CN103326487A

CN103326487A - 转子组件内的分段转子

Info

Publication number: CN103326487A
Application number: CN2013100912597A
Authority: CN
Inventors: E.L.凯泽; P.博斯特威克; P.米塔尔
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2013-09-25
Also published as: DE102013204790A1; US20130249345A1

Abstract

提供了一种转子组件。该组件包括轮毂和转子芯，所述转子芯具有至少部分地围绕轮毂定位的第一转子叠片。第一转子叠片至少部分地由被配置为连接或互锁的第一段和第二段限定。第一段包括从第一本体延伸的突出部。突出部被配置为与第二段内的对应凹槽接合，以把第一段连接至第二段。至少一个第一安装突起从第一本体延伸，且被配置为接合轮毂外周上的对应的第一沟槽，以把第一段连接至轮毂。

Description

转子组件内的分段转子

技术领域

本发明涉及一种电机，且更具体地，涉及一种用于电机的转子。

背景技术

电机通过磁场和载流导体的相互作用利用电势能产生机械能。其相反过程——利用机械能产生电能——通过发电机或直流发电机完成。其他电机（例如电动机/发电机）结合了电动机和发电机二者的各种特征。

电机可以包括可中心向轴线转动的元件。可转动的元件（可称为转子）可以与静止的元件同轴，所述静止的元件可称为定子。电机利用转子和定子之间的相对转动产生机械能或电能。

发明内容

提供了一种转子组件。转子组件包括轮毂和转子芯，所述转子芯具有至少部分地围绕轮毂定位的第一转子叠片。第一转子叠片至少部分地由被配置为连接或互锁的第一段和第二段限定。第一段包括从第一本体延伸的突出部。突出部被配置为与第二段内的对应凹槽接合，以把第一段连接至第二段。至少一个第一安装突起从第一本体延伸，且被配置为接合轮毂外周上的对应的第一沟槽，以把第一段连接至轮毂。

本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施如所附的权利要求中定义的本发明的一些最佳模式和其它实施例的以下详细描述连同附图时显而易见。

附图说明

图1是根据第一实施例的、具有轮毂和由叠片形成的转子芯的转子组件的示意性透视图，所述叠片的每个叠片具有多个段。

图2是图1中所示转子芯和轮毂的部分的示意性部分俯视图，为了清楚而移除了其他部件。

图3是图2中示出的部分3的示意性特写段图。

图4是具有转子芯和轮毂的转子组件的示意性段俯视图，其与第二个实施例一致。

图5是图4中示出的部分5的示意性特写段图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记在若干幅视图中代表相同或相似的部件，图1是根据第一个实施例的转子组件10的示意性透视图，所述转子组件10具有转子芯12和轮毂14。轮毂14围绕中心轴线16纵向地设置。图1中示出了转子芯12的端面18。轮毂14可以包括内部部分20和外部部分22，它们同心且经由辐条24连接。轮毂14可以是单个圆柱形轴（未示出）。转子芯12至少部分地围绕轮毂14定位。如图1中所示，转子芯12通过堆叠多个转子叠片26（例如第一转子叠片28）而形成。转子芯12被配置为可在大致环形的定子（未示出）内转动。参考图1，组件10还可以包括速度和位置传感器目标（target）34和花键36，花键与部件（未示出）接合用来从组件10传送扭矩。组件10还可包括端环，其为了说明的目的而未示出。

图2是图1中所示转子芯12和轮毂14的一部分的示意性俯视图，为了清楚而移除了其他部件。参考图1-2，可以在第一转子叠片28外周附近形成多个开槽30。开槽30部分地用永磁铁32（图1中所示）填充。第一转子叠片28由多个段形成。参考图1-2，第一段40和第二段42被配置为互锁，并至少部分地限定了第一转子叠片28。第三段44被配置为与第一段40互锁，以进一步限定第一转子叠片28。采用由多个段组成的第一转子叠片28消除了对大的坯料尺寸的需求，生产不分段的转子叠片通常需要所述大的坯料尺寸。第一、第二和第三段40、42和44可以形成为具有相同或相似的几何结构。替换地，第一、第二和第三段40、42、44可以形成为具有不同的几何结构，例如开槽30的不同形状和不同数量。

图3是图2中所示的部分3的示意性特写图，示出了转子12（图1中所示）的第一和第二段40、42之间的接触面。参考图2-3，第一段40包括突出部46，其从第一本体48延伸。突出部46被配置为与第二段内42的对应凹槽50接合，以把第一段40连接至第二段42。凹槽50成形为对应于突出部46或与突出部46一致，以提供基本贴合的配合。

突出部46可以成形为提供足够的环箍（hoop）强度或刚度，以允许转子芯12（和轮毂14）在较高速度下被转动。环箍强度和刚度可以被限定为抵抗周向力的能力。当转子芯12旋转时，由于离心载荷58（图2-3中所示）而引起力在径向方向的分量。由于离心载荷，转子芯12的部件被牵拉而分离。在出部46上承载了一些径向载荷，从而将切向载荷56（图2-3中所示）引入转子芯12。第一段40被配置为通过突出部46分担第二段42的结构或切向载荷56。

突出部46被配置为具有提供锁合能力的形状，即在转子芯12和轮毂14旋转时将第一和第二段40、42锁合或保持在一起的形状。参考图3，在一个实例中，突出部46可以由近端部52和远端部54限定，其中远端部54具有宽度53，其大于近端部52的宽度55。突出部46还可以通过提供锁合能力的其他方式成形。图1-3中所示的实施例可以用在转子芯12高速运动的应用中。

参考图2-3，第一段40可通过从第一本体48延伸的一个或多个第一安装突起（mounting tab）60被连接至轮毂14。参考图2-3，第一安装突起60被配置为接合轮毂外周64上的对应的第一沟槽62。第一沟槽62具有对应于第一安装突起60d或与第一安装突起60一致的形状，以提供足够的贴合配合。如图2-3中所示，第一安装突起60可以具有“燕尾”形状。参考图3，第一安装突起60可以由端部66和至少两个末端68限定，所述端部66被配置为大至平行于轮毂14的外周64，所述末端68被配置为至少部分被倒圆并大致相对于端部66垂直。

参考图2，第二段42包括从第二本体72延伸的一个或多个第二安装突起70。每个第二安装突起70被配置为接合轮毂14内对应的第二沟槽74，以把第二段42连接至轮毂14，如图2中所示。

参考图2-3，每个段40、42（和图1-2中所示的段44）可以由各自的外轮廓76、内轮廓78和边缘80限定。参考图2-3，内轮廓78可以由至少一个退刀槽79限定，所述退刀槽79允许在内轮廓78处获得不同的半径。换句话说，内轮廓78可以至少由邻接部82（其邻接轮毂14的外轮廓）和至少一个非邻接部84（其与轮毂14的外周64分隔开）限定。邻接部82具有比非邻接部84的第二半径88更大的第一半径86。参考图3，内轮廓78可以形成为在退刀槽79和第一安装突起60（或第二安装突起70）的法向边缘之间具有圆角89，以减小转子芯12上的应力。参考图3，邻接部82可以由宽度83限定。仅举例来说，宽度83可以是1mm。

参考图1-2，第三段44被配置为与第一段40互锁，以进一步限定第一转子叠片28。在所示实施例中，第一转子叠片12由六个段形成。然而，可以使用任何数量的段创建转子芯12的每一个叠片或层。参考图2，第三段44包括第三突出部92，该第三突出部被配置为与第一段40内的对应的凹槽94接合，从而把第一段40连接至第三段44。参考图2，第三段44包括第三安装突起96，该第三安装突起被配置为与轮毂14内的对应的第三沟槽98接合，以把第三段44连接至轮毂14。

图4是根据第二个实施例的转子组件110的示意性部分俯视图。参考图4，组件110包括轮毂114和具有第一转子叠片128的转子芯112。图4中所示的组件110与第一个实施例中的组件10类似，除了以下所述的方面。

第一转子叠片128由多个段形成。参考图4，第一、第二和第三段140、142、144被配置为互锁，并至少部分地限定了第一转子叠片128。图5是图4中所示的部分5的示意性部分特写图，示出了段140、142和轮毂144之间的接触面。参考图5，第一段140包括从第一本体148延伸的突出部146。突出部146被配置为与第二段内142中的对应凹槽150接合，以把第一段140连接至第二段142。参考图5，第二段142包括突出部151，该突出部从第二本体172延伸且被配置为接合第一段140内的对应的凹部153。

参考图5，第一段140的突出部146与第二段142内的凹槽150的互锁以及第二段142内的突出部151与第一段140内的凹部153的互锁，在转子芯112（和轮毂14）旋转时保持第一和第二段140、142不向外扭转或偏斜，即互锁承受旋转中引起的径向载荷。当转子芯112旋转时，由于离心载荷156（图5中所示）而引起力在径向方向的分量。由于离心载荷156，转子芯112的部件被牵拉分离。参考图5，径向载荷的一些在突出部146上被承载。图4-5中所示的实施例可以用在转子芯112以低速运动的应用中。在任一实施例中安装突起60、70、160、170的数量可以依赖于具体应用而改变。例如，可以基于部件的应力（即保持应力低于用于形成轮毂14或114和第一转子叠片28或128的材料的屈服强度）选择安装突起60、70、160、170的数量。

类似于第一个实施例并参考图5，通过插入轮毂114内相应沟槽162、174的相应第一和第二安装突起160、170，第一和第二段140、142被连接至轮毂114。将第二段142附接至轮毂114的第二安装突起170充分接近突出部146定位，从而作用在第一段140上的力将被传送至第二段142，进而直接进入轮毂114。这使得第一转子叠片128的偏斜最小化。

参考图4-5，每个段140、142、144可以由各自的外轮廓176、内轮廓178和边缘180限定。参考图5，第一段140的突出部146被配置为相对于边缘180倾斜，如通过倾斜角181所示出的。在一个示例中，倾斜角181是30度。

参考图5，内轮廓178可以由至少一个退刀槽179限定，所述退刀槽179允许在内轮廓178处获得不同的半径。换句话说，内轮廓178可以至少由邻接部182（其邻接轮毂114的外周164）和至少一个非邻接部184（其与轮毂114的外周164分隔开）限定。邻接部182具有比非邻接部184的第二半径188更大的第一半径186。参考图5，内轮廓178可以形成为在退刀槽179和第二安装突起170（或第一安装突起160）的法向边缘之间具有圆角189，以减小转子芯112上的应力。

详细的描述和附图或图片是对本发明的支持和描述，但本发明的保护范围仅由权利要求来限定。尽管已详细描述了用于执行要求保护的发明的最佳模式和其他实施例，存在各种替换设计和实施例，用于实践限定在所附权利要求中的本发明。

Claims

1.一种转子组件，其包括：

轮毂；

转子芯，其具有至少部分地围绕轮毂定位的第一转子叠片；

第一段和第二段，其被配置为连接并至少部分地限定第一转子叠片；

其中，第一段包括：

第一本体；和

突出部，其从第一本体延伸，并被配置为与第二段内的对应凹槽接合，以把第一段连接至第二段。

2.如权利要求1所述的组件，其进一步包括：

至少一个第一安装突起，其从第一本体延伸，且被配置为接合轮毂外周上的对应的第一沟槽，从而把第一段连接至轮毂。

3.如权利要求2所述的组件，其中第一安装突起由端部和至少两个末端限定，所述端部被配置为大至平行于轮毂的外周，所述至少两个末端被配置为相对于所述端部至少部分地被倒圆。

4.如权利要求1所述的组件，其中第一段由外轮廓和内轮廓限定；和

其中第一段的内轮廓的一部分被配置为邻接轮毂的外周，第一段的内轮廓的一部分被配置为与轮毂的外周分隔开。

5.如权利要求1所述的组件，其中突出部由近端部和远端部限定，从而远端部宽于近端部，从而当突出部接合凹槽时将第一段锁合至第二段。

6.如权利要求1所述的组件，其进一步包括：

第三段，其被配置为与第一段互锁，以进一步限定第一转子叠片；

其中，第三段包括：

第三突出部，其被配置为与第一段内的对应凹槽接合，以把第三段连接至第一段；和

至少一个第三安装突起，其被配置为接合轮毂内的对应的第三沟槽，以把第三段连接至轮毂。

7.一种转子组件，其包括：

轮毂；

转子，其由多个叠片形成；

其中每一个叠片由第一段和第二段形成；

其中，第一段包括：

第一本体；

至少一个安装突起，其从第一本体延伸，并被配置为与轮毂外周上的对应的第一沟槽接合，以把第一段连接至轮毂；

至少一个突出部，其从第一本体延伸，并被配置为与第二段内的对应凹槽接合，以把第一段连接至第二段；

其中第一段由外轮廓、内轮廓和边缘限定，第一段内的突出部大致相对于边缘倾斜；和

其中第二段包括被配置为接合第一段内的对应凹部的突出部。

8.如权利要求7所述的组件，其中第一安装突起可以由端部和至少两个末端限定，所述端部被配置为大至平行于轮毂的外周，所述至少两个末端被配置为相对于所述端部至少部分地被倒圆。

9.一种转子组件，其包括：

轮毂；

转子，其由多个叠片形成；

其中每一个叠片由第一段和第二段形成；

其中，第一段包括：

第一本体；

其中突出部由近端部和远端部限定，从而远端部宽于近端部；

10.如权利要求9所述的组件，其中第一安装突起由端部和至少两个末端限定，所述端部被配置为大至平行于轮毂的外周，所述至少两个末端被配置为相对于所述端部至少部分地被倒圆。