CN105811628B - 带有改进楔形件的旋转电机的电枢 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种旋转电机的电枢。该旋转电机的电枢包括配置成闭合缠绕有线圈的狭槽的开口并且支撑设置于狭槽的左右侧的线圈以防止线圈从芯脱离的楔形件。该楔形件包括具有大致V形截面的主板。另外，楔形件的支撑板在主板内与主板结合并且配置成在主板伸展的方向上支撑主板以维持主板的形状。

Description

带有改进楔形件的旋转电机的电枢

技术领域

本公开涉及一种旋转电机的电枢，更具体而言涉及一种带有改进的楔形件的旋转电机的电枢。

背景技术

一般而言，电机是将电能转换成机械能或将机械能转换成电能的能量转换机器诸如包括电动机和发电机的旋转电机。近来，已经开发了各种类型的旋转电机来提高效率和功率密度。车辆也包括多个电动机和发电机。例如，作为环保车辆的电动汽车、混合动力车和燃料电池汽车包括作为用于驱动的动力源的驱动电动机，并且其他车辆使用各种类型的电动机诸如用于各种机器的致动器。

如在本领域中众所周知，旋转电机具有定子和转子，其中定子包括芯和附着在芯上或嵌入芯内的永久磁铁，并且转子包括芯和缠绕(例如，卷绕)在芯的狭槽的线圈。然而，上述配置仅是示例性的。换言之，线圈可以缠绕在定子而不是转子，并且永久磁铁也可以附着在转子而非定子上。另外，在绕线转子同步电动机(WRSM)中，转子和定子均具有线圈绕组。在旋转电机中，缠绕有线圈的定子或转子称为电枢(armature)，并且在下列描述中，经由狭槽缠绕有线圈的转子芯或定子芯将被称为电枢芯。

此外，在旋转电机的电枢中，使用楔形件(wedge)固定和支撑缠绕着狭槽的线圈的位置并且防止线圈从电枢脱离。楔形件设置在电枢芯内缠绕有线圈的狭槽内或狭槽的开口内，以固定和支撑线圈并且防止线圈从电枢芯脱离。然而，由于楔形件经由开口在轴向上插入且在线圈缠绕电动机的定子狭槽之后组装，因此现有技术的楔形件会降低组装效率。另外，现有技术的楔形件具有复杂的配置并且要求复杂组装过程，这会导致重量和制造成本的增加。

图1是示出根据现有技术的安装具有简单结构的楔形件的电枢的示例的示例性截面图。在图1中，楔形件15设置在混合动力车的WRSM中转子芯10的狭槽12内。如图1所示，组装在芯10的狭槽12内的楔形件15闭合狭槽12的开口12a，并且支撑和固定设置于狭槽12的左右侧的线圈14以防止线圈14从芯10脱离(例如，分离)。楔形件15由塑料材料制成，并且在线圈缠绕转子芯10的狭槽12之后，将楔形件15在转子芯10的轴向上插入到狭槽12中并进行组装。

然而，由于楔形件15用塑料材料制成，因此楔形件15会缺少硬度和耐久性。另外，由于将楔形件15在轴向上插入到狭槽12中并进行组装，因此楔形件15会难以组装。换言之，当将楔形件15在芯10的轴向上插入到狭槽12中且狭槽12内的缠绕线圈14膨胀(例如，增大)或者缠绕线圈14突出到狭槽12中时，楔形件15会被线圈14挡住(例如，线圈14干扰楔形件的插入)以防止楔形件15插入到狭槽12中，并且可能要求很大的力量来将楔形件15插入到狭槽12中。此外，当在轴向上插入楔形件15时，楔形件15可能需要小心地插入到狭槽12中以防止楔形件15被狭槽12的狭窄空间内的线圈14挡住。

在该部分中所公开的上述信息仅是为了增强对本发明的背景的理解，因此可以包含不形成在本国中对本领域的普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开提供一种带有改进的楔形件的旋转电机的电枢。

一方面，本发明提供一种旋转电机的电枢，其可以包括配置成闭合缠绕有线圈的狭槽的开口并且支撑设置于狭槽的左右侧的线圈以防止线圈从芯脱离的楔形件，其中，楔形件可以包括：主板，其具有大致V形横截面且配置成插入到狭槽中以将主板的两端与芯的两个邻近齿结合；以及支撑板，其在主板内与主板结合且配置成在主板伸展的方向上支撑主板以维持主板的形状。

主板可以由具有弹性的金属板制成并且作为弹性体，当用作为大致中心的大致V形状的弯曲点闭合弹性体时其两侧能够向外伸展。主板的表面、或者主板的接触(例如，设置成邻近于)狭槽内的线圈的一个表面可以涂覆有绝缘材料，或者绝缘层可以介于主板的表面与线圈之间以使主板的表面与线圈绝缘。

另外，主板的两端可以被弯曲以形成槽状部，并且支撑板的两个侧端可以插入到主板的槽状部中并固定。此外，主板可以经由向外弯曲的结合端与芯结合。具体而言，当结合端插入到形成在芯的两个邻近齿端中的凹槽中并与凹槽结合时，结合端可以是主板的两端。

附图说明

现在将参照附图中所示的本发明的某些示例性实施方式详细描述本发明的上述及其他特征，所述附图仅通过说明的方式在下面给出且因此不限制本发明，并且其中：

图1是根据现有技术的带有楔形件的电枢的示例性横截面图；以及

图2是根据本公开的示例性实施方式的带有安装在狭槽中的楔形件的电枢的示例性横截面图。

应该理解，附图不一定要依比例，而是呈现出说明本发明的基本原理的各种优选特征的稍微简化的表示。本文中公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形状，将部分地由期望的特定应用和使用环境来确定。在附图中，附图标记在附图的几幅图中始终指代本发明的相同或等效部分。

具体实施方式

应当理解此处使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似的术语包括，诸如包括运动用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、多种商用车辆的载客汽车的机动车辆，包括各种船和艇的水运工具，航行器等，并且包括混合动力车、电动车辆、内燃车辆、插入式混合电动车辆、氢动力车辆和其它可选的燃料车辆(例如从除了石油以外的资源中获得的燃料)。如本文中所述，混合动力车是具有两个或更多个动力源的车辆，例如既有汽油动力又有电动力的车辆。

本文所使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的并且不旨在限制发明。如本文所使用的，除非上下文中清楚地另外指出，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”、和“该”也旨在包括复数形式。应当进一步理解的是，当使用在本说明书中时，术语“包括”和/或“包括有”具体指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组成的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组成和/或其组合的存在或添加。如本文所使用，术语“和/或”包括一个或多个关联列出项目的任何或全部组合。

下文将详细参照本发明的各个实施方式，其实施例在附图中图示并在下文描述。尽管将结合示例性的实施方式说明本发明，但应理解，本说明书不是要将本发明限制到这些示例性的实施方式。相反，本发明不仅要涵盖这些示例性的实施方式，还要涵盖包括在所附权利要求所限定的本发明的思想和范围内的各种选择、修改、等效物及其它实施方式。

本公开提供一种带有楔形件的旋转电机的电枢，其可以提高组装效率，具有增加的诸如硬度的耐久性，并且通过制造带有具有弹性的金属板的楔形件来使楔形件能够在电枢芯的径向方向上插入到狭槽的开口中。

图2是根据本公开的示例性实施方式的带有安装在狭槽内的楔形件的电枢的示例性横截面视图，其中楔形件15可以安装到旋转电机的电枢内狭槽12中。旋转电机可以是电动机(例如，绕线转子同步电动机(WRSM))或发电机。此外，缠绕有线圈14的电枢可以是基于电动机或发电机的类型的转子或定子。

如图2中所示，线圈14可以缠绕在旋转电机的电枢内的芯10的狭槽12，并且楔形件15可以组装在电枢芯10的狭槽12内且配置成支撑和固定设置于狭槽12的左侧和右侧的线圈14并且闭合狭槽12的开口12a以防止线圈14从芯10脱离。

另外，楔形件15可以具有如图2所示的大致V形的横截面。楔形件15可以包括主板15a，其可以插入到电枢芯10的狭槽12中并且主板的两端可以与芯10的两个邻近齿端11’结合；以及支撑板15c，其可以在主板15a内与主板15a结合并且配置成维持主板15a的形状。主板15a可以由具有弹性的金属板制成。例如，主板15a可以由弹性的钢材制成。

主板15a可以具有大致V形横截面，并且被制造为弹性体。此外，当用作为大致中心的大致V形的弯曲点15d闭合弹性体时，弹性体的两侧可以向外伸展。另外，主板15a的表面、或者主板15a的接触狭槽12内的线圈14的一个表面可以涂覆有绝缘材料。可选地，绝缘层(例如，绝缘纸)可以介于主板15a的表面与线圈14之间以使主板15a的表面与线圈14绝缘。在图2中，15b表示由绝缘涂层或绝缘纸形成的绝缘层。

主板15a的两端可以被弯曲以形成支撑板15c的侧端可以插入并固定的槽状部15e。此外，主板15a可以在两端处包括结合端15f，其可以在与槽状部15e的突出方向(例如，向外)相反的方向上被弯曲以允许结合端15f插入到形成在芯10的齿端11’的凹槽11a中并且与凹槽11a结合。

主板15a的结合端15f可以通过主板15a的弹性而保持与齿端11’的凹槽11a结合以向外伸展。此外，支撑板15c可以配置成当两个侧端插入主板15a的槽状部15e或与槽状部15e结合时支撑主板15a。另外，支撑板15c可以配置成在插入到芯10的凹槽11a中之后固定主板15a的结合端15f。支撑板15c可以以金属材料或塑料材料的大致平板的形状制造。此外，支撑板15c可以配置成闭合开口12a。下面将描述将具有上述结构的楔形件15插入到电枢芯10的狭槽12中的过程。

在线圈14缠绕电枢芯10的狭槽12之后，主板15a可以使用作为大致中心的弯曲点15d来闭合，并且可以将楔形件15经由孔12a在径向方向上插入到狭槽12中。因此，可以通过将主板15a的结合端15f插入到形成在芯10的齿端11’的凹槽11a中来固定主板15a。

另外，形成狭槽12的芯10的内壁可以通过将绝缘纸113或绝缘膜介于芯10的内壁与线圈14之间而与线圈14绝缘。可选地，主板15a可以在轴向上而非径向方向上插入到狭槽12中并进行组装。具体而言，在主板15a的结合端15f在齿端11’处与凹槽11a结合之后，主板15a可以在轴向上滑动。当主板15a固定时，支撑板15c可以在轴向上插入到狭槽12中并进行组装。换言之，当支撑板15c的两个侧端与主板15a的槽状部15e结合时，支撑板15c可以在轴向上滑动。当如上所述主板15a和支撑板15c组装在狭槽12中时，主板15a可以配置成在闭合狭槽12的开口12a的同时支撑和固定设置于狭槽12的左右侧的线圈14以防止线圈14从芯10脱离。

在具有如上所述的结构的电枢中，与由塑料材料制成的常规楔形件相比，该楔形件可以具有改进的耐久性。另外，由于各个楔形件的主板可以在径向方向上而非轴向上插入到狭槽中并进行组装，因此在组装期间可以防止线圈的干扰，这与常规楔形件相比造成组装效率的提高。

已经参照其示例性实施方式详细地描述了本发明。然而，本领域的技术人员应理解，在不偏离本发明的原理和实质的情况下可以在这些示例性实施方式中作出改变，本发明的范围在所附权利要求书及其等同物中限定。

Claims (5)

1.一种旋转电机的电枢，包括：

楔形件，其配置成闭合缠绕有线圈的狭槽的开口并且支撑设置于所述狭槽的左右侧的所述线圈以防止所述线圈从芯脱离，

所述楔形件包括：

主板，其具有大致V形状横截面并且插入到所述狭槽中以将所述主板的两端与所述芯的两个邻近齿结合；以及

支撑板，其在所述主板内与所述主板结合且配置成在所述主板伸展的方向上支撑所述主板以维持所述主板的形状，

其中，所述主板的两端被弯曲以形成槽状部，并且所述支撑板的两个侧端插入到所述主板的槽状部中并固定。

2.根据权利要求1所述的电枢，其中，

所述主板由具有弹性金属材料制成并且作为弹性体，当使用作为大致中心的所述大致V形状的弯曲点来闭合所述弹性体时两侧能够向外伸展。

3.根据权利要求1所述的电枢，其中，

所述主板或所述主板的接触所述狭槽内的所述线圈的一个表面涂覆有绝缘材料，或者绝缘层介于所述主板的表面与所述线圈之间以使所述主板的表面与所述线圈绝缘。

4.根据权利要求1所述的电枢，其中，

当结合端插入到形成在所述芯的两个邻近齿端中的凹槽中并与所述凹槽结合时，所述主板经由向外弯曲的所述结合端与所述芯结合，所述结合端是所述主板的两端。

5.根据权利要求1所述的电枢，其中，

绝缘纸或绝缘膜介于所述线圈与所述芯的内壁之间以使所述芯的内壁与所述线圈绝缘。