CN100555801C - 电磁马达 - Google Patents

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CN100555801C CNB2004800284188A CN200480028418A CN100555801C CN 100555801 C CN100555801 C CN 100555801C CN B2004800284188 A CNB2004800284188 A CN B2004800284188A CN 200480028418 A CN200480028418 A CN 200480028418A CN 100555801 C CN100555801 C CN 100555801C
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Abstract

本发明的课题是实现高效率化及高输出化，并不会导致制造工序的复杂化和成本升高。具有Δ接线方式的接线结构的电磁马达包括：u相线圈卷绕部、v相线圈卷绕部、w相线圈卷绕部，从固定在旋转轴上的定子呈放射状地延伸设置，相互具有相位差；第1供电端子、第2供电端子、第3供电端子，向各相的线圈供给既定的电流，其中，至少反复2次由上述第1供电端子→上述u相线圈卷绕部→上述第2供电端子→上述v相线圈卷绕部→上述第3供电端子→上述w相线圈卷绕部组成的线圈的卷绕顺序，由此在上述u、v、w各相的线圈卷绕部上分别形成有至少2层的线圈层。

Description

电磁马达
技术领域
本发明涉及通过电磁力旋转的电磁马达，尤其涉及该电磁马达的绕组结构。
背景技术
作为现有技术中的马达的绕组结构来说，公知的是Δ接线、Y接线。例如，Δ接线的定子100如图8(a)、(b)所示，包括6个线圈卷绕部110Ua、110Ub、110Va、110Vb、110Wa、110Wb和3个供电点(uv端子、vw端子、wu端子)115，分别将线圈112串联地卷绕在如下位置，即：在wu端子与uv端子之间，卷绕在线圈卷绕部110Ua及110Ub上；在uv端子与vw端子之间，卷绕在线圈卷绕部110Va及110Vb上；在vw端子与wu端子之间，卷绕在线圈卷绕部110Wa及110Wb上。
此外，作为Y接线来说，包括：U相、V相、W相供电点，分别供给相互具有既定的相位差的U相、V相、W相的3相励磁电流；偶数个线圈，通过Y接线方式分别被并联连接在上述各供电点与中性点之间，上述各线圈交替地经过上述各供电点和上述中性点而被接线，由此可通过连续的1个绕组来构成Y接线(参考专利文献1)。
上述专利文献1中所述的Y接线的定子150如图9(a)、(b)所示，包括：6个线圈卷绕部160U1、160U2、160V1、160V2、160W1、160W2，3个供电点(u端子、v端子、w端子)115和3个中性点(com1、com2、com3)166，分别将线圈162并联地卷绕在如下位置，即：在u端子与中性点166之间，卷绕在线圈卷绕部160U1及160U2上；在v端子与中性点166之间，卷绕在线圈卷绕部160V1及160V2上；在w端子与中性点166之间，卷绕在线圈卷绕部160W1及160W2上。
专利文献1：特开2002-199636号公报(权利要求2、现有技术、段落号0015、图2、图5)
发明内容
由于上述已有Δ接线不象Y接线那样必须有中性点，所以可以低廉的成本制造，但要并联卷绕线圈时，必须在中途切断线圈，因而存在制造工序的复杂化等问题。
此外，现有技术的Y接线可预想成从供电点115和中性点166，向着控制基板延伸设置总共6个通电端子，特别是从中性点延伸的端子，为了使各中性点处于相同电位，而相互接线在控制基板上。为此，存在制造工序的复杂化、成本升高、限制控制基板的设计等问题。
因而本发明的课题是实现高效率化及高输出化，而不会导致制造工序的复杂化和成本升高。
为了解决上述课题，本发明的电磁马达具有Δ接线方式的接线结构，包括：u相线圈卷绕部、v相线圈卷绕部、w相线圈卷绕部，从固定在旋转轴上的定子呈放射状地延伸设置，相互具有相位差；第1供电端子、第2供电端子、第3供电端子，向各相的线圈供给既定的电流，其中，至少反复2次由上述第1供电端子→上述u相线圈卷绕部→上述第2供电端子→上述v相线圈卷绕部→上述第3供电端子→上述w相线圈卷绕部组成的线圈的卷绕顺序，由此在上述u、v、w各相的线圈卷绕部上分别形成有至少2层的线圈层(技术方案1)。
此外，优选的情况是，上述u、v、w各相的线圈卷绕部包括相互位于对角线上的第1及第2线圈卷绕部，至少反复2次由上述第1供电端子→第1u相线圈卷绕部→第2u相线圈卷绕部→上述第2供电端子→第1v相线圈卷绕部→第2v相线圈卷绕部→上述第3供电端子→第1w相线圈卷绕部→第2w相线圈卷绕部组成的线圈的卷绕顺序(技术方案2)。
此外，本发明其它方式的电磁马达具有Y接线方式的接线结构，包括：u相线圈卷绕部、v相线圈卷绕部、w相线圈卷绕部，从固定在旋转轴上的定子呈放射状地延伸设置，相互具有相位差；第1供电端子、第2供电端子、第3供电端子，向各相的线圈供给既定的电流；第1中性点、第2中性点、第3中性点，相互具有相同电位，其中，上述第1至第3中性点在上述定子的一端面或它的附近部，通过导电性部件以电方式被相互连接(技术方案3)。
此外，优选的情况是，在上述技术方案3所述的结构中，将上述第1至第3供电端子设置在与上述一端面相反的一侧的面上或它的附近部(技术方案4)。
此外，在上述技术方案3或4所述的结构中，上述导电性部件可具有与控制基板相连接的延伸部(技术方案5)。
此外，优选的情况是，在上述技术方案3～5中任一所述的结构中，上述u、v、w各相的线圈卷绕部包括相互位于对角线上的第1及第2线圈卷绕部，由上述第1供电端子→第1u相线圈卷绕部→上述第1中性点→第1v相线圈卷绕部→上述第2供电端子→第2v相线圈卷绕部→上述第2中性点→第1w相线圈卷绕部→上述第3供电端子→第2w相线圈卷绕部→上述第3中性点→第2u相线圈卷绕部→上述第1供电端子组成的线圈的卷绕顺序至少要绕1周(技术方案6)。
此外，优选的情况是，在上述技术方案3～5中任一所述的结构中，上述u、v、w各相的线圈卷绕部包括相互位于对角线上的第1及第2线圈卷绕部，至少反复2次由上述第1供电端子→第1u相线圈卷绕部→第2u相线圈卷绕部→上述第1中性点→第1v相线圈卷绕部→第2v相线圈卷绕部→上述第2供电端子→第1(2)的v相线圈卷绕部→第2(1)的v相线圈卷绕部→上述第2中性点→第1w相线圈卷绕部→第2w相线圈卷绕部→上述第3供电端子→第1(2)的w相线圈卷绕部→第2(1)的w相线圈卷绕部→上述第3中性点→第1(2)的u相线圈卷绕部→第2(1)的u相线圈卷绕部→上述第1供电端子组成的线圈的卷绕顺序，由此在上述u、v、w各相的线圈卷绕部上分别形成至少2层的线圈层(技术方案7)。另外，该句中括号内的数字(2、1)表示的含义是：在同相的线圈卷绕部的第2次的卷绕作业中，可替换在第1及第2线圈卷绕部间的卷绕顺序。
根据上述技术方案1所述的结构，可用1次卷绕作业来实现并联的Δ接线而不必中途切断线圈。根据该结构，不必使卷绕作业复杂，即可例如使已有直径为1.2mm的线圈的串联卷绕成为直径为1.0mm的线圈的并联卷绕，由此可使线圈的总卷数增加，使线圈的总截面积增加。由此可降低铜损，从而实现马达的高效率化、高输出化。
根据上述技术方案2所述的结构，在各线圈卷绕部上直接形成第1层的线圈层，在第1层的线圈层的基础上分别形成第2层的线圈层，从而可构成并联卷绕。
根据上述技术方案3所述的结构，在Y接线结构中，不用从中性点向控制基板延伸设置各端子并在控制基板上接线，也可以使各中性点的电位相同，从而可消除部件个数的增加及控制基板结构上的限制。
根据上述技术方案4所述的结构，因为可扩大供电端子及中性点的各设置空间，所以便于配置上述导电性部件。
根据上述技术方案5所述的结构，既可确保有效的结构，还可将中性点的电位作为控制的修正值等加以利用。
根据上述技术方案6所述的结构，利用上述本发明的结构，可用1次卷绕作业来实现并联的Y接线而不必中途切断线圈。
根据上述技术方案7所述的结构，可用1次卷绕作业来实现并联的Y接线而不必中途切断线圈，而且还可在各线圈卷绕部上形成2层的线圈层。由此可进一步实现线圈总截面积的增加及马达的高效率化、高输出化。
附图说明
图1是表示本发明所述电磁马达的结构例的截面图。
图2(a)是表示实施例1所述的定子的结构的图，图2(b)
是表示实施例1中的绕组结构的图，图2(c)是表示实施例1中的绕组结构的卷绕顺序的图。
图3(a)是表示实施例2所述的定子的一端侧的电枢面的图，图3(b)是表示实施例2所述的定子的另一端的电枢面的图。
图4(a)是表示实施例2所述的绕组结构的图，图4(b)是表示实施例2中所述绕组结构的卷绕顺序的图。
图5是表示实施例2中的供电端子及中性点的结构的图。
图6(a)是表示实施例3中的定子的一端侧的电枢面的图，图6(b)是实施例3中的导电板的结构的图。
图7(a)是表示实施例4所述的定子的结构的图，图7(b)
是表示实施例4中的绕组结构的图，图7(c)是表示实施例4中的绕组结构的卷绕顺序的图。
图8(a)是表示已有Δ接线中的绕组结构的图，图8(b)是表示已有Δ接线结构中的定子的结构的图。
图9(a)是表示已有Y接线中的绕组结构的图，图9(b)是表示已有Y接线结构中的定子的结构的图。
附图标记说明：
1电磁马达
2旋转轴
12、60、70、80定子
20控制基板
33线圈
40线圈卷绕部
50供电端子
61第1电枢面(定子的一端面)
62第2电枢面(定子的另一端面)
65中性点
66、71导电板(导电性部件)
72延伸部
具体实施方式
以下，以添附的附图为参考说明本发明的实施例。
实施例1
本发明所述的绕组结构可适用于图1所示的无刷马达1，该无刷马达1被用作车辆用空调装置的送风机的组成要件等。该无刷马达1的旋转轴2上端形成有安装风机的安装部3，在安装部3的下方固定伞状磁轭5，在磁轭5的圆筒状部分的内周面上固定有多个磁体11。
上述旋转轴2通过轴承14、15被自由旋转地支撑，将轴承14、15固定安装在上下的轴承架16、17上，上下的轴承架16、17安装于以贯通定子12的中央的方式形成的贯通孔13中。在上述旋转轴2的下端固定感应磁体18，该感应磁体18与磁轭5同步旋转。在上述旋转轴2等的下部配置控制基板20，在该控制基板20上配置有由CPU、电容器、晶体管、电阻等电子元件组成的控制电路、FET等组成的开关部等。此外，主体壳体45在结构上具有马达支座46和基板罩47，上述控制基板20等配置在其内部。
上述定子12在结构上包括：由铁心组成的定子铁心30；绝缘盖31、32，以从定子铁心30的上下夹持的方式来安装；励磁线圈33，卷绕在由绝缘盖31、32绝缘的定子铁心30上。定子铁心30在它的中央具有安装轴承架16、17的贯通孔13，具有从该贯通孔13的周壁向着六方延伸的线圈卷绕部40，在该线圈卷绕部40的顶端形成与上述磁体11相对置的圆弧状磁极面41。此外，将延伸到上述控制基板20的供电端子50连接在励磁线圈33上，从而可根据控制电路的输出以改变励磁线圈33的通电状态，由此定子12可根据检测到的磁轭5的旋转状态以产生适当的旋转磁场。
在此处，为了说明本实施例所述的定子12的特征，如图2(a)所示，将上述6个线圈卷绕部40称做40Ua、40Ub、40Va、40Vb、40Wa、40Wb。40Ua和40Ub是U相，40Va和40Vb是V相，40Wa和40Wb是W相，组成各相的一对线圈卷绕部相互位于对角线上。此外，上述供电端子50如图2(a)所示存在3个，位于40Va和40Ub之间的端子称为uv端子，位于40Wa和40Vb之间的端子称为vw端子，位于40Ua和40Wb之间的端子称为wu端子。
如图2(b)所示，本实施例中的线圈的绕组结构是Δ接线，而且被并联地卷绕。图2(c)及(a)中表示为了实现该绕组结构而进行的实际的卷绕顺序，即：按如下步骤将线圈(1)绕挂在wu端子上→(2)卷绕在线圈卷绕部40Ua的内侧的部分U1a→(3)卷绕在线圈卷绕部40Ub的内侧的部分U1b上→(4)绕挂在uv端子上→(5)卷绕在线圈卷绕部40Va的内侧的部分V1a上→(6)卷绕在线圈卷绕部40Vb的内侧的部分V1b上→(7)绕挂在vw端子上→(8)卷绕在线圈卷绕部40Wa的内侧的部分W1a上→(9)卷绕在线圈卷绕部40Wb的内侧的部分W1b上→(10)绕挂在wu端子上→(11)卷绕在线圈卷绕部40Ua的外侧的部分U2a上→(12)卷绕在线圈卷绕部40Ub的外侧的部分U2b上→(13)绕挂在uv端子上→(14)卷绕在线圈卷绕部40Va的外侧的部分V2a上→(15)卷绕在线圈卷绕部40Vb的外侧的部分V2b上→(16)绕挂在vw端子上→(17)卷绕在线圈卷绕部40Wa的外侧的部分W2a→(18)卷绕在线圈卷绕部40Wb的外侧的部分W2b上→(19)绕挂在wu端子上。通过上述(1)～(9)的工序可形成第一层的线圈层，通过(10)～(19)的工序可形成第二层的线圈层。
通过上述工序，可用1次卷绕作业实现并联的Δ接线而不必中途切断线圈。根据该卷绕结构，例如可使已有直径为1.2mm的线圈的串联卷绕成为直径为1.0mm的线圈的并联卷绕，而不会使卷绕作业复杂，从而可使线圈的总卷数增加，使线圈的总截面积增加。由此可降低铜损，实现马达的高效率化、高输出化。
下面，参考附图来说明本发明的其它实施例，对于与上述实施例1同一或同样的部位采用相同的附图标记，省略其说明。
实施例2
如图3(a)、(b)所示，本实施例所述的定子60包括：具有结构与上述实施例1所述的定子12相同的6个线圈卷绕部：40U1、40U2、40V1、40V2、40W1、40W2，图3(a)表示该定子60的一个侧面(第1电枢面)61，图3(b)表示与其相反一侧的面(第2电枢面)62。在上述第1电枢面61上配置有与控制基板20相连接的3个供电端子(u端子、v端子、w端子)50，在上述第2电枢面62上配置有3个中性点(com1端子、com2端子、com3端子)65。
如图4(a)所示，本实施例的接线结构是Y接线，而且被联卷绕。实现该绕组结构用的实际绕组顺序可按图4(b)所示的顺序来进行，即：按如下步骤将线圈(1)绕挂在u端子上→(2)卷绕在线圈卷绕部40U1上→(3)绕挂在com1端子上→(4)卷绕在线圈卷绕部40V1上→(5)绕挂在v端子上→(6)卷绕在线圈卷绕部40V2上→(7)绕挂在com2端子上→(8)卷绕在线圈卷绕部40W1上→(9)绕挂在w端子上→(10)卷绕在线圈卷绕部40w2上→(11)绕挂在com3端子上→(12)卷绕在线圈卷绕部40U2上→(13)绕挂在u端子上。
配置在上述第1电枢面61上的3个供电端子50如图5所示，向着上述控制基板20延伸，如图3(b)及图5所示，配置在上述第2电枢面62上的3个中性点65通过可弯曲的金属板等组成的导电板66而被相互连接。由此各中性点65处于同一电位。
通过上述工序，可用1次卷绕作业实现并联的Y接线而不必中途切断线圈。该绕组结构也不会使卷绕作业复杂，可使线圈的总卷数增加，使线圈的总截面积增加，所以可降低铜损，实现马达的高效率化、高输出化。此外，将相互连接上述中性点65的导电板66配置在上述第2电枢面63上，由此无需象现有技术那样，将多个中性点延伸到控制基板而在该控制基板上接线，所以可减轻控制基板的限制。
实施例3
图6(a)所示本实施例的定子70与上述实施例2所述定子60同样，也包括6个线圈卷绕部：40U1、40U2、40V1、40V2、40W1、40W2，具有并联卷绕的Y接线的接线结构。并且如图6(b)所示，使上述3个中性点(com1端子、com2端子、com3端子)66相互连接的导电板71具有延伸部72，该延伸部72与控制基板20的既定电路相连接。通过该结构，仅使1个端子(上述延伸部72)延伸就可作为控制要素引入中性点66的电位。
实施例4
图7(a)所示本实施例的定子80与上述实施例1～3同样，包括6个线圈卷绕部：40Ua、40Ub、40Va、40Vb、40Wa、40Wb，也包括3个供电端子(u端子、v端子、w端子)50及3个中性点(com1端子、com2端子、com3端子)65。这些供电端子50和中性点65如上述实施例2那样，既可以形成在互为相反侧的电枢面上，也可形成在同一电枢面上。
如图7(b)所示，本实施例所述接线结构既是Y接线又是并联卷绕。实现该绕组结构用的实际绕组顺序按图7(c)所述的顺序进行，即：按如下步骤将线圈(1)绕挂在u端子上→(2)卷绕在线圈卷绕部40Ua的内侧的部分U1a上→(3)卷绕在线圈卷绕部40Ub的内侧的部分U1b上→(4)绕挂在com1端子上→(5)卷绕在线圈卷绕部40Vb的内侧的部分V1b上→(6)卷绕在线圈卷绕部40Va的内侧的部分V1a上→(7)绕挂在v端子上→(8)卷绕在线圈卷绕部40Va的外侧的部分V2a上→(9)卷绕在线圈卷绕部40Vb的外侧的部分V2b→(10)绕挂在com2端子上→(11)卷绕在线圈卷绕部40wa的内侧的部分W1a上→(12)卷绕在线圈卷绕部40Wb的内侧的部分W1b上→(13)绕挂在w端子上→(14)卷绕在线圈卷绕部40Wb的外侧的部分W2b上→(15)卷绕在线圈卷绕部40Wa的外侧的部分W2a上→(16)绕挂在com3端子上→(17)卷绕在线圈卷绕部40Ub的外侧的部分U2b上→(18)卷绕在线圈卷绕部40Ua的外侧的部分U2a上→(19)绕挂在u端子上。通过上述(1)～(9)的工序可形成第一层的线圈层，通过(10)～(19)的工序可形成第二层的线圈层。
通过上述工序，可用1次卷绕作业实现Y接线而不用中途切断线圈，该Y接线可以并联方式且在各线圈卷绕部40Ua、40Ub、40Va、40Vb、40Wa、40Wb上形成2层的线圈层。根据该卷绕结构，可进一步增加线圈的总卷数(截面积)，所以可实现大幅的高效率化、高输出化。
综上所述，通过本发明可在电磁马达中实现高效率化及高输出化而不会导致制造工序的复杂化和成本升高。

Claims (1)

1.一种电磁马达，具有Δ接线方式的接线结构，包括：u相线圈卷绕部、v相线圈卷绕部、w相线圈卷绕部，定子在中央具有安装轴承架的贯通孔，所述u相线圈卷绕部、v相线圈卷绕部、w相线圈卷绕部从该贯通孔的周壁呈放射状地延伸设置，相互具有相位差；3个供电端子，即第1供电端子、第2供电端子、第3供电端子，向各相的线圈供给既定的电流，其特征在于，
上述u、v、w各相的线圈卷绕部包括相互位于对角线上的第1及第2构成各相的成对线圈卷绕部，
至少反复2次由上述第1供电端子→第1u相线圈卷绕部→第2u相线圈卷绕部→上述第2供电端子→第1v相线圈卷绕部→第2v相线圈卷绕部→上述第3供电端子→第1w相线圈卷绕部→第2w相线圈卷绕部组成的线圈卷绕顺序，以并联卷绕的形式形成第1层的线圈层和第2层的线圈层，不中途切断线圈，以一次卷绕作业实现并联的Δ接线。
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