CN101047324A - 电机用的定子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电机、尤其用于万能电机的定子(30)，它包括接地环(31)和沿着接地环(31)等距设置的用于容纳定子绕组(35)的定子齿(32)，其中，所述接地环(31)具有冷却元件(50)。

Description

电机用的定子
技术领域
本发明涉及一种用于电机、尤其用于万能电机的定子。
背景技术
万能电机例如在电动工具中广泛使用。因为在万能电机中电流不仅流过电枢绕组而且流过励磁绕组，产生许多热量，它们一般加热整个电机。为了不由于电机剧烈变热而产生损坏，必需保证电机充分地冷却。在电动工具中，为了冷却例如通过风扇轮从外面抽吸空气，如同例如在DE 102 56 805 A中所描述的那样。该风扇轮不相对转动地在电枢轴上位于电枢与减速器之间。在旋转时风扇轮产生气流，它轴向流过电动工具并且向外排出热量。
为了达到良好冷却，在此必需穿过电动工具输送尽可能多的空气。但大的空气通流量意味着高流速，它可能关系到不期望的风扇轮噪声。此外冷却空气在流过电动工具时只扫过电枢和定子的表面。尤其对于具有小电枢直径的万能电机，电枢和定子表面相应较小，由此可能将相对较少的热量从电枢和定子输出给冷却空气。因此，通过风扇轮冷却是不够的。
发明内容
根据本发明，提出一种用于电机、尤其是用于万能电机的定子，包括接地环和沿着该接地环等距设置的用于容纳定子绕组的定子齿，其中，所述接地环具有冷却元件。
本发明定子的优点是，使更多的热量从定子排出去。按照本发明这一点通过设置在定子接地环上的冷却元件实现。通过这些冷却元件加大定子表面，由此排出更多热量。增加热量排出的结果是，在借助于风扇轮流过电机的空气量相同的情况下达到更高的电机功率。
按照本发明的定子具有接地环。该接地环是具有例如圆形横截面的空心圆柱形支座。但该接地环也可以在一个或多个区域中削平。该接地环例如可以是电机壳体的组成部件。该接地环具有多个表面，确切地说一个内表面、一个外表面以及两个端面。
沿着接地环等距地设置用于容纳定子绕组的定子齿。对于两极电机例如在直径上相对地设置两个定子齿。所述定子齿可以与接地环一体地构成。也可以选择，使定子齿单个地与接地环例如通过焊接或粘接导磁地连接。所述定子齿以及接地环或者用薄板叠片组成，或者一体地用软磁材料例如用SMC(软磁复合)材料制成。对于内转子电机，定子齿设置在接地环的内表面上。
这些单个的、绝缘的定子齿各被一个环形线圈缠绕，该环形线圈以绕组线在多个层中缠绕定子齿的齿颈。
按照本发明的定子不仅适用于内转子电机，而且适用于外转子电机。下面的实施方式涉及用于内转子电机的定子。
按照本发明，所述定子的接地环具有冷却元件。这些冷却元件最好构造为轴向布置的冷却肋。这些冷却肋可以具有任意的横截面，例如矩形、三角形、波浪形。代替冷却肋也可以选择其它几何形状，如销、耳轴、枢轴或类似部件作为冷却元件。重要的是，冷却元件用于增大接地环的表面。因此这样选择冷却元件的形状和数量，使得它们尽可能强烈地增大表面。
按照本发明，所述冷却元件可设置在接地环的一个或多个表面上。
在第一实施方式中，所述冷却元件设置在接地环的内表面上。因为在内转子电机用的定子中定子齿也设置在接地环的内表面上，所以冷却元件在内表面上尤其设置在两个相邻的定子齿之间。
在第二实施方式中，所述冷却元件设置在接地环的外表面上。因为在内转子电机用的定子中定子齿设置在接地环的内表面上，因此能够在接地环的整个外表面上设置冷却元件。但是冷却元件也可以只设置在外表面的一个或多个区域中。
在第三实施方式中，所述冷却元件设置接地环的两个端面中的至少一个端面上。冷却元件或者可以分别设置在接地环的整个端面上、或者仅设置在一个或多个区域中。根据接地环的横截面，这些端面例如形成一个环形面。冷却元件垂直地处于端面上，因此它们在轴向上突出于接地环。
上述三个冷却元件实施方式也可以组合地使用。例如可以使冷却元件不仅设置在内表面上、而且设置在外表面上。
独立于上述实施方式，冷却元件可以或者与接地环一体地构成、或者作为独立的构件与接地环导热地、例如通过螺纹、粘接、焊接、挤压来连接。如果冷却元件、尤其是轴向设置的冷却肋构成一个独立的构件，则这些冷却元件相互连接。对于接地环的内表面或外表面，冷却元件例如通过面支座构成，在其表面上设置肋。为了使这种带有冷却肋的支座贴靠在接地环的内表面或外表面上，该支座相应于接地环的内径或外径弯曲。
与上述用于内转子机器的定子类似，在用于外转子机器的定子中冷却元件也可以设置在内表面、外表面和/或两个端面中的一个端面上，其差别是，定子齿位于外表面上。因此，与上述定子的内表面类似，不能使整个外表面设置冷却元件，而是只在定子齿之间的区域设置。但相反内表面可以整个或只部分区域设置冷却元件。
所述定子尤其适用于万能电机。该万能电机例如可以安装在电动工具中。
附图说明
下面借助于附图详细描述本发明。附图中：
图1  以纵剖面示出按照现有技术的万能电机，
图2  以横剖面示出具有第一实施方式的本发明定子的万能电机，
图3  以立体图示出本发明定子的第二实施方式，
图4  以立体图示出本发明定子的第三实施方式。
具体实施方式
在图1中以纵剖面图示出按照现有技术的万能电机10。下面只描述该万能电机10的对于本发明重要的构件。该万能电机10包括壳体20，在其中不相对转动地安置定子30。在电枢轴22上不相对转动地固定有电枢40，它具有电枢齿44和位于其间的用于容纳电枢绕组(未示出)的电枢槽42。在电枢40的一个端侧，一个换向器25同样不相对转动地固定在电枢轴22上。在电枢40的另一端侧，一个用于冷却万能电机10的风扇轮60同样不相对转动地设置在电枢轴22上。该风扇轮具有风扇轮叶片62，它们面对电枢40。为了在万能电机10中产生轴向气流(在图1中通过箭头64表示)，在壳体20中在背离风扇轮60的电枢40端面区域中设置有进入孔24并且在面对风扇轮60的电枢40端面区域中设置有排出孔26。在风扇轮60旋转时，空气(在图1中通过箭头65表示)从外面通过进入孔24抽吸到壳体20中并且通过排出孔26再从壳体20中排出去(在图1中通过箭头66表示)。轴向气流64流过定子30和定子30与电枢40之间的空气隙28。在此，冷却空气沿电枢40的表面扫过。
图2以横剖面示出具有按照第一实施方式的本发明定子30的万能电机10。静止的定子30位于壳体20中。不相对转动地支承在电枢轴22上的电枢40位于定子30内部，该电枢具有电枢齿44和位于其间的电枢槽42。按照图2的定子30具有一个接地环31和两个位于内部的、在直径上相对地布置的定子齿32。这些定子齿32由齿颈33和齿体34构成。环形线圈形式的定子绕组35围绕齿颈33缠绕。在接地环31的内表面36上安置呈冷却肋51形式的冷却元件50。这些冷却肋51具有矩形横截面并且轴向设置。它们在一个面支座52的表面上突起。该面支座52整面贴靠在接地环31的内表面36上并因此相应于接地环31的内径弯曲。该支座52在两个定子齿32之间的接地环31中心区域36中与接地环31导热连接。这例如通过挤压、粘接或类似手段实现。
在图2中只在两个定子齿32之间的一个内表面区域中(在图2中左侧)设置冷却元件50。替换地或者附加地，也可以在两个定子齿32之间的另一区域中(在图2中右侧)设置冷却元件50。
图3示出按照本发明的定子30的第二实施方式。该定子30也具有两个在直径上相对地设置的、位于内部的定子齿32，它们各承载一个环形线圈作为电枢绕组35。所述接地环31在其外表面37上承载冷却肋51形式的冷却元件50，它们在面支座52的表面上突起。所述冷却肋51在所示实施方式中与在按照图2的实施方式中一样具有矩形横截面。它们同样轴向设置。该支座52也整面贴靠在接地环31的外表面37上。为此该支座52相应于接地环31的外径弯曲地构成。冷却元件50与接地环31的导热连接例如可以通过挤压、粘接或类似手段实现。
在图3中只在外表面37的区域中(在图3中在外表面37的上部区域中)具有冷却元件50。替换地或附加地，也可以在外表面37的其它区域中或在整个外表面37上具有冷却元件50。
图4示出按照本发明的定子30的第三实施方式。该定子30同样具有两个在直径上相对布置的、位于内部的定子齿32，它们各承载一个环形线圈作为电枢绕组35。所述接地环31具有两个相互对置的端面38。在图4中向前指向的端面38设置有冷却肋51形式的冷却元件50。这些冷却肋51基本垂直于端面38并因此在轴向上突出于接地环31。所述冷却肋51通过支座52导热地与接地环31的端面38连接。为了使支座52可以贴靠在端面38上并且不突出于端面38，它相应于接地环31的曲率弯曲。
在图4中只在两个端面38中的一个端面上并且只在该端面38的一个区域中(在图4中在前面的端面38上在上部区域中)设置有冷却元件50。替换地或附加地，也可以使端面38的其它区域或者使整个端面38设置有冷却元件50。此外也可以使对置的另一端面38具有冷却元件50。

Claims (8)

1.用于电机、尤其是用于万能电机的定子，包括接地环(31)和沿着该接地环(31)等距设置的用于容纳定子绕组(35)的定子齿(32)，其特征在于，所述接地环(31)具有冷却元件(50)。
2.如权利要求1所述的定子，其特征在于，所述冷却元件(50)设置在接地环(31)的内表面(36)上。
3.如权利要求2所述的定子，其特征在于，所述冷却元件(50)在接地环(31)的内表面(36)上设置在两个相邻的定子齿(32)之间。
4.如上述权利要求之一所述的定子，其特征在于，所述冷却元件(50)设置在接地环(31)的外表面(37)上。
5.如上述权利要求之一所述的定子，其特征在于，所述冷却元件(50)设置在接地环(31)的至少一个端面(38)上。
6.如上述权利要求之一所述的定子，其特征在于，所述冷却元件(50)构造为冷却肋(51)。
7.如权利要求6所述的定子，其特征在于，所述冷却肋(51)轴向安置。
8.万能电机，包括如权利要求1至7之一所述的定子。
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