專利名稱：風冷電動機器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風冷的電動機器，其具有包括轉子軸和磁場繞組的轉子、驅動元件和可旋轉安裝在轉子軸上的風扇葉輪。包括驅動元件和/或磁場繞組的自動離合器隨著電機械系統(tǒng)的運行狀態(tài)在風扇葉輪和的轉子軸之間建立連接狀態(tài)。具體地，本公開還涉及用于機動車輛的交流發(fā)電機，并且還涉及用于機動車輛的起動器-發(fā)電機。
背景技術：
本公開含義內的包括電子馬達和發(fā)電機類型的電動機器，具體說，用于機動車輛的交流發(fā)電機和起動器-發(fā)電機通常是已知的。具體說，起動器-發(fā)電機理解為意指用于機動車輛起動器的例如結合電子馬達的電動機器，和單個機器中的發(fā)電機，例如交流發(fā)電機。風冷的電動機器，例如，在其軸向范圍中，具有風扇或風扇葉輪，該風扇或風扇葉輪通常直接連接于電動機器的軸，也就是說，以旋轉固定的方式連接于電動機器的軸。因此，風扇葉輪在電動機器運行期間產生冷卻空氣流，所述冷卻空氣流提供隨機器的旋轉速度的變化的相應量的冷卻空氣，用于冷卻電動機器。具體說，由風扇葉輪循環(huán)的空氣用來冷卻在所述電動機器的外殼處和/或外殼內的電動機器。風扇葉輪的驅動需要額外的驅動轉矩。在電動機器作為電子馬達運行的情況下， 這種額外的轉矩例如由馬達提供，結果能夠由馬達輸出的有用機械功率降低。在作為發(fā)電機運行的情況下，額外的風扇驅動轉矩可以由驅動發(fā)電機的驅動馬達提供，因此這部分轉矩不能被再次利用而轉換成電能。用于電動機器的現代控制策略，具體說用于諸如機動車輛的交流發(fā)電機和起動器-發(fā)電機的發(fā)電機(例如被利用為機動車輛內帶穿動的輔助部件)的現代控制策略以及現代電池管理系統(tǒng)通常導致作為發(fā)電機工作的電動機器以高機器轉速運行，但不需要電力。在這種情況下，正如在引言部分所提到的，在剛性聯(lián)接于轉子軸的情況下，風扇葉輪總是被同時驅動。這導致了機械損失，即使電動機器不需要冷卻。例如，可以利用各種離合器裝置，以影響傳遞給機動車輛發(fā)動機的輔助部件的轉矩，這種輔助部件通過帶傳動來驅動。這種類型的離合器裝置設置在驅動盤或輸出驅動盤和相應的軸之間，以便使輔助部件與驅動盤或輸出驅動盤機械地分開，因而與驅動電機機械地分開。DE 20 2006 017 623 Ul還公開一種具有滑動監(jiān)控的電磁離合器，驅動電機的轉矩通過所述電磁離合器傳遞給車輛中的輔助部件。滑動監(jiān)控由傳感器線圈、電子監(jiān)控裝置和電壓放大器執(zhí)行。電磁離合器主要包括驅動它并且以旋轉固定的方式連接于轉子的部件，和電磁線圈插入其中的靜止電磁線圈架。當磁力線圈不被電激勵時，由空氣隙與轉子隔開的銜鐵盤位于與轉子相對。轉子和銜鐵盤被彈簧元件隔開。銜鐵盤牢固地連接于驅動輔助部件的部件。如果磁力線圈被電激勵，銜鐵盤克服彈簧元件的力被朝向轉子拉拽，因此轉矩能夠被傳遞。如果磁力線圈不被電激勵，由于彈簧元件的恢復力銜鐵盤再一次與轉子分開，并且保持在適當的位置。W02010/079386 Al公開了一種離合器裝置和包括這種離合器裝置的起動器-發(fā)電機。所述離合器裝置包括設置在皮帶輪和相關軸之間的單向離合器和電磁離合器。電磁離合器由固定于定子(例如線圈)的電磁致動器通過施加在線圈外部產生磁場的電流來控制。上面提到的離合器裝置具有在相對復雜以及因而昂貴的結構方面的共同特征。而且，通常需要供給額外的激勵能量，例如，為了向用作致動器的螺線管供給電流，用于偏移這些離合器裝置，也就是說，激勵和去激勵這些離合器。

發(fā)明內容
相對于這種背景技術，本公開的目的是指明一種風冷的電動機器，特別是用于機動車輛的交流發(fā)電機和起動器-發(fā)電機，其具有特別簡單的結構，并且能夠以有成本效益的方式制造，同時還具有高效率，并且此外在魯棒性和長使用壽命方面是杰出的。這個目的通過這樣風冷機電系統(tǒng)實現，該系統(tǒng)具有包括轉子軸和磁場繞組的轉子、驅動元件和風扇葉輪，風扇葉輪在第一狀況期間相對于驅動元件以預定的距離被可轉動地安裝在轉子軸上并且在第二狀況期間被可轉動地安裝在轉子軸上并且聯(lián)接驅動元件。應當指出，在權利要求中各個列舉的特征能夠以任何希望的、技術上合理的方式相互組合并且指明本發(fā)明的其他改進。描述還特別是與附圖一起指出了本發(fā)明的特征并且詳述了本發(fā)明。根據本公開的電動機器特別適合用作機動車輛中的發(fā)電機，具體是三相AC發(fā)電機、交流發(fā)電機或起動器發(fā)電機。下面參考附圖中示出的示例性實施例更詳細地說明電動機器的其他有利的細節(jié)和效果。


圖I示出根據本公開的機電系統(tǒng)內風冷的電動機器的示意性截面圖。圖2示出圖I所示的風冷機電系統(tǒng)的第一示例性實施例的示意性截面圖。圖3示出圖I所示的風冷機電系統(tǒng)的第二示例性實施例的示意性截面圖。圖4示出圖I中風扇葉輪和轉子軸之間的隔開距離隨時間變化的曲線圖。圖5示出圖I的風冷機電系統(tǒng)的環(huán)境隨時間變化的曲線圖。圖6示出圖I的風冷機電系統(tǒng)使用的示例性方法。
具體實施例方式圖I示出根據本公開的風冷機電系統(tǒng)的風冷電動機器的示意性側視圖。所示的電動機器具體是用于機動車輛的三相AC發(fā)電機I或交流發(fā)電機I。交流發(fā)電機I作為輔助部件能夠例如以已知的方式由機動車輛的內燃發(fā)動機(圖I未示出)通過帶傳動驅動。
交流發(fā)電機I具有外殼2，其中設置有定子(圖I未示出)、具有磁場線圈4的轉子3、風扇葉輪5。轉子3包括可轉動地安裝在外殼2上的轉子軸6。皮帶輪7以旋轉固定的方式連接在轉子軸6的一端。交流發(fā)電機I由驅動馬達(未示出)以已知的方式通過皮帶輪7和例如包繞皮帶輪7的皮帶(同樣未示出)驅動，也就是說被旋轉，其中驅動馬達例如機動車輛的內燃發(fā)動機。皮帶輪7的旋轉運動(該旋轉運動由這種類型的帶傳動裝置引起)導致轉子軸6 和轉子3以及磁場線圈4繞旋轉軸線8 (由轉子軸6限定)的旋轉運動。風扇葉輪5通過相應的軸承9可轉動地安裝在轉子軸6上。當風扇葉輪5和轉子3或轉子軸6之間不存在可操作連接時，可以認為風扇葉輪5處于分離狀態(tài)。處于這種分離狀態(tài)時，不管轉子軸6的旋轉運動，風扇葉輪5可以繞轉子軸6自由旋轉。當機電系統(tǒng)I內的運行狀況改變時，驅動元件14可以隨著這些變化自動反應，由此將風扇葉輪5聯(lián)接于轉子3和/或轉子軸6。在這種情況下，風扇葉輪5可被認為處于連接狀態(tài)，其中風扇葉輪5基本上跟隨轉子3和/或轉子軸6的旋轉運動。一個或多個驅動元件14可以是摩擦盤的形式，正如下面關于圖2所描述的，或者如下面關于圖3所描述的是雙金屬件，并且可以設置在多個位置，包括安裝于轉子3、轉子軸6、風扇葉輪5和/或軸承9。當機電系統(tǒng)I的運行狀態(tài)變化時，風扇葉輪5可以被吸引到驅動元件14或者驅動元件14可以伸展碰到風扇葉輪5。在兩種情況的任何一種情況下， 由箭頭13表示的運動使風扇葉輪5經由自動離合器連接于轉子3和/或轉子軸6。因此該自動離合器隨著機電系統(tǒng)I的運行狀態(tài)的變化在風扇葉輪和轉子軸之間建立連接狀態(tài)。當風扇葉輪5和轉子3之間存在連接時，風扇葉輪5跟隨轉子3的旋轉運動，并且因此產生通過相應的開口流進交流發(fā)電機I的外殼中的冷卻空氣流16。冷卻空氣流16越強，交流電機I的轉子3旋轉越快，因此風扇葉輪5旋轉越快。冷卻空氣流16被引導，具體是經過交流發(fā)電機I的發(fā)熱元件，例如，外殼2中的轉子繞組(圖2中未示出)或磁場繞組4，因此，這些部件能夠將它們的熱量排出到冷卻空氣流16。在交流發(fā)電機I前面流進的冷卻空氣流，在流過交流發(fā)電機I后部或后面的殼體開口之后，作為被加熱的廢氣流17離開殼體2。這確保一旦運行狀態(tài)需要這種冷卻，就充分地冷卻交流發(fā)電機I。圖2示出交流發(fā)電機I的第一示例性實施例，其中驅動元件14實施為摩擦盤和軸承9，并且因此風扇葉輪5在轉子軸6上能夠額外地軸向位移，如由相應的箭頭10指明的。 在這個實施例中，磁場繞組包括在被電磁地控制的自動離合器中。風扇葉輪5相對于圖2中的旋轉軸線8被示出在兩個軸向位置11和12 ;所述位置表示風扇葉輪5的兩種可能的運行狀態(tài)。具體地，這兩種運行狀態(tài)是分離狀態(tài)11和連接狀態(tài)12。在分離狀態(tài)11，相對于轉子3的旋轉運動風扇葉輪5和轉子3之間沒有運行連接。 也就是說，風扇葉輪5在轉子軸6上能夠自由旋轉。為了保持分離狀態(tài)11，自動離合器包括彈簧元件18，其優(yōu)選被設置在風扇葉輪5和轉子3之間，所述彈簧元件18對風扇葉輪5和轉子3施加預應力使它們相對于彼此一定距離。在轉子軸6旋轉運動的情況下，由于風扇葉輪5與轉子軸6的旋轉運動被軸承9 (不考慮軸承的摩擦)分離，所以風扇葉輪5基本不跟隨轉子軸6的旋轉運動。與此相反，在連接狀態(tài)12中，相對于轉子3的旋轉運動風扇葉輪5和轉子3之間存在運行連接。該運行連接優(yōu)選在風扇葉輪5和轉子3之間采取壓配合和/或互鎖連接的形式，在圖2所示的優(yōu)選實施例中具體為包括設置在風扇葉輪5和轉子3之間的摩擦盤 14(驅動元件)。為了在風扇葉輪5和轉子3之間提供牢固和有效的壓配合和/或摩擦連接，摩擦盤14可以由適合這種目的的材料構成。摩擦盤14可以固定于轉子3或風扇葉輪
5。利用兩個摩擦盤14也是可能的,在每種情況下其中一個固定于風扇葉輪5,另一個固定于轉子3，因此通過兩個摩擦盤14之間的接觸在風扇葉輪5和轉子3之間建立連接狀態(tài)12。在圖2所示的示例性的實施例中，風扇葉輪5通過由磁場繞組4在連接狀態(tài)12產生的力，克服由彈簧元件18產生的力推靠在轉子3上。在圖2所示的示例性的實施例中， 所述力由磁場繞組4的磁場15產生。在第一實施例中，磁場繞組4是本公開意義中的自動離合器。磁場繞組4控制或建立風扇葉輪5和轉子3之間的連接狀態(tài)12或分離狀態(tài)11而沒有其他的明顯的控制裝置。 具體地，磁場繞組4固有地隨交流發(fā)電機I的運行狀態(tài)的改變而起作用，具體是輸出或不輸出由磁場電流確定的電能，而沒有監(jiān)控或評估交流發(fā)電機I的運行狀態(tài)和可能產生用于形成風扇葉輪5和轉子3之間連接狀態(tài)12或分離狀態(tài)11的特定分離激勵信號和/或去激勵信號的其他控制和/或監(jiān)控裝置。在沒有電流流過磁場繞組4的狀態(tài)下，也就是說，只要交流發(fā)電機I不輸出任何電能，磁場繞組4不產生磁場15。彈簧元件18產生的力迫使風扇葉輪5沿著隔開的方向遠離轉子3，因此風扇葉輪5呈現圖2所示的分離狀態(tài)11的位置。在這種狀況下，風扇葉輪5不跟隨轉子3的旋轉運動，由于它基本上與這種旋轉運動分離并且通過軸承9與轉子軸6間隔開。但是,只要電流一施加在磁場繞組4上,所述磁場繞組就產生磁場15,在圖2中由相應的箭頭表示所述磁場的磁力線。還如圖2所示，由磁場繞組4產生的磁場15通過由磁性材料或磁化材料有利地構成的風扇葉輪5，例如鐵、鋼、鎳、鈷或這些的合金，或者由這些材料提供，使得它在磁場繞組4的方向上被磁場15的作用所拉拽。一旦由磁場15產生的風扇葉輪5上作用力大于由彈簧元件18產生的相反的力，風扇葉輪5就沿著平行于旋轉軸線8的方向從分離狀態(tài)11的位置向連接狀態(tài)12的位置移動，其中風扇葉輪5通過摩擦盤 14以壓配合和/或互鎖的方式連接于轉子3。因此，在磁場大于產生的限值的狀況期間，自動離合器將風扇葉輪聯(lián)接并且連接于轉子和/或轉子軸。由于當前風扇葉輪5和轉子3之間壓配合和/或互鎖連接，風扇葉輪5跟隨轉子3的旋轉運動，因此產生冷卻空氣流16，其通過相應的開口能夠流進交流發(fā)電機I的外殼2中。冷卻空氣流16越強，交流發(fā)電機I的轉子3的旋轉越快，并且因此轉子軸6的旋轉越快。一旦它發(fā)出電力，就確保交流發(fā)電機I 的充分冷卻。為了將風扇葉輪5移動到連接狀態(tài)并且因此產生冷卻空氣流16所需要的磁場15 的大小以及因此流過磁場繞組4的電流的大小，能夠通過合適地選擇彈簧元件18的強度或通過彈簧元件18的合適的預應力來確定。因此，例如如果在較低的交流發(fā)電機I的輸出電能下仍然不需要冷卻，那么在較高的輸出電能下對交流發(fā)電機I實施冷卻是可能的。圖3根據本公開的電動機器的第二示例性實施例的示意性截面圖。所示的電動機器具體是用于機動車輛的三相AC發(fā)電機I或交流發(fā)電機I。正如關于圖2所描述的,交流發(fā)電機I例如可以作為輔助部件由機動車輛的內燃發(fā)動機(圖3未示出)通過帶傳動用已知的方式被驅動。在圖3所示的交流發(fā)電機I中，風扇葉輪5通過軸承9可旋轉地安裝在轉子軸6 上。與圖2所示的交流發(fā)電機I的第一實施例的軸承9相反，圖3的軸承9基本不能夠軸向移位。而是，在圖3所示的示例性實施例中風扇葉輪5的軸承裝置具有雙金屬驅動元件 14,例如,雙金屬彈簧。雙金屬驅動兀件14固定于轉子3、轉子軸6、或軸承9。由于溫度的變化，雙金屬驅動元件14能夠沿著由相應的箭頭所示的并且相對于轉子軸6徑向的膨脹方向23膨脹或收縮。徑向膨脹方向23的特征在于兩端的位置，其相對于轉子軸6的旋轉運動，徑向內位置表示風扇葉輪5和轉子軸6之間的分離狀態(tài)24，而徑向外位置表示風扇葉輪 5和轉子軸6之間的連接狀態(tài)25。因此，在這個第二實施例中，自動離合器包括溫度控制的雙金屬驅動元件，因為它與溫度增加或降低成比例膨脹和收縮。在分離狀態(tài)24，相對于轉子軸6的旋轉運動，在風扇葉輪5和轉子軸6之間不存在運行連接。也就是說，風扇葉輪5能夠在轉子軸6上自由轉動。在分離狀態(tài)24(不考慮軸承9中的摩擦)下，如果轉子軸6旋轉，風扇葉輪5基本不跟隨轉子軸6旋轉。與此相反，在連接狀態(tài)25，相對于轉子軸6的旋轉運動，在風扇葉輪5和轉子軸6 之間存在運行連接。這種運行連接在風扇葉輪5和轉子軸6之間，具體是在雙金屬驅動元件 14的徑向外端和與所述徑向外端相對的風扇葉輪輪轂的內表面之間，優(yōu)選采取壓配合和/ 或互鎖連接的形式。因此，在連接狀態(tài)25風扇葉輪5跟隨的轉子軸6的旋轉運動并產生冷卻空氣流16。在這種狀態(tài)下，所產生的冷卻空氣流16的量直接由轉子軸6的旋轉速度決定。在圖3所示的交流發(fā)電機I的情況下，雙金屬驅動元件14是本公開意義內的自動離合器。雙金屬驅動元件14控制或建立風扇葉輪5和轉子軸6之間的連接狀態(tài)25和分離狀態(tài)24，而沒有其他的、明顯的控制裝置。具體地，雙金屬驅動元件14固有地隨交流發(fā)電機 I的運行狀態(tài)的變化而起作用，特別是交流發(fā)電機I的溫度變化，這種變化由交流發(fā)電機I 輸出的電能的量確定。不需要其他的控制和/或監(jiān)控裝置，該裝置監(jiān)控和評估交流發(fā)電機I 的運行狀態(tài)和/或可能產生用于形成風扇葉輪5和轉子軸6之間的連接狀態(tài)25和分離狀態(tài)24的特定的、獨立的激勵信號和/或去激勵信號。在交流發(fā)電機I的低運行溫度的運行狀態(tài)，也就是說，只要交流發(fā)電機I不輸出任何電力或輸出小量電力，雙金屬驅動元件14處于分離狀態(tài)24。風扇葉輪5相對于轉子軸6 的旋轉運動以壓配合和/或互鎖方式未連接于轉子軸6。因此，由于風扇葉輪與軸承9的旋轉運動分開，所以所述的風扇葉輪基本不跟隨轉子軸6的旋轉運動。但是，一旦交流發(fā)電機11的運行溫度升高，雙金屬驅動元件14就沿著徑向方向23 向外膨脹，直到最終達到連接狀態(tài)25，其中風扇葉輪5通過雙金屬驅動元件14相對于轉子軸6的旋轉運動以壓配合和/或互鎖方式連接于轉子軸6。由于風扇葉輪5和轉子軸6之間壓配合和/或互鎖連接，所以風扇葉輪5跟隨轉子軸6的旋轉運動，因此產生通過相應的開口流進交流發(fā)電機I的外殼中的冷卻空氣流16。冷卻空氣流16被引導，具體是經過交流發(fā)電機I的發(fā)熱部件，例如外殼2中的定子繞組(圖3未示出)或磁場繞組4，因此這些部件的熱量被釋放到冷卻空氣流16中。從交流發(fā)電機I的前面流進的冷卻空氣流16在流過在交流發(fā)電機I的后部或后面上的另一個開口之后，作為被加熱的廢氣流17離開外殼2。這確保一旦交流發(fā)電機達到特定的運行溫度，所述交流發(fā)電機I即被冷卻。與圖2所示的示例性實施例相比，圖3所示的示例性實施例具有其他優(yōu)點，即當交流發(fā)電機I的實際運行溫度需要產生冷卻空氣流16時，即產生冷卻空氣流16。但是，圖2中的交流發(fā)電機I早在磁場繞組4產生足夠強的磁場時就已經產生冷卻空氣流16，不管交流發(fā)電機I的實際運行溫度。因此，由于風扇葉輪5的運行減少到最小，所以圖3的交流發(fā)電機I產生相對較低的機械損失。如圖3所示，風扇葉輪5以及因此的雙金屬驅動元件14有利地設置在交流發(fā)電機 I的外殼2內側適當位置處，在該位置交流發(fā)電機I的運行溫度能夠被可靠地建立。例如這可以是在發(fā)熱部件的附近或在已經被加熱的空氣流過的外殼2的后部。在圖3所示的交流發(fā)電機I中，雙金屬驅動元件14將自動離合器和驅動元件兩者的功能結合在一個元件中。為了將風扇葉輪5移動成連接狀態(tài)25并且因此產生冷卻空氣流所需要的交流發(fā)電機I的運行溫度可以通過適當地選擇雙金屬驅動元件14或通過被雙金屬驅動元件14橋接的風扇葉輪5和轉子軸6和之間的徑向距離限定。圖4和圖5示出機電系統(tǒng)I隨時間變化的曲線圖。圖4示出風扇葉輪5與轉子3 和/或轉子軸6之間的距離d。在時間h，該距離大于0，因此，風扇葉輪5與轉子3和/或轉子軸6分開，并且是不連接的。在時間t1; d減小，表示風扇葉輪5更靠近轉子3和/或轉子軸6。應當注意，在雙金屬驅動元件14以作為自動離合器為特征的實施例中，例如圖3 所示的第二實施例中，距離d可以對應于風扇葉輪5和雙金屬驅動元件14之間的距離。在每一種情況下，d表示多近風扇葉輪才處于連接狀態(tài)。在時間t2，d示出等于零，表示風扇葉輪5與轉子3和/或轉子軸6沒有間隔。因此，在時間t2，風扇葉輪5處于連接狀態(tài)。在時間t3，風扇葉輪5保持連接狀態(tài)，但是在時間t4，d再一次變成正值，因此導致風扇葉輪處于分離狀態(tài)。最后，在時間t5，d比以前更大，并且風扇葉輪5保持分離狀態(tài)。圖5示出根據圖4在時間h至t5的相關磁場的大小和/或溫度變化。在時間tQ， 磁場大小B和/或溫度T被示出為小于k的某個值，其中k取成限值，高于該限值運行狀況將使得自動離合器將引起風扇葉輪5處于連接狀態(tài)。例如，k可以是克服彈簧18的力并且將風扇葉輪推動到驅動元件14所需要的磁場大小，或k可以是將雙金屬驅動元件14膨脹足夠遠以與風扇葉輪5連接所需要的溫度。在任何情況下，一旦達到k，如在時間t2和t3， 可以認為風扇葉輪5處于連接狀態(tài)。圖6示出用于圖I至圖5所述的風冷機電系統(tǒng)I的示例性方法。如步驟510所示，該方法通過旋轉皮帶輪7開始，皮帶輪7以旋轉固定的方式連接于轉子軸6，使得皮帶輪 7的旋轉運動導致轉子軸6的相應的旋轉運動,如在512。依次，由于電流被施加于磁場繞組4上，在514增加溫度或磁場大小。在第一狀況下，由于轉子軸6的旋轉運動，諸如系統(tǒng)內的溫度和/或電磁場的第一參數被增大，進而超過由系統(tǒng)元件限定的第一參數的限值， 并且在516風扇葉輪5進入連接狀態(tài)。在這種狀態(tài)，自動離合器將風扇葉輪5連接于轉子 3和/或轉子軸6，由此控制風扇葉輪5跟隨轉子軸6的運動并且產生冷卻空氣流。在步驟 520，一旦皮帶輪7停止旋轉，例如，如果交流發(fā)電機停止被驅動，在522該軸就進而停止旋轉。結果，在524系統(tǒng)的溫度和/或磁場大小降低，并且，由于轉子軸的旋轉運動隨著它們在第二狀況期間下降到限值以下，自動離合器使風扇葉輪5與轉子3和/或轉子軸6分開， 因而控制風扇葉輪5在轉子軸6上自由旋轉。
根據本發(fā)明的電動機器不限于該文件中描述的和圖中所示的示例性實施例。具體地，根據本發(fā)明的電動機器既可以被構造成發(fā)電機又可以構造成電子馬達并且相應地使用。因此，根據本發(fā)明被稱作起動器-發(fā)電機的電動機器的結構，在一個電動機器中結合電子馬達(例如起動器)和發(fā)電機(例如交流發(fā)電機)的功能的結構被本發(fā)明包括。在優(yōu)選結構中，根據本發(fā)明的電動機器是在機動車輛中作為三相AC發(fā)電機運行的風冷的輔助部件。為此，發(fā)電機除了外殼之外同樣具有定子、轉子、以旋轉固定的方式連接于轉子并且可轉動地安裝在外殼上的轉子軸，和旋轉地安裝在轉子軸上的風扇葉輪、以旋轉固定的方式連接于轉子軸的皮帶輪，并且利用它發(fā)電機例如由發(fā)動機通過常規(guī)的皮帶傳動裝置驅動。在這種情況下，風扇葉輪能夠通過自動離合器有利地連接于轉子或轉子軸并且與其分開，具體是電磁地控制的和/或溫度控制的離合器，例如，磁場繞組或雙金屬件，使得風扇葉輪在需要發(fā)電機運行的情況下，例如，當轉子的磁場繞組產生磁場和/或發(fā)動機溫度超過特定的值時，產生冷卻空氣流，用于冷卻發(fā)動機。在所有其他情況下，自動離合器使風扇葉輪與轉子或轉子軸分開，使風扇葉輪不再跟隨轉子或轉子軸的旋轉運動。以此方式避免了電動機器運行期間不必要的機械損失，改進機器的總體效率。
權利要求
1.一種風冷機電系統(tǒng),包括轉子，包括轉子軸和磁場繞組；固定至所述轉子或轉子軸的驅動元件；和風扇葉輪，所述風扇葉輪在第一狀況期間相對于所述驅動元件在預定的距離處被可旋轉地安裝在所述轉子軸上，并且在第二狀況期間被可旋轉地安裝在所述轉子軸上并且聯(lián)接所述驅動元件。I的風冷機電系統(tǒng)，其中所述磁場繞組被包括在電磁控制的自動離合 I的風冷機電系統(tǒng)，其中所述驅動元件被包括在溫度控制的自動離合
2.根據權利要求器中。
3.根據權利要求器中。
4.根據權利要求
5.根據權利要求
6.根據權利要求
7.根據權利要求I的風冷機電系統(tǒng)，其中所述風扇葉輪被設置在外殼中。I的風冷機電系統(tǒng)，其中所述驅動元件是摩擦盤。I的風冷機電系統(tǒng)，其中所述驅動元件是雙金屬件。I的風冷機電系統(tǒng)，還包括自動離合器，所述自動離合器包括至少一個彈簧元件，所述彈簧元件將所述風扇葉輪和所述轉子軸預壓在相對彼此一定距離處。
8.根據權利要求I的風冷機電系統(tǒng)，其中所述機電系統(tǒng)是用于機動車輛的交流發(fā)電機。
9.根據權利要求I的風冷機電系統(tǒng)，其中所述機電系統(tǒng)是用于機動車輛的起動器-發(fā)電機。
10.一種對機電系統(tǒng)進行風冷的方法，包括旋轉皮帶輪，所述皮帶輪以旋轉固定的方式連接至轉子軸，使得所述皮帶輪的旋轉運動導致所述轉子軸的相應的旋轉運動；在第一狀況期間，自動離合器將風扇葉輪連接至轉子軸，由此控制所述風扇葉輪跟隨所述轉子軸的旋轉運動并且產生冷卻空氣流；以及在第二狀況期間，通過自動離合器使所述風扇葉輪與所述轉子軸分開，由此控制所述風扇葉輪在所述轉子軸上自由旋轉。
11.根據權利要求10的方法，其中所述第一狀況包括由于所述轉子軸的旋轉運動超過第一參數的限值，并且所述第二狀況包括由于所述轉子軸的旋轉運動不超過所述第一參數的限值。
12.根據權利要求11的方法，其中所述第一參數是電磁場的大小。
13.根據權利要求11的方法，其中所述第一參數是所述系統(tǒng)內的溫度。
14.根據權利要求11的方法，其中所述自動離合器包括至少一個設置在所述風扇葉輪和所述轉子軸之間的驅動元件。
15.根據權利要求14的方法，其中所述驅動元件是摩擦盤。
16.根據權利要求14的方法，其中所述驅動元件是雙金屬件，所述雙金屬件被構造成與溫度升高成比例地膨脹。
17.根據權利要求10的方法，其中所述自動離合器包括至少一個彈簧元件，所述彈簧元件將所述風扇葉輪和所述轉子軸預壓在相對彼此一定距離處。
18.—種風冷機電系統(tǒng),包括轉子，所述轉子包括轉子軸和磁場繞組；可旋轉地安裝在所述轉子軸上的風扇葉輪；和自動離合器，其包括至少一個設置在所述風扇葉輪和所述轉子軸之間的驅動元件，在第一狀況期間所述驅動元件與所述風扇葉輪間隔開，在第二狀況期間所述驅動元件聯(lián)接所述風扇葉輪。
19.根據權利要求18的風冷機電系統(tǒng)，其中所述自動離合器是電磁控制的。
20.根據權利要求18的風冷機電系統(tǒng)，其中所述自動離合器是溫度控制的。
全文摘要
本公開涉及一種風冷機電系統(tǒng)，其包括轉子、驅動元件和風扇葉輪，該轉子包括轉子軸和磁場繞組。所述公開提出風扇葉輪可轉動地安裝至轉子軸并且能夠通過自動離合器與轉子和/或轉子軸連接和/或分離。
文檔編號H02K9/06GK102594024SQ20121001472
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權日2011年1月12日
發(fā)明者J·林澤爾, K·豪恩伯肯, S·奎林 申請人:福特環(huán)球技術公司