CN114649887A - 用于旋转电机的转子和装配有此转子的旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于旋转电机(1)的转子(3)，该转子(3)包括：转子本体(16)，该转子本体包括从转子本体(16)的第一端(24)延伸至转子本体(16)的第二端(25)的第一空腔(23)；容纳在所述第一空腔(23)中的永磁体(26)，在所述永磁体(26)中的至少一个永磁体的至少第一面(28)与容纳所述至少一个永磁体(26)的一个所述第一空腔(23)的第二面(27)之间形成了固定空间(29)；支承在转子本体(16)的第一端(24)上的第一固位组件(15)；被引入固定空间(29)中的树脂，第一固位组件(15)包括：与固定空间(29)连通的供应通路(18)，该供应通路(18)能够接纳树脂供应装置；通风口(32)，该通风口与固定空间(29)连通并且能够在引入树脂时允许气体逸出，供应通路(18)和通风口(32)是不同的。本发明还涉及一种装配有这种转子的旋转电机。

Description

用于旋转电机的转子和装配有此转子的旋转电机

技术领域

本发明涉及一种用于旋转电机的转子，该转子包括使用树脂固定在位的永磁体。本发明还涉及一种装配有这种转子的旋转电机。

背景技术

从日本专利JP2014222964A2中已知了一种用于旋转电机的转子，该转子能够与该旋转电机的定子相互作用并且相对于旋转轴线旋转，该转子包括：

-转子本体，该转子本体包括从该转子本体的第一端沿着旋转轴线的方向延伸至该转子本体的第二端的第一空腔；

-容纳在这些第一空腔中的永磁体，在至少一个永磁体的至少第一面与容纳该至少一个永磁体的第一空腔的第二面之间形成了固定空间；

-被引入固定空间中的树脂；

在这种类型的转子中，当固定空间被填充树脂时，具有在树脂中形成气泡的风险。这些气泡导致永磁体的固定较差。由于在平衡操作期间永磁体不受控制的运动，磁体的这种较差的固定导致难以使转子平衡。为了减少气泡的数量，需要长的循环时间以使气泡上升到树脂表面。如此长的循环时间会导致显著的额外成本。此外，上升到表面的气泡会导致固定空间的填充较差。

本发明寻求克服所有这些缺点或其中的一些。

发明内容

本发明涉及一种用于旋转电机的转子，该转子能够与旋转电机的定子相互作用并且相对于旋转轴线旋转，该转子包括：

-转子本体，该转子本体包括从该转子本体的第一端沿着旋转轴线的方向延伸至该转子本体的第二端的第一空腔；

-容纳在这些第一空腔中的永磁体，在至少一个永磁体的至少第一面与容纳该至少一个永磁体的第一空腔的第二面之间形成了固定空间；

-支承在转子本体的第一端上的第一固位组件；

-被引入固定空间中的树脂；

该第一固位组件包括：

-与该固定空间连通的供应通路，该供应通路能够接纳树脂供应装置；

-通风口，该通风口与固定空间连通并且能够在引入树脂时允许气体逸出，

该供应通路和通风口是不同的。

使用这种通风口通过使得在引入树脂之前占据了固定空间的气体、尤其大气更容易逸出，而使得用树脂填充固定空间变得更容易。还减少了树脂中的气泡形成。由此，改善了对永磁体的固定。由于永磁体被恰当地固定，因此转子更容易平衡。

根据本发明的一个额外的特征，通风口包括形成在第一固位组件中的第一通路，该第一通路的第一端通向固定空间。

使用这样的第一通路允许气体偏离该固定空间逸出。因此，可以例如使气体以比固定空间在径向上更靠内侧的半径逸出。例如，这样的位置允许将在逸出通路的径向外侧上的区域用于其他功能，例如用于将第一固位组件固位在转子本体上。

根据本发明的附加特征，转子本体包括第二空腔，并且第一通路包括通向第二空腔的第二端。

这样的第二空腔减轻了转子的重量，同时减少了转子本体中的磁损失。此外，在树脂被引入时使用此第二空腔让气体逸出意味着，此逸出通路可以被偏移而无需加长第一通路。因此可以限制由于第一通路而使第一固位组件的机械强度减小的程度。

根据本发明的附加特征，通风口包括穿过第一固位组件的第一孔。

在第一固位组件中创建第一孔允许在树脂被引入时气体穿过第一固位组件逸出。

根据本发明的附加特征，第一孔通向第二空腔。

第一孔的这种位置使气体更容易逸出。具体地，已经经由第一通路的第二端到达第二空腔的气体可以经由第一孔离开转子。

根据本发明的附加特征，第一通路包括形成在第一固位组件中的第一凹槽。

在第一固位组件中使用这样的第一凹槽可以限制第一固位组件的部件的数量。第一固位组件包括例如其中形成有第一凹槽的单一部件。

根据本发明的附加特征，第一固位组件包括第一端部和第一中间部，该第一中间部具有平坦的形状、尤其由金属片制成、并且被夹在该第一端部与转子本体之间，该第一通路包括穿过该第一中间部的厚度的第一开口，该第一开口尤其被制成为切口。

使用这种第一中间部可以减少在第一端部上进行的机加工操作。

根据本发明的附加特征，通风口与若干固定空间连通。

使用与若干固定空间连通的通风口使得可以减少通风口的数量。由此，简化了第一固位组件的制造。这样的通风口还可以减少通风口占据的空间并且因此限制转子占据的空间。

根据本发明的附加特征，转子包括支承在转子本体的第二端上的第二固位组件，第一固位组件和第二固位组件分别在转子本体的第一端与转子本体的第二端之间夹住转子本体。

除了第一固位组件之外还使用第二固位组件将改善转子的各个部件的相互固位。

根据本发明的附加特征，固定空间包括第一通道和第二通道，第二固位组件包括连接第一通道和第二通道的第二通路。

使用第一通道和第二通道允许通过树脂更好地固定永磁体。具体地，由于这两个通道，永磁体在至少两个区中通过树脂被固定至转子本体。此外，由于第一通道和第二通道填充有非磁性树脂，因此它们可以用于引导磁通量，由此限制转子中的磁损失。因此，提高电机的性能是有可能的。这样的第二通路使得气体和树脂更容易从第一通道流到第二通道。因此，可以更快速地填充固定空间。因此，可以降低转子的制造成本。

根据本发明的附加特征，供应通路与第一通道连通，并且通风口与第二通道连通。

这样的布置允许在树脂被引入固定空间中时改善树脂的流动。

根据额外的特征，第二通路包括形成在第二固位组件中的第二凹槽。

在第二固位组件中使用这样的第二凹槽可以限制第二固位组件的部件的数量。第二固位组件包括例如其中形成有第二凹槽的单一部件。

根据本发明的附加特征，第二固位组件包括第二端部和第二中间部，该第二中间部具有平坦的形状、尤其由金属片制成、并且被夹在该第二端部与转子本体之间，该第二通路包括穿过该第二中间部的厚度的第二开口，该第二开口尤其被制成为切口。

使用这样的第二中间部可以减少在第二端部上进行的机加工操作。

根据本发明的附加特征，供应通路与若干固定空间(尤其两个)连通。

使用这样的供应通路允许使用更宽的通路并且因此在树脂被引入时使得树脂更容易流动。具体地，因此可以消除供应通路之间的隔板，并且因此具有更粗的供应通路，而不增大供应通路在第一固位组件中占据的总空间量。

根据本发明的附加特征，第一空腔和永磁体具有旋转轴线的方向。

根据本发明的附加特征，转子本体包括第三空腔，这些第三空腔具有平行于旋转轴线的轴线并且在第一半径与第二半径之间延伸，第一半径小于第二半径，

该转子包括系杆、尤其是螺杆，这些系杆穿过第三空腔并且穿过第一固位组件中的第二孔洞，使得转子本体可以被夹在第一固位组件与第二固位组件之间，

该供应通路位于第一半径的径向内侧或第二半径的径向外侧。

这样的布局允许转子获得更大的机械强度。具体地，归因于这种布局，供应通路远离装配了系杆的区域，该系杆将第一固位组件、第二固位组件和转子本体固持在一起。因此，可以例如使用更多系杆或更大尺寸的系杆。

根据本发明的附加特征，第一孔位于第一半径的径向内侧或第二半径的径向外侧。

这样的布局允许转子获得更大的机械强度。具体地，归因于这种布局，第一孔远离装配了系杆的区域，该系杆将第一固位组件、第二固位组件和转子本体固持在一起。因此，可以例如使用更多系杆或更大尺寸的系杆。

本发明还涉及一种旋转电机，该旋转电机包括定子和如上所述的转子。

综上所述，转子可以包括任何数量的磁极对，例如六对或八对磁极。

综上所述，该旋转电机可以具有定子，该定子具有例如由彼此连接的导线或导电棒形成的多相电绕组。

旋转电机可以包括能够连接至车辆的车载网络的电力电子部件。该电力电子部件例如包括逆变器/整流器，根据旋转电机是作为电动机运行还是作为发电机运行，该逆变器/整流器允许车载网络被充电或可以被该网络供电。

旋转电机可以进一步包括连接至车辆动力传动系的其余部分的皮带轮或任何其他装置。例如，旋转电机尤其经由皮带连接至车辆的燃烧发动机的曲轴。作为变体，旋转电机连接在动力传动系中的其他位置，例如从向车辆车轮传递扭矩的角度来看被连接在齿轮箱的输入端，从向车辆车轮传递扭矩的角度来看被连接在齿轮箱的输出侧，从向车辆车轮传递扭矩的角度来看被连接在齿轮箱处，或者连接在该动力传动系的前桥组件或后桥组件上。

附图说明

通过阅读下文对本发明的非限制性示例性实施例的描述并且研究附图，可以更好地理解本发明，在附图中：

-图1示出了旋转电机的截面的部分示意图，

-图2示出了根据本发明的第一实施例的用于旋转电机的转子的示意图，

-图3示出了图2的转子的部分示意图，

-图4示出了图3的视图的细节，

-图5示出了图2的转子的第一固位组件的示意图，

-图6示出了图2的转子的第二固位组件的示意图，

-图7示出了在垂直于图2的转子的旋转轴线的平面内的视图细节，

-图8示出了图2的转子的截面的部分视图，

-图9示出了根据第二实施例的转子的截面的部分视图。

具体实施方式

在所有的附图中，相同的或执行相同功能的元件带有相同的附图标记。以下实施例是示例。尽管描述内容涉及一个或多个实施例，但是这不一定是指每个附图标记涉及相同的实施例，或者这些特征仅适用于单一实施例。各个实施例的独立特征也可以组合或互换，以便创建其他实施例。

图1示出了具有旋转轴线A的旋转电机1的截面的部分示意图。旋转电机1在外壳内包括定子2和转子3。转子3能够与定子2相互作用。外壳包括例如第一支承载体5、第二支承载体6、以及管状间隔件7。管状间隔件7例如被夹在第一支承载体5与第二支承载体6之间，例如是通过在第一支承载体5与第二支承载体6之间使用系杆(未描绘)。定子固定在外壳内，例如紧密地装配在管状间隔件7中。

在本发明的含义内，除非另外指明，否则术语“径向的”和“径向地”应理解为相对于旋转轴线A而言。在本发明的含义内，除非另外指明，否则“纵向的”和“纵向地”是指在旋转轴线A的方向上。

在本发明的未示出的实施例中，管状间隔件包括冷却腔室，液体冷却剂在该冷却腔室中循环。

在本发明的未示出的实施例中，不存在管状间隔件，并且定子被夹在第一支承载体与第二支承载体之间。

定子包括定子本体9和绕组8。定子本体9包括例如第一磁性层压件堆叠体。例如，绕组8包括电导体，其有源部分穿过形成在定子本体9中的槽缝，并且连接部或绕组悬垂部形成在槽缝外部。绕组8例如是发夹绕组类型的绕组。

转子3例如固定在具有旋转轴线A的轴4上。由安装在第一支承载体5中的第一滚动轴承11和安装在第二支承载体6中的第二滚动轴承12引导轴4旋转。驱动元件13、例如皮带轮或齿轮被固定在轴4上。

在未示出的另一实施例中，使用其他已知的旋转引导装置、例如滑动轴颈轴承，来引导轴4相对于第一支承载体和第二支承载体旋转。

图2示出了根据第一实施例的转子3、以及轴4。转子3包括转子本体16。转子本体16从转子本体16的第一端24纵向地延伸至转子本体16的第二端25。

转子3进一步包括支承在转子本体16的第一端24上的第一固位组件15。转子3还可以包括支承在转子本体16的第二端25上的第二固位组件14。因此，转子本体16可以被夹在第一固位组件15与第二固位组件14之间。

图3是转子3和轴4的部分视图。为了允许更详细地看到转子3的其他部件，图3中未示出第一固位组件15。

在转子本体16中形成了第一空腔23，例如是纵向的。转子本体16包括例如第二磁性层压件堆叠体。转子3进一步包括容纳在这些第一空腔23中的永磁体26(例如是纵向的)。

在附图示出的本发明实施例中，永磁体26包括多个基本永磁体。

在本发明的另一未示出的实施例中，永磁体包括单一基本永磁体。

在至少一个永磁体26的至少第一面28与容纳该至少一个永磁体26的一个第一空腔23的第二面27之间形成了固定空间29。将树脂引入该固定空间中，为了提高附图的易读性，附图中未描绘出树脂。树脂有助于将永磁体26固定在转子本体16的第一空腔23中。

在附图示出的本发明实施例中，转子3包括由在与旋转轴线正交的平面内形成V形的两个永磁体形成的磁极。

在本发明的另一未示出的实施例中，转子的磁极由在与旋转轴线正交的平面内形成U形的三个永磁体形成。

在本发明的另一未示出的实施例中，转子的磁极由在与旋转轴线正交的平面内呈U形的磁体形成。

在本发明的另一未示出的实施例中，转子的磁极由径向磁化的磁体形成。

图4示出了图3的细节，示出了固定空间29。

固定空间29可以包括第一通道38和第二通道39。

图5示出了转子3的第一固位组件15。第一固位组件15包括与固定空间29连通的供应通路18。供应通路18能够接纳树脂供应装置。树脂供应装置包括例如中空针管，随着该中空针管进入供应通路18中而引入树脂。例如，树脂以液体形式被引入并且接着使用加热装置使其聚合。

第一固位组件进一步包括与固定空间29连通的通风口32。通风口32允许在引入树脂时气体逸出。

供应通路18和通风口32是不同的。

供应通路18可以与若干固定空间29连通。例如，在附图示出的实施例中，供应通路18与两个固定空间29连通。

通风口32可以包括形成在第一固位组件15中的第一通路34。第一通路34包括例如形成在第一固位组件15中的第一凹槽37。第一凹槽37例如是在第一固位组件15中机加工出。

第一通路34包括第一端30，该第一端例如通向固定空间29。

转子本体16可以包括第二空腔35，例如在第一空腔23的径向内侧的纵向空腔。第一通路34可以包括通向第二空腔35的第二端31。

通风口32可以进一步包括穿过第一固位组件15的第一孔36。第一孔36可以通向第二空腔35。

在本发明的另一未示出的实施例中，通风口还包括第一孔，并且第一通路的第二端直接通向第一孔。

在本发明的另一未示出的实施例中，在轴与第一固位组件之间形成第一空间，例如环形空间。第一通路的第二端通向第一空间。

通风口32可以与若干固定空间29连通。在附图示出的本发明实施例中，通风口32与两个固定空间29连通。例如，第一通路34包括相对于旋转轴线A周向地定向的第一部分51和与第二空腔35相连的第二部分52。第一部分51例如连接两个固定空间29。第一部分51和第二部分52彼此相连。

固定空间29可以包括第一通道38和第二通道39。第一通道38和第二通道39例如被形成为面向永磁体26的两个相反第一面28。供应通路18可以与第一通道38连通，并且通风口32可以与第二通道39连通。

图6示出了根据本发明的第一实施例的转子3的第二固位组件14。第二固位组件14可以包括将第一通道38连接至第二通道39的第二通路40。

在本发明的第一实施例中，第二通路40可以包括形成在第二固位组件14中的第二凹槽41。第二凹槽例如是在第二固位组件14中机加工出。

第二通路40也可以连接若干固定空间29。例如，在附图描绘的本发明实施例中，第二通路40连接两个固定空间29。第二通路40包括例如将第一通道38连接至第二通道39的第三部分53、以及连接两个第三部分的第四部分54。

图7示出了转子3的详细视图。

转子本体可以包括第三空腔21，这些第三空腔具有平行于旋转轴线A的轴线、并且在第一半径42与第二半径43之间延伸，第一半径42小于第二半径43。系杆17可以穿过第三空腔21并且穿过第一固位组件15的第二孔20。系杆17可以允许将转子本体16夹在第一固位组件15与第二固位组件14之间。系杆还可以穿过第二固位组件14的第三孔22。例如，系杆17是螺杆。

例如，第一孔36和供应通路18各自位于第一半径42的径向内侧或第二半径43的径向外侧。

图8示出了根据本发明的第一实施例的转子3在割平面内的部分截面。该截面是沿着图7指示的线33截取的。

此截面可以指示在树脂被引入固定空间中时，树脂和气体所经过的路径44。

图9示出了根据本发明的第二实施例的转子3在割平面内的部分截面。该截面类似于图8的截面，是沿着图7指示的线33截取的。

本发明的第二实施例类似于本发明的第一实施例。然而，第一固位组件15和第二固位组件14的实施方式不同。

在本发明的第二实施例中，第一固位组件15可以包括第一端部45和具有平坦形状的第一中间部46。第一中间部46例如由金属片制成。第一中间部46例如被夹在第一端部45与转子本体16之间。第一通路包括穿过第一中间部46的厚度的第一开口47。第一开口47例如被制成为切口。

同样，第二固位组件14可以包括第二端部48和具有平坦形状的第二中间部49。第二中间部49例如由金属片制成。第二中间部49例如被夹在第二端部48与转子本体16之间。第二通路40包括穿过第二中间部49的厚度的第二开口50。第二开口50被制成为切口。

在本发明的另一未示出的实施例中，第一固位组件类似于针对本发明的第一实施例描述的第一固位组件，并且第二固位组件类似于针对本发明的第二实施例描述的第二固位组件。

在本发明的另一未描绘的实施例中，第一固位组件类似于针对本发明的第二实施例描述的第一固位组件，并且第二固位组件类似于针对本发明的第一实施例描述的第二固位组件。

Claims (18)

1.一种用于旋转电机(1)的转子(3)，所述转子能够与所述旋转电机(1)的定子(2)相互作用并且相对于旋转轴线(A)旋转，所述转子(3)包括：

-转子本体(16)，所述转子本体包括从所述转子本体(16)的第一端(24)沿着所述旋转轴线(A)的方向延伸至所述转子本体(16)的第二端(25)的第一空腔(23)；

-容纳在所述第一空腔(23)中的永磁体(26)，在所述永磁体(26)中的至少一个永磁体的至少第一面(28)与容纳所述至少一个永磁体(26)的一个所述第一空腔(23)的第二面(27)之间形成了固定空间(29)；

-支承在所述转子本体(16)的第一端(24)上的第一固位组件(15)；

-被引入所述固定空间(29)中的树脂，

所述第一固位组件(15)包括：

-与所述固定空间(29)连通的供应通路(18)，所述供应通路(18)能够接纳树脂供应装置；

-通风口(32)，所述通风口与所述固定空间(29)连通并且能够在引入所述树脂时允许气体逸出，

所述供应通路(18)和所述通风口(32)是不同的。

2.根据权利要求1所述的转子(3)，其中，所述通风口(32)包括形成在所述第一固位组件(15)中的第一通路(34)，所述第一通路(34)的第一端(30)通向所述固定空间(29)。

3.根据前一项权利要求所述的转子(3)，其中，所述转子本体(16)包括第二空腔(35)，并且所述第一通路包括通向所述第二空腔(35)的第二端(31)。

4.根据前述权利要求之一所述的转子(3)，其中，所述通风口(32)包括穿过所述第一固位组件(15)的第一孔(36)。

5.根据前一项权利要求结合权利要求3所述的转子(3)，其中，所述第一孔(36)通向所述第二空腔(35)。

6.根据权利要求2至5之一结合权利要求2所述的转子(3)，其中，所述第一通路(34)包括形成在所述第一固位组件(15)中的第一凹槽(37)。

7.根据权利要求2至5之一结合权利要求2所述的转子(3)，其中，所述第一固位组件(15)包括第一端部(45)和第一中间部(46)，所述第一中间部具有平坦的形状、尤其由金属片制成、并且被夹在所述第一端部(45)与所述转子本体(16)之间，所述第一通路包括穿过所述第一中间部(46)的厚度的第一开口(47)，所述第一开口尤其被制成为切口。

8.根据前述权利要求之一所述的转子(3)，其中，所述通风口(32)与若干固定空间(29)连通。

9.根据前述权利要求之一所述的转子(3)，包括支承在所述转子本体(16)的第二端(25)上的第二固位组件(14)，所述第一固位组件(15)和所述第二固位组件(14)分别在所述转子本体(16)的第一端(24)与所述转子本体(16)的第二端(25)之间夹住所述转子本体(16)。

10.根据前一项权利要求所述的转子(3)，其中，所述固定空间(29)包括第一通道(38)和第二通道(39)，所述第二固位组件(14)包括连接所述第一通道(38)和所述第二通道(39)的第二通路(40)。

11.根据前一项权利要求所述的转子(3)，其中，所述供应通路(18)与所述第一通道(38)连通，并且所述通风口(32)与所述第二通道(39)连通。

12.根据权利要求10和11之一所述的转子(3)，其中，所述第二通路(40)包括形成在所述第二固位组件(14)中的第二凹槽(41)。

13.根据权利要求10和11之一所述的转子(3)，其中，所述第二固位组件(14)包括第二端部(48)和第二中间部(49)，所述第二中间部具有平坦的形状、尤其由金属片制成、并且被夹在所述第二端部(48)与所述转子本体(16)之间，所述第二通路(40)包括穿过所述第二中间部(49)的厚度的第二开口(50)，所述第二开口尤其被制成为切口。

14.根据前述权利要求之一所述的转子(3)，其中，所述供应通路(18)与若干固定空间(29)、尤其两个固定空间连通。

15.根据前述权利要求之一所述的转子(3)，其中，所述第一空腔(23)和所述永磁体(26)具有所述旋转轴线(A)的方向。

16.根据权利要求9至15之一所述的转子(3)，其中，所述转子本体(16)包括第三空腔(21)，所述第三空腔具有平行于所述旋转轴线(A)的轴线、并且在第一半径(42)与第二半径(43)之间延伸，

所述转子包括系杆(17)、尤其是螺杆，所述系杆穿过所述第三空腔(21)并且穿过所述第一固位组件(15)中的第二孔洞(20)，使得所述转子本体(16)能被夹在所述第一固位组件(15)与所述第二固位组件(14)之间，

所述供应通路(18)位于所述第一半径(42)的径向内侧或所述第二半径(43)的径向外侧。

17.根据权利要求16结合权利要求4所述的转子(3)，其中，所述第一孔(36)位于所述第一半径(42)的径向内侧或所述第二半径(43)的径向外侧。

18.一种旋转电机(1)，包括定子(2)和根据前述权利要求之一所述的转子(3)。

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