[发明专利]特别地用于机动车辆起动器的旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转电机，已对其操作特性进行了优化。本发明在机动车辆起动器领域中具有特别有优势的应用。

背景技术

已知机动车辆起动器实施旋转电机，所述旋转电机设置有包括头部和磁化结构的定子或感应器，其中该磁化结构具有通常由铁氧体制成的多个永磁体。

该电机还包括转子或电枢，其包括形成转子的绕组的导体。出于该目的，根据一个实施例，包括由层叠的金属板形成的芯部的转子具有由齿隔开的纵向槽口，U形形式的导体在两个不同的层（即，下层和上层）上插入在这些槽口中。构成转子本体的芯部与金属轴一体。

已知在该类型的系统中，铁损和转动部件中磁场的变化相关联，特别是与感应和饱和水平非常大的转子齿中的磁场的变化相关联。在文件US2006/0125345中，根据权利要求1的前序部分，通过为转子的芯部设置有多个由非磁性材料制成的齿限制这些铁损，以便消除噪声和振动。在文件US5536985中，消除了由层叠金属板制成的芯部，且用复合芯部替换，该复合芯部包括由非磁性粘合剂连接的多个磁性颗粒。

希望在电枢的旋转期间具有旋转电机的感应器和电枢之间的优良的磁耦合，而不在可能存在铁损的区域中具有过大的感应。

发明内容

为了满足这些要求，制造部分地由塑料材料制成的转子。因此该转子可具有由两部分制成的本体，即，金属板组形式的内部部分和其中嵌入有导体的塑料材料制成的外部部分。这些导体可在转子的外周边上定位在两个不同层上或定位在单层上。将理解该内部部分允许由磁化结构产生的磁流的通过。

为了补偿由于去除电枢上的铁磁材料而造成的驱动扭矩的降低，可以使用由烧结的NdFeB制成的磁体来替换传统地使用的用来形成感应器定子的铁氧体磁体。这将使得能够降低定子的磁体的厚度，且因此，对于相同的定子直径，增加转子的直径，以能够将所有导体在单层上方便地布置在转子的周边上。

还能够使用设置有改动的哈巴赫类型（Halbach）永磁体结构的定子，该永磁体结构具有径向扩大的部分。根据该结构，保持了传统的定子的头部的尺寸，且通过将其厚度大致除以2而对磁体进行了适应性调整。这导致了局部哈巴赫效应，其使得可以确保从一磁极至另一磁极的磁性转换，以将感应器的磁能集中，在其上迭加有径向磁化系统，这使得可以优化流朝向转子的导体的通过。

还可以使用部分哈巴赫类型的感应器，其由钢极间部分完成，这使得可以增加电枢的电感。

本发明因此特别地允许：

-通过降低铁损（傅科电流、磁滞现象）以及由切换造成的损耗的基本消除而增加电机的性能，这是因为极大地降低了电枢的电感；

-促进转子的制造过程，这是因为不再存在对接地的转子的金属板和导体之间的电绝缘的任何顾虑；

-在电流使用方面改进电压性能，这是因为转动惯量更低。这构成了“停止和启动”技术中的主要的问题，其中发动机在红灯时停止，且继而被重新起动；

-消除磁力噪声，这是因为感应器的磁极的边缘在电枢旋转期间可不再经历齿-槽口磁阻的交替；和

-消除与电枢相关联的任意磁性饱和（饱和传统地与将槽口隔开的钢齿相关联）。

本发明由此涉及一种旋转电机，该电机包括：

-转子，其装配在金属轴上，该转子包括本体，该本体的外周边上安装有形成所述转子的绕组的导体；

-定子，其围绕所述转子定位，包括具有永久磁化的磁化结构，该磁化结构按照定子的圆周延伸，所述转子和所述定子由空气隙隔开，

其特征在于，

-转子的本体部分地由塑料材料制成，且包括内部的金属板组形式的内部部分以及由塑料制成的围绕所述金属板组包覆模制的外部部分。

根据一实施例，转子在齿区域中由塑料材料制成，所述齿将靠近空气隙的槽口隔开，所述槽口位于转子的外周边上。

根据一实施例，本体在其内周边上包括具有凸伸部的孔，与金属轴相关联的隆起部以互补的方式伸入凸伸部中。

根据一实施例，该隆起部是键，所述键在设置在轴的外周边上的中空部和凸伸部之间干涉，或所述键属于轴。

根据一实施例，金属板组在其外周边上包括锚定装置，诸如沟槽，以保持由塑料材料制成的所述外部部分。

根据一实施例，该金属板组在其外周边上包括隆起部，诸如沟槽，以保持外部塑料部分。

根据一实施例，该金属板组在其外周边上包括凹部，诸如半封闭的槽口，以保持外部塑料部分。