CN103109440A - 具有分段的定子的电动机 - Google Patents

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CN103109440A CN2011800355338A CN201180035533A CN103109440A CN 103109440 A CN103109440 A CN 103109440A CN 2011800355338 A CN2011800355338 A CN 2011800355338A CN 201180035533 A CN201180035533 A CN 201180035533A CN 103109440 A CN103109440 A CN 103109440A
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A·埃韦尔特
B·诺门森
J·魏德利希
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Abstract

一种电动机具有转子和定子，所述定子具有至少一个第一和一个第二定子段(210，220)，该定子段分别至少部分配有合成材料壳(410，520)，其中所述第一和第二定子段(210，220)的合成材料壳(410，520)通过至少一个合成材料连接件(422，424)相互连接，该合成材料连接件至少与所述第二定子段(220)的合成材料壳(520)相焊接。

Description

具有分段的定子的电动机
技术领域
本发明涉及一种具有转子和定子的电动机，所述定子具有至少一个第一和一个第二定子段，该定子段分别至少部分地设有合成材料壳。
背景技术
DE 198 57 954 A1公开了一种该类电动机，其定子包括多个具有注塑成型合成材料壳的定子段。所述定子段呈环形设置并通过齿-齿隙-连接件在沿圆周方向彼此相对的侧向面上相互固定。
现有技术的缺陷在于，当这类电动机的机械应力很大时，独立定子段之间的齿-齿隙-连接件可能部分地或完全松脱，由此不再能确保电动机的有效功能性。
发明内容
因此本发明的任务是提供一种具有分段的定子的新型电动机，其中，可在相邻定子段之间实现持续连接。
该任务可通过一种电动机解决，其具有转子和定子，该定子具有至少一个第一和一个第二定子段，该定子段分别至少部分设有合成材料壳。第一和第二定子段的合成材料壳通过至少一个合成材料连接件相互连接，该合成材料连接件至少与第二定子段的合成材料壳焊接。
因此本发明能够提供一种具有分段的定子的电动机，其中相邻定子段稳固且可靠地相互固定。
根据本实施例，合成材料连接件为搭板形设计。
由此能够提供一种简单且低成本的连接件。
第一定子段的合成材料壳和合成材料连接件优选地是一体式设计。
因此能够以简单的方式和方法在连接件和第一定子段的合成材料壳之间实现安全且持久的连接。
根据一个实施例，所述合成材料连接件与第一定子段的合成材料壳相焊接。
本发明能够提供一种低成本的、独立的连接件，从而能够安全且可靠地与第一和第二定子段的合成材料壳连接。
所述合成材料连接件优选地为环形设计。
因此能够提供一种简单且稳定的连接件。
根据一个实施例，所述合成材料连接件通过超声波焊接与第二和/或第一定子段相连。
因此该连接件能够相对快捷且可靠地与第一和/或第二定子段相焊接。
第一和第二定子段的合成材料壳和合成材料连接件优选地具有热塑性的合成材料。
因此能够无问题地且可靠地实现连接件焊与一个或多个合成材料壳的焊接。
根据一个实施例，所述合成材料壳分别至少部分包围至少所述第一和第二定子段的轭节和/或齿根部分。
因此本发明能够稳定且可靠地将所述合成材料壳固定在所述定子段上。
所述合成材料连接件优选地设置在轭节区域内。所述合成材料连接件还可以设置在齿根部分的区域内。
因此定子段可连接在分段的定子的容易够及的位置。
开文所述的任务也可以通过一种用于电动机定子的定子段来解决，所述定子段至少部分设有合成材料壳。在所述合成材料壳上配有合成材料连接件以用于实现与另一个定子段的合成材料壳的焊接。
因此本发明能够提供一个定子段与另一个定子段间稳定且可靠的连接。
根据一个实施例，在所述合成材料连接件上构造至少一个能量调整器(Energierichtungsgeber)。
因此在焊接过程中，在合成材料连接件的区域内能够实现精准的能量输出，其在该区域内实现定义的和掌握之中的熔合过程。
附图说明
下文将结合本发明附图中所示的实施例更具体地阐释本发明。其中：
图1是按照一种实施例的电动机的示意图；
图2示出了按照一种实施例的组成图1中定子芯的分段的金属片组的俯视图；
图3示出了按照一种实施例的单个芯段的透视图；
图4示出了图3中具有单个绕组的芯段的透视图，其具有合成材料壳，在合成材料壳上构造了搭板形的合成材料连接件；
图5示出了构成图1中定子的多个定子段的第一布置方式的俯视图；并且
图6示出了构成图1中定子的多个定子段的第二布置方式的俯视图。
具体实施方式
图1示出例为内置转子马达式的电动机100，其具有一个分段的外部定子150和一个内部转子180。该分段的外部定子150如图包括设有合成材料壳155的分段的定子芯153，在其上设置了定子绕组157。
应指出的是，图1所示的电动机100仅是示意性的，相应电动机的结构和功能以现有技术为公知，因而为了本说明书的简短和简洁则省略了对电动机100的有关介绍。另外应当指出的是，电动机100仅是示例性的并且本发明不局限于所示内置转子马达。而是可应用于具有分段定子的所有马达类型。而且应指出的是，外部定子的图示也仅具有示例性的特征，本发明也可以应用于环形的内部定子或线性马达的初级部件。
图2示出了一种示例性的布置方式200，其具有多个构造基本一致的芯段210、220、230、240、250、260、270、280、290，根据一个实施例，所述芯段被用于实现图1的分段的定子芯153。但是，应指出的是，所示九个芯段210、220、230、240、250、260、270、280、290仅具有示例性的特征，并不应理解为限制了本发明应用芯段的数量。此外，还可以应用其他有别于图2所示的定子芯拓扑，例如替换图2中使用的由单独芯段210、220、230、240、250、260、270、280、290连成的芯段。芯段210、220、230、240、250、260、270、280、290示意为T形地由软磁材料构造，其包括例如多个堆叠的金属片，这些金属片优选地彼此固定，例如彼此相焊接，并由冲压的电子板组形成。每个芯段210、220、230、240、250、260、270、280、290具有轭节212、222、232、242、252、262、272、282和292，其分别逐渐变窄形成齿部分214、224、234、244、254、264、274、284和294，齿部分本身示意性地扩展为较宽的齿根部分216、226、236、246、256、266、276、286和296。芯段210、220、230、240、250、260、270、280、290能像箭头299所示的那样环形组接，在圆周方向上相邻的芯段210、220、230、240、250、260、270、280、290的轭节212、222、232、242、252、262、272、282和292分别相对抵靠。为了清楚阐释实施例，图3示出了图2中的芯段210，其中在轭节212上设置了具有在轴向上构造的连接槽312的第一侧向接合面302，并且在第二侧向接合面304上沿轴向构造了连接梁314。连接槽312和连接梁314用于与分别在相邻芯段上设置的连接梁或者说连接槽相连。
换句话说，图2中的芯段220、230、240、250、260、270、280、290如上所述具有与芯段210的结构基本相一致的结构。与此相应，在图3中所描述的芯段210的结构应理解为芯段220、230、240、250、260、270、280、290的代表，其从而同样在其轭节部分222、232、242、252、262、272、282或者说292上分别具有一个连接槽以及一个连接梁，它们与相邻芯段的相配的连接梁或者说连接槽连接。因此在图2的布置方式200中，芯段210的连接槽312可与芯段220的相配的连接梁相连，并且连接梁314可与芯段290的相配的连接槽相连，依此类推。图4示出了图3的芯段210，其如图示设有合成材料壳410。根据一个实施例，通过在芯段210上注塑合成材料形成该合成材料壳410，并且合成材料壳至少部分地将至少轭节部分212及齿根部分216包围。可替换的是，该合成材料壳410还可以由能够套在芯段210上的一个或多个合成材料部件构成。另外，合成材料壳410可以用于固定构造芯段210的彼此堆叠的金属片，从而能够省略单独的通过例如焊接的固定。
合成材料壳410优选完全或至少如下地包围芯段210，从而仅仅是在齿根部分216或者说在轭节212上构造的彼此背离的侧面482、484不被合成材料壳410围绕。其中，合成材料壳410如示出那样构成了绕组槽450，其至少包围齿部214并用于容纳虚线表示的单个绕组499，所述单个绕组例如通过飞绕或者圈绕的方式缠绕在合成材料壳410上，其中合成材料壳410将单个绕组499优选地相对于芯段210电气绝缘。下文中，设有合成材料壳410和单个绕组499的芯段210也被称为“定子段”。
根据一个实施例，形成为搭板形式的合成材料连接件422、424、426、428被固定在合成材料壳410上。其在下文中被称为“连接搭板”并如图在合成材料壳410的轴向终端412上-图4的上部-或轴向终端414上-图4的下部-设置。例如，连接搭板422、424、426、428成型在合成材料壳410上或者说与其一体式构造或通过其他适当的方式和方法例如焊接或粘接在其上。合成材料壳410和连接搭板422、424、426、428优选地具有热塑性的合成材料。
连接搭板424、426如图设置在构造于轭节212上的第一侧向接合面302的区域内的轴向终端412或者说414上。连接搭板422、428如图在定子段210的同一侧设置在齿根部分216的区域内的轴向终端412或者说414上。但是应指出的是，连接搭板422、424、426、428的数量和定位仅具有示例性的特点，不应理解为对本发明的限制。而是例如仅在轭节部分212区域内或在齿根部分216区域内和/或仅在合成材料壳410的轴向端412或414上可以使用任意数量的连接搭板。
根据一个实施例，连接搭板422、424、426、428具有基本一致的结构，其具有条或搭板式的部分432，在该部分上任选地构造了能量调整器438。所述部分可长形或点状地构造并在连接搭板422和428或者说424和426上分别设置在相互靠近的侧面上。
图5示出了一个示例性的布置方式500，其中能实现图1中的分段的外部定子150。在布置方式500中，图4中的定子段210和图2中的芯段220、230、240、250、260、270、280、290环形设置。根据一个实施例，芯段220、230、240、250、260、270、280、290形成的结构与图4中的定子段210的结构基本一致，即它们分别设有相应的合成材料壳520、530、540、550、60、570、580或者说590，这些合成材料壳的结构与图4中的合成材料壳410类似地构造。在这些合成材料壳上分别设置了连接搭板522、524、532、524、542、544、552、554、62、564、572、574、582、584者说592和594，它们与图4中的连接搭板422类似地构造。而且，在每个合成材料壳520、530、540、550、60、570、580、590上缠绕了与图4所示的单个绕组499相应的单个绕组，从而如此装配的芯段220、230、240、250、260、270、280、290在下文中也称为“定子段”。这些单个绕组可利用图4中的单个绕组499实现例如图1中的定子绕组157。但是，在图5中，为了图示的简易和清楚性省略了其展示。但是应指出的是，图5中仅可以看到在与定子段210的上方的轴向终端412相应的、定子段520、530、540、550、60、570、580、590的上方的轴向终端上设置的连接搭板522、524、532、534、542、544、552、554、62、564、572、574、582、584或者说592和594。在相对的轴向终端上，与图4中定子段210的下方的轴向终端414相应地也优选地构造了相应的连接搭板。
图5示出了布置方式500的装配，其中定子段210、220、230、240、250、260、270、280、290为环形设计，如箭头599所示。如此环形设置的定子段210、220、230、240、250、260、270、280、290可为了简化后来的工艺步骤而机械地预定位，例如通过适当的铁或合成材料部件，借助在合成材料壳410、520、530、540、550、60、570、580、590中构造的连接槽和梁(例如图4中的槽312和梁314)，或者通过连接成图1中的定子绕组157的单个绕组。
于是，在定子段210、220、230、240、250、260、270、280或者说290的合成材料壳410、520、530、540、550、60、570、580、590上设置的连接搭板422、424、522、524、532、534、542、544、552、554、62、564、572、574、582、584或者说592和594固定在相应相邻的定子段220、230、240、250、260、270、280、290或者说210的合成材料壳520、530、540、550、60、570、580、590或者说410上。所述固定优选地通过焊接例如超声波焊接或者可替换的合成材料接合方法例如激光合成材料焊接实现。就此而言，根据一个实施例，所配设的能量调整器(图4中的438)熔化，由此通过能量调整器(图4中的438)的熔化在各个邻接的合成材料壳520、530、540、550、60、570、580、590或者说410同时熔化的情况下将连接搭板422、424、522、524、532、534、542、544、552、554、62、564、572、574、582、584、592、594在连接搭板422、424、522、524、532、534、542、544、552、554、62、564、572、574、582、584或者说592和594的范围内与相应的合成材料壳520、530、540、550、60、570、580、590或者说410连接或者说焊接。
但是应指出的是，通过焊接将连接搭板422、424、522、524、532、534、542、544、552、554、62、564、572、574、582、584或者说592和594固定在相应相邻的定子段220、230、240、250、260、270、280、290或者说210的合成材料壳520、530、540、550、60、570、580、590或者说410上仅用于阐释一种示例性实施例，不应理解为对本发明的限制。例如也可以使用粘接法或其他任何连接方法来进行固定。而且，使用上述能量调整器(图4中的438)仅具有示例性的特征，不应理解为对本发明的限制，不使用这类能量调整器同样可行的。例如，在焊接时可以使用相应适合的熔融性附加材料用于热熔作业。但是，为了在焊接时获得较好的热熔效果，使用能量调整器是比较有利的。
图6示出了另一种布置方式600，其也能实现图1的分段的外部定子150。在该布置方式600中，与图5的布置方式500不同的是定子段210、220、230、240、250、260、270、280或者说290的合成材料壳410、510、520、530、540、550、60、570、580、590没有构造图5中的连接搭板422、424、522、524、532、534、542、544、552、554、62、564、572、574、582、584、592、594。取而代之的是，可看出其中使用了一个或多个环形的、优选由热塑性合成材料构造的合成材料连接件610、620，在其朝向定子段210、220、230、240、250、260、270、280、290的侧面上设置了例如以虚线示出的能量调整器612、622、632、642、652、662、672、682、692或者说614、624、634、644、654、664、674、684、694。但是应注意的是，连接件610、620仅是示例为环形构造，其他设计方案也是可以的，例如星形的设计方案。
根据一个实施例，定子段210、220、230、240、250、260、270、280、290为了相对固定而环形地布置并且连接环610、620如此通过轭节212、222、232、242、252、262、272、282、292或者说齿根部分216、226、236、246、256、266、276、286、296定位，从而能量调整器612、622、632、642、652、662、672、682、692或者说614、624、634、644、654、664、674、684、694分别近似设置在相邻的合成材料壳410、510、520、530、540、550、560、570、580、590之间的接触面区域内。于是通过超声波焊接或可替换的合成材料接合方法在能量调整器612、622、632、642、652、662、672、682、692或者说614、624、634、644、654、664、674、684、694熔化的情况下将连接环610、620焊接在合成材料壳410、510、520、530、540、550、560、570、580、590上。
但是应指出的是，通过焊接将连接环610、620固定在合成材料壳410、510、520、530、540、550、560、570、580、590上仅用于阐释示例性的实施例而不应理解为对本发明的限制。例如粘接法或其他任何连接方法都可以用于固定。还应指出的是，为了增强定子段210、220、230、240、250、260、270、280、290之间的固定强度，例如在图5和图6所示的焊接过程之后可以采用进一步的固定工艺，例如粘接、收缩粘接或者压接工艺。这对于本领域技术人员是已知的，因此为了简明，本说明书省略了相应的描述。

Claims (12)

1.一种电动机(100)，具有转子(180)和定子(150)，所述定子包括至少一个第一和一个第二定子段(210，220)，所述定子段分别至少部分配有合成材料壳(410，520)，其特征在于，所述第一和第二定子段(210，220)的合成材料壳(410，520)通过至少一个合成材料连接件(422，424)相互连接，所述合成材料连接件至少与所述第二定子段(220)的合成材料壳(520)焊接。
2.如权利要求1的电动机，其特征在于，所述合成材料连接件(422，424)搭板形地构造。
3.如权利要求1或2的电动机，其特征在于，所述第一定子段(210)的合成材料壳(410)和所述合成材料连接件(422，424)一体地构造。
4.如权利要求1的电动机，其特征在于，所述合成材料连接件(422，424)与所述第一定子段(210)的合成材料壳(410)焊接。
5.如权利要求4的电动机，其特征在于，所述合成材料连接件(610，620)环形地构造。
6.如前述权利要求中任一项的电动机，其特征在于，所述合成材料连接件(422，424；610，620)通过超声波焊接与所述第二和/或第一定子段(220，210)相连。
7.如前述权利要求中任一项的电动机，其特征在于，所述第一和第二定子段(210，220)的合成材料壳(410，520)和所述合成材料连接件(422，424)具有热塑性合成材料。
8.如前述权利要求中任一项的电动机，其特征在于，所述合成材料壳(410，520)分别至少部分包围至少所述第一和第二定子段(210，220)的轭节(212，222)和/或齿根部分(216，226)。
9.如权利要求8的电动机，其特征在于，所述合成材料连接件(422，424)设置在所述轭节(212，222)的区域内。
10.如权利要求8的电动机，其特征在于，所述合成材料连接件(422，424)设置在所述齿根部分(216，226)的区域内。
11.用于电动机(100)的定子(150)的定子段(210)，所述定子段至少部分配有合成材料壳(410)，其特征在于，在所述合成材料壳(410)上设置了合成材料连接件(422，424)以用于与另一个定子段(220)的合成材料壳(520)焊接。
12.如权利要求11的定子段，其特征在于，在所述合成材料连接件(410)上构造了至少一个能量调整器(432)。
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