CN114747120A - 用于旋转电机的支架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于旋转电机的支架，具有：相对于轴线(X)大致横向延伸的板(37)；从该板大致轴向延伸的裙部(38)，该裙部具有至少一个肩部(39)，该肩部形成轴向止动件，用于轴向阻挡旋转电机的定子主体(27)。该肩部仅在裙部周长的一部分上延伸。

Description

用于旋转电机的支架

技术领域

本发明尤其涉及一种用于旋转电机的支架以及包括这种支架的旋转电机，尤其是用于车辆、比如机动车辆。

本发明特别有利地适用于旋转电机领域，例如交流发电机、起动机-交流发电机或者甚至可逆电机或电动机。可以回忆起，可逆电机是能够可逆运行的旋转电机，既可以在用作交流发电机时作为发电机运行，也可以作为电动机运行，例如用于起动机动车辆的内燃机。

背景技术

旋转电机包括能够绕轴线旋转的转子和固定的定子。在交流发电机模式下，当转子旋转时，它会在定子处感应出磁场，定子会将磁场转化为电流，从而为车辆的用电设备供电并为蓄电池再充电。在电动机模式下，定子是电动的，并感应出磁场，使转子旋转，例如为了起动内燃机。

定子具有形成一系列槽的主体，电绕组穿过这些槽，电绕组在主体的任一侧轴向延伸，从而形成称为可见部的部分。定子主体安装在形成旋转电机外壳的两个支架中。传统上，每个支架具有在定子主体的整个周长上延伸的保持部。

当电机的尺寸受到限制时，可见部可能在径向上非常靠近支架，这可能在旋转电机的运行过程中导致短路。

发明内容

本发明旨在避免现有技术的缺点。特别地，本发明旨在提出一种具有小径向尺寸的旋转电机，其可见部离支架足够远，从而不会产生短路，同时确保支架对定子的有效保持。

为此，本发明因此涉及一种用于旋转电机的支架，该支架具有：相对于轴线大致横向延伸的板，从该板大致轴向延伸的裙部，该裙部具有至少一个肩部，该肩部形成用于轴向固定旋转电机的定子主体的轴向止动件。根据本发明，肩部仅在裙部周长的一部分上延伸。

因此，肩部形成了离散的轴向止动元件，其也可被称为轴向止动件，并且使得可以通过将定子的保持仅集中在特定区域来确保定子相对于支架的固定。因此，肩部不在定子的整个周长上延伸，这使得可以减小装配公差。因此，可以减小电机的径向尺寸，同时可靠地防止定子的任何移动以及短路的产生。

此外，形成用于将定子主体保持在支架上的区域的肩部仅在裙部周长的一部分上延伸的事实使得与现有技术的传统裙部相比，可以在所有无助于保持定子主体的区域中减小裙部的厚度。因此，这使得可以减轻支架的重量，从而减轻旋转电机的重量，同时确保定子主体的有效保持。

根据一实施例，肩部通过机械加工形成。这使得可以提高肩部尺寸的精度，从而进一步减小装配公差，以便增加电机尺寸的减小，同时避免短路的风险。

根据一实施例，支架具有多个肩部，这些肩部沿着裙部的周长彼此间隔一定距离布置。因此，支架的裙部具有至少两个不同的肩部。这使得可以沿着裙部的周长分布用于保持定子主体的力，从而限制裙部断裂或定子主体保持不良的风险。优选地，肩部沿着裙部的周长均匀分布。这使得可以平衡电机。

根据一实施例，裙部具有至少一个紧固装置，用于所述支架和旋转电机的另一个支架之间的组装。根据该实施例，肩部径向布置在紧固装置和支架的轴线之间。换句话说，肩部的一部分包含在包括轴线并穿过紧固装置的平面中。这使得可以将肩部定位在轴向保持力可能最大的区域中，从而改善定子主体的保持，而不会增加裙部断裂的风险。

根据一实施例，肩部总体上在小于裙部总周长的70％的部分上周向延伸。因此，支架和定子之间的整个支承面小于裙部周长的70％。

根据一实施例，肩部总体上在裙部总周长的20％的部分上周向延伸。因此，支架和定子之间的整个支承面大于裙部周长的20％。

根据一实施例，肩部总体上在裙部总周长的25％和40％之间的部分上延伸，特别是约30％到32％，比如31％。

例如，每个肩部在裙部总周长的5％和10％之间的部分上延伸，特别是裙部总周长的约7％到8％。

这些尺寸使得可以优化保持区域，以便在有效保持定子主体与减小电机尺寸、减少电机重量和使得可以冷却电机的空气入口/出口的数量之间找到良好的折衷。

根据一实施例，肩部在裙部的内表面上延伸。

根据一实施例，肩部与裙部是一体的。

根据一实施例，肩部由在朝向轴线的大致径向方向上延伸的保持表面和从保持表面大致轴向延伸的圆周表面形成，所述保持表面和所述圆周表面被机械加工。这些机械加工的表面使得可以具有非常精确的尺寸，特别是直径，从而减小装配公差，并且能够使表面更靠近绕组的可见部，而没有产生短路的风险，同时使得可以改善电机直径的减小。

根据一实施例，圆周表面从保持表面延伸到板。因此，在肩部和板之间没有轴向布置的开口。这使得可以提高支架的刚度。

可替代地，圆周表面在平行于轴线的方向上延伸。换句话说，机械加工表面形成轴向延伸的平面表面。这使得可以优化裙部和可见部之间的间距，从而降低短路的风险。

根据一实施例，裙部具有允许气流通过的径向开口，肩部在两个径向开口之间周向延伸。与定子主体保持在裙部的整个周长上的传统支架相比，这使得可以扩大开口。因此改善电机的冷却。

优选地，至少一个开口布置在与肩部的保持表面相同的径向平面中。因此，开口与可见部基部相对，也就是说，可见部的邻近定子主体的部分。这使得可以改善定子可见部的冷却，特别是在其最热点处。

本发明还涉及一种旋转电机，该旋转电机具有：定子，该定子具有形成槽的定子主体和至少部分容纳在所述槽中的电绕组；至少一个如上所述的支架，该支架布置成至少部分围绕定子并形成定子主体的轴向止动件。

根据一实施例，电机具有第二支架，定子主体具有带有所述第二支架的收缩区域。收缩区域所施加的保持力与肩部所施加的保持力相结合，使得可以改善定子主体的保持，同时改善所述主体的冷却并减小电机的尺寸。例如，也称为干涉配合区域的收缩区域在第二支架的整个周长上延伸，特别是在所述第二支架的裙部的整个周长上延伸。

旋转电机可以有利地形成交流发电机、起动机-交流发电机、可逆电机或电动机。

附图说明

通过阅读以下对本发明的非限制性实施示例的详细描述以及研究附图，可以更好地理解本发明。

图1示意性地和部分地示出了根据本发明一实施示例的旋转电机的剖视图。

图2示意性地和部分地示出了根据示例性实施例的第一支架内部的透视图。

图3示意性地和部分地示出了图2的俯视图。

图4示意性地和部分地示出了图2中的一个肩部的透视图。

图5示意性地和部分地示出了根据支架的变型实施例的安装在支架中的定子的一部分的剖视图。

具体实施方式

相同、相似或类似的元件在各个图中保持相同的附图标记。还应该注意，各个图不一定是相同的比例。此外，下面描述的实施例决不是限制性的；特别地，可以设想本发明的变型，其仅包括下面描述的特征的选择，与其他描述的特征相分离。特别地，如果没有技术原因阻止这种组合，所有变型和描述的所有实施例可以彼此组合。

图1示出了特别用于机动车辆的紧凑型多相旋转电机10的示例。该电机10在交流发电机模式下将机械能转换成电能，并且可以在电动机模式下操作，以便将电能转换成机械能。该旋转电机10例如是交流发电机、起动机-交流发电机、可逆电机或电动机。

在该示例中，电机10具有外壳11。在该外壳11内，电机还具有轴13、与轴13一体旋转的转子12以及围绕转子12的定子15。转子12的旋转运动围绕轴线X发生。在说明书的其余部分中，轴向方向对应于轴线X，该轴线X在轴13的中心穿过轴13，而径向方向对应于与轴线X重合的平面，特别是垂直于轴线X的平面。对于径向方向，术语内部对应于朝向轴线定向的元件，或者相对于第二元件更靠近轴线，术语外部表示远离轴线。

在该示例中，外壳11具有连接在一起的前支架16和后支架17。这些支架16、17是中空形状的，并且每个都在中心支承轴承，该轴承联接到相应的滚珠轴承18、19，用于轴13的旋转安装。此外，外壳11具有允许旋转电机10安装在车辆中的保持装置14。

诸如滑轮20的驱动构件可以紧固到轴13的前端。该构件使得可以将旋转运动传递到轴，或者允许轴将其旋转运动传递到带。在本说明的其余部分，名称前/后指的是该构件。因此，前面是朝向构件方向定向的面，而后面是远离所述构件方向定向的面。

在这种情况下，轴13的后端支承属于换向器(未示出)的滑环。属于电刷架(未示出)的电刷设置成与滑环摩擦。电刷架连接到电压调节器(未示出)。

前支架16和后支架17可以具有用于气流通过的基本横向开口，以便允许通过由布置在转子12的前轴向面上的前风扇25和布置在所述转子的后轴向面上的后风扇26的旋转所产生的空气流通来冷却电机10。

在该示例中，转子12是具有两个爪极31的爪极转子。每个爪极31由横向定向的板32、形成磁极的多个爪33和圆柱形芯34形成。转子具有缠绕在芯上的线圈35。例如，属于换向器的滑环通过导线连接而连接到所述线圈35。转子12还可以具有介于两个相邻爪33之间的磁性元件，例如永磁体。可替代地，转子可以由一组叠片形成，这些叠片容纳形成磁极的永磁体。

在该示例性实施例中，定子15具有由一组叠片形成的主体27，该主体27设置有槽，该槽配备有用于安装电绕组28的槽绝缘体。绕组穿过主体27中的槽，并在定子主体的两侧形成前可见部29和后可见部30。此外，绕组28由具有至少一个电导体并且电连接到电子组件36的一个或多个相形成。

在这种情况下安装在外壳11上的电子组件36具有至少一个电子功率模块，允许驱动绕组28的至少一相。电源模块形成桥式电压整流器，用于将产生的AC电压转换成DC电压，反之亦然。

图2更具体地示出了旋转电机11的第一支架，在这里描述的示例中，该支架是后支架17。在这种情况下，后支架是安装电子组件36的支架。

支架17具有相对于支架轴线大致横向延伸的板37，在这种情况下，该轴线对应于电机的旋转轴线X。在该示例中，该板具有形成轴承的中心开口，该轴承联接到滚珠轴承19。

支架还具有从板37的一端大致轴向延伸的裙部38，所述端与形成轴承的端相对。

在所示的示例中，裙部38具有多个肩部39，每个肩部形成一个表面，该表面形成轴向止动件，该轴向止动件使得可以在轴向方向上固定定子主体27。每个肩部39仅在裙部整个周长的一部分上和裙部的内表面上延伸。因此，定子在沿裙部周长彼此不同的多个点处轴向固定。

例如，裙部有四个肩部39。所述肩部可以具有彼此相同的形状和尺寸。

肩部39可以布置成沿着裙部38的周长成角度地均匀分布。换句话说，相邻的肩部沿着裙部的周长彼此具有相同的间距。

在这种情况下，每个肩部特别定位成径向位于轴线X和支架17的紧固装置40之间。紧固装置特别是用于将后支架17紧固到前支架16的装置。例如，所述装置40可以是孔，其布置成接收诸如螺钉或拉杆的紧固元件。裙部38具有沿径向方向向外延伸的突出部，该突出部具有附接装置。如图3所示，裙部具有四个组件，每个组件具有肩部39和相关的紧固装置40。所述组件布置成相对于轴线X成对地彼此相对，特别是沿着裙部的周长均匀分布。

在这里所示的示例中，每个肩部39在裙部总周长的约8％的部分上周向延伸。仍在该示例中，肩部39的周长宽度的总和是裙部总周长的约32％。

裙部38具有环形部41、多个臂42和多个保持部43，环形部41在轴向方向上形成所述裙部的自由端，每个保持部支承用于保持定子主体27的肩部39。所述臂和所述保持部各自在所述环形部41和板37之间沿大致轴向方向延伸。每个保持部43的周长宽度大于臂42的周长宽度。

径向开口44布置在两个连续的臂42之间以及臂42和保持部43之间。所述开口形成空气通道，使得可以冷却旋转电机。优选地，径向开口44布置成每个都与定子绕组28的后可见部30的一部分相对。此外，径向开口44轴向延伸，以便在形成定子主体27的轴向止动表面的两个肩部39之间延伸。特别地，所述开口44布置成每个都与所述可见部的基部相对，可见部的基部是邻近定子主体的部分。这使得可以通过允许经由形成在板37中的轴向开口45轴向进入的气流将滞留空气经由开口44推出电机的室来允许可见部的内部径向部分上的滞留热空气的排出，从而改善电机的冷却。

图4更具体地示出了肩部39的示例性实施例。肩部与保持部43成一体，并在朝向轴线X的径向方向上形成突起。

定子主体27安装成与肩部39接触，使得所述肩部形成轴向止动表面或轴向止动件，从而允许定子主体保持在轴向方向上。因此，如图5中的示例所示，定子主体27的径向外周48的一部分与裙部38的保持部43的第一圆周表面47接触，定子主体27的轴向端面46的外部与从圆周表面47径向延伸的保持表面49接触，从而形成肩部39。优选地，肩部39通过机械加工形成。特别地，所述表面47和所述径向延伸表面49被机械加工。

保持表面49的自由端通过第二圆周表面50在大致轴向方向上延伸。因此，肩部由保持表面49和第二圆周表面50形成。所述表面50优选被机械加工。

在图4所示的示例中，圆周表面50在保持表面和板37之间轴向延伸。该板可以具有肩部51，该肩部51形成延伸至圆周表面的轴向突起，从而简化机械加工所述表面的操作。

圆周表面50沿着后可见部30延伸。所述表面平行于X轴线延伸。

旋转电机10的前支架16可以具有至少一个如上所述的肩部。因此，支架16可以具有类似于后支架17的形状。定子主体27然后被紧紧地安装在形成肩部39的保持表面49上的两个支架16、17之间。

可替代地，定子主体27过盈配合到前支架16上，后支架17允许所述主体在轴向方向上固定。

本发明特别适用于交流发电机或电动机领域，但也可以应用于任何类型的旋转电机。

当然，以上描述仅通过示例给出，并不限制本发明的范围，本发明的范围不会因用任何其他等同物替换各种元件而偏离。

Claims (10)

1.一种用于旋转电机的支架，具有：

-相对于轴线(X)大致横向延伸的板(37)，

-从该板大致轴向延伸的裙部(38)，该裙部具有至少一个肩部(39)，该肩部形成用于轴向固定旋转电机的定子主体(27)的轴向止动件；

该支架(17)的特征在于该肩部仅在裙部周长的一部分上延伸。

2.如权利要求1所述的支架，其特征在于，所述支架具有多个肩部(39)，所述肩部沿着所述裙部(38)的周长彼此间隔一定距离布置。

3.如前述权利要求中任一项所述的支架，其特征在于，所述裙部(38)具有至少一个紧固装置(40)，用于有助于所述支架(17)和旋转电机的另一个支架(16)之间的组装，并且所述肩部(39)径向布置在紧固装置(40)和支架的轴线(X)之间。

4.如前述权利要求中任一项所述的支架，其特征在于，所述肩部(39)总体上在小于所述裙部(38)的总周长的70％的部分上周向延伸。

5.如前述权利要求中任一项所述的支架，其特征在于，所述肩部(39)由在朝向轴线(X)的大致径向方向上延伸的保持表面(49)和从该保持表面大致轴向延伸的圆周表面(50)形成，所述保持表面和所述圆周表面被机械加工。

6.如权利要求5所述的支架，其特征在于，所述圆周表面(50)从所述保持表面(49)延伸到所述板(37)。

7.如权利要求5或6所述的支架，其特征在于，所述圆周表面(50)在平行于轴线(X)的方向上延伸。

8.如前述权利要求中任一项所述的支架，其特征在于，所述裙部(38)具有允许气流通过的径向开口(44)，所述肩部(39)在两个径向开口之间周向延伸。

9.一种旋转电机，具有：

-定子(15)，其具有形成槽的定子主体(27)和至少部分容纳在所述槽中的电绕组(28)，以及

-至少一个如前述权利要求中任一项所述的支架(16、17)，其布置成至少部分地围绕定子并形成定子主体的轴向止动件。

10.如权利要求9所述的电机，其特征在于，所述电机具有第二支架(16)，所述定子主体(27)具有带有所述第二支架的收缩区域。

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