转子组件制造技术及其产生的结构制造技术

本公开提供转子的制造方法以及由此产生的转子组件。转子使用预制的导电转子条，其中端部被成形并且调节尺寸以配合至相应的端盖容座中。组装之后，结构被压缩，从而实现在导电转子条和端盖之间的机电耦合。置于组件的任一端的锁定构件保持在结构上的理想轴向压缩力水平。

Manufacturing technology of rotor assembly and its structure

The present disclosure provides a method of manufacturing the rotor and the resulting rotor assembly. The use of prefabricated conductive rotor rotor bar, one end is forming and adjust the size to match to the end cap in the corresponding seat. After assembly, the structure is compressed so as to realize electromechanical coupling between the conductive rotor bar and the end cover. The locking component placed at either end of the component maintains the ideal axial compressive force level on the structure.

【技术实现步骤摘要】
转子组件制造技术及其产生的结构
本专利技术一般涉及电机组件，以及更具体地说，涉及有效的转子制造技术及其产生的转子组件。
技术介绍
为了响应由不断升高的燃料价格和全球变暖的可怕后果驱动的消费者的需求，汽车工业慢慢开始接受对超低排放、高效率汽车的需求。虽然行业中的一些人正试图通过设计更有效的内燃机实现这些目标，但其他人正在将混合动力或全电气传动系统合并到他们的车辆阵容中。然而，为了满足消费者的期望，汽车工业必须不仅实现更环保的传动系统，而且必须这样做，同时保持合理水平的性能、行程(range)、可靠性和成本。近年来，电动车辆已经证明不仅是环境友好的，而且能够满足(如果不超过)消费者对性能的需求和期望。虽然早期的电动车辆使用DC电机以便达到驱动车辆所需的可变水平的速度和转矩，但是利用直接转矩控制的现代电机控制系统的出现允许AC电机提供相同水平的性能，同时提供许多与AC电机相关的益处，包括小尺寸、低成本、高可靠性和低维护。目前，各种技术被用于制造在AC电机中的转子组件，这些技术提供一系列性能能力。不管制造技术如何，一般来说，转子组件由组合以形成堆叠的多个叠片盘组成。堆叠内的叠片盘包括多个在圆周上间隔开的开口或槽。穿过每组开口或槽的是金属导电条，通常由铝或铜制成。开口或槽可以被对准，使得导电条平行于转子组件的轴线，或者它们可以是轻微偏斜的，使得导电条相对于转子组件的轴线倾斜。导电条可以就地铸造(castinplace)或预制并插入和通过叠片盘的堆叠。在转子组件的任一端部是通过将延伸超过堆叠的导电条的端部机电结合在一起而形成的端环。在常规的转子组件中，导电条和端环通常是铜焊或电子束焊接在一起。在第4,064,410号美国专利中提供了常规转子组件的例子。如所公开，转子组件通过将多个弓形间隔开的导电条插入通过叠片盘的堆叠而形成。放置于堆叠的相对端部的端环被焊接至条的突出端部部分。虽然常规的转子组件通常使用与导电条分开制造的端环，但是压铸技术可以用于在单个操作中铸造导电条和端环。例如，第2,607,969号和第2,991,518号美国专利分别公开了常规和真空助力压铸技术(vacuum-assisteddiecasting)，用于从各种导电金属铸造转子组件。然而，由于较高的熔融温度和较大的铜密度，这些专利中公开的技术最适用于铝铸件。第5,332,026号美国专利公开了铸造系统的改进，其设计用于弥补与压铸铜相关的一些不寻常的问题，从而允许在压铸转子中实现95％或更大的转子笼电导率。为了减小与端环组件相关的电阻，第8,365,392号美国专利公开了一种转子组件，其中，在转子条的端部部分之间铜焊棒条(slugs)，铜焊接头接触大百分比的转子条端部部分。在每个转子条/棒条组件被加热以形成多个铜焊接头之后，对两个转子条/棒条组件中的每一个进行加工以移除周向边缘部分。然后，在至少一个实施例中，容纳环(containmentring)在每个转子条/棒条组件的加工区域上配合。虽然存在可用于制造电动车辆电机的转子组件的各种技术，但是存在与每种方法相关的在制造复杂性和成本以及由此产生的转子的电气和机械特性之间的取舍。因此，需要一种转子制造方法，其既有成本效率并且能够产生具有优异电气特性的结构坚固的转子。本专利技术提供这样的制造方法。
技术实现思路
本专利技术提供安装到转子轴上的转子组件，电机组件包括(i)组装成堆叠的多个叠片盘，其中每个盘包括在堆叠内共同对准的多个槽；(ii)多个导电转子条，其延伸穿过堆叠并且穿过多个槽，其中每个转子条的第一逐渐变细的端部区域延伸出堆叠的第一端面，并且每个转子条的第二逐渐变细的端部区域延伸出堆叠的第二端面；(iii)第一端盖，其包括第一多个容座，其中第一多个容座的每个容座接收相应的导电转子条的第一端部区域，并且其中第一多个容座的每个容座与相应的导电转子条的第一端部区域机电耦合；(iv)第二端盖，其包括第二多个容座，其中第二多个容座的每个容座接收相应的导电转子条的第二端部区域，并且其中第二多个容座的每个容座与相应的导电转子条的第二端部区域机电耦合；(v)放置在转子轴上的第一锁定构件(例如，锁紧螺母)，其被设置为在第一端盖上施加轴向压缩力，以便将每个导电转子条的第一端部区域保持在第一多个容座的相应的容座内；和(vi)放置在转子轴上的第二锁定构件(例如，锁紧螺母)，其被设置为在第二端盖上施加轴向压缩力，以便将每个导电转子条的第二端部区域保持在第二多个容座的相应的容座内。每个导电转子条的至少第一端部区域的两个表面和第二端部区域的两个表面可以是逐渐变细的。每个导电转子条的第一端部区域和第二端部区域可以各自包括至少一个弓形表面。多个导电转子条、第一端盖和第二端盖可以由无氧电解(OFE)铜、非OFE铜或铝制成。在一个方面，第一多个容座可以远离第一端盖的内表面并朝向堆叠的第一端面延伸。类似地，第二多个容座可以远离第二端盖的内表面并朝向堆叠的第二端面延伸。在另一方面，第一多个容座可以在第一端盖的内表面和外表面之间延伸。类似地，第二多个容座可以在第二端盖的内表面和外表面之间延伸。在另一方面，每个导电转子条的第一端部区域的部分可以在第一多个容座的相应容座内机械地变形和展开。类似地，每个导电转子条的第二端部区域的部分可以在第二多个容座的对应容座内机械地变形和展开。在另一方面，每个导电转子条的第一端部区域的部分可焊接至第一多个容座的相应容座。类似地，每个导电转子条的第二端部区域的部分可焊接至第二多个容座的相应容座。在另一方面，每个叠片盘和两个端盖可以包括第一特征(例如，槽)，而转子轴可以包括与第一特征互补的第二特征。在组装时，第一和第二特征保持叠片盘以及第一和第二端盖的对准。在另一方面，第一隔片可以放置在堆叠的第一端面和第一端盖之间。类似地，第二隔片可以放置在堆叠的第二端面和第二端盖之间。第一和第二隔片限制多个导电转子条的压缩性和变形。在另一方面，组件可以包括放置在每个叠片盘中的多个对准孔内的多个对准锁销，其中对准孔在堆叠内共同对准，并且其中对准锁销延伸穿过堆叠。另外，对准销可以延伸出堆叠并延伸至第一和第二端盖内的互补端盖孔径中。在另一方面，组件可以包括放置在第一端盖的外端部表面和第一锁定构件之间以及在第二端盖的外端部表面和第二锁定构件之间的碟形弹簧，其中碟形弹簧保持轴向压缩力作用在第一和第二端盖上。在另一方面，第一端盖的第一圆周部分可以被移除，并且多个导电转子条的每一个的第一端部区域的第一部分可以经由第一加工工艺暴露。另外，多个导电转子条的每一个的第一端部区域的第一部分可焊接至第一端盖的圆周部分。类似地，第二端盖的第二圆周部分可以被移除，并且多个导电转子条的每一个的第二端部区域的第二部分可以经由第二加工工艺暴露。另外，多个导电转子条的每一个的第二端部区域的第二部分可焊接至第二端盖的圆周部分。第一容纳环可以配合(例如，过盈配合)至第一端盖的第一圆周部分。类似地，第二容纳环可以配合(例如，过盈配合)至第二端盖的第二圆周部分。第一和第二容纳环可以由不锈钢、铍铜合金或金属基复合材料制成。本专利技术还提供了用于制造转子组件的方法，所述方法包括以下步骤：(i)组装包括多个叠片盘的叠片堆叠，其中每个叠片盘包括中心钻孔和多个槽，所述槽在叠片堆叠内共同对准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安装到转子轴的转子组件，所述转子组件包括：多个叠片盘，所述多个叠片盘的每一个包括多个槽，所述多个叠片盘组装成堆叠，并且所述多个叠片盘的所述多个槽在所述堆叠中共同对准；多个导电转子条穿过所述堆叠和穿过所述多个槽延伸，其中所述多个导电转子条的每一个的第一端部区域延伸出所述堆叠的第一端面，其中所述多个导电转子条的每一个的第二端部区域延伸出所述堆叠的第二端面，并且其中所述多个导电转子条的每一个的所述第一端部区域和所述第二端部区域逐渐变细；置于所述转子轴上的第一端盖，所述第一端盖包括对应于所述多个导电转子条的第一多个容座，其中所述第一多个容座的每个容座接收所述多个导电转子条的每个相应的导电转子条的所述第一端部区域，以及其中所述第一多个容座的每个容座与所述多个导电转子条的每个相应的导电转子条的所述第一端部区域机电耦合；置于所述转子轴上的第二端盖，所述第二端盖包括对应于所述多个导电转子条的第二多个容座，其中所述第二多个容座的每个容座接收所述多个导电转子条的每个相应的导电转子条的所述第二端部区域，以及其中所述第二多个容座的每个容座与所述多个导电转子条的每个相应的导电转子条的所述第二端部区域机电耦合；置于所述转子轴上的第一锁定构件，所述第一锁定构件被配置为在所述第一端盖上施加第一轴向压缩力以将所述多个导电转子条中的每个导电转子条的所述第一端部区域保持在所述第一多个容座的每个相应的容座内；和置于所述转子轴上的第二锁定构件，所述第二锁定构件被配置为在所述第二端盖上施加第二轴向压缩力以将所述多个导电转子条中的每个导电转子条的所述第二端部区域保持在所述第二多个容座的每个相应的容座内。...

【技术特征摘要】
2016.02.09 US 62/293,317;2017.02.01 US 15/422,2091.一种安装到转子轴的转子组件，所述转子组件包括：多个叠片盘，所述多个叠片盘的每一个包括多个槽，所述多个叠片盘组装成堆叠，并且所述多个叠片盘的所述多个槽在所述堆叠中共同对准；多个导电转子条穿过所述堆叠和穿过所述多个槽延伸，其中所述多个导电转子条的每一个的第一端部区域延伸出所述堆叠的第一端面，其中所述多个导电转子条的每一个的第二端部区域延伸出所述堆叠的第二端面，并且其中所述多个导电转子条的每一个的所述第一端部区域和所述第二端部区域逐渐变细；置于所述转子轴上的第一端盖，所述第一端盖包括对应于所述多个导电转子条的第一多个容座，其中所述第一多个容座的每个容座接收所述多个导电转子条的每个相应的导电转子条的所述第一端部区域，以及其中所述第一多个容座的每个容座与所述多个导电转子条的每个相应的导电转子条的所述第一端部区域机电耦合；置于所述转子轴上的第二端盖，所述第二端盖包括对应于所述多个导电转子条的第二多个容座，其中所述第二多个容座的每个容座接收所述多个导电转子条的每个相应的导电转子条的所述第二端部区域，以及其中所述第二多个容座的每个容座与所述多个导电转子条的每个相应的导电转子条的所述第二端部区域机电耦合；置于所述转子轴上的第一锁定构件，所述第一锁定构件被配置为在所述第一端盖上施加第一轴向压缩力以将所述多个导电转子条中的每个导电转子条的所述第一端部区域保持在所述第一多个容座的每个相应的容座内；和置于所述转子轴上的第二锁定构件，所述第二锁定构件被配置为在所述第二端盖上施加第二轴向压缩力以将所述多个导电转子条中的每个导电转子条的所述第二端部区域保持在所述第二多个容座的每个相应的容座内。2.如权利要求1所述的转子组件，进一步包括第一隔片和第二隔片，所述第一隔片置于所述堆叠的所述第一端面和所述第一端盖之间，所述第二隔片置于所述堆叠的所述第二端面和所述第二端盖之间，其中所述第一隔片和所述第二隔片限制所述多个导电转子条的压缩性和变形。3.如权利要求1所述的转子组件，所述第一多个容座远离所述第一端盖的内部第一表面并向着所述堆叠的所述第一端面延伸，并且所述第二多个容座远离所述第二端盖的内部第二表面并向着所述堆叠的所述第二端面延伸；或所述第一多个容座在所述第一端盖的内部第一表面和所述第一端盖的外部第一表面之间延伸，以及所述第二多个容座在所述第二端盖的内部第二表面和所述第二端盖的外部第二表面之间延伸。4.如权利要求1-3中任一项所述的转子组件，其中所述多个叠片盘、所述第一端盖和所述第二端盖中的每一个进一步包括第一特征，其中所述转子轴进一步包括第二特征，其中所述第一特征与所述第二特征互补，且其中所述第一特征和所述第二特征保持所述多个叠片盘、所述第一端盖和所述第二端盖中的每一个对准。5.如权利要求1-3中任一项所述的转子组件，其中所述多个导电转子条的每一个的所述第一端部区域的第一部分完全通过所述第一端盖延伸且(i)在所述第一多个容座的每个相应的容座内机械变形和展开和/或(ii)焊接至所述第一多个容座的每个相应的容座，其中所述多个导电转子条的每一个的所述第二端部区域的第二部分完全通过所述第二端盖延伸且(i)在所述第二多个容座的每个相应的容座内机械变形和展开和/或(ii)焊接至所述第二多个容座的每个相应的容座。6.如权利要求1-3中任一项所述的转子组件，进一步包括多个对准锁销，所述多个叠片盘的每一个进一步包括多个对准孔，所述多个叠片盘的所述多个对准孔在堆叠中共同对准，所述多个对准锁销放置在所述堆叠中，并且其中所述多个对准锁销穿过所述堆叠并穿过所述多个对准孔延伸，其中所述多个对准锁销的每一个的第一端部分延伸出所述堆叠的所述第一端面并放置在所述第一端盖的互补端盖孔径内，并且其中所述多个对准锁销的每一个的第二端部分延伸出所述堆叠的所述第二端面并放置在所述第二端盖的互补端盖孔径内。7.如权利要求1-3中任一项所述的转子组件，进一步包括第一碟形弹簧和第二碟形弹簧，所述第一碟形弹簧放置在所述第一端盖的外端部表面和所述第一锁定构件之间，所述第一碟形弹簧保持在所述第一端盖上的所述第一轴向压缩力，所述第二碟形弹簧放置在所述第二端盖的外端部表面和所述第二锁定构件之间，所述第二碟形弹簧保持在所述第二端盖上的所述第二轴向压缩力。8.如权利要求1-3中任一项所述的转子组件，其中所述第一端盖的第一圆周部分被移除并且所述多个导电转子条的每一个的所述第一端部区域的第一部分经由第一加工工艺暴露，其中所述多个导电转子条的每个的所述第一端部区域的所述第一部分被焊接至所述第一端盖的所述圆周部分，其中所述第二端盖的第二圆周部分被移除并且所述多个导电转子条的每一个的所述第二端部区域的第二部分经由第二加工工艺暴露，其中所述多个导电转子条的每一个的所述第二端部区域的所述第二部分被焊接至所述第二端盖的所述圆周部分，所述转子组件进一步包括与所述第一端盖的所述第一圆周部分过盈配合的第一容纳环，以及与所述第二端盖的所述第二圆周部分过盈配合的第二容纳环。9.一种制造用于电机的转子组件的方法，包括：组装叠片堆叠，其中所述叠片堆叠包括多个叠片盘，其中每个所述叠片盘包括多个槽，所述多个叠片盘中的所述多个槽在所述叠片堆叠内...

【专利技术属性】
技术研发人员：SW西蒙斯，J迈耶，
申请(专利权)人：源捷公司，
类型：发明
国别省市：美国,US