[發明專利]電機

在審

• 申請號: 202010764518.8
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN112311147A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: M·弗羅斯;P·邁依沙克;M·施瓦策爾;A·沙爾拉赫;P·烏爾曼
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司
• 主分類號: H02K9/00
• 分類號: H02K9/00;H02K9/28;H02K13/00;H01R39/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;牛曉玲

本發明涉及一種電機(1)，其包括定子(3)和具有冷卻裝置(18)的轉子軸(4)，該轉子軸帶有至少一個滑環(7)，所述至少一個滑環具有周面(9)，該周面與緊固在定子(3)上的接觸元件(10)電接觸，滑環至少部分地被接納在轉子軸(4)的缺口(8)中，其中，滑環(7)的至少部分地接納在缺口(8)中的延長部段(11)沿轉子軸(4)的一個軸向方向或兩個軸向方向超出周面(9)延伸。

技術領域

本發明涉及一種電機，該電機包括定子和具有冷卻裝置的轉子軸，該轉子軸帶有至少一個滑環，所述至少一個滑環具有周面，該周面與緊固在定子上的接觸元件電接觸，滑環至少部分地被接納在轉子軸的缺口中。

背景技術

滑環在電機中、例如在機動車中的發電機或動力設備中與電刷一起用于在轉子與定子之間傳輸電功率。例如，滑環和電刷可以在他勵同步電機中使用，以便給轉子側的繞組供給電流，其中，緊固在殼體側的炭刷在固定在旋轉元件上的滑環上滑動并且由此確保滑動電接觸。在此，由于機械摩擦和電損耗而產生了熱量，該熱量必須被排出。

典型地，滑環由具有良好的導電性的材料、例如黃銅、青銅、不銹鋼或稀有金屬制成，這種材料典型地也具有良好的導熱性，由此在滑環內部形成幾乎恒定的溫度。與此相對地，在其中支承有滑環的滑環支座由電絕緣的、并且大多時候也熱絕緣的材料制成。由此，從滑環通過冷卻的轉子軸進行的排熱大多時候受到強烈限制。

文獻DE 42 10974 A1描述了一種用于電阻焊接機的布置在滾動軸承區域中的滑環的冷卻設備。在此，冷卻劑被引導穿過焊接電極的軸并且穿過滾動軸承的軸。然而，即使在該設計方案中，熱量也未被理想地排出。

文獻DE 30 20472 A1描述了一種固定安裝在轉子軸上的滑環，該滑環與多個電刷電地滑動接觸。在此，布置在滑環與電刷之間的構件通過冷卻氣體冷卻。附加地，滑環也具有彼此連接的、用液體填充的、關于電刷元件垂直定向的冷卻溝槽，該冷卻溝槽確保了在滑環的整個面上的均勻冷卻。然而，直接引導冷卻劑穿過滑環是耗費大的。

發明內容

因此，本發明的目的在于，提供一種設備，利用該設備能從滑環排出大量的熱量并且該設備具有簡單且堅固的結構。

根據本發明，該目的通過如下方式來實現，即，在開頭所述類型的電機中，滑環的至少部分地接納在缺口中的延長部段沿轉子軸的一個軸向方向或兩個軸向方向超出周面延伸。

如開頭所說明的那樣，在由轉子軸方面進行冷卻時，從滑環中散熱受到滑環支座的限制，該滑環支座位于轉子軸的被冷卻的區域與滑環之間并且典型地由電絕緣的和熱絕緣的材料制成。穿過滑環支座或轉子軸的熱流與所使用的材料的導熱率和垂直于熱量輸送方向的、參與熱量輸送的面積的乘積成比例。通過延長部段增大了可用于散熱的面積，并且由此提高在滑環與冷卻裝置之間的熱流。

電機可以形成發電機或馬達、特別是用于機動車的動力設備。在內轉子的情況下，轉子布置在定子內部，在外轉子的情況下，轉子布置在定子外部。

作為轉子的組成部分，轉子軸可以帶有疊片組和繞組，其中，繞組通過緊固在定子上的接觸元件、例如炭刷被通電，接觸元件與相應固定在轉子軸上的滑環電接觸。在接觸元件與滑環之間的接觸面上產生的摩擦熱通過布置在轉子軸內部的冷卻裝置排出。

在內轉子的情況下，至少一個滑環可以布置在轉子軸的外周面上，而在外轉子的情況下，至少一個滑環可以布置在轉子軸的內周面上，其中，轉子可以具有一個或多個滑環。在此，滑環可以在轉子軸的軸向端部上的滑環支座中被接納在為滑環設置的缺口中。滑環支座是轉子軸的一部分并且典型地由電絕緣的且機械穩定的材料制成，然而所述材料具有低的導熱率。滑環的徑向朝向轉子軸定向并且至少部分地被接納在缺口中的延長部段可以具有垂直于徑向方向的、比與該延長部段相對置的、與炭刷接觸的部段大的面積。在內轉子的情況下，延長部段可以位于滑環的內表面的區域中，在外轉子的情況下，延長部段可以位于滑環的外表面的區域中。