CN113924717A - 具有冷却室的旋转电机 - Google Patents
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Abstract
本发明主要涉及一种旋转电机(10)，特别是用于机动车辆的旋转电机(10)，具有：‑定子(11)，包括定子主体(33)和绕组(34)，所述定子主体(33)具有轭(37)和来自轭(37)的内周的齿，‑至少一个设置有凹部(17)的轴承(16)，所述凹部(17)旨在接收用于引导轴(13)旋转的装置(19)，以及‑冷却室(41)，设置在所述定子主体(33)周围，冷却液在其中流通，‑至少轭(37)的外部(37.2)由磁性复合材料制成，冷却室(41)至少部分地一方面由定子主体(33)的轭(37)的外周限定，另一方面由轴承(16)的内周限定。
Description
技术领域
本发明涉及一种设置有冷却室的旋转电机。本发明特别有利但不排他地适用于机动车辆配备的旋转电机。
背景技术
以本身已知的方式，旋转电机具有固定到轴上的转子和定子。转子可以固定到驱动轴和/或从动轴，并且可以属于交流发电机、电动机或能够在两种模式下运行的可逆机器形式的旋转电机。
定子安装在壳体中，该壳体构造成例如通过滚动轴承来旋转轴。转子具有由叠片堆形成的主体，该叠片堆通过合适的紧固系统(例如轴向穿过转子主体的铆钉)保持为组的形式。转子具有例如由永磁体形成的磁极，永磁体容纳在设置在转子磁块中的空腔中，如例如在文件EP0803962中所述的。或者，在所谓的“凸极”结构中，磁极由缠绕在转子臂上的线圈形成。
此外，定子具有由形成环的薄叠片堆形成的主体，其内表面设置有朝向内部开口的槽，以便接收相绕组。相绕组例如由相互焊接的引脚或覆盖有搪瓷的连续导线获得。这些绕组是以星形或三角形连接的多相绕组，其输出连接到具有功率逆变器的电子控制模块。
为了冷却电机，文献WO2017216488教导了围绕定子设置的冷却室的生产。冷却液(例如水)将在室内流通，以便从定子中吸收由绕组中的电流产生的热能。
冷却室一方面由壳体的一个轴承的外周限定，另一方面由壳体的另一个轴承的内周限定。为了在定子主体和冷却室之间建立紧密接触，定子主体与一个轴承的内周过盈配合，这构成了复杂且昂贵的操作。此外，由于用于形成冷却室的轴承的壁的径向叠加，这种构造的体积是庞大的。
发明内容
本发明旨在通过提出一种旋转电机，特别是用于机动车辆的旋转电机来有效地弥补这些缺点，该旋转电机具有：
-定子，包括定子主体和绕组，所述定子主体具有轭和来自轭的内周的齿，
-至少一个设置有凹部的轴承，该凹部旨在接收用于引导轴旋转的装置，以及
-冷却室，设置在定子主体周围，冷却液在其中流通，
-至少轭的外部由磁性复合材料制成，冷却室至少部分地一方面由定子主体的轭的外周限定，另一方面由轴承的内周限定。
因此，本发明使得有可能消除用于形成冷却室的轴承之一，并且这使得组件更加紧凑并且具有经济性。至少轭的外部由磁性复合材料制成的事实使得能够保证冷却室相对于定子主体的密封，定子主体通常完全由叠片制成。此外，本发明使得消除过盈配合步骤成为可能，使得旋转电机更容易生产。
根据一个实施例，定子主体完全由复合磁性材料制成。
根据一个实施例，定子主体具有由齿和轭的内部形成的第一部分，以及由复合磁性材料制成的轭的外部形成的第二部分。这种配置在磁性能方面提供了很好的折衷。
根据一个实施例，轭的外部围绕轭的内部包覆成型。
根据一个实施例，轭的外部固定到轭的内部，特别是通过装配或粘接。
根据一个实施例，轭的外部具有旨在接收密封件的至少一个凹槽。
根据一个实施例，轭的外部具有构成冷却室的轴向端壁的肩部。
根据一个实施例，轴承的内周具有构成冷却室的轴向端壁的肩部。
根据一个实施例，轴承的内周具有肩部，该肩部构成用于定子主体的轴向端部的轴向放置止挡件。
根据一个实施例，所述旋转电机在冷却液入口和冷却液出口之间具有分离的下壁。
根据一个实施例，轭的外部的厚度在2mm到4mm之间，并且优选为3mm的量级。
附图说明
通过阅读以下描述和研究附图，将更好地理解本发明。这些图仅通过本发明的完全非限制性说明给出。
图1是根据本发明的旋转电机的第一实施例的纵向剖视图；
图2是图1中的旋转电机的分解透视图；
图3是图1中的旋转电机的定子的透视图；
图4是根据本发明的旋转电机的第二实施例的纵向剖视图；
图5是图4中的旋转电机的定子的透视图。
相同、相似或类似的元件从一个图到另一图保留相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了旋转电机10，其具有围绕转子12的多相定子11，转子12安装在轴13上，轴13的轴线X对应于电机10的轴线。定子11围绕转子12，在定子11的内周和转子12的外周之间存在气隙。电机10还具有前轴承15和后轴承16，前轴承15和后轴承16均设有凹部17，凹部17旨在接收用于引导轴13旋转的装置19，例如滚珠轴承。
前轴承15位于轴13的输出侧，该输出旨在与电机的外部元件(皮带系统、齿轮机构等)配合，而后轴承16位于轴13的输出的相对侧。
从图2中可以看出，后轴承16具有相对于轴线X横向定向的部分21，该部分21在中央包括用于滚动轴承19的凹部17，并且轴向定向的环形部分22从该部分21起始，该环形部分22的轴向长度至少等于定子11的轴向长度。
前轴承15具有横向部分23，该横向部分23在中央包括用于滚动轴承19的凹部17，并且在轴向方向上短于后轴承16的环形部分22的环形部分24从该横向部分23起始。前轴承15形成旨在封闭后轴承16的开口端的盖。为此，紧固构件26，例如螺钉或铆钉，与前轴承15和后轴承16的外周上形成的突出凸耳27配合。作为变型，前轴承15和后轴承16的构造当然可以颠倒，即后轴承16可以充当前轴承15的盖。
转子12以本身已知的方式具有叠片组形式的主体29。永磁体30安装在主体29的空腔中，如图1和4所示。根据电机10的应用和期望功率，永磁体30可以由稀土或铁氧体制成。此外，转子12具有两个凸缘31，每个凸缘压靠在转子12的轴向端面上。这些凸缘31确保磁体30的轴向保持，并且如果合适的话，用于平衡转子12。
此外，定子11具有主体33和绕组34。如图3所示，定子主体33设置有齿35，齿35来自相对于轴线X轴向定向的环形轭37的内周。齿35和轭37具有磁性功能，只要电机的磁通量穿过这些元件，从而确保电机的运行。
齿35成对地限定用于安装定子11的绕组34的槽40。因此，两个连续的凹口40被齿35分开。槽40轴向通向轴向端面，并径向朝向定子主体33的内部。
根据该实施例，定子主体33由两部分制成，即由轭37的内部37.1形成的第一部分33.1和由轭37的外部37.2形成的独立于第一部分33.1的第二部分33.2，齿35从所述第一部分33.1起始。
第一部分33.1，即组件“轭37的内部37.1和齿35”，由叠片组形成，该叠片组由通过合适的紧固系统(例如铆钉)以组的形式保持的叠片组产生。
第二部分33.2，即轭37的外部37.2，由复合磁性材料或SMC(“软磁复合材料”)材料制成。这种材料包含铁磁性材料的粉末，例如钢粉末，其颗粒与绝缘材料结合，绝缘材料例如为耐高温的聚合物材料。
轭37的外部37.2优选地包覆成型在轭37的内部37.1周围。作为变型，轭37的外部37.2被紧固到轭37的内部37.1，特别是通过装配或粘接。
在其有效部分，即对电机10的操作有用的磁通量在其中流通的部分中，轭37的外部37.2具有2mm至4mm之间的厚度，优选为3mm的量级。轭37的内部37.1具有1.5mm至3mm之间的厚度，优选为2mm的量级。
图1和图2所示的绕组34具有一组相绕组，这些相绕组穿过槽40并形成在定子主体33的任一侧突出的可见部分。在所示的示例中，绕组34由引脚形式的导电元件制成，这些导电元件例如通过焊接相互连接。这些绕组例如是星形或三角形连接的三相或双三相绕组。
为了冷却电机10，冷却室41围绕定子主体33设置，如图1所示。冷却室41可以有利地具有环形形状。冷却室41设置有用于冷却液的入口42和出口43(参见图2)，以允许冷却液在冷却室41内围绕定子主体33流通。
冷却室41至少部分地一方面由定子主体33的轭37的外周限定，另一方面由其中一个轴承的内周限定。在这种情况下，冷却室41至少部分地一方面由轭37的外部37.2的外周限定，另一方面由后轴承16的内周限定。
因此，由于冷却液(如水或油或任何其它适合应用的具有高传热能力的液体)与定子体33直接接触，对由绕组34中流通的电流产生的热能的吸收是最佳的。
轭37的外部37.2具有肩部45，该肩部由外径差限定，并构成冷却室41的轴向端壁。
后轴承16具有带有阶梯直径的内周，该内周具有构成冷却室41的另一轴向端壁的肩部46。后轴承16的内周还具有肩部47，该肩部构成用于定子主体33的轴向端部的轴向放置止挡件。
冷却室41由密封件49密封，特别是O形环型密封件，每个密封件都设置在轭37的外部37.2中的对应凹槽50中。作为变型，用于接收密封件49的凹槽50可以设置在后轴承16的内周中。
优选地，下壁51使得能够将冷却液入口42和冷却液出口43分开，以便促进室41中冷却液的更新。
作为变型，在图4和5的实施例中，定子主体33完全由复合磁性材料制成。定子11可以具有绕组34，绕组34由如上所述的连续导线或引脚制成，或者由通过线圈绝缘体54缠绕在定子11的齿35周围的单个线圈53制成，如图5所示。
当然，以上描述仅作为示例给出，并且不限制本发明的范围；用任何其他等效替代替换各种要素并不构成对所述范围的背离。
此外，本发明的各种特征、变型和/或实施例可以以各种组合彼此组合，只要它们不相互不兼容或相互排斥即可。
Claims (11)
1.一种旋转电机(10)，特别是用于机动车辆，具有：
-定子(11)，包括定子主体(33)和绕组(34)，所述定子主体(33)具有轭(37)和来自轭(37)的内周的齿(35)，
-至少一个设置有凹部(17)的轴承(16)，所述凹部(17)旨在接收用于引导轴(13)旋转的装置(19)，以及
-冷却室(41)，设置在所述定子主体(33)周围，冷却液在其中流通，
其特征在于，至少所述轭(37)的外部(37.2)由磁性复合材料制成，所述冷却室(41)至少部分地一方面由所述定子主体(33)的轭(37)的外周限定，另一方面由所述轴承(16)的内周限定。
2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述定子主体(33)完全由复合磁性材料制成。
3.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述定子主体(33)具有由所述轭(37)的内部(37.1)和齿(35)形成的第一部分(33.1)，以及由复合磁性材料制成的轭(37)的外部(37.2)形成的第二部分(33.2)。
4.根据权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，所述轭(37)的外部(37.2)围绕轭(37)的内部(37.1)包覆成型。
5.根据权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，所述轭(37)的外部(37.2)被紧固到轭(37)的内部(37.1)，特别是通过装配或粘接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述轭(37)的外部(37.2)具有旨在接收密封件(49)的至少一个凹槽(50)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述轭(37)的外部(37.2)具有构成所述冷却室(41)的轴向端壁的肩部(45)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述轴承(16)的内周具有构成所述冷却室(41)的轴向端壁的肩部(46)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述轴承(16)的内周具有肩部(47)，所述肩部构成用于所述定子主体(33)的轴向端部的轴向放置止挡件。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述旋转电机在冷却液入口(42)和冷却液出口(43)之间具有分离的下壁(51)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述轭(37)的外部(37.2)的厚度在2mm和4mm之间，并且优选为3mm的量级。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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