专利名称：用于电机的装置和制造方法
技术领域：
本发明涉及电机的制造方法。具体而言，本发明涉及用于电机(例如启动发电一 体机(ISG))的装置和制造方法，该启动发电一体机能够从启动器马达模式转换为交流发 电机或发电机模式。
背景技术：
电机部件的已知组装方法为冷冲压。然而，将部件冷冲压在一起通常导致对部件 的损坏，例如重度刮伤，特别是在部件之间需要高度干涉配合的情况下。部件的电磁特性以 及堆叠密度也可由于冷冲压操作而被不利地改变。而且，当需要高度干涉配合时，通过冷冲 压来组装部件需要非常大的力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制造电机的装置和方法，所述电机在被组装的部件之 间提供足够的干涉配合度，以防止其在高温下分离，而不会导致对部件的损坏，并且其中部 件的特定堆叠密度可得到保持。因此，按照一个方面，本发明提供一种制造电机的方法，该电机包括定子组件、套 筒和壳体，所述方法包括多个热降(hot drop)操作。优选地，该方法包括第一热降操作，其中所述套筒在所述定子组件插入所述套筒 中之前被加热；和第二热降操作，其中所述壳体在所述定子组件和所述套筒插入所述壳体 中之前被加热。所述套筒可由不锈钢形成，或者可替换地由已被电镀的中碳钢/高碳钢形成。所 述壳体可包括由铝形成的模铸件。所述电机可为启动发电一体机，或者在高温应用中使用 的任何其他开关磁阻电机。按照另外的方面，本发明还提供一种电机，其包括定子组件、套筒和壳体。所述电 机可包括位于所述壳体与所述套筒之间的冷却套，并且所述电机可为启动发电一体机。
现在将通过示例并参照附图描述本发明的实施例，在附图中图1为由根据本发明的方法制造的包括ISG的电机的前视图；图2为沿线II-II截取的图1的ISG的剖视图；以及图3为图2的ISG的细部剖视图。
具体实施例方式图2和图3例示出ISG 2，其包括钢套筒6、定子组件8和包括铝制模铸件4的主 马达壳体。定子组件8由多个叠片M形成，多个叠片M由透磁材料形成，且被非导电涂层(例如漆)涂覆。叠片M —个在另一个的顶部上地层叠成堆叠结构，且在每层之间存在小 的间隙。在定子组件8中，叠片M的数量被选择用于提供预定的堆叠密度，即，每单位长度 最优数量的叠片对。定子组件8的外直径大于套筒6的内直径，以在这些部件组装之后提供干涉配合。 类似地，套筒6的最大外直径大于模铸件4的内直径，以在组装之后在这些部件之间提供干 涉配合。ISG的制造包括形成定子组件8、形成套筒6和形成模铸件4。然后部件被组装，以 通过第一热降操作将定子组件8插入套筒6中以形成子组件22，并通过第二热降操作将子 组件22插入模铸件4中。第一热降操作涉及使用加热装置来将套筒6加热到200°C。加热装置包括感应加 热元件(未示出)，套筒6被放置到该感应加热元件上。然后，粘合剂被涂敷到定子组件8 的外直径的将在组装之后与套筒6接触的区域。然后，定子组件8插入加热的套筒6中。由 于被加热，套筒6已经膨胀，由此导致其内直径相对于其在环境温度下的值增大。因此，与 若部件尚未被加热相比，用于将定子组件8插入套筒6中所需的力小很多。在第二热降操作之前，子组件22 (包括定子组件8和套筒6)被允许冷却。然后， 第二热降操作通过使用加热装置将模铸件4加热到200°C的温度而完成。加热装置仍然包 括感应加热元件(未示出)，然后将子组件22插入模铸件4中。子组件22沿预定方位被插 入模铸件4中，以确保提供在定子组件8上的相绕组12被准确地插入模铸件4的基部16 中的对应的孔道14中。使用冲压工具将包括定子组件8和套筒6的子组件22插入模铸件4中。需要 3000N的力来完成插入，但是如上所述，与如果部件尚未受到加热和冷却以相比部件处于环 境温度下套筒6的最大外直径与模铸件4的内直径之间的差减小套筒6的最大外直径与模 铸件4的内直径之间的所述差所需的力相比，该力小很多。在子组件22插入模铸件4中之后，组装后的ISG保持冷却。ISG的操作速度可达22000rpm。在ISG操作时，ISG上的高电负载将导致定子组 件8被加热，因此还导致套筒6和模铸件4被加热和膨胀。由于铝比钢具有更高的热膨胀 系数，因此将导致铝制模铸件4比钢套筒6膨胀到更大的程度。部件之间的干涉配合将确 保模铸件4和套筒6在其膨胀状态不会分离。本发明还避免对所述部件的电磁特性的潜在不利影响，如果所述部件通过冷冲压 操作被组装，则可能发生这种不利影响。而且，如果冷冲压操作被用于组装所述部件，则用 于完成组装所需的相当大的力可能导致定子叠片M塑性变形，因而可能导致定子堆叠的 密度的潜在变化，即，可导致堆叠密度偏离预定最佳值。本发明还避免对定子叠片M的涂层的潜在损坏，如果使用冷冲压操作，则可能发 生这种潜在损坏。如果可产生相当大的冲压力和/或在冷冲压操作中涉及的塑性变形以将 堆叠挤压在一起，则由此减小定子叠片M的每一层之间的间隙。如果两个相邻层之间的间 隙被充分减小使得叠片M变得彼此接触，则可导致叠片M的涂层在每个叠片M上的特定 部位处磨损，因而在该部位处形成叠片M之间的导电路径。这会导致在定子组件8内形成 涡电流，从而会导致电性能损失。
用于钢套筒的适当材料为不锈钢，或已被电镀的中碳钢/高碳钢。在可替代实施例中，冷却套可被定位在套筒6与模铸件4之间。尽管上述实施例涉及ISG，但本发明可应用于其他开关磁阻电机，例如涡轮发电 机。
权利要求
1.一种制造电机的方法，该电机包括定子组件、套筒和壳体，所述方法包括多个热降操作。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述热降操作中的至少之一在200°C执行。
3.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括第一热降操作，其中所述套筒在所述定 子组件插入所述套筒中之前被加热。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括第二热降操作，其中所述壳体在所述定 子组件和所述套筒插入所述壳体中之前被加热。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述套筒由不锈钢形成。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述套筒由中碳钢或高碳钢形成，并且 其中所述套筒已被电镀。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述壳体包括由铝形成的模铸件。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述电机为开关磁阻电机。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述电机为启动发电一体机。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述热降操作中的至少之一包括感应 加热步骤。
11.一种基本上如前所述且参照附图的制造电机的方法。
12.一种包括启动发电一体机的电机，包括定子组件、套筒和壳体。
13.如权利要求12所述的电机，包括位于所述壳体与所述套筒之间的冷却套。
14.一种基本上如前所述且参照附图的电机。
全文摘要
一种用于制造例如启动发电一体机的电机的方法和装置，所述方法包括双热降操作，由此在钢套筒(6)已被加热之后，定子组件(8)插入该钢套筒(6)中，并且所述定子组件(8)和所述套筒(6)随后被冷却并插入已加热的壳体(4)中。
文档编号H02K1/18GK102150350SQ200980135826
公开日2011年8月10日 申请日期2009年8月27日 优先权日2008年9月12日
发明者托比·希森, 斯蒂芬·奈特, 迈克·多塞特 申请人:可控动力技术有限公司