[发明专利]用于多相旋转电机的定子、包括该定子的多相旋转电机和制造该定子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于多相旋转电机的定子、包括该定子的多相旋转电机和制造该定子的方法。

本发明应用于汽车工业且具体应用于机动车的交流发电机-起动器和交流发电机领域。

背景技术

根据旋转电机的设计，旋转电机被用作电流发电机、电马达或可逆机，所述可逆机可作为发电机和作为马达操作。

电流发电机，例如多相交流发电机，把例如由内燃机驱动的励磁转子的旋转运动转换为定子的线圈中的感生电流。相反，施加到电机定子的线圈的电流经由转子轴驱动一被约束为与转子轴一起旋转的构件旋转。因此，在该操作模式中，电机把电能转换为机械能。把旋转运动转换为电流的旋转电机的典型例子是在机动车中使用的交流发电机，其用于为安装在机动车上的各种单元的操作提供所需的电。对于这个相同的应用领域，把电能转换为机械能的旋转电机的典型例子是起动马达。

替换地，旋转电机可以是可逆机，其被设计用于在汽车领域中用作交流发电机-起动器，即，当操作于电流发电机模式中时执行交流发电机功能且当操作于电马达模式中时执行起动马达功能的机器。

在交流发电机或在操作于电流发电机模式的交流发电机-起动器中，定子是电枢元件而转子是场元件。相反，在操作于电马达模式的交流发电机-起动器中，定子是场元件而转子是电枢元件。

诸如交流发电机和交流发电机-起动器这样的旋转电机包括具有至少两部分的壳体，这两部分称为前承座和后承座，该壳体支撑定子，该定子环绕固定到转子轴的转子，转子轴在其一个轴向端部处承载传动构件，例如皮带轮或齿轮，该传动构件是用于在内燃机和交流发电机或交流发电机-起动器之间传递运动的装置的一部分。

转子包括连接到调压器的至少一个场线圈。定子包括主体，该主体承载具有多个相的线圈，每相包括至少一个绕组，这些绕组的输出部分被电连接到整流装置，用于当定子为电枢时对定子的多个相中产生的交流电流进行整流，直流电用于为电池充电和/或为机动车的车载网络的功耗单元供电。整流装置包括例如二极管电桥。

转子的场线圈可被固定且连接到调压器或安装在转子中。在这种情况下，转子轴在其另一轴向端部处承载集电环，该集电环通过电线连接到场线圈的端部。作为连接到调压器的刷握的一部分的电刷在集电环上摩擦。

定子的主体通常为叠片的以减少涡流。叠片结构包括多个槽口，所述槽口对齐以形成轴向沟槽。

这些沟槽是封闭或半封闭的类型，且在这种情况下，每个槽口敞开到定子的主体的内周边上。交替的槽口由齿界定，两个连续的槽口被齿隔开。

定子线圈的绕组安装在槽口内，槽口的数目根据应用和相数而变化。因此，对于具有爪极类型转子的三相旋转电机，并且其中该转子例如具有两个极轮且每个极轮具有六个齿，则每个定子具有36个槽口。

在一个实施例中，例如，绕组是以波状(undulating)或交插(interleaved)的方式在槽口内绕多个齿形成的连续线绕组。利用连续线绕组，槽口被绕组填充的比率不如期望的高。

替换地，为了增加机器的功率和增加槽口填充率，绕组是条形绕组，其包括通过焊接而彼此连接的条状件。

在又一变化例中，每个齿都仅被一个线圈环绕。

多相旋转电机优于单相旋转电机的优点在于，通过增加相数，电枢电流的脉动可被减少且可获得更稳定的电压。同时，为了增加机器的功率，必须增加绕组数。然而对于给定的转子周长，增加相数则增加了齿数，且由此减少了槽口的宽度，增加绕组数或槽口填充率意味着绕组必须被相对于彼此更紧密地设置。这导致在较小空间内生产绕组的实际问题。

在文献US2005/0269895A1中提出的方案是在与定子分开的齿上缠绕线圈，然后把“装备好的”齿插回到定子中。在后文所述的具有28个齿的定子的例子中，该方案影响管理和操作大量的零件，即28个齿、相应的28个线圈和可能的28个槽口绝缘件。而且，该方案将至少在推理的情况下使得无法生产连续线绕组。

在定子的主体的尺寸不增加且由此电机的尺寸不增加的情况下，如果齿数较大且齿之间的空间不能增加，这导致必须便于生产电机定子的绕组的问题。

发明内容

由此，本发明的目的是要克服上述缺陷。

本发明的目的通过一种多相旋转电机的定子实现，每相包括至少一个绕组，每个绕组包括具有多个线匝的线圈，该定子具有主体，该主体具有轴向长度且在内部具有多个槽口，该槽口由齿界定，每个齿被线圈环绕。

根据本发明，定子的主体包括两个互补的环形部分，这两个环形部分每个都具有部分轴向长度，主体的齿交替地固定到定子主体的两个部分的一个或另一个。