了有效运行(高磁阻气隙中损耗最小)，转子和定子之间的间隙应当尽可能小。

如果转子和定子之间的间隙非常小，那么定子壳体的尺寸要求非常严格的公差，特别是定子壳体的径向端壁之间的间距和平行度。当具有两个转子(分别位于定子的两侧)时公差要求更高，并且在下文描述的一些双转子设计中公差和对齐问题尤为突出。

通常希望改善轴向磁通永磁电机的性能。特别是希望能够可靠地制造具有非常小的转子定子间隙的轴向磁通永磁电机。

发明内容