[发明专利]爪形极转子轴、配备有这种轴的爪形极转子和配备有这种转子的旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及爪形极转子轴、配备有这种轴的爪形极转子(claw-pole rotor) 和配备有这种转子的旋转电机(rotating electrical machine)。

背景技术

许多旋转电机配备有爪形极转子。

例如，参考图1在后文描述了这样一种机器，其为紧凑的多相交流发电 机形式，特别是用于机动车辆。该交流发电机将机械能转换成电能且是可逆 的。这种可逆交流发电机被称为交流发电机-起动器(alternator-starter)且在 另一运行模式中将电能转换成机械能，特别是用于起动车辆的内燃机。

该机器主要包括壳体1以及在壳体内的被限定为与轴3旋转的爪形极转 子2和定子4，该定子以小的气隙围绕转子并包括采取带切口的层叠叠片(a stack of lamination)形式的本体，该本体在这里是半封闭类型的，配备有切 口绝缘部，用于安装定子的各个相(phase)，每个相包括至少一个绕组，在 定子每一侧形成发髻(bun)形状的组件5。

绕组例如用连续的漆包线制造，或者用棒形式的导电构件形成，这些棒 诸如是通过焊接连接在一起的发夹状构件。

这些绕组例如为连接成星形或三角形构造的三相绕组，其输出连接到至 少一个整流电桥，该整流电桥包括如二极管或MOSFET形晶体管这样的整 流部件，特别是例如在文献FR A 2 745 445(US A 6 002 219)中描述的交 流发电机-起动器的情况。

相的数量取决于应用并可以多于三个，且可以设置一个或两个整流电 桥。

爪形极转子2(图1和2)包括两个极轮(pole wheel)7、8，二者轴向 地并置且具有环形形状，每个极轮都带有横向凸缘，横向凸缘在其外周边处 设置有轴向地指向另一极轮凸缘的梯形形状的齿9，一个极轮的齿进入另一 极轮的两个相邻齿9之间的空间，结果是极轮的齿相互插入。

轮7、8的凸缘具有环形形状且在它们的外周边处具有径向突出部(没 有附图标记)，所述突出部通过斜面连接到齿9。这些突出部和齿9形成爪。 齿9的数量取决于应用且特别是定子相的数量。在图2中，每个极轮有八个 齿。替换地，每个极轮具有六个或七个齿。

圆柱形芯部轴向地插入在轮7、8的凸缘之间。该芯部在此包括两个半 芯部(half-core)，每个凸缘对应一个。

该芯部在其外周边处承载激励绕组10。诸如支承绕组10的绕线筒这样 的绝缘器径向地插入在芯部和绕组10之间。

转子2的轴3在其前端处承载驱动构件，如带轮12，其为传递系统的一 部分，用于将运动传递到交流发电机和机动车辆内燃机之间的至少一个带， 且轴3在其具有较小直径的后端13处具有通过连接线连接到转子激励绕组 端部的滑环(slip ring)。连接线和滑环在此为文献FR 2 710 197中所述类型 的附接集电器的一部分。刷支承件14上的刷设置为在滑环上摩擦。刷支承 件连接到调压器。由此，轴3的前端和后端每个包括多个段。

当激励绕组10经由刷而被带电时，具有铁磁材料的转子2被磁化并形 成带有由极轮的齿形成的磁极的场转子(field rotor)。

该场转子10在轴3旋转时在定子中感应出交流电流，一个或多个整流 电桥将感生的交流电流转换成直流电流，特别是来供应机动车辆的车载网络 的负载和耗电单元，并对所述车辆的电池充电。

壳体1在其外周边处在内地承载定子4并在中间承载可旋转轴3。在这 里，该壳体是两部分的，即邻近带轮12的前轴承16和承载刷支承件、调压 器和至少一个整流桥的后轴承17。这些轴承是中空的且每一个包括各自的中 央球轴承19和20，用于可旋转地安装转子2的轴3。轴承19的直径大于轴 承20的直径。

图1在定子4本体的外周边处显示了用于过滤振动的弹性系统，其带有 在前部的平密封件40和在后部的缓冲件41，在前轴承和定子本体之间的排 放热量的柔性导热树脂。替换地，轴承16、17刚性地承载定子4的本体。

在图1中，轴承被打孔，以使得通过空气的流通来冷却交流发电机。为 此，转子2在其至少一个或两个轴向端处带有风扇，用于以这种方式使空气 流通。在所示例子中，风扇23设置在转子的前腹面上，而另一个、更有力 的风扇24设置在转子的后背面上，每个风扇包括多个叶片25、26。