电的机器特别是爪极式机器的转子制造技术

一种电的机器特别是爪极式机器的转子，具有滑环总成，该滑环总成带有两个布置在转子轴上的滑环，其中，所述滑环套到绝缘套筒上，该绝缘套筒电绝缘地构造并且直接位于所述转子轴上，其中，所述绝缘套筒(59)具有至少2W/mK的热导率。

The rotor of an electric machine, especially a claw pole machine

【技术实现步骤摘要】
电的机器特别是爪极式机器的转子
本专利技术涉及电的机器特别是爪极式机器的转子，其带有滑环总成，该滑环总成包括两个布置在转子的转子轴上的滑环，这些滑环分别通过汇流排与转子绕组的绕组金属线连接。
技术介绍
由DE3838436A1已知一种爪极式机器，其转子具有滑环总成，通过该滑环总成可把励磁电流传递到转子的励磁绕组上。该滑环总成包括两个轴向地相邻的滑环，这些滑环布置在转子轴上，并且电刷在这些滑环上处于滑动接触中。这些滑环分别通过汇流排与励磁绕组的端部连接。
技术实现思路
本专利技术的转子可以应用在电的机器比如爪极式机器中，所述机器例如在车辆中应用在助力回收系统内。电的机器的转子具有滑环总成，利用该滑环总成把电的励磁电流传输到转子中的励磁绕组或转子绕组上。滑环总成包括两个布置在转子的转子轴上的滑环，这些滑环分别与转子绕组的绕组金属线端部连接。从滑环到转子绕组的电流传输借助于汇流排进行。引导电流的电刷接触性地位于滑环上，这些电刷支撑在电的机器的壳体中。滑环总成包括绝缘套筒，两个滑环套到该绝缘套筒上。这些滑环轴向并排地位于电绝缘地构造的绝缘套筒上，以便防止在各滑环之间或者在滑环与转子轴之间的电流流动。绝缘套筒直接套到转子轴上，其中，绝缘套筒具有至少2W/mK的热导率。该设计具有如下优点：在滑环总成的区域中产生的损耗热量能有效地沿着转子轴排出。损耗热量由滑环经由绝缘套筒传递到转子轴上，并且在把电的机器设计成爪极式机器的情况下，可以通过爪极且必要时通过位于电的机器中的风扇排出。由于绝缘套筒与转子轴之间的直接接触，改善了由滑环到绝缘套筒、进一步到转子轴的热传递。绝缘套筒由热导率高的材料构成，以便改善和支持由滑环到转子轴的热量传输。不同于现有技术的设计，在滑环与转子轴之间没有塑料构件，而是只有由导热材料制成的绝缘套筒，以便保证所希望的有效的散热。绝缘套筒仅仅电绝缘地作用，但同时导热，且特别是具有比常见塑料材料高的热导率。优选地，绝缘套筒具有至少2.5W/mK或至少3W/mK的热导率。根据一种特别有利的设计，绝缘套筒的绝缘套筒材料具有优选至少10％(重量)或者至少25％(重量)或者至少50％(重量)或者至少75％(重量)或者至少90％(重量)或者100％(重量)的聚合物。特别地，绝缘套筒材料设计成所谓的复合物(聚合物和添加剂的材料混合物)的形式，如EP0875531A2、EP0794227A2、EP0499585A1中有所记载。必要时可以有利的是，绝缘套筒由还具有明显较高的热导率、必要时比钢好的热导率的材料制成。例如，绝缘套筒材料具有优选至少10％(重量)或者至少25％(重量)或者至少50％(重量)或者至少75％(重量)或者至少90％(重量)或者100％(重量)的陶瓷，特别是氮化铝，且具有至少170W/mK、优选至少200W/mK的热导率。特别地，绝缘套筒材料设计成陶瓷纤维复合材料(陶瓷基质复合物–CMC)的形式。此外有利的是，由于省去了在现有技术的设计中接纳滑环的塑料构件，可以在接纳滑环总成的轴区段中给转子轴设置较大的直径。绝缘套筒可以比较薄壁地设计，从而可以在径向的空间需求不变的情况下增大轴直径。这一方面改善了稳定性，另一方面，由于较大的轴直径，在塑料套筒与转子轴之间存在较大的接触面，由此进一步改善了散热。各汇流排分别与转子绕组的绕组金属线端部连接。可以有利的是，在汇流排与滑环之间设置接触金属箍，该接触金属箍一方面与汇流排连接，另一方面与滑环之一连接。这些滑环轴向地—参照转子轴的纵轴线—前后相继，其中，用于轴向地远离转子绕组的滑环的汇流排可以穿过位于该滑环之前的滑环。有利地为此在转子轴上开设了纵向槽，接触金属箍在该纵向槽中被引导。根据又一种有利的设计，在绝缘套筒的壁上开设轴向地伸展的狭槽，接触金属箍之一伸入到该狭槽中。绝缘套筒上的狭槽能实现使得两个滑环套在绝缘套筒上，并且在滑环直径内部对各滑环进行电接触。特别是在带有接触金属箍的设计中，与远离转子绕组的滑环连接的接触金属箍可以为了接触该滑环而穿过狭槽。狭槽优选构造得在轴向上比绝缘套筒短，并且延伸至绝缘套筒的轴向端侧，其中，狭槽轴向地与绝缘套筒的相对的端侧间隔开。根据又一种有利的设计，绝缘套筒设有最大1mm的比较小的壁厚，其中，最大0.5mm的壁厚有时也可以足够用。绝缘套筒的这种小的壁厚允许在外尺寸不变的情况下使用在滑环总成区域中具有较大直径的转子轴。必要时可以有利的是，在热导率很高的情况下把绝缘套筒的壁厚设计得较大，例如给绝缘套筒设有1.5～2.5mm数量级的、优选大约2mm的壁厚。根据又一种有利的设计，绝缘套筒材料具有高的热负荷能力，其特别是高于滑环总成的塑料包封件的热负荷能力，由此防止在高热负荷时绝缘套筒发生熔化或热致软化。根据又一种有利的设计，转子轴具有至少一个沿纵轴向伸展的纵向槽，必要时具有两个沿着转子轴的圆周分布地布置的纵向槽，这些纵向槽用于接纳滑环的电的接触部。在这些纵向槽中可以引入塑料材料，利用该塑料材料将电的接触部包封，以便防止电的接触部与转子轴之间的短路。在两个纵向槽的情况下，这些纵向槽例如错开180°地位于转子轴上，并且可以在电的接触部设计成接触金属箍时接纳滑环的接触金属箍。附图说明其它优点和有益的设计可由其它权利要求、附图说明和附图得到。图1为电的机器的立体图，其例如用作汽车中的助力回收电机；图2为根据图1的机器的在滑环总成区域内的剖视图；图3以剖视图详细地示出滑环总成；图4为滑环总成的滑环—包括电的接触部和局部开槽的绝缘套筒在内—的立体图；图5示出带有安装的绝缘套筒的滑环；图6示出包括塑料包封件在内的滑环总成；图7示出被构造用于接纳滑环总成的转子轴。在这些附图中，相同的构件标有相同的标号。具体实施方式图1中示出且在图2中局部地示出的电的机器1可以例如用作汽车中的助力回收电机，且被设计成爪极式机器。电的机器1具有机器部分10，该机器部分含有电动机或发动机，并且包括定子或定片11以及位于内部的转子12(图2)。此外，电刷支架20和在电的机器1的端侧的功率电子机构30属于电的机器1，该电刷支架用于把电流传递到电动机的转子绕组上。连接板40位于机器部分10和功率电子机构30之间，该连接板使得定片11的各相与功率电子机构30连接。此外，连接板40用于接纳电刷支架20。机器部分10的定片11接纳在形成壳体的轴承端盖101和102之间。定片11包括叠片组和接纳在叠片组中的定片绕组。轴承端盖101和102附加地接纳球轴承，带有转子轴121的转子12可转动地支撑在这些球轴承上。通过滑环总成50和带有电刷21与22的电刷支架20把电流传递到转子12的转子绕组上。滑环总成50包括两个套筒形的滑环51和52以及包括汇流排53和54与接触金属箍55和56，这些滑环轴向并排地抗扭地位于转子轴121上。设置在转子绕组附近的第一滑环51通过汇流排53和接触金属箍55与转子绕组的绕组金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电的机器(1)特别是爪极式机器的转子，带有滑环总成(50)，该滑环总成带有两个布置在所述转子(12)的转子轴(121)上的滑环(51、52)，这些滑环分别通过汇流排(53、54)与转子绕组的绕组金属线连接，其中，两个所述滑环(51、52)套到由绝缘套筒材料构成的绝缘套筒(59)上，该绝缘套筒电绝缘地构造并且直接位于所述转子轴(121)上，其中，所述绝缘套筒(59)具有至少2W/mK的热导率。/n

【技术特征摘要】
20180802 DE 102018118759.91.一种电的机器(1)特别是爪极式机器的转子，带有滑环总成(50)，该滑环总成带有两个布置在所述转子(12)的转子轴(121)上的滑环(51、52)，这些滑环分别通过汇流排(53、54)与转子绕组的绕组金属线连接，其中，两个所述滑环(51、52)套到由绝缘套筒材料构成的绝缘套筒(59)上，该绝缘套筒电绝缘地构造并且直接位于所述转子轴(121)上，其中，所述绝缘套筒(59)具有至少2W/mK的热导率。


2.如权利要求1所述的转子，其中，所述绝缘套筒材料具有聚合物。


3.如权利要求2所述的转子，其中，所述绝缘套筒材料具有聚合物和添加剂的材料混合物。


4.如权利要求1所述的转子，其中，所述绝缘套筒材料具有陶瓷且具有至少170W/mK的热导率。


5.如权利要求4所述的转子，其中，所述绝缘套筒材料具有陶瓷纤维复合材料。


6.如权利要求1所述的转子，其中，在所述汇流排(53、54)与所述滑环(51、52)之间分别存在接触金属箍(55、5...

【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明·克莱恩，贝恩德·施罗德，安德烈亚斯·霍奇，
申请(专利权)人：SEG汽车德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE