CN101874334B

CN101874334B - 用于制造特别是交流发电机的旋转电机的转子组件的方法

Info

Publication number: CN101874334B
Application number: CN2008801179045A
Authority: CN
Inventors: 奥利维尔·加斯; 皮埃尔-伊维斯·比尔特里斯特; 亚历山大·弗莱格
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2008-11-24
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2028-11-24
Also published as: CN101874334A; US8531081B2; WO2009071827A3; WO2009071827A2; EP2218158B1; BRPI0817900A2; BRPI0817900B8; US20100295400A1; BRPI0817900B1; FR2924284A1; EP2218158A2; KR20100095538A

Abstract

本发明涉及一种用于生产旋转电机的转子组件的方法，该电机特别是交流发电机，转子组件包括两个转子(20；22)，该两个转子在它们之间限定至少一个转子间空间(28)，该转子间空间适于容纳至少一个磁体结构(30)，该磁体结构包括至少一个指示标记，该方法包括下面的步骤：将磁体结构(30)定位为抵靠转子的至少一个，使用指示标记(75)来识别磁体结构的磁化取向的方向。

Description

用于制造特别是交流发电机的旋转电机的转子组件的方法

技术领域

本发明特别地涉及一种用于制造用于旋转电机的转子组件的方法，该电机特别是交流发电机(alternator)。

背景技术

法国专利FR 2 793 085描述了一种用于机动车的交流发电机，包括定子和转子。转子组件包括绕组和两个转子，每个转子装备有多个爪。转子在它们之间、在爪的位置处限定了转子间空间(inter-rotor space)，每个转子间空间能容纳永磁体结构，特别是由稀土制造的。这些磁体结构的磁化方向必须从一个转子间空间交替到下一个。为此，这些磁体结构根据它们的磁化方向被设置为两个不同组。但是这两个组不能在视觉上区别。因此当磁体结构被组装在转子的转子间空间内时，必须特别小心来选择具有正确取向的磁体结构。

美国专利7095154描述了一种交流发电机转子组件，包括通过支撑元件保持在转子间空间内的永磁体。每个磁体被以非同心的方式定位在相应的转子间空间内。

发明内容

本发明的目的特别是要简化用于制造转子组件的方法，同时避免组装磁体结构时错误的风险。

本发明的目的由此是一种用于生产旋转电机的转子组件的方法，该电机特别是交流发电机，转子组件包括两个转子，该两个转子在它们之间限定至少一个转子间空间，该转子间空间适于容纳至少一个磁体结构，所述磁体结构包括至少一个指示标记，该方法包括下面的步骤：

-将磁体结构抵靠转子的至少一个定位，使用指示标记来识别磁体结构的磁化取向的方向。

根据本发明的指示标记的存在使得，在把磁体结构组装在转子上时，通过将它们沿不正确的磁化方向取向而造成的风险降低或甚至消除。

这些指示标记还使得可以快速地检查是否所有磁体结构都被正确地定位在转子间空间内。

视情况而定，磁体结构可被以全部正确或全部错误的方式布置在转子上，且集电器依赖于观察到的磁体结构的定位以适当的配置而被布置在电机的电路的结束处。

本发明特别适于手动执行的方法。

还可以在组装结束时检查电机的电磁回路。

在本发明的示例性实施例中，在转子被组装前，磁体结构被定位为抵靠其中一个转子。

替换地，磁体结构在两个转子被组装后插入转子间空间内。

优选地，磁体结构的指示标记是通过裸眼可视的，例如，使得人可以识别磁体结构的磁化取向。

视情况而定，为了磁化磁体结构，当它们穿过磁化装置时，它们沿相同的方向平行地定位。

通过本发明，由此可以避免不得不沿两个不同方向磁化磁体结构且由此形成两组磁体，其简化了该方法。

此外，通过处理所有具有相对于指示标记的相同磁化取向的磁体结构，可以避免在转子组装的各生产阶段中的混淆。可使用单一磁体结构基准。

替换地，为了磁化磁体结构，当它们穿过磁化装置时，可以将它们沿交替方向平行地定位。在这种情况下，可使用两种磁体结构基准。

在本发明的示例性实施例中，转子组件包括多个转子间空间，每个转子间空间能容纳至少一个磁体结构，且该方法包括下面的步骤：

-以一组磁体结构开始，所述一组磁体结构的所有磁体结构所具有的北极和南极相对于相应指示标记以相同方式指向的，选择多个磁体结构并将所述多个磁体结构在相继的转子间空间内定位在至少一个转子上，所述多个磁体结构的取向从一个转子间空间到另一个交替。

该方法可包括下面步骤：

-选择磁体结构和使该磁体结构旋转选定角度，特别是使用指示标记作为基准，以在将该磁体结构定位为抵靠其中一个转子前将其布置在适当的位置中。

上面的步骤可被手动执行，替换地，使用装备有关节臂的机器人。

本发明的目的同样是一种适于安装在旋转电机的转子组件内的磁体结构，该电机特别是交流发电机，该转子组件特别是通过上述方法制造，其特征在于，该磁体结构包括至少一个指示标记，该指示标记适于允许区别该磁体结构的磁化方向，特别是视觉上区分。

在本发明的示例性实施例中，磁体结构包括板和定位为抵靠该板的磁体，且指示标记至少部分地形成在该板上。

该板被特别用于保持磁体和作为机械吸收器(mechanical absorber)。

如果需要，指示标记包括形成在板中的至少一个孔或切割部。

指示标记可包括磁体沿板长度延续方向的过量长度，所述过量长度仅存在于磁体结构的一侧上，以将磁体的一侧与另一侧区别开。

替换地，板可具有相对于磁体的过量长度。

这种情况是，指示标记由至少两个区域形成，该两个区域具有不同的特别是光学、电磁的特性，例如具有不同的颜色或反射特性。

具有不同光学特性的这两个区域可沿磁体结构的长度或宽度延伸。

该指示标记如果需要的话通过永磁体或板的厚度的变化形成。

在本发明的示例性实施例中，指示标记至少部分地形成在磁体上。

指示标记可通过例如磁体上的材料的抽取构成、例如是槽口，或者例如通过印刷在该磁体上的符号构成。

通常，形成在磁体或板上或同时形成在两者上的该指示标记可以各种方式形成，特别是通过形成不连续和/或不对称结构(例如通过切割)、开槽、裸眼可视或不可视的油墨印刷、附接(例如通过粘结)单独的元件(例如胶贴或标签)等。

在本发明的示例性实施例中，至少一个磁体结构具有大致矩形平行六面体的形状或替换地具有梯形截面。

例如，板通过粘接而被固定在磁体上。

本发明的目的同样是一种转子组件，包括两个转子和至少一个如上所述的磁体结构，该磁体结构安装在限定于两个转子之间的转子间空间内。

优选地，所有磁体结构相对于指示标记具有相同的磁化方向。

优选地，转子组件的所有磁体结构是相同的。

有利地，磁体结构包括在转子间空间的整个宽度上延伸的永磁体。

本发明的目的还是一种旋转电机，特别是机动车的交流发电机，包括如上所述的转子组件。

附图说明

通过检视附图和阅读下面的本发明的非限制性示例实施例的详细说明，可更好地理解本发明，在附图中：

图1示意性地部分示出了根据本发明的示例性实施例的交流发电机的纵向截面；

图2示意性地示出了图1的交流发电机的转子组件的制造阶段；且

图3至11示意性地部分示出了根据本发明的磁体结构的例子。

具体实施方式

在本说明书中，图1的箭头“A”和“R”分别指示轴向和径向方向。

图1示出了多相旋转电机1，在本发明的该示例性实施例中，其形成用于机动车的交流发电机。当然，电机1，如果需要的话，可以是可逆的且形成交流发电机-起动机，其可以电马达模式运行以起动车辆的内燃机和以交流发电机运行以产生电能。

该电机1包括壳体10、位于壳体内部的转子组件12和环绕转子组件12的定子16，该转子组件作为一体与称为转子轴的具有轴线X的旋转轴14一起旋转。

定子16包括本体17，由设置有槽口的叠片结构(a stack of laminations)形成，该槽口用于组装定子绕组18，该绕组在定子本体17的任一侧上形成线圈端部。

转子组件12包括两个转子20和22，每个都装备有横板24，大致沿轴向方向A延伸的多个爪26连接在该横板的周边上。

每个爪26沿径向方向R观察时都具有大体的梯形形状，如图2所示。

一个转子的爪26与另一个转子的爪26形成转子间空间28，每个转子间空间都用于容纳磁体结构30。

场绕组34形成在转子20和22的板24之间。

每个转子20；22都包括钻孔，该钻孔形成用于容纳轴14的内部通道38。

转子20和22例如由钢制造。

轴14在其前端部上承载皮带轮40，该皮带轮属于用于通过至少一个皮带(未示出)在交流发电机1和机动车的内燃机之间传动的装置，且轴在其后端部处具有集电环42，其集电环通过电线(未示出)连接到转子组件12的场绕组34。

以非常示意性的方式示出的刷握44的电刷被以一方式定位，该方式是在集电环上摩擦以供应电流到绕组34。

当轴14旋转且场绕组34通过供电被激励时，感应转子组件12在定子16中产生感应的AC电流。

在考虑的例子中，壳体10包括两个部件，即前支撑件46和支撑刷握44的后支撑件48。

支撑件46和48每个分别包括用于轴14的旋转支撑的球轴承50和52。

交流发电机1还包括用于其冷却的机构。

例如，如图1所示，支撑件46和48被通风以允许交流发电机通过空气流通而被冷却。

在所示的例子中，转子组件12至少在它的其中一个轴向端部处包括风扇，该风扇被设计用于提供空气流通。例如，第一风扇54被设置在转子组件12的前横向表面上，第二通风单元56被设置在转子组件12的后表面上。每个风扇54和56都装备有多个叶片58和60。

在所述的示例性实施例中，每个转子20；22都包括六个爪26，以限定具有转子间空间28的转子组件12。

替换地，根据需要的电机的类型，转子组件12可包括2、4、6、8或10个转子间空间28。

特别参考图2，现在将描述转子组件12的各个生产阶段，特别是结合磁体结构30在转子间空间28中的组装。

每个磁体结构30都包括永磁体70(例如由稀土制造)，和由非磁性材料(例如包含玻璃纤维的复合材料)制造的板71。

在考虑的例子中，如图3所示，永磁体70具有大致的矩形平行六面体形状。

磁体的该形状是具有180°角度的旋转不变量(rotation invariant)，以使得在磁体70被磁化后不能视觉上区别北极的侧表面72和南极的相对侧表面73。

在图2所示的方法中，磁体结构30已穿过磁化装置80，该装置被设计为利用箭头B所示的磁场来磁化结构30的磁体70。

在该步骤后，每个磁体70都在其相对的表面72和73上分别具有北极和南极。

磁体结构30被平行排列地成批穿过装置80。

在所述的例子中，板71具有矩形形状且整体覆盖永磁体70的表面，该板71在穿过磁化装置80前被固定在磁体70上。

为了允许磁体70的表面72(北极)和73(南极)之间的视觉区别，且由此识别该磁体70的磁化方向，每个磁体结构30都包括指示标记(indexmark)75。

在参考图3所示的例子中，指示标记75包括形成在板71中的孔76，该孔更靠近一个轴向端部77而非另一端部78。

因此，为了把磁体结构30定位在其中一个转子20；22上，使得磁体70的磁化取向从一个转子间空间交替到下一个，可以使用指示标记75来视觉上识别结构30的磁化取向的方向。

例如，因要使第一磁体结构30可被定位在第一转子间空间28中，后者被取向为使得指示标记75径向地位于内侧上，且因要使第二磁体结构30可被定位在第二转子间空间28中，该结构30被旋转以将其定位为使得指示标记位于外侧上(见图2)。

本发明由此使得避免了磁化结构30在取向中的错误，其在这些结构30被手动组装时特别有利，操作者在为结构30取向过程中得到磁化标记的辅助。

应注意，磁体结构30在其中一个转子被与另一转子组装前被固定在该一个转子20；22上。

在被封闭在两个转子20和22之前，这些磁体结构30通过磁化与转子连结。

在刚描述的例子中，板71完全覆盖磁体表面70。

替换地，如图4所示，磁体70在轴向端部77处具有相对于板71沿纵向方向的过量长度78。

该过量长度由此形成本发明构思下的指示标记75，该指示标记被用于识别磁体结构30的磁化取向的方向。

板71由此可以是完整的，不具有孔，其特别允许其制造在切割操作方面被简化。

替换地，如图5所示，除了过量长度78之外，磁体结构30还具有孔76，以冗余(redundant)方式区别结构30的侧部。

在图6所示的例子中，板71具有与磁体70相等的长度，在一个轴向侧上具有切割部85以形成指示标记75。

这些切割部85具有例如三角形的形状。

当然，这些切割部可具有任意其它合适的形状。

例如，板71可具有单一的倒圆切割部，形成在板71的边缘的中间。

在图7所示的例子中，板71包括厚度缩减的部分87，其在磁体70的一个轴向侧上延伸。

该部分87形成本发明构思下的指示标记75。

在刚描述的例子中，指示标记75由板71的形状和/或尺寸形成。

当然，指示标记可通过其它方式形成，这不离开本发明的精神和范围。

如图8所示，指示标记75由具有不同光学性能的至少两个区域形成，特别是具有不同的颜色或反射性能。

在考虑的例子中，板71包括两个例如矩形的区域88和89，其具有不同的表面积，且具有不同的颜色。

这些区域88和89沿磁体结构的宽度延伸。

替换地，如图9所示，相同表面积的区域88和89沿结构的长度延伸。

例如，北极侧(N)可与具有第一颜色的区域89相关联，南极侧(S)具有与具有第二颜色的区域88相关联，其中，第一颜色与第二颜色不同。

当结构被组装在转子上时，可以定位磁体机构以使得具有相同颜色的所有侧位于转子上。

指示标记75如果需要的话可被形成在磁体70上，而不在板71上。

图10的磁体结构30包括磁体70和完全覆盖该磁体70的表面的板71。

指示标记75以槽口90的方式形成在轴向端面91上。

该槽口90具有例如直线形形状。

替换地，可考虑槽口90的任意其它合适的形状。

例如，槽口可以是圆形的。

当然，本发明不限于刚描述的示例性实施例。

例如，磁体70可在其两个相对轴向端部上对称地具有圆角形状。

板71如果需要的话可覆盖磁体70的至少两个表面。

例如，如图11所示，板71具有以直角弯折且覆盖永磁体70的径向表面的部分95。该表面可以是磁体的前或后表面。

该部分95被用于限定本发明构思下的指示标记75。

Claims

1.一种用于生产旋转电机的转子组件(12)的方法，转子组件包括两个转子(20；22)，该两个转子在它们之间限定至少一个转子间空间(28)，该转子间空间适于容纳至少一个磁体结构(30)，该磁体结构包括至少一个指示标记，所述至少一个指示标记在磁体结构的当磁体结构在两个转子(20；22)之间安装在转子间空间(28)内时可视的面上，该方法包括下面的步骤：

-将磁体结构(30)定位为抵靠转子的至少一个，使用指示标记(75)来识别磁体结构的磁化取向的方向；

-在磁体结构安装在两个转子(20；22)之间之后，通过使用指示标记(75)检查是否所有磁体结构的磁化取向的方向都被正确地定位在转子间空间内。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，磁体结构(30)在转子被组装前被定位为抵靠其中一个转子。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，磁体结构的指示标记(75)是裸眼可视的。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为了磁化磁体结构(30)，当它们穿过磁化装置(80)时，它们被沿相同方向平行地定位。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，转子组件(12)包括多个转子间空间(28)，每个转子间空间能容纳至少一个磁体结构，该方法包括下面的步骤：

以一组磁体结构开始，所述一组磁体结构的所有磁体结构所具有的相应北极和南极相对于指示标记(75)以相同方式指向，选择多个磁体结构并将所述多个磁体结构在相继的转子间空间内定位在至少一个转子上，所述多个磁体结构的取向从一个转子间空间到另一个交替。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法包括下面步骤：

选择磁体结构(30)和使该磁体结构旋转选定角度，使用指示标记作为基准，以在将该磁体结构定位为抵靠其中一个转子前将其布置在适当的位置中。

7.如权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，磁体结构(30)被手动地定位。

8.如权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，旋转电机是交流发电机(1)。

9.一种适于安装在旋转电机的转子组件(12)内的磁体结构(30)，该转子组件通过权利要求1至8中的任一项所述的方法生产，其特征在于，该磁体结构包括至少一个指示标记(75)，该指示标记适于允许区别该磁体结构的磁化方向，其中，所述至少一个指示标记(75)在磁体结构的当磁体结构在两个转子(20；22)之间安装在转子间空间(28)内时可视的面上，以允许在磁体结构安装在两个转子(20；22)之间之后，通过使用指示标记(75)检查是否所有磁体结构的磁化取向的方向都被正确地定位在转子间空间内。

10.如权利要求9所述的结构，其特征在于，所述至少一个指示标记(75)适于允许在视觉上区别该磁体结构的磁化方向。

11.如权利要求9所述的结构，其特征在于，磁体结构(30)包括板(71)和定位为抵靠该板的磁体(70)；指示标记(75)在磁体结构的当磁体结构在两个转子(20；22)之间安装在转子间空间(28)内时可视的面上至少部分地形成在该板上，指示标记包括形成在板(71)上的至少一个孔(76)或是磁体沿板长度的延续方向的过量长度(78)。

12.如权利要求9或11所述的结构，其特征在于，指示标记由具有不同的光学特性的至少两个区域(88，89)形成。

13.如权利要求12所述的结构，其特征在于，所述不同的光学特性是不同颜色。

14.如权利要求9所述的结构，包括至少一个磁体，其特征在于，指示标记至少部分地形成在磁体上。

15.如权利要求14所述的结构，其特征在于，指示标记包括磁体上的材料的抽取部。

16.如权利要求15所述的结构，其特征在于，所述材料的抽取部是槽口(90)。

17.如权利要求9至11中的任一项所述的结构，其特征在于，其具有大致矩形平行六面体的形状。

18.一种用于旋转电机的转子组件(12)，该转子组件包括两个转子和至少一个如权利要求9至17中的任一项所述的磁体结构，该磁体结构安装在两个转子之间限定的转子间空间内，并且其中，磁体结构在两个转子(20；22)之间安装在转子间空间(28)内。

19.如权利要求18所述的转子组件，其特征在于，所有磁体结构(30)相对于指示标记(75)具有相同的磁化方向。

20.如权利要求18或19所述的转子组件，其特征在于，所有的磁体结构是相同的。

21.一种旋转电机，包括如权利要求19或20所述的转子组件。

22.如权利要求21所述的旋转电机，其特征在于，所述旋转电机是机动车辆的交流发电机(1)。