CN116264854A - 用于配备有电子回路的电动马达的转子 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于电动马达(30)的转子(10)，该转子包括：‑围绕轴线(X)可旋转地安装的转子轴(12)；‑同轴安装在所述转子轴(12)上的叠片芯(14)，所述叠片芯(14)包括多个内部空腔；‑容纳在所述叠片芯(14)的内部空腔内的多个永磁体；‑轴向安装在所述转子轴(12)上的至少一个凸缘(17，19)，‑附接到或结合在所述至少一个凸缘(17，19)中的至少一个传感器(22)，‑电连接到所述至少一个传感器(22)的电子回路，其中，所述电子回路与附接在所述至少一个凸缘(17，19)的外部面上的电子器件支撑件构成整体，所述电子器件支撑件被配置成至少部分地容纳所述转子轴(12)的一端(122)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电动马达的转子。本发明还涉及一种包括这种转子的电动马达。
背景技术
一般来说，当前的电动马达包括固定到轴上的转子和围绕转子的定子。定子安装在壳体中，该壳体包括用于轴的旋转安装的支承件。转子包括由叠片束或极轮(爪极)形成的芯部，该叠片束或极轮借助于合适的紧固***以堆叠的形式保持。转子的芯部包括容纳永磁体的内部空腔。定子包括由形成冠部的叠片束构成的芯部，该芯部的内部面设置有齿，该齿两个两个地界定多个狭槽，该多个狭槽朝向定子芯部的内部开口并且用于接收相绕组。这些相绕组穿过定子芯部的狭槽并且形成从定子芯部两侧上伸出的绕组头。相绕组可以例如由多个U形导体段构成，两个相邻段的自由端通过焊接连接在一起。
在转子中，叠片堆轴向夹紧在与轴同轴安装的前凸缘和后凸缘之间。每个凸缘通常具有在与轴的轴线垂直的径向平面中延伸的盘的形状。每个凸缘包括用于同轴安装在轴上的中心孔口和拟接收轴向穿过整个叠片堆的紧固螺纹件的若干通孔，所述螺纹件借助于螺栓固定到凸缘上。前凸缘和后凸缘通常由非磁性导热材料形成，例如金属。
由于电动马达在转子过热的情况下可能损坏甚至毁坏，所以通常需要为电动马达配备能够检测转子内温度的温度传感器。实际上，这些传感器通常紧固在定子上。然而，这个相对远离主热源的位置是不令人满意的，因为它不能提供对转子内的主要温度的足够可靠的测量。然而，这种解决方案是优选的，因为由于转子的移动性，在转子的水平处装配温度传感器不容易实现。事实上，这种传感器需要连接到控制单元，以确保这种传感器的正确功能并且允许对这些传感器所测量的数据进行下游处理。为了避免移动所引起的干扰和故障的风险，控制单元不能放置在转子上。因此，有必要将控制单元定位在定子的水平处。然而，控制单元在定子的水平处的这种定位带来了若干问题。一方面，它不允许传感器和控制单元之间的简单连接，例如通过引线。另一方面，传感器和控制单元之间相对较大且可变的距离使得不可能确保它们之间的信息的可靠传输，这最终可能导致转子温度的部分检测或者甚至错误检测。这个问题显然不是温度传感器特有的。它还适用于在电动马达的转子的水平处的所有类型的传感器的装配。
发明内容
本发明的目的是提出一种解决上述问题的解决方案。
为此，本发明涉及一种用于电动马达的转子，该转子包括：
-围绕轴线可旋转地安装的转子轴；
-同轴安装在转子轴上的叠片堆，所述叠片堆包括多个内部空腔；
-容纳在叠片堆的内部空腔内的多个永磁体；
-轴向安装在转子轴上的至少一个凸缘，
-固接到或集成到所述至少一个凸缘中的至少一个传感器，
-电连接到所述至少一个传感器的电子回路，
其特征在于，所述电子回路被固定到固接于所述至少一个凸缘的外部面的电子器件支撑件上，所述电子器件支撑件被配置成至少部分地容纳转子轴的一端。
如此配置，本发明的转子可以将电子回路定位在转子的凸缘之一的轴向延伸部中，所述电子回路因此被正确地定位成面向定子的相应电子传感器。这种定位将确保电子回路和电子传感器之间的可靠的数据传输。
本发明的转子还可以包括以下特征中的一个或更多个：
-电子回路是环形圈的形式。
-电子回路借助于电连接条连接到所述至少一个传感器。
-电子回路和电连接条与电子器件支撑件制成一体。
-电子器件支撑件包括邻接所述至少一个凸缘的第一端部部分和包含电子回路的第二端部部分，
所述第一端部部分和第二端部部分通过平行于转子轴的轴线延伸的连接杆连接。
-第二端部部分设置有柱形形状的中心开口，所述中心开口具有与转子轴的端部部分互补的形状。
-电子器件支撑件的第一端部部分具有基本上环形的形状，并且连接杆中的每一个具有轴向定向的第一直线区段和将所述第一直线区段连接到所述第一端部部分的内部边缘的第二弯曲区段。
-电子回路被配置成借助于接触式的通信技术发射信号。
-非接触式通信技术选自感应和NFC。
-所述至少一个传感器被配置成测量选自温度、湿度、位置和振动的物理量。
-所述至少一个传感器固定到从所述至少一个凸缘的内部面轴向延伸的棒上，所述棒被容纳在叠片堆中轴向形成的孔口内。
本发明还涉及一种电动马达，该电动马达包括如上文所定义的转子和围绕该转子的定子。
本发明的马达还可以包括以下特征中的一个或更多个：
-它包括由前支承件和后支承件构成的壳体，该前支承件和后支承件例如借助于螺纹件彼此连接，该前支承件和后支承件中的至少一个容纳电子传感器，该电子传感器用于接收由转子的电子回路发出的信号。
-电子传感器固定到传感器支撑件上，该传感器支撑件固接在前支承件和后支承件之一的外部面上，以便与转子的轴对齐，所述传感器支撑件具有围绕电子器件支撑件的一端，电子传感器布置在所述端部的内部边缘上，以便径向面向电子回路。
-电子传感器通过电子连接与电动马达的控制单元连接。
附图说明
本发明的其它方面、目的、优点和特征将在阅读以下对其优选实施例的详细描述更好地显现出来，所述优选实施例通过非限制性示例给出并且参考了附图，其中：
图1是根据本发明的特定实施例的电动马达的透视图，
图2是图1中所示的电动马达的轴向剖视图。
图3是图1中所示的电动马达的分解透视图。
图4是配备了图1中所示的电动马达的转子的局部透视图。
图5是配备了图4中所示的转子的电子器件支撑件的透视图。
图6是由图5中所示的电子器件支撑件的电子回路和电连接条形成的组件的透视图。
图7是图2中所示的电动马达位于图5的电子器件支撑件的水平处的放大视图。
具体实施方式
在图片和说明书的其余部分中，相同的附图标记表示同样的或类似的元件。此外，各种元件没有按比例示出，以便有利于图片的清晰。
参考图1至图3，示出了根据本发明的特定实施例的电动马达。
该电动马达30特别地包括分为两部分的壳体，该壳体容纳可旋转地固定到转子轴12上的转子10和与转子轴12同轴地围绕转子10的环形定子36。该壳体特别地包括借助于螺纹件31彼此连接的前支承件32和后支承件34。支承件32、34的形状是中空的，并且每个支承件在中心分别承载滚珠轴承33和35，用于可旋转地安装转子轴12。转子轴12围绕轴线X可旋转地安装。
如图2所示，绕组头37在定子芯部36的两侧轴向突出并且被容纳在将定子36与对应支承件32、34分开的中间空间中。
转子10包括由叠片堆14形成的芯部，该叠片堆例如由铁磁材料(特别是钢)形成，叠片堆14同轴地安装在转子轴12上。叠片堆14由轴向叠片桩(axial pile of lamination)形成，该轴向叠片桩在与转子轴12的轴线垂直的径向平面中延伸。转子轴12可以例如通过力装配在叠片堆14的中心开口内，以便将转子10的芯部与转子轴12旋转结合。
叠片堆14包括多个内部空腔，多个永磁体16容纳在该内部空腔中。
轴向设置在叠片堆14中的多个孔口20允许螺纹件24和棒18通过。
螺纹件24的头部抵靠轴向安装在转子轴12的第一端121上的前凸缘17的外部面支承，而螺纹件24的螺纹端接收抵靠轴向安装在转子轴12的第二端122上的后凸缘19的外部面支承的螺栓25。因此，叠片堆14被轴向夹紧在前凸缘17和后凸缘19之间。凸缘17和19各自具有在与转子轴12的轴线X垂直的径向平面中延伸的盘的形状。凸缘17、19包括用于同轴安装在轴12上的中心孔口和与叠片堆14的孔口20对齐的若干个紧固孔洞，这些紧固孔洞用于接收轴向穿过整个叠片堆14的螺纹件24。这些凸缘17、19使得可以确保转子10的平衡，同时允许永磁体16在其内部空腔中的良好维护。可以通过从这些凸缘17、19添加或去除材料来实现平衡。材料的去除可以通过机械加工来进行，而材料的添加可以通过在为此目的而设置的并且沿着凸缘17、19的圆周分布的开口中植入元件来进行。
每个棒18具有邻接前凸缘17或后凸缘19之一的内部面的外端以及指向相对的凸缘17或19的内端。在所示的变型中，棒18的外端邻接后凸缘19的内部面，并且内端指向前凸缘17。传感器22也固接在或集成到棒18的内端中。传感器22可以例如与棒18一起模制，或者通过胶粘或夹持而固接在棒18上，或者甚至直接印刷在棒18上。每个棒18将优选地具有基本上等于叠片堆14的尺寸的一半的长度，如在轴向方向上测量的，使得棒18的内端以及传感器22将有利地定位在叠片堆的中间。因此，传感器22的这种定位将使得可以在转子10本身内进行物理参数的测量。因此，这些测量将更加可靠，并且在传感器22是温度传感器的情况下，这些测量将使得可以足够早地测量所述转子10的过热，并且因此限制由这种过热导致的对电动马达30的可能损坏的风险。在本发明的其他实施例中(未示出)，传感器22还可以不固接到棒18上。例如，所述传感器可以直接集成到凸缘17、19之一中。传感器22还可以被配置成测量除了温度之外的其他物理参数。特别地，传感器22可以是湿度传感、位置传感器或振动传感器。
如图2和图7所示，每个传感器22经由导线47和电连接条46与固定到电子器件支撑件40上的电子回路44电连接。导线47部分嵌入在棒18和凸缘17或19的芯部中，所述凸缘邻接所述棒18的外端。如后面详细描述的，电连接条46被固定到电子器件支撑件40上。
电子回路44被配置成经由非接触式通信模式(比如感应或NFC)与固定到电子传感器支撑件50上的电子传感器54(发射器或接收器)通信。电子传感器支撑件50借助于螺纹件52固接在后支承件34的外部面上(见图3)。电子传感器支撑件是基座51的形式，该基座具有朝向前支承件32定向的大致柱形形状的端部53。该端部53与转子轴12的第二端122同轴布置。电子传感器54附接到端部53的内部边缘上，使得该电子传感器面向电子回路44。电子传感器在径向上与电子回路隔开一小段距离(特别是小于几毫米的距离)，使得从电子回路44到电子传感器54的数据传输可以无接触地进行。电子传感器54还通过电子连接件55连接到电动马达的控制单元(未示出)。因此，由传感器22收集的数据可以经由电子传感器54传输到所述控制单元，以便在那里进行分析。这种分析尤其可以导致电动马达的功能的改变，尤其是在传感器22测量到转子10过热的情况下。有利地，电子连接件55可以部分嵌入在基座51中，比如图7所示。
参考图4至图6，示出了电子器件支撑件40。该电子器件支撑件40固接到后凸缘19的外部面上。该电子器件支撑件与转子轴12的第二端122同轴布置并且别配置成至少部分地容纳转子轴。电子器件支撑件40特别地包括邻接后凸缘19的第一端部分41和包含电子回路44的第二端部部分43，所述第一端部部分41和第二端部部分43通过平行于转子轴12的轴线X延伸的两个连接杆42连接。第二端部部分43设置有柱形形状的中心开口45，所述中心开口45具有与转子轴12的端部部分123互补的形状(见图7)。电子器件支撑件40的第一端部部分41具有基本上环形的形状，并且连接杆42中的每一个具有轴向定向的第一直线区段421和将所述第一直线区段421连接到所述第一端部部分41的内部边缘的第二弯曲区段422。电子回路44是环形圈的形式，其容纳在电子器件支撑件40的第二端部部分43中所形成的***空腔431中。如图6和图7所示，一方面，电连接条46在部分环形形状的第一段461的水平处部分地嵌入在电子器件支撑件40的第一端部部分41中，另一方面，该电连接条在形状与连接杆42的形状类似的第二段462的水平处嵌入在连接杆42和电子器件支撑件40的第二端部部分43中。第一段461还通过从第一端部部分41径向伸出的第三段463延伸，并且导线47可以连接在该第三段上。
Claims (15)
1.一种用于电动马达(30)的转子(10)，所述转子包括：
-转子轴(12)，该转子轴围绕轴线(X)可旋转地安装；
-叠片堆(14)，该叠片堆同轴安装在所述转子轴(12)上，所述叠片堆(14)包括多个内部空腔；
-多个永磁体(16)，所述多个永磁体容纳在所述叠片堆(14)的内部空腔内；
-至少一个凸缘(17，19)，所述至少一个凸缘轴向安装在所述转子轴(12)上，
-至少一个传感器(22)，所述至少一个传感器固接或集成到所述至少一个凸缘(17，19)中，
-电子回路(44)，所述电子回路电连接到所述至少一个传感器(22)，
其特征在于，所述电子回路(44)被固定到固接于所述至少一个凸缘(17，19)的外部面的电子器件支撑件(40)上，所述电子器件支撑件(40)被配置成至少部分地容纳所述转子轴(12)的一端(122)。
2.根据权利要求1所述的转子(10)，其特征在于，所述电子回路(44)是环形圈的形式。
3.根据权利要求1或2所述的转子(10)，其特征在于，所述电子回路(44)借助于电连接条(46)连接到所述至少一个传感器(22)。
4.根据权利要求3所述的转子(10)，其特征在于，所述电子回路(44)和所述电连接条(46)与所述电子器件支撑件(40)制成一体。
5.根据前述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述电子器件支撑件(40)包括邻接所述至少一个凸缘(17，19)的第一端部部分(41)和包含所述电子回路(44)的第二端部部分(43)，所述第一端部部分和第二端部部分(41，43)通过平行于所述转子轴(12)的轴线(X)延伸的连接杆(42)连接。
6.根据权利要求5所述的转子(10)，其特征在于，所述第二端部部分(43)设置有柱形形状的中心开口(45)，所述中心开口(45)具有与所述转子轴(12)的端部部分(123)互补的形状。
7.根据权利要求5或6所述的转子(10)，其特征在于，所述电子器件支撑件(40)的第一端部部分(41)具有基本上环形的形状，并且所述连接杆(42)中的每一个具有轴向定向的第一直线区段(421)和将所述第一直线区段(421)连接到所述第一端部部分(41)的内部边缘的第二弯曲区段(422)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述电子回路(44)被配置成借助于非接触式通信技术传输信号。
9.根据权利要求8所述的转子(10)，其特征在于，所述非接触式通信技术选自感应和NFC。
10.根据前述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述至少一个传感器(22)被配置成测量选自温度、湿度、位置和振动的物理量。
11.根据前述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述至少一个传感器(22)固定到从所述至少一个凸缘(17，19)的内部面轴向延伸的棒(18)上，所述棒(18)被容纳在所述叠片堆(14)中轴向形成的孔口(20)内。
12.一种电动马达(30)，该电动马达包括根据前述权利要求中任一项所述的转子(10)和围绕所述转子(10)的定子(36)。
13.根据权利要求12所述的电动马达(30)，其特征在于，该电动马达包括由前支承件(32)和后支承件(34)构成的壳体，所述前支承件和后支承件例如借助于螺纹件(31)彼此连接，所述前支承件和后支承件(32，34)中的至少一个容纳电子传感器(54)，该电子传感器用于接收由所述转子(10)的电子回路(44)发出的信号。
14.根据权利要求13所述的电动马达(30)，其特征在于，所述电子传感器(54)固定到传感器支撑件(50)上，所述传感器支撑件固接到所述前支承件和后支承件(32，34)之一的外部面上，以便与所述转子轴(12)对齐，所述传感器支撑件(50)具有围绕所述电子器件支撑件(40)的一端(53)，所述电子传感器(54)布置在所述端(53)的内部边缘上，以便径向面向所述电子回路(44)。
15.根据权利要求13或14所述的电动马达(30)，其特征在于，所述电子传感器(54)通过电子连接件(55)连接到所述电动马达的控制单元。
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