ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 2014 года по МПК H02K3/50 H02K11/04 

Уровень техники

Из документа ЕР 960464 В1 известна электрическая машина, выполненная в виде генератора переменного тока.

Раскрытие изобретения

Предлагаемое в изобретении решение, признаки которого представлены в пункте 1 формулы изобретения, позволяет добиться наиболее компактного исполнения электрической машины. Это возможно в особенности благодаря тому, что направляющий выступ, расположенный между подшипниковым щитом и регулятором, является более коротким в направлении проводных концов, расположенных в направляющем выступе, чем другие направляющие выступы. Для получения, с одной стороны, хорошей связи регулятора с подшипниковым щитом, а с другой стороны - желаемого, максимально компактного, исполнения, консоль, соединяющая более короткий направляющий выступ за одно целое с другими направляющими выступами, охватывает с радиально внутренней стороны крепежный выступ, к которому прикреплен регулятор. Таким образом, эта консоль дугообразно огибает крепежный выступ, проходя вокруг него с его радиально внутренней стороны. Для того, чтобы, с одной стороны, разработать максимально компактную конструкцию, а с другой стороны - не создавать помех течению, важному для охлаждения, идущий от присоединительного контакта, непосредственно сопряженного с коротким направляющим выступом, проводник в форме периферической окружности на отдельных участках расположен в направлении оси вращения, под наружным краем по меньшей мере одного посадочного места и для этого периферическая дуга расположена предпочтительно между подшипниковым щитом и теплоотводом. Для получения достаточного во избежание электрических помех изолированного интервала между торчащими из головок диодов проволоками и периферической дугой эта периферическая дуга имеет несколько изломов, некоторые из которых находятся в том же окружном положении, что и присоединительные контакты. Для того, чтобы периферическую дугу не пришлось размещать ниже регулятора, вследствие чего необходимо было бы занять место и пространство, более чем требуется, периферическая дуга имеет, относительно оси вращения, угловую протяженность, превышающую угол, совокупно охватываемый выпрямителями тока в теплоотводах. Периферическая дуга установлена так, что она лишена возможности значительного колебания и тем самым защищена от усталостного разрыва вследствие раскачивания. Достигается это тем, что периферическая дуга поддерживается на направляющих выступах посредством выполненных за одно целое с ними проушин. Опять же с целью экономии пространства, обмотка статора, расположенная в статоре, соответственно, в его сердечнике, имеет проводные концы, которые имеют различную длину и предпочтительно подогнаны к направляющим выступам разной величины.

Краткое описание чертежей

На чертежах показано:

на фиг.1 - продольный разрез электрической машины,

на фиг.2 - вид сверху теплоотвода охлаждающего устройства выпрямительного блока в первом варианте выполнения,

на фиг.3 - вид снизу теплоотвода, показанного на фиг.2,

на фиг.4 - вид в аксонометрии теплоотвода, показанного на фиг.2,

на фиг.5а и 5б - по одному выносному фрагменту вариантов теплоотвода, показанного на фиг.2,

на фиг.6 - вид еще одного теплоотвода охлаждающего устройства выпрямительного блока,

на фиг.7 - другой вид теплоотвода, показанного на фиг.6,

на фиг.8 - вид сверху охлаждающего устройства и выпрямительного блока,

на фиг.9 - вид снизу охлаждающего устройства и выпрямительного блока, показанных на фиг.8,

на фиг.10 - вид в аксонометрии того, что показано на фиг.8,

на фиг.11 - частичный вид сбоку на выпрямительный блок в его смонтированном состоянии,

на фиг.12 - вид сбоку выпрямительного блока,

на фиг.13 - вид сверху теплоотвода охлаждающего устройства выпрямительного блока во втором варианте выполнения,

на фиг.14а и 14б - вид в аксонометрии еще одного теплоотвода охлаждающего устройства выпрямительного блока во втором варианте выполнения, а также вырезанный фрагмент вида сбоку,

на фиг.15 - вид сверху охлаждающего устройства и выпрямительного блока во втором варианте выполнения,

на фиг.16 - вид снизу охлаждающего устройства, показанного на фиг.15,

на фиг.17а и 17б - вид сбоку и вид сверху направляющего выступа в обоих вариантах выполнения,

на фиг.18 - принципиальное сечение через многослойную структуру в обоих вариантах выполнения,

на фиг.19 - вид сбоку выпрямительного блока во втором варианте выполнения,

на фиг.20 - вид в аксонометрии подшипникового щита,

на фиг.21 - сечение через опорную площадку в обоих вариантах выполнения,

на фиг.22 - статор при виде сбоку.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показан разрез электрической машины 10, в данном случае в конструктивном исполнении в виде генератора, соответственно генератора переменного тока, в частности генератора трехфазного тока для транспортных средств. Эта электрическая машина 10 содержит, среди прочего, выполненный из двух частей корпус 13, состоящий из первого подшипникового щита 13.1 и второго подшипникового щита 13.2. Подшипниковый щит 13.1 и подшипниковый щит 13.2 заключают между собой так называемый статор 16, который, с одной стороны, состоит из по существу круглого сердечника 17 (представляющего собой шихтованный пакет стальных пластин), и в имеющиеся в нем направленные радиально внутрь и проходящие в осевом направлении пазы уложена обмотка 18 статора. Этот кольцеобразный статор 16 своей обращенной радиально внутрь, снабженной пазами поверхностью окружает ротор 20, выполненный в виде когтеобразного ротора. Ротор 20 состоит, среди прочего, из двух дисков 22 и 23 полюсной системы, на наружном периметре каждого из которых расположены проходящие в осевом направлении когтеобразные полюсы 24 и 25. При этом осевое направление определяется осью 26 вращения ротора 20. Два этих диска 22 и 23 полюсной системы расположены в роторе 20 таким образом, что их проходящие в осевом направлении когтеобразные полюсы 24 и 25 чередуются друг с другом по окружности ротора 20. Благодаря этому получаются требующиеся для формирования магнитного потока возбуждения промежутки между когтеобразными полюсами 24 и 25 противоположной полярности, которые называются межполюсными промежутками. Ротор 20 посредством вала 27 и соответствующих подшипников 28 качения, находящихся на каждой стороне ротора, установлен с возможностью вращения в подшипниковых щитах 13.1 и 13.2.

Всего ротор 20 имеет две осевые торцевые поверхности, к каждой из которых прикреплено по одному вентилятору 30. Эти вентиляторы 30 состоят по существу из выполненного в форме пластины или дискообразного участка, от которого известным образом отходят лопатки вентилятора. Вентиляторы 30 служат для обеспечения возможности воздухообмена через отверстия 40 в подшипниковых щитах 13.1 и 13.2 между внешним по отношению к электрической машине 10 пространством и ее внутренним пространством. Для этого по существу на осевых концах подшипниковых щитов 13.1 и 13.2 предусмотрены отверстия 40, через которые вентиляторы 30 всасывают во внутреннее пространство электрической машины 10 охлаждающий воздух 41, выступающий в качестве охлаждающей среды. За счет вращения вентилятора 30 этот охлаждающий воздух получает ускорение радиально наружу, вследствие чего он может проходить через проницаемый для охлаждающего воздуха вылет 45 обмотки. За счет этого эффекта происходит охлаждение вылета 45 обмотки. После прохождения через вылет 45 обмотки, соответственно, после обтекания этого вылета 45 обмотки, охлаждающий воздух движется радиально наружу, через отверстия, не проиллюстрированные на фиг.1.

С правой (на фиг.1) стороны находится защитная крышка 47, защищающая различные конструктивные элементы от влияний окружающей среды. Так, эта защитная крышка 47 закрывает, например, так называемый узел 49 контактных колец, служащий для снабжения током возбуждения обмотки 51 возбуждения. Вокруг этого узла 49 контактных колец расположен первый теплоотвод 53, который здесь действует в качестве положительного теплоотвода. В качестве так называемого отрицательного теплоотвода действует другой теплоотвод, который на этом подчас схематическом чертеже невозможно видеть. Между подшипниковым щитом 13.2 и теплоотводом 53 расположена соединительная плата 56, служащая для соединения между собой отрицательных диодов 58, расположенных в отрицательном теплоотводе, и положительных диодов в теплоотводе 53, на этом чертеже не показанных, и таким образом, для формирования мостовой схемы, известной как таковая.

На фиг.2 представлен первый теплоотвод 53. Этот теплоотвод 53 содержит дугообразный каркас 60, имеющий центр 63. Когда теплоотвод 53 смонтирован на корпусе 13 (прикреплен к щиту 13.2), этот центр совмещается с осью 26 вращения. Теплоотвод 53 имеет три посадочных места 66, предназначенных для размещения в каждом из них по одному выпрямителю тока. Здесь выпрямитель тока представляет собой, например, положительный диод. Здесь посадочные места 66 имеют форму отверстий, в которые позднее вдавливают, например, так называемые диоды под запрессовку (положительные диоды). В альтернативном варианте может быть предусмотрено, например, также углубление в поверхности первого теплоотвода 53, предназначенное для закрепления в этом углублении диода пайкой. Также вместо того, чтобы крепить диод в углублении, можно напаивать диод на предназначенном ему месте прямо на одном уровне с поверхностью. Кроме того, теплоотвод 53 имеет ряд отверстий, служащих для пропускания сквозь себя охлаждающей среды для охлаждения теплоотвода 53, нагревающегося во время работы. Вокруг посадочного места 66 расположены первые отверстия 69, дугообразно следующие друг за другом. Эти первые отверстия 69 расположены в окружном направлении U с обеих сторон от посадочного места 66, т.е., например, справа и слева, если смотреть из центра 63. Между посадочными местами 66 и центром 63 в направлении к центру 63 расположено по меньшей мере одно второе отверстие 72 удлиненной формы, которое своей продольной стороной ориентировано по меньшей мере по существу на центр 63. Если же пойти дальше и рассматривать посадочные места 66 вкупе с первыми отверстиями 69, то можно констатировать, что между посадочными местами 66 вместе с первыми отверстиями 69 и центром 63 в направлении к центру 63 расположено несколько вторых отверстий 72 удлиненной формы, которые своей продольной стороной ориентированы по меньшей мере по существу на центр 63. Здесь ″удлиненные″ означает, что протяженность отверстий 72 в радиальном направлении превышает их протяженность в окружном направлении.

В каркасе 60 предусмотрены дополнительно три цилиндрические впадины 75, каждая из которых снабжена отверстием 74. В этом районе толщина материала теплоотвода 53 уменьшена примерно на 40% по сравнению с той, которая предусмотрена в районе нахождения посадочных мест 66. Эти впадины служат при установке для крепления выпрямительного блока к наружной стороне подшипникового щита 13.2. Резьбовая втулка 78 служит для скрепления и формирования контакта с еще одним конструктивным элементом выпрямительного блока. Имеется башнеобразное гнездо 82, предназначенное для последующего размещения в нем и крепления так называемого штыревого вывода ″В+″ (положительного штыревого вывода), к которому крепится зарядный кабель, для того, чтобы обеспечить возможность запитки электрическим током батареи транспортного средства.

Как уже упомянуто, имеется предпочтительно несколько посадочных мест 66, которые расположены на некотором расстоянии друг от друга на периметре 81, т.е. предпочтительно на наружном периметре теплоотвода 53 или в области него. ″На наружном периметре″ означает главным образом в половине, находящейся радиально снаружи.

На фиг.2 показано, что в сегменте 84 между двумя посадочными местами 66 расположен предпочтительно выполненный за одно целое с корпусом теплоотвода 53 свес 92, который в данном примере выполнен с несколькими вторыми отверстиями 72 удлиненной формы, которые проходят между двумя проходящими дугообразно брусьями 87. Свес 92 с обеих сторон в окружном направлении U отделен, или отстоит, от посадочных мест 66 и сопутствующих им первых отверстий 69 большими бухтообразными выемками 94. Внутренний в радиальном направлении конец бухтообразных выемок 94 находится на меньшем удалении от центра 63, чем центр 113 посадочного места 66. Вторые отверстия 72 между двумя дугообразными брусьями 87 разделены перемычками 90. Перемычки 90 проходят предпочтительно в радиальном направлении. Оба бруса 87 проходят по меньшей мере примерно в форме дуги окружности.

В сегменте 84 между двумя посадочными местами 66 радиально наружу от наружного из двух только что упомянутых брусьев 87 проходит охлаждающий сегмент 93 (по своей конструкции напоминающий повернутую горизонтально лестницу-стремянку, то есть два продольных элемента в соединении с поперечными элементами, делящими всю конструкцию по длине на отдельные проемы, далее - решетчатый), выступающий в качестве варианта выполнения свеса 92, который соединен за одно целое с брусом 87. Этот решетчатый охлаждающий сегмент 93 также имеет удлиненные отверстия 96 для охлаждающего воздуха, разделенные друг от друга перемычками 99. В направлении радиально наружу эти отверстия 96 для охлаждающего воздуха ограничены брусом 102. В окружном направлении U охлаждающий сегмент 93 со стороны его боковой кромки 105 имеет по меньшей мере одно отверстие 108, окрестность 111 которого имеет частично меньшую толщину материала, чем толщина в местах нахождения других отверстий 96 решетчатого охлаждающего сегмента 93. В частности, предусмотрено, что в месте нахождения боковой части окрестности 111, ограничивающей выемку 94 и, при необходимости, в месте нахождения наружного в радиальном направлении из боковых отверстий 108 сегмент имеет меньшую толщину.

Между посадочными местами 66, в положениях (по подобию с положением стрелки на циферблате часов) ″примерно 1 час″ и ″4 часа″ по фиг.2 также находится охлаждающий сегмент 93, выполненный аналогично только что описанному охлаждающему сегменту 93,

Вокруг посадочных мест 66 расположены отверстия 69. Для облегчения доступа к показанным далее присоединительным контактам, которые располагаются в выпрямительном блоке в районе отверстий 69, предусмотрено, что в месте нахождения окрестностей 112 отверстий 69 на сторонах отверстий 69, обращенных от центра 113 посадочного места 66, теплоотвод в осевом направлении (вдоль оси 26 вращения), соответственно, в направлении оси 115 профиля, выполнен меньшей толщины, чем его толщина в случае между посадочными местами 66 и отверстиями 69. По той же причине толщина теплоотвода меньше в месте нахождения боковых отверстий 108. Ось 115 профиля проходит вдоль профиля отверстия 69, соответственно вдоль направления от его входного сечения к выходному сечению.

К обоим наружным брусьям 87 примыкают, отходя радиально внутрь от них, другие отверстия 72 удлиненной формы, находящиеся в следующем ряду и в направлении радиально внутрь ограниченные еще одним брусом 86.

Посадочное место 66, первые отверстия 69 и по меньшей мере одно второе отверстие 72 удлиненной формы находятся в секторе 116, исходящем от центра 63, при этом угловой размер сектора 116 лежит в пределах от 25 до 40° (во всех вариантах выполнения).

На фиг.3 теплоотвод 53 показан с обратной стороны, не видимой на фиг.2. Эти две стороны на отдельных участках по существу параллельны друг другу. В углубление 114 позднее просовывают штыревой вывод ″В+″ его круглой головкой таким образом, что эта головка находит место в углублении 114. Также здесь можно видеть резьбу, которая видна и со стороны, видимой на фиг.2.

На фиг.4 показан теплоотвод 53 в аксонометрии со стороны, изображенной на фиг.2. Здесь хорошо видны свесы 92, соответственно решетчатые охлаждающие сегменты 93. Это утверждение о наглядности крайне справедливо для отверстий 108 и их боковых кромок 105, окрестность 111 которых на своей части имеет меньшую толщину материала, чем другие отверстия 96 свеса 92, соответственно решетчатого охлаждающего сегмента 93.

На фиг.5а и 5б показаны различные выносные фрагменты и, тем самым, также альтернативные варианты крепления штыревого вывода ″В+″. На фиг.5а, вблизи впадины 75, находящейся в положении ″9 часов″ по изображению на фиг.2, предусмотрено альтернативное или дополнительное башнеобразное гнездо 82, в которое может быть вставлен дополнительный или альтернативный штыревой вывод ″В+″. На фиг.5б башнеобразное гнездо 82 выполнено под некоторым углом. Штыревой вывод ″В+″ может быть вставлен в башнеобразное гнездо 82 справа на нижней стороне теплоотвода 53.

На фиг.6 изображен еще один теплоотвод 117. Теплоотвод 117 имеет три посадочных места 120, предназначенных для размещения в каждом из них по выпрямителю тока. Здесь выпрямитель тока представляет собой, например, отрицательный диод. В этом случае посадочные места 120 имеют форму отверстий, в которые позднее устанавливают с приложением давления, например, так называемые диоды под запрессовку (отрицательные диоды). В качестве альтернативы, например, также может быть предусмотрено углубление в поверхности этого теплоотвода 117. Кроме того, теплоотвод 117 имеет ряд отверстий 123, предназначенных для прохождения через них охлаждающей среды для охлаждения нагревающегося в процессе работы теплоотвода 117.

В по меньшей мере одном месте 126 вдоль окружного периметра здесь также находится предпочтительно выполненный за одно целое с теплоотводом свес 127 в форме решетчатого охлаждающего сегмента 129. Этот решетчатый охлаждающий сегмент 129 имеет отверстия 132, которые проходят, будучи ориентированы своей продольной стороной в направлении радиально наружу. Охлаждающий сегмент 129 проходит на протяжении определенной области периметра, в каждом случае между двумя посадочными местами 120. На своем внутреннем периметре 135 теплоотвод 117 выполнен скошенным, там образована фаска 138. Как следует из фиг.7, поверхность 138, которая позднее, в собранном состоянии узла, обращена к первому теплоотводу 53, по существу плоская. Наружный контур 128 еще одного теплоотвода 117 по обе стороны от свеса 127 имеет по одной бухтообразной выемке 130, например, непосредственно рядом с ним. В свою очередь, каждая из этих бухтообразных выемок 130 находится, если смотреть в окружном направлении, между свесом 127 и еще одной выемкой 131. Характеризуя положение элементов в направлении предусмотренной оси 26 вращения, также можно утверждать, что свес 127, выемка 130 и выемка 131 находятся относительно оси 26 вращения на одном и том же радиусе.

По замыслу, при нахождении охлаждающего устройства в собранном состоянии предусмотрено, что два теплоотвода 53 и 117 наслоены один над другим с промежутком в пространстве (образуя своего рода многослойный ″бутерброд″), при этом есть возможность прохождения потока сквозь них и циркуляции среды между ними, и решетчатый охлаждающий сегмент 129 еще одного теплоотвода 117 расположен над решетчатым охлаждающим сегментом 93 первого теплоотвода 53. Соответственно, раскрыто охлаждающее устройство 141, имеющее снабженный отверстиями 123 теплоотвод 117, выполненный по существу в форме сегмента кольца, причем на по меньшей мере одном месте 126 вдоль окружного периметра находится решетчатый охлаждающий сегмент 129, при этом два теплоотвода 53 и 117 наслоены один над другим с промежутком в пространстве, при этом есть возможность прохождения потока сквозь них и циркуляции среды между ними, и решетчатый охлаждающий сегмент 129 еще одного теплоотвода 117 расположен над решетчатым охлаждающим сегментом 93 первого теплоотвода 53.

На фиг.8 в сборе показано охлаждающее устройство 141 для образования конструктивно объединенного с ним выпрямительного блока 139, состоящего из первого теплоотвода 53 (положительного теплоотвода), второго теплоотвода 117 (отрицательного теплоотвода), монтажного узла 144, положительных выпрямителей 147 тока (положительных диодов), отрицательных выпрямителей 150 тока (отрицательных диодов), штыревого вывода ″В+″ 153, изоляционных втулок 156 и заклепок 159 (трубчатых заклепок). Кроме того, также применены невидимые здесь дистанционные проставки. Вид на охлаждающее устройство 141 соответствует виду справа по фиг.1 в направлении оси 26 вращения при снятой защитной крышке 47.

Монтажный узел 144 имеет, как это известно, несколько проводных отрезков 162, 165 и 168, предназначенных для взаимного соединения в схему пар 171, 174 и 177, каждая из которых образована из одного положительного выпрямителя 147 тока (положительного диода) и одного отрицательного выпрямителя 150 тока так, что обеспечена их электрическая связь с подключенными к присоединительным контактам 180, 183, 186, 189, 192 и 195 (через периферическую дугу 198) обмотками статора и осуществляется выпрямление выдаваемого последними переменного напряжения. Присоединительные контакты 180 и 183 соединены с парой 171, присоединительные контакты 186 и 189 - с парой 174, а присоединительные контакты 192 и 195 (через периферическую дугу 198) - с парой 177.

На фиг.9 показано охлаждающее устройство 141 в сборе с другой стороны, не видимой на фиг.8. С этой стороны видны присоединительные контакты 201 и 204, присоединительные контакты 207 и 210 и присоединительные контакты 213 и 216, которые соединяют в схему друг с другом соответствующие пары 171, 174 и 177, каждая из которых состоит из одного положительного выпрямителя 147 тока (положительного диода) и одного отрицательного выпрямителя 150 тока. Это соединение в схему соответствует обычной мостовой схеме выпрямления. Положительные выпрямители 147 тока (положительные диоды), представляющие собой диоды под запрессовку, равно как и отрицательные выпрямители 150 тока (отрицательные диоды) электрически соединены с первым теплоотводом 53, вследствие чего через выпрямитель 150 тока к штыревому выводу ″В+″ 153 прикладывается положительное напряжение при нахождении в рабочем состоянии (включенное состояние, имеется ток возбуждения, ротор 20 вращается).

Теплоотвод 117, снабженный отверстиями 123, выполнен в форме по существу сегмента кольца, при этом на по меньшей мере одном месте 126 вдоль окружного периметра находится свес 127, соответственно решетчатый охлаждающий сегмент 129, причем два теплоотвода 53 и 117 наслоены один над другим с промежутком в пространстве (образуя своего рода многослойный ″бутерброд″), при этом есть возможность прохождения потока сквозь них и циркуляции среды между ними, и решетчатый охлаждающий сегмент 129 теплоотвода 117 расположен над решетчатым охлаждающим сегментом 93 первого теплоотвода 53. Наибольший наружный диаметр свеса 127, соответственно, охлаждающего сегмента 129, меньше наружного диаметра свеса 92, соответственно, охлаждающего сегмента 93. Периферическая дуга 198 по отношению к оси 26 вращения находится в том же самом осевом положении, как и наружный край 219, и, если смотреть по фиг.9, над свесом 92. Как следует из фиг.9, периферическая дуга 198 проводного отрезка 168 имеет несколько изломов 222. Некоторые из этих изломов 222 находятся в том же окружном положении, как и присоединительные контакты 201, 207 и 213. Наличие изломов 222 приводит к тому, что интервал (не обозначенный здесь отдельно) между изломом 222 и присоединительным контактом 201, 207, 213 превышает тот, который был бы в случае, если бы в месте нахождения излома 222 была более простая дуга окружности. Излом 222 выполнен так, что его внутренний угол находится на внутренней в радиальном направлении стороне периферической дуги окружности (развернут внутрь). Смежный с углом излома внешний угол (вместе с которым они составляют 360°) больше, чем угол излома. Периферическая дуга 198 имеет, относительно центральной точки (на оси 26 вращения), угловую протяженность, превышающую угол, совокупно охватываемый выпрямителями 147 и 150 тока в теплоотводах 53 и 117. Другими словами, протяженность периферической дуги 198 относительно центральной точки (на оси 26 вращения) в окружном направлении составляет около 225°. Периферическая дуга 198 поддерживается на направляющих выступах 225 посредством выполненных за одно целое с ними проушин 223. На виде сбоку выпрямительный блок 139 можно описать следующим образом. Первое, что находится справа и слева от свеса 92 в окружном направлении U, - это выемка 94, в которой посажен направляющий выступ 225. Первое, что находится рядом со свесом 127 справа и слева в окружном направлении U, - это выемка 130, в которой посажен направляющий выступ 225. По другую сторону от выемки 130, если отталкиваться от свеса 127, находятся другие выемки 131, в которые выступают присоединительные контакты 239 (торчащие из головок диодов проволоки).

В примере, показанном на фиг.8 и 9, монтажный узел 144 имеет направляющие выступы 225 в общей сложности в шести положениях. Задача этих направляющих выступов 225 заключается в том, чтобы своими воронкообразными концами, на фиг.9 направленными к наблюдателю, принимать некоторые проводные концы обмотки 18 статора и целенаправленно подводить их (выполняя роль кондуктора) к выходящим из направляющих выступов и проходящим под углом над ними (U-образным или, можно сказать, петлеобразным) присоединительным контактам 180, 183, 186, 189, 192 и 195, тем самым обеспечивая возможность легкого, предпочтительно автоматического, контактирования между проводными концами и присоединительными контактами 180, 183, 186, 189, 192 и 195. Четыре из трубчатых направляющих выступов 225 и каждый из соответствующих им присоединительных контактов 183, 186, 189 и 192 монтажного узла 144 находятся между решетчатым охлаждающим сегментом 93 и посадочным местом 66. Два оставшихся направляющих выступа 225, на фиг.8 в положениях ″4 часа″ и ″около 5 часов″, находятся за пределами наружного контура первого теплоотвода 53. Направляющий выступ 225, который в направлении оси 26 вращения находится между подшипниковым щитом 13.2 и регулятором 231, расположен за пределами наружного контура первого теплоотвода 53, если смотреть в направлении оси 26 вращения.

В то время как направляющий выступ 225 в положении ″4 часа″ по своему размеру и форме по существу не отличается от четырех других направляющих выступов 225, направляющий выступ 225 в положении ″5 часов″ имеет особенность. Так, хотя этот направляющий выступ 225, далее называемый ″малым″ направляющим выступом 225, так же, как и другие, имеет присоединительный контакт 195, но сам по себе он меньше и, таким образом, его осевой размер вдоль оси 26 вращения короче, чем у других направляющих выступов 225 (см. также фиг.10). Направляющие выступы 225 соединены друг с другом за одно целое перемычками 226. В перемычке 226 между направляющим выступом 225 в положении ″2 часа″ (фиг.9) и направляющим выступом 225 в положении ″4 часа″ находится проводной отрезок 162 (скрытый проводник). В перемычку 226 между выступами в положениях ″4 часа″ и ″6 часов″ не заделан проводной отрезок. В перемычке 226 между выступами в положениях ″6 часов″ и ″7 часов″ вновь имеется проводной отрезок. Еще один проводной отрезок 162 заделан между направляющим выступом 225 в положении ″9 часов″ и концом 227 монтажного узла 144, который затем переходит в периферическую дугу 198 проводного отрезка 168 и ведет к малому направляющему выступу 225. Проводные отрезки, за исключением периферической дуги 198, заделаны в пластмассу монтажного узла 144.

Монтажный узел 144 находится большей частью в области, в которой циркуляция охлаждающего воздуха только очень мала, вплоть до того, что туда он вообще не заходит (мертвая зона течения). Эта область в радиально наружном участке (с отсчетом от оси 26 вращения) находится ниже внешнего контура первого теплоотвода 53 (положительного теплоотвода). Уж во всяком случае это утверждение справедливо для перемычек 226 и периферической дуги 198, которые (и та, и другая) относительно протяженности первого теплоотвода 53 (положительного теплоотвода) в радиальном направлении расположены под наружной половиной его радиальной протяженности. Здесь словосочетание "под наружной половиной" означает, что перемычки 226 и периферическая дуга 198 находятся между подшипниковым щитом и теплоотводом 53 (положительным теплоотводом). Кроме того, предпочтительно имеет место перекрытие между периферической дугой 198 и радиально наружным краем посадочных мест 66 (см. также фиг.9).

На фиг.11 видно, какой цели это служит: как и все прочие направляющие выступы 225, малый направляющий выступ 225 также расположен в отверстии подшипникового щита 13.2, соответственно, вставлен в это отверстие 228. Через малый направляющий выступ 225 пропущены проводные концы 228 обмотки 18 статора, которые на своем верхнем конце электрически соединены с присоединительным контактом 195. В этом месте предпочтительно имеется сварное или же паяное соединение. В альтернативной конфигурации равным образом здесь также можно предусмотреть резьбовое соединение. В силу того, что этот малый направляющий выступ 225 выполнен таким коротким, его можно компактно расположить в осевом направлении (вдоль оси 26 вращения) между обмоткой 18 статора и регулятором 231. Регулятор 231 служит для генерирования тока возбуждения и снабжения обмотки 51 возбуждения током возбуждения, посредством не показанных здесь щеток, через уже упомянутый узел контактных колец 49, благодаря чему происходит электромагнитное возбуждение ротора 20. Консоль 234, в которой заделан проводной отрезок 168 и которая физически соединяет друг с другом два направляющих выступа 225, находящиеся снаружи наружного контура первого теплоотвода 53, также заходит под регулятор 231 и, таким образом, в промежуток 237, находящийся между нижней стороной 240 регулятора 231, обращенной к подшипниковому щиту 13.2 в осевом направлении (вдоль оси 26 вращения), и самим подшипниковым щитом 13.2. Консоль 234, соединяющая за одно целое короткий направляющий выступ 225 с другими направляющими выступами 225, при этом охватывает крепежный выступ 328 с радиально внутренней стороны (см. фиг.20).

В соответствии с описанным раскрыта электрическая машина 10, прежде всего генератор переменного тока, содержащая: ротор 20, имеющий ось 26 вращения; статор 16, состоящий из сердечника 17 и уложенной в него обмотки 18 статора, имеющей проводные концы 228, соединенные с выпрямительным блоком 139; регулятор 231 для регулирования тока возбуждения; расположенное в выпрямительном блоке 139 охлаждающее устройство, включающее в себя первый теплоотвод 53, имеющий по меньшей мере одно посадочное место 66, в котором или на котором установлен выпрямитель 147 тока, и второй теплоотвод 117, имеющий по меньшей мере одно посадочное место 120, в котором или на котором установлен выпрямитель 150 тока; и монтажный узел 144, обеспечивающий соединение в мостовую схему выпрямителей 147, 150 тока и имеющий несколько выполненных за одно целое с ним направляющих выступов 225, в которых размещены проводные концы 228 обмотки 18 статора, причем один направляющий выступ 225 расположен, в направлении оси 26 вращения, между подшипниковым щитом 13.2 и регулятором 231.

На фиг.12 показано охлаждающее устройство 141 на виде сбоку. Дистанционные проставки 246, находящиеся между первым теплоотводом 53 и еще одним теплоотводом 117, обеспечивают интервал А между двумя теплоотводами 53 и 117. Направляющие выступы 225 вставляют в отверстия (в том числе и в отверстие 228) подшипникового щита 13.2, так что перемычки 226 прилегают к подшипниковому щиту 13.2. Часть корпуса теплоотвода 117 расположена между каждыми двумя непосредственно соседствующими направляющими выступами 225; помимо этого, часть теплоотвода 117 окружена перемычками 226. На фиг.12 можно видеть некоторые, совсем небольшие, присоединительные контакты 239 (торчащие из головок диодов проволоки) выпрямителей 147 и 150 тока.

На фиг.13 показан другой вариант выполнения первого теплоотвода 53. Этот теплоотвод 53 имеет дугообразный каркас 60, имеющий центр 63. Когда теплоотвод 53 смонтирован на корпусе 13 (прикреплен к щиту 13.2), этот центр совмещается с осью 26 вращения. Теплоотвод 53 имеет три посадочных места 66, предназначенных для размещения в каждом из них по одному выпрямителю тока. Здесь выпрямитель тока представляет собой, например, положительный диод. Здесь посадочные места 66 имеют форму отверстий, в которые позднее вдавливают, например, так называемые диоды под запрессовку (положительные диоды). В альтернативном варианте вместо отверстий для крепления диодов можно, например, также предусмотреть углубление в поверхности первого теплоотвода 53 (сравни также с описанием для рассмотренного выше варианта выполнения). Кроме того, теплоотвод 53 имеет ряд отверстий, служащих для пропускания сквозь себя охлаждающей среды для охлаждения теплоотвода 53, нагревающегося во время работы. Вокруг посадочного места 66 расположены первые отверстия 69, дугообразно следующие друг за другом. Эти первые отверстия 69 расположены в окружном направлении U с обеих сторон от посадочного места 66. Между посадочными местами 66 и центром 63 в направлении к центру 63 расположено по меньшей мере одно второе отверстие 72 удлиненной формы, которое своей продольной стороной ориентировано по меньшей мере по существу на центр 63. Если же пойти дальше и рассматривать посадочные места 66 вкупе с первыми отверстиями 69, то можно констатировать, что между посадочными местами 66 вместе с первыми отверстиями 69 и центром 63 в направлении к центру 63 расположено несколько вторых отверстий 72 удлиненной формы, которые своей продольной стороной ориентированы по меньшей мере по существу на центр 63. Два отверстия 229, находящиеся, так сказать, во втором ряду вокруг соответствующего посадочного места 66, служат для крепления теплоотвода 53 к монтажному узлу 144, обеспечиваемого за счет вхождения в каждое отверстие 229 имеющегося на монтажном узле 144 дополнительного, предпочтительно зажимаемого, штыря (между штырем и отверстием 229 имеет место прессовая посадка) или защелкивающегося крючка.

В каркасе 60 предусмотрены дополнительно три цилиндрические впадины 75, каждая из которых снабжена отверстием 74. В этом районе толщина материала теплоотвода 53 уменьшена примерно на 40% по сравнению с той, которая предусмотрена в районе нахождения посадочных мест 66. Эти впадины 75 служат при установке для крепления выпрямительного блока 139 к подшипниковому щиту 13.2. Резьбовая втулка 78 служит для скрепления и формирования контакта с еще одним конструктивным элементом выпрямительного блока 139 и, как в описанном выше первом варианте выполнения, выполнена за одно целое с теплоотводом 53. Имеется башнеобразное гнездо 82, предназначенное для последующего размещения в нем и крепления так называемого штыревого вывода ″В+″ (положительного штыревого вывода), к которому крепится зарядный кабель, для того, чтобы обеспечить возможность запитки электрическим током батареи транспортного средства.

Как уже упомянуто, имеется несколько посадочных мест 66, которые расположены по периметру 81 теплоотвода 53 с промежутком друг от друга.

На фиг.13 показано, что в сегменте 84 между двумя посадочными местами 66 расположено несколько вторых отверстий 72 удлиненной формы, проходящих между двумя дугообразно проходящими брусьями 87. Вторые отверстия 72 между двумя дугообразными брусьями 87 разделены перемычками 90. Перемычки 90 проходят предпочтительно в радиальном направлении. Оба бруса 87 проходят по меньшей мере приблизительно в форме дуги окружности.

Вокруг посадочных мест 66 расположены отверстия 69. Для облегчения доступа к показанным далее присоединительным контактам, которые располагаются в выпрямительном блоке 139 в районе отверстий 69, предусмотрено, что в месте нахождения окрестностей 112 отверстий 69 на сторонах отверстий 69, обращенных от центра 113 посадочного места 66, теплоотвод в осевом направлении (вдоль оси 26 вращения) выполнен меньшей толщины, чем в случае между посадочными местами 66 и отверстиями 69.

На наружном периметре 232 теплоотвода 53 находятся, в данном примере восемь, зацепных элементов 235. Каждые два попарно расположенных зацепных элемента 235 противостоят друг другу таким образом, что вдвоем они, вместе с наружным периметром 232, образуют поднутрение, о котором более подробно будет сказано в дальнейшем описании.

На фиг.14а показан вид в аксонометрии еще одного теплоотвода 117 во втором варианте выполнения. Теплоотвод 117 имеет три посадочных места 120, предназначенных для размещения в каждом из них по одному выпрямителю тока. Здесь выпрямитель тока представляет собой, например, отрицательный диод. Здесь посадочные места 120 имеют форму отверстий, в которые позднее вдавливают, например, так называемые диоды под запрессовку (положительные диоды). В альтернативном варианте, например, также может быть предусмотрено углубление в поверхности этого теплоотвода 117, см. также приведенные ранее пояснения, касающиеся различных возможностей крепления диодов. Кроме того, теплоотвод 117 имеет ряд отверстий 123, предназначенных для прохождения через них охлаждающей среды для охлаждения нагревающегося в процессе работы теплоотвода 117. Кроме того, в поверхности теплоотвода 117 выполнены три цилиндрических углубления 238, служащих для центрирования цилиндрических дистанционных проставок. На наружном периметре 241 теплоотвода 117 изображены различные ребра. Ребра 244 и 247 - это непосредственно соседствующие ребра, которые также можно назвать очень недалеко уходящими от поверхности ребрами охлаждения теплоотвода 117 листового типа (толщина его составляет, например, 4 мм). Между двумя этими ребрами 244 и 247 находится ступенчатая ниша 250. В состав этой ниши 250 входит малая ″дочерняя″ ниша 253, которая находится ближе к центру теплоотвода 117, здесь не проиллюстрированному, чем более крупная наружная ниша 256, раскрывающаяся далее наружу в радиальном направлении, которая также представляет собой часть ниши 250. Ступенчатая ниша 250 такой конфигурации находится на наружном периметре 241 в общей сложности дважды. На наружном периметре 241 также находятся еще другие специальные ниши 256 - также ограниченные ребрами, позиции 259 и 262. В проиллюстрированном примере можно видеть круглые отверстия 265, встречающиеся четыре раза на наружном периметре 241 теплоотвода 117 и, тем самым, находящиеся непосредственно поверх перемычек монтажного узла, в этом примере еще не показанного, которые выполнены с впадиной типа зенкеровки на стороне, на которой находятся углубления 238. На внутреннем периметре теплоотвода 117 расположены распределенные по нему ребра 268.

На фиг.14б, которая представляет собой вид на ребра 268, можно видеть углубление 238. Углублению 238 противостоит опорная площадка 271 примерно такого же диаметра.

На фиг.15 на виде сверху показан выпрямительный блок 139, соответственно, охлаждающее устройство 141 в сборе, состоящее из первого теплоотвода 53 (положительного теплоотвода), второго теплоотвода 117 (отрицательного теплоотвода), монтажного узла 144, положительных выпрямителей 147 тока (положительных диодов), отрицательных выпрямителей 150 тока (отрицательных диодов), штыревого вывода ″В+″ 153, изоляционных втулок 156 и заклепок 159 (трубчатых заклепок). Кроме того, также применены не видимые здесь дистанционные проставки. Вид на охлаждающее устройство 141 соответствует виду справа по фиг.1 в направлении оси 26 вращения при снятой защитной крышке 47.

Монтажный узел 144 имеет, как это известно, несколько проводных отрезков 162, 165 и 168, предназначенных для взаимного соединения в схему пар 171, 174 и 177, каждая из которых образована из одного положительного выпрямителя 147 тока (положительного диода) и одного отрицательного выпрямителя 150 тока так, что обеспечена их электрическая связь с подключенными к присоединительным контактам 180, 183, 186, 189, 192 и 195 (через присоединительную дугу) обмотками статора и осуществляется выпрямление выдаваемого последними переменного напряжения. Присоединительные контакты 180 и 183 соединены с парой 171, присоединительные контакты 186 и 189 - с парой 174, а присоединительные контакты 192 и 195 (через периферическую дугу 198) - с парой 177

Также на фиг.15 видно, что, как уже было изложено при описании первого варианта выполнения, удлиненные отверстия 72 расположены в осевом направлении (вдоль оси 26 вращения) над отрицательными выпрямителями 150 тока (отрицательными диодами). Здесь отрицательные выпрямители 150 тока (отрицательные диоды) также находятся на меньшем радиусе, чем положительные выпрямители 147 тока (положительные диоды), если в качестве центра взять ось 26 вращения. Часть теплоотвода 53, ограниченная внутренним из двух брусьев 87, расположена на большем радиусе, чем область теплоотвода 117, расположенная на этом месте окружности.

Выпрямительный блок подсоединяют к обмоткам статора на присоединительных контактах 180, 183, 186, 189, 192 и 195 (посредством присоединительной дуги). Для этого предусмотрено, как показано на фиг.11, что проводные концы 228 (проволоки выводов обмотки статора) просовывают через направляющие выступы 225 и петлеобразные присоединительные контакты 180, 183, 186, 189, 192 и 195. Собственно крепление и замыкание контакта между присоединительными контактами 180, 183, 186, 189, 192 и 195 и проводными концами 228 осуществляется благодаря тому, что присоединительные контакты 180, 183, 186, 189, 192 и 195 и, тем самым, боковые участки проволок (см. пример и место С контакта) проводного отрезка 165 сжимают сверху от направляющего выступа 225 в направлении показанных там стрелок и, после образования контакта с проводными концами 228, сваривают друг с другом. В качестве альтернативы замыкание контактов здесь также можно выполнить, например, пайкой. Для того, чтобы боковые участки проволок проводного отрезка 165 вообще можно было хоть как-то надвинуть друг на друга, требуются, например, щипцы (сварочные зажимы) соответствующей формы. Их зажимающие части необходимо завести между боковым участком проволоки присоединительного контакта и окрестностями 112 отверстий 69 на тех сторонах отверстий 69, которые обращены от центра 113 посадочного места 66. Чтобы это стало возможно, толщина материала в месте нахождения окрестности 112 в осевом направлении (вдоль оси 26 вращения) несколько меньше, чем толщина в случае между посадочными местами 66 и отверстиями 69. В этих точках теплоотвод 53 имеет меньшую толщину. На фиг.15 можно видеть то, как уже упомянутые в привязке к фиг.13 штыри 274 выступают сквозь отверстия 229 и, пребывая в отверстиях 229, соединяют путем зажимания теплоотвод 53 с монтажным узлом 144. От присоединительного контакта 195, непосредственно сопряженного с коротким направляющим выступом 225, отходит выполненный за одно целое с этим контактом проводник в форме периферической дуги 198, которая на отдельных участках расположена, в направлении оси 26 вращения, под наружным краем посадочных мест 66. Периферическая дуга 198 расположена между подшипниковым щитом 13.2 и теплоотводом 53.

Выступ 275 под винт служит опорой для контактной петли 276, закрывающей под собой гайку 278, заделанную в пластмассу выступа под винт, полученную литьем под давлением. Контактная петля 276 служит в качестве так называемой ″клеммы V″. Выступ 275 под винт имеет одинаковую конструкцию во всех вариантах выполнения.

На фиг.16 показано охлаждающее устройство 141 в сборе с другой стороны, не видимой на фиг.15. С этой стороны можно видеть присоединительные контакты 201 и 204, присоединительные контакты 207 и 210 и присоединительные контакты 213 и 216, которые соединяют в схему друг с другом соответствующие пары 171, 174 и 177, каждая из которых состоит из одного положительного выпрямителя 147 тока (положительного диода) и одного отрицательного выпрямителя 150 тока. Это соединение в схему соответствует обычной мостовой схеме выпрямления. Положительные выпрямители 147 тока (положительные диоды), представляющие собой диоды под запрессовку, равно как и отрицательные выпрямители 150 тока (отрицательные диоды), электрически соединены с первым теплоотводом 53, вследствие чего через выпрямитель 150 тока к штыревому выводу ″В+″ 153 прикладывается положительное напряжение при нахождении в рабочем состоянии (включенное состояние, имеется ток возбуждения, ротор 20 вращается).

Теплоотвод 117, снабженный отверстиями 123, имеет форму по существу сегмента кольца, причем оба теплоотвода 53 и 117 наслоены один над другим с промежутком в пространстве (образуя своего рода многослойный ″бутерброд″), при этом есть возможность прохождения потока сквозь них и циркуляции среды между ними. Как также можно видеть на фиг.16, периферическая дуга 198 проводного отрезка 168 имеет несколько изломов 222. Некоторые из этих изломов 222 находятся в том же окружном положении, как и присоединительные контакты 201, 207 и 213. Наличие изломов 222 приводит к тому, что интервал (не обозначенный здесь отдельно) между изломом 222 и присоединительным контактом 201, 207 и 213 превышает тот, который был бы в случае, если бы в месте нахождения излома 222 была более простая дуга окружности. Такое решение улучшает, например, возможность доступа к присоединительным контактам 201, 207 и 213, которые подлежат соединению с присоединительными контактами выпрямителей 147 тока (торчащими из головок диодов проволоками).

В приведенном на фиг.15 и 16 примере монтажный узел 144 имеет направляющие выступы 225 в общей сложности в шести положениях. Эти направляющие выступы 225 имеют уже названную выше задачу, заключающуюся в том, чтобы своими воронкообразными концами, на фиг.16 обращенными к наблюдателю, принимать некоторые проводные концы обмотки 18 статора и целенаправленно подводить их (выполняя роль кондуктора) к присоединительным контактам 180, 183, 186, 189, 192 и 195, тем самым обеспечивая возможность легкого, предпочтительно автоматического, контактирования между проводными концами и присоединительными контактами 180, 183, 186, 189, 192 и 195. В то время как направляющий выступ 225 в положении ″7 часов″ по своему размеру и форме по существу не отличается от четырех других направляющих выступов 225 (положения ″9 часов″, ″10 часов″, ″12 часов″, ″2 часа″ - нумерация положений дана в привязке к фиг.16), направляющий выступ 225 в положении ″6 часов″ имеет особенность. Так, хотя этот направляющий выступ 225, далее называемый ″малым″ направляющим выступом 225, также имеет присоединительный контакт 195, но сам по себе этот направляющий выступ 225 меньше остальных направляющих выступов 225 и, таким образом, его осевой размер вдоль оси 26 вращения короче, чем у других направляющих выступов 225 (см. также фиг.10). Направляющий выступ 225, расположенный между подшипниковым щитом 13.2 и регулятором 231, в направлении, в котором проходят проводные концы 228, расположенные в направляющем выступе 225, короче, чем другие направляющие выступы 225. Направляющие выступы 225 соединены друг с другом в одно целое перемычками 226. В перемычке 226 между направляющим выступом 225 в положении ″6 часов″ и направляющим выступом 225 в положении "7 часов" находится проводной отрезок (скрытый проводник) 162. В перемычке 226 между направляющими выступами в положениях ″12 часов″ и ″2 часа″ не заделан проводной отрезок. В перемычке 226 между направляющими выступами в положениях ″12 часов″ и ″10 часов″ вновь имеется проводной отрезок. Еще один проводной отрезок 162 заделан между направляющим выступом 225 в положении "2 часа" и концом 227 монтажного узла 144, который затем переходит в периферическую дугу 198 проводного отрезка 168 и направляется через периферию к ″малому″ направляющему выступу 225. На фиг.16 видны присоединительные контакты 239 (торчащие из головок диодов проволоки) выпрямителей 147 и 150 тока.

При рассмотрении фиг.15 становится ясно предназначение зацепных элементов 235, упомянутых выше. Благодаря наличию восьми зацепных элементов 235, находящихся на наружном периметре 232 теплоотвода 53, обеспечивается единственно верная и возможная взаимная дисклокация между теплоотводом 53 и установленными выпрямителями 147 тока. Это обеспечивает возможность надежного и точного расположения присоединительных контактов 239 (торчащих из головки диода проволок) положительных выпрямителей 147 тока относительно присоединительных контактов 201, 207 и 213 монтажного узла 144. Каждые два попарно расположенных зацепных элемента 235 противостоят таким образом, что вдвоем они, вместе с наружным периметром 232, образуют поднутрение. Два образованные на направляющих выступах 225 плечика 277, находящиеся на показанном на фиг.15 виде сверху с обеих сторон от каждого присоединительного контакта 183, 186, 189 и 192 и 195, заведены под два противолежащие друг другу зацепных элемента 235 и зацепляются с их задними сторонами. По отношению к оси 26 вращения по меньшей мере часть плечиков 277 находится в том же самом осевом положении, как направляющий выступ 225.

По меньшей мере часть направляющего выступа 225, соответственно, ближайшее окружение каждого из них, наряду с задачей по удержанию присоединительных контактов 180, 183, 186, 189, 192 и 195 также имеет другие функции. Так, первая из этих функций состоит в центрировании теплоотвода 117 относительно монтажного узла 144 и его удерживании в правильном положении в окружном направлении, соответственно, чтобы он занимал такое положение. Следующая его задача - гарантировать верное положение теплоотвода 117 по отношению к монтажному узлу 144 в осевом направлении (вдоль оси 26 вращения). Благодаря этому обеспечивается возможность, с одной стороны, привести в правильное положение выпрямители 150 тока (отрицательные диоды), к моменту выполнения этого этапа монтажа уже находящиеся в посадочных местах 120, т.е. подать в правильное положение присоединительные контакты 204, 210 и 216 монтажного узла 144. Достигается это вследствие того, что на направляющем выступе 225, а именно на его радиально внутренней стороне (см. также фиг.17а и 17б) выполнен центрирующий уступ 280. При установке теплоотвода 117 на монтажный узел 144 этот центрирующий уступ 280, или центрирующий аппендикс, вдается в ступенчатую нишу 250, а точнее в малую ″дочернюю″ нишу 253 (см. также фиг.16). Это центрирование действует перед тем, как присоединительные контакты 239 (торчащие из головки диода проволоки) выпрямителей 150 тока (отрицательных диодов) приводят на правильное место в присоединительных контактах 204, 210 и 216 монтажного узла 144. Предпочтительно также центрирование с помощью центрирующего уступа 280, или центрирующего аппендикса, действует еще и тогда, когда теплоотвод 117 занял свое конечное положение на опорных площадках 283, однако с этого момента это уже не обязательно, поскольку тогда обычно торчащие из головки диода проволоки уже вдеты в соответствующие присоединительные контакты. В этом конечном положении ребра 244 и 247 расположены справа и, соответственно, слева от направляющего выступа 225 и обеспечивают правильную дислокацию теплоотвода 117 относительно направляющих выступов 225 в окружном направлении. При желании (но не обязательно) на монтажном узле 144, соответственно, перемычках 226, могут иметься штыри и/или крючки для защелкивания, которые направлены на теплоотвод 117 и дополнительно зацепляются в отверстия для удержания теплоотвода 117 на монтажном узле 144 по меньшей мере с фрикционным замыканием и/или с геометрическим замыканием.

Предварительно монтируют сборочный модуль 284 из теплоотвода 53, изоляционных втулок 156, в данном примере трех, трех дистанционных проставок 246 и трех заклепок 159 (трубчатых заклепок) вместе с положительными выпрямителями 147 тока (положительными диодами), в данном примере тремя, и штыревым выводом ″В+″ 153. При этом сначала подводят к посадочным местам 66 положительные выпрямители 147 тока (положительные диоды) для размещения в них (диоды под запрессовку запрессовывают в выполненные в форме цилиндрических отверстий посадочные места 66). В результате этих манипуляций присоединительные контакты 239 (торчащие из головки диода проволоки) выступают через эти цилиндрические отверстия. После этого предпочтительно укладывают три дистанционные проставки 246 на ту сторону теплоотвода 53, на которой можно обнаружить присоединительные контакты 239 (торчащие из головки диода проволоки), соответственно, где они доступны для образования контакта. С другой стороны (верхней стороны) теплоотвода 53 в отверстия 74 вставляют ступенчатые изоляционные втулки 156, а затем скрепляют друг с другом (в каждом месте из трех) дистанционную проставку 246, изоляционную втулку 156 и заклепку 159 (трубчатую заклепку), находящиеся у отверстия 74 или в нем. Тогда один из буртиков 286 заклепки 159 прилегает к уступу 289 изоляционной втулки 156, а другой буртик 286 - к торцу 292 дистанционной проставки 246. Затем этот сборочный модуль 284 насаживают на теплоотвод 117, так что буртик 286 заклепки 159 входит в цилиндрическое углубление 238 теплоотвода 117 с прилеганием к его торцевой поверхности. При этом зацепные элементы 235 обхватывают описанным образом соответствующие сформированные на направляющих выступах 225 плечики 277. Одновременно присоединительные контакты 239 (торчащие из головки диода проволоки) положительных выпрямителей 147 тока подводят к присоединительным контактам 201, 207 и 213 монтажного узла 144 и соединяют их с ними.

На фиг.19 на виде сбоку (перпендикулярно оси 26 вращения) показана конструкция охлаждающего устройства, соответственно, выпрямительного блока. На этом чертеже видны имеющиеся в монтажном узле 144 опорные площадки 295, исходящие от перемычек 226 и выступающие вниз, то есть выступающие, удаляясь от теплоотвода 117 на стороне, обращенной от него. Эти опорные площадки 295 также можно видеть на фиг.16, где показан вид снизу. В то время как присоединительные контакты 201, 207 и 213 проходят радиально наружу и в плоскости перемычек 226 выходят из них, внутри перемычек 226 образующая каждый из указанных контактов проволока изогнута ″вниз″ в осевом направлении (вдоль оси 26 вращения) и в направлении в сторону от теплоотвода 53, для того, чтобы она проходила на определенную длину радиально внутрь и отходя от опорных площадок 295.

На фиг.20 в аксонометрии показан подшипниковый щит 13.2. Этот подшипниковый щит 13.2 имеет три крепежных выступа 298 (выступы под винтовое соединение с внутренней резьбой), служащих для вмещения в них выпрямительного блока 139 для крепления к подшипниковому щиту 13.2. Для этого к каждому из крепежных выступов 298 прикладывают проиллюстрированные на фиг.16 круглыми, с отверстием по центру опорные поверхности (металлические вкладыши, см. также фиг.18) 301, 304 и 307. При этом опорная поверхность 301, ближайшая к резьбовой втулке 78, садится на крепежный выступ 298, изображенный на фиг.20 справа. Опорная поверхность 304, расположенная между двумя другими опорными поверхностями 301 и 307, садится на средний из трех крепежных выступов 298. На наружном периметре подшипникового щита 13.2 распределено несколько щелевидных отверстий 308 для истечения воздуха.

Направляющие выступы 225, изображенные на фиг.15 и 16, вставляют в отверстия 228, 313, 316, 319, 322 и 325 следующим образом в привязке к фиг.16: как уже изложено в части описания, посвященной фиг.11, малый направляющий выступ 225 вставляют в отверстие 228, которое расположено в осевом направлении (вдоль оси 26 вращения) под регулятором. Это отверстие выполнено между крепежным выступом 328 (выступом под винтовое крепление с внутренней резьбой) и гребнем 331 в торцевой области 334 подшипникового щита 13.2. Посредством крепежных выступов 328 удерживается регулятор 231. Соответственно, другие направляющие выступы 225 вставляют друг за другом в названные отверстия.

В центре подшипникового щита 13.2 образована ступица 337, в которую установлен подшипник 28 (см. фиг.1). Здесь эта ступица соединена с торцевой областью 334 подшипникового щита 13.2 с помощью четырех обеспечивающих жесткую связь перешейков 340. Между перешейками 340 и торцевой областью 334 находятся четыре больших отверстия 40, через которые во время работы генератора, или электрической машины 10, в результате вращения вентилятора 30 всасывается охлаждающий воздух. Три из этих отверстий 40 снабжены сквозными нишами 346, которые выполнены в районе наружной в радиальном направлении кромки 349. В эти ниши 346 вступают опорные площадки 295 монтажного узла 144 таким образом, что они находятся на общем осевом уровне (вдоль оси 26 вращения). Это означает, что в плоскости, образованной отверстиями 40 (главными отверстиями), проходит опорная площадка 295 и, при необходимости, присоединительная проволока 216, которая тогда, например, проходит исключительно в этой плоскости. Форма опорных площадок 295 и форма ниш 346 согласованы друг с другом. Это означает, что опорные площадки 295 полностью или почти полностью заполняют ниши 346. Преимущество такой конструкции заключается в том, что можно получить максимально большое полезное отверстие 40 при, по возможности, малой эффективной прикромочной части отверстия 40. В результате этого в меньшем масштабе образуются обусловленные механикой течения прикраевые явления, такие, например, как пограничные слои, приводящие к уменьшению пропускной способности отверстия, а следовательно, к снижению расхода охлаждающего воздуха. Помимо этого, по меньшей мере одно отверстие 40 - в данном случае три - граничит с плоским участком 352 торцевой поверхности, который несколько утоплен по сравнению с другими участками 355 торцевой поверхности, если смотреть в осевом направлении снаружи. Преимущество этого заключается в том, что несмотря на то, что, при необходимости, перемычка 226 прилегает к торцевой поверхности подшипникового щита, между перемычкой 226 и подшипниковым щитом 13.2 создается больший зазор, который снижает сопротивление течению, благодаря чему повышается расход воздуха. В трехфазной электрической машине 10, как в описанном здесь случае, три ниши 346 были заняты соответствующими опорными площадками 295. В пятифазной электрической машине соответствующими опорными площадками 295 было бы занято пять ниш 346. Однако не обязательно, что под каждую опорную площадку 295 должна быть образована одна ниша 346.

Наличие уже упомянутого выше короткого направляющего выступа 225 обуславливает то, что выходящий из статора 16 (статор имеет сердечник 17, в пазы которого уложена обмотка 18 статора, включающая в себя отдельные фазные обмотки 358, как показано на фиг.22) на его боковой стороне вывод 361 обмотки статора имеет заметно более короткую, предпочтительно осевую, протяженность (вдоль оси 26 вращения), или длину, по сравнению с другими выводами 364 обмотки статора. Выражение ″заметно более короткую″ означает различие в длине, например, на 20 мм (например, в состоянии статора, когда он уже встроен в электрическую машину). Таким образом, в рамках настоящей конструкции вывод 361 обмотки статора находится в коротком направляющем выступе 225 под регулятором 231, в то время как другие (в данном случае - пять) выводы 364 обмотки статора вставлены в другие (длинные) направляющие выступы 225. Все выводы обмотки статора, 361 и 364, проходят в осевом направлении (вдоль оси 26 вращения), например, в направляющих выступах 225.

Второй вариант выполнения, описанный начиная с фиг.13, имеет внутренний брус 87, расположенный относительно оси 26 вращения в том же окружном положении, как и внутренний край 367, и на большем радиусе, чем он. Это приводит к тому, что центральное отверстие 370 выпрямительного блока 139 воронкообразно расширяется от подшипникового щита 13.2 наружу в осевом направлении.

Во всех вариантах выполнения выпрямители 147 и 150 тока, проиллюстрированные в данном примере в виде диодов под запрессовку, своими показанными днищами 373 обращены от подшипникового щита 13.2. Теплоотвод 53 изготовлен монолитным из металла или металлического сплава методом литья под давлением. Для этого подходит алюминий или алюминиевый сплав. Для изготовления теплоотвода 117 можно применять такие же материалы.

На момент подачи международной заявки для данного документа было запланировано, что начиная с ноября 2010 г. и по меньшей мере по апрель 2011 г. включительно рассмотренный здесь вариант выполнения будет экспонироваться в открытом доступе одновременно в двух следующих заведениях:

1) в Рейн-Вестфальском техническом университете Ахена, в институте электрических машин, на кафедре электромагнитного преобразования энергии, по адресу: Шинкельштрассе 4, 52062 Ахен, Германия;

2) в Ганноверском университете им. Лейбница, в институте приводных систем и силовой электроники, по адресу: Вайфенгартен 1, 30167 Ганновер, Германия.

Изобретение относится к конструкции электрической машины, прежде всего генератора переменного тока. Технический результат заключается в обеспечении компактного исполнения электрической машины с эффективным охлаждением, а также в получении хорошей связи регулятора с подшипниковым щитом. Заявленная электрическая машина содержит ротор (20), имеющий ось (26) вращения; статор (16), состоящий из сердечника (17) и уложенной в него обмотки (18) статора, имеющей проводные концы (228), соединенные с выпрямительным блоком (139); регулятор (231) для регулирования тока возбуждения; расположенное в выпрямительном блоке (139) охлаждающее устройство, включающее в себя первый теплоотвод (53), имеющий по меньшей мере одно посадочное место (66) для установки выпрямителя (147) тока, второй теплоотвод (117), имеющий по меньшей мере одно посадочное место (120) для установки выпрямителя (150) тока; монтажный узел (144), обеспечивающий соединение в мостовую схему выпрямителей (147, 150) тока и имеющий несколько выполненных за одно целое с ним направляющих выступов (225), в которых размещены проводные концы (228) обмотки (18) статора. 8 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Электрическая машина (10), прежде всего генератор переменного тока, содержащая: ротор (20), имеющий ось (26) вращения; статор (16), состоящий из сердечника (17) и уложенной в него обмотки (18) статора, имеющей проводные концы (228), соединенные с выпрямительным блоком (139); регулятор (231) для регулирования тока возбуждения; расположенное в выпрямительном блоке (139) охлаждающее устройство, включающее в себя первый теплоотвод (53), имеющий по меньшей мере одно посадочное место (66), в котором или на котором установлен выпрямитель (147) тока, второй теплоотвод (117), имеющий по меньшей мере одно посадочное место (120), в котором или на котором установлен выпрямитель (150) тока; монтажный узел (144), обеспечивающий соединение в мостовую схему выпрямителей (147, 150) тока и имеющий несколько выполненных за одно целое с ним направляющих выступов (225), в которых размещены проводные концы (228) обмотки (18) статора, отличающаяся тем, что консоль (234) монтажного узла (144) соединяет один направляющий выступ (225) за одно целое с другим, более коротким, направляющим выступом (225), причем более короткий направляющий выступ (225) и консоль (234) расположены, в направлении оси (26) вращения, между подшипниковым щитом (13.2) и регулятором (231).

2. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что консоль (234) при этом охватывает крепежный выступ (328) радиально с внутренней стороны.

3. Электрическая машина по п.2, отличающаяся тем, что посредством крепежного выступа (328) удерживается регулятор (231).

4. Электрическая машина по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что от присоединительного контакта (195), непосредственно сопряженного с более коротким направляющим выступом (225), отходит проводник в форме периферической дуги (198), которая на отдельных участках расположена, в направлении оси (26) вращения, под наружным краем по меньшей мере одного посадочного места (66).

5. Электрическая машина по п.4, отличающаяся тем, что периферическая дуга (198) расположена между подшипниковым щитом (13.2) и теплоотводом (53).

6. Электрическая машина по п.4, отличающаяся тем, что периферическая дуга (198) имеет несколько изломов (222), некоторые из которых находятся в том же окружном положении, что и присоединительные контакты (201, 207, 213).

7. Электрическая машина по п.4, отличающаяся тем, что периферическая дуга (198) имеет, относительно оси (26) вращения, угловую протяженность, превышающую угол, совокупно охватываемый выпрямителями (147) и (150) тока в теплоотводах (53) и (117).

8. Электрическая машина по п.4, отличающаяся тем, что периферическая дуга (198) поддерживается на направляющих выступах (225) посредством выполненных за одно целое с ними проушин (223).

9. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что обмотка (18) статора, расположенная в статоре (16), соответственно, в его сердечнике (17), имеет проводные концы (228), которые имеют различную длину и предпочтительно подогнаны к направляющим выступам (225) разной величины.