CN107222043A - 电动机的转子结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动机的转子结构，包括：旋转部件，限定旋转中心，并具有多个转子铁芯，该多个转子铁芯从旋转中心沿预定方向布置；多个线圈，缠绕多个转子铁芯中的每个转子铁芯；以及交叉部，其形成在旋转部件的预定区域上，缠绕一个转子铁芯的多个线圈中的一个线圈穿过交叉部到达另一个转子铁芯；其中交叉部包括内侧隔壁、中间隔壁以及外侧隔壁，这些隔壁从旋转部件的旋转中心到转子铁芯彼此间以预定距离形成；并且其中在内侧隔壁与中间隔壁之间形成有第一槽，在中间隔壁与外侧隔壁之间形成有第二槽，并且其中第二槽的深度大于所述第一槽的深度。

Description

电动机的转子结构

技术领域

本发明涉及一种绕线式转子电动机，更具体涉及一种电动机的转子结构，其从结构上减小线圈之间在转子铁芯之间形成的线圈交叉部处的干扰。

背景技术

该部分的内容仅仅在于提供与本发明相关的背景信息，并且不构成现有技术。

总的来说，混合动力汽车或者电动汽车(在此称作环境友好型汽车)，可以通过电动机产生驱动转矩，其中电动机利用电能获取转矩。下文中，电动机称作“驱动电动机”。

例如，混合动力汽车以EV(电动汽车)模式行驶，该模式是仅利用驱动电动机动力的纯电动汽车模式；或者以HEV(混合电动汽车)模式行驶，该模式利用发动机和驱动电动机的转矩作为动力。此外，普通的电动汽车以驱动电动机的转矩作为动力而行驶。

用作环境友好型汽车的动力源的驱动电动机的代表性实施例，可包括PMSM(永磁同步电动机)和WRSM(绕线式转子同步电动机)。

在WRSM中，线圈缠绕在转子铁芯上，同样也缠绕在定子上，这样转子可用作永磁体，因此替代PMSM的永磁体。

WRSM具有这样的结构，其中线圈缠绕在其周围的转子铁芯被布置成与定子具有预定间隙，通过电刷和滑环施加电流，从而产生磁通量。

在WRSM中，转子铁芯的绕组填充因子以及定子必须增大，且线圈之间的绝缘必须保证，从而在减小损耗的同时提高效率。

此外，WRSM具有线圈交叉部，缠绕在一个转子铁芯上的线圈穿过线圈交叉部到达另一个转子铁芯，并通过铸模、涂层或者涂漆固定线圈，从而确保线圈交叉部的牢固性。然而，我们发现，牢固性的基本增加具有局限性。当线圈交叉部的线圈在无荷载加速或者减速过程中发生损坏时，会发生绝缘击穿。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

此外，通过本文的描述，本发明的其它应用领域等将会更加清楚。应当理解，这些描述以及特定的实施例仅仅出于说明的目的，而并非旨在限制本发明的范围。

发明内容

本发明提供一种电动机的转子结构，其能够在结构上去除转子铁芯之间的线圈交叉部处的线圈之间的干扰，从而提高电动机的操作稳定性，确保转子的旋转牢固性。

本发明的一个实施例提供一种电动机的转子结构，包括：多个转子铁芯，沿预定方向布置在旋转中心中；多个线圈，缠绕多个转子铁芯中的每个转子铁芯；以及交叉部，其形成在旋转部件的预定区域上，缠绕一个转子铁芯的一个线圈穿过交叉部到达另一个转子铁芯。交叉部可包括内侧隔壁、中间隔壁以及外侧隔壁，这些隔壁从旋转部件的旋转中心到转子铁芯彼此间以预定距离形成。在内侧隔壁与中间隔壁之间可形成有第一槽，在中间隔壁与外侧隔壁之间可形成有第二槽，并且其中第二槽的深度可大于第一槽的深度。

外侧隔壁可具有线圈路径，该线圈路径形成在预定位置处，并且穿过交叉部的一个线圈穿过线圈路径，中间隔壁可沿旋转部件的旋转方向布置，以便与各个转子铁芯相对应。

转子铁芯可具有极靴，该极靴可形成在远离旋转部件的端部，以便防止缠绕在转子铁芯上的线圈脱离。

转子铁芯可具有线圈槽，该线圈槽沿线圈缠绕方向形成在转子铁芯的外周上，并且与线圈相对应。

内侧隔壁可沿旋转部件的旋转方向连续形成。

本发明的另一个实施例，提供一种电动机的转子结构，包括：多个转子铁芯，分别沿着从旋转中心朝向外侧的预定方向布置；缠绕每个转子铁芯的多个线圈；以及交叉部，其形成在旋转部件的预定区域上，并且缠绕多个转子铁芯中的一个转子铁芯的一个线圈穿过交叉部到达另一个转子铁芯。交叉部可包括内侧隔壁和外侧隔壁，该内侧隔壁和外侧隔壁沿着从旋转部件到转子铁芯的方向彼此以预定距离形成；并且在内侧隔壁与外侧隔壁之间可形成有第一槽。

外侧隔壁可具有线圈路径，该线圈路径形成在预定位置处，并且穿过交叉部的一个线圈穿过线圈路径，并且内侧隔壁可形成在与转子铁芯相对应的位置上。

转子铁芯可具有极靴，该极靴形成在远离旋转部件的端部，以防止缠绕在转子铁芯上的线圈脱离。

转子铁芯可具有线圈槽，该线圈槽沿线圈缠绕方向形成在转子铁芯的外周上，并且与线圈相对应。

可以将从转子铁芯的一个表面到第一槽的底面的距离设定成第一高度。

线圈路径可具有与第一槽底面相对应的深度。

根据本发明的所示实施例，当缠绕转子铁芯的线圈穿过交叉部时，线圈之间的干扰可减小，从而防止耐久性降低。

此外，由于去除或者减小了用于固定穿过交叉部的线圈的固定结构，因此降低了材料成本，并且可提高耐久性和质量。

此外，通过本文的描述，本发明的其它应用领域等将会更加清楚。应当理解，这些描述以及特定的实施例仅仅出于说明的目的，而并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

通过下面的详细描述，并结合附图，本发明的上述及其它目的、特征和优点将会更加显而易见，其中：

图1是根据本发明一个实施例的电动机的转子结构的立体图；

图2是根据图1所示实施例的电动机的转子结构的剖面图；

图3是根据图1所示实施例的电动机的转子结构的平面图；

图4是示出根据本发明另一个实施例的电动机的转子铁芯的立体图。

本文中的附图仅仅出于说明的目的，而并非旨在以任何方式限制本发明的范围。

<附图标记说明>

100：转子结构 105：转子极靴

110：转子铁芯 115：交叉部

120：旋转中心轴 125：转子铁芯

200：内侧隔壁 205：中间隔壁

210：外侧隔壁 215：第一槽

220：第二槽 230：第一线圈

240：第二线圈 300：第一线圈路径

305：第二线圈路径 310：第三线圈路径

315：第四线圈路径 320：第五线圈路径

具体实施方式

下面的描述在本质上仅仅是示意性的，并不旨在限制本发明、场合或应用。应该理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或对应的部件或特征。

下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。

此外，附图中所示的每个结构的尺寸和厚度是为了理解和容易描述任意示出的，但是本发明并不局限于此，这些部件的厚度可扩展成阐明多个部件和区域。

为了清楚描述本发明的实施例，省略了与描述无关的部件。整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。

在下面的描述中，诸如第一和第二的术语用于彼此区分元件，这是因为这些元件具有相同的名称，术语的顺序并不局限于此。

图1是根据本发明一个实施例的电动机的转子结构的立体图。

参考图1，电动机的转子结构100包括旋转部件125，交叉部115，多个转子铁芯110，旋转中心轴120以及多个转子极靴(rotor shoe)105。

旋转部件125布置成绕着旋转中心轴120旋转，转子铁芯110固定于旋转部件125的外周。转子铁芯110以预定角度布置在旋转中心轴120的周围。

转子铁芯110具有布置在前端部的转子极靴105，转子极靴105具有比转子铁芯110更宽的结构。

在本发明所示的实施例中，线圈交叉部115形成在旋转部件125和转子铁芯110的后端(即，转子铁芯110的与极靴105相反的端部)之间。交叉部115是缠绕在任一转子铁芯110周围的线圈穿过并到达另一转子铁芯的部件。参考图2，更详细地描述交叉部115的结构。

图2是根据本发明一个实施例的电动机的转子结构的剖面图。

参考图2，交叉部115包括内侧隔壁200、中间隔壁205以及外侧隔壁210，第一槽215形成在内侧隔壁200与中间隔壁205之间，第二槽220形成在中间隔壁205与外侧隔壁210之间。

第一槽215具有第一深度D1，第二槽220具有第二深度D2，第二深度D2大于第一深度D1。

在本发明所示的实施例中，穿过交叉部115的第一线圈230穿过第一槽215，第二线圈240穿过第二槽220。由于第一和第二槽215和220具有不同的深度，因此消除了第一线圈230与第二线圈240彼此交叉的干扰。

因此，由于去除或者减小了穿过交叉部115的线圈之间的干扰，因此由线圈之间的干扰所导致的损坏也减小，并且可防止耐久性降低。

此外，由于去除或者减小了用于固定穿过交叉部115的线圈的结构，因此可减小材料成本，并可满足电动机的整体耐久性和质量。

图3是示出根据本发明的电动机的转子结构的平面图。

参考图3，电动机的转子结构包括内侧隔壁200，中间隔壁205，外侧隔壁210，转子铁芯110以及转子极靴105。内侧隔壁200沿旋转方向(即，径向或者周向)连续形成，中间隔壁205彼此以预定距离形成在旋转部件125的旋转方向上，以便与各个转子铁芯110相对应。

外侧隔壁210具有线圈路径，这些线圈路径形成在预定位置处，并且线圈穿过线圈路径。更具体地，线圈路径包括第一线圈路径300、第二线圈路径305、第三线圈路径310、第四线圈路径315以及第五线圈路径320。

在本发明所示的实施例中，第一线圈230经由第一线圈路径300、第一槽215以及第四线圈路径315穿过交叉部115，第二线圈240经由第二线圈路径305，第二槽220以及第五线圈路径320穿过交叉部115。

参考图3，穿过第三线圈路径310的第一线圈230和经由第二槽220穿过第五线圈路径320的第二线圈240，在第一和第二线圈230和240彼此交叉的地方不会互相干扰，这是由第一和第二槽215和220之间的深度差所致。

此外，中间隔壁205可以将第一线圈230和第二线圈240在交叉部115的区域中彼此分开。因此，中间隔壁205能够去除第一和第二线圈230和240之间的干扰，并且减少薄弱部，从而改善设计上的自由度。

因此，当第一和第二线圈230和240穿过交叉部115时，可以去除或者减小二者之间的干扰，并且可减小线圈的损坏，从而可以防止整个转子结构100的耐久性降低。

此外，由于可以去除或者减小用于固定穿过交叉部115的线圈的固定结构，因此可减小材料成本，并且可满足电动机的整体耐久性和质量要求。

在图3中，转子铁芯110具有形成在其外周一侧上的线圈槽360，该线圈槽360与缠绕在转子铁芯110上的线圈形状相对应。在旋转操作中，可有效防止位于线圈槽360中的线圈与转子铁芯110脱离。

图4是示出根据本发明另一示例性实施例的电动机的转子铁芯的立体图。

参考图4，电动机的转子结构包括多个转子极靴105，多个转子铁芯110，交叉部115，旋转部件125，旋转中心轴120，第一槽215，内侧隔壁200以及外侧隔壁210。

旋转部件125被布置成围绕旋转中心轴120旋转，交叉部115布置在旋转部件125外部，转子铁芯110沿旋转部件125的旋转方向以预定位置固定在交叉部115的外周上。

转子极靴105布置在转子铁芯110的外端部，线圈缠绕在每个转子铁芯110周围。此外，缠绕在一个转子铁芯110上的线圈通过交叉部115缠绕在另一个转子铁芯上。

交叉部115包括内侧隔壁200、第一槽215以及外侧隔壁210，第一槽215具有第一深度D1，外侧隔壁210具有形成其中的线圈路径300，线圈路径300的深度与第一槽215的深度D1相对应。

在本发明的所述实施例中，将从转子铁芯110的一个表面(例如，图4中的顶面)到第一槽215的底面之间的距离设定成第一高度H1。因此，在这种情况下，线圈弯曲的角度变得平缓，并且可提高耐久性。

尽管已经结合目前被认为是比较实际的实施例对本发明进行描述，然而可以理解，本发明并不局限于所披露的实施例，相反地，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求精神和范围内的各种变形和等效布置。

本发明的描述在本质上仅仅是示例性的，因此在不脱离本发明实质的变形落入本发明的保护范围内。这种变形并不认为是脱离了本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种电动机的转子结构，包括：

旋转部件，限定旋转中心，并具有多个转子铁芯，所述多个转子铁芯从所述旋转中心沿预定方向布置；

多个线圈，缠绕所述多个转子铁芯中的每个转子铁芯；以及

交叉部，其形成在所述旋转部件的预定区域上，缠绕一个所述转子铁芯的所述多个线圈中的一个线圈穿过所述交叉部到达另一个转子铁芯；

其中所述交叉部包括内侧隔壁、中间隔壁以及外侧隔壁，这些隔壁从所述旋转部件的旋转中心到所述转子铁芯彼此以预定距离形成；并且

其中在所述内侧隔壁与所述中间隔壁之间形成有第一槽，在所述中间隔壁与所述外侧隔壁之间形成有第二槽，并且其中所述第二槽的深度大于所述第一槽的深度。

2.如权利要求1所述的转子结构，其中：

所述外侧隔壁具有线圈路径，所述线圈路径形成在预定位置处，并且穿过所述交叉部的一个线圈穿过所述线圈路径，以及

所述中间隔壁沿所述旋转部件的旋转方向布置，以便与各个所述转子铁芯相对应。

3.如权利要求2所述的转子结构，其中：

所述转子铁芯具有极靴，所述极靴形成在所述转子铁芯的径向端部上，以便防止缠绕在所述转子铁芯上的线圈脱离。

4.如权利要求2所述的转子结构，其中：

所述转子铁芯具有线圈槽，所述线圈槽沿线圈缠绕方向形成在所述转子铁芯的外周上，并且与所述线圈相对应。

5.如权利要求2所述的转子结构，其中：

所述内侧隔壁沿所述旋转部件的旋转方向连续形成。

6.如权利要求1所述的转子结构，其中：

穿过所述交叉部的一个线圈与穿过所述交叉部的另一个线圈，在所述交叉部中靠近所述第一槽和第二槽的交叉点交叉。

7.一种电动机的转子结构，包括：

旋转部件，限定旋转中心，并且具有多个转子铁芯，所述多个转子铁芯沿着从所述旋转中心向外延伸的预定方向布置；

缠绕所述多个转子铁芯的多个线圈；

交叉部，其形成在所述旋转部件的预定区域上，并且缠绕所述多个转子铁芯中的一个转子铁芯的所述多个线圈中的一个线圈穿过所述交叉部到达另一个转子铁芯；

其中所述交叉部包括内侧隔壁和外侧隔壁，所述内侧隔壁和外侧隔壁沿着从所述旋转部件到所述转子铁芯的方向彼此以预定距离形成；并且

在所述内侧隔壁与所述外侧隔壁之间形成有第一槽。

8.如权利要求7所述的转子结构，其中：

所述外侧隔壁具有线圈路径，所述线圈路径形成在预定位置处，并且穿过所述交叉部的一个线圈穿过所述线圈路径，并且所述内侧隔壁形成在与所述转子铁芯相对应的位置上。

9.如权利要求8所述的转子结构，其中：

所述转子铁芯具有极靴，所述极靴形成在所述转子铁芯的径向端部上，并被配置成防止缠绕在所述转子铁芯上的线圈脱离。

10.如权利要求8所述的转子结构，其中：

所述转子铁芯具有线圈槽，所述线圈槽沿线圈缠绕方向形成在所述转子铁芯的外周上，并且与一个线圈相对应。

11.如权利要求8所述的转子结构，其中：

将从所述转子铁芯的一个表面到所述第一槽的底面的距离设定成第一高度。

12.如权利要求11所述的转子结构，其中：

形成在所述外侧隔壁中的线圈路径具有与所述第一槽底面相对应的深度。

13.如权利要求11所述的转子结构，其中：

所述一个线圈缠绕在一个转子铁芯上，从而限定所述一个线圈的起始部和结束部，所述一个线圈具有与所述第一高度相对应的缠绕高度。