CN105340156B - 用于电动增压器的定子组件 - Google Patents

Abstract

用于电动增压机的定子组件，电动增压器包括电动机，例如，开关磁阻电动机。该电动机包括定子组件(101)，该定子组件包括多对绕组(103A‑C)，每对绕组(103A‑C)包括用于形成第一极的第一绕组和用于形成相反的第二极的第二绕组，每个绕组具有输入端子(105)和输出端子(107)。每对绕组(103A‑C)的端子(105,107)设置成使得所述第一和第二绕组的输入端子(105)彼此相邻，并且所述第一和第二绕组的输出端子(107)彼此相邻。

Description

用于电动增压器的定子组件

技术领域

本发明涉及电动增压器，并且特别涉及包括具有定子组件的电动机的电动增压器。

背景技术

图1a和1b展示了用于电动增压器的定子组件，本发明在其基础上进行研发。该电动增压器（未示出）包括开关磁阻电动机。该电动机的定子组件1具有六个绕组3，该绕组3设置成三对（每对绕组包括两个绕组3A, 3B, 3C，其与另一绕组相对形成相反极）。每个绕组3为缠绕金属芯的电线圈。每个绕组3具有与其相关的输入端子5和输出端子7。这些端子可以连接至能量源（图1a中未示出）。在图1a和1b的定子组件中，端子5,7在每个各自的绕组3上直接延伸。因此，该端子5,7设置成环（由12个端子形成，在每个各自绕组3上的输入端子5和输出端子7按顺序成对）。

为了控制绕组通电，该定子组件包括控制模块（在图1b中用附图标记9笼统表示）。该控制模块9包括微处理器（未示出），用于确定和控制绕组3的通电顺序的；三个功率控制模块11A，11B，11C，每个设置成向成对绕组3A, 3B, 3C之一供电；以及走线13，其将每对绕组3A, 3B, 3C连接至各功率控制模块11A, 11B, 11C。为了清晰起见，图1b中仅展示了涉及一对绕组3B的元件（除了所有的3个功率控制模块11A-C外）。

走线13（在图1b中仅以简化的形式示出）由逐层堆叠的3个PCB层形成，每层与各对绕组3A-C相关。每层具有将成对绕组的输入端子5连接在一起的第一线路15、将同一对的绕组的输出端子7连接在一起的第二线路17，以及使各功率模块11A-C的I/O终端与第一和第二线路15,17相连的另外的线路19。

这样的走线设置是复杂的，并且可能因此增加控制模块的成本。此外，叠层走线导致多层PCB，并且因此，导致控制模块相对较厚，从成本的角度和/或从PCB的与增压器的周围部件相互作用的角度来说，这是不受欢迎的。

发明内容

本发明力图消除或减轻至少一些上述缺点。

根据本发明的第一方面，提供一种电动增压器，其包括电动机，该电动机包括定子组件，该定子组件包括多对绕组，每对绕组包括用于形成第一极的第一绕组和用于形成相反的第二极的第二绕组，每个绕组具有输入端子和输出端子，且其特征在于，每对绕组的端子设置成使得所述第一和第二绕组的输入端子彼此相邻，并且所述第一和第二绕组的输出端子彼此相邻。通过设置所述第一和第二绕组的输入端子彼此相邻以及所述第一和第二绕组的输出端子彼此相邻，可以消除对复杂的走线层的需求。本发明认识到，实际上，从绕组延伸的电线可以代替走线，从而提供改进的解决方案。

该输入端子为电流流入绕组所经的端子。该输出端子为电流流出绕组所经的端子。例如，从输入端子至输出端子存在电压降。

该第一极可以为，例如， 南极，并且该第二极可以为北极（或反之亦然）。应该意识到，每个绕组形成的极取决于绕组的方向和/或电流流经绕组的方向。

原则上，所述第一和第二绕组可以处于任何不同的相对位置。然而，在本发明的更优选的实施方案中，第一和第二绕组彼此相对。

每对绕组的两对端子可以彼此远离（例如，在定子组件的相反侧）。但是，更优选地，每对绕组的两对端子彼此相邻。这样的设置可以（通过，例如，功率模块）有助于同时到绕组对的输入端子和输出端子的直截了当的电连接，而不需要过多的走线或其它电连接件以触及一对或两对端子。应该认识到，每对绕组的两对端子可以相邻，同时仍在某种程度上隔开。每对绕组的两对端子优选设置成按顺序围绕该定子组件。例如，当绕所述定子组件移动时，可以遇到第一对绕组的成对输入端子和成对输出端子，然后是第二对绕组的成对输入端子和成对输出端子，依次类推至多对绕组的任何剩下的成对绕组等。每对绕组的两对端子优选在周向方向不交叉。各对端子可远离其与之相关的各对绕组。

第一和第二绕组的每对端子中的端子彼此相邻。应该认识到，即使在某种程度上隔开，这些端子还是相邻的。但是，在本发明的一些实施例中，每对端子的端子之间基本上没有空隙，使得（第一和第二绕组的每对端子中的）端子彼此直接相邻。第一和第二绕组的每对端子中的端子可以发生电短路。因此，该第一和第二绕组优选并联连接。可以通过将端子硬接线在一起，使每对端子中的端子短路，但更优选地，可以通过中间电连接器连接成对端子（例如，当控制模块安装在增压器中时）使端子短路。

该电动机可以为磁阻电机，优选为可变磁阻电动机，并且更优选为开关磁阻电动机（SRM）。所述电动机可以包括控制模块，该控制模块用于控制定子组件中每对绕组的通电。例如，该控制模块可以选择性地使成对绕组通电以产生一变化的、且优选地旋转的磁场。所述控制模块可设置成在任何一次中选择性地使多于一对绕组通电。该控制模块可以包括多个功率模块，每个功率模块可以设置成向成对绕组之一供电。每对绕组接收到的信号的波形可以是相同的。每对绕组接收到的信号彼此可以是至少部分异相的。

在包括多个功率模块的实施例中，每对绕组的成对输入和/输出端子彼此相邻，使得每对端子可以通过单独的连接（例如，没有介入线路）与所述功率模块相连。因此，可以轻易接入每对绕组的输入和输出端子。优选地，一个功率模块与其输入和输出端子之间的连接，以及另一功率模块与其各自的输入和输出端子之间的连接不交叉。

每个绕组优选地为电线圈的形式，该绕组可以缠绕着芯。

该绕组优选地设置成环。每对绕组中的第一和第二绕组可以彼此在直径上对置。每个绕组的输入和输出端子可以位于通向/来自绕组的各输入和输出电线的末端上。每个绕组的输入和输出电线可以在大致圆周方向延伸，使得端子在圆周上远离其各自的绕组。在成对相邻端子内的端子优选位于该环的小于10度，并且更优选地小于5度的扇区内。

该端子优选地沿绕组径向向内定位。

所述定子组件可以包括多对绕组。该定子组件可以包括三对绕组。

根据本发明的另一方面，提供用于电动增压器的定子组件，该定子组件包括多对绕组，每对绕组包括用于形成第一极的第一绕组和用于形成相反的第二极的第二绕组，每个绕组具有输入端子和输出端子，且其特征在于，每对绕组的端子设置成使得所述第一和第二绕组的输入端子彼此相邻，并且所述第一和第二绕组的输出端子彼此相邻。所述定子组件优选用于电动增压器中，该电动增压器如在此结合本发明的第一方面所述。

根据本发明的另一方面，提供一种与电动增压器结合的内燃机，该电动增压器如在此结合本发明的第一方面所述。

与本发明的一个方面结合描述的任何特征同样适用于本发明的任何其它方面，并且反之亦然。例如，结合本发明的第一方面的电动增压器描述的任何特征同样适用于本发明的第二方面的定子组件。

附图说明

现在结合附图，仅通过实施例的方式描述本发明的各种实施例，其中：

图1a展示了本发明在其基础上进行研发的电动增压器的定子组件的部分分解的透视图；

图1b为图1a的定子组件的平面视图，该图还展示了控制模块；

图2为根据本发明的第一方面的定子组件的透视图；

图3为图2的定子组件中的第一和第二绕组（形成成对绕组）的透视图；

图4为图2的定子组件的平面视图，该图还展示了控制模块；

图5a-e为展示如何构建本发明的第一实施例的定子组件的透视图；

图6为根据本发明的第二实施例的定子组件；以及

图7为图6的定子组件中的第一和第二绕组（形成成对绕组）的透视图。

具体实施方式

图1a和1b展示了电动增压器中的定子组件，本发明在其基础上进行研发。如上解释，该定子组件包括控制模块，该控制模块包括走线13以使每对绕组3A, 3B, 3C连接至各自的功率控制模块11A, 11B, 11C。该走线13（在图1b中以简化形式示出）由逐个堆叠的三个PCB层形成，每层与成对绕组3A-C相关。这样的走线设置是复杂的，并且可能因此增加该定子组件的成本。此外，叠层走线导致PCB相对较厚，从成本的角度和/或从PCB的与增压器的周围部件相互作用的角度来说，这是不受欢迎的。

图2展示了根据本发明的第一实施例的定子组件101。该定子组件101包括设置成环的6个绕组103。每个绕组由电线圈形成。该绕组缠绕金属芯。所述绕组103可以划分成在直径上对置的成对绕组103A-C，绕组对中的每个绕组103设置成当通过控制模块109（图2和3中未示出，但结合图4在下文中进行了描述）通电时，形成彼此间相反的极性。在每对绕组内，用于形成一个极的绕组用浅色电线表示，而用于形成相反极的绕组用深色线表示。

每个绕组具有输入端子105和输出端子107（输入和输出的命名取决于电流绕该绕组流动的方向）。与图1a和1b的定子组件相比，每个绕组的端子（在此也指的是终端）远离该绕组。这最清楚地示于图3，其中展示了分离的成对绕组103A。现在参见图3，该成对绕组103A包括第一绕组103’（在左边）和第二绕组103’’（在右边）。端子105,107从第一绕组103’围绕环在大致圆周方向顺时针延伸，使得输入端子105和输出端子107远离所述绕组103’。在第二绕组103’’上的端子也以相同方式但以逆时针方向延伸。因此，在所述成对绕组103A的所述第一和第二绕组103’, 103’’的输入端子105彼此直接相邻，并且所述第一和第二绕组103’, 103’’的输出端子也彼此直接相邻。

和每对绕组103A-C的共同端子105,107彼此直接相邻一样，每对绕组的两对端子（即，成对输入端子105和成对输出端子107）彼此相邻（但彼此不直接相邻，因为其在圆周上隔开）。然而，每对绕组103A-C的两对端子足够接近，使得，成对端子大致围绕所述定子组件的环（参见图2）。

已经发现，以这种方式设置该端子特别有优势，现在结合图4进行解释，并与图1b进行对照。图4展示了与控制模块109结合的第一实施例的定子组件101。该控制模块109包括用于确定和控制绕组103的通电顺序的微处理器（未示出），以及三个功率控制模块111A-C，每个功率控制模块设置成向成对绕组103A-C之一供电。与图1b中所示的控制模块相比，本发明的第一实施例的控制模块109不包括复杂和交叉的走线设置。相反，每对绕组103A-C的输入端子105和输出端子107彼此成对地相邻，从而能够将各自的功率模块111A-C的I/O终端121同时连接至该两个输入端子105和两个输出端子107。此外，由于每对绕组的两对端子（即，成对输入端子105和成对输出端子107）彼此相邻，该功率模块111A-C可以紧密靠近每对绕组的两对端子，从而排除对长或复杂走线的需求。

图5a至5e展示了不同构建阶段的定子组件。图5a展示了两个相邻的绕组（来自成对绕组103A的第一绕组，以及成对绕组103B的第二绕组）每个绕组由电线圈形成。该绕组缠绕金属芯127。支撑结构129附着芯127的径向外表面（为了清晰起见，在图5a中仅标记一个绕组的线圈125、芯127和支持结构129）。附着各绕组缠绕的芯的支撑结构用舌槽设置123连接在一起（参见图5b）。另外两组绕组以相似方式连接在一起，接着形成6个绕组的环（参见图5c和5d）。然后，将所有的绕组连接在一起。彼此在直接上对置的绕组限定一对绕组103A-C。从各绕组延伸的输入和输出电线的末端各限定输入端子和输出端子105，107。这些端子设置成当所述绕组设置成环时，每对绕组中的输入端子105彼此相邻，并且每对绕组中的输出端子107彼此相邻。如图5e所示，一旦所述绕组连接在一起，每对绕组的两条输入电线缠结在一起并且每对绕组终端两条输出电线缠结在一起（为了清晰起见，图2所示的电线没有缠结在一起）。

图6和7展示了本发明的第二实施例。除了电线从绕组的不同方向延伸使得成对端子相对于绕组定位不同之外，该第二实施例与第一实施例相同。

本发明的第二实施例的定子组件包括三对绕组203A-C，每对绕组由在直径上对置的绕组形成。如最佳示于图7，并且与本发明的第一实施例相比，每个绕组203的电线在大致相反的圆周方向延伸。每对绕组的第一绕组和每对绕组的第二绕组是彼此的镜像图像，使得每对绕组的输入端子205彼此直接相邻，并且每对绕组的输出端子207彼此直接相邻（为了清晰起见，图6仅展示了单对绕组203C的两对端子）。这样的设置使每对端子中的端子能够由功率模块（未示出）的单个连接件同时连接。

当上述的本发明结合特定的实施例进行说明时，本领域的技术人员应当明白本发明本身可为不限于上述的不同变形例。在上述的说明中，所提及的已知的整体或元件，对于可预测的等同物来说是明显的，这种等同物在此正如单独说明一样被合并。权利要求用于确定本发明的真实范围，其应当解释为包含任何的这种等同物。读者应当理解本发明被描述为优选的，有利或便利的整体或特征为可选择的，并非限制独立权利要求的范围。

Claims (7)

1.一种用于电动增压器的定子组件，所述定子组件包括多对绕组，每个绕组均为缠绕在金属芯(127)上的电线圈的形式，每对绕组包括用于形成第一极的第一绕组和用于形成相反的第二极的第二绕组，其中每对绕组中的所述第一和第二绕组彼此在直径上对置，并且其中每对绕组设置成通过控制模块(109)通电，所述控制模块(109)可以选择性地使所述多对绕组通电以产生旋转磁场，每个绕组具有输入端子和输出端子，且

其特征在于，每对绕组的端子设置成使得所述第一和第二绕组的输入端子彼此相邻且电连接在一起，并且所述第一和第二绕组的输出端子彼此相邻且电连接在一起，使得所述第一绕组和第二绕组并联连接。

2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，每对绕组的两对端子彼此相邻。

3.根据权利要求1或2所述的定子组件，其特征在于，每个绕组的输入和输出端子位于通向/来自所述绕组的各输入和输出电线的末端上，并且每个绕组的输入和输出电线在大致周向方向上延伸，使所述端子周向地远离其各绕组。

4.根据权利要求3所述的定子组件，其特征在于，所述端子沿绕组径向向内定位。

5.一种电动增压器，其包括电动机，所述电动机包括前面任一项权利要求所述的定子组件。

6.根据权利要求5所述的增压器，其特征在于，所述电动机为开关磁阻电动机(SRM)，并且所述电动机包括用于选择性地使所述定子组件的成对绕组中的每一对通电的控制模块。

7.根据权利要求6所述的增压器，其特征在于，所述控制模块包括多个功率模块，每个功率模块设置成向成对绕组之一供电。