CN103095061B - 在定子组件上安装马达控制器的方法和装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种制造马达的方法，包括将马达控制组件的电路板附接到安装适配器的第一侧和将安装适配器的第二侧附接到定子组件。

Description

在定子组件上安装马达控制器的方法和装置

技术领域

本发明的技术领域总体上涉及电机，更具体地说，涉及一种在定子组件上安装马达控制器的方法和装置。

背景技术

正如在此描述的，至少一个已有马达控制组件位于铝制壳体内，该壳体随后邻近端部护罩附接于马达底板上。在另一所描述马达中，"中间护罩"安装到马达底板上，该中间护罩支撑马达轴承并允许马达控制组件的各元件延伸到马达底板内，从这种马达组件中去除一个端部护罩。

实心的端部护罩阻碍气流。由于使用实心端部护罩，马达控制组件中的电子设备不能得到足够冷却。另外，在端部护罩结合在绕组和马达控制器之间时，马达的绕组不能充分冷却。马达的可靠性和效率受损。

已经在定子组件上安装控制组件方面做出其他努力。在一种方法中，接线柱围绕塑性定子端盖的周边模制并且在马达控制组件的电路板上形成相应的配合孔以装配这些接线柱。在电路板安装后，伸出电路板之外的接线柱突出端熔解以将电路板固定在适当位置。这种方法很慢，容易有人为误差并且不能修改。

在另一个结构中，嵌入式指状物形成在塑性定子端盖周围。这些挠性指状物允许马达控制组件的电路板嵌入并将其固定在适当位置。嵌入式指状物是端盖结构的一部分并且这种结构的一个缺陷在于突出的指状物易于干涉定子绕组工作，并且嵌入式指状物会打断制造过程中的操作。

发明内容

一方面，提供制造马达的方法。该方法包括将马达控制组件的电路板附接到安装适配器的第一侧和将安装适配器的第二侧附接到定子组件。

另一个方面，提供一种电机，包括定子组件、具有电路板的马达控制组件和具有第一侧和第二侧的安装适配器。第一侧被配置为与电路板接合，而第二侧被配置为与定子组件接合。安装适配器可操作以保持电路板相对于定子组件的位置。

又一方面，提供包括第一侧和第二侧的安装适配器。第一侧被配置为与马达控制组件的电路板接合，而第二侧被配置为与定子组件接合。安装适配器可操作以保持电路板相对于定子组件的位置。

已经论述过的特征、功能和优势可在各个实施例中单独实现或者结合到其他实施例中，其更多细节可参考随后的描述和附图看出。

附图说明

图1是集成电子整流马达（ECM）和控制电路组件的分解图。

图2是ECM的部分透视图，该EMC包括允许控制电路装配到ECM主底板上的中间护罩。

图3是将马达控制组件附接到定子组件的适配器的示意图。

图4是与图3中的适配器结合的马达的分解图。

具体实施方式

在此描述的方法、系统和设备便于高效经济的制造电机。虽然在此描述为与电动马达有关，但是在此描述的方法、系统和设备也与发电机有关。

具体实施例是指将马达控制器安装在定子组件上的适配器，提供用于制造应用和服务的部件。

参考附图，尤其是参考图1，附图标记11总体表示一种已知的集成电子整流马达和控制电路组件。马达组件11包括无刷电子整流直流马达13，该马达具有包括定子芯17的固定组件15以及包括永磁体转子12和轴14的转动组件19。风扇（未显示）或其他待驱动装置（例如用来使空气移动经过空气处理系统的装置）与轴14接合。

转子12安装在轴14上并用键固定到轴14，该轴枢轴安装以在常规轴承16中转动。轴承16安装在与第一端部元件20和第二端部元件22成整体的轴承座18中。端部元件20和22大体上是扁平的、相互平行并且被称为端部护罩。端部元件20和22具有相对的内侧24、25，固定组件15和可旋转组件19位于两内侧之间。每个端部元件20和22都具有与其内侧24、25相对的外侧26、27。另外，第二端部元件22具有孔23，用于轴14穿过并从外侧26伸出。

转子12包括铁磁芯28并且可在定子腔17中转动。在图示实施例中，八个本质上相同的磁性材料元件或者相对薄的永磁材料弧形部分30例如通过粘合固定到转子芯28上，每一个都提供相对恒定的磁性。使部分30磁化以相对于转子芯28沿径向极化，同时相邻部分30正如所示地交替极化。可选地，可以利用具有多个南北对（pairs）的弧。具有例如安装在芯28内部的内部永磁体的马达也是已知的。

固定组件15包括适于通电以产生电磁场的多个线圈段32。线圈段32是围绕层叠定子芯17的齿34缠绕的线匝。线圈端部伸出定子端面并且线圈终端引线40穿过终止于连接器42的第一端部元件20中的孔41。虽然为了公开图示出固定组件15，各种具有不同形状和不同齿数的其他结构的其他固定组件是已知的。

马达组件11进一步包括安装在马达组件11后部上的盖44以将马达13的控制装置46封装在盖44内。盖44和控制装置有时也被一起称为马达控制组件。盖44包括大体环形的侧壁49。当组装完成时，控制装置46临近第一端部元件20的外侧27设置。控制装置46包括多个电子元件52和安装在例如印刷电路板的元件板56上的连接器（未示出）。通过使连接器42和连接器（未示出）互相连接，将控制装置46连接到线圈段32。控制装置46同时将电压施加到一个或多个线圈段32上，用来按预定顺序整流线圈段32以使可旋转组件19绕旋转轴线转动。

正如在此提到的，第一端部元件和有时被称为外壳的盖44之间的接合基本上形成容纳电子元件52和不允许任何气流经过元件52的元件板56的腔。

为了实现这种接合，包括多个螺栓的连接元件58穿过第二端部元件22中的螺栓孔60、芯17中的螺栓孔61、第一端部元件20中的螺栓孔63和盖44中的螺栓孔65。连接元件58的头部67接合第二端部元件22。连接元件58适合于朝向彼此地推动第二端部元件22和盖44，从而将第一端部元件20、固定组件15和可旋转组件19支撑在其间。另外，外壳或壳体62可位于第一端部元件20和第二端部元件22之间，用来封装并保护固定组件15和可旋转组件19。

已经试图处理如上所述的气流问题，以及减少与这种马达相关的元件数量和/或重量。例如，图2是另一种已知马达100的实施例的分解侧视图。马达100包括马达机壳102和配置为附接到马达机壳102的马达控制单元104。马达控制单元104的底板105用作马达100的端部护罩106。马达机壳102还包括与形成在底板105中的散热装置109接合的槽，该散热装置将接下来进一步描述。当马达控制单元104包括底板105时，马达100配置成使得马达机壳102大体上为马达控制单元104提供完全封装。马达机壳102内部是马达100的线圈110和配置为位于线圈110和马达控制单元104之间的中间护罩112。

中间护罩112的布置和结构允许马达100的马达控制单元104在不破坏或移出包括马达100的线圈110的马达线圈组件124的情况下进行拆卸和替换。正如图示，马达机壳102被配置为形成马达控制单元104机壳以及端部护罩106的一部分，形成单件式机壳结构。中间护罩112还被配置为满足施加到马达100上的任何气流、电压间隙和装配高度限制。

在一个具体实施例中，如图所示，中间护罩112相对于马达100的中心线125准确地装配并且进一步与穿过马达控制单元104的端部护罩106的两个螺栓126对准以将中间护罩112和马达控制单元104夹紧并固定在马达机壳102内。中间护罩112还有助于降低马达100的材料成本，因为利用中间护罩112，马达机壳102可被用作马达控制单元104的各部分的密闭罩的一部分，如图2所示，与马达11（图1中所示）相比，减小了马达100元件的尺寸和数量。另外，这种结构允许放置与机壳102平齐的电源连接器128。

使用中间护罩112允许马达控制单元104从机壳102移出，而不干扰马达组件的其他部分，例如绕组110。通过使用中间护罩112来固定接合马达100的马达轴的轴承（两者都未在图1中示出），获得这种无干扰。因此，机壳102还被配置成为马达100的电子元件（例如马达控制单元104）提供任何需要的间隙以实现马达控制单元104与马达100脱离。总之，马达100比马达11的改进之处在于，没有单独的端部元件20，并且中间护罩112的结构允许马达操作可能产生的气流至少用于冷却被安装并容纳在马达控制单元104中的电子元件。

图3是马达控制安装适配器200的示意图。如图4所示，适配器200被配置为附接到定子组件300并接合马达控制组件400，尤其是马达控制组件400的电路板402。一旦适配器200将马达控制组件400附接到定子组件300，这种组合件就被插入马达壳体（chasiss）410中。可替换地，定子组件300已经放在壳体410内，然后将适配器200插入马达壳体410以接合定子组件300。

再次参考图3，适配器200的主体结构由环202组成，该环用作用于围绕环202的周边设置的卡扣式插销210、212、214、216、218的基座。使用过程中，电路板，例如电路板402，压在适配器200的顶侧220上。因为电路板被压下，从环202的顶侧220伸出的卡扣式插销210、212、214、216、218向外弯曲以允许电路板相对于适配器200适当地定位。当电路板安置好时，卡扣式插销210、212、214、216、218向后弯曲，使模制在上面的突起230用来将电路板保持在适当位置。类似地，从适配器200的底侧250伸出的定子接合销240、242、244、246和248用来接合定子组件300中的相应开口，正如图4中可以看出的。

位于适配器环200的顶侧220上的卡扣式插销210、212、214、216、218用来将电路板以及安装在上面的元件固定在适当位置，同时提供一种相对容易安装和拆卸马达控制组件400的结构。

从环202的底侧250伸出的定子接合销240、242、244、246和248允许环202以及马达控制组件400锁定到定子组件300，从而使定子端盖不具有用于电路板安装的专用部件，并且不会给已有制造工艺带来影响。作为替代，端盖可被配置为位于定子组件300每一端的简单塑料绝缘体。

正如图3和4中所见，放置卡扣式插销210、212、214、216、218和定子接合销240、242、244、246和248使适配器环200具有极化和锁紧部件（keying feature）以保证各个元件之间的正确装配。适配器200的一个实施例结合了接线隔板260和用来栓系并限制磁线（magnetwires）的栓系缠绕柱270。适配器200的各种实施例包括作为环202内的直的区域的安装导向装置280以及围绕环202设置的加强结构290。极化结构和锁紧结构290帮助外部连接器与控制组件400上的连接器配合。

在此描述的适配器200使马达控制组件400能被安装到定子组件300上，用作马达控制组件400和定子组件300之间的连接装置，如图4所示。卡扣式插销210、212、214、216、218配置在适配器200的顶侧220上，从而允许电路板402被固定到适配器200中。定子接合销240、242、244、246和248配置到适配器200的底侧250上，从而将适配器200钩在定子组件300上或形成定子组件300一部分的定子端盖上。

利用安装在定子组件300上的马达控制组件400，马达的轴通过形成在电路板402中的孔404延伸到端部护罩，因此省略中间护罩。就热力改进而言，实心端部护罩阻碍气流。通过将马达控制组件400安装到定子组件300上以及在两个端部护罩中开孔，气流在马达转动时从头到尾地吹过马达。电子元件和马达绕组都能有效被冷却。

可将马达控制组件400压入适配器200，而不会过度挤压用来以严密、牢固的方式保持马达控制组件400的卡扣式插销210、212、214、216、218。可将适配器200和马达控制组件400组合压在定子端部护罩上而不会过度挤压定子接合销240、242、244、246和248。定子接合销240、242、244、246和248允许适配器200以严密、牢固的方式将马达控制组件400相对于定子组件300保持在适当位置。

本书面说明使用例子公开包括最佳实施例的各种实施例，以使任何一个本领域技术人员能够实施这些实施例，包括制造和使用任何一个装置或系统以及实施任何一种给出的方法。专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有与权利要求书文字语言相同的结构元件或者包括与权利要求书文字语言无实质差异的等效结构元件，均被认为落入权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.一种制造马达的方法，所述方法包括：

将马达控制组件的电路板直接附接到环形安装适配器的第一侧，所述环形安装适配器的直径略微小于马达壳体的内周边；

将所述环形安装适配器的第二侧附接到与定子组件联接的绝缘端盖；以及

使环形安装适配器配置具有以下至少之一：

用于限制马达布线的接线隔板；

用于栓系马达布线的栓系缠绕柱；和

用来使环形安装适配器与所述绝缘端盖、马达控制组件和马达壳体中的一个或更多个对准的安装导向装置。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将环形安装适配器和马达控制组件组合件插入到马达壳体中以附接到所述定子组件，其中，将马达控制组件的电路板直接附接到所述环形安装适配器的第一侧的步骤包括将电路板压在环形安装适配器上，使得通过从所述环形安装适配器伸出的多个柔性卡扣式插销而接合所述电路板，所述多个柔性卡扣式插销围绕所述环形安装适配器的周边相间隔地设置。

3.一种电机，包括：

定子组件，所述定子组件包括绝缘端盖；

包括电路板的马达控制组件；和

环形安装适配器，所述环形安装适配器的直径略微小于所述马达的壳体的内周边，所述环形安装适配器包括第一侧和第二侧，所述第一侧被构造为与所述电路板直接接合，所述第二侧被构造为与所述定子组件的绝缘端盖直接接合，所述环形安装适配器可操作以保持所述电路板相对于所述定子组件的位置，其中，所述环形安装适配器包括以下至少之一：

极化和锁紧结构，所述极化和锁紧结构构造成保证外部连接器和马达控制组件上的连接器之间的正确配合；

用于限制马达布线的至少一个接线隔板；

用来栓系所述马达的布线的至少一个栓系缠绕柱；和

至少一个安装导向装置，用来使所述环形安装适配器与所述绝缘端盖、所述马达控制组件和所述马达的壳体中的一个或更多个对准。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述环形安装适配器包括从所述环形安装适配器的所述第一侧伸出的多个柔性卡扣式插销，所述多个柔性卡扣式插销可操作以使所述电路板相对于所述环形安装适配器保持就位。

5.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述环形安装适配器包括从所述环形安装适配器的所述第二侧伸出的多个柔性定子接合插销，所述多个柔性定子接合插销可操作以直接接合所述绝缘端盖。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将马达控制组件、所述环形安装适配器和定子组件设置在马达壳体内，将端部护罩附接到马达控制组件、定子组件和马达壳体中的至少之一，所述端部护罩包括被配置为便于冷却气流通过并冷却马达和马达控制组件的开口。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将端部护罩附接到马达控制组件、定子组件和马达壳体中的至少之一包括将第一端部护罩附接到马达控制组件和定子组件之一，以及将第二端部护罩附接到定子组件，第一端部护罩和第二端部护罩中的每一个都包括开口，所述第一端部护罩和第二端部护罩的开口被配置为便于冷却气流在所述开口之间通过并冷却马达和马达控制组件。