CN206180749U - 连接器、整流装置和相关的多相旋转电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于旋转电机的整流装置的连接器(11)，整流装置包括整流元件，所述连接器(11)包括电导体(13)的网络，用于将所述整流元件连接到定子相的输出部，所述电导体的网络被电绝缘材料包覆模制，其特征在于，电导体(13)包括圆线，其第一部分(45)关联到定子相且具有用于连接到定子相的环(51)。本实用新型还涉及相应的整流装置和多相旋转电机。

Description

连接器、整流装置和相关的多相旋转电机

技术领域

本实用新型涉及一种用于多相旋转电机(譬如用于马达的交流发电机)的整流装置的连接器部件。

本实用新型还涉及一种用于设置有轴承箱的多相旋转电机(特别是用于机动车的交流发电机)的整流装置，其类型是包括承载第一整流元件的散热器板、承载第二整流元件的支撑元件、以及插置在散热器和支撑元件之间的连接器。

本实用新型还涉及包括这样的装置的旋转电机。本实用新型更特别地涉及一种多相旋转电机，特别是用于机动车的交流发电机或交流发电机-起动器，包括整流装置。

背景技术

整流装置被提供用于将感生的交流电流转换为直流电流，特别是用于馈送给机动车的车载网络的消耗件，且给如机动车电池的车辆能量积蓄器充电。

交流发电机通常包括壳体，且在壳体内部包括可旋转地连接到轴的转子，以及围绕转子的多相定子。

根据已知实施例，旋转电机的壳体可为两个部分，即前端板和后端板。端板通常被分别称为前轴承箱和后轴承箱。轴承箱形状可为环形并且中空。轴承箱是金属的，因此是导电的，例如由铝制成。它们用于被固定到一固定部分，该固定部分连接到机动车的接地端，该接地端连接到电池的负端子。前或后轴承可承载整流装置的至少一个整流桥和电压调节器。

定子的每个相包括至少一个绕组。定子相的绕组例如为三相绕组，其输出部被连接到属于整流装置连接器的输入部。定子的相数取决于应用，且可以大于三，一个或两个整流桥可以被提供。

转子可包括两个极轮和承载激励线圈的圆柱形芯部。当激励线圈被供电时，铁磁材料的转子被磁化且成为感应转子。当轴旋转时，这在定子的绕组中产生感生的交流电流。整流装置由此将感生的交流电流转换为直流电流，特别是用于馈送给机动车的车载网络的消耗件，且给机动车的电池充电。

整流装置可包括属于至少一个整流桥的诸如二极管或MOSFET型晶体管这样的整流元件。第一整流元件，譬如二极管，被称为正二极管，且第二整流元件，譬如二极管，被称为负二极管。

整流装置例如固定到后轴承箱，以及支撑负二极管的元件包括轴承箱的形成散热器的板，所述散热器被称为负散热器。

承载第一整流元件的散热器板当前被称为正散热器板。

正散热器承载交流发电机的正端子，叫做B+，其对应于交流发电机的要经由电线连接到电池正端子的经整流的输出部。

正散热器通过连接器与负散热器隔开，该连接器由电绝缘材料制成，例如塑料材料，该电绝缘材料模制到一组扁平电导体(局部可见)上。

正散热器和连接器可以轴向地并置，且利用电绝缘件(例如通过螺栓和螺母)固定到轴承箱。连接器由此轴向地插置在正散热器和负散热器之间。“轴向地”此处被用于针对冷却流体的流动方向，所述冷却流体例如空气流。

连接器被提供用于将诸如二极管这样的整流元件连接到定子相的输出部。

连接器，借助其导体，与二极管一起形成属于整流装置的整流桥。

进一步地，整流装置被布置为使得诸如空气流这样的冷却流体流可流动通过整流装置。位于散热器上方的整流元件被空气流冷却。

根据已知的方案，正散热器可设置有轴向开口和用于冷却正二极管的翅片。连接器配置为允许空气在正散热器的轴向开口的下方自由通过，与后轴承箱中的进气开口匹配。

例如，由转子上的一个风扇的旋转导致的空气流穿过正散热器中的轴向开口和负散热器中的进气开口，以便冷却整流装置。散热器借助于其翅片以及其开口、主要通过对流而被冷却。

此外，在现有技术方案中，连接器的电导体可包括平坦轨道，所述轨道造成连接器的复杂性和一定制造成本。

此外，这些轨道在定子相一侧上的连接可能不是可靠的。

由此，期望进一步以简单的方式改善连接器，且特别是其与定子相的连接。

实用新型内容

为了实现该目的，本实用新型提出了一种用于旋转电机的整流装置的连接器，整流装置包括整流元件，所述连接器包括电导体的网络，用于将所述整流元件连接到定子的多相的输出部，所述电导体的网络由电绝缘材料包覆模制，

其特征在于，电导体包括圆线，其第一部分关联到所述定子的多相且具有用于连接到定子相的环。

与在这样的应用中使用的扁线相比，圆线更简单。圆线还简化了金属轨道被电绝缘材料(譬如塑料材料)的包覆模制。

设置在定子相一侧上的环允许到定子相的可靠连接。该连接可以通过将定子相压紧和焊接在环中而实现。

根据获得其他优势的、单独或结合地采用的其他特征：

-圆线具有约1.2mm到2mm的直径，

-所述第一部分为裸露部分，

-电导体包括第二部分和第三部分，用于连接成对的整流元件，例如通过焊接连接。更精确地，第二部分可提供用于连接正整流元件，且第三部分可提供用于连接负整流元件，

-用于连接整流元件的第二和第三部分是大致扁平的，用于更好地焊接例如二极管的尾部，且避免当焊接时在二极管的所述尾部和扁平轨道之间的间隙，

-所述第二部分和第三部分为裸露部分，

-电导体具有大致波形形状，

-至少一个扁平部分在波形件的任一侧上具有垂直轨道。

本实用新型还涉及一种用于旋转电机的整流装置，所述旋转电机包括转子和围绕转子的多相定子，所述整流装置包括：

-正散热器，承载第一正整流元件，

-负散热器，承载第二负整流元件，以及

-如上所述的连接器，布置在正散热器和负散热器之间，用于将整流元件连接到定子的多相的输出部。

根据一个实施例，整流装置意图布置为被冷却流体横向穿过，且至少一个散热器被实现为散热器板，所述散热器板包括两个相对边缘，且能够承载要被连接到所述旋转电机的定子的一个相的整流元件，散热器板的一个边缘具有凸缘，该凸缘具有相对于由散热器板限定的平面倾斜的表面，且被布置为朝向整流元件引导冷却流体。

该散热器板比现有技术的散热器板具有更简单的形式。

此外，倾斜的凸缘被布置为引导冷却流体，譬如空气，从而来自整流装置外侧并抵达凸缘的空气遵从凸缘的形状，且然后抵达由散热器板承载的整流元件。

凸缘由此被布置为其倾斜表面朝向整流装置的外侧延伸。

这样的具有凸缘的散热器板可以通过冲压产生，由此降低制造成本。

根据获得其他优势的、单独或结合地采用的其他特征：

-散热器板包括用于接收整流元件的容置部，且凸缘沿用于接收所述整流元件的所述容置部延伸，进一步改善整流元件(譬如二极管)的冷却，

-所述容置部实现为孔，且其中，所述孔由套环围绕，其中所述套环具有朝向相关孔倾斜的入口斜面，用于朝向所述孔引导冷却流体，以更好地冷却由散热器板承载的整流元件，

-显示出带有倾斜表面的凸缘的散热器板的边缘用于面向旋转电机的转子的旋转轴，布置在距转子集电器的保护器一预定距离处，

-凸缘的倾斜表面与由散热器板限定的平面形成约30°到60°的角度，优选为45°的角度，

-凸缘沿散热器板的相关边缘具有可变高度，其中在到凸缘的端部处具有最小高度，且在凸缘的大致中部处具有最大高度，

-散热器板包括用于安装连接端子的安装元件和用于防止连接端子旋转的壁，该壁布置为接近安装元件且基本垂直于由散热器板限定的平面。连接端子B+对应于交流发电机的经整流的输出部，且意图连接到车辆的能量积蓄器(譬如电池)的正端子，

-连接端子B+可以是具有大致“T”形形状的螺钉，其头部邻接抵靠散热器板的所述壁，

-散热器板具有约2mm到5mm的厚度，优选为3mm，

-散热器板具有弧形形状，其具有两个相对的大致弧形弯曲的边缘，

-正散热器实现为散热器板，负散热器为旋转电机的壳体的轴承箱的一部分，所述转子和定子布置在所述壳体内，

-正散热器和连接器意图固定到包括负散热器的轴承箱。

整流装置可以用于机动车，且第一正整流元件用于连接到车辆的能量积蓄器的正端子，且第二负整流元件被接地。

例如，整流元件包括二极管。

本实用新型还涉及一种包括这样的整流装置的多相旋转电机。

多相旋转电机可以为机动车交流发电机。

附图说明

本实用新型的其他特征和优势将在阅读以下通过说明性和非限制性示例给出的描述时和从附图中变得显而易见，在附图中：

图1是根据本实用新型的用于旋转电机的整流装置的透视图；

图2是图1的整流装置的正视图；

图3是图1的整流装置的侧视图；

图4显示了图1的整流装置的正散热器板的第一透视图；

图5显示了散热器板的第二透视图；

图6是散热器板的俯视图；

图7是沿图6的轴线D-D的视图，示出了散热器板的凸缘的一个侧端部；

图8是沿图6的轴线A-A的散热器板的凸缘的视图，

图9是沿图6的轴线E-E的视图，示出了散热器板的用于接收正二极管的第一孔；

图10显示了交流发电机的正端子B+，其被筒体围绕且安装在正散热器板上，以及

图11示出整流装置的连接器。

在这些附图中，基本相同的元件具有相同的附图标记。

具体实施方式

本实用新型涉及一种旋转机械，其包括整流装置1，如图1到3所示。

旋转机械更精确地为多相旋转电机，譬如机动车的三相型交流发电机。

交流发电机(未示出)包括壳体，且在其内部包括可旋转地连接到轴的转子，以及围绕转子的多相定子。

旋转电机的壳体包括前轴承箱和后轴承箱，所述前轴承箱和后轴承箱为金属的，例如由铝制成，且由此是导电的，且所述前轴承箱和后轴承箱意图固定到连接到机动车接地端的固定部件，该接地端连接到机动车电池的负端子。

后轴承箱可承载整流装置1的一个整流桥，如下文所述。

整流装置1包括整流元件，譬如二极管3，5。替代地，整流元件可为MOSFET型的晶体管。

整流装置1还包括：

-第一散热器板7，用于承载第一二极管3，被称为正散热器7的第一散热器板用于连接到机动车电池的正端子，

-元件9，用于支撑第二二极管5，被称为负散热器9的支撑元件9用于连接到接地端，且由此连接到机动车电池的负端子，以及

-连接器11，用于将二极管3、5连接到定子相的输出部，其布置在正散热器7和负散热器9之间。

例如，整流装置1可包括三对整流元件，即三个第一二极管3和三个第二二极管5。

这些二极管3、5每一个设置有基本圆柱形体部、和尾部，该体部形成用于分别与正散热器7和与负散热器9电连接的端子，该尾部形成用于与电导体13的网络电连接的另一端子，所述电导体属于连接器11。

仅第二二极管5的尾部在图1-3中可见。

第一二极管3被称为正二极管，这是由于承载它们的正散热器7用于连接到机动车电池的正端子；而第二二极管5称为负二极管，这是由于承载它们的负散热器9用于接地，且因此连接到电池的负极。

整流装置1意图被布置为被冷却流体流横穿，冷却流体流此处为空气流。空气流的方向在图3中由箭头F示意性地示出。当机器的转子旋转时，机器中的风扇的旋转产生空气流，由此冷却整流元件。

正散热器

图4到6更具体地显示了散热器板，形成用于诸如机动车交流发电机这样的旋转电机的整流装置1的正散热器7。

散热器板7可以通过冲压产生。

散热器板7为导电和导热的。

散热器板7用于固定在交流发电机的壳体的轴承箱上，例如固定在后轴承箱上。为此，固定孔14可以被设置到散热器板7的每个端部。

如前所述，散热器板7是用于整流装置1的整流元件(此处为第一二极管3，即正二极管3)的支撑件。

为此，诸如孔这样的容置部被布置在散热器板7上，用于接收二极管。在所述的实施例中，第一孔15，即三个第一孔15，被布置在散热器板7上用于接收第一正二极管3。

正二极管3的体部可以每个被压配合在散热器板7的第一孔15中。

第二孔17也可以被设置在散热器板7上，从而当组装整流装置1时，由负散热器9支撑的负二极管5的尾部可穿过这些第二孔17。

散热器板7可以具有约2到5mm的厚度t，优选约3mm，如可以在图4-5上方看到的。在此，厚度t在整个板7上是恒定的。

该散热器板7此处具有总体弧形形状，其具有两个相对的弧形弯曲边缘19、21。

更具体地，散热器板7具有用于面向交流发电机的转子的旋转轴(未示出)的第一弯曲边缘19，和与第一弯曲边缘19相对的第二弯曲边缘21。

如上所述，散热器板7意图布置为被冷却流体流横穿，冷却流体流此处为空气流，示意性地由图4和5中的箭头F示出。定位在散热器板7上方的整流元件被空气流冷却。

散热器板7的第一弯曲边缘19还可以包括凸缘23。凸缘23意图被布置为引导空气流以便于改善二极管的冷却。

这样的凸缘23可以被冲压。

凸缘23大体相对于由散热器板7限定的平面P倾斜。更精确地，凸缘23被朝向整流装置1的外侧折叠，如从图3中可见，从而在连接器11相对侧上可见，且由此升高离开散热器板7的平面表面。

在所述实施例中，凸缘23具有大致肘形形状。如在图5中可见，凸缘23可由通过联接边缘27结合到散热器板7的倾斜表面25形成，此处联接边缘27为倒圆边缘27。

参考图7和8，凸缘23的倾斜表面25与散热器板7限定的平面表面P形成约30°到60°的角度，例如45°。

因此，当空气流根据图3到5上的箭头F穿过整流装置1时，空气流顺着凸缘23的倾斜表面25，并抵达三个第一二极管3上，用于冷却所述二极管3。

倾斜表面25可以沿第一弯曲边缘19以可变的高度h延伸，如图6到8所示。倾斜表面25可以在其端部处具有最小高度h(图7)，高度沿第一弯曲边缘19逐渐升高(图8)，以大体在凸缘的中部达到最大高度。例如，凸缘23的倾斜边缘25的高度h在2.9mm到5.7mm的范围内变化。

凸缘23也可以遵循相关弯曲边缘29的形状而大致弧形地弯曲。

此外，在所示实施例中，凸缘23没有设置在第一弯曲边缘19的整个长度上。至少，凸缘23沿用于接收第一二极管3的作为第一孔15的容置部延伸。有利地，凸缘23形成为面向用于接收第一二极管3的所有第一孔15，以便于朝向所有第一二极管3引导空气流。

为了进一步改善第一二极管的冷却，用于接收第一二极管3的第一孔15可以设置有围绕每一个第一孔15的套环29。这样的套环29在图4和9中更清楚地示出。

套环29形成位于布置为在空气流中的散热器板7的平面表面上的突起。在非限制性示例中，套环29对于约3mm厚度的散热器板7具有约1.8mm到2mm的厚度。

围绕用于接收第一二极管3的第一孔15的套环29在二极管比散热器板7更厚时是特别需要的，由此防止二极管的一部分没有被装配在散热器板7中。

围绕第一孔15的套环29可以通过使散热器板7局部变形来形成。

此外，围绕相关的第一孔15的套环29可以设置有入口斜面31(参考图4)，入口斜面31朝向孔15倾斜以获得第一二极管3的更好冷却。

此外，凸缘23可意图布置在距转子的集电器的保护器(未示出)一预定距离处。

此外，关于热扩散，第三孔33(冷却流体，此处为空气，能够在其中穿过)可以布置为接近凸缘23且在用于接收正二极管3的第一孔15之间。

这些孔33有利地设置在散热器板7的最暖和的区域上，以改善冷却。

散热器板7还是导电的。由散热器板7承载的正二极管3被用于电连接到连接端子，此处为交流发电机的正端子，叫做端子B+，其对应于交流发电机的经整流的输出部(未示出)。正端子B+意图经由电线连接至机动车电池的正端子。

为此，散热器板7的体部具有凸伸部35，凸伸部35具有安装元件，此处为孔37(参考图5-6)，用于安装连接端子B+，如图4所示。

根据所述实施例，筒体39围绕端子B+。端子B+由此装配在围绕端子B+的所述筒体39中。

端子B+此处大体垂直于由正散热器板7限定的平面P取向。

该端子B+此处为螺柱，大体在图4和10中示出。端子B+可以通过安装孔37装配在散热器板7上。

如图10中更清晰可见，端子B+可以具有大致“T”形形状，当端子B+装配在安装孔37中时其头部接触散热器板7。

有利地，防旋转装置可以被设置以防止端子B+旋转。

散热器板7可以包括这样的防旋转装置。根据图5和6所示的实施例，散热器板7在用于接收端子B+的安装孔37附近包括壁41。该壁41被布置为使得T形形状的端子B+的头部邻接抵靠壁41，该壁41由此提供防旋转功能。

参考图5，壁41可以布置为基本垂直于由散热器板7限定的平面P，且由此形成散热器板7的所谓回退区域(fall-back zone)。

作为示例，壁41可以是约4mm高。

负散热器

后轴承箱包括用于负整流元件(此处为负二极管5)的支撑件。轴承箱因此包括负散热器9，其通过传导和对流来排放热量。

负二极管5例如通过它们的体部压配合在负散热器9中的相关孔中，且它们的尾部穿过正散热器7上的相关孔17。

连接器

现在参考图3和11，连接器11具有体部，所述体部布置为与正散热器板7平行。

连接器11和正散热器7通过固定构件而固定到负散热器9，所述固定构件穿过对齐的固定孔14、43，所述孔分别制造在正散热器7和连接器11中。这些固定构件可以是铆钉、或螺钉或螺栓。

连接器11的体部(图11)由电绝缘材料制成，在此由塑料材料制成，其中通过包覆模制嵌入有电导体13的网络。

这些导体13局部可见，也就是说，裸露或没有包覆模制，以形成分别与定子相的绕组的输出部、与正二极管3的尾部和与负二极管5的尾部形成电连接。

由此，连接器11具有电导体，其在此为金属轨道的形式，用于将一对二极管3、5的尾部与定子线圈的相绕组的输出部(未示出)连接在一起，以形成在正散热器7和负散热器9之间的桥。

根据优选实施例，电导体13为圆线13。现有技术中扁线的方案在此处被圆线替代，该圆线例如由铜制成，具有一定刚性。以简单的圆线替代常用的扁线降低了生产成本，且允许更简单的模制塑料件。

圆线13可以具有约1.2mm到2mm的直径。

电导体13呈现第一裸露部分45，用于连接到定子相的输出部，第二裸露部分47，用于焊接第一二极管3的尾部，和第三裸露部分49，用于焊接第二二极管5的尾部。

金属轨道13的每个裸露部分45、47、49可具有大致波形形状。

用于连接定子相的输出部的第一裸露部分45此处每个设置有环51，相输出部可以压紧和焊接在环51内。

可选地，用于焊接第一二极管3和第二二极管5的尾部的第二和第三裸露部分47、49可以被扁平化。在用于焊接二极管的水平处冲压线迹允许更好的焊接。

此外，一个或多个部分47、49可以在波形形状的任一侧上具有垂直轨道。

与通常的具有复杂形状的模铸散热器相反，如前所述的金属板7形式的正散热器可以通过例如冲压来实现。这样的散热器板7具有简化的设计，减小的重量和尺寸，和导致制造成本减小。

散热器板7的凸缘23引导空气，使得它顺着凸缘23并冷却二极管，其改善了散热。

最后，如上所述的具有简化圆线的连接器11还降低了制造成本并简化了包覆模制件。此外，直接在二极管尾部的水平处成形金属轨道13，例如使金属轨道扁平化，在焊接时避免了在尾部和轨道之间的间隙。这允许更好的焊接。

Claims (20)

1.一种用于旋转电机的整流装置的连接器(11)，所述整流装置包括整流元件(3，5)，所述连接器(11)包括电导体(13)的网络，用于将所述整流元件(3，5)连接到定子的多相的输出部，所述电导体(13)的网络由电绝缘材料包覆模制，

其特征在于，所述电导体(13)包括圆线，其第一部分(45)关联到所述定子的多相且具有用于连接到定子一相的环(51)。

2.如权利要求1所述的连接器(11)，其特征在于，所述环(51)被设置用于压紧和焊接定子一相。

3.如权利要求1所述的连接器(11)，其特征在于，所述圆线具有1.2mm到2mm的直径。

4.如前述权利要求1-3中任一项所述的连接器(11)，其特征在于，所述电导体(13)包括第二部分(47)和第三部分(49)，用于连接成对的整流元件(3，5)。

5.如权利要求4所述的连接器(11)，其特征在于，所述成对的整流元件(3，5)通过焊接连接。

6.如权利要求4所述的连接器，其特征在于，用于连接整流元件(3，5)的所述第二部分和第三部件(47，49)是扁平的。

7.如前述权利要求1-3，5，6中任一项所述的连接器(11)，其特征在于，所述电导体(13)具有波形形状。

8.如权利要求7所述的连接器(11)，其特征在于，至少一个扁平部分(47、49)在波形件的任一侧上具有垂直轨道。

9.一种用于旋转电机的整流装置(1)，所述旋转电机包括转子和围绕转子的多相定子，所述整流装置(1)，包括：

-正散热器(7)，承载第一正整流元件(3)，

-负散热器(9)，承载第二负整流元件(5)，以及

-如前述权利要求中任一项所述的连接器(11)，布置在所述正散热器(7)和所述负散热器(9)之间，用于将所述整流元件(3，5)连接到所述定子的多相的输出部。

10.如权利要求9中所述的整流装置(1)，意图布置为被冷却流体横穿，其特征在于，至少一个散热器被实现为散热器板，所述散热器板包括两个相对边缘(19，21)，且能够承载要被连接到所述旋转电机的定子的一个相的整流元件(3)，

其特征在于，所述正散热器(7)的一个边缘(19)具有凸缘(23)，该凸缘(23)具有相对于由所述正散热器(7)限定的平面(P)倾斜的表面(25)，且被布置为朝向所述整流元件(3)引导所述冷却流体。

11.如权利要求10所述的整流装置(1)，其特征在于，所述正散热器(7)包括用于接收所述整流元件(3)的容置部(15)，且其中，所述凸缘(23)沿用于接收所述整流元件(3)的所述容置部(15)延伸。

12.如权利要求11所述的整流装置(1)，其特征在于，所述容置部(15)实现为孔，且其中所述孔由套环(29)围绕，其中所述套环(29)具有朝向相关孔倾斜的入口斜面(31)，用于朝向所述孔引导所述冷却流体。

13.如权利要求10-12中任一项所述的整流装置(1)，其特征在于，所述凸缘(23)的倾斜表面(25)与由所述散热器板(7)限定的平面(P)形成30°到60°的角度(α)。

14.如权利要求13所述的整流装置(1)，其特征在于，所述角度为45°。

15.如权利要求10-12，14中任一项所述的整流装置(1)，其特征在于，所述凸缘(23)沿所述散热器板(7)的相关边缘(19)具有可变高度(h)，其中在到所述凸缘(23)的端部处具有最小高度，且在所述凸缘的大体中部处具有最大高度。

16.如权利要求10-12，14中任一项所述的整流装置(1)，其特征在于，所述正散热器(7)实现为散热器板，且所述负散热器(9)为旋转电机的壳体的轴承箱的一部分，所述转子和定子布置在所述壳体内。

17.如权利要求16所述的整流装置(1)，其特征在于，所述正散热器(7)和连接器(11)用于固定到包括所述负散热器(9)的轴承箱。

18.如权利要求9-12，14，17中任一项所述的整流装置(1)，用于机动车，其特征在于，第一正整流元件意图连接到车辆的能量积蓄器的正端子，且第二负整流元件意图被接地。

19.如权利要求9-12，14，17中任一项所述的整流装置(1)，其特征在于，所述整流元件包括二极管。

20.一种多相旋转电机，譬如机动车交流发电机，包括如权利要求9至19中任一项所述的整流装置(1)。