專利名稱：用于電機的裝置和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機的制造方法。具體而言，本發(fā)明涉及用于電機(例如啟動發(fā)電一 體機(ISG))的裝置和制造方法，該啟動發(fā)電一體機能夠從啟動器馬達模式轉(zhuǎn)換為交流發(fā) 電機或發(fā)電機模式。
背景技術(shù)：
電機部件的已知組裝方法為冷沖壓。然而，將部件冷沖壓在一起通常導(dǎo)致對部件 的損壞，例如重度刮傷，特別是在部件之間需要高度干涉配合的情況下。部件的電磁特性以 及堆疊密度也可由于冷沖壓操作而被不利地改變。而且，當(dāng)需要高度干涉配合時，通過冷沖 壓來組裝部件需要非常大的力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制造電機的裝置和方法，所述電機在被組裝的部件之 間提供足夠的干涉配合度，以防止其在高溫下分離，而不會導(dǎo)致對部件的損壞，并且其中部 件的特定堆疊密度可得到保持。因此，按照一個方面，本發(fā)明提供一種制造電機的方法，該電機包括定子組件、套 筒和殼體，所述方法包括多個熱降(hot drop)操作。優(yōu)選地，該方法包括第一熱降操作，其中所述套筒在所述定子組件插入所述套筒 中之前被加熱；和第二熱降操作，其中所述殼體在所述定子組件和所述套筒插入所述殼體 中之前被加熱。所述套筒可由不銹鋼形成，或者可替換地由已被電鍍的中碳鋼/高碳鋼形成。所 述殼體可包括由鋁形成的模鑄件。所述電機可為啟動發(fā)電一體機，或者在高溫應(yīng)用中使用 的任何其他開關(guān)磁阻電機。按照另外的方面，本發(fā)明還提供一種電機，其包括定子組件、套筒和殼體。所述電 機可包括位于所述殼體與所述套筒之間的冷卻套，并且所述電機可為啟動發(fā)電一體機。


現(xiàn)在將通過示例并參照附圖描述本發(fā)明的實施例，在附圖中圖1為由根據(jù)本發(fā)明的方法制造的包括ISG的電機的前視圖；圖2為沿線II-II截取的圖1的ISG的剖視圖；以及圖3為圖2的ISG的細部剖視圖。
具體實施例方式圖2和圖3例示出ISG 2，其包括鋼套筒6、定子組件8和包括鋁制模鑄件4的主 馬達殼體。定子組件8由多個疊片M形成，多個疊片M由透磁材料形成，且被非導(dǎo)電涂層(例如漆)涂覆。疊片M —個在另一個的頂部上地層疊成堆疊結(jié)構(gòu)，且在每層之間存在小 的間隙。在定子組件8中，疊片M的數(shù)量被選擇用于提供預(yù)定的堆疊密度，即，每單位長度 最優(yōu)數(shù)量的疊片對。定子組件8的外直徑大于套筒6的內(nèi)直徑，以在這些部件組裝之后提供干涉配合。 類似地，套筒6的最大外直徑大于模鑄件4的內(nèi)直徑，以在組裝之后在這些部件之間提供干 涉配合。ISG的制造包括形成定子組件8、形成套筒6和形成模鑄件4。然后部件被組裝，以 通過第一熱降操作將定子組件8插入套筒6中以形成子組件22，并通過第二熱降操作將子 組件22插入模鑄件4中。第一熱降操作涉及使用加熱裝置來將套筒6加熱到200°C。加熱裝置包括感應(yīng)加 熱元件(未示出)，套筒6被放置到該感應(yīng)加熱元件上。然后，粘合劑被涂敷到定子組件8 的外直徑的將在組裝之后與套筒6接觸的區(qū)域。然后，定子組件8插入加熱的套筒6中。由 于被加熱，套筒6已經(jīng)膨脹，由此導(dǎo)致其內(nèi)直徑相對于其在環(huán)境溫度下的值增大。因此，與 若部件尚未被加熱相比，用于將定子組件8插入套筒6中所需的力小很多。在第二熱降操作之前，子組件22 (包括定子組件8和套筒6)被允許冷卻。然后， 第二熱降操作通過使用加熱裝置將模鑄件4加熱到200°C的溫度而完成。加熱裝置仍然包 括感應(yīng)加熱元件(未示出)，然后將子組件22插入模鑄件4中。子組件22沿預(yù)定方位被插 入模鑄件4中，以確保提供在定子組件8上的相繞組12被準(zhǔn)確地插入模鑄件4的基部16 中的對應(yīng)的孔道14中。使用沖壓工具將包括定子組件8和套筒6的子組件22插入模鑄件4中。需要 3000N的力來完成插入，但是如上所述，與如果部件尚未受到加熱和冷卻以相比部件處于環(huán) 境溫度下套筒6的最大外直徑與模鑄件4的內(nèi)直徑之間的差減小套筒6的最大外直徑與模 鑄件4的內(nèi)直徑之間的所述差所需的力相比，該力小很多。在子組件22插入模鑄件4中之后，組裝后的ISG保持冷卻。ISG的操作速度可達22000rpm。在ISG操作時，ISG上的高電負載將導(dǎo)致定子組 件8被加熱，因此還導(dǎo)致套筒6和模鑄件4被加熱和膨脹。由于鋁比鋼具有更高的熱膨脹 系數(shù)，因此將導(dǎo)致鋁制模鑄件4比鋼套筒6膨脹到更大的程度。部件之間的干涉配合將確 保模鑄件4和套筒6在其膨脹狀態(tài)不會分離。本發(fā)明還避免對所述部件的電磁特性的潛在不利影響，如果所述部件通過冷沖壓 操作被組裝，則可能發(fā)生這種不利影響。而且，如果冷沖壓操作被用于組裝所述部件，則用 于完成組裝所需的相當(dāng)大的力可能導(dǎo)致定子疊片M塑性變形，因而可能導(dǎo)致定子堆疊的 密度的潛在變化，即，可導(dǎo)致堆疊密度偏離預(yù)定最佳值。本發(fā)明還避免對定子疊片M的涂層的潛在損壞，如果使用冷沖壓操作，則可能發(fā) 生這種潛在損壞。如果可產(chǎn)生相當(dāng)大的沖壓力和/或在冷沖壓操作中涉及的塑性變形以將 堆疊擠壓在一起，則由此減小定子疊片M的每一層之間的間隙。如果兩個相鄰層之間的間 隙被充分減小使得疊片M變得彼此接觸，則可導(dǎo)致疊片M的涂層在每個疊片M上的特定 部位處磨損，因而在該部位處形成疊片M之間的導(dǎo)電路徑。這會導(dǎo)致在定子組件8內(nèi)形成 渦電流，從而會導(dǎo)致電性能損失。
用于鋼套筒的適當(dāng)材料為不銹鋼，或已被電鍍的中碳鋼/高碳鋼。在可替代實施例中，冷卻套可被定位在套筒6與模鑄件4之間。盡管上述實施例涉及ISG，但本發(fā)明可應(yīng)用于其他開關(guān)磁阻電機，例如渦輪發(fā)電 機。
權(quán)利要求
1.一種制造電機的方法，該電機包括定子組件、套筒和殼體，所述方法包括多個熱降操作。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱降操作中的至少之一在200°C執(zhí)行。
3.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，包括第一熱降操作，其中所述套筒在所述定 子組件插入所述套筒中之前被加熱。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，包括第二熱降操作，其中所述殼體在所述定 子組件和所述套筒插入所述殼體中之前被加熱。
5.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述套筒由不銹鋼形成。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述套筒由中碳鋼或高碳鋼形成，并且 其中所述套筒已被電鍍。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述殼體包括由鋁形成的模鑄件。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述電機為開關(guān)磁阻電機。
9.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述電機為啟動發(fā)電一體機。
10.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述熱降操作中的至少之一包括感應(yīng) 加熱步驟。
11.一種基本上如前所述且參照附圖的制造電機的方法。
12.一種包括啟動發(fā)電一體機的電機，包括定子組件、套筒和殼體。
13.如權(quán)利要求12所述的電機，包括位于所述殼體與所述套筒之間的冷卻套。
14.一種基本上如前所述且參照附圖的電機。
全文摘要
一種用于制造例如啟動發(fā)電一體機的電機的方法和裝置，所述方法包括雙熱降操作，由此在鋼套筒(6)已被加熱之后，定子組件(8)插入該鋼套筒(6)中，并且所述定子組件(8)和所述套筒(6)隨后被冷卻并插入已加熱的殼體(4)中。
文檔編號H02K1/18GK102150350SQ200980135826
公開日2011年8月10日 申請日期2009年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者托比·希森, 斯蒂芬·奈特, 邁克·多塞特 申請人:可控動力技術(shù)有限公司