CN1319250C - 用于旋转电机的整流装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于旋转电机的整流装置，该装置包括一个多个正二极管(66)的支座(50，51，51’)、一个成为旋转电机后支承的一部分的多个负二极管的支座、一个二极管连接器以及一个冷却装置，冷却装置通过产生一种冷却流体、如空气的沿旋转电机轴向穿过整流装置的强迫流动进行冷却，正二极管支座朝向旋转电机轴的前表面上带有一些冷却叶片(60)；正二极管(66)的支座装置由至少一个模制零件(50，51，51’)形成，零件朝向上述轴的表面带有一些薄的冷却叶片(60)。本发明可用于汽车的交流发电机。

Description

用于旋转电机的整流装置

技术领域

[01]本发涉及一种用于旋转电机、特别是汽车交流发电机的整流装置，该装置包括一个整体形状为一个长形板的多个正二极管的支座装置、一个形状为板形并成为旋转电机后支承一部分的多个负二极管的支座，一个二极管连接器、以及一个冷却装置，冷却装置通过产生一种冷却流体、如空气的沿旋转电机的轴向穿过整流装置的强迫流动来进行冷却；正、负二极管的支座以及连接器在旋转电机的轴向上叠置，并且正二极管支座的前表面上带有一些冷却叶片，以形成一个散热器，这些冷却叶片沿旋转电机的径向延伸在轴向流动中。支座与和与地线连接的后支承一样是金属的。后支承是开孔的，并且与一个也是开孔的前支承一起形成一个支撑旋转电机定子的外壳。前、后支承中的每一个的中心带有一个滚珠轴承，用于旋转安装旋转电机转子的支撑轴。

背景技术

[02]通过申请人的法国专利2687861已经了解到一种可以把旋转电机的定子感应出的交流电转换成直流电，以便给汽车的不同耗电部分供电的整流装置。图1、2示出这种整流装置。图1用16表示负二极管22的两个支座板，负二极管22排列成V形。每个负板的形状为带有切割面的扇形，扇形的内周20从开口14的外周收缩，开口14在旋转电机的后支承10中，用于使一个安装在旋转电机内开口14附近的风扇产生的轴向冷却空气流通过。正如人们知道的，该风扇与旋转电机的转子连在一起。负二极管22与它们的支座板的上壁机械接触和电接触。另外，图1、2用18表示两个正二极管34的支座，每个支座由一个铝制挤压型材构成，并且大体面对开口14。这些完成散热器的功能的型材与后支承10没有任何机械接触或电接触，并且它们的冷却只通过对流来保证，即通过穿过开口14并由一个与交流发电机的转子旋转连接的风扇产生的空气流来保证。每个散热器18与一个负板16连接。散热器18包括一个与相连负板的上表面垂直的平面后壁32。正二极管34安装在该位于开口外周上的表面32上。散热器18朝向旋转电机轴X的前表面上设有一些冷却叶片40，因此叶片40径向延伸在冷却空气流中，并通过对流被冷却。人们发现，一个负板16和一个正散热器18组成的每个整体的两端通过一个固定螺栓或一个螺钉38、39固定在后侧板10上，并且两个散热器由一个连接杆连接。

[03]上面简要描述的整流装置的主要缺点是体积大，并且二极管的支座形状和排列原则不能增加冷却能力，这就使这种整流装置不能与功率更大的交流发电机兼容。

发明内容

[04]本发明的目的是克服现有的整流装置的这个缺点。

[05]为了达到该目的，本发明整流装置的特征在于，正散热器装置由至少一个模制零件形成，该零件的朝向上述轴的表面带有多个瘦长的冷却叶片，从而获得大的热交换面积。

[06]根据本发明的另一个特征，所述装置包括一个正二极管的支座装置，该支座装置包括两个板形的二极管支座部分，这两个部分围绕旋转电机轴、沿周边方向对齐，该装置的特征在于，支座装置通过三个固定件固定在后支承上，其中一个固定件在两个部分的连接区。

[07]根据本发明的又一个特征，本发明整流装置中的正二极管支座的两个部分中的每一个由一个单独的支座板构成，两个部分排列成V形，并且每个部分的端部固定在后支承上，该整流装置的特征在于，两个板的相邻固定装置连在一起。

[08]根据本发明的另一个特征，两个支座板的相邻端部中的每一个包括一个固定凸耳，一个固定件通过的孔眼穿过固定凸耳，并且两个固定凸耳在装配状态下叠置，使它们的通过孔眼轴向相对。

[09]根据本发明的又一个特征，每个固定凸耳的高度比支座板的高度小，并且高度有利地为支座板的高度的一半。

[10]根据本发明的又一个特征，正二极管支座的两个部分由一个V形的单一模制零件构成。

[11]根据本发明的又一个特征，正二极管支座的两个部分由一个圆弧形的单一模制零件构成。

[12]根据本发明的又一个特征，冷却叶片的向着旋转电机轴的定向使得它们在两个支座部分形成的装置的中间区域基本径向延伸。

[13]根据本发明的又一个特征，叶片的径向长度在正二极管支座的两部分的长度上是变化的，使它们的前边缘在两个部分形成装置的中间区域位于一个与旋转电机轴同轴的圆弧上。

[14]附图说明通过下面参照附图进行的描述可以清楚地示出本发明及其其它目的、特征、细节和优点，附图只是作为例子示出本发明的几个实施例，其中：

[15]-图1为现有技术的整流装置的俯视图，该装置安装在交流发电机的一个后支承上；

[16]-图2示出图1装置的一部分，没有后支承；

[17]-图3为两个结构相同的正散热器组装前的立体图，两个散热器组装形成一个本发明整流装置的第一实施例的正散热器装置；

[18]-图4为图1所示两个正散热器组装后的立体图；

[19]-图5A为正散热器装置的另一个实施例在整流装置的一个径向平面中的局部剖视图；

[20]-图5B为沿图5A的箭头VB方向的局部剖视图；

[21]-图5C为沿图5A的箭头VC方向的视图；

[22]-图6A、6B、6C为本发明正散热器的一个实施变型的与图5A、5B、5C类似的图；

[23]-图7A、7B、7C是本发明正散热器的另一个实施变型的与图5A、5B、5C类似的图；

[24]-图8A、8B、8C是本发明正散热器的又一个实施变型的与图7A、7B、7C类似的图；

[25]-图9是本发明整流装置的正散热装置的一个实施例的立体图，该散热装置由一个单一的模制零件构成；

[26]-图10是本发明整流装置的正散热装置的另一个实施例的立体图，该散热装置由一个单一的模制零件构成；

[27]-图11A和11B示出通过装合把二极管安装在一个本发明的模制散热器中；

[28]-图12A和12B示出通过焊接把二极管安装在一个本发明整流装置的散热器中；

[29]-图13为一个本发明整流装置的正散热器的又一个实施例的立体图；

[30]-图14为装有图13的正散热器的另一个实施例的一个十二个二极管的电桥的立体图。

具体实施方式

[31]图4示出一个本发明所述正散热装置的第一实施例，用参考标号50表示，散热装置50通过图3所示的两个结构相同的模制正散热器51、51’组装得到。每个整体形状为直的长形的散热器51、51’的每一端包括一个固定在旋转电机的后支承上的固定凸耳53、54，固定凸耳上钻有一个孔眼55，用于使一个固定件，如一个螺钉或一个固定螺杆通过，并插入一个电绝缘套筒(未示出)。位于连接两个散热器51、51’连接处的固定凸耳54为柱形，在所示的例子中，其高度相当于散热器主体高度的一半。位于散热器相反端的固定凸耳53除了固定件通过的孔眼55外还包括一个接受整流器的输出接线柱B+的孔眼57。两个散热器在此是一样的。

[32]由于散热器是模制零件，它们的前表面上有多个向旋转电机的径向延伸的冷却叶片60，使冷却流体能够在叶片之间流动。正如在图4中看到的，该图示出通过两个散热器51、51’的组装得到的整体50，叶片60的径向长度在散热器长度上是不同的，使叶片的前边缘形成的线条在散热器51、51’连接的区域接近一个圆弧。图4还示出，散热器的组装通过把它们基本为柱形的固定凸耳54的叠置来进行。由于这些爪从散热器的后表面62突出，两个散热器51、51’的相邻外叶片之间的间距可以比较小。换句话说，两个散热器形成的整体的整个前表面几乎都覆盖着薄的冷却叶片60。可以看到，在旋转电机轴方向看到的每个散热器主体的上、下表面都包括一些肋条64，每个肋条在一个叶片60的延长线中。

[33]每个散热器的平面后表面62带有三个正二极管66，这些二极管通过焊接固定在散热器上。图3、4上没有示出的负二极管与旋转电机轴平行。因此正、负二极管互相垂直地插入。从上面对图3、4的正散热器实施例的表述可以看出，由于叶片非常薄的特征，这些散热器可以包括大量的这种叶片，使散热器的冷却非常有效。

[34]由于两个散热器的固定凸耳叠置，图4所示的整体的中间只有一个固定位置，这样可以取消例如图1所示的两个标准正散热器的连接杆。取消连接杆以及只有一个固定位置得使得在两个散热器的连接处节省有效空间。这样可以使两个中心正二极管接近，并且使后支承上的负二极管的间距最大。另一个优点是两个散热器可以相同。

[35]参照图5-10描述了正散热器的其它实施例，它们的共同点是正、负二极管互相平行地插入，并且通过插入或焊接头对脚或平行方向安装。负二极管支座在此是金属的，称为负散热器。

[36]图5A-5C示出散热器的一个实施例，其特征为一个对称结构。与图3、4所示的实施例相比，该实施例的还用51表示的正散热器的特点在于平面后表面62的一半高度上有一个矮墙65，该矮墙在散热器的一半高度上从该后表面62垂直突起。矮墙的下表面与用67表示的负散热器相对，负散热器67镶贴固定在旋转电机的后支承68上。负二极管69焊接在散热器的上表面上。正二极管66和负二极管69头对脚地插入。连接器用70表示，特点是二极管连接簧片71的简洁性。这些图示出每对二极管的正、负二极管同时在径向和圆周方向错开。

[37]图6A-6C示出一个实施变型，其中每个散热器的后表面62设有一个垂直突起的矮墙73，但是该矮墙在散热器的上部。因此散热器具有一种不对称结构。正二极管66和负二极管69头对脚地焊接在矮墙73和负散热器67的相对表面上。这些二极管处于同一个垂直平面中。在该变型中，二极管互相离得更远。

[38]图7A-7C示出散热器51的一个实施例，它的特点是一个安装正二极管并且现在带有参考标号75的矮墙位于散热器的下边缘处。正二极管66装配在矮墙75中，二极管的尾部向上延伸。负二极管69装配在后支承68中，它们的尾部也向上。如图7A和7B所示，每对二极管的正、负二极管的位置径向和圆周方向错开。连接器70的特点是用76表示的二极管连接的简洁性。

[39]图8A-8C示出图7A-7C所示实施例的一个变型，其特征是负二极管装配在一个贴在后支承68上的散热器67上。连接器70具有和图7A-7C一样的简单结构。

[40]图9、10示出一个实施例的两个实施形式，根据该实施例，散热装置不是通过两个散热器组装得到，而是由一个单一的模制零件构成。

[41]在图9的实施形式中，散热装置的形状为V形，和图4的情况一样有三个固定装置。位于V形端部的固定凸耳相当于图3、4的固定凸耳53，因此带有相同的参考标号。现在延伸在散热装置的整个高度上的在V形尖端的中心固定装置用54’表示。和图3、4的实施例中一样，固定凸耳相对后表面向后错开，该后表面和前面一样用62表示。在外固定凸耳53和中心固定凸耳54’之间的V形的每个分支上，有一个从后表面62突起的矮墙80，作为安装正二极管66的支座，因此正二极管66与负二极管平行延伸。

[42]但是，和前面一样带有参考标号60的瘦长的冷却叶片具有和图4一样的位置，但是由于由一个零件构成散热装置，其优点是该装置在中心区域完全是规则的，没有间断。

[43]图10所示散热装置实施形式的特点是该装置的形状为圆形。在这种情况下，用82表示的散热器主体的形状为一个整体形状为一段圆弧的板，六个正二极管66安装在它的上面。把散热装置固定在旋转电机的后支承上的装置是一些有孔眼的零件，使上述螺钉或固定螺栓电绝缘地通过。两个这种零件84构成延伸导安装二极管的表面以上的超厚部分。这些零件84的形状为柱形，并且位于板82的外周边上，分别靠近一端和中间，而一个零件85形成一个覆盖板另一端的超厚部分。零件85用于插入整流装置的输出接线柱B+，并且延伸到安装二极管的表面以上；所述接线柱用于与汽车电池的正接线柱连接。在零件85形成这一端，一个也作为固定零件的突起87与构成板82的圆弧段的端面连接。

[44]一些径向冷却叶片60从正散热装置板82的径向内表面延伸，叶片60在散热器板82的上、下表面的一部分上向二极管方向延长90。还可以看到在六个正二极管66中的五个二极管前面的每对叶片60之间的板82的径向内边缘上有一个超厚部分91。可以看到，一个二极管66位于靠近与板设有爪87的一端相反的一端附近，并且一个固定件84位于该二极管与后面的二极管之间，而第二个固定件84位于板的中心周边部分上，在第三个二极管与第四个二极管之间。还可以看到，叶片在板上表面上的部分90一直延伸到第二、第三和第四个二极管处，一直到靠近这些二极管。第六个二极管就安装在接线柱B+的超厚固定部分85的旁边。还需要指出的是，散热器板82的外边缘是波浪形的，在每个二极管处有一个宽度最大的区域。

[45]关于图11和12，图11A和11B示出通过装配把一个用93表示的二极管安装到可以是一个矮墙或一个板的支座94中。图11A示出支座设有一个接受孔95，如图11B所示，二极管将插入其中，二极管的主体有利地经过打磨。

[46]图12A示出一个在支座96上实现的接受一个二极管的槽96，然后通过焊接将一个二极管93按照图12B安装在槽96中。

[47]图13示出本发明所述散热装置的一个实施形式，该实施例与图10的散热器类似，不同之处在于超厚部分91是一个沿散热器的径向内边缘延伸的矮墙98，边缘和矮墙的外形为波浪形，以更好地靠近正二极管的接受孔99。叶片60从矮墙的后边缘开始延伸。矮墙99以及叶片60一直延伸到两个相邻安装孔99之间的区域，这样就增加了电桥的热效率。

[48]图14示出一个有十二个二极管的电桥的整体，它的设计考虑了上面已经描述的本发明的先进特征。可以看到，用50表示的正散热器固定在三个点103开孔的后支承102上。负二极管直接装配在后支承上，或者作为变型装配在从支座出来的小柱体105中。径向叶片60的位置和形状使正散热器被优化，叶片60与正二极管的角度分布相适应，图14中只能看到用107表示的正二极管的尾部。可以看到，两个更短的叶片一直延伸到一个正二极管前，并且两个叶片60深入延伸到位于两个二极管之间的区域。因此，每个二极管的前面和两侧由叶片包围。还要指出的是，正、负二极管以图7、8所示的方式连接。

[49]正如刚才对本发明的几个实施例所作的描述所示出的，本发明提出的正散热装置特别适用于通过模制制造的有十二个二极管的电桥，其优点是可以使其具有所需的形式和形状，并具有许多薄的冷却叶片，这些叶片有很大的热交换面积，并保证二极管的最佳冷却。这样实现的散热装置可以用于有两个并列线圈和六个输出的三相交流发电机和有六个输出的六相交流发电机。

[50]由于通过模制制造，正散热装置保证借助于安装最多的叶片通过对流进行冷却，同时又可以减小体积。另外，由于减少了三到四个固定点并取消了直到目前使用的两个单独正散热器的连接杆，在后支承上的负二极管可以比现在的分开。另外，本发明使二极管的连接簧片简化。

[51]图14中，为了示出连接器70具有的导电轨，连接器70的上部被去掉，所述导电轨埋在连接器的电绝缘材料中，某些地方除外，例如定子相输出的固定凸耳170和与正二极管的尾部107连接的爪76型的连接簧片处。为了更准确地了解交流发电机包括的定子的相输出，例如可以参考2001年4月5日申请的FR0104770。为了提醒起见，要提到的是，后支承与前支承形成一个外壳，交流发电机的定子体固定在外壳中，外壳通过一个滚珠轴承与一个旋转安装在前、后支承上的轴连接。

[52]转子轴的后端有一些与转子激发线圈的端部连接的集流环。这些集流环用于与一些安装在一个电刷支座中的电刷配合，电刷支座在图14中用180表示。一个风扇安装在转子的轴上，与后支承相邻，以便吸入空气，并产生穿过后支承的相邻孔眼在叶片之间产生空气流动，以便把空气推向定子线圈具有的后部引出线(chignons)。空气穿过后支承上用190表示的的侧开口流出。

[53]当然设有一个用于覆盖整流装置的保护罩，并且保护罩固定在后支承上。该空心的保护罩在叶片处，即罩子的底部是开孔的，使后风扇吸入的空气通过。

[54]需要指出的是，连接器70的截面形状为环形，并且在正二极管以上延伸。它的内周由叶片60的圆形外周限定。参照图13看出，正散热器的外周有一些用于使负二极管的尾部通过的缺口。图14上也是一样。因此连接器70的形状为环形，并且覆盖金属的正散热器板。作为变型，负二极管直接固定在后支承上。另外，上述罩子在负二极管处有一些开口，以便给负二极管通风。开口设在罩子的轴向环形边缘上。罩子的底部有一些与叶片相对的开口。

[55]要指出的是，图5A-8A中用一个长方形简要表示连接器70的电绝缘材料的部分。在图14中还可以看到，在电刷支座180附近设有一个电压调节器。

[56]另外，在保护罩柱形裙边中的负二极管支座处也设有一些开口，使负二极管支座通过对流和传导得到冷却。这对于图5-10的实施例特别有益；散热器51由穿过罩子的空气冷却。

Claims (18)

1.用于旋转电机的整流装置，该装置包括一个整体形状为一个长形板的多个正二极管的支座、一个为板形并成为旋转电机后支承的一部分的多个负二极管的支座、一个二极管连接器、以及一个冷却装置，所述冷却装置通过产生一种冷却流体的沿旋转电机轴向穿过整流装置的强迫流动进行冷却，所述正、负二极管的支座以及连接器在旋转电机的轴向上叠置，形成一个正散热器的正二极管的支座的朝向旋转电机轴的前表面上带有冷却叶片，所述冷却叶片在轴向流动中沿旋转电机的径向延伸，

该整流装置的特征在于，正散热器装置由至少一个模制零件(50，51，51’)形成，该零件的朝向上述轴的表面带有多个瘦长的冷却叶片，从而获得大的热交换面积。

2.如权利要求1所述的装置，它包括一个正二极管支座装置，该支座装置包括两个围绕旋转电机轴在周边方向对齐的长板形的二极管支座部分，其特征在于，支座装置通过三个固定件(53，54，54’，84，85)固定在后支承(68)上，其中一个固定件在两个部分(51)连接的区域(54，54’，84)。

3.如权利要求2所述的装置，其中，两个正二极管的支座部分中的每一个由一个单独的支座板构成，两个支座板排列成V形，并且它们的每个端部固定在后支承上，其特征在于，两个板的相邻固定件(54)相同。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，两个支座板(51，51’)中每个板与另一个板相邻的端部包括一个固定凸耳(54)，一个固定件通过的孔眼(55)穿过该固定凸耳，并且两个固定凸耳(54)在装配状态下叠置，使它们的通过孔眼(55)轴向相对。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，每个固定凸耳(54)的高度小于支座板的高度，并且高度为板的高度的一半。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，正二极管的两个支座部分由一个形状为V形的单一模制零件(50)构成。

7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，正二极管的两个支座部分由一个形状为一个圆弧的单一模制零件(50)构成。

8.如权利要求2所述的装置，其特征在于，冷却叶片(60)的向着旋转电机轴的定向的选择使得它们在两个支座部分形成的装置的中间区域径向延伸。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，叶片(60)的径向长度在正二极管(66)支座部分的长度上是变化的，使它们的前边缘在两个部分形成装置的中间区域位于一个与旋转电机轴同轴的圆弧上。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，冷却叶片(60)规则地分布在正二极管支座装置(50)的中间区域。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，正二极管(66)安装在正二极管支座装置(50，51)与旋转电机轴平行的后表面(62)上。

12.如权利要求2所述的装置，其特征在于，正二极管(66)的每个支座部分的与旋转电机轴平行的后表面(62)上带有一个从后表面(62)垂直突起并作为正二极管(66)的安装支座的矮墙(65，73，75，80)。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，矮墙(65)位于正二极管(66)的一个支座部分(51，51’)的后表面(62)的高度中间。

14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，矮墙(73，75)位于正二极管(66)的一个支座部分(51，51’)的后表面(62)的一个轴向端上。

15.如权利要求12所述的装置，其特征在于，安装在一个作为后支承(68)的一部分的支座(67)上的正二极管(66)和负二极管(69)头对脚地安装，或平行安装。

16.如权利要求2所述的装置，其特征在于，正二极管支座装置的形状为一个带有冷却叶片(60)的板，叶片(60)从它们的后部一直延伸到正二极管(66)附近。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，冷却叶片(60)在两个相邻正二极管(66)之间的区域中延伸。

18.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却流体是空气。