CN116420296A - 用于旋转电机的转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于具有旋转轴线(A)的旋转电机(1)的转子(3)，该转子包括：‑主体(15)，其包括腔(24)并且包括在旋转轴线A的方向上彼此相对的第一端(33)和第二端(34)，‑容纳在腔(24)中的磁体(23)，‑主体(15)安装在其上的轴(4)，‑第一端盘(16)，包括第一数量的第一叶片(18)，其能够将流体特别是空气从第一径向内部位置移动到第二径向外部位置，第一端盘(18)防止磁体(23)经由主体(15)的第一端(33)离开腔(24)，‑夹紧装置(22、37)，其将第一端盘直接或间接压靠在主体的第一端上。本发明还涉及一种包括这种转子的旋转电机。

Description

用于旋转电机的转子

技术领域

本发明涉及用于带冷却的旋转电机的转子，以及配备有这种转子的旋转电机。

背景技术

专利申请US2019386537公开了一种用于旋转电机的转子，包括：

-主体，其包括腔并且包括在旋转轴线A的方向上彼此相对的第一端和第二端，

-容纳在腔中的磁体，

-主体安装在其上的轴，

-第一端盘，其包括第一数量的第一叶片，其能够将流体特别是空气从第一径向内部位置移动到第二径向外部位置，

-第二端盘，其包括第二数量的第一叶片，其能够将流体特别是空气从第三径向内部位置移动到第四径向外部位置。

第一端盘和第二端盘紧固到轴，但是不能轴向夹紧转子。因此，转子主体相对于端盘的偏移是可能的。这种偏移可能导致旋转电机的性能降低。此外，转子的磁体没有轴向保持在转子中。因此，它们能够相对于主体轴向移动。电机的性能可能会降低。

本发明寻求克服所有或一些这些缺点。

发明内容

本发明涉及一种用于具有旋转轴线的旋转电机的转子，包括：

-主体，其包括腔，并且包括在旋转轴线的方向上彼此相对的第一端和第二端，

-容纳在腔中的磁体，

-主体安装在其上的轴，

-第一端盘，其包括第一数量的第一叶片，其能够将流体特别是空气从第一径向内部位置移动到第二径向外部位置，第一端盘防止磁体经由主体的第一端离开腔，

-夹紧装置，其将第一端盘直接或间接压靠在主体的第一端上。

夹紧装置的使用使得可以避免主体相对于第一端盘的移动。这种不运动有助于保持主体相对于旋转电机定子的位置。因此，可以限制由转子主体和定子之间的偏移引起的旋转电机的性能损失。端盘相对于主体的轴向夹紧也使得可以将磁体保持在腔中。这种夹紧也通过使用包括叶片的端盘来改善。具体而言，除了使用于冷却旋转电机的冷却流体能够运动之外，第一叶片使第一端盘能够刚性化。因此，即使在距夹紧装置一定距离处，第一端盘的轴向邻接也是可能的。

根据本发明的附加特征，腔在垂直于旋转轴线的截面中是封闭的。因此，磁体被掩埋。

根据本发明的附加特征，腔以V形式成对布置。

根据本发明的附加特征，转子包括第二端盘，夹紧装置将第二端盘直接或间接压靠在第二端上。

通过夹紧装置压靠在主体上的第二端盘的使用使得可以改善主体相对于旋转电机定子的位置保持。这也使得可以将磁体保持在腔中并防止它们通过第二端离开。

根据本发明的附加特征，第二端盘包括第二数量的第二叶片，其能够将流体特别是空气从第三径向内部位置移动到第四径向外部位置。

在第二端盘上使用叶片使得可以改善旋转电机的冷却。这也使得第二端盘能够刚性化。因此，第二端盘的轴向邻接得到改善，特别是在距夹紧装置一定距离处。

根据本发明的附加特征，第一数量的第一叶片和第二数量的第二叶片不同，和/或第一叶片和/或第二叶片以不规则方式周向分布。

不同数量的第一叶片和第二叶片和/或以不规则方式分布的第一叶片和第二叶片使得可以降低由旋转电机产生的噪声。

根据本发明的附加特征，第一端盘包括第一盘状部分，第一叶片从该第一盘状部分延伸，第一叶片尤其与第一盘状部分一体形成。

使用与第一盘状部分一体形成的第一叶片使得可以提高第一端盘的刚度。此外，这种端盘使得可以限制部件的数量并简化制造，从而降低第一端盘的成本。

根据本发明的附加特征，第一端盘在旋转轴线的方向上具有第一厚度，并且第一盘状部分在旋转轴线的方向上具有第二厚度，第二厚度与第一厚度之比在0.2和0.6之间。

这种比率允许第一盘状部分具有足够的厚度，以使转子的加工和平衡更容易。由于第一叶片在轴向方向上具有足够的长度，这也使得可以保持良好的冷却性能。

根据本发明的附加特征，第二端盘包括第二盘状部分，第二叶片从该第二盘状部分延伸，第二叶片尤其与第二盘状部分一体形成。

使用与第二盘状部分一体形成的第二叶片使得可以提高第二端盘的刚度。此外，这种端盘使得可以限制部件的数量并简化制造，从而降低第二端盘的成本。

根据本发明的附加特征，第二端盘在旋转轴线的方向上具有第三厚度，并且第二盘状部分在旋转轴线的方向上具有第四厚度，第四厚度与第三厚度之比在0.2和0.6之间。

这样的比率允许第二盘状部分具有足够的厚度，以使转子的加工和平衡更容易。由于第二叶片在轴向方向上具有足够的长度，这也使得可以保持良好的冷却性能。

根据本发明的附加特征，轴包括肩部，主体的第二端在旋转轴线A的方向上直接或间接抵靠该肩部，主体被夹紧在夹紧装置和肩部之间。

这种肩部使得转子主体、第一平衡盘以及在适当的情况下第二平衡盘能够相对于轴并因此相对于定子精确定位。因此，可以改善旋转电机的性能和冷却。

根据本发明的附加特征，轴包括螺纹区，夹紧装置是拧到螺纹区上的螺母。

由于其中心位置，这种夹紧装置使得可以在一个或多个端盘和主体之间满意地分配夹紧力。它还能够用非常有限数量的部件来夹紧。

根据本发明的附加特征，夹紧装置包括穿过形成在主体中的孔的柄部，特别是平行于旋转轴线A的螺纹柄部。

本发明还涉及一种电机，包括：

-定子，

-如上所述的转子。

在所有上述中，转子可以包括任意数量对极，例如六对或八对极。

在所有上述中，旋转电机可以具有定子，该定子具有多相电绕组，例如由电线或由彼此连接的导电条形成。

旋转电机可以包括能够连接到车辆的车载网络的电力电子部件。该电力电子部件包括例如逆变器/整流器，其允许车辆的车载网络被充电，或者可以由该网络供电，这取决于旋转电机是作为电动机还是作为发电机运行。

旋转电机还可以包括滑轮或连接到车辆动力系其余部分的任何其他装置。例如，电机特别是通过皮带连接到车辆内燃机的曲轴。在变型中，旋转电机连接在动力系中的其他位置，例如关于传递到车轮的扭矩连接在齿轮箱的输入处，关于传递到车轮的扭矩连接在齿轮箱的输出处，关于传递到车轮的扭矩连接在齿轮箱处，或者连接在该动力系的前轴组件或后轴组件上。

附图说明

通过阅读以下对本发明的非限制性实施例的描述并研究附图，可以更好地理解本发明，其中：

-图1示出了包括根据本发明第一实施例的转子的旋转电机的示意性局部剖视图，

-图2示出了根据本发明第一实施例的转子的分解图，

-图3示出了根据本发明第一实施例的转子的视图，

-图4示出了根据本发明第二实施例的转子的分解图，

-图5示出了根据本发明第二实施例的转子的视图。

具体实施方式

在所有附图中，相同或执行相同功能的元件具有相同的附图标记。以下实施例是示例。尽管描述涉及一个或多个实施例，但这并不一定意味着每个参考涉及相同的实施例，或者特征仅适用于一个实施例。不同实施例的各个特征也可以组合或互换以提供其他实施例。

图1示出了根据本发明第一实施例的具有旋转轴线A的旋转电机1的示意性局部剖视图。旋转电机1包括外壳32中的定子2和转子3。该外壳包括例如第一轴承座5、第二轴承座6和管状间隔件7。管状间隔件7例如通过第一轴承座5和第二轴承座6之间的拉杆(未示出)被夹紧在第一轴承座5和第二轴承座6之间。定子被紧固在外壳32内部，例如紧密地装配到管状间隔件7中。

定子包括定子主体9和绕组8。转子主体9包括例如一堆磁性叠片。例如，绕组8包括电导体，其有源部分穿过形成在主体9中的狭槽，并且连接部分或绕组突出部10形成在狭槽的外部。绕组8例如是发夹绕组型的绕组。

转子3包括具有旋转轴线A的轴。该轴由安装在第一轴承座中的第一滚动轴承11和安装在第二轴承座6中的第二滚动轴承12旋转引导。驱动元件13例如滑轮或齿轮紧固到轴4。

在未示出的另一实施例中，轴4通过其他已知的旋转引导装置，例如滑动轴承，相对于第一轴承座和第二轴承座被旋转引导。

转子3还包括：

-安装在轴4上的主体15，其包括腔24以及在旋转轴线A的方向上彼此相对的第一端33和第二端34，

-容纳在腔24中的磁体23，

-第一端盘16，包括第一数量的第一叶片18，其能够将流体特别是空气从第一径向内部位置移动到第二径向外部位置，第一端盘16防止磁体23经由主体15的第一端33离开腔24，

-夹紧装置22，其将第一端盘16直接或间接压靠在主体15的第一端33上。

转子的主体15包括例如一堆磁性叠片。

主体15可以包括轴4穿过的中心开口。

腔24例如在旋转轴线A的方向上延伸。在附图所示的本发明的实施例中，腔24以及磁体23以V形式成对布置。

在未示出的另一实施例中，腔也在旋转轴线A的方向上延伸，但是具有径向取向。

在未示出的另一实施例中，腔相对于转子的半径垂直定向，使得每个磁体的北极和南极径向相对。例如，南极朝向旋转轴线定向，也就是说径向朝向内侧定向，而北极径向朝向外侧定向。

腔24例如从主体15的第一端33延伸到第二端34。

如上所述，在附图所示的本发明的实施例中，腔24在旋转轴线A的方向上延伸。在未示出的另一实施例中，腔以螺旋的形式延伸，其轴线是旋转轴线A。

在附图所示的实施例中，磁体23由一系列基本磁体形成。在本发明的未示出的另一实施例中，每个磁体23是一件式的。在未示出的本发明的另一实施例中，至少一个磁体是一件式的，并且至少一个磁体由基本磁体构成。

第一端盘16包括第一盘状部分20，第一叶片18从第一盘状部分20延伸。第一盘状部分20可以包括例如用于减小转子惯性的开口。

第一叶片18例如与第一盘状部分20一体形成。第一端盘例如通过由铝合金或塑料材料比如热塑性塑料或热固性塑料模制而成。

第一叶片18例如是倾斜的，以便与第一盘状部分20一起形成被称为前弯风扇的风扇，如附图中所示的实施例。在未示出的另一实施例中，第一叶片沿相反方向倾斜，以便与盘状部分一起形成被称为后弯风扇的风扇。在未示出的另一实施例中，第一叶片是径向的。

转子还可以包括第二端盘17。夹紧装置25将第二端盘17直接或间接压靠在转子3的主体15的第二端34上。

第二端盘17包括第二数量的第二叶片19，其能够将流体特别是空气从第三径向内部位置移动到第四径向外部位置。

第二端盘17包括第二盘状部分21，第二叶片19从第二盘状部分21延伸。第二盘状部分21可以包括例如用于减小转子惯性的开口。

第二叶片19例如与第二盘状部分21一体形成。第二端盘17例如通过由铝合金或由诸如热塑性塑料或热固性塑料的塑料材料模制而成。

第二叶片19可以倾斜，以便与第二盘状部分21一起形成被称为前弯风扇的风扇，如附图中所示的实施例。在未示出的另一实施例中，第二叶片沿相反方向倾斜，以便与第二盘状部分一起形成被称为后弯风扇的风扇。在未示出的另一实施例中，第二叶片是径向的。

在附图所示的实施例中，第一数量的第一叶片18和第二数量的第二叶片19不同。例如，第一数量和第二数量不是公约数。例如，第一数量是9，第二数量是7。

在未示出的另一实施例中，第一和/或第二叶片以不规则方式周向分布。

在未示出的另一实施例中，第一数量和第二数量不同，并且第一叶片和第二叶片以不规则方式周向分布。

第一端盘16在旋转轴线A的方向上具有第一厚度E1。第一盘状部分20在旋转轴线A的方向上具有第二厚度D1。第二厚度D1和第一厚度E1之比例如在0.2和0.6之间。第一端盘16特别是第一盘状部分20因此例如被加工，特别是被穿孔，以平衡转子3。

第二端盘17在旋转轴线A的方向上具有第三厚度E2。第二盘状部分21在旋转轴线A的方向上具有第四厚度D2。第四厚度D2和第三厚度E2之比例如在0.2和0.6之间。第二端盘17特别是第二盘状部分21因此能够被加工，特别是被穿孔，以平衡转子3。

第一端盘16的第一叶片18和第二端盘17的第二叶片19例如轴向定位，也就是说在旋转轴线A的方向上，在绕组8的绕组突出部10处。这种位置允许绕组突出部被由叶片18、19移动的流体冷却。

在图1、图2和图3所示的本发明的第一实施例中，轴4包括肩部14，主体的第二端在旋转轴线A的方向上抵靠肩部14。该抵靠可以是间接的，如在本发明的第一实施例中，第二端盘17用作主体15和肩部14之间的界面。在未示出的另一实施例中，抵靠是直接的。主体被夹紧在夹紧装置25和肩部14之间。

在本发明的第一实施例中，夹紧装置是螺母25。螺母25被拧到轴4的螺纹区25上。螺母25的夹紧力因此被螺母25传递到第一端垫圈16，然后传递到主体15。

在第一实施例中，肩部14与轴4一体形成。

在未示出的另一实施例中，肩部附接到轴4。

轴4可以包括凹槽26，设计成防止主体相对于轴旋转的键可以接合在凹槽26中。在第一实施例中，该键整体形成在主体15中。键是主体15的中心开口中的第一突起28。该突起径向朝向主体15的内部定向。

类似于第一突起28的第二突起27可以形成在第一端盘16中，以防止第一端盘16相对于轴4旋转。

类似于第二突起27的第三突起29可以形成在第二端盘17中，以防止第二端盘17相对于轴4旋转。

图4和图5所示的本发明的第二实施例类似于本发明的第一实施例。然而，在第二实施例中，轴4和转子3的主体15之间的夹紧装置和连接是不同的。

夹紧装置可以包括穿过形成在主体中的第一孔38的柄部30，特别是平行于旋转轴线A的螺纹柄部。

柄部30还穿过形成在第一端盘16中的第二孔35和形成在第二端盘17中的第三孔36。因此，主体15被夹在第一端盘16和第二端盘17之间。

如在本发明的第二实施例中一样，可以使用多个柄部30。在该实施例中，柄部30是螺钉的柄部。螺母31被拧到螺钉的柄部30上，以便将主体15、第一端盘16和第二端盘17夹紧在螺钉的头部37和螺母31之间。在图4和图5所示的实施例中，螺钉的头部37直接抵靠第一端盘16。在未示出的另一实施例中，螺钉的头部37和第一平衡盘之间的邻接是间接的，特别是通过使用垫圈。同样，螺母31和第二端盘17之间的邻接可以是直接的或间接的，特别是通过使用垫圈。

在未示出的本发明的另一实施例中，螺钉的头部与第二平衡盘直接或间接接触，螺母与第一平衡盘直接或间接接触。

主体例如压配合在轴上，以确保主体15、第一端垫圈16和第二端垫圈17在轴4上的轴向保持。主体15和轴4之间的旋转连接也可以通过这种压配合来确保。在图4和图5所示的本发明的第二实施例中，与第一实施例中一样，轴4上的凹槽26和第一突起28使得可以加强主体15和轴4之间的旋转连接。

在第二实施例中，与第一实施例一样，肩部14可以形成在轴4上。然而，该肩部有不同的功能。它允许在压配合操作过程中转子主体在轴上的轴向定位。

在未示出的第二实施例的变型中，形成在轴上的肩部以夹紧的方式沿旋转轴线的方向介于主体和第二端盘之间。夹紧例如通过上述第二实施例的夹紧装置来实现。

在上述本发明的各种实施例中，旋转电机1可以由冷却液冷却。例如，用于冷却液流通的室形成在间隔件7中。然后，外壳32可被关闭，也就是说，外壳32不包括用于旋转电机1的内部和外部之间的环境空气流通的任何开口。第一叶片18和适当的第二叶片19能够例如混合旋转电机1内部的空气。测量表明，这种混合可以将绕组突出部10的温度降低12℃,将转子3的温度降低4℃。

可替代地，旋转电机1由其在外壳内流通的冷却液冷却，例如油。第一叶片18以及适当的第二叶片19促进旋转电机1中的冷却液的流通。旋转电机1可以连接到冷却回路。

可替代地，旋转电机1的外壳具有开口。第一叶片18和/或第二叶片19促进环境空气在旋转电机1的内部和外部之间的流通。

Claims (14)

1.一种用于具有旋转轴线(A)的旋转电机(1)的转子(3),包括：

-主体(15),其包括腔(24)并且包括在旋转轴线A的方向上彼此相对的第一端(33)和第二端(34),

-容纳在腔(24)中的磁体(23)，

-主体(15)安装在其上的轴(4)，

-第一端盘(16)，包括第一数量的第一叶片(18)，其能够将流体特别是空气从第一径向内部位置移动到第二径向外部位置，第一端盘(18)防止磁体(23)经由主体(15)的第一端(33)离开腔(24)，

-夹紧装置(22、37)，其将第一端盘直接或间接压靠在主体的第一端上。

2.如前一权利要求所述的转子(3)，包括第二端盘(17)，所述夹紧装置(22、37)将第二端盘(17)直接或间接压靠在所述第二端(34)上。

3.如前一权利要求所述的转子(3)，其中，所述第二端盘(17)包括第二数量的第二叶片(19)，其能够将流体特别是空气从第三径向内部位置移动到第四径向外部位置。

4.如前一权利要求所述的转子(3)，其中，所述第一数量的第一叶片(18)和所述第二数量的第二叶片(19)不同，和/或第一叶片(18)和/或第二叶片(19)以不规则方式周向分布。

5.如前述权利要求中任一项所述的转子(3)，其中，所述第一端盘(16)包括第一盘状部分(20)，所述第一叶片(18)从所述第一盘状部分(20)延伸，第一叶片(18)尤其与第一盘状部分(20)一体形成。

6.如前一权利要求所述的转子(3)，其中，所述第一端盘(16)在旋转轴线(A)的方向上具有第一厚度(E1),并且所述第一盘状部分(20)在旋转轴线(A)的方向上具有第二厚度(D1),第二厚度(D1)与第一厚度(E1)之比在0.2和0.6之间。

7.如结合权利要求2的权利要求3至6中任一项所述的转子(3)，其中，所述第二端盘(17)包括第二盘状部分(21)，所述第二叶片(19)从所述第二盘状部分(21)延伸，第二叶片(19)尤其与第二盘状部分(21)一体形成。

8.如前一权利要求所述的转子(3)，其中，所述第二端盘(17)在旋转轴线(A)的方向上具有第三厚度(E2),并且所述第二盘状部分(21)在旋转轴线(A)的方向上具有第四厚度(D2),第四厚度(D2)和第三厚度(E2)之比在0.2和0.6之间。

9.如前述权利要求中任一项所述的转子(3)，其中，所述轴(4)包括肩部(14)，所述主体(15)的第二端(34)在旋转轴线A的方向上直接或间接抵靠所述肩部(14)，主体(15)被夹紧在所述夹紧装置(22、35)和肩部(14)之间。

10.如前一权利要求所述的转子(3)，其中，所述轴(4)包括螺纹区(25)，并且所述夹紧装置是拧到所述螺纹区(25)上的螺母(22)。

11.如权利要求1至3中任一项所述的转子(3)，其中，所述夹紧装置包括穿过形成在所述主体(15)中的孔(38)的柄部(30)，特别是平行于旋转轴线A的螺纹柄部。

12.如前述权利要求中任一项所述的转子(3)，其中，所述腔(24)在垂直于旋转轴线(A)的截面中是封闭的。

13.如前述权利要求中任一项所述的转子(3)，其中，所述腔以V形式成对布置。

14.一种电机(1)，包括：

a.定子，

b.如前述权利要求中任一项所述的转子(3)。

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