CN105207397A - 一种交流发电机及其整流组件 - Google Patents

Abstract

一种交流发电机及其整流组件，该交流发电机包括转子、定子、电压控制装置和整流组件，该整流组件安装在交流发电机的后端盖上，所述整流组件包括正极散热板、正向整流二极管、负极散热板、负向整流二极管和引线支架，所述正极散热板与所述负极散热板相对设置且所述正极散热板与所述负极散热板之间具有一间隙以作为冷却风道，所述负极散热板靠近所述后端盖设置，所述正极散热板与所述负极散热板设置有绝缘垫，所述绝缘垫对应于所述后端盖的筋板设置并将所述冷却风道分隔为多个通风通道以减少紊流导致的通风损耗。

Description

一种交流发电机及其整流组件

技术领域

本发明涉及一种交流发电机及其整流组件，特别是一种用于机动车的交流发电机及其具有多层散热栅风道的整流组件。

背景技术

目前，车辆发动机舱的空间越来越小，加上发动机上其他部件的增加，留给发电机的空间更小了。发动机舱内布置密集会导致舱内的温度升高。另外，由于车用发电机的功率要求也逐步提升，更加加快了发电机的温度上升。所以改善电机的散热显得非常重要，尤其是改善电机上发热量较大的整流组件的散热。

为了增强冷却整流组件的效率，现有技术对整流组件的通风设计，有从护罩轴向进风，或从护罩径向进风。但从护罩径向进风的风道现有技术只有一个通风通道，这样从护罩不同径向进风口进入的新鲜气流进入正负极散热板之间的通道时会形成紊流，影响了散热效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于机动车的交流发电机及其整流组件，能克服上述现有技术的缺陷，减少散热通风通道内的紊流并提高散热效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于交流发电机的整流组件，安装在所述交流发电机的后端盖上，所述后端盖上安装有用于覆盖并容置所述整流组件的护罩，所述后端盖上设置有端盖径向出风口和由筋板隔离的多个端盖轴向进风口，所述护罩上设置有护罩轴向进风口和护罩径向进风口，所述整流组件包括正极散热板、正向整流二极管、负极散热板、负向整流二极管和引线支架，所述正向整流二极管安装在所述正极散热板上，所述负向整流二极管安装在所述负极散热板上，所述引线支架安装在所述负极散热板上，其中，所述正极散热板与所述负极散热板相对设置且所述正极散热板与所述负极散热板之间具有一间隙以作为冷却风道，所述负极散热板靠近所述后端盖设置，所述正极散热板与所述负极散热板之间设置有至少一个绝缘垫，所述绝缘垫对应于所述筋板设置并将所述冷却风道分隔为多个通风通道以减少紊流导致的通风损耗，所述护罩径向进风口进入的冷却风通过所述多个通风通道进入所述端盖轴向进风口后经所述端盖径向出风口流出，以冷却所述整流组件。

上述的整流组件，其中，所述正极散热板和/或所述负极散热板上设置有多个均布的散热栅，所述散热栅设置在所述冷却风道内。

上述的整流组件，其中，所述正极散热板散热栅与所述负极散热板的散热栅相对设置，所述绝缘垫设置在相对设置的所述散热栅形成的一沟槽中且与所述正极散热板和负极散热板于轴向过盈配合连接。

上述的整流组件，其中，所述散热栅交错布置。

上述的整流组件，其中，所述绝缘垫的中心线与所述筋板的中心线重合设置，且所述绝缘垫沿所述正极散热板或负极散热板的径向延伸。

上述的整流组件，其中，所述绝缘垫沿径向直线延伸或曲线延伸。

上述的整流组件，其中，所述负极散热板与所述后端盖贴合为非绝缘回路，所述负极散热板与所述后端盖之间涂有导热胶或导热硅脂层。

上述的整流组件，其中，所述负极散热板与所述后端盖之间设置有绝缘层以形成绝缘回路。

上述的整流组件，其中，所述护罩还设置有护罩周向进风口，所述周向通风口对应于所述冷却风道设置，所述周向通风口的轴向长度等于或小于所述正极散热板与所述负极散热板之间的间隙，以防止外界异物进入。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种交流发电机，包括用于提供旋转磁场的转子、用于产生交流电的定子绕组、电压控制装置和用于将交流电整流成直流电的整流组件，其中，所述整流组件为上述的整流组件。

本发明的技术效果在于：

本发明能克服现有技术的缺陷，在不大幅增大电机尺寸的前提下，在保证轴向进风的同时，将护罩径向进风通道设置为至少两个，从而减少了从护罩不同径向进风口进入的新鲜气流在径向通风通道内的紊流，增加散热效果，正负极散热板间形成的多通风通道有效地减少了紊流带来的通风损耗，提高了整流组件的冷却效率。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的主视图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的剖视图；

图4为图2的局部剖视图(去除正极板)；

图5为本发明一实施例整流组件的局部视图；

图6A为本发明一实施例的正极散热板；

图6B为图6A的后视图；

图7A为本发明一实施例的负极散热板；

图7B为图7A的后视图；

图8A为本发明另一实施例的负极散热板局部结构示意图；

图8B为本发明又一实施例的负极散热板局部结构示意图；

图9为本发明又一实施例的局部结构示意图(绝缘回路)；

图10为本发明一实施例的正负极散热板散热栅示意图(相对设置)；

图11为本发明另一实施例的正负极散热板散热栅示意图(交错设置)；

图12为本发明一实施例的护罩示意图；

图13为本发明另一实施例的护罩示意图；

图14为本发明一实施例的护罩局部示意图；

图15为本发明一实施例的绝缘垫结构示意图。

其中，附图标记

1正极散热板

1a、1b正极散热栅

2负极散热板

2a、2b负极散热栅

3引线支架

4护罩

4a护罩轴向进风口

4b护罩径向进风口

4c护罩周向进风口

5后端盖

5a筋板

5b端盖轴向进风口

5c端盖径向出风口

6滑环室

7绝缘垫

8绝缘层

9前端盖

10转子

11定子绕组

12电压控制装置

13整流组件

14正向整流二极管

15负向整流二极管

C冷却风道

A、A1、A2通风通道

C1、C2、C3小通风通道

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1-图3，图1为本发明一实施例的主视图，图2为图1的右视图，图3为图1的剖视图。本发明的交流发电机，主要用于机动车，包括用于提供旋转磁场的转子10、用于产生交流电的定子绕组11、电压控制装置12和用于将交流电整流成直流电的整流组件13，以及用于支撑容置其他零部件的前端盖9和后端盖5。因该交流发电机其他部分的组成、结构、相互位置关系、连接关系及功用等均为较成熟的现有技术，故在此不作赘述，下面仅对本发明的整流组件予以详细说明。

参见图3，及图4-图7B，图4为图2的局部剖视图(去除正极板)，图5为本发明一实施例整流组件的局部视图，图6A为本发明一实施例的正极散热板1，图6B为图6A的后视图，图7A为本发明一实施例的负极散热板2，图7B为图7A的后视图。本发明的整流组件13，安装在所述交流发电机的后端盖5上，所述后端盖5上安装有用于覆盖并容置所述整流组件13的护罩4，起保护所述整流组件13的作用。所述后端盖5上设置有端盖径向出风口5c和由筋板5a隔离的多个端盖轴向进风口5b，所述护罩4上设置有护罩轴向进风口4a和护罩径向进风口4b，所述整流组件13包括正极散热板1、正向整流二极管14、负极散热板2、负向整流二极管15和引线支架3，所述正向整流二极管14安装在所述正极散热板1上，所述负向整流二极管15安装在所述负极散热板2上，所述引线支架3安装在所述负极散热板2上，所述正极散热板1与所述负极散热板2相对设置且所述正极散热板1与所述负极散热板2之间具有一间隙以作为冷却风道C，冷却空气可以从所述间隙在径向上从外向内通过，形成通风通道，达到冷却的效果。该冷却风道C的冷却空气同时冷却正、负极散热板1、2正对的一面；护罩轴向进风口4a进入的冷却空气冷却正极散热板1与护罩4相对的一侧。所述负极散热板2靠近所述后端盖5设置，所述正极散热板1与所述负极散热板2之间设置有至少一个绝缘垫7，所述绝缘垫7对应于所述筋板5a设置并将所述冷却风道C分隔为多个小通风通道C1、C2、C3等以减少紊流导致的通风损耗，所述护罩径向进风口4b进入的冷却风通过所述多个小通风通道C1、C2、C3进入所述端盖轴向进风口5b后经所述端盖径向出风口5c流出，以冷却所述整流组件13。

在本发明一实施例中，所述正极散热板1和/或所述负极散热板2上设置有多个均布的散热栅，所述散热栅设置在所述冷却风道C内，即正极散热板1和/或所述负极散热板2在相对的一面设有散热栅1a、1b、2a、2b。所述正、负极散热板1、2的散热栅1a、1b、2a、2b呈径向延伸，万一有水滴进入，也容易从沿散热栅1a、1b、2a、2b之间形成的沟槽径向排出。其中，所述正极散热板1散热栅1a、1b与所述负极散热板2的散热栅2a、2b相对设置(参见图10)，即所述正极散热板1的凸出的散热栅1a、1b正对着所述负极散热板2的凸出的散热栅2a、2b，这种布置方式可得到较大的通风面积，同时可减小导电异物进入时两散热板之间导通的概率。所述绝缘垫7设置在相对设置的所述散热栅1a、1b、2a、2b形成的一沟槽中且与所述正极散热板1和负极散热板2于轴向过盈配合连接(参见图5)。此时护罩周向进风口4c的形状可以为长条状矩形(如图12所示)或多个平行排列的小矩形(如图13所示)，但出于防护性能的考虑，优选使用图13所示的形状，以同时加强护罩4的强度和其防护性能，其中，图13所示的小矩形之间的隔栏优选正对所述正、负极散热板2上散热栅的位置(参见图14)。为了更加减小电机的轴向长度，在另一实施例中，所述正、负极散热板2上的散热栅1a、1b、2a、2b也可交错布置(参见图11)，同时散热栅1a、1b、2a、2b设置成了细长的形状，以使两个极板基板的轴向距离适当的缩小。此时护罩周向进风口4c的形状应优选如图12所示的形状。

所述正极散热板1上的散热栅1a、1b，如图6A、6B中所示的1a和1b，图6A为与护罩相对一侧的视图，图6B为与负极散热板2相对一侧的视图，图中的散热栅1a为轴向向护罩一侧凸起的散热栅，散热栅1b在靠近负极散热板2一侧与散热栅1a的轴向高度一致。负极散热板2上也可同样设置散热栅2a、2b，如图7A、7B中的2a和2b，其中，图中的散热栅2a为轴向向正极散热板1一侧凸起的散热栅，散热栅2b在靠近后端盖一侧与散热栅2a的轴向高度一致。正极散热板1与负极散热板2相对布置形成径向通风通道。正、负极散热板2的散热栅可为呈辐射状分布的直线散热栅(如图8A)，这种直线形状的散热栅比较适用于双向旋转电机。也可为顺着转子10转动的方向倾斜的曲线或直线向电机中心延伸。如图8B，散热栅的形状为圆弧状。从护罩径向进风口4b进入的冷却气流在转子风扇的带动下，不是在半径方向的直线运动，而是在周向上有一定的偏移，可以得到较平滑的气流，减小空气阻力，减小电机的气流噪声。如果风扇的旋转方向从图8B图示方向看是逆时针方向时，从护罩径向进风口4b进入电机的冷却气流受到散热栅1a、1b、2a、2b的阻力将减小，同时由于曲线或倾斜了一定角度的直线，使得散热栅1a、1b、2a、2b的长度增长了，所以气流的路径也加长了，冷却气流的利用率提高，散热效率得到加强，同时气流噪声也相应减小。该结构适用于于单向旋转电机。

为了让每个小通道如C1中的气流很顺畅的进入后端盖筋板5a之间的端盖轴向进风口5b，以使每个小通道C1、C2、C3中的气流不会互相干扰，减少紊流，通风更顺畅，优选所述绝缘垫7的中心线与所述筋板的中心线重合设置，即其中心线向电机中心延伸的延长线正好通过后端盖5的筋板5a的中心线，绝缘垫7的数量对应于后端盖筋板5a的数量确定。且所述绝缘垫7沿所述正极散热板1或负极散热板2的径向延伸，所述绝缘垫7沿径向可直线延伸，也可曲线延伸(参见图8A及图8B)。即所述绝缘垫7沿着极板散热栅的方向，放置在冷却风道C中，所述绝缘垫7的中心线延长线经过后端盖筋板5a的中心线。该绝缘垫7可对应散热栅的结构为图8A中的曲线形状，也可为图8B中的直线形状，其截面优选为矩形或梯形(参见图15)。所述绝缘垫7将流经冷却风道C的新鲜气流分成多个独立的部分(参见图4及图8B)，将原本要流经后端盖筋板5a的气流拦在图4中右侧部分的通风通道A1中，减少了接触在后端盖筋板5a上的气流，这样减小了该部分气流造成的通风通道A2部分气流的紊流，同时减小了冷却风道C内部气流的紊流，增强了气流的利用效率。绝缘垫7可以使用如橡胶材质，其固定方式可以使用正、负极散热板1、2合装后将其轴向压实固定。

其中，所述负极散热板2可以与所述后端盖5贴合直接接触形成为非绝缘回路，但是由于机加工的精度问题，两者之间难免存在间隙，影响了负极散热板2的热量向后端盖传导。为了改善这个问题，所述负极散热板2与所述后端盖之间涂有导热胶或导热硅脂层。

在本发明另一实施例中，所述负极散热板2也可以与所述后端盖5之间设置有绝缘层8以形成绝缘回路(参见图9)。即在负极散热板2与后端盖5之间使用一薄层绝缘材料如绝缘纸分隔开，但是这个绝缘材料是导热性能良好的。该绝缘材料安装面的形状应和负极散热板2与后端盖5的重合面的形状相同或在重合面四周向外延伸出一小段，这样能避免绝缘纸在装配时的误差导致没有完全覆盖住负极散热板2与后端盖5之间的重合面，从而导致负极散热板2搭铁故障。优选该绝缘层8为绝缘纸，安装时可以用导热胶或导热脂将绝缘纸预先贴在负极散热板2上，然后再一起安装在后端盖5上。

参见图12-14，图12为本发明一实施例的护罩示意图，图13为本发明另一实施例的护罩示意图，图14为本发明一实施例的护罩局部示意图。护罩轴向进风口4a为电机轴向进风的主要通风孔，通过该护罩轴向进风口4a的冷却气流流经所述整流组件13的正极散热栅1a、1b，负极散热栅2a、2b，然后经由后端盖5进入转子10的后风扇，这样形成通风通道A。在保证轴向进风的前提下，所述护罩4还可设置有护罩周向进风口4c，以减少从不同护罩径向进风口4b进入的冷却气流在径向通风通道内的紊流，增加散热效果。所述护罩周向进风口4c对应于所述冷却风道设置，即正、负极散热板1、2形成的径向冷却风道C(图14中虚线部分形成的通道)的每个小通风通道C1、C2、C3的进风口与护罩周向进风口4c相对应。所述护罩周向进风口4c的轴向长度等于或小于所述正极散热板1与所述负极散热板2之间的间隙，即图14中的护罩周向进风口4c轴向长度n等于或小于正负极散热板2基板间隙m，以防止外界异物进入电机内部。

工作时，冷却空气从通风通道A进入并吹向正极散热板1，并沿着滑环室6外壁流向端盖轴向进风口5b进入转子10风扇；另一方向的冷却空气从冷却风道C进入，沿着径向从外向内带走正、负极两散热板的热量，经过后端盖轴向进风口5b进入转子风扇。旋转的风扇将上述这两股气流吹向后端盖径向出风口5c。本发明正负极散热板2间形成的多通风通道结构能有效地减少紊流带来的通风损耗，提高了整流组件13的冷却效率。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于交流发电机的整流组件，安装在所述交流发电机的后端盖上，所述后端盖上安装有用于覆盖并容置所述整流组件的护罩，所述后端盖上设置有端盖径向出风口和由筋板隔离的多个端盖轴向进风口，所述护罩上设置有护罩轴向进风口和护罩径向进风口，所述整流组件包括正极散热板、正向整流二极管、负极散热板、负向整流二极管和引线支架，所述正向整流二极管安装在所述正极散热板上，所述负向整流二极管安装在所述负极散热板上，所述引线支架安装在所述负极散热板上，其特征在于，所述正极散热板与所述负极散热板相对设置且所述正极散热板与所述负极散热板之间具有一间隙以作为冷却风道，所述负极散热板靠近所述后端盖设置，所述正极散热板与所述负极散热板之间设置有至少一个绝缘垫，所述绝缘垫对应于所述筋板设置并将所述冷却风道分隔为多个通风通道以减少紊流导致的通风损耗，所述护罩径向进风口进入的冷却风通过所述多个通风通道进入所述端盖轴向进风口后经所述端盖径向出风口流出，以冷却所述整流组件。

2.如权利要求1所述的整流组件，其特征在于，所述正极散热板和/或所述负极散热板上设置有多个均布的散热栅，所述散热栅设置在所述冷却风道内。

3.如权利要求2所述的整流组件，其特征在于，所述正极散热板散热栅与所述负极散热板的散热栅相对设置，所述绝缘垫设置在相对设置的所述散热栅形成的一沟槽中且与所述正极散热板和负极散热板于轴向过盈配合连接。

4.如权利要求2所述的整流组件，其特征在于，所述散热栅交错布置。

5.如权利要求1、2、3或4所述的整流组件，其特征在于，所述绝缘垫的中心线与所述筋板的中心线重合设置，且所述绝缘垫沿所述正极散热板或负极散热板的径向延伸。

6.如权利要求5所述的整流组件，其特征在于，所述绝缘垫沿径向直线延伸或曲线延伸。

7.如权利要求1、2、3、4或6所述的整流组件，其特征在于，所述负极散热板与所述后端盖贴合为非绝缘回路，所述负极散热板与所述后端盖之间涂有导热胶或导热硅脂层。

8.如权利要求1、2、3、4或6所述的整流组件，其特征在于，所述负极散热板与所述后端盖之间设置有绝缘层以形成绝缘回路。

9.如权利要求1、2、3、4或6所述的整流组件，其特征在于，所述护罩还设置有护罩周向进风口，所述护罩周向通风口对应于所述冷却风道设置，所述护罩周向通风口的轴向长度等于或小于所述正极散热板与所述负极散热板之间的间隙，以防止外界异物进入。

10.一种交流发电机，包括用于提供旋转磁场的转子、用于产生交流电的定子绕组、电压控制装置和用于将交流电整流成直流电的整流组件，其特征在于，所述整流组件为上述权利要求1-9中任意一项所述的整流组件。