[发明专利]风冷电动机器

说明书

相关申请

本申请要求2011年1月12日提交的德国专利申请No.102011002555.3的优先权，其全部内容为所有目的在此通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及风冷的电动机器，其具有包括转子轴和磁场绕组的转子、驱动元件和可旋转安装在转子轴上的风扇叶轮。包括驱动元件和/或磁场绕组的自动离合器随着电机械系统的运行状态在风扇叶轮和的转子轴之间建立连接状态。具体地，本公开还涉及用于机动车辆的交流发电机，并且还涉及用于机动车辆的起动器-发电机。

背景技术

本公开含义内的包括电子马达和发电机类型的电动机器，具体说，用于机动车辆的交流发电机和起动器-发电机通常是已知的。具体说，起动器-发电机理解为意指用于机动车辆起动器的例如结合电子马达的电动机器，和单个机器中的发电机，例如交流发电机。

风冷的电动机器，例如，在其轴向范围中，具有风扇或风扇叶轮，该风扇或风扇叶轮通常直接连接于电动机器的轴，也就是说，以旋转固定的方式连接于电动机器的轴。因此，风扇叶轮在电动机器运行期间产生冷却空气流，所述冷却空气流提供随机器的旋转速度的变化的相应量的冷却空气，用于冷却电动机器。具体说，由风扇叶轮循环的空气用来冷却在所述电动机器的外壳处和/或外壳内的电动机器。

风扇叶轮的驱动需要额外的驱动转矩。在电动机器作为电子马达运行的情况下，这种额外的转矩例如由马达提供，结果能够由马达输出的有用机械功率降低。在作为发电机运行的情况下，额外的风扇驱动转矩可以由驱动发电机的驱动马达提供，因此这部分转矩不能被再次利用而转换成电能。

用于电动机器的现代控制策略，具体说用于诸如机动车辆的交流发电机和起动器-发电机的发电机(例如被利用为机动车辆内带穿动的辅助部件)的现代控制策略以及现代电池管理系统通常导致作为发电机工作的电动机器以高机器转速运行，但不需要电力。在这种情况下，正如在引言部分所提到的，在刚性联接于转子轴的情况下，风扇叶轮总是被同时驱动。这导致了机械损失，即使电动机器不需要冷却。

例如，可以利用各种离合器装置，以影响传递给机动车辆发动机的辅助部件的转矩，这种辅助部件通过带传动来驱动。这种类型的离合器装置设置在驱动盘或输出驱动盘和相应的轴之间，以便使辅助部件与驱动盘或输出驱动盘机械地分开，因而与驱动电机机械地分开。

DE 20 2006 017 623 U1还公开一种具有滑动监控的电磁离合器，驱动电机的转矩通过所述电磁离合器传递给车辆中的辅助部件。滑动监控由传感器线圈、电子监控装置和电压放大器执行。电磁离合器主要包括驱动它并且以旋转固定的方式连接于转子的部件，和电磁线圈插入其中的静止电磁线圈架。当磁力线圈不被电激励时，由空气隙与转子隔开的衔铁盘位于与转子相对。转子和衔铁盘被弹簧元件隔开。衔铁盘牢固地连接于驱动辅助部件的部件。如果磁力线圈被电激励，衔铁盘克服弹簧元件的力被朝向转子拉拽，因此转矩能够被传递。如果磁力线圈不被电激励，由于弹簧元件的恢复力衔铁盘再一次与转子分开，并且保持在适当的位置。

WO2010/079386 A1公开了一种离合器装置和包括这种离合器装置的起动器-发电机。所述离合器装置包括设置在皮带轮和相关轴之间的单向离合器和电磁离合器。电磁离合器由固定于定子(例如线圈)的电磁致动器通过施加在线圈外部产生磁场的电流来控制。

上面提到的离合器装置具有在相对复杂以及因而昂贵的结构方面的共同特征。而且，通常需要供给额外的激励能量，例如，为了向用作致动器的螺线管供给电流，用于偏移这些离合器装置，也就是说，激励和去激励这些离合器。

发明内容

相对于这种背景技术，本公开的目的是指明一种风冷的电动机器，特别是用于机动车辆的交流发电机和起动器-发电机，其具有特别简单的结构，并且能够以有成本效益的方式制造，同时还具有高效率，并且此外在鲁棒性和长使用寿命方面是杰出的。

这个目的通过这样风冷机电系统实现，该系统具有包括转子轴和磁场绕组的转子、驱动元件和风扇叶轮，风扇叶轮在第一状况期间相对于驱动元件以预定的距离被可转动地安装在转子轴上并且在第二状况期间被可转动地安装在转子轴上并且联接驱动元件。

应当指出，在权利要求中各个列举的特征能够以任何希望的、技术上合理的方式相互组合并且指明本发明的其他改进。描述还特别是与附图一起指出了本发明的特征并且详述了本发明。

根据本公开的电动机器特别适合用作机动车辆中的发电机，具体是三相AC发电机、交流发电机或起动器发电机。