CN101615818A - 用于电机的定子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于电机的定子。本发明描述了用于具有环形的定子磁轭的电机的定子。在这个定子上沿圆周方向设置多个径向伸出的定子齿。这些定子齿支承具有线圈接头的线圈。为了和线圈接头接线在定子上设置环形的连接导体。这些连接导体彼此同心地并且彼此电绝缘地设置在和线圈相邻的支承部件上，并且在它的接线区域中以预定的方式和线圈接头连接。为了简化和工序安全地形成接线装置本发明建议，线圈接头轴向地从线圈中出来；并且在支承部件的一个壁区域中设置一些和线圈接头相对应的空隙，通过这些空隙可将线圈接头轴向地插入到支承部件的接线区域中，其中，支承部件的前述的壁区域径向地盖住线圈接头的一个出口区域。

Description

用于电机的定子

技术领域

本发明涉及一种用于电机的定子。

背景技术

例如在本发明的申请人的DE 10 2006 021 898 A1中已描述了这种类型的定子。线圈是由导体绕两个设置在定子端面的绝缘体缠绕而成，其中，线圈端部从绕组平面沿径向方向弯曲，并且在绝缘体上插入到线材导板段中。这些线材导板沉入到一个容纳有连接导体的支承结构的容纳腔室中。在这个容纳腔室中为了和连接导体进行接线这些线圈端部再次地，确切地说是沿着定子的圆周方向弯曲。在安装在那里设计为外转子的电机的定子时首先将定子线圈从径向外部地推到定子齿上，并且在另一步骤中将具有连接导体的支承结构从定子的和接线侧对置的端面推开，直到它和线材导板段接触。然后在单独的连接部件的一起作用下就可实现线圈端部和连接导体的接线。

在外转子电机中所述的接线装置是有利的，然而在内转子中却是只能有条件地作用。不管接线方案如何，操作线圈端部，特别是弯曲部位都是危险的，因为在这些部位敏感的漆层会撕裂，并且潮气会侵入，其结果是这些会导致出现腐蚀和绕组部件出故障。

发明内容

本发明的的任务是对前述类型的定子作如此的改进，即特别是它的接线装置的工艺设计得更加可靠，对制造公差和安装公差不敏感，并且同样适用于内转子或者外转子电机。

在前述类型的定子中本发明通过在权利要求1的特征部分中所列举的特征完成这一任务。在从属权利要求中对本发明的一些有利的方案进行了说明。

根据本发明建议一种具有环形的定子磁轭的用于电机的定子。在这个定子磁轭上沿圆周方向设置多个径向伸出的定子齿。在这些定子齿上设置具有线圈接头的线圈。为了和线圈接头进行接线在定子上设置环形的连接导体，这些连接导体彼此同心并且彼此电绝缘地设置在一个支承部件的一个和这些线圈相邻的接线区域中，并且在那里以一种预定的方式和线圈接头连接。

这种定子的优点特别是在于，这些线圈接头相对于定子轴向地从线圈中出来；并且在支承部件的一个壁区域中形成一些和这些线圈接头相对应的空隙，通过这些空隙这些线圈接头可轴向地插入到支承部件的接线区域中，其中，支承部件的壁区域径向地盖住线圈接头的从线圈伸出区域。

在缠绕线圈时通过缠绕的绕组导体，例如一种绕组线材规定一个卷绕平面。所建议的方案具有下述优点，即在缠绕之后这些位于缠绕平面中的线圈接头可轴向定向地保留在这个缠绕平面的内部、并且供和连接导体的接线使用。为此容纳有连接导体的支承部件轴向地被移动靠近定子的接线侧，其中，线圈接头通过在壁区域中设置的空隙可以插入到接线区域中。在接触时支承部件的壁区域盖住线圈接头的从线圈的伸出区域。这样就能实现线圈接头到错位区域的过渡，而不必为此将其从它的缠绕平面中弯曲出来。

在从属权利要求中对本发明的有利的改进方案和设计进行了说明。

有利地线圈用至少一个绝缘体设置在齿上，其中，线圈接头敷设在该绝缘体上。这样一种绝缘体或者线圈体使线圈导体相对于定子磁轭绝缘，并且同时限制线圈区域，这样，就可紧凑地设计线圈，并且可使它长期形状稳定。

特别有利地支承部件支撑在定子上的多个绝缘体上，其中，这些绝缘体形成至少一个共同的轴向的和/或径向的接触表面。

用于和连接导体接线而设置线圈接头可直接通过线圈的绕组端部形成。也可替代地将绕组端部减轻张力地固定在绝缘体或者绕组体上，并且在那里和接触部件的接触段连接，其也固定在线圈体上，并且在这种情况中形成线圈接头。在这种情况中绕组端部也轴向定向地保留在缠绕平面中，在将线圈和接线装置安装在定子上时不用无力。

根据一个优选的实施形式具有在那里被连接的绕组端部的接触段也是通过支承部件的窗口或者空隙轴向插入到支承部件的接线区域中的。

根据本发明的另一方案下述做法在制造技术方面是特别合适的，即将支承部件设计成具有一个底部和与它相连接的侧壁的，且在一侧开口的塑料型材，其向外限制该接线区域。为了彼此绝缘地设置连接导体在支承部件的内部设置多个分离接片，优选地这些分离接片和支承部件的基本体整体设置。下述做法对于进一步的接线是有意义的，即这些分离接片超出连接导体，这样，只有在为此设置的部位上产生与线圈接头的电接触，此外在带有电位的(potentialführend)导体之间产生绝缘中间空隙。侧壁是如此形成的，即这些侧壁超出分离接片。这样就将一个盆形的容纳空间塑造成一个接线区域。这个容纳空间可用一种密封装置，例如一种盖部件，或者用一种树脂、硅树脂或者另一种填充材料进行密封或浇注，其中，连接导体、绕组端部、线圈接头和它们的相互接触区域以及支承部件的窗口密封地封闭起来。

为了跨过这些绝缘中间腔室和在线圈接头和连接导体之间产生一个接触区域连接导体在规定位置具有一些从其伸向接线区域开口侧的连接区域。这些连接区域可以简单的方式方法设计成连接导体上的压制部或者冲压件。具有小的电阻的特别是一种形带形或者线形材料，优选地铜适合用作连接导体。为了安装在接线区域中将所述材料弯曲成一种环形。这种环形的连接导体沿圆周方向可以是封闭的，或者优选地是开口的，为的是在热感应的长度变化时有一个活动的空间。

这些连接导体可轴向分级地(gestaffelt)设置在定子上。在这种情况中支承部件可以用一个侧壁贴靠在定子上，并且支撑在那里，其中，那些通过空隙伸入到接线区域中的线圈接头可直接接线。

根据一个代替它的方案这些连接导体也可径向分级地设置在定子上，其中，支承部件可用一个和开口侧对置的底部区域贴靠在定子上，并且可支撑在那里。那些通过空隙轴向地伸入到接线区域的线圈接头在接线区域的内部径向地弯曲90°，这样这些线圈接头就可和连接导体交叉，并且借助从这些连接导体中伸出的连接区域接线。

为了将定子和一个供电装置连接，这些连接导体和接头导体连接。其也设置在一个在支承部件上形成的嵌入段上，并且在那里也可用一种密封剂进行浇注。

附图说明

下面借助附图对本发明进行示范性的说明。

这些附图是：

图1：一部内转子结构式的电机的简图。

图2：图1中所示的电机的一个装配有单个线圈的T形定子段。

图3：具有一个在其上设置的连接导体的环形的连接导体。

图4：由支承部件、一个嵌入段和一个在其中设置有导电线的连接壳体部件组成的预安装的结构单元。

图5：支承部件局部的透视截面图。

图6：装有单个线圈，且具有一个接线装置的定子的局部的透视图。

具体实施方式

图1简图示出一部电机10，确切地说是一部内转子结构式的永久磁铁励磁的同步电机。它具有一个可绕一个转子轴12转动的转子14和一个径向地在外边包围这个转子的定子16。转子14包括一个罐形的，由钢板成形的转子支架18。在这个转子支架的圆筒形的外圆周表面上设置有一个层状的转子叠片组20。所述叠片组支承着多个彼此有间距的永久磁铁22。

定子16包括一个金属的，例如由一种铝材或者一种钢材制成的环形的定子支架24。在定子支架的空隙中设置一个也是由板薄层形成的圆环形的定子叠片组26。这样，定子支架24就可以是电机10的一个外壳或者是一个中间壳体。在这种情况中这个定子叠片组26是分段设计的，并且由多个相同的T形的定子段28(图2)并合而成。这些定子段由定子支架24容纳，并且结合在一起。

每个定子段28具有一个磁轭区域30和一个在定子16上向径向内部指向地齿32。为了形成绕组34这个齿装配一个单个线圈36。单个线圈36的线圈端部-这些线圈端部在本说明书中的后面还将详细叙述-借助一个在图1中仅简图示出的接线装置38接线，并且和一个在图中未示出的功率电子装置连接。为了使电机10运行所述功率电子装置可给绕组34提供相位和振幅变化的电流。

在安装定子16之前，分别借助两个由耐热塑料构成的绝缘体或绕组体40、42将单个线圈由铜线缠绕在齿32上，并且在那里通过一个径向内部形成的，在图1、2中被盖住的齿顶防止它滑动。绕组体40、42分别包括一个端面上贴靠在叠片组26上的基本区域44(图1)和两个和它大体垂直伸出的腿40a、b；42a、b，其沿径向方向限制绕组区域。同时绝缘体40、42也可以盖住齿32的纵向侧，并且此外还是整件设计，也就是一起设计。其中，为了将其安装在齿32上设置至少一个分离缝。为了补偿公差在分离缝的区域中部分区域彼此重叠是有利的。

代替预制的绝缘体40、42地为了形成绝缘体也可在纵向侧和端面用一种塑料对这些齿32进行包封，这样齿32的限制绕组区域的整个圆周表面得到绝缘。

在定子16的一个端面上，在绝缘体40的径向内部的腿40a上分别固定两个接触部件50。这两个接触部件在那里插入，或者在压注绝缘体40时作为置入部件部分地挤压包封，其中，每个相对于定子16从绝缘体40中轴向出来的接触部件50都具有一个u形弯曲的接触段50a和一个其形状为针形的带形的接触段50b。分别一个来自绕组区域的，并且在腿46a的内部在一个槽中被导向的绕组端部36a、b插入到u形的接触段50a中，并且在那里优选地材料连接地，例如通过钎焊或者焊接连接，并且因此减轻张力地固定。在图2中看不见前述的槽，因为在那里这个槽被绕组盖住。但是从图中可以看到，针50b首先以它的整个长度完全地相对于定子轴向伸出。下述的接线要求这样设计。在图2中右边示出的针50b在它的延伸的内部为曲柄状设计，然而这仅仅是为了设置在定子上出于结构空间的原因。

线圈36在电上配属于单个的相，并且如在下面还将进一步说明的，借助接线装置38，通过共同的连接导体52a-c(其中在图3中仅示例地示出连接导体52a)按照一个预定的方式彼此接线。连接导体52a-c设计成由铜构成的带导体，并且将其弯曲成优选地开口的环形。一个也是由铜制成的带形的接头导体53a-c和连接导体52a-c中的每一个连接。所述的接头导体53a-c的自由端部具有一个孔眼。为了和电流电缆进行连接一个接触栓柱54a-c钎焊或者焊接到这个孔眼中。为了和线圈接头50b连接，这些连接导体52a-c具有超过它的基本体高度的连接区域52。这些连接区域在本实例中是通过成形工序形成的。

在所述实施例中线圈36是按照三角连接法接线的。然而各种类型的接线对于下述的说明并不重要，也就是说也替换地可在使用另一个第四连接导体实现一种星形连接，或者另一种接线。

如图4所示，为了将连接导体52a-c设置在定子16上这些导体被一个由塑料构成的环形的支承部件56容纳如图4所示。在图1中这个支承部件56轴向地支撑在线圈36的绝缘体40上，并且同时通过由其规定的内圆周面径向地定中心。此外，在这个支承部件56上还形成或者设置一个径向向外指向的，且用于彼此绝缘地容纳三个接头导体53a-c的嵌入段58。这个嵌入段在它的自由端部形成一个用于容纳和连接接触栓柱54a-c的连接壳体部件60。为了固定在定子支架24上由部件56、58、60构成的，并且优选地作为压注件生产的结构单元包括多个多个固定段62a-c。这些固定段借助螺栓和定子支架24螺栓连接。代替地或者附加地在那里也可形成一个上锁装置。

图5示出了支承结构56的局部的透视截面图。这个支承结构设计为一侧开口的、且具有一个分级的底部56a、b和垂直地从底部伸出的侧壁56c、d、e的型材，并且通过用于绝缘设置连接导体52a-c的分离接片56f、g分成多个环形腔室56h-k。从图中可以看出，侧壁56c、d高出分离接片56f、g和壁区域56e，这样，通过这一措施一个和环形腔室56h-k相邻的开口环形腔室形成的接线区域56o。在这个接线区域中连接导体52a-c和线圈接头50b电接线。此外，分离接片56f、g线圈接头50b的伸出位置上没有超高部561，以避免关于连接导体52a-c的短路。从图6可看出这些超高部用作线圈接头50b的支承。在底部区域56b上形成和线圈接头50b相应数量的窗口56m。首先在定子16上轴向对准的线圈接头50b穿过这些窗口。

为了接线线圈接头50b在图4中所示的结构单元如图1简单所示的那样设置在定子16上，并且借助固定段62a-c固定在那里。借助图6的定子一段的透视图可以看出，具有连接导体52a、b、c的支承部件56和线圈36的线圈接头50b的伸出区域直接轴向相邻设置，并且径向地盖住这些伸出区域。

在图6中线圈接头或针50b已穿过在支承部件56中形成的窗口56m，并且在环形腔室或者在接线区域56o的内部了径向向内地弯曲90°，这样，这些线圈接头首先和连接导体52a-c保持间距，并且只和它的隆起的连接区域52e接触。在这种情况中针50b同时也置于分离接片56f、g的在那里形成的超高部561上，并且支撑在那里。人们可以看出，分别两个直接相邻的线圈36的相应两个线圈接头50b和连接导体52a-c之一电接线。优选地材料连接地，例如通过钎焊或者焊接实现接触。凸起的连接区域52e沿连接导体52a-c的圆周方向设计得在这个方向上比线圈接头50b要长，这样，在制造部件或者在安装部件时出现的由公差引起的接触部位的位置偏差就不会引起问题。此外还可以看到，u形的连接区域50a和在其中连接的绕组端部36a、b也穿过这些窗口56m，并且因此也同样位于接线区域56o中。

为了保护连接导体52a-c、线圈接头50b、绕组端部36a、b的接触区域，以及接头导体53a-c，防止其出现腐蚀，同时也为了提高接线装置的稳定性，在进行接线之后用一种密封材料，例如用一种树脂或者硅树脂对支承部件56的接线区域56o整个地进行浇注，其中，将窗口56m、在线圈上伸出的接触部件50，也就是接触段50b也相对于外界完全进行密封。

在所述的接线装置的一个在图中未示出的改型方案中这些针50b也可以具有缝，其中，这些缝分别容纳一个由一个连接导体52a-c弯曲的连接区域，并且在那里可通过钎焊或者焊接等进行连接。

连接导体52a-c的连接区域也可以已公开的方式以线圈接头进行一种卷边连接。为此，优选地线圈线或者一个接触针可以插入到一个由基本区域和一个从其中伸出的连接区域形成的区域中，并且然后可将伸出的连接区域进行弯曲，其中，线圈接头固定在连接导体上。

代替所述的实施例地这些线圈接头也可直接通过线圈的绕组端部形成。

代替将连接导体进行所示的径向分级地也可将这些连接导体相对于定子进行轴向分级设置，并且要求时其它的部件进行相应的适配。

电机的专门的结构形式在定子的接线装置的原理设计方面并不重要，即本发明也涉及例如外转子结构形式的电机。

附图标记表

10      电机

12      转子轴

14      转子

16      定子

18      转子支架

20      转子叠片组

22      永久磁体

24      定子支架

26      定子叠片组

28      定子段

30      磁轭区域

32      定子齿

34      绕组

36      线圈

36a、b  绕组端部

38      接线装置

40、42  绝缘体

40a、b  腿

42a、b  腿

44      基本区域

50      接触部件

50a     u形接触段

50b     针

52a-c   连接导体

53a-c   接头导体

54a-c   接触栓柱

56      支承部件

56a、b  底部

56c、d、e  侧壁

56f、g  分离接片

56l    超高部

56m    窗口

56o    环形腔室

58     嵌入段

60     连接壳体部件

62     固定段

Claims (18)

1.用于电机(10)的定子，包括

-环形的定子磁轭(30)，在这个定子磁轭上沿圆周方向设置有多个径向伸出的定子齿(32)，

-在定子齿(32)上设置的具有线圈接头(50b)的线圈(36)，

-用于和线圈接头(50b)接线的环形的连接导体(52a-c)，

-具有接线区域(56o)的和线圈(36)相邻设置的支承部件(56)，所述连接导体(52a-c)彼此同心地并且彼此电绝缘地设置在接线区域中，并且以预定的方式和线圈接头(50b)连接，

其特征在于，

线圈接头(50b)相对于定子(16)轴向地从线圈(36)中伸出来；并且在支承部件(56)的壁区域(56b)中形成和线圈接头(50b)相对应的空隙(56m)，通过这些空隙将这些线圈接头(50b)轴向地插到支承部件(56)的接线区域(56o)中，支承部件(56)的壁区域(56b)径向地盖住线圈接头(50b)的从线圈(36)的伸出区域。

2.按照权利要求1所述的定子，其特征在于，线圈(36)用至少一个绝缘体(40)设置在齿(32)上，线圈接头(50b)固定在该绝缘体(40)上。

3.按照权利要求1或2所述的定子，其特征在于，支承部件(56)支撑在定子(16)上的多个绝缘体(40)上。

4.按照权利要求1-3的任一项所述的定子，其特征在于，线圈接头直接通过线圈(36)的绕组端部(36a、b)形成。

5.按照权利要求1-3的任一项所述的定子，其特征在于，线圈接头(50b)通过接触部件(50)形成，这些接触部件固定在绝缘体(40)上，并且和线圈端部(36a、b)连接。

6.按照权利要求5所述的定子，其特征在于，接触部件(50)具有用于和绕组端部(36a、b)连接的接触段(50a)。

7.按照权利要求1-6的任一项所述的定子，其特征在于，绕组端部(36a、b)和接触段(50a)通过空隙(56m)插入到支承部件(56)的接线区域(56o)中。

8.按照权利要求1-7的任一项所述的定子，其特征在于，支承部件(56)构成为具有底部(56a、b)和与它相连接的侧壁(56c-e)的，且一侧为开口的型材，其限制接线区域(56o)。

9.按照权利要求1-8的任一项所述的定子，其特征在于，支承部件(56)具有用于彼此绝缘地设置连接导体(52a-c)的分离接片(56f、g)。

10.按照权利要求9所述的定子，其特征在于，这些分离接片(56f、g)至少成段地超出连接导体(56a、c)。

11.按照权利要求9或10所述的定子，其特征在于，侧壁(56c、d)超出分离接片(56f、g)。

12.按照权利要求1-11的任一项所述的定子，其特征在于，连接导体(52a-c)具有从它们中伸出的，且用于和线圈接头(50b)连接的连接区域(52e)。

13.按照权利要求12所述的定子，其特征在于，连接区域(52e)由连接导体(52a-c)上的压制部或冲压元件形成。

14.按照权利要求1-13的任一项所述的定子，其特征在于，连接导体(52a-c)轴向分级地设置在定子(16)上。

15.按照权利要求1-13的任一项所述的定子，其特征在于，这些连接导体(52a-c)径向分级地设置在定子(16)上，并且线圈接头(50b)在支承部件(56)的内部弯折。

16.按照权利要求1-15的任一项所述的定子，其特征在于，用密封材料将支承部件(56)的接线区域(56o)封闭起来或者进行浇注。

17.按照权利要求1-16的任一项所述的定子，其特征在于，为将定子(16)和供电装置连接起来连接导体(52a-c)和接头导体(53a-c)连接。

18.按照权利要求17所述的定子，其特征在于，接头导体(53a-c)设置在在支承部件(56)上形成的，或者和这个支承部件相连接的嵌入段(58)上。

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