CN105576880B - 一种交流发电机及其整流组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种交流发电机及其整流组件，整流组件连接在交流发电机上，交流发电机包括后端盖和护罩，整流组件容置于护罩中，整流组件包括层叠设置的正极散热板和负极散热板，正极散热板和负极散热板之间具有多个径向延伸的间隙形成第一径向冷却风道，负极散热板和后端盖之间具有多个径向延伸的间隙形成第二径向冷却风道，护罩具有与第一径向冷却风道相对应的第一径向进风口以及与第二径向冷却风道相对应的第二径向进风口，后端盖具有端盖轴向进风口和端盖径向出风口，冷却风分别从第一径向进风口进入第一径向冷却风道以及从第二径向进风口进入第二径向冷却风道后，流经端盖轴向进风口并由端盖径向出风口流出。本发明的整流组件冷却效率高。

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双内冷交流发电机及其具有外周向冷却散热栅以及多个径向冷却通道的整流组件。

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。

为了提高整流组件的冷却效率，现有技术对整流组件的通风设计，大部分从护罩轴向进风，也有专利描述从护罩径向进风，但从护罩径向进风的风道现有技术只有一个通风通道，仍存在散热效果不佳的问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有整流组件散热效率不高的问题，提供一种交流发电机及其整流组件，该整流组件具有两个径向风道进行冷却，且该整流组件具有向外周向辐射的散热栅，增加了冷却气流进入正负极散热板的通道，提高了整流组件的散热效率。

为了实现上述目的，本发明的整流组件，连接在一交流发电机上，所述交流发电机包括后端盖和护罩，所述护罩连接在所述后端盖上，所述整流组件容置于所述护罩中，所述整流组件包括层叠设置的正极散热板和负极散热板，所述正极散热板和所述负极散热板之间具有多个径向延伸的间隙形成第一径向冷却风道，所述负极散热板和所述后端盖之间具有多个径向延伸的间隙形成第二径向冷却风道，所述护罩具有与所述第一径向冷却风道相对应的第一径向进风口以及与所述第二径向冷却风道相对应的第二径向进风口，所述后端盖具有端盖轴向进风口和端盖径向出风口，一冷却风分别从所述第一径向进风口进入所述第一径向冷却风道以及从所述第二径向进风口进入所述第二径向冷却风道后，流经所述端盖轴向进风口并由所述端盖径向出风口流出。

上述的整流组件，其中，所述第一径向进风口的尺寸小于或等于所述第一径向冷却风道入口的尺寸，所述第二径向进风口的尺寸小于或等于所述第二径向冷却风道入口的尺寸。

上述的整流组件，其中，所述正极散热板和/或所述负极散热板包括多个凸出设置的极板散热栅。

上述的整流组件，其中，所述极板散热栅分别从所述正极散热板和/或所述负极散热板的周向沿径向向外侧延伸形成周向散热栅，所述护罩包括与所述周向散热栅相对应的护罩周向辅助进风口。

上述的整流组件，其中，所述极板散热栅为直线型或螺旋线型。

上述的整流组件，其中，所述正极散热板包括正极板正面和正极板反面，所述负极散热板包括负极板正面和负极板反面，所述正极板反面和所述负极板正面相对，所述负极板反面和所述后端盖相对，所述第一径向冷却风道形成于所述正极板反面和所述负极板正面之间，所述第二径向冷却风道形成于所述负极板反面和所述后端盖之间。

上述的整流组件，其中，所述极板散热栅设置于所述正极板反面和/或所述负极板正面。

上述的整流组件，其中，所述正极板反面和所述负极板正面均具有极板散热栅时，所述正极板反面上的极板散热栅与所述负极板正面上的极板散热栅一一相对设置。

上述的整流组件，其中，所述极板散热栅设置于所述负极板反面上。

上述的整流组件，其中，所述后端盖包括与所述负极板反面相对的后端盖散热面，所述后端盖散热面上具有凸出设置的后端盖散热栅。

上述的整流组件，其中，所述负极板反面上具有极板散热栅且所述后端盖散热面具有后端盖散热栅时，所述负极板反面上的极板散热栅与所述后端盖散热面上的后端盖散热栅一一相对设置。

上述的整流组件，其中，所述护罩还包括轴向主进风口，所述极板散热栅设置于所述正极板正面，并与所述轴向主进风口相对。

本发明还提供一种交流发电机，包括后端盖、护罩和整流组件，所述护罩连接在所述后端盖上，所述整流组件容置于所述护罩中，其中，所述整流组件为上述任一项所述的整流组件。

本发明能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两个，从而增多了从护罩径向进风口进入电机内部的新鲜气流，正负极散热板间以及负极板与后端盖间形成的两条径向通风通道有效地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为本发明的一实施例的交流发电机的剖面视图；

图2为本发明的一实施例的整流组件的立体示意图；

图3为本发明的一实施例的护罩的立体示意图；

图4为本发明的一实施例的后端盖的主视图；

图5为图4的右视图；

图6a为本发明的一实施例的正极散热板的正面示意图；

图6b为本发明的一实施例的正极散热板的反面示意图；

图7a为本发明的一实施例的负极散热板的正面示意图；

图7b为本发明的一实施例的负极散热板的反面示意图；

图8是图3的侧视图；

图9是图1的C处放大图(去除护罩)；

图10是本发明的另一实施例的整流组件的立体示意图；

图11a为本发明的另一实施例的负极散热板的正面示意图；

图11b为本发明的另一实施例的负极散热板的反面示意图；

图12为本发明的另一实施例的后盖板的结构示意图；

其中，附图标记

3 护罩

3a 轴向主进风口

3b 第一径向进风口

3c 第二径向进风口

3d 辅助进风口

4、4’ 后端盖

41’ 后端盖散热面

4a’ 后端盖散热栅

4b 端盖轴向进风口

4c 端盖径向出风口

5 前端盖

6 转子

7 定子总成

8 电压控制装置

9 整流组件

91 正极散热板

911 正极散热板正面

912 正极散热板反面

91a 正面散热栅

91b 背面散热栅

91c 周向散热栅

92、92’ 负极散热板

921、922’ 负极散热板正面

922、922’ 负极散热板反面

92a、92a’ 正面散热栅

92b 背面散热栅

92c 周向散热栅

93 引线支架

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

如图1所示，图1为本发明的交流发电机的一实施例的剖视图。本发明的交流发电机，主要用于机动车，包括用于提供旋转励磁磁场的转子6、用于产生感生电压交流电的定子绕组7、电压控制装置8、用于将交流电整流成直流电的整流组件9，以及用于支撑容置其他零部件的前端盖5和后端盖4。本发明的整流组件9，安装在交流发电机的后端盖4上，后端盖4上还安装有用于覆盖并容置整流组件9的护罩3，护罩3起保护整流组件9的作用。

参阅图1至图5，整流组件9包括层叠设置的正极散热板91和负极散热板92，正极散热板91和负极散热板92中间靠绝缘垫绝缘。整流组件9还包括正向整流二极管、负向整流二极管和引线支架93，正向整流二极管安装在正极散热板91上，负向整流二极管安装在负极散热板92上，引线支架93安装在正极散热板91的光滑平面上方。正极散热板91和负极散热板92之间具有多个沿径向延伸的间隙形成第一径向冷却风道P1，负极散热板92和后端盖4之间具有多个沿径向延伸的间隙形成第二径向冷却风道P2，护罩3具有与第一径向冷却风道P1相对应的第一径向进风口3b，以及与第二径向冷却风道P2相对应的第二径向进风口3c。后端盖4上设置有端盖径向出风口4c和由筋板隔离的多个端盖轴向进风口4b。

冷却风分别从护罩3上的第一径向进风口3b进入正极散热板91和负极散热板92之间的第一径向冷却风道P1，从护罩3上的第二径向进风口3c进入负极散热板92和后端盖4之间的第二径向冷却风道P2后，从端盖轴向进风口4b流入电机后，由端盖径向出风口4c流出，以冷却整流组件9。双径向冷却风道的设置提高了整流组件9的冷却效率。

正极散热板91和负极散热板92上设置有多个散热栅，散热栅设置在冷却风道内，参阅图2、图6a、图6b以及图7a、图7b，正极散热板91包括正极板正面911和正极板反面912，负极散热板92包括负极板正面921和负极板反面922。正极板反面912和负极板正面921相对，负极板反面922和后端盖4相对，第一径向冷却风道P1形成于正极板反面912和负极板正面921之间，第二径向冷却风道P2形成于负极板反面922和后端盖4之间。

正极散热板91具有正面散热栅和背面散热栅结构，负极散热板92也具有正面散热栅和背面散热栅结构，因此在正极散热板91与负极散热板92之间形成了多个径向间隙，即第一径向冷却风道P1。冷却空气可以从护罩3上的第一径向进风口3b流入，经过上述径向间隙，通过后端盖4的端盖轴向进风口4b后，从端盖径向出风口4c流出。该第一径向冷却风道P1的冷却空气主要冷却正、负极散热板91、92正对的一面，即用于冷却正极散热板91的正极板反面912和负极散热板92的负极板正面921。

由于负极散热板92背面具有散热栅结构，当整流组件9安装到后端盖4时，负极散热板2与后端盖4之间就又形成了多个径向延伸的间隙，即第二径向冷却风道P2。冷却空气可以从护罩3的第二径向进风口3c流入，经过上述径向间隙，通过后端盖4的端盖轴向进风口4b后，从端盖径向出风口4c流出，该第二径向冷却风道P2的冷却空气主要冷却正对着后端盖4的负极散热板2的负极板反面922。

具体地，如图6a、图6b以及图7a、图7b所示，正极散热板91的正极板正面911凸出设置有极板散热栅91a，正极板反面912凸出设置有极板散热栅91b；负极散热板92的负极板正面921凸出设置有极板散热栅92a，负极板反面922凸出设置有极板散热栅92b。

正极散热板91的极板散热栅91a、91b与负极散热板92的极板散热栅92a、92b呈径向延伸，万一有异物进入，也容易从沿极板散热栅91a、91b、92a、92b之间形成的沟槽径向排出。

其中，较佳地，正极散热板91的极板散热栅91a、91b与负极散热板92的极板散热栅92a、92b一一相对设置(参见图2)，即正极散热板91的凸出的极板散热栅91a、91b正对着负极散热板92的凸出的极板散热栅92a、92b，这种布置方式可得到较大的通风面积，同时可减小异物进入两散热板之间造成极板短路的概率。

参阅图2至图7b，护罩3还包括轴向主进风口3a，由护罩3的轴向主进风口3a进入的冷却空气可以直接吹向正极散热板91的正极板正面911上设置的极板散热栅91a上，流经负极散热板92的负极板正面921上设置的极板散热栅92a的局部后，通过后端盖4的端盖轴向进风口4b后，再从端盖径向出风口4c流出。

护罩3还包括和辅助进风口3d，正极散热板91和负极散热板92上的散热栅结构分别从正极散热板91、负极散热板92的周向沿径向向外侧延伸形成周向散热栅结构。如图6a、图6b以及图7a、图7b所示，正极散热板91具有周向散热栅91c，负极散热板92具有周向散热栅92c，护罩3上的辅助进风口3d与正极散热板91、负极散热板92的周向散热栅91c、92c相对应，由护罩3的辅助进风口3d进入的冷空气直接可以吹到正极散热板91以及负极散热板92的周向散热栅91c和92c上，加快了整流组件9的冷却速度。

护罩3的第一径向进风口3b的尺寸小于或等于所述第一径向冷却风道P1入口的尺寸，第二径向进风口3c的尺寸小于或等于所述第二径向冷却风道P2入口的尺寸。如图8和图9所示，护罩3的第一径向进风口3b和第二径向进风口3c的形状可以为窄长条状矩形豁口，图3所示的小矩形的进风口均正对正、负极散热板91、92上散热栅的位置，并且第一径向进风口3b的矩形开口的轴向宽度Y设置要小于或者等于正极散热板91和负极散热板92形成间隙的宽度F，第二径向进风口3c的矩形开口的轴向宽度X设置要小于或者等于负极散热板92和后端盖4形成间隙的宽度E。

在本发明一实施例中，正极散热板91上的极板散热栅91a、91b和负极散热板92上的极板散热栅92a、92b，正极散热板91与负极散热板92相对布置形成径向通风通道。正、负极散热板91、92的极板散热栅可为呈辐射状分布的直线型散热栅，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6转动方向倾斜的曲线或直线向电机中心延伸。这样散热栅的形状可为螺旋线型散热栅。从护罩3的径向进风口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，减小电机的噪声；而且从护罩3的径向进风口进入电机的冷却气流受到极板散热栅91a、91b、92a、92b的阻力将减小，同时由于曲线或倾斜了一定角度的直线，使得极板散热栅91a、91b、92a、92b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。该结构适用于于单向旋转电机。

在本发明另一实施例中，如图10至图12所示，该实施例的整流组件9’的负极散热板92’仅在负极板正面921’具有极板散热栅92a’，负极板反面922’为光滑的平面。后端盖4’包括与负极板反面922’相对的后端盖散热面41’，后端盖散热面41’上具有凸出设置的后端盖散热栅4a’。后端盖散热面41’上的后端盖散热栅4a’径向延伸，这样当整流组件9’安装到后端盖4’上时，同样在负极散热板92’和后端盖4’间形成多个径向间隙，冷却气流由护罩3的第二径向进风口3c进入，通过负极散热板92’与后端盖4’形成的上述间隙后，然后从后端盖4’轴向进风口4b’进入，从端盖径向出风口流出，同样形成了第二径向冷却风道P2。

当然，也可以负极散热板92’的负极板反面922’与后端盖4’的后端盖散热面41’同时具有散热栅，且两者一一相对，形成第二径向冷却风道P2。

除以上实施例外，本发明不排除其它的搭配使用，如其中的负极散热板92仅负极板正面921具有极板散热栅，可以与后端盖4直接贴合接触形成非绝缘回路，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92的热量向后端盖传导。为了改善这个问题，负极散热板92与后端盖4之间可涂有导热胶或导热硅脂层用于加强散热。同时负极散热板92也可以与后端盖4之间设置有绝缘层以形成绝缘回路。即在负极散热板92与后端盖4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92与后端盖4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92与后端盖4之间的重合面，从而导致负极散热板92搭铁故障。

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 (11)

1.一种整流组件，连接在一交流发电机上，所述交流发电机包括后端盖和护罩，所述护罩连接在所述后端盖上，所述整流组件容置于所述护罩中，所述整流组件包括层叠设置的正极散热板和负极散热板，其特征在于，所述正极散热板和所述负极散热板之间具有多个径向延伸的间隙形成第一径向冷却风道，所述负极散热板和所述后端盖之间具有多个径向延伸的间隙形成第二径向冷却风道，所述护罩具有与所述第一径向冷却风道相对应的第一径向进风口以及与所述第二径向冷却风道相对应的第二径向进风口，所述后端盖具有端盖轴向进风口和端盖径向出风口，一冷却风分别从所述第一径向进风口进入所述第一径向冷却风道以及从所述第二径向进风口进入所述第二径向冷却风道后，流经所述端盖轴向进风口并由所述端盖径向出风口流出；

其中，所述后端盖包括与所述负极散热板相对的后端盖散热面，所述后端盖散热面上具有凸出设置的后端盖散热栅，所述负极散热板包括多个凸出设置的极板散热栅，所述负极散热板上的极板散热栅与所述后端盖散热面上的后端盖散热栅一一相对设置形成第二径向冷却风道。

2.根据权利要求1所述的整流组件，其特征在于，所述第一径向进风口的尺寸小于或等于所述第一径向冷却风道入口的尺寸，所述第二径向进风口的尺寸小于或等于所述第二径向冷却风道入口的尺寸。

3.根据权利要求1所述的整流组件，其特征在于，所述正极散热板包括多个凸出设置的极板散热栅。

4.根据权利要求3所述的整流组件，其特征在于，所述极板散热栅分别从所述正极散热板和/或所述负极散热板的周向沿径向向外侧延伸形成周向散热栅，所述护罩包括与所述周向散热栅相对应的护罩周向辅助进风口。

5.根据权利要求3所述的整流组件，其特征在于，所述极板散热栅为直线型或螺旋线型。

6.根据权利要求3所述的整流组件，其特征在于，所述正极散热板包括正极板正面和正极板反面，所述负极散热板包括负极板正面和负极板反面，所述正极板反面和所述负极板正面相对，所述负极板反面和所述后端盖相对，所述第一径向冷却风道形成于所述正极板反面和所述负极板正面之间，所述第二径向冷却风道形成于所述负极板反面和所述后端盖之间。

7.根据权利要求6所述的整流组件，其特征在于，所述极板散热栅设置于所述正极板反面和/或所述负极板正面。

8.根据权利要求7所述的整流组件，其特征在于，所述正极板反面和所述负极板正面均具有极板散热栅时，所述正极板反面上的极板散热栅与所述负极板正面上的极板散热栅一一相对设置。

9.根据权利要求6所述的整流组件，其特征在于，所述极板散热栅设置于所述负极板反面上。

10.根据权利要求6所述的整流组件，其特征在于，所述护罩还包括轴向主进风口，所述极板散热栅设置于所述正极板正面，并与所述轴向主进风口相对。

11.一种交流发电机，包括后端盖、护罩和整流组件，所述护罩连接在所述后端盖上，所述整流组件容置于所述护罩中，其特征在于，所述整流组件为上述权利要求1-10中任一项所述的整流组件。