CN105191072B - 用于机动车辆的旋转电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种转子(2)，特别地用于旋转电机，例如用于交流发电机，包括由至少一个电线(101)形成的电绕组(100)，所述线包括：缠绕为绕组的至少一圈的至少一个第一部分(104)；沿所述第一部分具有至少一个平坦部分(115)的横截面；至少一个第二部分(105)，其允许绕组连接至电路；和沿所述第二部分的大体圆形横截面。

Description

用于机动车辆的旋转电机
技术领域
本发明具体涉及一种旋转电机，特别是涉及用于机动车辆的交流发电机或交流发电机-起动器。
背景技术
专利US 5 174 013描述一种用于电机的绕组，其具有正方形横截面的线。
专利US 5 714 822描述一种绕组，其组合不同类型的绕线，具有正方形和圆形横截面。
专利申请FR 2 928 790描述绕组的线圈。
发明内容
本发明的目的是使得可以制造具有改进性能的转子，同时简化其设计。
本发明的主题由此是一种转子，特别是用于旋转电机的转子，例如用于交流发电机，包括由至少一个电线形成的绕组：
-该线具有按照绕组的至少一圈缠绕的至少一个第一部分，该线沿该第一部分具有横截面，该横截面具有至少一个平坦部分；
-该线具有至少一个第二部分，所述第二部分允许绕组连接至电路，该线沿该第二部分具有大体圆形的横截面。
通过本发明，由于圈的适当横截面，可以获得优异的填充水平，因此获得优异的电性能，同时使得可以使用适于具有圆形横截面的线的常规连接。
本发明还使得可以，省去磁体，和/或改善铁磁体的性能。
本发明还使得可以，减小圈之间的空气空间，且因此改善热增益。
另外，线的过渡(例如从圆形过渡到方形)使得可以保持常规的剥护套(stripping)工艺。
有利地，线的第一部分按照多圈缠绕。
根据本发明的实施例，线的第二部分按照至少一圈缠绕。
作为变体，线的第二部分按照至少一圈缠绕。
如果需要，线的所有圈通过线的第一部分形成。
如果适用，所述第二部分处于第一部分的延伸部中。
优选地，线的第一部分的横截面具有至少两个平坦部分。
根据本发明的实施例，线的第一部分的横截面具有大体多边形的形式，且特别地大体为矩形或三角形，例如方形或等边三角形。
作为变体，平坦部分通过圆边连接至彼此。
有利地，绕组的相邻圈经由这些圈的平坦部分来撑靠彼此。
如果需要，在经过转子旋转轴线的平面上，绕组包括按照大体彼此平行的排设置的圈的多个横截面。
这使得非常令人满意的填充水平可行。
根据本发明的实施例，圈的横截面的这些排平行于转子的旋转轴线。
根据本发明的实施例，圈的多个横截面，优选地具有平坦部分，所述多个横截面以阶梯的方式布置，以便最大限度地填充转子的磁轮的极件的内部。
在横截面中，该阶梯构造可具有金字塔的形式。
优选地，形成绕组的线沿其整个长度具有矩形横截面，除了允许电连接至电路的部分，该连接部分具有大体圆形的横截面。
例如，绕组包括：
-径向在内的圈，其具有的横截面具有至少一个平坦部分；
-径向在外的圈，其具有大体圆形的横截面。
如果需要，绕组的所有圈包括具有至少一个平坦部分的横截面，除了径向最外侧那排的圈，其中，所述圈具有大体圆形的横截面。
这可允许用于在集电器的钩中布置在位的线的剥护套的位置。
根据本发明的实施例，绕组包括单个线。
优选地，线包括连接部分，其设计为连接至集电器组件的连接凸耳，以便确保电连接至电路。
再优选地，转子包括至少一个引导单元，其使得可以引导连接部分。
引导单元可包括以下元件中的至少一个：沟槽、划分器、柱。
此外，连接部分形成在线的具有大体圆形横截面的第二部分上。
根据本发明的实施例，连接部分部分地形成在线的具有带至少一个平坦部分的横截面的第一部分上。
线的连接部分可包括至少一个环圈，其绕引导单元的柱缠绕。
优选地，线包括第一部分和第二部分之间的至少一个连结部分。
如果需要，连结部分位于联接凸耳和引导单元中的第一沟槽之间。
例如，连结部分位于引导单元的第一沟槽处。
作为变体，连结部分位于引导单元的至少一个划分器处。
还作为变体，连结部分位于引导单元的至少一个柱和至少一个划分器之间。
如果需要，连结部分位于引导单元的第二沟槽处。
本发明使得线的可根据绕组窗口变化的横截面可行，且因此其允许减小最后一圈相对于绝缘件的游隙。
本发明还涉及一种用于旋转电机的转子的线圈，包括由至少一个电线形成的电绕组，其特别地缠绕在线圈的毂上。
-该线具有按照绕组的至少一圈缠绕的至少一个第一部分，该线沿该第一部分具有横截面，该横截面具有至少一个平坦部分；
-该线具有至少一个第二部分，所述第二部分允许绕组连接至电路，该线沿该第二部分具有大体圆形的横截面。
本发明还涉及包括如前所述的转子的旋转电机。
例如，电机是交流发电机或交流发电机-起动器。
本发明还涉及一种用于制造转子的方法，该转子包括由至少一个电线形成的电绕组，包括以下步骤：
-在线上形成至少一个第一部分，该第一部分具有的横截面具有至少一个平坦部分；
-按照绕组的至少一圈缠绕所述第一部分。
优选地，通过在线上施加至少一个柱形辊子而形成所述线的具有带至少一个平坦部分的横截面的第一部分。
附图说明
通过阅读本发明非限制性实施例的以下详细描述以及查看附图能够更好地理解本发明，在附图中：
图1示意性和局部地以横截面示出根据本发明实施例的旋转电机；
图2示意性和局部地以横截面示出图1中的电机的转子；
图3示意性和局部地以横截面示出根据本发明的绕组的例子；
图4至6图示了根据本发明的绕组的不同例子；
图7示意性地示出根据本发明的绕组的制造步骤；和
图8示出根据本发明的绕组的另一例子。
具体实施方式
图1示出紧凑的多相交流发电机A，特别是用于机动车辆。
该交流发电机将机械能转化为电能，并且可以是可逆的。该类型的可逆交流发电机已知为交流发电机-起动器，且可以将电能转化为机械能，特别是为了起动车辆的热机。
该交流发电机A包括壳体1，以及在壳体内部的具有爪的转子2、和定子4，该转子2直接或间接地与轴3成整体旋转，所述定子4围绕所述转子2且存在空气隙。
轴3的轴线X-X形成转子2的旋转轴线。
在说明书的下文中，相对于该轴线X-X来考虑径向、横向和轴向取向。
定子4包括本体4a，所述本体为设置有凹口的一组板的形式，其例如是半封闭型，配备有用于装配定子的相的凹口绝缘件，每一个相包括至少一个绕组，所述绕组穿过定子本体中的凹口，且每一个相与所有相一起在定子本体4a的两侧形成前髻部5a和后髻部5b。
绕组例如可从连续的覆盖有磁漆的电线获得，或从为棒的形式的导电元件获得，所述导体元件诸如销，其被连接到彼此，例如通过焊接连接到彼此。
这些绕组例如是以星形或三角形形式被连接的三相绕组，所述绕组的输出端被连接到至少一个整流桥，所述整流桥包括整流器元件，诸如MOSFET型晶体管或二极管，特别是当涉及交流发电机-起动器时，如例如在文档FR A 2 745 445中所描述的。
转子2包括两个磁轮7、8。每个轮7、8具有以横向取向的凸缘，所述凸缘在其外周边上设置有齿9，所述齿9例如具有梯形形状和轴向取向。一个轮的齿9轴向地面向另一个轮的凸缘，一个磁轮的齿穿入存在于另一个磁轮的两个相邻齿9之间的空间，使得磁轮的齿9叠置(imbricate)。
齿9的外周边具有轴向取向，并与定子本体4a的内周边一起限定出定子4和转子2之间的空气隙E。
齿9的内周边是倾斜的。这些齿9在它们的自由端处更薄。
轮7、8的凸缘具有环形形式。
圆柱形芯部轴向地插置在轮7、8的凸缘之间。在该情况下，该芯部由两个半芯部构成，所述两个半芯部每个属于凸缘中的一个。
在芯部和齿9之间，转子2包括线圈10，该线圈10包括毂11和在该毂11上的电绕组100，特别地如图2可见。
在所述例子中，该毂11用电绝缘材料(例如塑料材料)制成，而磁轮7、8和芯部为金属，且在该情况下，用铁磁材料制成，诸如软钢。轴3也是金属的，且由诸如钢的铁磁材料制成，其比具有爪的转子的芯部和磁轮更硬。
壳体1包括组装至彼此的前支承件16和后支承件17。
后支承件17支撑电刷保持器、电压调节器和至少一个整流桥。
支承件16和17具有中空形式，且每个居中地支撑球轴承，分别为19和20，用于适于转子2的轴3的旋转。
带轮12固定在轴3的前端上，在该情况下借助螺母160固定，所述螺母160被支撑在该带轮12的腔体的基部上。该带轮12包括衬套，所述衬套与轴承19的内环接触。环形支架159轴向地插置在前磁轮7的前部面和轴承19的内环之间。轴3穿过支架159和带轮12的衬套。
轴3的前端支撑带轮12，所述带轮12属于用于在机动车辆的交流发电机和热机之间将运动传输到至少一个皮带的装置，而轴3的具有减小的直径的后端13支撑集电环，所述集电环通过有线连接件被连接到线圈100的端部。属于电刷保持器14的电刷设置为在集电环上摩擦。电刷保持器连接到电压调节器。
集电环属于集电器组件60。
如图2可见，该集电器组件60除了集电环之外还包括电连接凸耳61，其可变形，以便确保至绕组100的电连接。
这些凸耳61电连接至集电环。
当通过电刷为激励绕组100供电时，转子2被磁化，并变为感应体转子，在爪处、且因此在磁轮的齿处形成北-南磁极。
当轴3旋转时，该感应体转子在被感应的定子内产生感应交流电流，整流桥(一个或多个)使得可以将感应出的交流电流转换为直流电流，特别是为了给机动车辆车载网络的负载和耗电器供电，以及为了为所述车辆的电池再充电。
该转子包括永磁体38，所述其插置在邻近转子外周边的两个齿9之间。
作为变体，转子可没有这类磁体。
前和后支承件16和17包括大体侧向的前开口50和后开口51，用于空气通过，以便允许交流发电机被由转子前方的前表面上的风扇23以及转子后方的后表面上另一风扇24的旋转产生的空气流通而冷却，每个风扇设置有多个叶片26。
现将更详细地描述绕组100。
特别地如图2所示，电绕组100通过电线101形成：
-该线101具有按照绕组100的多圈102缠绕的第一部分104，该线101沿该第一部分104具有横截面，该横截面具有至少一个平坦部分115，该横截面在当前例子中大体为方形的；
-该线101至少具有第二部分105，所述第二部分105允许绕组100连接至电路(未示出)，该线沿该第二部分105具有大体圆形的横截面。
在图2的实施例中，绕组100包括：
-径向在内的圈102，其具有矩形横截面；
-径向在外的圈107，其具有大体圆形横截面。
作为变体，如图3所示，绕组100绕毂11缠绕的所有圈102具有矩形横截面。
在图3的例子中，线101或102的横截面的表面面积大约为0.5mm2至2mm2。
圈沿径向方向的平行排的数量例如包含在1至50之间。
绕组的相邻圈102经由这些圈的平坦部分撑靠彼此。
在图2和3中的本发明的两个实施例中，虽然大部分绕毂11缠绕的圈的所有圈具有矩形横截面，但线101在连接部分108中具有大体圆形的横截面，该连接部分108位于线101的端部区域中。
特别地如图2可见，每个连接部分108设计为连接至集电器组件60的其中一个连接凸耳61，特别地通过该凸耳61在线101上的变形而连接。
转子2包括引导单元70，该引导单元70使得可以引导连接部分108。
在图2的例子中，引导单元70沿绕组100朝向集电器60的方向包括如下元件：弯曲销71、两个彼此相对的划分器72、和纵向沟槽73。
引导单元70例如制成为单件。
随着线101的连接部分108离开毂11，在多圈之后，线101的连接部分108绕弯曲柱71缠绕，然后在划分器72之间穿过并进入沟槽73中。
在图2的例子中，连接部分108沿其整个长度具有圆形横截面。
作为变体，如图4所示，连接部分108部分地形成在线的具有矩形横截面的第一部分104上，以及部分地形成在具有圆形横截面的第二部分105上。
在该情况下，线101包括具有矩形横截面的第一部分104和具有圆形横截面的第二部分105之间连结部分109，该连结部分109在所述例子中位于连接部分108的内部。
在图4的例子中，连结部分109位于柱71和划分器72之间。
作为变体，如图5所示，连结部分109位于引导单元70中的沟槽73处。
作为变体，如图6所示，连结部分109位于沟槽73和连接凸耳61之间。
图7示出用于制造转子2的方法的步骤，即通过以下在线101上形成具有矩形横截面的第一部分104：将线101在成形组件300的两个旋转辊子80之间通过，以便形成缠绕在毂11上的线的部分104的平坦部段。
之前，在通入到成形组件300之前，线101通入到存储装置200。
在图8所示的本发明实施例中，矩形或方形圈102的多个横截面以阶梯的方式布置，以便最大限度地填充转子的磁轮7和9的极件的内部。
在横截面中，该阶梯构造是具有径向的外顶部的金字塔的形式。
绝缘件150包封所述圈。

Claims (17)

1.一种转子(2)，包括由至少一个电线(101)形成的绕组(100)：
-该线具有按照绕组的至少一圈缠绕的至少一个第一部分(104)，该线沿该第一部分具有横截面，该横截面具有至少一个平坦部分(115)；
-该线具有至少一个第二部分(105)，所述第二部分(105)允许绕组连接至电路，该线沿该第二部分具有大体圆形的横截面，
其特征在于，所述线包括连接部分(108)，所述连接部分(108)设计为连接至集电器组件(60)的可变形的连接凸耳(61)，以便确保电连接至电路，并且所述转子包括至少一个引导单元，所述引导单元使得可以引导连接部分(108)，所述引导单元包括沟槽(73)、划分器(72)和柱(71)，并且所述沟槽(73)的开口方向与划分器(72)的开口方向交错地布置，以便保持连接部分(108)。
2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述线的第一部分按照多圈(102)缠绕。
3.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，所述线的第一部分的横截面具有大体多边形的形式。
4.根据权利要求3所述的转子，其特征在于，所述线的第一部分的横截面具有矩形或三角形的形式。
5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，所述线的第一部分的横截面具有方形或等边三角形的形式。
6.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，所述绕组的相邻圈(102)经由这些圈的平坦部分来撑靠彼此。
7.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，在经过转子旋转轴线的平面上，所述绕组包括按照大体彼此平行的排设置的圈(102)的多个横截面。
8.根据权利要求7所述的转子，其特征在于，圈的横截面的这些排平行于转子的旋转轴线。
9.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，圈的多个横截面，优选地具有平坦部分，这些横截面以阶梯的方式布置。
10.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，所述线的第二部分按照至少一圈缠绕。
11.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，所述绕组包括
-径向在内的圈(102)，其具有的横截面具有至少一个平坦部分；
-径向在外的圈(107)，其具有大体圆形的横截面。
12.根据权利要求11所述的转子，其特征在于，连接部分(108)部分地形成在所述线的具有带至少一个平坦部分的横截面的第一部分(104)上。
13.一种用于旋转电机的转子的线圈(10)，包括由至少一个电线形成的电绕组：
-该线具有按照绕组的至少一圈缠绕的至少一个第一部分，该线沿该第一部分具有横截面，该横截面具有至少一个平坦部分；
-该线具有至少一个第二部分，所述第二部分允许绕组连接至电路，该线沿该第二部分具有大体圆形的横截面，
其特征在于，所述线包括连接部分(108)，所述连接部分(108)设计为连接至集电器组件(60)的可变形的连接凸耳(61)，以便确保电连接至电路，并且所述转子包括至少一个引导单元，所述引导单元使得可以引导连接部分(108)，所述引导单元包括沟槽(73)、划分器(72)和柱(71)，并且所述沟槽(73)的开口方向与划分器(72)的开口方向交错地布置，以便保持连接部分(108)。
14.根据权利要求13所述的线圈(10)，其特征在于，所述至少一个电线缠绕在线圈的毂(11)上。
15.一种旋转电机，包括根据权利要求1至12中的任一项所述的转子。
16.根据权利要求15所述的旋转电机，形成交流发电机或交流发电机-起动器。
17.一种用于制造根据权利要求1至12中的任一项所述的转子的方法，该转子包括由至少一个电线形成的电绕组，包括如下步骤：
-在线上形成至少一个第一部分，所述第一部分具有带至少一个平坦部分的横截面；
-按照所述绕组的至少一圈缠绕所述第一部分。
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