CN103095009B - 电动机器转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转电动机器的转子（1），值得注意地是用于绕线式转子或磁通切换式机器，这种转子包括：用于将该转子安装在一个轴上的支持件；紧固在该支持件上的多个磁性区段，这些区段优选地位于一个条带中。

Description

电动机器转子

技术领域

本发明涉及旋转电动机器，并且更具体地涉及转子，值得注意地是交流发电机的转子。

背景技术

从US 6975057已知，对旨在产生一个磁路的多个区段进行切割。

值得注意地从US 6741005还已知，将一种磁性片材切割成一个条带并使它弯曲以便形成一个磁路。

励磁电枢磁路通常由片材的堆叠组成。非常经常的是电枢片从这些感应器片的中央部分，或者甚至从一个特殊的片材条带（如果感应器单独地进行切割或通过铸造而产生）上进行切割。

制造电枢的磁性片材耗用量于是就等于同等尺寸的圆柱体或平行六面体。

耗用的磁性片材与传导磁通量实际所需的材料之间的差异非常大。并非少见的是用掉的原材料呈现对于通量通过是有用的材料的两倍。

发明内容

本发明的目的是进一步改善转子磁路的制造。

根据本发明多个方面中的一个，本发明的主题是一种旋转电动机器的转子、值得注意地是用于一个绕线式转子或磁通切换式机器，该转子包括：一个支持件，用于将该转子安装在一个轴上；紧固在该支持件上的多个磁性区段，这些磁性区段优选地在一个条带中。

本发明使之有可能例如减少制造一个励磁电枢所耗用的材料量的大约三分之一。

另外，当以常规方法在一个完整的工具上切割电枢和感应器，因此它们来自同一个片材时，实际上这两个组件是由一个级别的材料制造的，这就与相同程度的磁性能相对应。

利用本发明，切割用于生产电枢的片材是与切割用于生产感应器的片材不相关联的这一事实提供了使用不同的材料等级的可能性，通过按照这些组件中的每一个的真实需求来对材料等级的选择进行优化并因此减少总成本。

本发明的另一个优点是支持件可以由冲压的片材制成，并且因此它的纵向体积小于片材的常规堆叠。因此有可能的是通过利用这种可用空间以在其中插入一个或多个功能件（例如平衡装置、二极管电桥或轴承座圈）来减小机器的总长度。

这些区段可以属于多个区段条带，这些条带各自在该转子上占有小于一个完整一周的区域。作为一种变体，这些区段可以属于一个或多个区段条带，该一个或多个区段条带在自身上缠绕一个完整一周或多于一个完整一周。每个区段条带的角范围在60°至360°之间，优选地是120°。

每个区段包括两个半齿，甚至仅包括两个半齿。作为一种变体，每个区段包括至少一个齿。

该转子优选地包括位于该支持件的两个相反面上的多个区段。在这种情况下，这些区段条带有利地在该支持件的面与面之间成角度地偏置，这提高了转子的机械结合力。这种偏置的量例如是60°。

这些区段优选地包括数个叠置的磁性片，例如这些磁性片是彼此卡扣安装的。这些区段可以在齿的高度上连接在一起。至少两个相邻的区段是通过一个材料桥连接在一起，该材料桥由与该区段的片材相同的材料制成。

该转子可以包括紧固到该支持件上的一个平衡配重。

其他组件可以紧固到该支持件上，例如用于为交流发电机的主感应器供电的二极管电桥，或用于调节该主感应器的端子处的电压的电子线路。

该支持件具有一种总体上盘形的形状。

该支持件可以是通过冲压一个片材来形成的。该支持件可以包括多个强化肋，这些强化肋各自在一个径向方向上延伸。

该支持件在其周边上可以具有多个槽口，这些槽口与这些区段的槽口相重叠。

该转子可以包括与连接两个相邻区段的该材料桥相邻的一个空隙，该空隙值得注意地是呈一个水滴状。

该转子的极的数目优选地是大于或等于4。

这些区段优选地是由一个片材生产的，该片材的碳含量按重量计为小于或等于0.07%。

这些区段的条带可以承载多个线圈。

另外本发明的主题是一种用于制造如以上所定义的转子的方法，该方法包括以下步骤，这些步骤由以下各项组成：从一个磁性片材上切割出多个区段的该条带；使该条带弯曲；将该条带紧固到该支持件上，值得注意地是使用多个铆钉。

另外本发明的主题是一种旋转电动机器，该旋转电动机器包括根据本发明的一个转子。

定子可以有利地包括定义了该定子的磁路的多个片，这些片是用从与用来生产该定子的区段的材料不同的材料切割的，这种不同的材料例如具有较高碳含量。

具体而言该机器可以是一种交流发电机并且根据本发明的转子可以构成励磁机的转子。

附图说明

通过阅读本发明的一个示例性的、非限定性的实施方式的以下详细描述并通过研究附图，将能够更好地理解本发明，在附图中：

图1示意性地并且部分地表示了根据本发明制造的转子的一个实例；

图2表示了在支持件上就位的该转子的磁路；

图3单独地表示了支持件；

图4表示了弯曲之前的一个区段条带；

图5表示了弯曲之后的该区段条带；

图6展示了这些区段条带在支持件上的安装；

图7展示了将一个平衡配重紧固到支持件上的可能性；

图8和图9表示了用于生产一个区段条带的片材的制造细节；并且

图10展示了将一个电子组件直接紧固到支持件上以便耗散由这种组件释放的热量的可能性。

具体实施方式

在这些附图中所表示的转子1是一种励磁转子，但本发明不受限于这样一种转子并且可以应用于各种旋转电动机器的绕线式的或非绕线式的转子，例如磁通切换型机器。

如图2中清晰可见，转子1包括一个支持件3，该支持件还称为轮辋，在该轮辋上紧固了多个区段条带5，这些区段条带中的一个在图5中单独示出。

轮辋3例如由冲压片材制成。

例如每个条带5如所示由一系列的区段7形成，两个相邻的区段7在它们的相对侧翼上能够具有旨在当该条带弯曲时进行合作的两个凹凸结构14和15，例如像一个齿与一个槽口的互补形状。

如展示的，某些区段7还可以具有一个孔17，从而允许紧固元件18（例如像铆钉）穿过而到达轮辋3上。

如展示的，该区段条带5可以具体包括两个末端区段7，每一个末端区段配备有一个孔17，并且包括两个中间区段，中间区段也配备有一个孔17。

就如同这些孔17，凹凸结构14和15优选地是在距离这些区段7的径向外边缘的一个短的距离处形成的。

每个区段7包括两个半齿9，这些半齿在它们之间界定了一个槽口11，并且这些半齿各自配备有一个极靴10。槽口11因此在外侧上是开放的。

图8以放大的比例尺示出了连接两个相邻的区段7的、在它们在轮辋3上放置在位之前的材料桥8。这个材料桥8将这些区段7连接在齿9的这一侧，而在面对已完成的转子上的空气间隙的这个圆柱表面上优选地没有伸出。

材料桥8在径向内侧由倒圆的边缘22来界定，该倒圆的边缘被连接至最初为直线型的并且平行的多个边缘21。后者被连接至最初是发散的直线型的多个边缘23。边缘21的存在使之有可能不脆化片材切割工具。

当这些区段7被带到一起以便赋予条带5其最终的拱形的形状（这可在图5中看出）时，这些边缘21合在一起并且连同边缘22形成一个水滴状的轮廓，同时这些边缘23合在一起，如图9中所示。由这些边缘21和22界定的空隙29在图5中并不明显。

具有水滴状轮廓的这种空隙29的存在并不是一个问题，因为它处于一个机器运行时磁通量微弱的区域中。

轮辋3在其周边上包括一系列的槽口30，当这些区段7在位时这一系列的槽口与槽口11相重叠。槽口30形成在齿33之间，如所示的这些齿配备有例如与极靴10相重叠的多个极靴。

因此，区段7可以在紧固到轮辋3上时接收多个线圈66。

这些区段7的条带5通过圆周地在面与面之间偏置而被有利地安排在轮辋3上，如图6中所示。这种偏置的量例如为θ/2，其中θ表示区段7的一个条带5的角范围，且θ=360/n，其中n是用于制作一个整环的区段条带的数目。

在所展示的实例中，θ为120°并且这些区段7的条带5在面与面之间偏置60°。这种偏置使之有可能使得位于轮辋3的一侧上的一个区段条带的一个末端区段的孔17与在轮辋3的相反侧上所安排的这个条带的一个中间区段的孔对齐。

如所展示的，轮辋3可以制造有多个强化肋40，这些强化肋例如从一个轮毂48径向地延伸，该轮毂是围绕转子的轴线的回转的柱状形的，它旨在用于安装一个轴（该轴未示出）。

轮辋3有利地使用冲压的片材生产的。

可以在轮辋3上提供多个钻孔49，以便在其上安装各种组件，例如平衡配重50，如图7中所示。

还有可能的是在轮辋3上安排如图1中所示的不同的电子线路，例如整流器。在这个图示中，可以看出有可能的是将一个绝缘的支持件62紧固到轮辋3上，在该支持件上安置了一个印刷电路63以及一个铜分流器64。在这个图示中，示意性地表示了转子的这些线圈66。

每一个区段7的条带5可以通过多个叠置的片材的一个叠组来形成，该叠置的片材是卡扣安装在一起的。对这些片材的切割可以在多个条带中完成以节省材料。切割之后，条带5是例如基本上直的，如图4中所示。条带5通过在材料桥8处使其弯曲而被赋予了它的最终形状。

在这些区段7被紧固到轮辋3上之后，槽口11可以被绕线。

如果必要的话，通过将有待冷却的一个或多个组件紧固到轮辋3上，使得轮毂可以作为散热器来使用；如图10中所展示的，其中可以看到一个二极管60被紧固到在轮辋3上形成的一个接收底板上（例如在冷却肋40的水平上）。

如果必要的话，在轮辋3中结合用于穿过多条电缆的一个套环或空隙。

转子的磁路可以用具有低于定子的碳含量的片材来生产，因为这种励磁电枢的磁性需求较低。

有可能的是例如使用碳含量在0至0.07%之间的钢来生产这些区段7。

优选地，转子的极的数目是大于或等于4，本发明不受限于所展示的极性。

轮辋3可以使用一种磁性或非磁性的材料来生产。

在一种变体中，轮辋3被生产为没有槽口30或没有极靴33，从而例如不是延伸到转子的磁路的圆周上的。

有可能的是使用一个区段条带，该区段条带的长度使得其围绕旋转轴线延伸过一个完整一周或多于一个完整一周，而不是使用逐一安排的数个区段条带来在轮辋3的每侧上重构一个环。

本发明不限于所示的实例。例如，该转子并不是绕线式的并且用在磁通切换式机器中。

这种“包括一个”的表述应当被理解为与“包括至少一个”同义。

Claims (20)

1.一种旋转电动机器的转子(1)，该转子包括：

一个支持件(3)，用于将该转子安装在一个轴上，

紧固在该支持件上的多个磁性区段(7)，其中，该支持件(3)在其周边上具有多个槽口(30)，这些槽口与所述多个磁性区段(7)的槽口(11)沿轴向相重叠，该转子(1)包括位于该支持件(3)的两个轴向相反面上的多个磁性区段(7)。

2.根据权利要求1所述的转子，其中，所述多个磁性区段(7)属于多个磁性区段条带(5)，所述多个磁性区段条带各自在该转子上占有少于一个完整一周的区域。

3.根据权利要求1所述的转子，其中，所述多个磁性区段属于一个或多个磁性区段条带，该一个或多个磁性区段条带在自身上缠绕一个完整一周或多于一个完整一周。

4.根据权利要求2所述的转子，其中，每个磁性区段条带的角范围是在60°至360°之间。

5.根据权利要求1所述的转子，其中，每个磁性区段(7)包括两个半齿(9)，或更优地仅包括两个半齿(9)。

6.根据权利要求2所述的转子，其中，所述多个磁性区段条带(5)在该支持件的面与面之间成角度地偏置。

7.根据权利要求1所述的转子，其中，所述多个磁性区段(7)包括数个叠置的磁性片，这些磁性片彼此是卡扣安装的。

8.根据权利要求1所述的转子，包括紧固到该支持件上的一个平衡配重(50)。

9.根据权利要求1所述的转子，包括紧固到该支持件(3)上的一个电子线路。

10.根据权利要求1所述的转子，其中，该支持件(3)是通过冲压一个片材来形成的。

11.根据权利要求1所述的转子，其中，该支持件包括多个强化肋(40)，这些强化肋各自在一个径向方向上延伸。

12.根据权利要求7所述的转子，其中，至少两个相邻的磁性区段(7)是通过一个材料桥(8)连接在一起，该材料桥由与该磁性区段的片材相同的材料制成。

13.根据权利要求12所述的转子，包括与该材料桥(8)相邻的一个空隙(29)。

14.根据权利要求1所述的转子，其中，该转子的极的数目是大于或等于4。

15.根据权利要求1所述的转子，其中，所述多个磁性区段是由一个片材生产的，该片材的碳含量按重量计为小于或等于0.07％。

16.根据权利要求2所述的转子，其中，所述多个磁性区段条带(5)承载了多个线圈(66)。

17.根据权利要求16所述的转子，其中，在该支持件(3)的槽口(30)与所述多个磁性区段(7)的槽口(11)中接收该线圈。

18.一种旋转式电动机器，该电动机器包括如权利要求1至17中的任意一项所定义的一个转子(1)。

19.根据权利要求18所述的机器，包括一个具有磁路的定子，该磁路是用从一种与生产所述多个磁性区段所用的材料不同的材料切割的多个片制成的。

20.一种用于制造根据权利要求1至17中的任意一项所定义的转子的方法，该方法包括以下步骤，这些步骤由以下各项组成：

从一个磁性片材上切割出所述多个磁性区段的一个条带(5)，

使该条带弯曲，

将该条带紧固到该支持件(3)上。