CN102150350A - 用于电机的装置和制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造例如启动发电一体机的电机的方法和装置，所述方法包括双热降操作，由此在钢套筒(6)已被加热之后，定子组件(8)插入该钢套筒(6)中，并且所述定子组件(8)和所述套筒(6)随后被冷却并插入已加热的壳体(4)中。

Description

用于电机的装置和制造方法
技术领域
本发明涉及电机的制造方法。具体而言，本发明涉及用于电机(例如启动发电一体机(ISG))的装置和制造方法，该启动发电一体机能够从启动器马达模式转换为交流发电机或发电机模式。
背景技术
电机部件的已知组装方法为冷冲压。然而，将部件冷冲压在一起通常导致对部件的损坏，例如重度刮伤，特别是在部件之间需要高度干涉配合的情况下。部件的电磁特性以及堆叠密度也可由于冷冲压操作而被不利地改变。而且，当需要高度干涉配合时，通过冷冲压来组装部件需要非常大的力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制造电机的装置和方法，所述电机在被组装的部件之间提供足够的干涉配合度，以防止其在高温下分离，而不会导致对部件的损坏，并且其中部件的特定堆叠密度可得到保持。
因此，按照一个方面，本发明提供一种制造电机的方法，该电机包括定子组件、套筒和壳体，所述方法包括多个热降(hot drop)操作。
优选地，该方法包括：第一热降操作，其中所述套筒在所述定子组件插入所述套筒中之前被加热；和第二热降操作，其中所述壳体在所述定子组件和所述套筒插入所述壳体中之前被加热。
所述套筒可由不锈钢形成，或者可替换地由已被电镀的中碳钢/高碳钢形成。所述壳体可包括由铝形成的模铸件。所述电机可为启动发电一体机，或者在高温应用中使用的任何其他开关磁阻电机。
按照另外的方面，本发明还提供一种电机，其包括定子组件、套筒和壳体。所述电机可包括位于所述壳体与所述套筒之间的冷却套，并且所述电机可为启动发电一体机。
附图说明
现在将通过示例并参照附图描述本发明的实施例，在附图中：
图1为由根据本发明的方法制造的包括ISG的电机的前视图；
图2为沿线II-II截取的图1的ISG的剖视图；
以及
图3为图2的ISG的细部剖视图。
具体实施方式
图2和图3例示出ISG 2，其包括钢套筒6、定子组件8和包括铝制模铸件4的主马达壳体。定子组件8由多个叠片24形成，多个叠片24由透磁材料形成，且被非导电涂层(例如漆)涂覆。叠片24一个在另一个的顶部上地层叠成堆叠结构，且在每层之间存在小的间隙。
在定子组件8中，叠片24的数量被选择用于提供预定的堆叠密度，即，每单位长度最优数量的叠片24。
定子组件8的外直径大于套筒6的内直径，以在这些部件组装之后提供干涉配合。类似地，套筒6的最大外直径大于模铸件4的内直径，以在组装之后在这些部件之间提供干涉配合。
ISG的制造包括形成定子组件8、形成套筒6和形成模铸件4。然后部件被组装，以通过第一热降操作将定子组件8插入套筒6中以形成子组件22，并通过第二热降操作将子组件22插入模铸件4中。
第一热降操作涉及使用加热装置来将套筒6加热到200℃。加热装置包括感应加热元件(未示出)，套筒6被放置到该感应加热元件上。然后，粘合剂被涂敷到定子组件8的外直径的将在组装之后与套筒6接触的区域。然后，定子组件8插入加热的套筒6中。由于被加热，套筒6已经膨胀，由此导致其内直径相对于其在环境温度下的值增大。因此，与若部件尚未被加热相比，用于将定子组件8插入套筒6中所需的力小很多。
在第二热降操作之前，子组件22(包括定子组件8和套筒6)被允许冷却。然后，第二热降操作通过使用加热装置将模铸件4加热到200℃的温度而完成。加热装置仍然包括感应加热元件(未示出)，然后将子组件22插入模铸件4中。子组件22沿预定方位被插入模铸件4中，以确保提供在定子组件8上的相绕组12被准确地插入模铸件4的基部16中的对应的孔道14中。
使用冲压工具将包括定子组件8和套筒6的子组件22插入模铸件4中。需要3000N的力来完成插入，但是如上所述，与如果部件尚未受到加热和冷却以相比部件处于环境温度下套筒6的最大外直径与模铸件4的内直径之间的差减小套筒6的最大外直径与模铸件4的内直径之间的所述差所需的力相比，该力小很多。
在子组件22插入模铸件4中之后，组装后的ISG保持冷却。
ISG的操作速度可达22000rpm。在ISG操作时，ISG上的高电负载将导致定子组件8被加热，因此还导致套筒6和模铸件4被加热和膨胀。由于铝比钢具有更高的热膨胀系数，因此将导致铝制模铸件4比钢套筒6膨胀到更大的程度。部件之间的干涉配合将确保模铸件4和套筒6在其膨胀状态不会分离。
本发明还避免对所述部件的电磁特性的潜在不利影响，如果所述部件通过冷冲压操作被组装，则可能发生这种不利影响。而且，如果冷冲压操作被用于组装所述部件，则用于完成组装所需的相当大的力可能导致定子叠片24塑性变形，因而可能导致定子堆叠的密度的潜在变化，即，可导致堆叠密度偏离预定最佳值。
本发明还避免对定子叠片24的涂层的潜在损坏，如果使用冷冲压操作，则可能发生这种潜在损坏。如果可产生相当大的冲压力和/或在冷冲压操作中涉及的塑性变形以将堆叠挤压在一起，则由此减小定子叠片24的每一层之间的间隙。如果两个相邻层之间的间隙被充分减小使得叠片24变得彼此接触，则可导致叠片24的涂层在每个叠片24上的特定部位处磨损，因而在该部位处形成叠片24之间的导电路径。这会导致在定子组件8内形成涡电流，从而会导致电性能损失。
用于钢套筒的适当材料为不锈钢，或已被电镀的中碳钢/高碳钢。
在可替代实施例中，冷却套可被定位在套筒6与模铸件4之间。
尽管上述实施例涉及ISG，但本发明可应用于其他开关磁阻电机，例如涡轮发电机。

Claims (14)

1.一种制造电机的方法，该电机包括定子组件、套筒和壳体，所述方法包括多个热降操作。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述热降操作中的至少之一在200℃执行。
3.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括第一热降操作，其中所述套筒在所述定子组件插入所述套筒中之前被加热。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括第二热降操作，其中所述壳体在所述定子组件和所述套筒插入所述壳体中之前被加热。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述套筒由不锈钢形成。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述套筒由中碳钢或高碳钢形成，并且其中所述套筒已被电镀。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述壳体包括由铝形成的模铸件。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述电机为开关磁阻电机。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述电机为启动发电一体机。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述热降操作中的至少之一包括感应加热步骤。
11.一种基本上如前所述且参照附图的制造电机的方法。
12.一种包括启动发电一体机的电机，包括定子组件、套筒和壳体。
13.如权利要求12所述的电机，包括位于所述壳体与所述套筒之间的冷却套。
14.一种基本上如前所述且参照附图的电机。
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Effective date of registration: 20120412

Address after: Essex

Applicant after: CPT Innovations Ltd.

Address before: Essex

Applicant before: CONTROLLED POWER TECHNOLOGIES LTD.

C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20110810