具有优化布置的旋转电机制造技术

本发明专利技术主要涉及一种机动车辆的旋转电机，包括：转子(12)，其具有轴线(X)，包括至少一个永磁体(20)，和定子(11)，其围绕转子并且包括设置有多个凹口(30)的主体(24)和电绕组(25)，该绕组包括布置在槽中的相绕组(26)，每个相绕组由至少一个导体(35)形成。转子(12)包括3、4或5对极。定子包括两个三相系统，每个都由三个三角形连接的相绕组(26)形成。每个槽(30)的导体(35)的数量严格大于2，并且每个导体具有插入相应槽(30)中的有源部分(40)，具有基本上矩形横截面的有源部分(40)的径向长度(L2)小于或等于3.6mm。

Rotating motor with optimized layout

The invention mainly relates to a rotating motor of a motor vehicle, which comprises a rotor (12), an axis (x), at least one permanent magnet (20), and a stator (11), a main body (24) and an electric winding (25) around the rotor and provided with a plurality of notches (30), each of which comprises a phase winding (26) arranged in a slot, each of which is formed by at least one conductor (35). The rotor (12) comprises 3, 4 or 5 pairs of poles. The stator consists of two three-phase systems, each formed by three delta connected phase windings (26). The number of conductors (35) in each slot (30) is strictly greater than 2, and each conductor has an active part (40) inserted into the corresponding slot (30), and the radial length (L2) of the active part (40) with a substantially rectangular cross section is less than or equal to 3.6mm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有优化布置的旋转电机
本专利技术涉及一种具有优化配置的旋转电机。本专利技术具有特别有利但非排他性的应用，其具有高功率可逆电机，该电机可以在交流发电机模式和电动机模式下操作，与诸如变速箱的主元件联接。
技术介绍
以已知的方式，旋转电机包括定子和与轴一体的转子。转子可以与驱动轴和/或从动轴是一体的，并且可以属于交流发电机、电动机或可以在两种模式下操作的可逆电机形式的旋转电机。在交流发电机模式下，当转子旋转时，其在定子上感应出磁场，定子将该磁场转换成电流，以便为车辆的耗电器供电并为电池充电。在电动机模式中，定子被电供电并且感应出磁场，磁场使转子旋转以便自动地或与热力发动机组合地启动热力发动机和/或参与车辆的牵引。定子安装在壳体中，该壳体构造成通过滚子轴承使轴在轴承上旋转。此外，定子包括由一叠形成冠部的薄金属板构成的主体，其内表面设置有朝向内部开口的凹口，以便接收由相绕组形成的电绕组。这些绕组穿过定子主体中的凹口，并形成突出于定子主体两侧的凸起。相绕组例如由覆盖有搪瓷的连续导线或者由通过焊接而彼此连接的销形式的导电元件获得。这些绕组是以星形或三角形连接的多相绕组，其输出连接到逆变器，逆变器也用作整流桥。对于这种类型的电机，电机的旋转速度会影响所提供的电压，从而影响电机的功率。因此，旋转速度越高，功率越大。对于同步电机，超过一定的旋转速度，以便使电机的功率最大化，重要的是能够使所述电机去磁通。图1表示根据这种类型的电机的旋转速度的特征扭矩和功率曲线，分别在电动机模式M_mth(参见特征扭矩曲线C1和特征功率曲线C2)和发电机模式M_gen(参见特征扭矩曲线C3和特征功率曲线C4)下旋转。通过参考恒定扭矩N1处的最大转速除以电机的最大转速N2之间的比率来定义去磁通范围P_def。由于该去磁通比率高(大于2.5)，电机可以在高速下运行同时处于准短路状态。为了优化电机的运行，特别是为了能够达到高速运行并因此达到高功率，电机必须具有在稳态下对短路电流的良好抵抗力。电机的这种优化还必须考虑其他参数，比如电机的紧凑性，这是将所述电机集成在车辆中的重要参数，以及电机的热性能，这也是一个重要参数，既为了用户的安全，又为了不损坏电机。因此，本专利技术的目的是保证在稳态下对短路电流的抵抗力，同时优化电机的紧凑性和热特性。
技术实现思路
为此，本专利技术的主题是一种机动车辆的旋转电机。根据本专利技术，该电机包括转子，其沿着旋转轴线延伸，并且包括至少一个永磁体，和定子，其围绕转子并且包括设置有多个凹口的主体和电绕组，其中电绕组包括设置在凹口中的相绕组，每个相绕组由至少一个导体形成。另外，根据本专利技术，转子包括3或4或5对极，并且定子包括两个三相系统，每个由具有三角形联接的三相绕组形成。另外，根据本专利技术，每个凹口的导体的数量严格大于2，并且每个导体具有插入相应凹口中的有源部分，具有基本上矩形横截面的有源部分的径向长度为3.6mm或更小。具有两个三相系统的事实使得可以简化功率模块的布置，因此可以获得可能更加紧凑的电机。另外，以三角形形式的绕组的联接使得可以不具有中性点，因此改善了电机的紧凑性。具有基本上矩形横截面的导线的事实使得可以改善凹口中的导体的填充系数，并因此改善电机的功率。基本上矩形横截面意味着由于生产原因导体的角部可以略微倒圆。每个凹口的导体的数量严格大于2使得可以在选择每个绕组的匝数方面获得更大的自由度。此外，与3和5之间的转子的对极数相关的导体的径向宽度为3.6mm或更小的事实使得可以最小化导体的电阻，从而以便限制导体的焦耳损耗。因此，所有这些参数一起产生改善的热阻，改善了在稳态下对短路电流的抵抗力，并且改善了旋转电机的紧凑性。因此，旋转电机可以以更高的速度安全地运行。根据一实施例，两个三相系统彼此独立，并且旋转电机包括逆变器，该逆变器包括两个独立的模块，每个模块连接到三相系统。根据一实施例，逆变器连接到具有30至60V范围内的电压的直流总线。根据一实施例，导体的有源部分的正交长度为1.4mm或更大。根据一实施例，定子主体的外径在80mm至180mm的范围内。例如，定子主体的外径选自以下值之一：80、90、100、110、153、161和180mm。根据一实施例，所述旋转电机的最大功率在8kW至30kW的范围内。根据一实施例，每个凹口的导体数量是偶数。根据一实施例，每个凹口的导体数量等于4。作为变型，每个凹口的导体数量可以等于6、8或10。根据一实施例，导体在相应凹口的内部相对于彼此径向对齐。根据一实施例，每个相绕组由多个导体形成，所述多个导体尤其是以彼此电连接的销的形式。例如，销以“U”的形式延伸，包括在相应凹口中延伸的两个有源部分，以及连接两个有源部分的连接部分。优选地，通过将不同销的有源部分的自由端彼此焊接来形成相绕组。自由端是指未连接到连接部分的有源部分的端部。根据一实施例，每个相绕组由连续导体形成。该连续导体例如是导线。根据一实施例，导线包括具有基本上矩形横截面的有源部分，以及在两个相邻有源部分之间的连接部分，其横截面为圆形，特别是基本上为圆形。根据一实施例，导体具有带圆角的矩形横截面。根据一实施例，所述旋转电机包括冷却液回路。根据一实施例，该电机是同步电机。根据一实施例，该电机是具有永磁体的电机。根据一实施例，所述旋转电机是转子、发电机或可逆电机的形式。通过阅读以下描述并检查伴随它的附图，将更好地理解本专利技术。这些图纯粹是为了说明而提供的，并不以任何方式限制本专利技术。附图说明已经描述的图1示出了根据在本专利技术的上下文中使用的旋转电机的旋转速度的特征扭矩和功率曲线。图2是根据本专利技术实施例的旋转电机的纵向剖视图。图3是图2中的旋转电机的绕线定子和转子的透视图。图4是根据本专利技术实施例的转子和绕线定子的局部横截面图。图5示出了分别对于具有3对和5对极的转子的根据定子导体的有源部分的径向尺寸的电高频定子导体的电阻与电低频定子导体的电阻之间的比率的发展的图示。图6表示根据转子的极对数的旋转电机的总轴向高度的发展。相同、相似或类似的元件在各个图中保持相同的附图标记。具体实施方式在下文的描述中，“前”元件是指位于驱动部分侧的元件，比如在由电机的轴支撑的小齿轮侧，而“后”元件是指相对于电机的旋转轴线X位于相反侧的元件。图2示出了旋转电机10，其包括围绕转子12的多相定子11，转子12安装在轴13上，轴13沿着对应于电机轴线的轴线X延伸。定子11围绕转子12，在定子11的内周和转子12的外周之间存在气隙。定子11装配在壳体14中，壳体14设置有前轴承15和后轴承16，后轴承16旋转地支撑轴13。该电机10可以设计成联接到属于机动车辆牵引链的变速箱。在另一配置中，电机10可以联接到车辆的曲轴，或者也可以直接联接到车辆车轮的牵引链。例如，电机10可以通过小齿轮17联接到车辆的一部分，如图2所示。作为变型，电机10可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机动车辆的旋转电机，包括：/n-转子(12)，其沿着旋转轴线(X)延伸，包括至少一个永磁体(20)，和/n-定子(11)，其围绕转子并且包括设置有多个凹口(30)的主体(24)和电绕组(25)，其中电绕组(25)包括设置在凹口(30)中的相绕组(26)，每个相绕组(26)由至少一个导体(35)形成，/n其特征在于：/n-所述转子(12)包括3或4或5对极；/n-所述定子(11)包括两个三相系统(A1、B1、C1；A2、B2、C2)，每个由具有三角形联接的三相绕组(26)形成；/n-每个凹口(30)的导体(35)的数量严格大于2，并且每个导体(35)具有插入相应凹口(30)中的有源部分(40)，具有基本上矩形横截面的有源部分(40)的径向长度(L2)为3.6mm或更小。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170329 FR 17526101.一种机动车辆的旋转电机，包括：
-转子(12)，其沿着旋转轴线(X)延伸，包括至少一个永磁体(20)，和
-定子(11)，其围绕转子并且包括设置有多个凹口(30)的主体(24)和电绕组(25)，其中电绕组(25)包括设置在凹口(30)中的相绕组(26)，每个相绕组(26)由至少一个导体(35)形成，
其特征在于：
-所述转子(12)包括3或4或5对极；
-所述定子(11)包括两个三相系统(A1、B1、C1；A2、B2、C2)，每个由具有三角形联接的三相绕组(26)形成；
-每个凹口(30)的导体(35)的数量严格大于2，并且每个导体(35)具有插入相应凹口(30)中的有源部分(40)，具有基本上矩形横截面的有源部分(40)的径向长度(L2)为3.6mm或更小。


2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，两个三相系统彼此独立，并且所述旋转电机包括逆变器(34)，所述逆变器(34)包括两个独立的模块，每个模块连接到三相系统(A1、B1、C1；A2、B2、C2)。


3.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，所述逆变器(34)连接到具有30至60V范围内的电压的直流总线。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其特征在于，导体的有源部分(40)的正交长度(L3)为1.4m...

【专利技术属性】
技术研发人员：R弗拉蒂拉，J莱格朗格，R赫利萨，
申请(专利权)人：法雷奥电机设备公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR