CN111093299A

CN111093299A - 用于加热旋转电机的活跃部件的感应器

Info

Publication number: CN111093299A
Application number: CN201911010794.9A
Authority: CN
Inventors: G.莱佛尔; S.佩劳特
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 2018-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-05-01
Anticipated expiration: 2039-10-23
Also published as: CN111093299B; FR3087591B1; FR3087591A1

Abstract

本发明提出一种感应器，包括：至少一个线圈(12)，以及支撑线圈的支撑件(11)，所述线圈包括至少一个匝线(13)。匝线(13)被设计为布置为，仅在待加热元件(100)的圆周的一部分上面向所述元件。

Description

用于加热旋转电机的活跃部件的感应器

技术领域

本发明特别地涉及一种用于加热旋转电机的活跃部件的感应器。

本发明在旋转电机领域中具有特别有利的应用，该旋转电机诸如交流发电机、交流发电机起动器，或者也可以是可逆电机或电马达。应记住，可逆电机是一种旋转电机，其可可逆地工作，首先在以交流发电机运行时作为发电机，其次作为电马达，例如是以便起动机动车辆的热机。

背景技术

旋转电机包括绕轴线旋转移动的转子以及围绕转子的固定定子。在交流发电机模式中，当转子旋转时，其在定子上感应出磁场，该定子将所述场转换为电流，以便为车辆的耗电设备供电并为电池再充电。在马达模式中，定子被供电，且感应出使转子旋转的磁场。

在制造旋转电机的部件期间，一些部件可需要加热步骤。这例如是转子的情况，其可特别地被加热，以便辅助其被保护性绝缘层浸渍(impregnation)。

该加热步骤传统地通过感应器执行。这种类型的感应器包括单个线圈，该单个线圈包括多个匝线且具有螺旋形式。转子则布置在线圈的中心，从而线圈的轴线沿与转子的轴相同的方向延伸。

由线圈发射的磁场完全穿过转子，且特别地经由轴环回。所述磁场由此通过转子线圈，其在转子的集电器的端子处产生高电压，且可能引起由集电器的塑料劣化导致的质量缺陷。

防止集电器劣化的方案包括使集电器的电端子短路。但是，这需要在制造转子的过程中的额外步骤和额外工具，这是昂贵的且可导致可靠性问题。

发明内容

本发明的目的是通过借助感应来加热元件而不损坏它，使得可以防止现有技术的缺陷。

为此目的，本发明由此涉及一种感应器，包括至少一个线圈，以及支撑线圈的支撑件，所述线圈包括至少一个匝线。根据本发明，匝线被设计为布置为，仅在待加热元件的圆周的一部分上面向所述元件。

“圆周”是指绕待加热元件延伸且界定其外直径的圆圈。

由此，匝线并没有完全围绕待加热元件。

通过匝线的这种布置，被线圈发射的磁场回送，而没有穿过待加热元件的中心。由此，磁场仅通过待加热元件的一部分，特别是仅表面部分，即，比靠近其中心更靠近所述元件的外周边的部分。

在待加热元件是旋转电机的转子的情况下，被线圈发射的磁场在转子中局部地环回，且没有穿过转子线圈。这使得可以加热转子而没有影响集电器，且由此省去使集电器短路的步骤。实际上，在通过这种类型的感应器执行的测试期间，该集电器在其端子处具有等于100V的电压，与之相比的是在现有技术中描述的感应器的1400V。

该感应器由此允许元件以简单、可靠和廉价的方式的加热。

根据一个实施例，线圈在柱体的一部分上延伸。由此，单个匝线并没有完全围绕待加热元件。

根据一个实施例，线圈形成螺旋部，其包括多个匝线。

根据一个实施例，该螺旋部是平螺旋部。由此，该线圈根据延伸表面延伸，且所有匝线完全容纳在该延伸表面上。例如，平螺旋部沿延伸表面延伸，其具有弯曲形状，且特别是柱体的形状。

根据一个实施例，匝线具有不同的尺寸。特别地，至少一个匝线根据缠绕方向具有比相邻匝线更大或更小的尺寸。“尺寸”是指缠绕长度。

根据一个实施例，匝线串联连接。

根据一个实施例，匝线的所有部分大体在距待加热元件的等距离处延伸。这使得可以确保面向该匝线的待加热元件的所有部分被均匀加热。

根据一个实施例，匝线具有大体矩形的形式。替换地，匝线可具有任意类型的形式，诸如梯形或圆形。

根据一个实施例，线圈包括四个匝线。匝线的数量在线圈的电工性能(在匝线数量减小时由于线圈电阻减小而增大)和发电机线圈供电必须的尺寸和功率(当匝线数量减小时增大)之间形成良好折中。

根据一个实施例，匝线由中空管道形成。

例如，管道的直径沿整个匝线恒定。再例如，管道的直径对于线圈的所有匝线是相等的。

根据一个实施例，匝线由中空管道形成，冷却液体在管道内部循环。这使得可以防止会损害感应器的线圈加热。

根据一个实施例，感应器包括多个线圈。这使得可以在线圈之间分配待加热元件所必须的能量，且由此减小所述线圈的尺寸。

根据一个实施例，线圈并联连接。

根据一个实施例，线圈是相同的。这使得可以将发射到待加热元件的磁场均匀化，以便获得所述元件的均匀加热。

替换地，线圈可以是不同的，且例如可以具有匝线的不同形式、尺寸或数量。

根据一个实施例，感应器包括两个线圈，且这两个线圈关于一平面对称。这使得可以将发射到待加热元件的磁场均匀化，以便获得所述元件的均匀加热。

根据一个实施例，待加热元件在这两个线圈之间延伸，从而其中心穿过对称平面。

替换地，感应器可包括多于两个线圈。

根据一个实施例，感应器另外包括保护元件，所述保护元件布置在待加热元件和线圈之间。这这使得可以保护匝线。

根据一个实施例，保护元件通过非磁性材料形成。由此，保护元件没有干扰通过线圈发射到待加热元件的场。

本发明还涉及一种用于通过感应加热待加热元件的方法，其包括以下步骤：

如前所述的感应器的准备步骤；

将待加热元件定位在感应器中的步骤；和

加热所述元件的步骤。

根据一个实施例，待加热元件是旋转电机的活跃部件。例如，待加热元件是旋转电机的转子或定子。

本发明还涉及一种旋转电机，其至少一个活跃部件已经利用如前所述的感应器通过感应而被加热。该旋转电机可有利地形成交流发电机、交流发电机-起动器、可逆电机或电马达。

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示意性和局部地示出根据本发明实施例的感应器的透视图；

图2示意性和局部地示出图1中的感应器的线圈的透视图；和

图3示意性和局部地示出图1中的感应器的前视图，其包括待加热元件。

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。还将注意，不同附图不是必须按照相同比例。

在此之后描述的实施例不是限制性的；特别地，可以设想本发明的变体，其仅包括一系列在此描述的特征、而不具有其他所述特征，如果该一系列特征足以提供技术优势或将本发明与现有技术相区别的话。特别地，所有变体和所有所述实施例可彼此组合，如果从技术角度观察该组合没有不妥的话。在这样的情况下，这将在本说明书中提到。

图1示出感应器10，其用于加热元件100。感应器10包括支撑件11和线圈12，该线圈通过支撑件保持。线圈12发射磁场，其使得可以加热元件100。

在图1所示的实施例中，感应器10包括两个线圈12，每个由多个匝线13形成。一匝线对应于一次回转。

每个线圈12被设计为使得，其面向待加热元件100的一部分。由此，每个匝线13仅在所述元件的外周边的一部分上面向待加热元件。由此应理解，线圈没有完全围绕待加热元件。

线圈12被缠绕以便形成平的螺旋部，即，同一线圈的所有匝线13容纳在单个表面上。如图2可见，在该情况下，第一线圈12a包括四匝，且由此第一匝线13a通过形成第一回转部而形成，然后第二匝线13b则围绕第一匝线形成，第三匝线13c则围绕第二匝线形成，第四匝线13d围绕第三匝线形成。由此，匝线具有不同于彼此的尺寸。特别地，在该情况下，第一匝线13a具有的尺寸小于第二匝线13b的尺寸，该第二匝线本身的尺寸小于第三匝线13c的尺寸，该第三匝线本身的尺寸小于第四匝线13d的尺寸。另外，匝线串联地电连接到彼此。

在该例子中，每个螺旋部13具有大体长方形的形式。“大体长方形”是指，角可具有由于制造约束导致的圆形部分，且由于与相邻匝线(一个或多个)连接，矩形不是完全闭合的。

在该情况下，线圈12在柱体的一部分上延伸，即，具有弯曲形式的表面——同一线圈的匝线13在其上延伸。

在该例子中，第二线圈12b与第一线圈12a相同。另外，两个线圈12a、12b关于一平面对称。由此，第一线圈12a的延伸表面以及第二线圈12b的延伸表面形成一柱体，待加热元件100可由此在这两个线圈之间延伸，从而其中心通过对称平面。

每个匝线13通过管道形成，该管道是大体圆形的且具有恒定的直径。优选地，该管道是中空的，以便允许冷却液体通过。例如，线圈12通过单个管道形成。替换地，线圈可通过多个管道形成，所述多个管道电连接至彼此，且特别地以密封的方式连接，以便允许冷却液体通过整个线圈循环。

如图1可见，感应器10包括保护元件14，其布置在待加热元件100和线圈12之间。例如，保护元件14通过非磁性且电绝缘的材料形成。该材料可以是塑料材料。

保护元件14在该情况下是柱体，其优选地由支撑件11支撑。支撑件11也支撑这两个线圈。

支撑件11例如通过板15形成，臂16从其延伸，以便保持匝线13，其中，单个臂能够保持多个匝线。为此目的，臂16包括沟槽17，其每个被设计为容纳匝线的一部分。由此，每个匝线13在保护元件14和臂16之间延伸。在该情况下，保护元件14从板15延伸。

感应器还包括用于线圈12的进入部分18以及用于所述线圈的输出部分19。这些进入和输出部分18、19使得可以为线圈供电，且由此连接至发电机(未示出)。所述部分18、19还使得可以将线圈连接到冷却回路，以便允许冷却液体供应至形成线圈的管道的内部。在该情况下，支撑件11支撑通向发电机和冷却回路的部分18、19。

优选地，线圈12平行布置。由此，进入和输出部分18、19还使得可以在线圈之间形成该连接。

如图3可见，待加热元件100在这两个线圈12之间保持居中，且特别地保持在保护元件14的内部。该保持可通过在感应器10外部的元件或通过支撑件11执行。

磁场20——其通过线圈12发射——在图3中通过粗实线表示。该磁场20仅通过待加热元件100的一部分，且没有通过所述元件的中心。

在这里描述的例子中，待加热元件是旋转电机的活跃部件，特别地用于机动车辆，且特别地是转子或定子。该机器(未示出)在交流发电机模式中将机械能转换为电能，且可以马达模式操作以将电能转换为机械能。该旋转电机例如是交流发电机、交流发电机-起动器、可逆电机或电马达。

在图3中，待加热元件是具有爪的转子类型的转子。例如，转子在浸入釉浴之前被加热，以便使其适应釉的粘度，且由此在转子获得釉的更能够均匀分布。

本发明具有特别的应用，以通过感应加热旋转电机的转子或定子，但是其还可应用于需要通过感应加热的任何其他类型的元件。

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。

Claims

1.一种感应器，包括：

-至少一个线圈(12)，包括至少一个匝线(13)；和

-支撑件(11)，其支撑线圈；

感应器(10)的特征在于，匝线(13)被设计为布置为，仅在待加热元件(100)的圆周的一部分上面向所述待加热元件。

2.根据权利要求1所述的感应器，其特征在于，线圈(12)在柱体的一部分上延伸。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的感应器，其特征在于，线圈(12)形成螺旋部，所述螺旋部包括多个匝线(13)。

4.根据权利要求3所述的感应器，其特征在于，螺旋部是平螺旋部，所述平螺旋部在具有弯曲形状的延伸表面上延伸。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的感应器，其特征在于，匝线的所有部分大体在距待加热元件的等距离处延伸。

6.根据权利要求5所述的感应器，其特征在于，匝线(13)由中空管道形成，且在于，冷却液体在管道内部循环。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的感应器，其特征在于，其包括多个线圈(12)。

8.根据权利要求7所述的感应器，其特征在于，所述线圈(12)并联连接。

9.根据权利要求7或8所述的感应器，其特征在于，其包括两个线圈(12a、12b)，且在于，这两个线圈关于一平面对称。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的感应器，其特征在于，其还包括保护元件(14)，所述保护元件(14)布置在待加热元件(100)和线圈(12)之间。