CN102077445A - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机，特别是交流发电机，所述电机具有转子(20)，所述转子具有转动轴方向，所述转子被构造为爪极转子，其中，所述转子(20)还具有两个爪极板(22，23)，在所述爪极板的外周还设置了爪极指(24，25)，其中在所述两个爪极板(22，23)之间设置了支撑励磁绕组(51)的线圈支架(60)，其中所述励磁绕组(51)具有两条连接导线(66)，所述连接导线各自与固定在转子(20)上的供电元件导电连接，其中，所述线圈支架(60)具有壁部(78)，固定段(81)从所述壁部延伸，其中，连接导线(66)中的一条缠绕在所述固定段(81)上，并且所述固定段(81)在远离壁部(78)的端部(84)上具有相互背离的底部凹槽(87)，其中所述固定段(81)的横截面(93)垂直于缠绕在固定段(81)上的连接导线(66)的绕向，其中，所述绕向指向转子(20)的转动轴方向。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种电机，特别是交流发动机或三相发电机，所述电机具有被构造为爪极转子的转子。在两个爪极板之间设置了用于支撑励磁绕组的线圈支架。所述励磁绕组具有两条连接导线，所述连接导线各自与一个固定在转子上的供电元件(例如滑环)导电连接。特别的是，本发明涉及连接导线绕固定段的固定。

背景技术

由例如US文献US 6,172,434 B1、US 6,107,719和US 5,898,252已知，可以如何固定连接导线而不会使作用在连接导线不同段上的离心力过大。因此，相对于从所述文献已知的固定段，本发明的目的在于提供固定段，使力得以减小。

发明内容

具有独立权利要求特征的本发明的电机具有如下优点，即通过改变固定段的定向，使得所述固定段现在具有一个横截面，所述横截面垂直于绕着固定段的连接导线的绕向，其中所述绕向朝向转子的转动轴方向，一方面所述励磁绕组的连接导线的固定可以得以简化，通过设计固定段可以极大地减小电流中断的风险，可以使制造时的方法步骤得以可靠地进行，并且可以简化用于线圈支架的工具结构。此外，所述结构在公差方面与现有技术相比更加不敏感。

通过在从属权利要求中提出的措施可获得对根据独立权利要求的电机有利的改进方案。根据一项从属权利要求规定，所述固定段的底部凹槽由臂部构成，其中一个臂部具有明显短于另一个臂部的径向长度。这种设置的优点在于，可以将所述连接导线设置在这个位置并且尽可能短地相互靠近地伸展。

将连接导线设置在线圈支架的壁部中的槽里，其中，所述槽在壁部和臂部之间的导线容纳部中终止，因此，由此可以实现原有的励磁绕组到所述固定段特别短的在短半径上延伸的连接。

若将所述连接导线绕在固定段的至少三个侧面，则由此一方面产生了对可能的摩擦力的特别好的应用以避免过大的离心力并且另一方面由此可以将所述连接导线几乎沿径向向外引导。这样具有例如以下优点，所述连接导线不用不必要地例如通过弯曲的导线位置使线圈加宽。由此还使由线圈支架及励磁绕组构成的预制的半成品的运输得以简化。根据本发明的另一种设计方案规定，将固定段的一部分设置在励磁绕组和一个爪极板之间。由此产生如下优点，可以通过两个相互对置的爪极板将压力沿轴向(转子的转动轴)施加到固定段上。因此，所述一个臂部或多个臂部被压到绕着固定段的连接导线上。由此可以特别简单地避免离心力过大。为了更好的利用空间，规定固定段的设置在励磁绕组和一个爪极板之间的部分定位在一个在所述爪极板中加工出的凹槽中。

若固定段的设置在励磁绕组和一个爪极板之间的部分与连接导线一起被夹在线圈支架的壁部和爪极板之间，则实现了到爪极板和线圈支架之间的连接导线上直接的力传递。这实现了特别紧凑的结构。

当将连接导线夹在线圈支架的壁部和固定段的一个臂部之间时，在连接导线的绝缘方面是特别有利的。

若使连接导线在被缠绕在固定段上的长度的一部分上被柔性的软管包住，则实现了到所述连接导线的特别有利的力传递。所述柔性的软管具有以下优点，在将所述导线夹到臂部和壁部之间时在转动的影响下不仅在线圈、软管和壁部或臂部之间产生静摩擦，而且还通过柔性同时以一种确定的方式产生壁部、臂部和导线之间的形状配合连接。

若软管被夹在线圈支架的壁部和臂部之间，则所述软管获得一种不规则的或与壁部和臂部之间的空间相配合的形状。这种形状是一种对于已提到类型将力传递到导线和壁部之间的标志。通过这种不规则的形状可以识别，在导线或者说软管和壁部及臂部两者外的环境之间存在良好的形状配合连接或良好的力传递。根据本发明的另一种设计方案规定，所述软管由纺织物或由泡沫材料或其他比直接喷涂到导线上的绝缘漆更柔性的材料制成。

根据本发明的另一种设计方案规定，所述另一条连接导线通过在线圈支架的壁部上的狭缝优选地直接被引导到线圈支架的环形体段上。规定所述爪极指既可以沿轴向也可以径向延伸(径向磁通电机或轴向磁通电机)。

总的来说，还应提到其他优点：通过本发明，将固定段设置在线圈支架和爪极板之间，减小了用于固定位置的有效半径。由此，必然减小了离心力。在这里，可以应用具有更小强度的材料，从而在最终效果中由于减小了离心力的影响高温就不是特别紧要的。此外，***的质量由于固定和导线而减轻，从而减小了线圈支架中的负载。与此相应地可以例如使用强度更小的材料(通常价格更有利或具有更小的材料强度)(重量更小，成本更低)。完全特别的是通过改变爪极板和壁部之间的固定位置可以多倍地减小脉冲运动的影响，从而显著地降低疲劳断裂的危险。

附图说明

在附图中示出了电机的一种实施例。其中：

图1示出了电机的纵剖视图，

图2以轴向侧视图示出了具有固定段的线圈支架，

图3示出了固定段而未示出固定在那里的连接导线，

图4以垂直于转动轴线方向的横截面图示出了固定段，

图5以俯视图示出了具有嵌入的导线的固定段，

图6以部分纵剖视图示出了图1中的右爪极板23，

图7以剖视图示出了爪极板和固定段，

图8以立体图示出了连接线和固定段。

具体实施方式

在图1中示出了电机10的横截面图，在此，所述电机被实施为用于汽车的发电机或三相发电机。此外，该电机10还具有两件式壳体13，所述壳体由第一轴承盖13.1和第二轴承盖13.2组成。所述轴承盖13.1和轴承盖13.2在其内部容纳所谓的定子16，所述定子一方面包括大致呈圆环形的定子铁心17，并且在其沿径向指向内侧的沿轴向延伸的槽中嵌入了定子绕组18。该环形定子16以其径向指向内侧的开槽的表面包围被构造成爪极转子的转子20。此外，所述转子20还包括两个爪极板22和23，在所述爪极板的外周上各布置了一个沿轴向延伸的爪极指24和25。两个爪极板22和23被这样设置在转子20中，使得所述爪极板的沿轴向延伸的爪极指24和25在转子20的圆周上相互交错。由此，产生了磁性所需的在反向磁化的爪极指24和25之间的间隙，所述间隙也被称作爪极间隙。所述转子20借助于轴27和在每个转子侧的每个滚动轴承28可转动地支承在相应的轴承盖13.1或轴承盖13.2中。

所述转子20总共具有两个轴向端面，在所述端面上各固定一个风扇30。所述风扇30大致由片状或盘状的段组成，叶片以已知的方式从这些段向外延伸。这些风扇30用于使在电机10的外侧和电机10的内腔之间的换气穿过开口40到轴承盖13.1和轴承盖13.2中。为此，将所述开口40大致设置在所述轴承盖13.1或轴承盖13.2的轴向端部，通过所述开口借助于风扇30使冷却空气被吸入到所述电机10的内腔中。这些冷却空气通过风扇30的转动沿径向向外加速，从而使所述冷却空气能够穿过冷却空气可穿透的绕组突出部45。通过这种作用使所述绕组突出部45冷却。所述冷却空气在穿过所述绕组突出部45后或在绕所述绕组突出部45流动后沿径向向外穿过在图1中未示出的开口流出。

保护罩47位于图1中的右侧，所述保护罩保护各种部件免于环境影响。因此，所述保护罩47盖住例如所谓的滑环组件49，所述滑环组件用于向励磁绕组51提供励磁电流。环绕着这个滑环组件49设置了冷却体53，所述冷却体在此起正冷却体的作用。所述轴承盖13.2起所谓的负冷却体的作用。在所述轴承盖13.2和冷却体53之间设置了连接片56，所述连接片用于使设置在所述轴承盖13.2中的二极管负极58和在冷却体53中的在该图中未示出的二极管正极相互连接并且因此显示出众所周知的桥接。

线圈支架60被沿径向设置在磁极铁心63的外部。所述线圈支架60的任务是使励磁绕组51既相对爪极板22和23绝缘又另一方面在励磁绕组导线方面的绕线过程结束后在预加工为成型元件的范围内完全单独起作用。在此，将所述线圈支架60和两条连接导线66沿轴向推到所述磁极铁心63上，并且随后沿轴向固定在两个爪极板22和23之间。此外，所述爪极指24和25与励磁绕组51相搭接并由此构成沿径向在外侧的一种外壳，所述外壳避免了励磁绕组51的不允许的径向偏移。在图1中仅示出了一条的所述连接导线66，在两个爪极指25之间，即在两个所谓的极根之间，通过爪极板23引导开并最终被导向沿径向在内侧朝在此未详细示出的接触面。所述连接导线66被固定(焊接、钎焊)在该接触面上提供接触和稳定性，所述接触面借助于导电轨69与为滑环72结构的供电元件相连接。所述线圈支架60具有壁部75，所述壁部被设置在励磁绕组51和爪极板22之间。与此类似的是，在线圈支架60的另一侧，即靠近滑环组件49的一侧上，同样地所述线圈支架具有壁部78。如还需在其他图中详细示出的，固定段81从该壁部78开始向外延伸。所述连接导线中的一根，即连接导线66缠绕在固定段81上。

在图3中，为了清楚起见，示出了固定段81而未示出在那里固定的连接导线。如在那里可以很清楚地看出，固定段81从线圈支架60的壁部78开始，所述连接导线66依据图2缠绕在所述固定段上。所述固定段81在其远离壁部78的端部84上具有相互背离的底部凹槽87。两个底部凹槽87均由臂部90构成。

在图4中根据图3中的描述示出了穿过所述固定段81的相应的横截面。所述固定段81的横截面93垂直于绕在固定段81上的连接导线66的绕向。这意味着，通过连接导线66所缠绕的轴线对绕向进行定义。此外，所述绕向指向转子20的转动轴方向。因此，所述绕向在图4中通过在横截面93上画出的圆圈和同样地画出的点表示。也可以这样对连接导线66的绕向进行描述，即导线被缠绕在首先平行于转子20的转动轴方向其次穿过横截面93的轴上。

因此，已知一种具有转子20的电机，特别是交流发电机，所述转子具有转动轴方向，所述转子被构造为爪极转子，其中，所述转子20还具有两个爪极板22和23，在所述爪极板的外周还设置了爪极指24和25。在所述两个爪极板22和23之间还设置了用于支撑励磁绕组51的线圈支架60，其中所述励磁绕组51具有两条连接导线66，所述连接导线各自与一个固定在转子20上的其结构为滑环72的供电元件导电连接，其中，所述线圈支架60具有壁部78，固定段81从所述壁部延伸，其中，连接导线66中的一条缠绕在所述固定段81上，并且所述固定段81在远离壁部78的端部84上具有相互背离的底部凹槽87，其中所述固定段81具有横截面93，所述横截面垂直于缠绕在固定段81上的连接导线66的绕向，其中，所述绕向指向转子20的转动轴方向。

根据图3中的图，所述底部凹槽87由臂部90构成。如在图2中已知，在图2左边的臂部90明显短于在图2右侧示出的另一个臂部90。在图3中可见设置在壁部78中的槽96。准确的表达是，该槽96被加工在壁部78沿径向指向外侧的侧面或棱上。这个槽96壁部78的端面上或端面旁开始，所述槽对准在此未示出的励磁绕组51的导线。所述槽在由底部凹槽87构成的导线容纳部99中结束。

在图5中示出了如何将导线嵌入到根据图3的装置中。因此，图5示出了励磁绕组51的导线105的一些线圈102。所述导线105终止在已提到的连接导线66中，其中，通过槽96将在图5中示出的连接导线66引导到线圈支架60的外部。也参见图4，在此，所述连接导线66由柔性的软管108包住，在所述导线容纳部99中被大致沿径向向内引导，在那里在第一臂部90的端部上大致沿周向被引导到第二导线容纳部99并且在所述第二导线容纳部中大致也被沿径向向外引导。由此，所述连接导线66被缠绕在固定段81的至少三侧。这三侧111、112和113在图4中很容易辨认。

图6示出了穿过在图1右侧的爪极板23的部分纵剖视图。在所述爪极板23的面对所述线圈支架60的侧面上加工出凹槽120，所述凹槽容纳着所述固定段81、两个臂部90和缠绕着所述固定段81的具有软管108的连接导线66。在此规定，将所述固定段81的一部分设置在励磁绕组51和爪极板(在此为爪极板23)之间。理想的是，在此，所述固定段81的设置在励磁绕组51和爪极板23之间的一部分定位在位于爪极板23中的凹槽120中。

根据图1的实施例示出了涉及转子20的导磁部分结构的由两个爪极板22和23以及磁极铁心63组成的三件式结构。为此作为替代地可以-如在图6中可知-替代地也可以选择与此相关的两件式结构。在此所述磁极铁心63从其几何形状上沿转动轴方向分开。在此，假设的两个圆柱-无论是对称的或具有不同圆柱高度的-在此均例如通过一体式锻造成型在爪极板22和23上，从而仅还在极性相反的爪部24和25之间设置一个接缝。

在图7中示出了通过爪极板23、凹槽120和固定段81的横截面。在此，容易认出的是，如在装配好的状态下所述爪极板23将固定段81和可弹性变形的臂部90压缩，从而使软管108变形并因此产生抵抗径向力影响的特别有利的连接。也参见图3，在此清楚的是，在臂90之间设置了一个槽123，由此所述臂90可以特别容易地朝壁部78的方向以及在软管108上运动。因此规定，所述固定段81的设置在励磁绕组51和爪极板23中的一个之间的部分与连接导线66一起被夹在线圈支架60的壁部78和爪极板23之间。根据图7，所述连接导线66被夹在线圈支架60的壁部78和臂部90之间。所述连接导线66在其缠绕所述固定段81的长度部分上被柔性的软管108包住。如在图7中可识别出，在线圈支架60的壁部78和臂部90之间的软管108具有不规则的形状并且被夹在所述壁部78和臂部90之间。

在图8中以立体图示出了所述固定段81及连接在所述固定段上的臂部90。在所述图8中示出的图与图2中的图相对应。

在软管108方面规定，所述软管例如由纺织物或由泡沫材料制成，其中，当然也可以考虑其他材料。所述软管材料比直接喷涂到导线上的漆或漆类的绝缘更柔性，所述绝缘在任何情况下都存在，因为若非如此励磁线圈51会短接。如在图2中所示，另一条连接导线66通过在线圈支架60的壁部78上的狭缝优选地直接被引导到环形体段133上。根据电机的机构类型(径向磁通电机或轴向磁通电机)所述爪极指24或25可以沿轴向或径向延伸。根据图1和图6中的图，在那里示出了沿轴向延伸的爪极指。

Claims (13)

1.一种电机，特别是交流发电机，所述电机具有转子(20)，所述转子具有转动轴方向，所述转子被构造为爪极转子，其中，所述转子(20)还具有两个爪极板(22，23)，在所述爪极板的外周还设置了爪极指(24，25)，其中在所述两个爪极板(22，23)之间设置了支撑励磁绕组(51)的线圈支架(60)，其中所述励磁绕组(51)具有两条连接导线(66)，所述连接导线各自与固定在转子(20)上的供电元件导电连接，其中，所述线圈支架(60)具有壁部(78)，固定段(81)从所述壁部延伸，其中，连接导线(66)中的一条缠绕在所述固定段(81)上，并且所述固定段(81)在远离壁部(78)的端部(84)上具有相互背离的底部凹槽(87)，其特征在于，所述固定段(81)的横截面(93)垂直于缠绕在固定段(81)上的连接导线(66)的绕向，其中，所述绕向指向转子(20)的转动轴方向。

2.按照权利要求1所述的电机，其特征在于，所述底部凹槽(87)由臂部(90)构成，其中特别的是所述臂部(90)中的一个具有比另一个臂部(90)明显更短的径向长度。

3.按照权利要求1或2所述的电机，其特征在于，其中一条连接导线(66)设置在壁部(78)中的槽(96)中，其中所述槽(96)终止在导线容纳部(99)中。

4.按照权利要求1至3中任意一项所述的电机，其特征在于，将所述连接导线(66)缠绕在所述固定段(81)的至少三个侧面(111，112，113)。

5.按照上述权利要求中任意一项所述的电机，其特征在于，将所述固定段(81)的一部分设置在励磁绕组(51)与爪极板(22，23)中的一个之间。

6.按照权利要求5所述的电机，其特征在于，将所述固定段(81)的设置在励磁绕组(51)与爪极板(22，23)中的一个之间的所述部分定位在凹槽(120)中，所述凹槽在所述爪极板(23)中。

7.按照权利要求6所述的电机，其特征在于，所述固定段(81)的设置在励磁绕组(51)和爪极板(22，23)中的一个之间的所述部分与连接导线(66)一起被夹在线圈支架(60)的壁部(78)和爪极板(22，23)之间。

8.按照权利要求7所述的电机，其特征在于，所述连接导线(66)被夹在线圈支架(60)的壁部(78)和一个臂部(90)之间。

9.按照上述权利要求中任意一项所述的电机，其特征在于，所述连接导线(66)在缠绕所述固定段(81)的长度上的一部分被柔性的软管(108)包住。

10.按照上述权利要求9所述的电机，其特征在于，所述软管(108)被夹在线圈支架(60)的壁部(78)和臂部(90)之间并且具有不规则的形状。

11.按照权利要求10所述的电机，其特征在于，所述软管(108)由纺织物或泡沫材料制成并且比直接喷涂在导线上的绝缘漆更加柔性。

12.按照上述权利要求中任意一项所述的电机，其特征在于，其中另一条连接导线(66)通过线圈支架(60)的壁部(78)中的狭缝(130)被优选地直接引导到环形体段(133)上。

13.按照上述权利要求中任意一项所述的电机，其特征在于，所述爪极指(25，24)沿轴向或沿径向延伸。

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