[发明专利]用于磁性部件的芯元件及其制造方法

说明书

一种用于磁性部件的芯元件，包括用于传导磁通量的多个铁磁部段(216‑219)。铁磁部段中相邻的铁磁部段通过铁磁峡部(221)彼此连接，从而将铁磁部段中相邻的铁磁部段保持为彼此隔开一定距离，并且/或者铁磁部段之间的间隙填充有电绝缘固体材料(223)，间隙中相邻的间隙经由穿过铁磁部段的开口(224)彼此连接并填充有电绝缘固体材料(225)。铁磁部段可以构成例如铁磁片的堆叠或铁磁丝的束。芯元件可以通过三维打印来制造，因此能够制造出原本通过成形最初为平面的铁磁片无法做出或至少不能成本高效地做出的芯元件。

技术领域

本公开涉及磁性部件的芯元件。芯元件可以例如(但不必需)是轴向磁轴承的定子或转子芯、组合式轴向和径向磁轴承的定子或转子芯、变压器或滤波器芯，或者电机的定子或转子芯。此外，本公开涉及一种用于制造磁性部件的芯元件的方法。

背景技术

在许多情况下，磁性部件的芯元件实现为层叠结构，即堆叠的板片结构，使得磁通量沿着板片传导，而不穿过板片。该层叠结构的优点在于，与由实心钢制成的相应芯元件相比，变化的磁通量引起的涡流明显更少。芯元件可以例如(但不必需)是轴向磁轴承的定子或转子芯、径向磁轴承的定子或转子芯、组合式轴向和径向磁轴承的定子或转子芯、变压器或滤波器芯、电机的定子或转子芯、或者无轴承电机的定子芯，其中定子芯不仅用于扭矩产生，还用于转子的磁悬浮。

层叠结构的固有缺点是构造芯元件可能很麻烦，在所述芯元件中，铁磁片需要在彼此相交的方向上弯曲，以便实现其中磁通量可以沿着板片流动而不需要流过板片的情况。通过使用在电机的轴向方向上彼此堆叠的平面铁磁片，很容易构造例如径向磁通电机的定子或转子芯。同样，通过以与带在带卷上卷绕相同的方式卷绕伸长铁磁片来构造用于环形线圈的芯元件也很简单。然而，构造例如用于轴向磁轴承的层叠定子芯元件以使磁通量不需要流过铁磁片，这显然更具挑战性。轴向磁轴承的定子芯元件通常是旋转对称元件，其包括用于传导电流的线圈的环形凹槽。因此，上述芯元件的铁磁片必须在彼此相交的方向上弯曲，以实现磁通量不需要流过这些板片的情况。在许多情况下，其中最初是平面的铁磁片需要以复杂方式成形的层叠芯元件的制造是不可能的，或者至少不是成本高效的。

发明内容

以下给出了简化的概述，以便提供对各种发明实施例的一些方面的基本理解。该概述不是对本发明的广泛概述。它既不旨在标识本发明的关键或重要元素，也不旨在描绘本发明的范围。以下概述仅仅以简化的形式呈现了本发明的一些概念，作为对本发明示例性实施例的更详细描述的序言。

在本文中，当用作前缀时，“几何”一词指的是不一定是任何物理对象的一部分的几何概念。几何概念可以是例如几何线或轴线、几何平面、非平面几何表面、几何空间或任何其他一维、二维或三维的几何实体。

根据本发明，提供了一种制造用于磁性部件的芯元件的新颖方法。

根据本发明的方法包括通过三维“3D”打印产生包括多个铁磁部段的铁磁结构，其中铁磁部段中相邻的铁磁部段通过铁磁峡部相互连接，其中铁磁结构构成芯元件的至少一部分。

由于上述铁磁结构是通过三维打印制造的，因此能制造出原本通过成形最初为平面的铁磁片无法做出或至少不能成本高效地做出的芯元件。

根据本发明示例性和非限制性实施例的方法还包括将电绝缘材料浇注到铁磁部段之间的间隙中。根据本发明的示例性和非限制性实施例的方法还包括在浇注之后，在铁磁结构中切割出开口，从而移除铁磁峡部的至少一部分。根据本发明示例性和非限制性实施例的方法还包括在切割之后，将电绝缘材料浇注到开口中。

根据本发明，还提供了一种用于磁性部件的新颖芯元件。芯元件可以例如(但不是必需)是轴向磁轴承的定子或转子芯、径向磁轴承的定子或转子芯、组合式轴向和径向磁轴承的定子或转子芯、变压器或滤波器芯、电机的定子或转子芯、或者无轴承电机的定子芯，其中定子芯不仅用于扭矩产生，还用于转子的磁悬浮。

根据本发明的芯元件包括用于传导磁通量的多个铁磁部段，其中