CN102195374B - 用于爪形-磁极电机的气流通路布置 - Google Patents
用于爪形-磁极电机的气流通路布置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102195374B CN102195374B CN201110052256.3A CN201110052256A CN102195374B CN 102195374 B CN102195374 B CN 102195374B CN 201110052256 A CN201110052256 A CN 201110052256A CN 102195374 B CN102195374 B CN 102195374B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- finger piece
- claw type
- rotor
- breach
- pole segment
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 title claims abstract description 96
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000010273 cold forging Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H02K1/24—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
- H02K1/243—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors of the claw-pole type
-
- 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
- H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
- H02K1/325—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium between salient poles
-
- 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
-
- 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
- H02K1/24—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
-
- 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
- H02K15/022—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with salient poles or claw-shaped poles
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
- H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
- H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
一种电机,包括定子和转子,该转子被配置成绕旋转轴沿角转动方向转动。转子包括第一爪形-磁极段和相对的第二爪形-磁极段。第一爪形-磁极段包括多个从端环延伸的指状物。每个指状物包括远端和近端,所述近端固定到所述端环。每个指状物还包括内侧和外侧,外侧面对定子。由角转动方向在每个指状物上界定前侧和后侧。在指状物的近端处、在每个指状物的外后侧上形成斜面。
Description
技术领域
本申请涉及电机领域,尤其涉及具有爪形-磁极转子的电机中的冷却气流装置。
背景技术
具有爪形-磁极转子布置(也称为“Lundell”型转子)的交流发电机通常用于轻型和重型车辆应用中。这些交流发电机包括爪形-磁极转子、定子、整流器和调压器。转子由绕铁芯缠绕的场线圈和围绕场线圈的两个相对的爪形-磁极铁段(iron segment)构成。每个爪形-磁极铁段通常包括六到九个指状物,它们与相对的爪形-磁极铁段的同样数量的指状物交错布置。在电流流经场绕组时,爪形-磁极段之一提供磁性北段,另一个提供磁性南段。于是,爪形-磁极构造的交错指状物实现了具有交替的N极、S极布置的转子。
转子的转动提供了旋转磁场。这种旋转磁场在位于定子上的绕组中感生出电压。定子中的磁场与转子的场以相同速度,或同时转动。定子绕组连接到整流器,整流器将AC定子输出转换成DC输出。同时,调压器监测系统电压并通过控制经过场线圈的电流来调节交流发电机的输出。
在爪形-磁极交流发电机工作期间,必须要冷却交流发电机,以维持交流发电机的效率和性能。通常通过流经交流发电机的空气冷却交流发电机,通常希望引导尽可能多空气流经交流发电机。一般通过交流发电机前方的风扇推动通过交流发电机的气流,风扇用于降低交流发电机内部的气压并将冷却空气引入交流发电机中。空气从交流发电机后方流到交流发电机前方,在前方,被风扇驱散。从交流发电机排出的空气与车辆中的引擎罩下方气流结合在一起。引擎罩下方这一车辆气流一般是从车辆前方到后方的,大致是由于车辆向前运动,而且由于设置于车辆前方的散热器冷却风扇的作用。于是,从交流发电机排出的热空气与引擎罩下方气流结合,被送回交流发电机后方,在交流发电机后方,至少一部分热空气再次循环通过交流发电机。
鉴于以上内容,希望提供一种具有改善的气流布置的交流发电机布置,该改善的气流布置能够引导更大体积的冷却空气通过交流发电机。还可能希望能够以简单方式实现这种改善的气流布置而无需向交流发电机增加很多额外部件。还可能希望能够实现这种改善的气流布置而不妨碍交流发电机之内部件的布置或显著影响交流发电机的电气和磁性性能。
发明内容
、一种电机,包括:定子;以及配置成绕旋转轴沿角转动方向转动的转子,在所述转子和所述定子之间界定活动空隙,所述转子包括第一爪形-磁极段和相对的第二爪形-磁极段,所述第一爪形-磁极段包括多个从端环延伸的指状物,每个指状物包括:远端和近端,所述近端固定到所述端环;内侧和外侧,所述外侧面对所述定子;由角转动方向界定的前侧和后侧;以及在所述指状物近端形成于所述指状物的外后侧上的缺口其中所述缺口不延伸到所述指状物的远端或所述指状物的前侧,并且其中每个指状物的形状相对于对称平面是不对称的,所述对称平面通过所述指状物的轴向中心线并通过所述转子的旋转轴延伸,其中所述指状物的不对称形状源自所述缺口,使得除所述缺口之外所述指状物基本上是对称的,并且其中所述缺口的大部分不面对所述活动空隙。。
根据本公开的一个实施例,提供了一种使用流经上述电机的气流冷却所述电机的方法,所述电机具有爪形-磁极转子布置,所述方法包括:转动所述转子布置;接收气流进入所述电机的第一端,使得所述气流在所述爪形-磁极布置的外表面上方流动;使所述气流在爪形-磁极转子布置的所述指状物的所述外后侧上形成的所述缺口上方流动;以及使所述气流在所述爪形-磁极转子布置的相对段上的指状物之间以及在位于所述爪形-磁极布置的内部上的场绕组上方流动。
根据本公开的又一实施例,提供了一种电机,包括:定子;以及配置成绕旋转轴沿角转动方向转动的转子,在所述转子和所述定子之间界定活动空隙,所述转子包括第一爪形-磁极段和相对的第二爪形-磁极段,所述第一爪形-磁极段包括多个从端环延伸的指状物,每个指状物包括:远端和近端,所述近端固定到所述端环;内侧和外侧,所述外侧面对所述定子;由角转动方向界定的前侧和后侧;以及在所述指状物近端形成于所述指状物的外后侧上的缺口,其中所述缺口不延伸到所述指状物的远端,其中每个指状物的形状相对于对称平面是不对称的,所述对称平面通过所述指状物的轴向中心线并通过所述转子的旋转轴延伸,其中所述指状物的不对称形状源自所述缺口,使得除所述缺口之外所述指状物基本上是对称的,并且其中所述缺口基本上处于所述转子的活动空隙区域的外部。
根据本公开的又一实施例,提供了一种电机,包括:定子;以及配置成绕旋转轴沿角转动方向转动的转子,所述转子通过所述转子的活动空隙区域中的空隙而与所述转子间隔开,所述转子包括爪形-磁极段,所述爪形-磁极段具有多个从端环延伸的指状物,每个指状物包括:远端和近端,所述近端固定到所述端环;内侧和外侧,所述外侧面对所述定子;由角转动方向界定的前侧和后侧;以及在所述指状物近端形成于所述指状物的外后侧上并且基本上处于所述转子的活动空隙区域的外部的斜面,所述指状物的外前侧没有与形成于所述指状物的外后侧上的斜面对称的另外的斜面,并且形成于所述指状物的外后侧上的斜面未延伸到所述指状物的外前侧。
参考以下详细描述和附图,本领域普通技术人员将更容易明了上述特征和优点以及其他特征和优点。尽管可能希望提供一种实现一个或多个这些或其他有利特征的交流发电机布置,但这里披露的教导可扩展到落在所附权利要求范围之内的那些实施例,不论它们是否实现了一个或多个上述优点。
附图说明
图1示出了爪形-磁极电机的一个实施例的截面图;
图2示出了图1电机的两个爪形-磁极段的隔离透视图;
图3示出了图2爪形-磁极段之一的指状物的顶视图;
图4示出了沿图3的线V-V的爪形-磁极段的指状物的截面图;
图5示出了图1的爪形-磁极电机的截面图,该截面图示出了通过电机的气流;
图6示出了电机的两个爪形-磁极段的隔离透视图,该隔离透视图示出了进入电机的气流的起始方向;
图7示出了图6的两个爪形-磁极段的隔离透视图,该隔离透视图示出了电机工作期间爪形-磁极段的角转动方向;以及
图8示出了图6的两个爪形-磁极段的隔离透视图,该隔离透视图示出了电机工作期间气流相对于爪形-磁极段的方向。
具体实施方式
参考图1,图示的电机形式为爪形-磁极交流发电机10。交流发电机包括位于外壳16之内的定子12和爪形-磁极转子14。转子连接到轴18。如现有技术公知的,在其中安装了交流发电机的车辆工作期间,轴18是由皮带(未示出)驱动的。
定子12在交流发电机外壳16之内是静止的。定子12包括定子芯20和定子绕组22。定子芯20包括多个从定子芯外径沿径向向内延伸的齿。定子绕组22由形成于定子芯的齿之间的槽保持。定子绕组22可以由绝缘铜线形成,绝缘铜线形成卷绕定子芯的线圈。线圈被分成三个不同的绕组段,为交流发电机10提供三相电输出。
转子14可旋转地定位于交流发电机之内的定子12内部。转子14由转子活动空隙区域4中的空隙24与定子12分开。转子14包括铁芯30、场线圈34和两个爪形-磁极段40、42。在公开的实施例中,绕着铁线轴(iron spool)36缠绕场线圈34,场线圈34和线轴36在交流发电机外壳16之内静止。第一爪形-磁极段40从线轴36沿径向向外定位,通过空隙38与线轴36分开。第一爪形-磁极段40通过连接环44连接到第二爪形-磁极段42,第二爪形-磁极段42固定到轴18上。转子铁芯30也固定到第二爪形-磁极段42和轴18。因此,铁芯30、第一爪形-磁极段40和第二爪形-磁极段42在交流发电机外壳16之内全都可以与轴18一起转动。
图2示出了与转子14的其余部分隔离开的第一和第二爪形-磁极段40、42的透视图。第一爪形-磁极段40一般是皇冠形的,具有圆形端带(end band)或端环(end ring)60。圆柱形端环60界定了一般开放的端部62,因此有时将这一段40称为“开口段”。多个指状物64从端环60延伸,指节(knuckle)部分66位于指状物64上。在图2的实施例中,指节部分66通常是指状物上的扩大部分。在图2中,指节66在每个指状物64上提供了倾斜表面78。
开口段40的每个指状物64包括面对定子12的外侧86、面对场绕组34的内侧88、距圆柱形端环60最远的远端90以及牢固连接到端环60的近端92。每个指状物64还包括前侧/前沿94和后侧/后沿96,每个指状物的前沿94和后沿96是由如箭头98所示的转子的角转动方向定义的。
蹼部分68延伸于指节部分66附近第一爪形-磁极段40上的相邻指状物64之间。蹼部分68提供了在相邻指状物64之间延伸的平滑曲面。在图2的实施例中,每个蹼部分68的表面至少部分由基本为抛物线的内和外周边划界。基本为抛物线的外周边提供了位于指状物近端92连接到端环60处的第一顶点82。基本为抛物线的内周边提供了相邻指状物64之间中心点处的开口段的远边上的第二顶点84。在顶点82和84之间,平滑蹼表面68逐渐从外表面过渡到内表面。
特别参考图2-4,指状物64包括沿着指状物与蹼部分68相邻的边缘的缺口80。图2-4的实施例中的缺口被提供为斜坡边,其在指状物64的后沿上形成斜面80。更具体而言,在指状物的近端92处的指状物64的外侧86上形成每个斜面80,斜面80位于这种指状物64的后侧96上。斜面80位于转子上,使得每个斜面基本在转子的空隙区域外部。因此,大部分斜面80不面对定子和转子之间的活动空隙24。
在图2-4的实施例中,每个斜面80提供了倾斜表面81,倾斜表面81基本延伸与相关指状物64的外后侧上的斜面80相邻的蹼部分68的长度。斜面80的形状是细长的,最大斜面维度基本沿轴向延伸(即,与角方向98相比,更多在轴18的方向上)。在图2-4的实施例中,较大的斜面尺度大约为20mm,较小的尺度大约为8mm。在至少一个实施例中,细长斜面80具有大约10-60mm的较大斜面尺度和大约4-20mm的较小斜面尺度。
如图2和图4所示,倾斜表面81与指状物64的轴向中心线上的点定义的切线100之间形成角度α。这个角度α通常小于四十五度。在至少一个实施例中,倾斜表面81相对于指状物64外侧上的切线100小于三十度(即α<30°)。在至少一个实施例中,倾斜表面81大致是平坦表面。不过,要认识到,在其他实施例中,倾斜表面可以包括具有复合角的表面或大致的曲面。还将认识到,可以通过任意多种方式形成倾斜表面81。例如,在一个实施例中,指状物的后沿一开始包括复合角。然后绕着两个角度旋转该段以确定斜线。一旦就位,就利用端铣刀(end m ill),将每个指状物的后沿加工成直切口。用于形成倾斜表面的方法的其他范例包括在形成其时直接将倾斜表面冷锻或热锻到该段中。
倾斜表面81导致指状物64的形状相对于对称轴平面是不对称的。在图3和4中用虚线102表示对称平面。如图3和4所示,对称平面102通过指状物64的轴向中心线和转子的旋转轴延伸。在观察指状物64相对于该对称平面102的相对侧时,显然因为斜面80的缘故,指状物64是不对称的。然而,将要认识到,除了斜面80之外,指状物64关于对称平面102将是对称的。如下文更详细说明的那样,这些斜面80在指状物64后沿上的策略性定位为电机提供了改善的气流布置。
再次参考图2,第二爪形-磁极段42也是皇冠形的,多个指状物74从大致闭合的端部或端壁72延伸。因为这一端壁72的缘故,有时将第二段42称为“闭合段”。端壁72包括小的中心孔,其接收交流发电机的轴18并允许将第二段42固定到轴18上。
第二段42的指状物74与来自相对的第一段40的指状物64交叉。具体而言,第二段42的指状物74向第一段40延伸并延伸到第一段40的指状物64之间的间隙内。类似地,第一段40的指状物64向第二段42延伸并延伸到第二段42的指状物74之间的间隙内。结果,指状物64、74在段40、42中心周围交替。中心环44在段40、42的中心将第一段40连接到第二段。如下文进一步详细说明的那样,因为指状物64和74界定转子14的磁极,所以这里也可以将指状物64和74称为转子“磁极”。
现在再次参考图1描述交流发电机10的一般工作。在电流流经场线圈34时,产生磁场,N极在场线圈的一端,S极在场线圈的相对端。转子14的两个爪形-磁极段40、42将场线圈34产生的磁通量引导到定子12上的适当表面。定子12和转子14之间的有用通量连接由图1中的虚线28表示。有用磁通路径28的形式为闭合环路,该闭合环路行进通过定子12、爪形-磁极段40、42、线轴36、转子铁芯32以及这种部件之间沿虚线28的任何空隙,例如空隙38。
因为场绕组34中的电流是DC,所以一个爪形-磁极段始终是磁N极,另一个爪形-磁极段为磁S极。此外,因为爪形-磁极段的指状物是交叉的,这获得了交替的N极、S极布置。由于爪形-磁极段40、42附着于旋转的交流发电机轴18,所以定子12在任何固定点经受的磁场以周期性或AC方式在N和S之间交替变化。这种旋转磁场在定子绕组中感生出电压。定子绕组连接到二极管整流器,二极管整流器将AC定子输出转换成用于对电池充电并为车辆负载供电的DC输出。调压器对系统电压进行监测并通过控制经过场线圈的电流调节交流发电机的输出。
在图1的实施例中,应当指出,开放的爪形-磁极段40在空隙38处与铁芯的固定部分(即铁线轴36)界面连接。通常希望使这个空隙38最小化以提高交流发电机10的性能。结果,开放段40的轴向长度通常在该区域中是细长的(如尺度l所示),以增大间隙38处的表面面积并提高转子14在该区域中的磁导性(即减小磁阻)。因此,该区域中铁或其他磁性材料的量常常多于适当磁性性能所需的量。因此,开放段40上的斜面80使得开放段上的磁性材料减少,但对交流发电机的磁性性能影响最小。实际上,如下文更详细所述,斜面80通过流经转子的气流增大且转子激励更高而实际改善了输出。
现在参考图5,线50和52示出了通过交流发电机10基本沿轴向流动的示范性冷却气流。气流50、52通过外壳中的各种开孔进入交流发电机外壳16。轴18上安装的风扇56在交流发电机外壳之内生成低压,从而向外壳16中的开孔中引入冷却空气。风扇56将空气抽吸通过交流发电机,然后将离开交流发电机10的空气吹离外壳12。气流50通过交流发电机10的后端(也称为“开口端”)进入。气流50流经转子14并在场线圈34上方流动,之后在外壳16的后部从出口54离开。气流52通过外壳16中的侧孔进入并在定子绕组22上方流动,之后通过出口54离开。
在交流发电机工作期间,由于交流发电机10中心的转子14转动,破坏了空气通过交流发电机10的大致轴向流动。具体而言,冷却空气通常在交流发电机后部或在其后部附近进入爪形-磁极交流发电机,并沿着大致轴向向前行进。不过,在交流发电机的中心为转子14,转子14在交流发电机工作期间是转动的。因为这种转动的原因,空气以某一角度进入爪形-磁极铁段的指状物64、74之间的开口。具体而言,在空气能够进入转子14之前,必须首先沿周向流经开放爪形-磁极段40的旋转指状物64。空气然后在遇到指状物之间的开口之后必须转向,在爪形-磁极段中心的场线圈上方更多沿轴向流动。这个过程一般会限制空气通过转子的流动,因为流动动量的变化导致压力下降并一般导致更少体积的空气通过交流发电机。
在图6-8中大致示出了前述气流布置,其示出了用于常规爪形-磁极转子14的典型的开放和闭合段40、42。图6示出了气流“A”,由于交流发电机10前方的风扇生成的低压,气流“A”沿大致轴向流入交流发电机10的后方。图7示出了在交流发电机10工作期间转子14沿角转动方向“B”的转动。该方向“B”与轴向“A”交叉。因此,图8示出,“A”和“B”的组合导致气流“C”,即转子经受的气流方向。气流“C”靠近开放段40的指状物64近端和端环60沿圆周方向行进。不过,由于给定的转子指状物64通过交流发电机后方的固定位置,气流“C”由于交流发电机前方风扇56生成的低压将试图向前流向交流发电机的前方。因此,气流“C”必须在指状物64的后沿96转向,因为气流是从大致周边流动向大致轴向流动行进的。气流的这种转向在指状物64后沿96导致高压降,以及气流动量的全面损失。高压降和动量损失导致指状物周围和通过转子14流动的空气体积减小。由于流经转子14的空气体积减小,交流发电机保持在较高温度并一般会经受作业评定的下降。
在图1-4的实施例中,至少部分由指状物64后沿的斜面80补救了在指状物64后沿96处遇到的高压降。具体而言,斜面允许冷却空气在指状物后沿更容易地转向,几乎不导致压降。因为斜面80的策略性定位补救了压降问题,所以更大体积的空气被吸引穿过交流发电机。这导致交流发电机工作时更冷,交流发电机性能更高。
将要认识到,爪形-磁极转子布置的以上描述也提供了冷却交流发电机10的相关方法。与图6-8所示的爪形-磁极转子不同的是,所公开的方法涉及使用类似于图1-4所示的爪形-磁极转子布置。具体而言,所公开的方法涉及转动爪形-磁极段40,例如图2所示的爪形-磁极段40,其在指状物64的后沿上形成有斜面80或其他缺口。根据这种方法,引导利用风扇引入交流发电机中的气流以在爪形-磁极转子段40的外表面上方,例如段40后方的端环60上方流动。然后在爪形-磁极转子布置的开放段40的指状物后沿96上的斜面80上方引导冷却空气。之后,气流在指状物64和74之间以及位于爪形-磁极布置内部上的场绕组34上方流动。气流然后在交流发电机的相对端离开交流发电机。有利地,这种方法使得更大体积的空气通过交流发电机,实现交流发电机工作时更冷,交流发电机性能更高。
在这里已经仅以举例方式而非限制方式提供了对用于爪形-磁极电机的气流通路布置的一个或多个实施例的以上详细描述。将要认识到,这里所述的某些个别特征和功能可能有优点,可以无需结合这里所述的其他特征和功能就获得这些优点。此外,将要认识到,可以有利地将上述实施例及其他特征和功能的各种替换、修改、变化或改进组合到很多其他不同实施例、系统或应用中。接下来本领域技术人员可能实施其中的各种当前无法预见或者无法预料的替换、修改、变化或改进,而所附权利要求也旨在将这些都涵盖其中。因此,任何所附权利要求的精神和范围不应限于这里包含的实施例的描述。
Claims (19)
1.一种电机,包括:
定子;以及
配置成绕旋转轴沿角转动方向转动的转子,在所述转子和所述定子之间界定活动空隙,所述转子包括第一爪形-磁极段和相对的第二爪形-磁极段,所述第一爪形-磁极段包括多个从端环延伸的指状物,每个指状物包括:
远端和近端,所述近端固定到所述端环;
内侧和外侧,所述外侧面对所述定子;
由角转动方向界定的前侧和后侧;以及
在所述指状物近端形成于所述指状物的外后侧上的缺口,其中所述缺口不延伸到所述指状物的远端或所述指状物的前侧,并且其中每个指状物的形状相对于对称平面是不对称的,所述对称平面通过所述指状物的轴向中心线并通过所述转子的旋转轴延伸,其中所述指状物的不对称形状源自所述缺口,使得除所述缺口之外所述指状物基本上是对称的,并且其中所述缺口的大部分不面对所述活动空隙。
2.根据权利要求1所述的电机,其中指节部分位于所述指状物的近端,所述指状物上的所述缺口从所述端环延伸到所述指节部分。
3.根据权利要求1所述的电机,其中所述第一爪形-磁极段还包括在所述指状物的所述近端处、在相邻指状物之间延伸的蹼部分。
4.根据权利要求3所述的电机,其中每个指状物的所述外后侧上的所述缺口被设置成与所述蹼部分相邻的表面。
5.根据权利要求4所述的电机,其中提供所述缺口的与所述蹼部分相邻的所述表面是在所述指状物的所述外后侧上基本延伸所述蹼部分的长度的倾斜表面。
6.根据权利要求1所述的电机,其中所述缺口的形状是细长的,最大的缺口尺度基本上在轴向上延伸。
7.根据权利要求1所述的电机,其中所述缺口被提供成相对于所述指状物的所述后侧上的切线小于四十五度的倾斜表面,其中所述切线延伸穿过所述指状物的轴向中心线上的点。
8.根据权利要求7所述的电机,其中所述倾斜表面相对于所述指状物的所述后侧上的切线小于三十度。
9.根据权利要求1所述的电机,其中所述第一爪形-磁极段和所述第二爪形-磁极段通过内部环连接。
10.根据权利要求9所述的电机,其中所述转子包括连接到轴的转子铁芯,且其中所述第二爪形-磁极段连接到所述轴和所述转子铁芯。
11.根据权利要求10所述的电机,还包括位于所述第一爪形-磁极段和所述第二爪形-磁极段内部的线轴上的场绕组。
12.根据权利要求11所述的电机,还包括位于所述线轴与所述第一爪形-磁极段之间的空隙。
13.根据权利要求1所述的电机,其中所述第一爪形-磁极段是开放的爪形-磁极段,而所述第二爪形-磁极段是闭合的爪形-磁极段。
14.一种使用流经电机的气流冷却根据权利要求1-13中任一项所述的电机的方法,所述电机具有爪形-磁极转子布置,所述方法包括:
转动所述转子布置;
接收气流进入所述电机的第一端,使得所述气流在所述爪形-磁极布置的外表面上方流动;
使所述气流在爪形-磁极转子布置的所述指状物的所述外后侧上形成的所述缺口上方流动;以及
使所述气流在所述爪形-磁极转子布置的相对段上的指状物之间以及在位于所述爪形-磁极布置的内部上的场绕组上方流动。
15.根据权利要求14所述的方法,还包括使所述气流在所述电机的第二端处离开所述电机。
16.根据权利要求15所述的方法,其中使所述气流在所述缺口上方流动、使所述气流在所述指状物之间流动以及使所述气流离开所述电机都是使用位于所述电机的所述第二端上的风扇实现的。
17.一种电机,包括:
定子;以及
配置成绕旋转轴沿角转动方向转动的转子,在所述转子和所述定子之间界定活动空隙,所述转子包括第一爪形-磁极段和相对的第二爪形-磁极段,所述第一爪形-磁极段包括多个从端环延伸的指状物,每个指状物包括:
远端和近端,所述近端固定到所述端环;
内侧和外侧,所述外侧面对所述定子;
由角转动方向界定的前侧和后侧;以及
在所述指状物近端形成于所述指状物的外后侧上的缺口,其中所述缺口不延伸到所述指状物的远端,其中每个指状物的形状相对于对称平面是不对称的,所述对称平面通过所述指状物的轴向中心线并通过所述转子的旋转轴延伸,其中所述指状物的不对称形状源自所述缺口,使得除所述缺口之外所述指状物基本上是对称的,并且其中所述缺口基本上处于所述转子的活动空隙区域的外部。
18.一种电机,包括:
定子;以及
配置成绕旋转轴沿角转动方向转动的转子,所述转子通过所述转子的活动空隙区域中的空隙而与所述转子间隔开,所述转子包括爪形-磁极段,所述爪形-磁极段具有多个从端环延伸的指状物,每个指状物包括:
远端和近端,所述近端固定到所述端环;
内侧和外侧,所述外侧面对所述定子;
由角转动方向界定的前侧和后侧;以及
在所述指状物近端形成于所述指状物的外后侧上并且基本上处于所述转子的活动空隙区域的外部的斜面,所述指状物的外前侧没有与形成于所述指状物的外后侧上的斜面对称的另外的斜面,并且形成于所述指状物的外后侧上的斜面未延伸到所述指状物的外前侧。
19.根据权利要求18所述的电机,其中所述斜面仅位于所述指状物的外后侧上。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/716,549 | 2010-03-03 | ||
US12/716,549 US8629597B2 (en) | 2010-03-03 | 2010-03-03 | Airflow passage arrangement for claw-pole electric machines |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102195374A CN102195374A (zh) | 2011-09-21 |
CN102195374B true CN102195374B (zh) | 2015-09-30 |
Family
ID=44202026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201110052256.3A Expired - Fee Related CN102195374B (zh) | 2010-03-03 | 2011-03-02 | 用于爪形-磁极电机的气流通路布置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US8629597B2 (zh) |
EP (1) | EP2365609B1 (zh) |
CN (1) | CN102195374B (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8629597B2 (en) * | 2010-03-03 | 2014-01-14 | Remy Technologies, Llc | Airflow passage arrangement for claw-pole electric machines |
CN103326513B (zh) * | 2013-06-27 | 2015-05-13 | 南通万宝实业有限公司 | 局域散热式直流电机 |
TWI517525B (zh) * | 2014-07-01 | 2016-01-11 | Victory Ind Corp | 交流發電機 |
FR3044483B1 (fr) * | 2015-12-01 | 2018-11-23 | Valeo Equipements Electriques Moteur | Rotor a griffes de machine electrique tournante muni de griffes a chanfrein de forme courbe |
JP6589931B2 (ja) * | 2016-06-03 | 2019-10-16 | 株式会社デンソー | 回転電機駆動システム |
BG66992B1 (bg) | 2016-07-11 | 2019-11-29 | "Алмотт" Оод | Електрическа машина с клюнообразни полюси |
FR3064836B1 (fr) * | 2017-03-28 | 2022-10-28 | Valeo Equip Electr Moteur | Machine electrique tournante munie d'un rotor limitant les fuites magnetiques |
DE102018126180A1 (de) * | 2017-11-06 | 2019-05-09 | Borgwarner Inc. | Klauenpol mit geformten Klauenpolsegmenten |
CN114530958B (zh) * | 2022-03-29 | 2023-05-16 | 江西泰豪军工集团有限公司 | 一种爪极式发电机 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5270605A (en) * | 1991-05-21 | 1993-12-14 | Valeo Equipements Electriques Moteur | Three-phase alternator for a motor vehicle |
EP0866542A2 (en) * | 1997-03-21 | 1998-09-23 | Denso Corporation | Rotor of rotary machine having claw poles and auxiliary permanent magnets |
Family Cites Families (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2928963A (en) * | 1956-06-06 | 1960-03-15 | Gen Motors Corp | Dynamoelectric machine |
US3271606A (en) * | 1962-11-05 | 1966-09-06 | Gen Motors Corp | Rotor assembly |
JPS5424081B1 (zh) * | 1968-03-06 | 1979-08-18 | ||
DE2543196A1 (de) * | 1975-09-27 | 1977-04-07 | Bosch Gmbh Robert | Schleifringlose elektrische maschine |
US4221982A (en) * | 1978-07-31 | 1980-09-09 | General Motors Corporation | Liquid cooled rectified-alternating current generator |
US4307309A (en) * | 1980-01-29 | 1981-12-22 | Barrett Edward L | Brushless dynamoelectric machine |
US4358695A (en) * | 1980-11-03 | 1982-11-09 | Litton Industrial Products, Inc. | Eddy current coupling having bearing flux shunt |
US4423344A (en) * | 1981-02-23 | 1983-12-27 | Litton Industrial Products, Inc. | Liquid cooled eddy current coupling having rotor extension ring |
US4611139A (en) * | 1982-09-29 | 1986-09-09 | Motorola, Inc. | Axial air gap brushless alternator |
JPS63124908A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-28 | Mitsuba Electric Mfg Co Ltd | 電機回転機におけるエアギヤツプ計測方法 |
DE3704156A1 (de) * | 1987-02-11 | 1988-08-25 | Bosch Gmbh Robert | Wechselstromgenerator mit klauenpolrotor |
JP2936944B2 (ja) * | 1993-03-04 | 1999-08-23 | 三菱電機株式会社 | 誘導子型交流発電機の回転子の製造方法 |
JPH07222415A (ja) * | 1994-02-02 | 1995-08-18 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用交流発電機 |
JP3265967B2 (ja) * | 1996-02-09 | 2002-03-18 | 株式会社デンソー | 交流発電機 |
JP3325209B2 (ja) * | 1997-07-30 | 2002-09-17 | 三菱電機株式会社 | ブラシレスオルタネータ用界磁コイルのボビン装置およびその組立方法 |
JP3929615B2 (ja) * | 1998-09-01 | 2007-06-13 | 三菱電機株式会社 | 車両用交流発電機 |
JP3783832B2 (ja) * | 2000-03-30 | 2006-06-07 | 三菱電機株式会社 | 車両用交流発電機 |
EP1176699B1 (en) * | 2000-07-26 | 2004-04-21 | Denso Corporation | Brush-less rotary electric machine having stator cooling arrangement |
JP3696062B2 (ja) * | 2000-08-10 | 2005-09-14 | 三菱電機株式会社 | 車両用交流発電機 |
JP3820916B2 (ja) * | 2001-05-29 | 2006-09-13 | 三菱電機株式会社 | 車両用交流発電機 |
JP3852681B2 (ja) * | 2001-10-12 | 2006-12-06 | 東洋紡績株式会社 | ポリベンザゾール繊維 |
JP3789361B2 (ja) * | 2002-01-18 | 2006-06-21 | 株式会社デンソー | 交流発電機 |
JP3954012B2 (ja) * | 2003-12-01 | 2007-08-08 | 三菱電機株式会社 | 回転電機のロータ |
DE102004001844A1 (de) * | 2004-01-02 | 2005-08-11 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Polrads sowie Klauenpolläufer mit Polrädern |
US6989622B1 (en) * | 2004-11-23 | 2006-01-24 | Visteon Global Technologies, Inc. | Alternator having claw-pole rotor |
US7345391B2 (en) * | 2005-02-11 | 2008-03-18 | Remy International, Inc. | Method and apparatus for attachment of a cover for a dynamoelectric machine |
US20060279165A1 (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-14 | Remy International, Inc. A Delaware Corporation | Alternator rotor core |
JP4123253B2 (ja) * | 2005-07-25 | 2008-07-23 | 三菱電機株式会社 | ブラシレスオルタネータ |
JP4670661B2 (ja) * | 2006-01-26 | 2011-04-13 | 株式会社デンソー | 車両用交流発電機 |
US7687954B2 (en) * | 2006-03-30 | 2010-03-30 | Remy Technologies, L.L.C. | Brushless electric machine with stator with cascaded end loops |
JP4692464B2 (ja) * | 2006-10-16 | 2011-06-01 | 株式会社デンソー | 車両用交流発電機 |
FR2912008B1 (fr) * | 2007-01-30 | 2015-04-24 | Valeo Equip Electr Moteur | Rotor de machine electrique tournante equipe d'au moins un element formant barriere magnetique porte par un support comportant un element de ventilation ou de reduction du bruit |
WO2008141224A1 (en) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Motor Excellence, Llc. | Generators using electromagnetic rotors |
WO2009019779A1 (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-12 | Mitsubishi Electric Corporation | 車両用ブラシレス交流発電機 |
US8629597B2 (en) * | 2010-03-03 | 2014-01-14 | Remy Technologies, Llc | Airflow passage arrangement for claw-pole electric machines |
-
2010
- 2010-03-03 US US12/716,549 patent/US8629597B2/en active Active
-
2011
- 2011-02-17 EP EP11001290.3A patent/EP2365609B1/en active Active
- 2011-03-02 CN CN201110052256.3A patent/CN102195374B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-07-16 US US13/550,042 patent/US9099904B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5270605A (en) * | 1991-05-21 | 1993-12-14 | Valeo Equipements Electriques Moteur | Three-phase alternator for a motor vehicle |
EP0866542A2 (en) * | 1997-03-21 | 1998-09-23 | Denso Corporation | Rotor of rotary machine having claw poles and auxiliary permanent magnets |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102195374A (zh) | 2011-09-21 |
US20110215681A1 (en) | 2011-09-08 |
EP2365609A3 (en) | 2014-08-20 |
EP2365609B1 (en) | 2019-10-23 |
EP2365609A2 (en) | 2011-09-14 |
US8629597B2 (en) | 2014-01-14 |
US20120280582A1 (en) | 2012-11-08 |
US9099904B2 (en) | 2015-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102195374B (zh) | 用于爪形-磁极电机的气流通路布置 | |
US10038355B2 (en) | Electric machine having rotor and stator cooling assembly | |
CN101056028B (zh) | 车辆交流发电机 | |
JP5913160B2 (ja) | 回転電機のロータ、および、回転電機 | |
US6930424B2 (en) | Several phase for a stator of an alternator for a motor vehicle | |
US8648505B2 (en) | Electrical machine with multiple cooling flows and cooling method | |
JP6676668B2 (ja) | 回転電機のロータ及び回転電機 | |
CN101990732B (zh) | 包括多通道风扇的电机 | |
JP5770074B2 (ja) | 回転電機 | |
EP2573906A2 (en) | Electrical machine with reduced windage loss | |
US6982506B1 (en) | Cooling of high speed electromagnetic rotor with fixed terminals | |
CN102934328A (zh) | 具有双轴向气流的交流发电机 | |
CN104218734B (zh) | 旋转电机 | |
CN108023441A (zh) | 一种新型电机风路结构 | |
JP2007330018A (ja) | タンデム型交流発電機の回転子 | |
JP5417960B2 (ja) | 回転電機 | |
JP5812047B2 (ja) | 回転電機 | |
CN103404002B (zh) | 电机 | |
JP2013034332A (ja) | 回転電機 | |
US10784749B2 (en) | Cooling structure of rotary electric machine and rotary electric machine | |
EP3312974B1 (en) | Radial counter flow jet cooling system | |
JP2018014827A (ja) | 回転電気機械 | |
JP4406812B2 (ja) | 界磁巻線静止型ブラシレス回転電機 | |
US20240006942A1 (en) | End shield and rotor for a rotary electric machine | |
US20230344311A1 (en) | End shield and rotor for a rotary electric machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150930 |