WO2007141147A1 - Vorrichtung und verfahren zum aufmagnetisieren von dauermagneten einer elektrischen maschine - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum aufmagnetisieren von dauermagneten einer elektrischen maschine Download PDF

Info

Publication number
WO2007141147A1
WO2007141147A1 PCT/EP2007/055095 EP2007055095W WO2007141147A1 WO 2007141147 A1 WO2007141147 A1 WO 2007141147A1 EP 2007055095 W EP2007055095 W EP 2007055095W WO 2007141147 A1 WO2007141147 A1 WO 2007141147A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
permanent magnets
magnetic
magnetization
pole
magnetic poles
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/055095
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ansgar Ackva
Jacek Junak
Grzegorz Ombach
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg filed Critical Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2007141147A1 publication Critical patent/WO2007141147A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for magnetizing permanent magnets of an electrical machine.
  • the invention relates to the magnetization of permanent magnets of a brushless DC motor with an annular arrangement of the permanent magnet on the rotor of the DC motor.
  • the rule preferably in Ta ⁇ arranged permanent magnets forming the pole pieces of the DC motor.
  • brushless DC motors of the type mentioned adjacent pole shoes each have a magnetic north pole and a magnetic south pole. Therefore, the permanent magnets are always provided in an even number.
  • the magnetizing of the permanent magnets often takes place only after the assembly of the DC motor.
  • This purpose is usually a magnetization tool with a magnetization yoke, which has a plurality of magnetic poles for supplying a magnetic flux to the permanent magnet.
  • Each permanent magnet is assigned exactly one magnetic pole of the magnetization tool.
  • a disadvantage of these known Magneti ⁇ sation tools is that the permanent magnets are not Homo ⁇ gen magnetized. This leads to an inhomogeneous field distribution of the magnetic field and thus to a reduced performance of the DC motor.
  • An object of the present invention is therefore to find a solution with which the most homogeneous Magnetisie ⁇ tion of the permanent magnet is achieved.
  • a device for magnetizing a number of first permanent magnets of an electrical machine, each having a magnetic North pole, and a number of second permanent magnets of the electric machine, each representing a magnetic south pole, a device provided which comprises a number of magnetic poles for simultaneously supplying a magnetic flux to exclusively constant-pole permanent magnet.
  • the magnetisation is performed in other words, by simultaneously applying a magnetic flux to an on ⁇ plurality of non-adjacent permanent magnets of the electric machine, either magnetic north poles or south magnetic poles represent.
  • the number of magnetic poles is thus always smaller than the number of permanent magnets of the electric machine to be magnetized altogether.
  • the electrical machine is in particular ⁇ sondere a brushless DC motor with an annular arrangement of permanent magnets on the armature of the DC motor.
  • the invention is based on the finding that the gene inhomo ⁇ magnetization of the permanent magnet by way of the distribution of the magnetic flux at the edges of the permanent magnets during the Aufmagnetleitersvorganges polluter is gently. Since adjacent pole pieces each represent a magneti ⁇ 's north pole and a south magnetic pole, is carried out in the known from the prior art magnetization ⁇ always approximately tools, a magnetic flux around the edges of the permanent magnets of a pole piece around, towards the permanent magnet of the immediately adjacent pole piece. The field lines of the magnetic field are therefore strongly curved at the edges of the permanent magnets, so that there the magnetization differs from the Magne ⁇ tion in the middle of the permanent magnet.
  • Magnetic poles corresponding to the magnetizing tool the number of total réellemagnet mustden into ⁇ permanent magnets of the electric machine.
  • the invention idea is then set in such a way to ⁇ that not all existing magnetic poles are simultaneously used for magnetizing. For example, it is possible to single magnetic poles corresponding with pre ⁇ directions shield or not to drive if they are magnetic poles with electromagnetic operating principle. According to a preferred embodiment of the invention, however, it is also possible for the number of magnetic poles present to be smaller than the number of permanent magnets of the electrical machine to be magnetized together. In other words, not every permanent magnet is assigned a magnetic pole.
  • the solution ⁇ se is characterized in that the magnetization tool ge ⁇ geninate conventional solutions is structurally much simpler and thus more cost effective to manufacture. In addition, no shielding devices or additional control devices are required.
  • the magnetization tool actually comprises depends preferably on the number of permanent magnets of the electric machine to be magnetized, in the case of an arrangement of the permanent magnets on the rotor of the electrical machine, that is, on the number of magnetic poles of the rotor. Magnetizing tools with four magnetic poles have proved particularly suitable for magnetizing rotors with eight permanent magnets. Since only magnetic north pole ⁇ or only magnetic south poles are magnetized, however, the magnetic poles has the number not just to be there. In other words, it is not absolutely necessary for a pairwise magnetization of permanent magnets to take place during the magnetization process. For example, three or five permanent magnets can be magnetized simultaneously.
  • the position of the magnetic poles is changed relative to the permanent magnet between the Aufmagnet Deutschensvorêtn according to a further embodiment ⁇ form of the invention.
  • the connectable to the magnetisation of the electric machine tool magnetization is formed in such a way excluded that the position of the magnetic poles relative to the position of the permanent magnets is variable of the electric machine, wherein ⁇ play, by means of an electromotive drive.
  • the number of changes in position and successive ones Magnetization processes is part dependent on the number of handenen before ⁇ permanent magnets on the one hand and on the number of magnetic poles of the magnetizing tool used ⁇ other.
  • the magnetic flux can not of "North” to "South” SUC ⁇ gene, as provided in the prior art. If, for example, a magnetizing the magnetic north pole, then the magnetic south poles no constructive elements Since there is no substantial magnetic flux via air too, a magnetic flux inevitably takes place in the only possible direction, namely away from the magnetic north poles in the axial direction, to form a closed magnetic flux loop the magnetic poles are now according to a further advantageous embodiment During the magnetization, in other words, a magnetic flux from a permanent magnet of the electrical machine seen to another permanent magnet of the electric machine via connecting elements which magnetically magnetpo ⁇ le together the other link.
  • These connecting elements are preferably provided at the ends in the form of a cap or ⁇ same at the magnetic poles. So there is a magnetic flux away from the magnetic north poles in the axial direction towards the preferably end caps arranged and from there back to the north poles.
  • the magnetic poles are formed by teeth, which are arranged on a vorzugswei ⁇ se cylindrical magnetization yoke and each surrounded by a magnetizing coil to generate a magnetic ⁇ field in the desired direction.
  • the permanent magnets of the electric machine are preferably magnets in block form, which are arranged in pockets of the rotor, ie, so-called "pocket magnets".
  • Magnetizing the permanent magnets after assembly of the electrical machine leads to reduced manufacturing ⁇ costs.
  • the previous main drawback of such a subsequent magnetization namely an inhomogeneous magnetization of the permanent magnets, can be avoided in a simple manner. All you have to do is replace the magnetization tool. Power supply and control electronics, however, can continue to be used.
  • the invention is particularly suitable for the magnetisation of the permanent magnet of a brushless DC motor, as described for example in the automotive industry fin ⁇ .
  • the invention as well as individual basic inventive concepts can also be transferred to other magnetization processes.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a rotor of a DC ⁇ electric motor with permanent magnets
  • FIG. 4 is an illustration of a permanent magnet magnetized according to a method known from the prior art with a first representation of the magnetization factor, FIG.
  • FIG. 2 shows a representation of a permanent magnet magnetized according to a method known from the prior art with a second representation of the magnetization factor
  • FIG. 3 shows a representation of a permanent magnet magnetized according to a method known from the prior art with a third representation of the magnetization factor
  • the rotor 1 is shown a brushless Gleichstrommo ⁇ tors.
  • the trained as an internal rotor cylindri ⁇ cal component of stamped sheet metal parts has in its center a circular opening 3 for a rotation axis of the DC motor ⁇ on.
  • On the circumference 4 of the rotor 1 eight pockets 5 are arranged, in which block-shaped permanent magnet 6 eino. These are rare earth permanent magnets with an energy density BH max > 200kJ / m 3 .
  • the pockets 5 are arranged in the interior of the rotor 1, so that the permanent magnets 6 remain under the surface 7 of the rotor 1.
  • the annularly arranged permanent magnets 6 form the pole pieces 8 of the DC motor. In this case, adjacent pole pieces 8 each represent a north magnetic pole (N) and a south magnetic pole (S).
  • the magnetization tool 11 comprises a cylindrical magnetization yoke 12 with eight magnetic poles 13 for supplying a magnetic flux to the permanent magnet 6 of the rotor 1. Je ⁇ the magnetic pole 13 is formed by a tooth 14, the yoke 12 of the magnetization radially inwardly, see.
  • the end faces 15 of the teeth 14 are concave in such a way that the rotor 1 in the interior of the magnetization yoke 12 can be moved with a arranged between the circumference 7 of the rotor 1 and the teeth 14 air gap constant width.
  • Each tooth 14 is surrounded by a magnetization coil 16.
  • the magnetizing coils 16 are simultaneously controlled by means of a current source and a Steuergerä ⁇ tes not described in detail (both not shown) and serve as Magnetflußttlen.
  • the magnetic poles 13 are brought into close magnetic contact with the pole pieces 7 of the rotor 1, as shown in FIG 3. Depending ⁇ the permanent magnet 6 is just an "active" magnetic pole 13 associated with the magnetizing tool.
  • the field lines of the magnetic field during the magnetization 9 are therefore at the edges 17 of Dau ermagneten, so in the areas of the permanent magnets 6, which are closest to each other, strongly curved. While ⁇ field lines 9, the center 18 of the permanent magnets 6 evenly and traverse with a regular distance from one another, the distance between the field lines takes 9 to each other at the edges 17 of the permanent magnets 6 from. This is particularly clear from FIG 4. This has the consequence that there the magnetization of the magnetization in the middle 18 of the permanent magnets 6 differs. This leads to differently magnetized regions within the permanent magnets 6, wherein the magnetization at the edges 17 is the lowest.
  • the magnetic field is stronger than 700 kA / m and less than 1000 kA / m, so that there is a magnetization factor greater than 95%, cf. FIG. 5.
  • the magnetic field is stronger than 1000 kA / m, which gives a magnetization factor greater than 97%, cf.
  • FIG. 7 Only in a magnetic volume of 53.75%, the magnetic field is stronger than 1600 kA / m, resulting ei ⁇ nen magnetization factor of 100%, see.
  • the magnetisation is performed with a innov ⁇ gen magnetization tool 21 as it is formed in the FIG 8 and 9 from ⁇ .
  • the magnetization tool 21 is characterized on the one hand by the fact that the number of magnetic poles 23 simultaneously supplying the magnetic flux is smaller than the number of permanent magnets 6 of the rotor 1 to be magnetized.
  • the magnetic poles 23 simultaneously feeding the magnetic flux are always non-adjacent permanent magnets 6 assigned, in such a way that only every second permanent magnet 6, a magnetic pole 23 is assigned. For arranging the rotor 1 in the magnetization tool 21, this can be opened (not shown).
  • the magnetization tool 21 is in turn connected only for the purpose of magnetizing with the DC motor and comprises a cylindrical magnetization yoke 22 which is positioned so that it surrounds the rotor 1.
  • the Magne ⁇ t Deutschensjoch 22 essentially consists of four magnetic poles 23, configured to supply a magnetic flux to the Permanent magnets 6 of the rotor 1, and two end vorgesehe ⁇ NEN, the magnetic poles 23 connecting cap-shaped connecting elements 31.
  • the connecting elements 31 bil the front of the magnetization tool 21 two openings 32 for the rotor 1 with the lovedmagnet atmosphereden permanent magnet 6 from.
  • Hollow cylindrical guides 33 adjoin each of the openings 32 and extend toward each other in the direction of the magnetizing tool center and serve to receive the rotor 1 during the magnetizing process.
  • a guide- free region 34 is provided in which the permanent magnets 6 arranged in the rotor 1 are located in the immediate vicinity of the magnetic poles 23 during the magnetization process.
  • Each magnetic pole 23 is in turn formed by a tooth 24, the yoke 22 of the magnetization radially inward, see. FIG. 9.
  • the teeth 24 are surrounded by a respective magnetization coil 26.
  • the teeth 24 and thus also the magnetization coils 26 are arranged symmetrically on the magnetization yoke 22 and in each case enclose an angle of 90 ° with each other.
  • the magnetization coils 26 are in turn simultaneously controllable by means of a current source and a control unit (not shown in detail) and serve as magnetic flux sources.
  • the four magnetic poles 24 are brought into close magnetic contact with four pole pieces 8 of the rotor 1. In this case have the Stirnsei ⁇ th 25 of the teeth 24 on respective pole pieces 8 of the lauter fers 1.
  • the magnetic poles 23 are arranged on the magnetization ⁇ yoke 22 so as to non-adjacent permanent magnets 6 of the DC motor are always assigned.
  • simultaneous magnetisation takes place in the example shown, all gleichpo- time pole shoes 8. For example, all a magneti ⁇ 's north pole (N) representing the permanent magnets 6 aufmagneti- Siert.
  • the intermediate, each one a magnetic south pole (S) representing permanent magnet 6 are during this Magnetizing step no magnetic poles 24 of the Magnetisie ⁇ tion tool 21 assigned.
  • the magnetic flux during the magnetization process runs, as shown in FIG. 10, from a first magnetic pole 23 (magnetic north pole) of the magnetization tool 21 in the axial direction, ie in the direction of the rotor shaft, to the ends of the teeth 24, which are connected via the connecting elements 31 are mechanically and magnetically connected to each other, and from there back over the rotor 1 and by a first magnetic pole 23 associated permanent magnet 6 toward the first magnetic pole 23, whereby the magnetic circuit is closed.
  • the end fasteners 31 thus take the magnetic flux ⁇ schematically in axial and radial direction.
  • the permanent magnets 6, 6 'to be simultaneously magnetized are not adjacent, the field lines 9 of the magnetic field are less strongly curved at the edges of the permanent magnets 6. Therefore, they pass through the permanent magnets 6 largely uniformly and at a regular distance from one another, cf. FIG. 10. This leads to a 100%, very homogeneous magnetization of the permanent magnets 6, even at the ends. Thereby, the material cost of magnetic material can be Ringert ver ⁇ by about 3%. At the same time, a reduction of the size of the DC motor, in particular in the axial direction, pos ⁇ lich.
  • FIGS. 11 to 13 Experimental results of such a method according to the invention are shown in FIGS. 11 to 13. Edge regions of the permanent magnets 6, in which no magnetization has occurred, are significantly reduced or no longer present. Ins ⁇ total the magnetized magnet volume now amounts to 99.7%. Only 0.3% remain unused.
  • the magnetic field is stronger than 700 kA / m, which corresponds to a magnetization factor greater than 95%, cf. FIG. 11.
  • the magnetic field is stronger than 1000 kA / m. This corresponds to a magnetization factor in this range of almost 97%, cf. FIG. 12.
  • the magnetic field is stronger than 1600 kA / m. The magnetization factor is 100% there, cf. FIG. 13
  • the time required to magnetize the permanent magnets 6 is comparable to conventional methods.
  • the duration of the magnetization is about one second.
  • the Aufmagneti ⁇ s istsvorêtn there is a change in position between the magnetic poles 23 of the magnetizing tool 21 and arranged in the rotor 1 permanent magnet 6.
  • this time for example, five seconds, there is also a cooling of the magnetic poles 23.
  • a rotor 1 can be magnetized with eight permanent magnets 6 in about 10 seconds.
  • the number of the magnetic poles 23 corresponds therefore always of one half of the number of pole pieces 8 of the rotor 1.
  • a simultaneous magnetization also an odd number equal pole permanent magnets 6 is possible to always only two magnetization processes erforder ⁇ is Lich.
  • the total time required for Aufmagneti ⁇ tion compared to other magnetization processes with optimal magnetization results can be significantly reduced.
  • the magnetisation may also be effected by means of a magnetizing tool 11 as Darge in FIG 2 ⁇ provides, ensures provided that not all existing magnetic poles for magnetisation 13 simultaneously, but only the magnetic south poles (S) or the magnetic north poles (N) associated magnetic poles 13 used who ⁇ the and a magnetic reflux via connecting elements or the like is possible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (21) zum Aufmagnetisieren von Dauermagneten (6) einer elektrischen Maschine vorgeschlagen, wobei eine Anzahl von ersten Dauermagneten (6) jeweils einen magnetischen Nordpol (N) und ein Anzahl von zweiten Dauermagneten (6) jeweils einen magnetischen Südpol (S) darstellen, wobei die Vorrichtung (21) eine Anzahl von Magnetpole (23) zum gleichzeitigen Zuführen eines Magnetflusses zu ausschließlich gleichpoligen Dauermagneten (6) umfasst. Dadurch wird eine sehr schnelle und homogene Magnetisierung von Dauermagneten (6) in einer elektrischen Maschine erreicht. Bei der elektrischen Maschine handelt es sich insbesondere um einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit einer ringförmigen Anordnung der Dauermagnete (6) an dem Läufer (1) .

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zum Aufmagnetisieren von Dauermagneten einer elektrischen Maschine
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufmagnetisieren von Dauermagneten einer elektrischen Maschine. Insbesondere betrifft die Erfindung das Aufmagnetisieren von Dauermagneten eines bürstenlosen Gleichstrommotors mit einer ringförmigen Anordnung der Dauermagneten an dem Läufer des Gleichstrommotors. Dabei bilden die vorzugsweise in Ta¬ schen angeordneten Dauermagneten die Polschuhe des Gleichstrommotors. Bei bürstenlosen Gleichstrommotoren der genannten Art stellen benachbarte Polschuhe jeweils einen magneti- sehen Nordpol und einen magnetischen Südpol dar. Daher sind die Dauermagneten stets auch in einer geraden Anzahl vorgesehen .
Das Aufmagnetisieren der Dauermagnete erfolgt oft erst nach dem Zusammenbau des Gleichstrommotors. Hierzu dient zumeist ein Magnetisierungswerkzeug mit einem Magnetisierungs joch, welches eine Vielzahl von Magnetpolen zum Zuführen eines Magnetflusses zu den Dauermagneten aufweist. Dabei ist jedem Dauermagneten genau ein Magnetpol des Magnetisierungswerk- zeugs zugeordnet. Von Nachteil bei diesen bekannten Magneti¬ sierungswerkzeugen ist es, dass die Dauermagnete nicht homo¬ gen aufmagnetisiert werden. Das führt zu einer inhomogenen Feldverteilung des Magnetfeldes und damit zu einer verringerten Leistungsfähigkeit des Gleichstrommotors.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lösung zu finden, mit der eine möglichst homogene Magnetisie¬ rung der Dauermagneten erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren nach Anspruch 8 gelöst. Danach ist zum Aufmagnetisieren einer Anzahl von ersten Dauermagneten einer elektrischen Maschine, die jeweils einen magnetischen Nordpol darstellen, und einer Anzahl von zweiten Dauermagneten der elektrischen Maschine, die jeweils einen magnetischen Südpol darstellen, eine Vorrichtung vorgesehen, die eine Anzahl von Magnetpole zum gleichzeitigen Zuführen eines Magnet- flusses zu ausschließlich gleichpoligen Dauermagneten um- fasst. Das Aufmagnetisieren erfolgt anders ausgedrückt durch ein gleichzeitiges Zuführen eines Magnetflusses zu einer An¬ zahl von nicht benachbarten Dauermagneten der elektrischen Maschine, die entweder magnetische Nordpole oder aber magne- tische Südpole darstellen. Es erfolgt also zunächst ein gleichzeitiges Aufmagnetisieren der magnetischen Nordpole und in einem zweiten Schritt ein gleichzeitiges Aufmagnetisieren der magnetischen Südpole oder andersherum. Die Anzahl der Magnetpole ist somit stets kleiner als die Anzahl der insge- samt aufzumagnetisierenden Dauermagnete der elektrischen Maschine. Bei der elektrischen Maschine handelt es sich insbe¬ sondere um einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit einer ringförmigen Anordnung der Dauermagnete an dem Läufer des Gleichstrommotors .
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die inhomo¬ gene Magnetisierung der Dauermagneten durch die Art und Weise der Verteilung des magnetischen Flusses an den Rändern der Dauermagnete während des Aufmagnetisierungsvorganges verur- sacht wird. Da benachbarte Polschuhe jeweils einen magneti¬ schen Nordpol und einen magnetischen Südpol darstellen, erfolgt bei den aus dem Stand der Technik bekannten Magnetisie¬ rungswerkzeugen stets ein Magnetfluß um die Ränder der Dauermagneten eines Polschuhs herum, hin zu dem Dauermagneten des unmittelbar benachbarten Polschuhs. Die Feldlinien des Magnetfeldes sind daher an den Rändern der Dauermagneten stark gekrümmt, so dass sich dort die Magnetisierung von der Magne¬ tisierung in der Mitte der Dauermagneten unterscheidet. Dies führt zu unterschiedlich aufmagnetisierten Bereichen inner- halb der Dauermagnete, wobei die Magnetisierung an den Rän¬ dern der Dauermagnete am niedrigsten ist. Eine Grundidee der Erfindung ist es daher, nicht alle Dauermagnete der elektri¬ schen Maschine gleichzeitig aufzumagnetisieren . Dies wird da- durch erreicht, dass die zum gleichzeitigen Zuführen eines Magnetflusses vorgesehenen Magnetpole des Magnetisierungs¬ werkzeuges derart angeordnet sind, dass sie stets ausschlie߬ lich gleichpoligen Dauermagneten zugeordnet sind.
Da die Dauermagneten der elektrischen Maschine, denen ein Magnetfluß zugeführt wird, nicht benachbart sind, sind die Feldlinien des Magnetfeldes an den Rändern der Dauermagneten weniger stark gekrümmt. Der magnetische Fluß ist gleichmäßi- ger und über den gesamten Querschnitt des Dauermagneten verteilt. Dadurch wird eine sehr homogene Magnetisierung der Dauermagneten erreicht. Dies schließt auch einen hohen Magne¬ tisierungsfaktor an den Rändern der Dauermagneten ein. Im Ergebnis bedeutet dies, dass auf einfache Art und Weise eine vollständige Magnetisierung der Dauermagnete möglich wird. Bei gleichbleibendem Materialeinsatz wird dadurch die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschinen erhöht. Andererseits besteht durch die Erfindung auch die Möglichkeit, weni¬ ger Magnetmaterial zu verwenden, was zum einen zur Verringe- rung der Materialkosten und zum anderen zur Verringerung der Baugröße der elektrischen Maschine führt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Es können grundsätzlich zwei Möglichkeiten unterschieden werden, nicht alle Dauermagnete der elektrischen Maschine gleichzeitig aufzumagnetisieren .
Zum einen ist es möglich, dass die Anzahl der vorhandenen
Magnetpole des Magnetisierungswerkzeuges der Anzahl der ins¬ gesamt aufzumagnetisierenden Dauermagnete der elektrischen Maschine entspricht. Die Erfindungsidee wird dann derart um¬ gesetzt, dass zum Aufmagnetisieren nicht alle vorhandenen Magnetpole gleichzeitig verwendet werden. Beispielsweise ist es möglich, einzelne Magnetpole mit Hilfe entsprechender Vor¬ richtungen abzuschirmen oder nicht anzusteuern, falls es sich um Magnetpole mit elektromagnetischem Wirkprinzip handelt. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass die Anzahl der vorhandenen Magnetpole kleiner ist als die Anzahl der insgesamt aufzumag- netisierenden Dauermagnete der elektrischen Maschine. Mit anderen Worten ist nicht jedem Dauermagneten ein Magnetpol zugeordnet. Gegenüber der ersten Möglichkeit zeichnet sich die¬ se Lösung dadurch aus, dass das Magnetisierungswerkzeug ge¬ genüber herkömmlichen Lösungen konstruktiv deutlich einfacher und damit kostengünstiger herstellbar ist. Darüber hinaus werden keine Abschirmvorrichtungen oder zusätzliche Ansteue- rungsvorrichtungen benötigt.
Wie viele Magnetpole das Magnetisierungswerkzeug tatsächlich umfasst, hängt vorzugsweise von der Anzahl der aufzumagneti- sierenden Dauermagnete der elektrischen Maschine, bei einer Anordnung der Dauermagnete an dem Läufer der elektrischen Maschine, also von der Anzahl der magnetischen Pole des Läufers ab. Zum Aufmagnetisieren von Läufern mit acht Dauermagneten haben sich Magnetisierungswerkzeuge mit vier Magnetpolen als besonders geeignet erwiesen. Da jeweils nur magnetische Nord¬ pole oder nur magnetische Südpole aufmagnetisiert werden, muss die Anzahl der Magnetpole dabei jedoch nicht gerade sein. Mit anderen Worten muss während des Aufmagnetisierungs- Vorganges nicht zwingend ein paarweises Aufmagnetisieren von Dauermagneten erfolgen. So können beispielsweise auch drei oder fünf Dauermagnete gleichzeitig aufmagnetisiert werden.
Um ein Aufmagnetisieren aller vorhandenen Dauermagneten durchzuführen, wird entsprechend einer weiteren Ausführungs¬ form der Erfindung zwischen den Aufmagnetisierungsvorgängen die Lage der Magnetpole gegenüber den Dauermagneten verändert. Hierzu ist das zum Aufmagnetisieren an die elektrische Maschine anschließbare Magnetisierungswerkzeug derart ausge- bildet, dass die Lage der Magnetpole gegenüber der Lage der Dauermagnete der elektrischen Maschine veränderbar ist, bei¬ spielsweise mit Hilfe eines elektromotorischen Antriebs. Die Anzahl der Lageänderungen und der nacheinander erfolgenden Aufmagnetisierungsvorgänge ist dabei von der Anzahl der vor¬ handenen Dauermagneten einerseits und von der Anzahl der Magnetpole des verwendeten Magnetisierungswerkzeuges anderer¬ seits abhängig.
Da jeweils nur Nordpole oder Südpole aufmagnetisiert werden, kann der magnetische Fluß nicht von „Nord" nach "Süd" erfol¬ gen, wie im Stand der Technik vorgesehen. Erfolgt beispielsweise ein Aufmagnetisieren der magnetischen Nordpole, dann sind den magnetischen Südpolen überhaupt keine konstruktiven Elemente zugeordnet. Da auch kein wesentlicher magnetischer Fluß über Luft erfolgt, findet zwangsweise ein magnetischer Fluß in die einzig mögliche Richtung statt, nämlich von den magnetischen Nordpolen weg in Axialrichtung. Zur Bildung ei- ner geschlossenen magnetischen Flußschleife sind nun die Magnetpole entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung über Verbindungselemente miteinander verbunden. Während des Aufmagnetisierens erfolgt mit anderen Worten ein Magnetfluß von einem Dauermagneten der elektri- sehen Maschine zu einem anderen Dauermagneten der elektrischen Maschine über Verbindungselemente, welche die Magnetpo¬ le magnetisch miteinander verbinden. Diese Verbindungselemente sind vorzugsweise endseitig in Form einer Kappe oder der¬ gleichen an den Magnetpolen vorgesehen. Es erfolgt also ein magnetischer Fluß von den magnetischen Nordpolen weg in axialer Richtung hin zu den vorzugsweise endseitig angeordneten Kappen und von dort wieder zurück zu den Nordpolen.
Als besonders praktikabel hat es sich erwiesen, wenn die Mag- netpole durch Zähne gebildet werden, die an einem vorzugswei¬ se zylindrischen Magnetisierungs joch angeordnet und jeweils von einer Magnetisierungsspule umgeben sind, um ein Magnet¬ feld in der gewünschten Richtung zu erzeugen. Dadurch ergeben sich einfach ansteuerbare und robuste Magnetflußquellen, die - sofern die Dauermagnete in dem Läufer der Maschine angeord¬ net sind - zum Aufmagnetisieren der Dauermagnete in einen engen magnetischen Kontakt mit den Polschuhen des Läufers gebracht werden können. Bei den Dauermagnete der elektrischen Maschine handelt es sich vorzugsweise um Magnete in Blockform, die in Taschen des Läufers angeordnet sind, d. h. um sogenannte „Taschenmagne- te".
Ein Aufmagnetisieren der Dauermagnete nach dem Zusammenbau der elektrischen Maschine führt zu verringerten Herstellungs¬ kosten. Mit der vorliegenden Erfindung kann der bisherige Hauptnachteil eines solchen nachträglichen Aufmagnetisierens, nämlich eine inhomogene Magnetisierung der Dauermagneten, auf einfache Art und Weise vermieden werden. Dabei muss lediglich das Magnetisierungswerkzeug ausgetauscht werden. Netzteil und Steuerelektronik können hingegen weiterverwendet werden.
Die Erfindung ist besonders zum Aufmagnetisieren von Dauermagneten eines bürstenlosen Gleichstrommotors geeignet, wie sie beispielsweise in der Automobilindustrie Verwendung fin¬ den. Jedoch lassen sich die Erfindung sowie einzelne erfinde- rische Grundgedanken auch auf anderen Magnetisierungsvorgänge übertragen .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie¬ len beschrieben, die mit Hilfe von Zeichnungen näher erläu- tert werden. Hierbei zeigen in vereinfachten, schematischen Darstellungen :
FIG 1 eine Schnittdarstellung eines Läufers eines Gleich¬ strommotors mit Dauermagneten,
FIG 2 eine Schnittdarstellung eines aus dem Stand der Technik bekanntes Magnetisierungswerkzeugs,
FIG 3 die Magnetflußverteilung während des Aufmagnetisie- rens nach einem aus dem Stand der Technik bekannten
Verfahren, eine Vergrößerung des in FIG 3 gekennzeichneten Bereichs,
eine Darstellung eines nach einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren aufmagnetisierten Dauermagneten mit einer ersten Darstellung des Magnetisierungsfaktors,
eine Darstellung eines nach einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren aufmagnetisierten Dauermagneten mit einer zweiten Darstellung des Magnetisierungsfaktors,
eine Darstellung eines nach einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren aufmagnetisierten Dauermagneten mit einer dritten Darstellung des Magnetisierungsfaktors,
ein erfindungsgemäßes Magnetisierungswerkzeug (in Axialrichtung teilweise aufgeschnitten),
das erfindungsgemäße Magnetisierungswerkzeug aus FIG 8 (in Radialrichtung aufgeschnitten) ,
die Magnetflußverteilung während des Aufmagnetisie- rens nach dem erfindungsgemäßen Verfahren (Schnittdarstellung durch zwei sich gegenüberliegende Zähne des Magnetisierungswerkzeugs bei einliegendem Läu¬ fer) ,
eine Darstellung eines nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren aufmagnetisierten Dauermagneten mit einer ersten Darstellung des Magnetisierungsfaktors,
ein Querschnitt eines nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren aufmagnetisierten Dauermagneten mit einer zweiten Darstellung des Magnetisierungsfaktors, und FIG 13 ein Querschnitt eines nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren aufmagnetisierten Dauermagneten mit einer dritten Darstellung des Magnetisierungsfaktors.
In FIG 1 ist der Läufer 1 eines bürstenlosen Gleichstrommo¬ tors abgebildet. Das als Innenläufer ausgebildete zylindri¬ sche Bauteil aus gestanzten Blechteilen weist in seiner Mitte eine kreisrunde Öffnung 3 für eine Drehachse des Gleichstrom¬ motors auf. An dem Umfang 4 des Läufers 1 sind acht Taschen 5 angeordnet, in denen blockförmige Dauermagneten 6 einliegen. Dabei handelt es sich um Seltenerden-Dauermagneten mit einer Energiedichte BHmax > 200kJ/m3. Die Taschen 5 sind im Inneren des Läufers 1 angeordnet, so dass die Dauermagneten 6 unter der Oberfläche 7 des Läufers 1 verbleiben. Die ringförmig an- geordneten Dauermagneten 6 bilden die Polschuhe 8 des Gleichstrommotors. Dabei stellen benachbarte Polschuhe 8 jeweils einen magnetischen Nordpol (N) und einen magnetischen Südpol (S) dar.
Zum Aufmagnetisieren der in einem Läufer 1 nach FIG 1 angeordneten Dauermagnete 6 nach dem Zusammenbau des Gleichstrom¬ motors ist es aus dem Stand der Technik bekannt, ein Magneti¬ sierungswerkzeug 11 zu verwenden, wie es in FIG 2 dargestellt ist. Das Magnetisierungswerkzeug 11 umfasst ein zylindrisches Magnetisierungs joch 12 mit acht Magnetpolen 13 zum Zuführen eines Magnetflusses zu den Dauermagneten 6 des Läufers 1. Je¬ der Magnetpol 13 wird durch einen Zahn 14 gebildet, der aus dem Magnetisierungs joch 12 radial nach innen weist, vgl. FIG 3. Die Stirnseiten 15 der Zähne 14 sind konkav ausgebildet derart, daß der Läufer 1 im Inneren des Magnetisierungs jochs 12 mit einem zwischen dem Umfang 7 des Läufers 1 und den Zähnen 14 angeordneten Luftspalt konstanter Breite bewegt werden kann. Jeder Zahn 14 ist von einer Magnetisierungsspule 16 umgeben. Die Magnetisierungsspulen 16 sind mit Hilfe einer Stromquelle sowie eines nicht näher beschriebenen Steuergerä¬ tes (beides nicht abgebildet) gleichzeitig ansteuerbar und dienen als Magnetflußquellen. Zum Aufmagnetisieren der Dauermagnete 6 werden die Magnetpole 13 in einen engen magnetischen Kontakt mit den Polschuhen 7 des Läufers 1 gebracht, wie dies in FIG 3 abgebildet ist. Je¬ dem Dauermagneten 6 ist dabei genau ein „aktiver" Magnetpol 13 des Magnetisierungswerkzeugs 11 zugeordnet. Der Magnetfluß während des Aufmagnetisierungsvorgangs verläuft von einem erste Magnetpol (magnetischer Nordpol) des Magnetisierungs¬ werkzeuges 11 zu einem dem ersten Magnetpol zugeordneten ers¬ ten Dauermagneten des Läufers 1 und von dort über einen un- mittelbar benachbarten zweiten Dauermagneten zu einem zweiten Magnetpol (magnetischer Südpol) des Magnetisierungswerkzeuges 11, der diesem zweiten Dauermagneten zugeordnet ist, sowie zugleich auch von dem ersten Dauermagneten über eine weiteren, unmittelbar benachbarten dritten Dauermagneten zu einem dritten Magnetpol (ebenfalls magnetischer Südpol) des Magne¬ tisierungswerkzeuges 11 usw., vgl. FIG 3. Benachbarte Magnet¬ pole 13 sind zudem magnetisch über das Magnetisierungs joch 12 miteinander verbunden. Die Feldlinien 9 des Magnetfeldes während der Aufmagnetisierung sind daher an den Rändern 17 der Dauermagneten, also in den Bereichen der Dauermagnete 6, die einander am nächsten sind, stark gekrümmt. Während die Feld¬ linien 9 die Mitte 18 der Dauermagnete 6 gleichmäßig und mit einem regelmäßigen Abstand zueinander durchqueren, nimmt der Abstand der Feldlinien 9 zueinander an den Rändern 17 der Dauermagnete 6 ab. Dies geht besonders deutlich aus FIG 4 hervor. Das hat zur Folge, dass sich dort die Magnetisierung von der Magnetisierung in der Mitte 18 der Dauermagnete 6 unterscheidet. Dies führt zu unterschiedlich aufmagnetisierten Bereichen innerhalb der Dauermagnete 6, wobei die Magnetisie- rung an den Rändern 17 am niedrigsten ist.
Experimentelle Ergebnisse eines solchen herkömmlichen Verfah¬ ren sind in den FIG 5 bis 7 dargestellt. Während sich in der Mitte 18 der Dauermagnete 6 ein mehr oder weniger großer auf- magnetisierter Bereich befindet, verbleiben stets Bereiche an den Rändern 17, in denen keine Magnetisierung erfolgt. Diese Bereiche, in denen das Magnetfeld kleiner als 300 kA/m ist, entsprechen einem Magnetvolumen von 3%. Insgesamt beträgt das Magnetvolumen 97%.
In einem Magnetvolumen von 6,25% ist das Magnetfeld dabei stärker als 700 kA/m und kleiner als 1000 kA/m, so dass sich dort ein Magnetisierungsfaktor größer als 95% ergibt, vgl. FIG 5. In einem Magnetvolumen von 37% ist das Magnetfeld stärker als 1000 kA/m, was dort einen Magnetisierungsfaktor größer als 97% ergibt, vgl. FIG 6. Nur in einem Magnetvolumen von 53,75% ist das Magnetfeld stärker als 1600 kA/m, was ei¬ nen Magnetisierungsfaktor von 100% ergibt, vgl. FIG 7.
Erfindungsgemäß ist es nun zum Aufmagnetisieren von Dauermag¬ neten 6, wie sie in einem Läufer 1 nach FIG 1 angeordnet sind, nach dem Zusammenbau des Gleichstrommotors vorgesehen, stets entweder nur magnetische Südpole (S) darstellende oder nur magnetische Nordpole (N) darstellende Dauermagneten 6 gleichzeitig aufzumagnetisieren .
Vorzugsweise erfolgt das Aufmagnetisieren mit einem neuarti¬ gen Magnetisierungswerkzeug 21, wie es in den FIG 8 und 9 ab¬ gebildet ist. Das Magnetisierungswerkzeug 21 zeichnet sich zum einen dadurch aus, dass die Anzahl der gleichzeitig den Magnetfluß zuführenden Magnetpole 23 kleiner ist als die An- zahl der insgesamt aufzumagnetisierenden Dauermagnete 6 des Läufers 1. Darüber hinaus sind die gleichzeitig den Magnetfluß zuführenden Magnetpole 23 stets nichtbenachbarten Dauermagneten 6 zugeordnet, und zwar derart, dass immer nur jedem zweiten Dauermagneten 6 ein Magnetpol 23 zugeordnet ist. Zum Anordnen des Läufers 1 in dem Magnetisierungswerkzeug 21 kann dieses geöffnet werden (nicht dargestellt) .
Das Magnetisierungswerkzeug 21 wird wiederum nur zum Zweck des Aufmagnetisierens mit dem Gleichstrommotor verbunden und umfasst ein zylindrisches Magnetisierungs joch 22, das derart positioniert wird, dass es den Läufer 1 umgreift. Das Magne¬ tisierungsjoch 22 besteht im wesentlichen aus vier Magnetpolen 23, ausgebildet zum Zuführen eines Magnetflusses zu den Dauermagneten 6 des Läufers 1, und zwei endseitig vorgesehe¬ nen, die Magnetpole 23 verbindenden, kappenförmig ausgebildeten Verbindungselementen 31. Die Verbindungselemente 31 bil¬ den an den Stirnseiten des Magnetisierungswerkzeugs 21 zwei Öffnungen 32 für den Läufer 1 mit den aufzumagnetisierenden Dauermagneten 6 aus. An die Öffnungen 32 schließen sich jeweils hohlzylinderförmige Führungen 33 an, die aufeinander zu in Richtung Magnetisierungswerkzeugmitte verlaufen und zur Aufnahme des Läufers 1 während des Magnetisierungsvorganges dienen. In der Magnetisierungswerkzeugmitte ist ein führungs¬ freier Bereich 34 vorgesehen, in dem sich während des Magnetisierungsvorganges die in dem Läufer 1 angeordneten Dauermagneten 6 in unmittelbarer Nähe der Magnetpole 23 befinden.
Jeder Magnetpol 23 wird dabei wiederum durch einen Zahn 24 gebildet, der aus dem Magnetisierungs joch 22 radial nach innen weist, vgl. FIG 9. Die Zähne 24 sind von jeweils einer Magnetisierungsspule 26 umgeben. Die Zähne 24 und damit auch die Magnetisierungsspulen 26 sind symmetrisch am Magnetisie- rungsjoch 22 angeordnet und zwar untereinander jeweils einen Winkel von 90° einschließend. Die Magnetisierungsspulen 26 sind wiederum mit Hilfe einer Stromquelle sowie eines nicht näher beschriebenen Steuergerätes (beides nicht abgebildet) gleichzeitig ansteuerbar und dienen als Magnetflußquellen.
Zum Aufmagnetisieren der Dauermagnete 6 werden die vier Magnetpole 24 in einen engen magnetischen Kontakt mit vier Polschuhen 8 des Läufers 1 gebracht. Dabei weisen die Stirnsei¬ ten 25 der Zähne 24 auf entsprechenden Polschuhe 8 des Läu- fers 1. Die Magnetpole 23 sind dabei an dem Magnetisierungs¬ joch 22 derart angeordnet, dass sie stets nichtbenachbarten Dauermagneten 6 des Gleichstrommotors zugeordnet sind. Unter Beachtung der Nordpol-Südpol-Anordnung erfolgt im gezeigten Beispiel ein gleichzeitiges Aufmagnetisieren aller gleichpo- ligen Polschuhe 8. Beispielsweise werden alle einen magneti¬ schen Nordpol (N) darstellenden Dauermagnete 6 aufmagneti- siert. Den dazwischenliegenden, jeweils einen magnetischen Südpol (S) darstellenden Dauermagneten 6 sind während dieses Magnetisierungsschrittes keine Magnetpole 24 des Magnetisie¬ rungswerkzeugs 21 zugeordnet.
Der Magnetfluß während des Aufmagnetisierungsvorgangs ver- läuft, wie in FIG 10 abgebildet, von einem ersten Magnetpol 23 (magnetischer Nordpol) des Magnetisierungswerkzeugs 21 in axialer Richtung, also in Richtung der Läuferwelle, hin zu den Enden der Zähne 24, welche über die Verbindungselemente 31 mechanisch und magnetisch miteinander verbunden sind, und von dort zurück über den Läufer 1 und durch einen dem ersten Magnetpol 23 zugeordneten Dauermagneten 6 hin zu dem ersten Magnetpol 23, wodurch der magnetische Kreis geschlossen wird. Die endseitigen Verbindungselemente 31 leiten also den magne¬ tischen Fluß in axialer und radialer Richtung weiter.
Da die gleichzeitig aufzumagnetisierenden Dauermagneten 6, 6' nicht benachbart sind, sind die Feldlinien 9 des Magnetfeldes an den Rändern der Dauermagneten 6 weniger stark gekrümmt. Sie durchqueren daher die Dauermagnete 6 weitgehend gleichmä- ßig und mit einem regelmäßigen Abstand zueinander, vgl. FIG 10. Dies führt zu einer 100%igen, sehr homogenen Magnetisierung der Dauermagneten 6, sogar an den Enden. Dadurch können die Materialkosten für magnetisches Material um etwa 3% ver¬ ringert werden. Zugleich ist eine Verringerung der Baugröße des Gleichstrommotors, insbesondere in axialer Richtung, mög¬ lich.
Experimentelle Ergebnisse eines solchen erfindungsgemäßen Verfahren sind in den FIG 11 bis 13 dargestellt. Randbereiche der Dauermagnete 6, in denen keine Magnetisierung erfolgt ist, sind deutlich verringert oder nicht mehr vorhanden. Ins¬ gesamt beträgt das aufmagnetisierte Magnetvolumen nun 99,7%. Lediglich 0,3% bleiben unbenutzt.
In einem Magnetvolumen von 3% ist dabei das Magnetfeld stärker als 700 kA/m, was einem Magnetisierungsfaktor größer als 95% entspricht, vgl. FIG 11. In einem Magnetvolumen von 36% ist das Magnetfeld stärker als 1000 kA/m. Dies entspricht ei- nem Magnetisierungsfaktor in diesem Bereich von nahezu 97%, vgl. FIG 12. In einem Magnetvolumen von 60,7% ist das Magnetfeld stärker als 1600 kA/m. Der Magnetisierungsfaktor beträgt dort 100%, vgl. FIG 13.
Um nun auch die verbleibenden Dauermagneten 6 mit einem Magnetisierungswerkzeug 21 nach FIG 8 und 9 aufzumagnetisieren, wird die Lage der Magnetpole 23 gegenüber den Dauermagneten 6 verändert. Dazu wird der Läufer 1 relativ zu dem Magnetisie- rungsjoch 22 um die Drehachse gedreht oder umgekehrt derart, dass die Magnetpole 23 nun denjenigen Dauermagneten 6 zugeordnet sind, die als magnetische Südpole dienen. Auf die hierfür benötigten Vorrichtungen wird an dieser Stelle nicht näher eingegangen. Entsprechende Konstruktionen sind bekannt. Anschließend erfolgt ein weiterer Aufmagnetisierungsvorgang mit umgekehrter Stromrichtung.
Trotz der erforderlichen Wiederholungen ist die benötigte Zeit zum Aufmagnetisieren der Dauermagneten 6 vergleichbar mit herkömmlichen Methoden. Im Beispiel beträgt die Dauer des Aufmagnetisierens etwa eine Sekunde. Zwischen den Aufmagneti¬ sierungsvorgängen erfolgt eine Lageänderung zwischen den Magnetpolen 23 des Magnetisierungswerkzeuges 21 und den in dem Läufer 1 angeordneten Dauermagneten 6. Während dieser Zeit, beispielsweise fünf Sekunden, erfolgt auch eine Abkühlung der Magnetpole 23. Anschließend erfolgt der nächste Aufmagneti¬ sierungsvorgang usw. Insgesamt kann ein Läufer 1 mit acht Dauermagneten 6 in etwa 10 Sekunden aufmagnetisiert werden.
Die nachfolgende Tabelle gibt eine Übersicht über den Zusam¬ menhang zwischen der Anzahl der vorhandenen Dauermagneten 6 einerseits und der vorteilhafterweise verwendeten Anzahl von Magnetpolen 23 des Magnetisierungswerkzeuges 21 andererseits sowie der Anzahl der erforderlichen Aufmagnetisierungsvorgän- ge und damit auch der Anzahl der Lageänderungen.
Figure imgf000016_0001
Die Anzahl der Magnetpole 23 entspricht also stets der Hälfe der Anzahl der Polschuhe 8 des Läufers 1. Anders ausgedrückt: Da erfindungsgemäß eine gleichzeitige Aufmagnetisierung auch einer ungeraden Anzahl gleichpoliger Dauermagnete 6 möglich ist, sind stets nur zwei Magnetisierungsvorgänge erforder¬ lich. Damit kann die insgesamt benötigte Zeit zur Aufmagneti¬ sierung gegenüber anderen Magnetisierungsverfahren bei optimalen Magnetisierungsergebnissen deutlich verringert werden.
Alternativ kann das Aufmagnetisieren auch mit Hilfe eines Magnetisierungswerkzeugs 11 erfolgen, wie in FIG 2 darge¬ stellt, sofern sichergestellt wird, dass zum Aufmagnetisieren nicht alle vorhandenen Magnetpole 13 gleichzeitig, sondern jeweils nur den magnetischen Südpolen (S) oder den magnetischen Nordpolen (N) zugeordnete Magnetpole 13 verwendet wer¬ den und ein magnetischer Rückfluß über Verbindungselemente oder dergleichen möglich ist.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (21) zum Aufmagnetisieren von Dauermagneten (6) einer elektrischen Maschine, insbesondere eines bürsten¬ losen Gleichstrommotors mit einer ringförmigen Anordnung der Dauermagnete (6) an einem Läufer (1), wobei eine Anzahl von ersten Dauermagneten (6) jeweils einen magnetischen Nordpol (N) und ein Anzahl von zweiten Dauermagneten (6) jeweils ei- nen magnetischen Südpol (S) darstellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (21) eine Anzahl von Magnetpole (23) zum gleichzeitigen Zuführen eines Magnetflusses zu aus¬ schließlich gleichpoligen Dauermagneten (6) umfasst.
2. Vorrichtung (21) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der gleichzeitig den Magnetfluß zuführenden Magnetpole (23) kleiner ist als die Anzahl der insgesamt auf- zumagnetisierenden Dauermagnete (6) der elektrischen Maschine .
3. Vorrichtung (21) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der vorhandenen Magnetpole (23) kleiner ist als die Anzahl der insgesamt aufzumagnetisieren- den Dauermagnete (6) der elektrischen Maschine.
4. Vorrichtung (21) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Magnetpole (23) gegenüber der La¬ ge der Dauermagnete (6) der elektrischen Maschine veränderbar ist .
5. Vorrichtung (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetpole (23) zur Bildung einer geschlossenen magnetischen Flußschleife über Verbindungselemente (31) miteinander verbunden sind.
6. Vorrichtung (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnetpol (23) durch einen Zahn (24) gebildet ist, welcher an einem Magnetisierungs joch (22) ange¬ ordnet und von einer Magnetisierungsspule (26) umgeben ist.
7. Vorrichtung (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauermagnete (6) der elektrischen
Maschine eine Blockform aufweisen und in Taschen (5) des Läufers (1) angeordnet sind.
8. Verfahren zum Aufmagnetisieren von Dauermagneten (6) einer elektrischen Maschine, insbesondere eines bürstenlosen
Gleichstrommotors mit einer ringförmigen Anordnung der Dauermagnete (6) an einem Läufer (1), wobei eine Anzahl von ersten Dauermagneten (6) jeweils einen magnetischen Nordpol (N) und ein Anzahl von zweiten Dauermagneten (6) jeweils einen magne- tischen Südpol (S) darstellen, gekennzeichnet durch ein gleichzeitiges Zuführen eines Magnetflusses zu ausschließlich gleichpoligen Dauermagneten (6).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufmagnetisierens ein Magnetfluß von einem Dauer¬ magneten (6) der elektrischen Maschine zu einem anderen Dauermagneten (6) der elektrischen Maschine über Verbindungselemente (31) erfolgt, welche die Magnetpole (6) magnetisch mit¬ einander verbinden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen des Magnetflusses mit Hilfe einer Anzahl von Magnetpolen (23) erfolgt, die kleiner ist als die Anzahl der insgesamt aufzumagnetisierenden Dauermagnete (6) der e- lektrischen Maschine, wobei zwischen den Aufmagnetisierungs¬ vorgängen die Lage der Magnetpole (23) gegenüber den Dauermagneten (6) der elektrischen Maschine verändert wird.
PCT/EP2007/055095 2006-06-02 2007-05-25 Vorrichtung und verfahren zum aufmagnetisieren von dauermagneten einer elektrischen maschine WO2007141147A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006025925.4 2006-06-02
DE102006025925 2006-06-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007141147A1 true WO2007141147A1 (de) 2007-12-13

Family

ID=38426515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/055095 WO2007141147A1 (de) 2006-06-02 2007-05-25 Vorrichtung und verfahren zum aufmagnetisieren von dauermagneten einer elektrischen maschine

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2007141147A1 (de)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011014506A1 (de) 2011-03-18 2012-09-20 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zum Aufmagnetisieren von Dauermagneten einer elektrischen Maschine
DE102013200476A1 (de) * 2013-01-15 2014-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Permanenterregte Synchronmaschine mit einem Rotor mit Permanentmagneten und Verfahren zur Herstellung derartiger Maschinen bzw. Rotoren
DE102014005806A1 (de) 2014-04-19 2014-11-06 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Magnetisierungsprozesses von Magnetpolen
EP3012947A3 (de) * 2014-10-20 2016-08-10 Jtekt Corporation Verfahren zur herstellung eines inneren permanentmagnetrotors und magnetisierungsvorrichtung
EP3101786A1 (de) * 2015-06-02 2016-12-07 Jtekt Corporation Herstellungsverfahren und magnetisierungsvorrichtung für interne dauermagnetrotoreinheit
WO2017108566A1 (de) * 2015-12-23 2017-06-29 M-Pulse Gmbh & Co Kg Aufmagnetisieranordnung, magnetisiervorrichtung und verfahren zur aufmagnetisierung eines eingebauten werkstuecks aus hartmagnetischem material
DE102017011389A1 (de) 2017-12-11 2018-05-30 Daimler Ag Vorrichtung zum Prüfen einer Magnetisierung von in einer Komponente für eine elektrische Maschine angeordneten Permanentmagneten
CN108381594A (zh) * 2018-05-18 2018-08-10 广东交通职业技术学院 一种磁性夹具

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03195344A (ja) * 1989-12-22 1991-08-26 Shibaura Eng Works Co Ltd ステッピングモータの着磁器
GB2372885A (en) * 2000-07-06 2002-09-04 Ching Chuen Chan Flux regulated permanent magnet brushless DC motor
US20030122439A1 (en) * 2001-12-28 2003-07-03 Emerson Electric Co. Doubly salient machine with angled permanent magnets in stator teeth

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03195344A (ja) * 1989-12-22 1991-08-26 Shibaura Eng Works Co Ltd ステッピングモータの着磁器
GB2372885A (en) * 2000-07-06 2002-09-04 Ching Chuen Chan Flux regulated permanent magnet brushless DC motor
US20030122439A1 (en) * 2001-12-28 2003-07-03 Emerson Electric Co. Doubly salient machine with angled permanent magnets in stator teeth

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011014506A1 (de) 2011-03-18 2012-09-20 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zum Aufmagnetisieren von Dauermagneten einer elektrischen Maschine
DE102013200476A1 (de) * 2013-01-15 2014-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Permanenterregte Synchronmaschine mit einem Rotor mit Permanentmagneten und Verfahren zur Herstellung derartiger Maschinen bzw. Rotoren
DE102014005806A1 (de) 2014-04-19 2014-11-06 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Magnetisierungsprozesses von Magnetpolen
EP3012947A3 (de) * 2014-10-20 2016-08-10 Jtekt Corporation Verfahren zur herstellung eines inneren permanentmagnetrotors und magnetisierungsvorrichtung
EP3101786A1 (de) * 2015-06-02 2016-12-07 Jtekt Corporation Herstellungsverfahren und magnetisierungsvorrichtung für interne dauermagnetrotoreinheit
US9985506B2 (en) 2015-06-02 2018-05-29 Jtekt Corporation Manufacturing method and magnetizing device for interior permanent magnet rotor unit
WO2017108566A1 (de) * 2015-12-23 2017-06-29 M-Pulse Gmbh & Co Kg Aufmagnetisieranordnung, magnetisiervorrichtung und verfahren zur aufmagnetisierung eines eingebauten werkstuecks aus hartmagnetischem material
DE102015122812A1 (de) 2015-12-23 2017-06-29 M-Pulse Gmbh & Co Kg Aufmagnetisieranordnung, Magnetisiervorrichtung und Verfahren zur Aufmagnetisierung eines eingebauten Werkstücks aus hartmagnetischem Material
DE102015122812B4 (de) 2015-12-23 2019-01-10 M-Pulse Gmbh & Co Kg Verfahren zur Aufmagnetisierung eines eingebauten Werkstücks aus hartmagnetischem Material und Aufmagnetisieranordnung
DE102017011389A1 (de) 2017-12-11 2018-05-30 Daimler Ag Vorrichtung zum Prüfen einer Magnetisierung von in einer Komponente für eine elektrische Maschine angeordneten Permanentmagneten
CN108381594A (zh) * 2018-05-18 2018-08-10 广东交通职业技术学院 一种磁性夹具

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007141147A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum aufmagnetisieren von dauermagneten einer elektrischen maschine
EP1955426B1 (de) Elektromaschine und rotor für eine elektromaschine
DE112006002546B4 (de) Elektromotor mit asymmetrischen Polen
EP3646438B1 (de) Permanentmagnet-erregter motor mit verdrehbaren magnetstäben
EP1458077A1 (de) Mehrphasiger Elektromotor welcher einen Rotor mit eingebetteten Permanentmagneten aufweist
DE102007007578A1 (de) Elektrische Maschine
DE112007001339T5 (de) Magnet für eine dynamoelektrische Maschine, dynamoelektrische Maschine und Verfahren
EP2999087B1 (de) Elektrische Maschine mit geringer magnetischer Nutstreuung
DE112018004362T5 (de) Elektrische permanentmagnet-rotationsmaschine
WO2016020120A2 (de) Blech- oder sinterteil für einen stator oder einen läufer einer elektrischen maschine sowie verfahren zu dessen herstellung
DE102006053973B4 (de) Elektrischer Generator
DE102011105867A1 (de) Rotor für eine elektrische Maschine
EP3545610A1 (de) Synchron-maschine mit magnetischer drehfelduntersetzung und flusskonzentration
EP2999090B1 (de) Permanenterregter Läufer mit geführtem Magnetfeld
EP2378646A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Magnetisierung permanent-erregter Synchronmaschinen sowie Rotor für solche Synchronmaschinen
EP2942858B1 (de) Rotorblechpaket
EP3381107B1 (de) Elektroblech mit gedrucktem steg
EP3234967A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum magnetisieren von permanentmagneten
WO2019110173A1 (de) Rotor oder stator einer elektrischen maschine
DE102012218993A1 (de) Läuferanordnung für eine permanentmagneterregte elektrische Maschine
DE10247228B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Magnetisieren eines dauermagnetischen Ringmagneten mit gerader Polzahl
DE4417903C2 (de) Aufmagnetisierungsvorrichtung für elektrische Maschinen mit Dauermagnetläufer
DE102006007305A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Aufmagnetisieren von Dauermagneten einer elektrischen Maschine
EP2999088A1 (de) Streuungsarmer Polschuh für eine elektrische Maschine
DE10246719A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines mehrpolig orientierten gesinterten Seltenerd-Ringmagnets

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07729524

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07729524

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1