CN212649297U - 一种爪极式转子及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种爪极式转子，所述转子包括爪极和风扇；所述爪极套设在所述转子的转子铁芯上；风扇包括第一风扇和第二风扇，第一风扇和第二风扇固定在爪极的两侧，第一风扇包括第一基板和若干第一扇叶，第一扇叶设置在第一基板的端部；第二风扇包括第二基板和若干第二扇叶，第二扇叶设置在第二基板的端部；所述第一基板和第二基板均与所述爪极的端面焊接连接，且焊接的焊接点设置于未与所述爪极的端面完全贴合的所述第一扇叶和所述第二扇叶的一侧，通过调整风扇和爪极之间焊点和前后风扇的位置，能有效降低风扇在高速运行时风扇的应力以及风扇之间的风阻，提升可靠性和单个风扇的稳定性。

Description

一种爪极式转子及电机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，特别涉及一种爪极式转子及电机。

背景技术

旋转电机包括围绕轴线旋转可动的转子和围绕转子的固定定子，转子-定子组件安装在轴承中。在交流发电机模式中，当转子旋转时，它向定子感应磁场，定子将该磁场转换成电流以为车辆的耗电器供电并为电池再充电。在马达模式中，定子是被供电的并且感应出驱动转子旋转的磁场。

风扇安装在转子上并具有在旋转电机内部产生空气流通的功能，以冷却所述机器的最热的活动部件。特别是，风扇可允许冷却功率电子器件、轴承、转子绕组和定子绕组。

但是在强迫风冷爪极式电机运行过程中容易出现风燥大，风叶承受过大应力而失效，这种情况在高转速电机中更为明显。这种情况的存在给强迫风冷爪极式电机的电机性能、运行品质、产品寿命带来了直接的影响。

因此亟需新的技术方案解决现有技术存在的问题。

实用新型内容

针对现有技术的上述问题，本实用新型的目的在于，提供一种爪极式转子及电机，能解决现有技术中电机运行时风噪过大，造成风扇叶片损坏，从而影响电极性能的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的具体技术方案如下：

一方面，本实用新型提供一种爪极式转子，所述转子包括爪极和风扇；

所述爪极套设在所述转子的转子铁芯上；

所述风扇包括第一风扇和第二风扇，所述第一风扇和所述第二风扇固定在所述爪极的两侧，所述第一风扇包括第一基板和若干第一扇叶，所述第一扇叶设置在所述第一基板的端部；所述第二风扇包括第二基板和若干第二扇叶，所述第二扇叶设置在所述第二基板的端部；

所述第一基板和所述第二基板均与所述爪极的端面焊接连接，且所述焊接的焊接点设置于未与所述爪极的端面完全贴合的所述第一扇叶和所述第二扇叶的一侧。

进一步地，所述爪极包括第一爪极和第二爪极，所述第一爪极和所述第二爪极相互扣合；

所述第一基板与所述第一爪极的端面贴合，所述第二基板与所述第二爪极的端面贴合。

进一步地，所述第一扇叶包括至少与所述第一爪极的端面完全贴合的部分，所述第二扇叶包括至少与所述第二爪极的端面完全贴合的部分。

进一步地，所述第一扇叶中与所述第一爪极的端面完全贴合的部分设有加强筋，所述第二扇叶中与所述第二爪极的端面完全贴合的部分设有加强筋。

作为可选地，多个所述第一基板上的焊接点与所述第一基板中心之间的距离相等，多个所述第二基板上的焊接点与所述第二基板中心之间的距离相等。

进一步地，所述第一基板的中心设有第一通孔，所述第二基板的中心设有第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔均与所述爪极同轴设置。

进一步地，所述第一通孔内侧壁相对的两侧设置有第一定位孔和第二定位孔，所述第二通孔的内侧壁设有第三定位孔；所述第一定位孔和所述第二定位孔所在直线为第一定位轴，所述第三定位孔和所述第二通孔的圆心所在直线为第二定位轴，所述第一定位轴和所述第二定位轴呈预设夹角。

作为优选地，所述预设夹角为25±2.5°。

作为优选地，所述第一扇叶的叶片数为11，所述第二扇叶的叶片数为13。

另一方面，本实用新型还提供一种电机，所述电机包括定子和上述所述的爪极式转子。

采用上述技术方案，本实用新型所述的一种爪极式转子及电机具有如下有益效果：

1.本实用新型所述的一种爪极式转子及电机，通过调整风扇和爪极之间焊点的位置关系，能有效降低风扇在高速运行时风扇的应力，减少运行时的疲劳，提升可靠性。

2.本实用新型所述的一种爪极式转子及电机，尽可能的将风扇叶片靠近爪极端面上，能减少风扇在高速运行时的音噪，提升电机运行的主观认可度。

3.本实用新型所述的一种爪极式转子及电机，通过调整前后风扇的相对位置关系，可以有效降低两个风扇之间的风阻，提高了单个风扇的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1本实用新型所述的爪极式转子结构示意图；

图2是图1中A部分放大示意图；

图3本实用新型所述的爪极式转子的结构示意图；

图4是图3中第一风扇的结构示意图；

图5是图3中第二风扇的结构示意图。

图中：1-爪极，2-风扇，3-转子铁芯，11-第一爪极，12-第二爪极，21-第一风扇，22-第二风扇，23-焊接点，24-加强筋，211-第一基板，212-第一扇叶，213-第一通孔，221-第二基板，222-第二扇叶，223-第二通孔，2131-第一定位孔，2132-第二定位孔，2231-第三定位孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

电机作为紧凑和多相的动力装置，多用在机动车辆领域，电机通过交流发电机模式将机械能转化成电能，并且可以在马达模式操作以将电能转换成机械能，该电机可以包括交流发电机、交流发电机-起动器或可逆电机。

旋转电机包括壳体。在该壳体内，它还包括轴、与轴旋转联结的转子和围绕转子的定子，而爪极式转子是在转子的转子铁芯上套设爪极，由于电极在高速的运行中会产生热能，因此需要在转子上设置风扇进行冷却，风扇的功能是产生冷却流体的流通，冷却流体在正常情况下为空气，用于冷却电机的发热的活动部件，这些热部件例如是电子组件的二极管或晶体管，轴承，转子的线圈或定子的绕组等，使得上述零部件在合理的温度范围内运行，有助于电机长期稳定运行。

在本说明书的其余部分中，命名轴向、径向、外部和内部参考在其中心穿过轴的轴线X。轴向方向对应于轴线X，而径向取向对应于与轴线X相交、特别是垂直的平面。对于径向方向，命名外部或内部相对于相同的轴线X判断，命名内部对应于朝向轴线取向的元件，或者相对于第二元件更靠近轴线的元件，命名外部指远离轴线。

在本说明书实施例中，如图1所示，为爪极式转子的结构示意图，具体为转子动力输入端的结构示意图，如图3所示，为爪极式转子的侧面结构示意图，其中图3a为爪极式转子中第二风扇结构示意图，即第二风扇在径向方向的示意图，图3b为爪极式转子的侧面结构示意图，即爪极式转子在轴向方向的示意图，图3c为爪极式转子中第一风扇结构示意图，即第一风扇在径向方向的示意图，其中在该爪极式转子中设置有爪极1和风扇2，所述爪极1套设在所述转子的转子铁芯3上，所述转子铁芯3上缠绕线圈，在所述转子的两侧分别设置有第一风扇21和第二风扇22，所述第一风扇21和所述第二风扇22均固定在爪极1上。

所述第一风扇21包括第一基板211和若干第一扇叶212，所述第一扇叶212设置在所述第一基板211的端部；所述第二风扇22包括第二基板221和若干第二扇叶222，所述第二扇叶222设置在所述第二基板221的端部；也就是说，所述第一扇叶212是设置在所述第一基板211的外周边，并沿所述第一基板211的轴向延伸，相应地，所述第二扇叶222是设置在所述第二基板221的外周边，并沿所述第二基板221的轴向延伸。

作为优选地，所述第一风扇21为一体成型结构，所述第二风扇22为一体成型结构，这样能增加所述第一扇叶212和所述第一基板211的连接强度，以及所述第二扇叶222和所述第二基板222的连接强度，从而避免风扇的扇叶发生晃动而产生的噪声。

所述第一扇叶212相对所述第一基板211的轴向向外突出设置，第一扇叶212可以包括内径部和外径部，所述内径部是直接和所述第一基板211连接的部位，并且所述内径部位所述第一基板211轴向的延伸，所述外径部与所述内径部可以呈直角设置，这样所述第一扇叶212之间的空隙会形成向外扩散的通风通道。

相应地，所述第二扇叶222相对所述第二基板221的轴向向外突出设置，第二扇叶222可以包括内径部和外径部，所述内径部是直接和所述第二基板221连接的部位，并且所述内径部位所述第二基板221轴向的延伸，所述外径部与所述内径部可以呈直角设置，这样所述第二扇叶222之间的空隙会形成向外扩散的通风通道。

需要说明的是，所述第一扇叶212在所述第一基板211上的垂直投影不会超过所述第一基板211的范围，所述第二扇叶222在所述第二基板221上的垂直投影不会超过所述第二基板221的范围。

再次需要说明的是，所述第一扇叶212的形状和所述第二扇叶222的形状根据不同的电机类型和功能设置不同，具体地，所述第一扇叶212和所述第二扇叶222的形状不同。

在本说明书实施例中，所述第一扇叶212和所述第二扇叶的数量根据不同的爪极1尺寸设置，具体地，所述第一扇叶212的叶片数为11片，所述第二扇叶222的叶片数为13片，通过对扇叶叶片的设置可以减小所述第一风扇211和所述第二风扇221之间的阻力，减少叶片发生偏移。

所述爪极1包括互相卡合的第一爪极11和第二爪极12，所述第一爪极11和所述第二爪极12均被设置为呈一定夹角设置的端面和爪手，具体地，所述爪极的端面和爪手呈直角设置，所述第一爪极11的爪手和所述第二爪极12的爪手相互卡合，能将转子铁芯3完全卡合在所述第一爪极11和所述第二爪极12中间。

所述第一爪极11的爪手和所述第二爪极12的爪手相互卡合的部位可以形成空气流通的通道，在电机运行的过程中，由于风扇的作用，可以带动冷却气流通过爪手之间的通道。

在本说明书实施例中，所述第一基板211和所述第二基板221为平坦结构，根据所述爪极的端面形状设置，具体地，所述第一基板211和所述第二基板221可以是圆环状，第一基板211中心设有第一通孔213，所述第二基板221的中心设有第二通孔223，所述第一通孔213和所述第二通孔223均与所述爪极1同轴设置，这样就能保证转子转轴的通过，作为可选地，所述第一通孔212和所述第二通孔223尺寸可以大于所述爪极1开口的尺寸。

在本说明书实施例中，所述第一基板211与所述第一爪极11的端面贴合，并固定在所述第一爪极11的端面上，所述第二基板221与所述第二爪极12的端面贴合，并固定在所述第二爪极12的端面上，再结合上述讨论的第一扇叶212和所述第二扇叶222的结构，所述第一风扇21和所述第一爪极11的装配位置可以理解为背靠背方式，所述第二风扇22和所述第二爪极12的装配位置可以理解为背靠背方式。

其中所述第一基板211和所述第二基板221均通过点焊的方式固定，而且所述焊接的焊接点23设置于未与所述爪极1的端面完全贴合的所述第一扇叶212和所述第二扇叶222的一侧。

在本说明书实施例中，所述第一扇叶212包括至少与所述第一爪极11的端面完全贴合的部分，所述第二扇叶222包括至少与所述第二爪极12的端面完全贴合的部分。

需要说明的是，本说明书实施例中所述第一扇叶212可以尽量多的完全贴合在所述第一爪极11的端面上，所述第二扇叶222可以尽量多的完全贴合在所述第二爪极12的端面上，由于爪极1的爪手之间的开口是气流的通道，因此那些没有完全贴合在爪极上的扇叶会在气流的通道上，换句话说，就是气流在流通中会冲击扇叶，扇叶承受过大应力，从而引起扇叶发生径向偏移而震颤，导致产生一定的噪音，严重时，还会导致扇叶失效。

示例地，如图2所示，为一处未完全落在爪极端面上的叶片，在电机进行高速运行时，当风扇受离心力时，折弯的叶片会有展开的趋势，叶片向爪极轴向位移导致本体翘起而产生噪声，叶片裁剪处也会出现应力集中现象，不利于风扇结构的稳定性，因此，风扇与爪极的相对位置应满足经可能多的将叶片落在爪极的端面上。

在本说明书实施例中，所述风扇2和所述爪极1之间采用电焊的方式连接，并且焊接点23设置于未与所述爪极1的端面完全贴合的所述第一扇叶212和所述第二扇叶222的一侧，也就是说，由于为完全贴合在所述爪极1端面的扇叶不稳定，需要在靠近该扇叶的位置设置焊接点，增加其稳定性，避免在气流的冲击下发生晃动或者弯曲，另外所述焊接点23可以设置在第一基板221和第二基板222上，能提高所述第一风扇21和所述第二风扇22的稳定性。

另外所述第一基板211上的焊接点23与所述第一基板211中心之间的距离相等，所述第二基板221上的焊接点23与第二基板221中心之间的距离相等，这样能各个方面基板固定的稳定性，避免出现受力不均的情况。

需要说明的是，在进行焊点具体位置选择时，可以考虑以应力最小区域(如偏差在20MPa以内)作为目标进行，同时综合考虑尽可能多的焊点总应力最小，上述焊点的选择可以先通过应力模拟分析得到。

由于风扇和爪极之间需要设置定位孔进行定位，便于固定和焊接，如图4和图5所示，因此在第一风扇21的第一通孔内侧壁相对位置设置第一定位孔2131和第二定位孔2132，所述第一定位孔2131和所述第二定位孔2132定位穿过所述第一通孔213的圆形，将所述第一定位孔2131和所述第二定位孔2132所在直线定义为第一定位轴，在所述第二通孔223的内侧壁设有第三定位孔2231，将所述第三定位孔2231和所述第二通孔223的圆心所在直线定义为第二定位轴，通过将所述第一定位轴和所述第二定位轴交错设置，即所述第一定位轴和第二定位轴呈预设夹角设置，可以有效减少两个风扇的风阻，具体地，所述预设夹角为25±2.5°，在该角度下可以实现将两个风扇之间的风阻减小到最优值。

在本说明书实施例中，还可以在所述第一扇叶212和所述第二扇叶22上设置加强筋24，进一步加强第一风扇21和第二风扇22的强度，具体地，所述加强筋24设置在所述第一扇叶(212)中与所述第一爪极(11)的端面完全贴合的部分，以及所述第二扇叶(222)中与所述第二爪极(12)的端面完全贴合的部分。由于未完全与爪极的端面贴合的扇叶一般呈悬空或半悬空状态，增加加强筋后会将叶片的变形量全部集中在加强筋的根部导致应力集中，去掉加强筋后，应力会分散到整个叶片。

通过上述提供的一种爪极式转子及电机可以取得如下有益效果：

1)本实用新型所述的一种爪极式转子及电机，通过调整风扇和爪极之间焊点的位置关系，能有效降低风扇在高速运行时风扇的应力，减少运行时的疲劳，提升可靠性。

2)本实用新型所述的一种爪极式转子及电机，尽可能的将风扇叶片靠近爪极端面上，能减少风扇在高速运行时的音噪，提升电机运行的主观认可度。

3)本实用新型所述的一种爪极式转子及电机，通过调整前后风扇的相对位置关系，可以有效降低两个风扇之间的风阻，提高了单个风扇的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种爪极式转子，其特征在于，所述转子包括爪极(1)和风扇(2)；

所述爪极(1)套设在所述转子的转子铁芯(3)上；

所述风扇(2)包括第一风扇(21)和第二风扇(22)，所述第一风扇(21)和所述第二风扇(22)固定在所述爪极(1)的两侧，所述第一风扇(21)包括第一基板(211)和若干第一扇叶(212)，所述第一扇叶(212)设置在所述第一基板(211)的端部；所述第二风扇(22)包括第二基板(221)和若干第二扇叶(222)，所述第二扇叶(222)设置在所述第二基板(221)的端部；

所述第一基板(211)和所述第二基板(221)均与所述爪极(1)的端面焊接连接，且所述焊接的焊接点设置于未与所述爪极(1)的端面完全贴合的所述第一扇叶(212)和所述第二扇叶(222)的一侧。

2.根据权利要求1所述的爪极式转子，其特征在于，所述爪极(1)包括第一爪极(11)和第二爪极(12)，所述第一爪极(11)和所述第二爪极(12)相互扣合；

所述第一基板(211)与所述第一爪极(11)的端面贴合，所述第二基板(221)与所述第二爪极(12)的端面贴合。

3.根据权利要求2所述的爪极式转子，其特征在于，所述第一扇叶(212)包括至少与所述第一爪极(11)的端面完全贴合的部分，所述第二扇叶(222)包括至少与所述第二爪极(12)的端面完全贴合的部分。

4.根据权利要求3所述的爪极式转子，其特征在于，所述第一扇叶(212)中与所述第一爪极(11)的端面完全贴合的部分设有加强筋，所述第二扇叶(222)中与所述第二爪极(12)的端面完全贴合的部分设有加强筋。

5.根据权利要求1所述的爪极式转子，其特征在于，多个所述第一基板(211)上的焊接点与所述第一基板(211)中心之间的距离相等，多个所述第二基板(221)上的焊接点与所述第二基板(221)中心之间的距离相等。

6.根据权利要求1所述的爪极式转子，其特征在于，所述第一基板(211)的中心设有第一通孔(213)，所述第二基板(221)的中心设有第二通孔(223)，所述第一通孔(213)和所述第二通孔(223)均与所述爪极(1)同轴设置。

7.根据权利要求6所述的爪极式转子，其特征在于，所述第一通孔(213)内侧壁相对的两侧设置有第一定位孔(2131)和第二定位孔(2132)，所述第二通孔(223)的内侧壁设有第三定位孔(2231)；所述第一定位孔(2131)和所述第二定位孔(2132)所在直线为第一定位轴，所述第三定位孔(2231)和所述第二通孔(223)的圆心所在直线为第二定位轴，所述第一定位轴和所述第二定位轴呈预设夹角。

8.根据权利要求7所述的爪极式转子，其特征在于，所述预设夹角为25±2.5°。

9.根据权利要求1所述的爪极式转子，其特征在于，所述第一扇叶(212)的叶片数为11，所述第二扇叶(222)的叶片数为13。

10.一种电机，其特征在于，所述电机包括定子和权利要求1至9任一项所述的爪极式转子。

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