CN109155578A - 装备有用于转子角位置的传感器的保持板的旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及一种旋转电机，特别地用于机动车辆，包括：‑转子，安装在轴上；‑至少一个支承件(18)，其包括用于所述轴的通过的中央开口(60)，所述支承件(18)包括贯穿壳体(68)；‑至少一个所述转子的角位置的传感器(67)，所述位置传感器(67)围绕所述轴安装；其特征在于，保持板(77)被附连在所述支承件(18)上，且与所述位置传感器(67)的部分接触，从而所述位置传感器(67)夹紧在所述支承件(18)和所述保持板(77)之间。

Description

装备有用于转子角位置的传感器的保持板的旋转电机

技术领域

本发明涉及一种旋转电机，其设置有保持用于转子角位置的传感器的板。本发明具有高功率可逆电机的特别有利但非排他的应用，所述高功率可逆电机在交流发电机模式和马达模式下运行，在马达模式下所述高功率可逆电机与诸如变速箱这样的主元件联接。

背景技术

以已知的方式，旋转电机包括定子和与轴一体的转子。转子可与驱动轴和/或被驱动轴一体，且可属于旋转电机，该旋转电机具有交流发电机、电马达或能以两个模式运行的可逆电机的形式。

定子装配在壳体中，该壳体被构造为通过滚子轴承使轴在支承件上旋转。转子包括通过金属板片的堆叠结构形成的本体，所述金属板片通过适当的固定系统保持为组的形式。转子包括例如通过永磁体形成的磁极，所述永磁体容纳于设置在马达磁性块体中的腔室内。替换地，在所谓的“凸”磁极构造中，磁极通过绕转子的臂缠绕的线圈形成。

另外，定子包括由薄金属板的堆叠结构构成的本体，该本体形成冠部，该本体的内部面设置有槽口，其朝向内部敞开以接收相绕组。这些绕组通过定子本体中的槽口，且形成在定子本体的两侧上凸伸的髻状件。相绕组例如由连续的覆盖有釉的电线获得，或由为销的形式的导体元件获得，所述导体元件通过焊接被连接到彼此。这些绕组是以星或三角形形式连接的多相绕组，其输出部连接至电控制模块。

电机包括用于监视转子位置的器件，以便能够在适当时刻将电流注入到定子的相中。这些监视器件包括磁性环形靶，其装配在与电机的轴一体旋转的靶保持器上；和至少一个布置在靶周围的霍尔效应类型的固定传感器。在靶与轴一起旋转的作用下，被传感器接收的磁场变化。传感器连接至控制模块，且向其发射信号，所述信号依赖于被接收的磁场，该模块处理所述信号，以便从它们推导转子的角位置和速度。在一些构造中，传感器的角位置的调节通过笨重的器件执行，所述器件与传感器保持器相关联，所述传感器保持器难以装配在电机上。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种旋转电机而消除这些缺点，该旋转电机特别地用于机动车辆，其包括：

-转子，装配为绕轴线旋转，其特别地装配在轴上；

-至少一个支承件，包括用于所述轴的通过的中央开口，所述支承件包括贯穿的接收座；

-至少一个传感器，用于所述转子的角位置，所述位置传感器围绕轴装配；

其特征在于，保持板被固定在所述支承件上，且与所述位置传感器的部分接触，从而所述位置传感器夹紧在所述支承件和所述保持板之间。

由此，通过用于保持传感器的板的使用，本发明使得可以改进组件的紧凑性，同时辅助其在电机上的装配。

根据一个实施例，位置传感器至少部分地延伸到所述贯穿接收座中。

根据一个实施例，所述保持板布置为确保所述位置传感器的轴向阻挡和旋转阻挡。

根据一个实施例，所述位置传感器包括边沿，该边沿特别地是环形的，且轴向地凸伸，所述保持板支撑抵靠该边沿。

根据一个实施例，所述保持板施加预确定的旋转阻挡扭矩，其足以抵抗所述旋转电机的振动，且被工具施加的扭矩克服，所述工具用于调节所述位置传感器的角位置。

根据一个实施例，所述位置传感器包括界定用于所述轴通过的贯穿孔的环形部分，所述环形部分在其内周边上包括至少一个中空部，所述中空部被设计为接收所述调节工具的相应形状部。

根据一个实施例，所述位置传感器包括臂，其确保所述环形部分和限定用于测量探针的接收座的盘状件之间的机械连接，所述测量探针特别是霍尔效应类型。

根据一个实施例，所述臂通过一个面支撑抵靠支承件，且通过相对的面经由所述凸伸边沿支撑抵靠保持板。

根据一个实施例，所述盘状件朝向所述旋转电机的内部轴向地延伸。

根据一个实施例，用于所述支承件的传感器的所述接收座具有比所述盘状件的圆周尺寸大的圆周尺寸，以便允许所述位置传感器的旋转的调节。

根据一个实施例，所述旋转电机包括用于锁定所述位置传感器的旋转的系统。除了锁定，该类型的系统允许传感器的位置的不允许改变。

根据一个实施例，所述位置传感器包括能够变形的凸伸部分，其被设计为插入在根据所述保持板的内周边的角扇区设置的多个切口中的至少一个径向切口中。

根据一个实施例，所述位置传感器包括圆周沟槽，所述保持板的凸耳能够通过变形插入在圆周沟槽中，特别是能够沿轴向方向插入在圆周沟槽中。

附图说明

本发明将通过阅读以下描述和研究附图被更好地理解。这些附图仅作为图示提供而不限制本发明。

图1是根据本发明的旋转电机的透视图；

图2是没有壳体的图1的旋转电机的透视图；

图3是根据本发明的旋转电机的纵向截面视图；

图4是图1中的旋转电机与变速箱的组件的示意图；

图5是根据本发明的旋转电机的定子的俯视图；

图6是用于根据本发明的旋转电机的转子角位置的测量的位置传感器的透视图；

图7是根据本发明的旋转电机的端部的透视图，其示出图6的位置传感器在旋转电机的支承件上的装配；

图8是示出位置传感器的保持板的装配的透视图；

图9a是示出在保持板装配之后通过专用工具进行的位置传感器的角调节的透视图；

图9b是用于位置传感器的角调节的工具的头部的透视图；

图10a和10b是示出用于锁定位置传感器的系统的第一实施例的透视图，分别是在所述位置传感器的凸伸部分的变形之前和之后；

图11a和11b是示出用于锁定位置传感器的系统的第二实施例的分解透视图和俯视透视图，分别是在被保持板支撑的凸耳变形之前和之后。

具体实施方式

相同、相似或近似的元件在各图中具有相同的附图标记。在此之后在说明书中，“前”元件是指位于小齿轮的被电机轴支撑那侧的元件，“后”元件是指位于相对侧的元件。

图1、2和3示出旋转电机10，其包括围绕转子12的多相定子11，该转子装配在轴13上，该轴具有轴线X。定子11围绕转子12，在定子11的内周边和转子12的外周边之间存在空气隙15。定子11装配在壳体14中，所述壳体设置有前支承件17和后支承件18，其构造在此之后将更详细描述。

该电机10被设计为联接至如图4所示的变速箱16，该变速箱属于机动车辆牵引链。电机10可以在交流发电机模式下操作，以便特别地将能量提供给车辆的电池和车载网络；且在马达模式下操作，不仅确保车辆的热机的起动，还独自或与热机组合参与车辆的牵引。电机10的功率可处于15kW至50kW之间。

更特别地，如图2可见，转子12包括板组的形式的本体19。永磁体20插置在本体19中的腔室21中。根据应用和电机10所需的功率，磁体(20)可由稀土或铁素体制成。替换地，转子12的极可通过线圈形成。电机10由此没有电刷，这允许其浸入在容纳在变速箱16中的油浴中，如在此之后所解释的。

另外，定子11包括通过板组构成的本体23，以及绕组24。转子23通过金属板片的堆叠结构形成的本体，所述金属板片独立于彼此，且通过适当的固定系统保持为组的形式。

如图5详细示出的本体23设置有齿31，所述齿从环形轭状件32的内周边延伸，且成对界定用于安装定子11的绕组24的槽口33。由此，两个相继的槽口33被齿31分开。槽口33轴向地敞开到轴向端面中，且朝向定子本体23的内部径向地敞开。

绕组24包括相绕组的组件，所述相绕组通过槽口33且形成在定子本体23的两侧凸伸延伸的髻状件36、37(见图2)。在该情况下，相绕组由销形式的导电元件获得，所述导电元件例如通过焊接连接至彼此。这些绕组例如是三相绕组，其以星或三角形形式连接。这些相绕组的相输出部被设计为连接至电控制模块。

电机10通过如图3所示的冷却回路41冷却，该冷却回路允许冷却液体在电机内部流动，所述冷却液体在该情况下为油。为此目的，冷却回路41包括泵42，该泵将油输送到设置在轴13中的中央轴向孔43，且输送至至少两个孔口44，所述至少两个孔口径向敞开且在转子12的两侧轴向地布置，以便使冷却液体在电机10的内部扩散。

该类型的构造由此使得可以将冷却液体输送至转子12的两个轴向端面。冷却回路41在封闭环路中操作，从而油通过泵42从贮存器45收集，且在电机10中循环之后回收到该贮存器45中。贮存器45可对应于容纳在变速箱16中的油的体积。

另外，转子12包括两个凸缘48，其每个抵靠转子12的轴向端面36布置。这些凸缘48确保磁体20在腔室21的内部的轴向保持，且还用于平衡转子12。每个凸缘48可有利地设置有至少一个凸伸单元49，其通过片构成，其被设计为通过离心而使到达相应端面36的冷却液体喷射至绕组36、37的髻状件。

如图4可见，电机10定位在通过变速箱16的壳体53界定的容积52的内部，该壳体容纳油54，用于润滑变速箱16的不同机械部件，且以便执行电机10的冷却。冷却液体投射到电机10的外周边上，以便确保其被冷却。在该情况下，容纳在变速箱16中的液体54也被用于经由冷却回路41冷却电机10的内部。但是，作为变体，与容纳在变速箱中液体不同的液体可用于电机10的内部冷却。

电机10布置在该容积52内，从而被轴13支撑的小齿轮57与变速箱16的相应小齿轮58接合。为此目的，前支承件17和后支承件18设置有中央开口60，以便允许轴13通过。后支承件18支撑诸如球轴承或滚针轴承的滚子轴承61，用于轴13的旋转装配。

另外，从电机10的壳体14延伸的轴13的自由端部装配为经由滚子轴承62旋转，该滚子轴承62被变速箱16的壳体52支撑，如图4所示。由此，电机10包括单个滚子轴承61，其有助于电机10在变速箱16内部的装配，且限制该组件的超静定风险。

前支承件17可包括布置在径向面上的滚子轴承支撑件64。该滚子轴承支撑件64通过环形壁形成，该环形壁相对于支承件17的径向外表面凸伸延伸。滚子轴承支撑件64被设计为接收变速箱16的轴的滚子轴承(未示出)。

如图7可见，位置传感器67——其可测量转子12的角位置——围绕轴13装配。该传感器67至少部分地延伸到贯穿的接收座68中，所述接收座设置在后支承件18的壁中。

在图6中详细示出的传感器67包括环形部分71，界定用于轴13通过的贯穿孔72；和臂73，其确保所述环形部分71和盘状件74之间的机械连接，所述盘状件限定用于探针的接收座，所述探针例如是霍尔效应类型。

盘状件74通过接收座68朝向电机10的内部轴向地延伸。用于传感器67的接收座68具有比盘状件74大的圆周尺寸，以便允许传感器67的旋转的调节。

如图8可见，保持板77固定在支承件18上，且与传感器67的部分接触，从而传感器67夹持在支承件18和板77之间。板77布置为确保传感器67的轴向阻挡和旋转阻挡。为此目的，在所示例子中，保持板77包括三个凸伸耳部771，其由具有在部分71上方延伸的环形形式的部件的外周边获得。这些耳部771设置有孔，用于固定单元772的通过，在该情况下，固定单元为螺钉。板77可还在其外周边上设置有舌部773，它们抵靠支承件18的附加厚度部181弯折，所述附加厚度部具有与板77的周边的形式相符的形式。该类型的构造使得可以尽可能地限制板77的角位移。

另外，如图6和7所示，传感器67可包括轴向凸伸的环形边沿78，保持板77抵靠该边沿支撑。臂73则通过一个面支撑抵靠支承件18，且通过相对的面经由凸伸边沿78支撑抵靠板77。

保持板77在传感器67上施加预确定的旋转阻挡扭矩，其足以抵抗电机10的振动，且被工具81施加的扭矩超过，所述工具81用于调节传感器67的角位置，如图9a所示。

由此，一旦板77被夹持，以便保持传感器67，操作者可操作调节工具81，其形状部82接合在设置在传感器67中的互补的中空部83中。如图9b所示，调节工具81的头部84可例如包括柱形柱82，它们被设计为插入在柱形中空部83中，该柱形中空部83具有设置在传感器67的环形部分71的内周边中的互补形式。通过工具81沿所需旋转方向旋转(参见图9a中的箭头F1)，操作者向传感器67施加比板77产生的阻挡扭矩大的扭矩，以便能够相对于支承件18调节传感器71的圆周位置。

优选地，设置锁定系统86，以便一旦调节已经被工具81完成则锁定传感器67的旋转位置。根据图10a和10b所示的第一实施例，传感器67包括凸伸部分87，其是可变形的(例如通过热)且被设计为插入在根据板77的内周边的角扇区设置的所述多个切口中的至少一个径向切口88中。切口88可通过在板77的环形部件的内周边上制造锯齿形轮廓而获得，所述切口88在上述角扇区上的两个相继齿之间延伸。

根据一个实施例，凸伸部分87可通过在热的条件下根据箭头F2型铆(snap-riveting)而变形，以便插入在板77中的至少一个切口88中。该部分87的变形构造在图10b中具有附图标记87’。除了锁定功能，系统86具有安全功能，因为传感器67和板77之间的机械连接部的破裂使得可以检测传感器67的位置的不允许的(unauthorised)改变。

根据图11a和11b所示的锁定系统86的第二实施例，传感器67包括贯穿的圆周沟槽91，板77的凸耳92通过变形插入在其中，特别是沿根据箭头F3的轴向方向。为此目的，支撑凸耳92的板77的部分在沟槽91上方轴向地叠置。可变形凸耳92在板77中的凹部中延伸，且在其自由端部侧，其具有宽度大于沟槽91宽度的“T”的形式，以便在凸耳92通过沟槽91插入之后保持传感器67。

在初始状态下，即，在非变形状态下，凸耳92位于保持板77的平面上(参见图11a)，而在变形状态下，凸耳92在沟槽91的内部中沿倾斜方向延伸，例如垂直于板77的延伸平面，从而凸耳92的“T”的边缘形成抵靠传感器67的界定沟槽91的部分的止挡件(参见图11b)。

应意识到，前述说明仅作为例子提供，而不限制本发明的范围，以任何其他等同物替换不同元件将不会构成对其的偏离。

另外，本发明的不同特征、变体和/或实施例可根据不同组合与彼此相关联，只要它们不冲突，或相互排斥。

Claims (12)

1.一种旋转电机，特别地用于机动车辆，包括：

-转子(12)，装配为绕轴线(X)旋转，所述转子特别地装配在轴(13)上；

-至少一个支承件(18)，其包括用于轴(13)的通过的中央开口(60)，所述支承件(18)包括贯穿的接收座(68)；

-至少一个传感器(67)，用于所述转子(12)的角位置，所述位置传感器(67)围绕所述轴(13)装配；

其特征在于，保持板(77)被固定在所述支承件(18)上，且与所述位置传感器(67)的部分接触，从而所述位置传感器(67)夹紧在所述支承件(18)和所述保持板(77)之间。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述保持板(77)布置为确保所述位置传感器(67)的轴向阻挡和旋转阻挡。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述位置传感器(67)包括边沿(78)，所述边沿(78)特别地是环形的，且轴向地凸伸，所述保持板(77)支撑抵靠该边沿。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述保持板(77)被设计为施加预确定的旋转阻挡扭矩，所述旋转阻挡扭矩足以抵抗所述旋转电机(10)的振动，且被工具(81)施加的扭矩克服，所述工具用于调节所述位置传感器(67)的角位置。

5.根据权利要求4所述的旋转电机，其特征在于，所述位置传感器(67)包括界定用于所述轴(13)通过的贯穿孔(72)的环形部分(71)，所述环形部分(71)在其内周边上包括至少一个中空部(83)，所述至少一个中空部被设计为接收所述调节工具(81)的相应形状部(82)。

6.根据权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，所述位置传感器(67)包括臂(73)，所述臂确保所述环形部分(71)和盘状件(74)之间的机械连接，所述盘状件(74)限定用于测量探针的接收座，所述测量探针特别是霍尔效应类型。

7.根据权利要求3和6所述的旋转电机，其特征在于，所述臂(73)通过一个面支撑抵靠所述支承件(18)，且通过相对的面经由所述凸伸边沿(78)支撑抵靠所述保持板(77)。

8.根据权利要求6或7所述的旋转电机，其特征在于，所述盘状件(74)朝向所述旋转电机(10)的内部轴向地延伸。

9.根据权利要求6至8中的任一项所述的旋转电机，其特征在于，用于所述支承件(18)的传感器的所述接收座(68)具有比所述盘状件(74)的圆周尺寸大的圆周尺寸，以便允许所述位置传感器(67)的旋转的调节。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述旋转电机包括用于锁定所述位置传感器(67)的旋转的系统(86)。

11.根据权利要求10所述的旋转电机，其特征在于，所述位置传感器(67)包括能够变形的凸伸部分(87)，所述凸伸部分(87)被设计为插入在根据所述保持板(77)的内周边的角扇区设置的多个切口中的至少一个径向切口(88)中。

12.根据权利要求10所述的旋转电机，其特征在于，所述位置传感器(67)包括圆周沟槽(91)，所述保持板(77)的凸耳(92)能够通过变形插入在所述圆周沟槽(91)中，特别是能够沿轴向方向通过变形插入在所述圆周沟槽(91)中。