具有绝缘纸的电励磁转子及其制造方法与流程

本发明属于旋转电机领域，该旋转电机配置为安装在机动车辆上，例如电动车辆(ev)或混合动力车辆(hv)。本发明尤其涉及集成到旋转电机中的电激励转子领域，也称为绕线转子或滑环转子。

背景技术：

1、众所周知，电动或混合动力机动车辆具有包括旋转电机的电驱动装置，旋转电机需要例如由高压电源电池供电，以传递机械动力，从而确保车辆的推进。

2、一般来说，旋转电机包括定子和转子，定子是指旋转电机的固定部分，转子是指旋转电机的旋转部分。转子则包括转子轴，该转子轴配置成确保旋转电机和外部驱动设备(特别是车辆的车轮)之间的机械动力传输。

3、特别是，已知转子是电激励的。这种类型的转子通常被称为绕线转子或滑环转子。这种转子包括由具有径向突出的多个齿的叠片堆形成的转子体，以及缠绕在多个齿周围同时与叠片堆电绝缘的励磁线圈。然后，励磁线圈通过滑环连接到外部电源。滑环对应于机电装置，该机电装置配置成允许与转子一起旋转的励磁线圈和固定的外部电源之间的电力交换。

4、在用于电动或混合动力车辆的旋转电机的情况下，转子被设计成高速旋转，这可能由于离心力而影响励磁线圈的保持。这可能会削弱励磁线圈的电绝缘，在最极端的情况下，甚至会导致短路或齿断裂。为了提高励磁线圈对离心力的保持力，传统的解决方案是在多个齿中的相邻齿之间使用楔形元件。

5、此外，如文献ep2807726a1中所述，将励磁线圈与叠片堆电绝缘的传统解决方案是在多个齿之间提供绝缘纸。一般来说，在绝缘纸上缠绕励磁线圈之前，绝缘纸被预先折叠并手动定位在叠片堆上。因此需要确保绝缘纸的定位；否则，绝缘纸可能会在缠绕过程中损坏或放错位置。这会限制励磁线圈和叠片堆之间的电绝缘。此外，从制造的角度来看，确保绝缘纸的定位是复杂的。

6、在这种情况下，本发明的主要目的是提供一种具有楔形元件和绝缘纸的转子，以及一种用于生产该转子的相关方法，该转子更容易制造。

技术实现思路

1、更具体地，本发明涉及一种用于旋转电机的转子，该转子包括配置成围绕旋转轴线旋转的转子轴、由具有径向突出的多个齿和对应于多个齿中的两个相邻齿之间的空间的槽的叠片堆形成的转子体以及缠绕在多个齿的每个齿周围的励磁线圈。转子体通常也称为转子组件。转子体同轴安装在转子轴上。转子还包括绝缘纸，该绝缘纸轴向延伸并布置在转子体和励磁线圈之间的槽的一个相应槽的壁上，从而使转子体与励磁线圈电绝缘。转子还包括轴向延伸并布置在相应槽中的楔形元件，楔形元件配置成抵靠相应槽的两个相邻齿轴向滑动。

2、此外，绝缘纸具有从相应槽的两个相邻齿的壁突出的两个翼片部分。两个翼片部分配置成分别抵靠设置在相应槽中的楔形元件的两个接触表面。两个接触表面优选是平的，以便它们容易与绝缘纸的两个翼片部分互补。然而，两个接触表面也可以基本是平的，具有外围弯曲部分，或者基本是弯曲的。

3、本发明还涉及一种用于生产如前所述的转子的方法，该方法包括用于槽中的每个相应槽的以下连续步骤：

4、-将绝缘纸放置在相应的槽内，使得绝缘纸在相应槽的壁上延伸，并在转子体的轴向端部从转子体轴向突出一段距离；

5、-将相应楔形元件的两个接触表面基本径向压靠在绝缘纸的轴向端部上，从而弯曲绝缘纸，直到在绝缘纸的轴向端部形成两个翼片部分；

6、-在相应的两个相邻齿之间轴向滑动相应的楔形元件，从而在绝缘纸的轴向长度上弯曲绝缘纸。

7、因此，本发明提供了简化绝缘纸安装的显著优点，这通常是手动进行的。特别是，当绝缘纸具有翼片部分时，翼片部分的折叠可能难以执行。使用楔形元件来弯曲绝缘纸，从而形成翼片部分，这大大方便了绝缘纸的安装，从而有利地减少了生产转子的时间和成本。

8、有利地，绝缘纸的轴向长度略大于转子体的轴向长度，使得绝缘纸从转子体轴向突出。然后，绝缘纸轴向突出的部分用于将楔形元件压靠绝缘纸的轴向端部的步骤。

9、有利地，楔形元件的两个接触表面分别布置在楔形元件的两个中间部分的面向绝缘纸的一侧，两个中间部分的另一侧面向两个相邻齿中的相应齿的底表面。这两个中间部分有利地增加了楔形元件的机械强度，从而提高了楔形元件和两个相邻牙齿之间接合处的机械保持力。

10、有利地，腔布置在两个中间部分的每一个和两个相邻齿的相应齿的底表面之间。该腔有利地增加了楔形元件可能运动的径向和切向自由度。

11、有利地，楔形元件具有大致三角形或梯形的横截面，楔形元件的拐角部分朝向旋转轴线。尽管楔形元件的其他形状也是可能的。

12、有利地，楔形元件由绝缘材料制成，例如塑料材料。因此，楔形元件将励磁线圈与转子体电绝缘。

13、但是，其它材料也可以用于楔形元件。

14、有利地，楔形元件的轴向楔形长度略小于转子体的轴向长度。

15、优选地，每一个槽配置成容纳绝缘纸和楔形元件。

16、有利地，转子包括填充槽的灌封材料。

17、有利地，转子包括抵靠转子体的两个轴向端部的两个端盖，这两个端盖配置成覆盖励磁线圈的线圈端部并被转子体密封。

18、根据本发明的一方面，本发明涉及包括如前所述的转子和定子的旋转电机。

19、本发明的另一方面是电驱动装置，包括旋转电机和逆变器，该逆变器配置成将来自高压电源电池的直流电压转换成交流电压，以便向旋转电机的定子供应ac电压。ac电压可以是多相ac电压，尤其是三相电压。转子有利地被供给dc电压。优选地，使用独特的功率转换器向定子提供ac电压并向转子提供dc电压。

20、本发明的另一方面是一种混合动力电动车辆，包括用于驱动车辆的电驱动装置。车辆可以包括高压电源电池，如果适用的话，优选为用于向逆变器提供dc电压的可再充电电池。

21、从下面结合附图公开了本发明的优选实施例的详细描述中，本发明的这些和其他目的、特征、方面和优点对于本领域技术人员来说将变得显而易见。

技术特征：

1.一种用于旋转电机(m)的转子(1)，该转子(1)包括：

2.如前一权利要求所述的转子(1)，其中，所述绝缘纸(120)的轴向长度略大于所述转子体(2)的轴向长度。

3.如前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其中，所述楔形元件(110)的两个接触表面(111)分别布置在楔形元件(110)的两个中间部分(112)的面向所述绝缘纸(120)的一侧，两个中间部分(112)的另一侧面向两个相邻齿中的相应齿的底表面(24)。

4.如前一权利要求所述的转子(1)，其中，腔(113)布置在所述两个中间部分(112)中的每一个和两个相邻齿中的相应齿的底表面(24)之间。

5.如前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其中，所述楔形元件(110)具有大致三角形的横截面，楔形元件(110)的拐角部分(114)朝向旋转轴线(x)。

6.如前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其中，所述楔形元件(110)由绝缘材料制成。

7.如前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其中，所述楔形元件(110)的轴向楔形长度略小于所述转子体(2)的轴向长度。

8.如前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其中，所述槽(22)中的每一个配置为容纳所述绝缘纸(120)和楔形元件(110)。

9.如前述权利要求中任一项所述的转子(1)，包括填充所述槽(22)的灌封材料。

10.如前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其中，所述转子(1)包括抵靠所述转子体(2)的两个轴向端部的两个端盖(8)，所述两个端盖(8)配置为覆盖所述励磁线圈(3)的线圈端部并且被转子体(2)密封。

11.一种用于生产如前述权利要求中任一项所述的转子(1)的方法，该方法包括用于槽(22)中的每个相应槽的以下连续步骤：

12.一种用于电动或混合动力车辆(ev)的旋转电机(m),该旋转电机(m)包括根据权利要求1至10中任一项所述的转子(1)。

技术总结
本发明涉及一种转子，包括：转子轴，其配置为围绕旋转轴线旋转；转子体，其由具有径向突出的多个齿(21)和对应于两个相邻齿之间的空间的槽(22)的叠片堆形成；励磁线圈(3)，其缠绕在多个齿(21)的每个齿周围；轴向延伸并布置在转子体和励磁线圈(3)之间的相应槽的壁(23)上的绝缘纸(120)；以及轴向延伸并布置在相应槽中的楔形元件(110)，楔形元件(110)配置成抵靠两个相邻齿轴向滑动，绝缘纸(120)具有从两个相邻齿的壁(23)突出的两个翼片部分(121)，两个翼片部分(121)配置成分别抵靠楔形元件(110)的两个接触表面(111)。

技术研发人员：C.维乔雷克,R.巴赫,C.锡耶普克,C.芬格尔-阿尔伯特
受保护的技术使用者：法雷奥新能源汽车德国有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13