CN102035308A

CN102035308A - 用于电机的定子结构

Info

Publication number: CN102035308A
Application number: CN2010102994916A
Authority: CN
Inventors: 奥思玛·斯特勒贝尔; 迪特尔·贝斯特
Original assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: EP2306622A1; US8258660B2; ES2409029T3; EP2306622B1; CN102035308B; US20110080072A1

Abstract

本发明涉及一种电机定子结构(1)，该定子结构包括定子叠片(2)和错接装置(10)，所述定子叠片具有通过定子槽(4)延伸并在该定子叠片(2)的端面上形成绕组端(8)的定子绕组(6)，所述错接装置用于所述定子绕组(6)。所述错接装置(10)具有在定子端面上覆盖所述绕组端(8)的配电盘(12)，所述配电盘具有至少一个固定于其上的温度控制器(14)用以监控所述定子绕组(6)的温度。所述温度控制器(14)位于容纳腔(16)中，所述容纳腔与所述配电盘(12)以弹性的方式相连接，从而使得温度控制器(14)通过所述容纳腔(16)伸入其中一条定子槽(4)并在所述定子槽中通过弹性变形的预应力贴靠在相应的定子绕组(6)上。

Description

用于电机的定子结构

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于电机、特别是用于外转子电机的定子结构(Stator-Anordnung)，该定子结构包括定子叠片和错接装置(Verschaltungseinrichtung)，所述定子叠片具有通过定子槽延伸并在该定子叠片的端面上形成绕组端的定子绕组，所述错接装置用于所述定子绕组，其中，所述错接装置具有在定子端面上覆盖所述绕组端的配电盘，所述配电盘具有至少一个固定于其上的温度控制器用以监控所述定子绕组的温度。

背景技术

在专利文件EP 2 043 234 A1中描述了一种具有此种定子结构的电机。在以轴向拼合的方式组装电机时，由卷绕有定子绕组的定子叠片和错接装置的覆盖所述绕组端的配电盘构成的单元通过电插接装置与电机电子电路连接到一起。配电盘在其朝向绕组端的面上承载至少一个前面提到的用于控制定子温度的温度控制器，以便在因故障所致的过热情况下起到切断电机或者定子绕组的作用。

在公知的电机中，温度控制器通常被布置在应当使它达到靠近相应定子绕组的绕组端的位置。但在实践中，这种方式经常不能以最优化的方式实现，这是因为，由于制造公差的原因，可能出现位置不确定或者甚至可能在温度控制器与绕组之间出现气隙间距的情况。因此，由于温度探测的不确定，可能会出现干扰加重，直至电机由于热损坏而停止运转的情况。另外，在组装电机或定子的时侯常常必须对温度控制器进行手动接线，这会导致制造成本过高。

发明内容

本发明的基本目的在于，对所述类型的定子结构加以改善，从而使其能够简单、快速地组装，并实现提高安全性的目的以防止因温度所致的干扰与损坏。

根据本发明，上述目的是通过独立权利要求1的特征得以实现的。本发明的其他有利设计特征限定在各从属权利要求中。

因此，根据本发明，设计使温度控制器位于能够以弹性的方式(federelastisch)活动并与配电盘以如下方式相连接的容纳腔中：通过所述容纳腔，它(温度控制器)一方面伸入其中一条定子槽中，另一方面在所述定子槽中通过弹性变形的预应力贴靠在所述定子绕组上。在这里，容纳腔在形状上与槽及绕组的几何形状相匹配，从而能够以轴向指状的形式相当远(深)地伸入所述定子槽中，并且，通过其弹性运动，所述容纳腔能够在大面积上以一定的压紧力紧紧贴靠(紧贴)在绕组上。温度控制器以压力适配的方式(kraftschlüssig)无间隙地插入所述容纳腔中，以至于它实际上以不存在气隙的形式紧紧位于所述容纳腔中。容纳腔至少在朝向相应定子绕组的那一面上具有薄薄地构造的壁，从而使温度控制器间接地通过该薄壁与所述定子绕组建立导热的贴靠接触。

通过位于容纳腔中的温度控制器的弹性活动，在制造公差得到了补偿的条件下，确保了在定子绕组上始终存在所需的最小贴靠力，这样就获得了最优的热传导效果。此外，与在绕组端上进行热探测相比，在定子槽之内进行的热探测尤为可靠，这就保证了在出错情况下能够通过可靠的切断提高安全性。

容纳腔优选由电绝缘的塑料材料制成。通过至少将设计用于贴靠到定子绕组上的腔壁构造得非常薄，例如使其仅有零点几个毫米(特别是大约0.4mm)，那么，即便采用塑料，仍然能够使绕组与温度控制器之间的热传导足够良好。有利的是，由于温度控制器被布置在电绝缘的容纳腔中，因此对温度控制器就可应用其自身无需外部绝缘的成本合理的实施方式。另外，温度控制器可以具有非常紧凑、尤其是扁平的结构形式，这样，在定子槽填充程度高的情况下，仍可通过相应狭窄的容纳腔而将温度控制器安置到所述定子槽剩余的自由空间中。

在本发明的一个有利设计方案中，至少存在两个，优选三个以相同方式位于各自容纳腔中的温度控制器。所述温度控制器与所属的容纳腔为伸入到不同的定子槽中，在不同的位置上分别以弹性的方式与所述配电盘相连接。这种优选具有三个温度控制器的实施方式通过对每一电机绕组相的温度独立地进行监测，因而尤其适用于三相电机实施例。将所有温度控制器组成串联电路并与电机电子电路连接到一起是符合目的的，所述电机电子电路在流经温度控制器的电路的电学状态发生改变，特别是中断的情况下，能够起关闭电机的作用。在另一有利设计方案中，所有容纳腔与共同的承载件连成一体，因而间接地通过所述承载件固定在配电盘上。为此，所述承载件在所述配电盘朝向定子绕组端的面上与所述配电盘尤其通过卡合连接件相连接或者能够与所述配电盘尤其通过卡合连接件相连接。在此，每一容纳腔优选在用于温度控制器的引入开口的边缘中通过连接片以弹性的方式与所述承载件一体式地连接到一起。另外，有利的是，所述承载件还具有用于温度控制器的电连接线的固定设备，并且尤其还具有电插接连接器。因此，在这种有利的设计方案中，承载件与温度控制器构成一种完成预先组装和预先连接的组件，该组件仅需通过卡接到配电盘即可固定。由于无需对温度控制器进行成本高昂的手工单独接线，这一设计方案使得组装变得极为简单、快捷。与电子电路的电连接是通过承载件的插接连接器实现的。

后文还将描述其他的设计方案与优点。

附图说明

下面，借助于在附图中绘出的优选实施例对本发明进行更详细的解释。其中：

图1是根据本发明的预装完毕的定子结构的立体图，图示的定子结构具有错接装置及其配电盘，

图2是图1所示之定子的侧视图，

图3是用于展示组装连接的错接装置的单独的侧视图，

图4是具有配电盘以及优选温度控制器承载件的错接装置沿着朝向配电盘的定子侧的内侧方向观察的立体分解视图，

图5是与图4相应但是各部件处于已预装完毕状态的视图，

图6是仅显示带有温度控制器及其接线和插接连接器的承载件的分解立体图，

图7是仅显示承载件的朝向定子的另一面的视图，

图8是将图1稍加放大，但是为观察配电盘下方区域而局部去除(打开)之后的视图，

图9是图8的放大剖视图

以及，

图10是图9中区域X的进一步放大后的示意图。

具体实施方式

在附图中的不图图形中，相同的零件始终配以相同的附图标记，这样，如在前文中已对部件做过一次说明，则相关说明也类似地适用于其他的附图图形，从而使得具有相应附图标记的相应部件在这些图形中同样可被认出。

根据本发明的定子结构1基本上包括具有通过定子槽4延伸的定子绕组6的定子叠片2。在定子槽4之外，定子绕组6在定子叠片2的端面区域内各自从一条槽延伸至另一条槽，并在每一端面上形成所谓的绕组端8。此外，定子结构1具有用于将定子绕组6互相之间以及与供电线(未示出)之间电连接在一起的错接装置10。错接装置10基本上包括圆形或圆环形的、位于与定子纵轴相垂直的平面中的配电盘12，该配电盘在定子端面上覆盖定子绕组6的绕组端8的区域。在此，配电盘12一方面在其朝向绕组端8的内侧上具有电气连接设备，用于将定子绕组6的绕组线头互相连接并将它们与供电线连接。在下文中还将对所述连接设备作进一步的说明。另一方面，在配电盘12上固定至少一个如前所述的温度控制器14(对此请特别参考图6)，该温度控制器的作用在于，在运行故障时根据温度切断定子绕组6。为此，所述温度控制器14包括一个其状态随着温度的变化而变化的元件。该元件可以是随着温度的变化而变化的、具有正温度系数(PTC)或者负温度系数(NTC)的电阻，当然它也可以是根据温度关闭或打开的开关元件。

在示出的优选设计方案中设置了多个，更确切地说特别是三个温度控制器14(见图6)。这一实施例尤其适用于三相电机，例如三个绕组相是由全桥放大器进行电子控制的无集电器电子换向电机。三个温度控制器14中的每一个分别监测三个绕组相中的其中一个是否过热。

因此根据本发明是这样设计的，即，所述/每个温度控制器14位于容纳腔16中，所述容纳腔与所述配电盘12以弹性的方式相连接，从而使得温度控制器14通过所述容纳腔16伸入其中一条定子槽4并在所述定子槽中通过弹性变形的预应力贴靠相应的定子绕组6。对于这种具有三个温度控制器14的优选实施例，用于在不同位置伸入不同定子槽4的所属的容纳腔16与配电盘12以能够弹性活动的方式连接到一起。每一温度控制器14以压力适配的方式(kraftschlüssig)无间隙地插入所属的容纳腔16中，其中，每一容纳腔16至少在朝向相应定子绕组6的那一面上具有薄薄地构造的壁，从而使温度控制器14通过薄的容纳腔壁间接地与所述定子绕组6建立导热的贴靠接触(Anlagekontakt)。

每个容纳腔16优选由电绝缘的塑料材料制成。因而有利的是，无需将温度控制器14自身构造得具有电绝缘性，这就达到了形状紧凑且成本微小的目的。

在有利的设计方案中，所有的容纳腔16均与一个共同的承载件18连成一体。优选地，所述承载件18与容纳腔16均由一体式塑料成型件制成。所述承载件18在所述配电盘12朝向定子绕组端8的面上与所述配电盘12尤其通过卡合连接件20连接到一起或者能够相连接。因此，容纳腔16间接地通过承载件18以可松开的方式与配电盘12连接到一起。为与配电盘12的圆环形状相适配，承载件18基本上被构造成圆弧形，其中，容纳腔16被布置在承载件18的这样的位置上，即，在将配电盘12轴向放置到定子叠片2上时，能够为了贴靠接触所述定子绕组6，容纳腔16自动伸入到设置的定子槽4中。为此，每一容纳腔16均具有轴向地指状突起的长形构形，并具有指向定子槽4的封闭端部22以及朝向配电盘12的引入开口24。对此，请特别参阅图6和图7。在所述引入开口24的边缘区域中，每一容纳腔16均通过连接片26以弹性的方式与承载件18连接在一起。因此，连接片26构成一种能够使容纳腔16产生弹性回转运动的铰链连接(Art Gelenk)。在引入开口24的其余周围区域中，容纳腔16与承载件18之间不存在连接。承载件18在每一容纳腔16的引入开口24的区域中具有相应的通孔，从而使得如图6所示的每一温度控制器14能够以简单的方式插入到相应的容纳腔16中。卡合连接件20一方面包括承载件18的外部卡接臂，该卡接臂以其卡接凸耳包围配电盘12的外边缘(图5)。另一方面，承载件18在内边缘上具有卡接开口，配电盘12的配属的卡接突缘伸入该卡接开口实现卡锁。

在另一有利设计方案中，承载件18还具有适用于温度控制器14的电连接线30的固定设备28，并且尤其还具有电插接连接器32。因此，承载件18与温度控制器14共同构成完成预装和预先接线的组件，该组件能够简单地通过轴向插接操作来装配。在这里，插接连接器32穿过配电盘12的开口或凹槽并在所述配电盘背向绕组端8的外侧上突出；参见图1。就像能够在图6与图10中最为清楚地看出的那样，固定设备28优选包括舌状保持段，连接线30可引入所述保持段之下而被保持在承载件18之上。插接连接器32卡入在承载件18的保持套管33中。

前面已简要提及的用于对定子绕组6进行连接的配电盘12的电气连接设备所涉及的是：如图4和图5所示，该电气连接设备包括电线导体(Drahtleiter)34，该电线导体以一定的、沿周向曲折延伸的方式敷设并固定在配电盘12的固定设备36中，这样，通过简单地将配电盘12沿轴向放置到定子叠片2上，就会使所述电线导体自动接触被保持在由塑料制成的定子压力注塑包封40中的绝缘置换触头38上。对此，请尤其参考图10中的放大图示。优选以一定的圆周分布方式，将绝缘置换触头38保持在定子压力注塑包封40的环式接片形突起中。此外，所述绝缘置换触头38宜被构造成双接点，从而使定子绕组6的未示出的绕组线端在该绝缘置换触头38中也能被接触到。通过这种方式就能实现确定的绕组错接。另外，电机电子电路(未示出)也能通过电线导体34为所述定子绕组6提供驱动电压。为此，电线导体34还与电插接装置42连接，所述插接装置42呈突出状地布置在所述配电盘12的外侧上并尤其与温度控制器14的插接连接器32相邻。由此，预先组装完毕的定子结构1可以简单地通过轴向插接而与电机电子电路相连接。

如图4和图5进一步所示的那样，导线固定设备36包括槽形的、沿周向呈圆弧形延伸的共中心通道以及尤其用于径向延伸的导线段的夹形保持器。有利的是，在绝缘置换触头38发生接触的区域中形成有用于电线导体34的砧状支承片，该支承片在逆着用于切入触头38所需的力装配电线导体34时支撑所述电线导体。

本发明并不限制于前面已经说明和描写过的实施例，其也包括所有在本发明意义上起同样功能的结构。另外，本发明迄今为止也并不限于在权利要求1中限定的特征组合，其也可以被定义为由全部已公开的单个特征中的一定特征组合而成的任意一种其他组合。这意味着，原则上并在实践中，权利要求1中所述的每一个单个特征都可以删去，或者说，权利要求1中所述的每一个单个特征都可以被在本申请中其他地方所公开的单个特征所取代。就此而言，所述权利要求1只可被理解为对于一个发明的一种最初表述尝试。

Claims

1.电机的定子结构(1)，该定子结构包括定子叠片(2)和错接装置(10)，所述定子叠片具有通过定子槽(4)延伸并在该定子叠片(2)的端面上形成绕组端(8)的定子绕组(6)，所述错接装置用于所述定子绕组(6)，其中，所述错接装置(10)具有在定子端面上覆盖所述绕组端(8)的配电盘(12)，所述配电盘具有至少一个固定于其上的温度控制器(14)用以监控所述定子绕组(6)的温度，

其特征在于，所述温度控制器(14)位于容纳腔(16)中，所述容纳腔与所述配电盘(12)以弹性的方式相连接，从而使得温度控制器(14)通过所述容纳腔(16)伸入其中一条定子槽(4)并在所述定子槽中通过弹性变形的预应力贴靠相应的定子绕组(6)。

2.根据权利要求1所述的定子结构，其特征在于，至少存在两个，优选三个以相同方式位于各自容纳腔(16)中的温度控制器(14)，其中，所述容纳腔(16)为了伸入不同位置上的不同定子槽(4)中各自与所述配电盘以弹性的方式相连接。

3.根据权利要求1或2所述的定子结构，其特征在于，所述温度控制器(14)以压力适配的方式无间隙地插入所述容纳腔(16)中，其中，所述容纳腔(16)至少在朝向相应的定子绕组(6)的面上具有薄薄地构造的壁，从而使所述温度控制器(14)间接地通过该薄壁与所述定子绕组(6)建立导热的贴靠接触。

4.根据权利要求1至3之一所述的定子结构，其特征在于，所述容纳腔(16)由电绝缘的塑料材料制成。

5.根据权利要求2至4之一所述的定子结构，其特征在于，所述容纳腔(16)与共同的承载件(18)连成一体，其中，所述承载件(18)在所述配电盘(12)朝向定子绕组端(8)的面上与所述配电盘(12)尤其通过卡合连接件(20)连接在一起。

6.根据权利要求2至5之一所述的定子结构，其特征在于，为伸入其中一个定子槽(4)中，每一容纳腔(16)均具有轴向地指状突起且带有指向所述定子槽(4)的封闭端部(22)的长形构形以及朝向所述配电盘(12)的引入开口(24)，其中，在所述引入开口(24)的边缘区域中，所述容纳腔(16)通过连接片(26)与所述配电盘(12)或者承载件(18)以弹性的方式连接在一起。

7.根据权利要求5或6所述的定子结构，其特征在于，所述承载件(18)具有用于温度控制器(14)的电连接线(30)的固定设备(28)，并且尤其还具有电插接连接器(32)。

8.根据权利要求7所述的定子结构，其特征在于，所述插接连接器(32)穿过所述配电盘(12)并在该配电盘背向所述绕组端(8)的外侧上突出。

9.根据权利要求1至8之一所述的定子结构，其特征在于，所述配电盘(12)在其朝向所述绕组端(8)的内侧上具有电气连接设备，以用于将所述定子绕组(6)的绕组线头互相连接并将它们与供电线连接。

10.根据权利要求9所述的定子结构，其特征在于，所述电气连接设备包括电线导体(34)，该电线导体以一定的延伸方式敷设并固定在所述配电盘(12)的固定设备(36)中，这样，通过将所述配电盘(12)沿轴向放置到定子叠片(2)上，就会使所述电线导体自动接触被保持在定子压力注塑包封(40)中的绝缘置换触头(38)。

11.根据权利要求10所述的定子结构，其特征在于，所述电线导体(34)与电插接装置(42)连接，所述电插接装置呈突出状地布置在所述配电盘(12)的外侧上并尤其与温度控制器(14)的插接连接器(32)相邻。