CN105471150A - 一种绝缘骨架、电机定子、电机及空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种绝缘骨架，涉及电机技术领域。该绝缘骨架包括环状围绕的外圆壁和内圆壁，及连接在外圆壁和内圆壁间的绕线部，绕线部的上表面倾斜于下表面，且上表面连接内圆壁的一端高于连接外圆壁的另一端。同时公开一种包括绝缘骨架的电机定子、电机及空调。本发明削弱绝缘骨架内圆壁在绕线过程中受到的集中应力，避免绝缘骨架破损；有利于绕线时铜线沿绕线部上表面的内圆壁侧滑至外圆壁侧，优先填充外圆壁侧，再填充至内圆壁侧，方便绕组在铁芯槽内排线，避免铁芯槽槽口处铜线堆积现象，使铁芯槽内尽可能多的填充铜线，提高槽满率；当相邻分块铁芯相互拼接时，无需再对铁芯槽内铜线的排布进行整形，方便铁芯间相互拼接，提高生产效率。

Description

一种绝缘骨架、电机定子、电机及空调

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及电机中的绝缘骨架、具有绝缘骨架的电机定子、具有电机定子的电机及具有电机的空调。

背景技术

绝缘电机主要由定子和转子组成，电机定子一般采用绝缘骨架来绝缘。绝缘骨架是一种设置于电机定子端部，并且具有过线结构设计的注塑件。现有绝缘骨架均采用ABS、PTT或者PET材料形成一体成型结构，如图1所示，绝缘骨架包括环状围绕的外圆壁1’和内圆壁2’，以及连接在外圆壁1’和内圆壁2’之间的用于缠绕定子绕组(如绕制铜线)的多个绕线部3’，每个绕线部3’的上表面31’和下表面32’平行设置，内圆壁2’和外圆壁1’均垂直于绕线部3’的上表面31’。此种绝缘骨架结构存在以下几方面的缺点：

(1)骨架破损。当绕制铜线时，会因为绝缘骨架的内圆壁2’在绕线过程中受到集中应力F_b过大而导致绝缘骨架破损，内圆壁2’受力情况具体如图2所示，其中，在图2中，α为30°，此时，内圆壁2’受到的集中应力 $F_b=\frac{1}{2\sqrt{3}}*F_1.$

(2)结构设计困难。绝缘骨架结构在设计时需要考虑内圆壁2’在绕线过程中的受力情况，若其受到的集中应力过大，则需要增加内圆壁2’的厚度；如图3所示，当内圆壁2’厚度增加后，绕线槽内面积减小，槽满率降低，严重影响电机性能。

(3)绕线、整形困难。当相邻分块铁芯拼接后进行绕线时，由于靠近外圆壁1’处的铁芯槽槽底的面积大于靠近内圆壁2’处的铁芯槽槽口的面积，且铜线外表面光滑，铜线移动，可能出现铁芯槽槽口处铜线堆积的现象(参见图4中A区域)，需要再次对铁芯槽槽口处的铜线进行整形，增加分块铁芯绕线及装配难度。

基于以上所述，亟需一种绝缘骨架、具有该绝缘骨架的电机定子、具有电机定子的电机及具有该电机的空调，以解决现有绝缘骨架存在的以上技术问题。

发明内容

本发明的第一个目的是提出一种绝缘骨架，能够解决现有绝缘骨架容易破损，结构设计难度大，分块铁芯绕线及装配难度大的问题。

本发明的第二个目的是提出一种包括以上所述的绝缘骨架的电机定子。

本发明的第三个目的是提出一种包括以上所述的电机定子的电机。

本发明的第四个目的是提出一种包括以上所述的电机的空调。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种绝缘骨架，包括环状围绕的外圆壁和内圆壁，以及连接在外圆壁和内圆壁之间的绕线部，所述绕线部的上表面倾斜于下表面设置，且上表面连接内圆壁的一端高于连接外圆壁的另一端。

作为一种绝缘骨架的优选方案，所述绕线部的上表面为一斜面，上表面与下表面之间形成的倾斜角β为5-30°。

作为一种绝缘骨架的优选方案，所述绕线部的上表面包括多个依次连接的斜面，多个斜面的倾斜方向相同，且倾斜角度不同。

作为一种绝缘骨架的优选方案，所述多个斜面由内圆壁侧向外圆壁侧方向倾斜，且倾斜角依次减小。

作为一种绝缘骨架的优选方案，所述绕线部的上表面与内圆壁之间形成倾斜角γ，倾斜角γ为60-120°。

作为一种绝缘骨架的优选方案，所述倾斜角γ为120°。

作为一种绝缘骨架的优选方案，还包括可插入定子铁芯槽内的绝缘槽，所述绕线部的下表面垂直于绝缘槽的底壁。

一种电机定子，包括如以上所述的绝缘骨架。

一种电机，包括如以上所述的电机定子。

一种空调，包括如以上所述的电机。

本发明的有益效果为：

本发明提出一种绝缘骨架，与现有绝缘骨架相对比，该绝缘骨架绕线部的上表面倾斜于下表面设置，且上表面连接内圆壁的一端高于连接外圆壁的另一端。本发明通过将绝缘骨架的绕线部上表面设计成倾斜面，一方面，能够削弱绝缘骨架内圆壁在绕线过程中受到的集中应力，有效避免绝缘骨架发生破损；另一方面，有利于绕线时铜线沿绕线部上表面的内圆壁侧(即铁芯槽槽口)滑落至外圆壁侧(即铁芯槽槽底)，优先填充外圆壁侧，然后再填充至内圆壁侧，方便绕组在铁芯槽内排线，有效避免铁芯槽槽口处铜线堆积现象，同时使铁芯槽内尽可能多的填充铜线，提高槽满率；再一方面，当相邻分块铁芯相互拼接时，无需再对铁芯槽内绕组铜线的排布情况进行整形，方便铁芯间相互拼接，提高生产效率。

附图说明

图1是现有技术提供的绝缘骨架的结构示意图；

图2是现有技术提供的内圆壁的受力分析图；

图3是现有技术提供的内圆壁厚度增加后绕组填充图；

图4是现有技术提供的绝缘骨架绕线状态示意图；图中A显示为绕组铜线堆积处；

图5是本发明实施例一提供的绝缘骨架的侧视图；

图6是本发明实施例一提供的绝缘骨架的主视图；

图7是本发明实施例一提供的内圆壁的受力分析图；

图8是本发明实施例一提供的另一种结构的内圆壁的受力分析图；

图9是本发明实施例一提供的绝缘骨架的立体图；

图10是本发明实施例一提供的绕组填充图；

图11是本发明实施例一提供的分块铁芯拼接图。

图中：

1’、外圆壁；2’、内圆壁；3’、绕线部；31’、上表面；32’、下表面；

1、外圆壁；2、内圆壁；3、绕线部；31、上表面；32、下表面；4、底壁。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图5至图11所示，本实施例提出一种优选的绝缘骨架，其包括环状围绕的外圆壁1和内圆壁2，可插入定子铁芯槽内的绝缘槽以及连接在外圆壁1和内圆壁2之间用于缠绕定子绕组的绕线部3，绝缘槽为两个绝缘骨架拼接时相邻两个绕线部3形成的槽状结构，该绝缘槽为开口朝内且从外向内开口大小逐渐减小的凹槽，方便绝缘骨架装配在定子铁芯的铁芯槽内。

在本实施例中，如图5所示，绝缘骨架绕线部3包括上表面31和下表面32，其中，上表面31倾斜于下表面32设置，且上表面31连接内圆壁2的一端高于连接外圆壁1的另一端。具体的，绕线部3的上表面31为一斜面，上表面31与下表面32之间形成一定的倾斜角β，倾斜角β优选为5-30°。

绕线部3上表面31结构的设计可以削弱绝缘骨架内圆壁2受到铜线的集中应力F_b避免绝缘骨架破损。分块式铁芯及绝缘骨架绕线后，分块铁芯槽内绕组填充情况如图10所示，由于上表面31倾斜，有利于绕线时铜线沿绕线部3上表面31的内圆壁2侧(即铁芯槽槽口)滑落至外圆壁1侧(即铁芯槽槽底)，优先填充外圆壁1侧(即铁芯槽槽底)，然后再填充至内圆壁2侧(即铁芯槽槽口)，方便绕组在铁芯槽内排线，有效避免铁芯槽槽口处铜线堆积现象，同时使铁芯槽内尽可能多的填充铜线，提高定子槽内槽面积的利用率(即槽满率)。另外，由多个分块式铁芯拼接成的定子铁芯装配本实施例的绝缘骨架后，当相邻两个分块铁芯拼接时，无需再对铁芯槽内绕组铜线的排布情况进行整形(参见图11)，方便铁芯间相互拼接，提高了生产效率。

参照图5、图7和图8，为了尽可能减少内圆壁2受到铜线的集中应力F_b，绕线部3的上表面31与内圆壁2之间形成倾斜角γ，倾斜角γ为60-120°。倾斜角γ不同，则内圆壁2受到铜线的集中应力F_b不同，因此，生产人员可根据所需绝缘骨架内圆壁2受到铜线的集中应力F_b的大小来选择倾斜角γ。具体的，当上表面31与内圆壁2形成的角度为直角(图8中倾斜角γ为90°)，且α＝π/6+β时，内圆壁2受到铜线的集中应力当上表面31与内圆壁2形成的角度为钝角(图7中倾斜角γ为120°)，且α＝π/6+β时，内圆壁2受到铜线的集中应力

上述绕线部3的上表面31不局限于一斜面结构，还可以包括多个依次连接的斜面，多个斜面的倾斜方向相同，多个斜面由内圆壁2侧向外圆壁1侧方向倾斜，且倾斜角度依次减小，如此结构可以使绕线部3上表面31连接内圆壁2的一端高于连接外圆壁1的另一端，同样具有以上技术效果。多个斜面的倾斜角角度大小可以根据加工难度和内圆壁2受到铜线的集中应力大小进行设计。

参照图6，绕线部3的下表面32垂直于绝缘槽的底壁4，定子铁芯的铁芯槽与绝缘骨架的绝缘槽相适配，可方便绝缘骨架与定子铁芯齿部的装配。

绝缘骨架为一体注塑成型结构，不仅制作方便，成本低，而且结构强度高。

实施例二

本实施例提出一种电机定子，包括如实施例一所述的绝缘骨架。该电机定子有效解决了现有绝缘骨架容易破损，结构设计难度大，分块铁芯绕线及装配难度大的问题。

实施例三

本实施例提出一种电机，包括如实施例二所述的电机定子。

实施例四

本实施例提出一种空调，该空调包括如实施例三所述的电机。

以结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种绝缘骨架，包括环状围绕的外圆壁(1)和内圆壁(2)，以及连接在外圆壁(1)和内圆壁(2)之间的绕线部(3)，其特征在于：所述绕线部(3)的上表面(31)倾斜于下表面(32)设置，且上表面(31)连接内圆壁(2)的一端高于连接外圆壁(1)的另一端。

2.根据权利要求1所述的绝缘骨架，其特征在于：所述绕线部(3)的上表面(31)为一斜面，上表面(31)与下表面(32)之间形成的倾斜角β为5-30°。

3.根据权利要求1所述的绝缘骨架，其特征在于：所述绕线部(3)的上表面(31)包括多个依次连接的斜面，多个斜面的倾斜方向相同，且倾斜角度不同。

4.根据权利要求3所述的绝缘骨架，其特征在于：所述多个斜面由内圆壁(2)侧向外圆壁(1)侧方向倾斜，且倾斜角依次减小。

5.根据权利要求1所述的绝缘骨架，其特征在于：所述绕线部(3)的上表面(31)与内圆壁(2)之间形成倾斜角γ，倾斜角γ为60-120°。

6.根据权利要求5所述的绝缘骨架，其特征在于：所述倾斜角γ为120°。

7.根据权利要求1所述的绝缘骨架，其特征在于：还包括可插入定子铁芯槽内的绝缘槽，所述绕线部(3)的下表面(32)垂直于绝缘槽的底壁(4)。

8.一种电机定子，其特征在于：包括如权利要求1至7任一项所述的绝缘骨架。

9.一种电机，其特征在于：包括如权利要求8所述的电机定子。

10.一种空调，其特征在于：包括如权利要求9所述的电机。