CN105099018B - 电机绝缘骨架及具有其的电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电机绝缘骨架及具有其的电机。该电机绝缘骨架包括上骨架和下骨架，上骨架与下骨架固定连接，下骨架包括：第一侧壁；第二侧壁，第二侧壁间隔于第一侧壁设置以构成下骨架的绕线槽，第二侧壁的远离绕线槽的一侧设置有多个走线槽，多个走线槽沿下骨架的高度方向依次设置；绕线部，绕线部位于第一侧壁和第二侧壁之间，并将第一侧壁和第二侧壁连接。通过该电机绝缘骨架能够将不同相线的绕组分开走向，避免了不同相线绕组交叉引起的短路。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，具体而言，涉及一种电机绝缘骨架及具有其的电机。
背景技术
一般电机本体由定子、转子、机壳等部件组成，定子包括定子铁芯，绝缘结构和绕组，绕组通常为漆包线。目前电机中所使用的绝缘结构存在许多缺陷，例如，绕组分布在不同的定子绝缘骨架上，不同相线的绕组相间交叉过线，存在接触，当电机绕组漆皮由于刮破或老化等导致局部出现裸铜时，则相间的绕组之间就会出现短路，同时定子还存在被击穿的风险，这给电机的安全运行带来了很大的风险。定子两个相邻的绝缘骨架之间存在缝隙，容易造成电气爬电距离不足，两个不同相线的绕组易碰在一起，此外缝隙部分的铁芯外露，绕组可能会与铁芯发生接触，存在安全隐患。绝缘骨架的绕线槽底部为曲面，不利于定子绕线，影响槽满率和电机性能。当定子成圆时，在走线槽内的绕组由于走线方式的限制易于松动外露或被绷紧以致拉断。定子各相的绕组接线及安装困难，方式复杂，可靠性差。定子的结构及加工工艺复杂，自动化程度低。
发明内容
本发明旨在提供一种电机绝缘骨架及具有其的电机，以解决现有技术中的绕组相间交叉过线存在接触容易短路的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电机绝缘骨架，电机绝缘骨架包括上骨架和下骨架，上骨架与下骨架固定连接，下骨架包括：第一侧壁；第二侧壁，第二侧壁间隔于第一侧壁设置以构成下骨架的绕线槽，第二侧壁的远离绕线槽的一侧设置有多个走线槽，多个走线槽沿下骨架的高度方向依次设置；绕线部，绕线部位于第一侧壁和第二侧壁之间，并将第一侧壁和第二侧壁连接。
进一步地，多个走线槽的槽底面均为平面。
进一步地，第二侧壁朝向第一侧壁的一面为绕线槽的槽底，绕线槽的槽底包括第一底面和第二底面，第一底面位于绕线部的一侧，第二底面位于绕线部的另一侧，第一底面和第二底面均为平面。
进一步地，第一底面与绕线部的侧壁面之间的夹角的取值范围是75度至90度，第二底面与绕线部的侧壁面之间的夹角的取值范围是75度至90度。
进一步地，第二侧壁的朝向绕线槽的一面的沿走线槽的延伸方向的两个边沿均设置有第二凸起，第二凸起朝向第一侧壁的方向延伸。
进一步地，第一侧壁的远离绕线槽的一面的沿走线槽的延伸方向的两个边沿均设置有第一凸起，第一凸起向远离第二侧壁的方向延伸。
进一步地，第二侧壁的沿走线槽的延伸方向的其中一个边沿上设置有第三凸起，第二侧壁的沿走线槽的延伸方向的另一个边沿上设置有避让凹槽。
进一步地，电机绝缘骨架还包括接线片，上骨架上设置有接线槽，接线片插入接线槽内且接线槽的内壁面与接线片的外壁面贴合。
进一步地，接线片包括：固定弹片，固定弹片包括固定连接在接线片的主体的固定端和逐渐远离接线片的主体的自由端，固定弹片的固定端的高度低于固定弹片的自由端的高度，接线槽内设置有与固定弹片配合的固定卡槽；接线弹片，接线弹片沿远离固定弹片的方向延伸。
进一步地，接线片上具有焊料孔，焊料孔沿接线片的厚度方向贯穿接线片。
根据本发明的另一方面，提供了一种电机，包括定子铁芯、电机绝缘骨架和绕组，电机绝缘骨架固定连接在定子铁芯上，电机绝缘骨架为上述的电机绝缘骨架，绕组缠绕在电机绝缘骨架的绕线槽内，沿走线槽走线并连接至接线片的接线弹片。
进一步地，电机包括多个电机绝缘骨架，各电机绝缘骨架均包括一个接线片，电机还包括控制板，各接线片具有与控制板焊接的焊接端，多个接线片的焊接端均与控制板焊接以安装控制板。
应用本发明的技术方案，电机绝缘骨架包括上骨架和下骨架，上骨架与下骨架固定连接，下骨架包括第一侧壁、第二侧壁和绕线部，第二侧壁间隔于第一侧壁设置以构成下骨架的绕线槽，第二侧壁的远离绕线槽的一侧设置有多个走线槽，多个走线槽沿下骨架的高度方向依次设置；绕线部位于第一侧壁和第二侧壁之间，并将第一侧壁和第二侧壁连接。绕线部用于缠绕绕组，多个走线槽沿高度方向依次设置能够使得不同的绕组沿不同的走线槽走线，通过走线槽的槽壁能够将不同的绕组间隔开，这样就避免了不同的绕组相间交叉走线造成的绕组间存在接触容易短路的问题，若意外发生绕组铜线裸露时由于不同的绕组之间通过走线槽相互隔离而避免了短路，保证了运行安全，避免了设备损坏。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的实施例的电机绝缘骨架的立体结构爆炸图；
图2示出了本发明的实施例的电机绝缘骨架的下骨架的俯视图；
图3示出了本发明的实施例的电机绝缘骨架的下骨架的左视图；
图4示出了图3中A处的放大图；
图5示出了本发明的实施例的两个电机绝缘骨架呈展开放置的俯视图；
图6示出了本发明的实施例的两个电机绝缘骨架呈展开放置的立体图；
图7示出了本发明的实施例的两个电机绝缘骨架呈环状放置的俯视图；
图8示出了本发明的实施例的两个电机绝缘骨架呈环状放置的立体图；
图9示出了本发明的实施例的接线片的立体结构图；
图10示出了本发明的实施例的接线片的另一角度的立体结构图；
图11示出了本发明的实施例的上骨架、下骨架和定子铁芯装配的立体结构示意图；以及
图12示出了本发明的实施例的另一接线片的立体结构示意图。
附图标记说明：10、上骨架；11、接线槽；20、下骨架；21、第一侧壁；211、第一凸起；22、第二侧壁；221、走线槽；2211、槽底面；222、第二凸起；223、第三凸起；224、避让凹槽；23、绕线槽；231、第一底面；232、第二底面；24、绕线部；241、容纳槽；30、接线片；31、固定弹片；32、接线弹片；33、焊料孔；34、搭线槽；90、定子铁芯。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1至12所示，根据本发明的实施例，电机绝缘骨架包括上骨架10和下骨架20，上骨架10与下骨架20固定连接，下骨架20包括第一侧壁21、第二侧壁22和绕线部24，第二侧壁22间隔于第一侧壁21设置以构成下骨架20的绕线槽23，第二侧壁22的远离绕线槽23的一侧设置有多个走线槽221，多个走线槽221沿下骨架20的高度方向依次设置；绕线部24位于第一侧壁21和第二侧壁22之间，并将第一侧壁21和第二侧壁22连接。绕线部24用于缠绕绕组，多个走线槽221沿高度方向依次设置能够使得不同的绕组沿不同的走线槽221走线，通过走线槽221的槽壁能够将不同的绕组间隔开，这样就避免了不同的绕组相间交叉走线造成的绕组间存在接触容易短路的问题，若意外发生绕组铜线裸露时由于不同的绕组之间通过走线槽221相互隔离而避免了短路，保证了运行安全，避免了设备损坏。
各走线槽221的高度可以根据需求设置。通过各走线槽221之间相互隔离而不同相线的绕组沿不同高度的走线槽221走线而避免了绕组相间过线，避免了不同相线的绕组之间相互接触而短路。
参见图1和11所示，该电机绝缘骨架包括由绝缘材料制成的上骨架10和下骨架20，下骨架20的绕线部24具有用于容纳定子铁芯90的容纳槽241，该容纳槽241的槽壁具有壁厚较薄的薄壁段和壁厚较厚的厚壁段，该厚壁段位于薄壁段的下方，以形成向容纳槽241内凸起的台阶，这样上骨架10插入下骨架20的容纳槽241的部分与下骨架20就形成了错位配合设计，使得该电机绝缘骨架可通用于不同的定子铁芯90叠厚范围，实现较高的定子铁芯90叠厚，增加了适用性。
结合参见图4和5，优选地，为了避免链式放置的多个电机绝缘骨架的绕组在电机绝缘骨架成圆后由于过紧而崩断或由于过松而脱落，各走线槽221的槽底面2211为平面，这样绕组在走线槽221中沿直线走线，当展开放置的多个电机绝缘骨架成圆后，绕组的长度无变化，这样就无需留线，进而避免了绕组留线过短造成的崩断或者绕组留线过长造成的松脱。
结合参见图5和7，在本实施例中，两个电机绝缘骨架展开放置时，两个走线槽221中的绕组的走线长度为a，当两个电机绝缘骨架成圆后，两个走线槽221内的绕组的走线长度为b+c，而b+c等于a，这样在两个电机绝缘骨架展开放置时绕组的走线长度与电机绝缘骨架成圆后的绕组走线长度基本不变，保证在电机绝缘骨架成圆后绕组正常走线，避免松脱或崩断等情况。另需说明的是，实际绕组在绕线过程中会由于绕线受到施加在绕组上的力的影响产生长度变化，这一长度变化为工艺误差，不影响绕组的使用和性能，因而通常忽略不计。
结合参见图2和6，走线槽221沿走线方向分为多段，相邻两段走线槽221之间具有供绕组通过的空隙，以便绕组能够从绕线槽23穿过空隙进入走线槽221内或从走线槽221穿过空隙进入绕线槽23内，以方便就近走线。
结合参见图2至4，第二侧壁22朝向第一侧壁21的一面为绕线槽23的槽底，绕线槽23的槽底包括第一底面231和第二底面232，第一底面231位于绕线部24的一侧，第二底面232位于绕线部24的另一侧，第一底面231和第二底面232均为平面。这样有利于定子绕线，提高绕线槽23的槽满率进而提高电机的性能。
优选地，第一底面231与绕线部24的侧壁面之间的夹角的取值范围是75度至90度，第二底面232与绕线部24的侧壁面之间的夹角的取值范围是75度至90度。这样有利于绕线，而且能够提高槽满率，进而更好地提高电机的性能。
优选地，为了增加爬电距离，提高电机绝缘骨架的安全性，第二侧壁22的朝向绕线槽23的一面的沿走线槽221的延伸方向的两个边沿均设置有第二凸起222，第二凸起222朝向第一侧壁21的方向延伸。
第一侧壁21的远离绕线槽23的一面的沿走线槽221的延伸方向的两个边沿均设置有第一凸起211，第一凸起211向远离第二侧壁22的方向延伸。若定子的两个绝缘骨架之间存在间隙则使得电气爬电距离不足，容易造成漏电事故，而在电气爬电时是沿着物体的表面爬电，因而设置第一凸起211和第二凸起222后增加的电机绝缘骨架的表面积，进而增加了电气的爬电距离，保证了电机运行安全性。
优选地，为了避免电机绝缘骨架成圆后造成的两个电机绝缘骨架之间存在间隙，进而避免定子铁芯90外露，第二侧壁22的沿走线槽221的延伸方向的其中一个边沿上设置有第三凸起223，第二侧壁22的沿走线槽221的延伸方向的另一个边沿上设置有避让凹槽224。通过第三凸起223和避让凹槽224之间的配合可以保证电机绝缘骨架在成圆后相邻两个下骨架20之间无间隙，进而避免了定子铁芯90外露，从而避免了绕组与定子铁芯90接触，避免了漏电，减少了安全隐患，保证了电机的运行安全。
结合参见图1、9和10，电机绝缘骨架还包括接线片30，上骨架10上设置有接线槽11，接线片30插入接线槽11内且接线槽11的内壁面与接线片30的外壁面贴合，由此能够保证接线片30与接线槽11之间没有间隙，进而保证接线片30的紧固固定。
在本实施例中，接线片30包括固定弹片31、接线弹片32和焊料孔33。接线片30的整体为电导体材质。
固定弹片31包括固定连接在接线片30的主体的固定端和逐渐远离接线片30的主体的自由端，固定弹片31的固定端的高度低于固定弹片31的自由端的高度，接线槽11内设置有与固定弹片31配合的固定卡槽。这样当接线片30插入接线槽11内后，固定弹片31能够顺利卡入接线槽11的侧壁的固定卡槽内，实现自动结合锁住、安装牢固，防止接线片30从接线槽11内脱落。
接线弹片32包括固定在接线片30的主体上的固定端和远离接线片30的主体的自由端，接线弹片32沿远离固定弹片31的方向延伸，绕组可以通过焊接或其它固定方式固定在接线弹片32上进而实现电连接。
结合参见图12，优选地，接线片30上的主体上包括搭线槽34。搭线槽34是由接线片30的主体的边沿向内凹陷形成，且搭线槽34位于与接线弹片32对应的位置处。搭线槽34可以用于搭设绕组，方便绕组与接线弹片32固定，且保证绕组与接线弹片32连接稳固，同时搭线槽34方便自动化绕线。
接线片30上具有焊料孔33，焊料孔33沿接线片30的厚度方向贯穿接线片30，当控制板内置时，以保证接线片30与其它部件焊接时的焊接稳固，同时保证良好的导电性，避免接触不良的情况。当控制板外置时，焊料孔33可以作为电源线引出线的引出孔，方便电源线引出。
根据本发明的另一方面，电机包括定子铁芯90、电机绝缘骨架和绕组，电机绝缘骨架固定连接在定子铁芯90上，该电机绝缘骨架为上述的电机绝缘骨架，绕组缠绕在电机绝缘骨架的绕线槽23内，沿走线槽221走线并连接至接线片30的接线弹片32。
电机包括多个电机绝缘骨架，各电机绝缘骨架均包括一个接线片30，电机还包括控制板，各接线片30具有与控制板焊接的焊接端，多个接线片30的焊接端均与控制板焊接以安装控制板。
需要说明的是，电机的多个电机绝缘骨架可以一体注塑成型，这样第二侧壁22之间为一体结构，也可以分别成型后组装，例如，多个电机绝缘骨架可通过细桥或其它方式相互连接形成一个整体。
本实施例中的具有该电机绝缘骨架的电机装配过程如下：
在本实施例中，该电机绝缘骨架应用于一种链式电机，在其它实施例中可以应用其它电机。
通过设备先分别将上骨架10和下骨架20和链式定子铁芯90展开成直条，然后再将上骨架10和下骨架20依次套入链式定子铁芯90上，通过上骨架10、下骨架20和链式定子铁芯90间的配合组装使得装配后的安装牢固，然后，把接线片30插入上骨架10的接线槽11内，接线片30的固定弹片31与接线槽11内固定卡槽配合限位接线片30，接线片30的外壁与接线槽11的内壁匹配固定接线片30，用绕线机将绕组绕在电机绝缘骨架的绕线槽23上，绕完线后将U、V、W三相线的绕组分别沿着三条走线槽221分开走线，走好线后开始接线，将留出的U、V、W三相线的绕组分别焊接到接线片的接线弹片32上，且接线牢固。
接好线后将展开式定子铁芯90成圆，然后把绝缘套套在各接线片30处，装配好后即完成定子组装。通过工装夹具和设备将定子压入机壳或将定子塑封，制造成定子总成。之后，将制作好的永磁转子装入定子总成中。然后，装入控制板，将U、V、W三相的接线片30与控制板的U、V、W三相一一对应焊接好，同时利用接线片30及电机绝缘骨架固定好控制板。最后总装，压入端盖，完成电机整机的装配。
上述过程仅是其中一种电机的装配方式，此种装配方式能够适用于较高的自动化生产。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：该电机绝缘骨架的结构简单，安装方便可靠，通过设置多个走线槽，使不同的走线槽位于不同高度上，不同相线的绕组沿不同的走线槽走线将各相绕组分开过线，从根源上消除了绕组相间过线引起的短路或被击穿的质量隐患。走线槽的槽底面为平面解决了定子成圆时绕组松动外露或被崩断。通过第一凸起、第二凸起和第三凸起消除了相邻两个电机绝缘骨架之间的间隙，避免了定子铁芯外露，同时增加了电气爬电距离，消除了绕组之间、绕组与定子铁芯之间的安全隐患。绕线槽的槽底的第一底面和第二底面为平面有利于定子绕线，提高槽满率和电机性能，同时更加方便自动化绕线，提高了绕线效率。接线片安装简单、方便且可靠吗，解决了绕组接线及安装困难的难题。此外，接线片能够将各相绕组与控制板连接导通，同时接线片还可以安装固定控制板，将接线片焊接在控制板上，并在需要的接线片上连接绕组，不需要的接线片上连接绕组，仅用于支撑控制板，减少了支撑部件，节省了空间。该电机绝缘骨架能够适用于较高的自动化生产中。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种电机绝缘骨架，其特征在于，所述电机绝缘骨架包括上骨架(10)和下骨架(20)，所述上骨架(10)与所述下骨架(20)固定连接，所述下骨架(20)包括：
第一侧壁(21)；
第二侧壁(22)，所述第二侧壁(22)间隔于所述第一侧壁(21)设置以构成所述下骨架(20)的绕线槽(23)，所述第二侧壁(22)的远离所述绕线槽(23)的一侧设置有多个走线槽(221)，所述多个走线槽(221)沿所述下骨架(20)的高度方向依次设置；
绕线部(24)，所述绕线部(24)位于所述第一侧壁(21)和所述第二侧壁(22)之间，并将所述第一侧壁(21)和所述第二侧壁(22)连接；
所述第一侧壁(21)的远离所述绕线槽(23)的一面的沿所述走线槽(221)的延伸方向的两个边沿均设置有第一凸起(211)，所述第一凸起(211)向远离所述第二侧壁(22)的方向延伸。
2.根据权利要求1所述的电机绝缘骨架，其特征在于，所述多个走线槽(221)的槽底面(2211)均为平面。
3.根据权利要求2所述的电机绝缘骨架，其特征在于，所述第二侧壁(22)朝向所述第一侧壁(21)的一面为所述绕线槽(23)的槽底，所述绕线槽(23)的槽底包括第一底面(231)和第二底面(232)，所述第一底面(231)位于所述绕线部(24)的一侧，所述第二底面(232)位于所述绕线部(24)的另一侧，所述第一底面(231)和所述第二底面(232)均为平面。
4.根据权利要求3所述的电机绝缘骨架，其特征在于，所述第一底面(231)与所述绕线部(24)的侧壁面之间的夹角的取值范围是75度至90度，所述第二底面(232)与所述绕线部(24)的侧壁面之间的夹角的取值范围是75度至90度。
5.根据权利要求1所述的电机绝缘骨架，其特征在于，所述第二侧壁(22)的朝向所述绕线槽(23)的一面的沿所述走线槽(221)的延伸方向的两个边沿均设置有第二凸起(222)，所述第二凸起(222)朝向所述第一侧壁(21)的方向延伸。
6.根据权利要求1所述的电机绝缘骨架，其特征在于，所述第二侧壁(22)的沿所述走线槽(221)的延伸方向的其中一个边沿上设置有第三凸起(223)，所述第二侧壁(22)的沿所述走线槽(221)的延伸方向的另一个边沿上设置有避让凹槽(224)。
7.根据权利要求1所述的电机绝缘骨架，其特征在于，所述电机绝缘骨架还包括接线片(30)，所述上骨架(10)上设置有接线槽(11)，所述接线片(30)插入所述接线槽(11)内且所述接线槽(11)的内壁面与所述接线片(30)的外壁面贴合。
8.根据权利要求7所述的电机绝缘骨架，其特征在于，所述接线片(30)包括：
固定弹片(31)，所述固定弹片(31)包括固定连接在所述接线片(30)的主体的固定端和逐渐远离所述接线片(30)的主体的自由端，所述固定弹片(31)的固定端的高度低于所述固定弹片(31)的自由端的高度，所述接线槽(11)内设置有与所述固定弹片(31)配合的固定卡槽；
接线弹片(32)，所述接线弹片(32)沿远离所述固定弹片(31)的方向延伸。
9.根据权利要求7所述的电机绝缘骨架，其特征在于，所述接线片(30)上具有焊料孔(33)，所述焊料孔(33)沿所述接线片(30)的厚度方向贯穿所述接线片(30)。
10.一种电机，包括定子铁芯(90)、电机绝缘骨架和绕组，所述电机绝缘骨架固定连接在所述定子铁芯(90)上，其特征在于，所述电机绝缘骨架为权利要求1至9中任一项所述的电机绝缘骨架，所述绕组缠绕在所述电机绝缘骨架的绕线槽(23)内，沿所述走线槽(221)走线并连接至接线片(30)的接线弹片(32)。
11.根据权利要求10所述的电机，其特征在于，所述电机包括多个所述电机绝缘骨架，各所述电机绝缘骨架均包括一个所述接线片(30)，所述电机还包括控制板，各所述接线片(30)具有与所述控制板焊接的焊接端，所述多个接线片(30)的焊接端均与所述控制板焊接以安装所述控制板。
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