CN109004783A - 一种旋转电机及其定子 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种旋转电机的定子，其包括铁芯(100)及绕设在所述铁芯(100)上的绕组，所述绕组包括多根绕组导线(200)，所述铁芯(100)上开设有多个安装槽(110)，所述安装槽(110)内在其深度方向依次布设多个导线组，每个所述导线组均包括两根所述绕组导线(200)，同一个所述导线组内的两根所述绕组导线(200)在所述深度方向依次布置、且相互贴合，每个所述安装槽(110)内设置有至少一个绝缘折弯组件，所述绝缘折弯组件绝缘隔离相邻的两个所述导线组及所述导线组与所述安装槽(110)的内壁。本发明还公开一种旋转电机。上述方案能解决铁芯上布设绕组导线的安装槽存在槽满率较小的问题。

Description

一种旋转电机及其定子

技术领域

本发明涉及旋转电机技术领域，尤其涉及一种旋转电机及其定子。

背景技术

旋转电机是实现电能与机械能转换的设备，旋转电机包括定子和能相对于定子转动的转子。其中，定子是旋转电机的固定部分，如图1和2所示，定子包括铁芯101和绕设在铁芯101上的绕组102。铁芯101上通常开设有安装槽1011，绕组102所包含的绕组导线则穿设在安装槽1011中。安装槽1011的槽满率是反映绕组导线占据安装槽1011内空间比例的参数，槽满率越大，旋转电机的转矩和功率密度则会越大。

为了提高槽满率，绕组102可以采用横截面形状为长方形的绕组导线，通常，每个安装槽1011内布设有偶数根绕组导线。例如图3-图6分别为安装槽1011内布设有2根绕组导线103、4根绕组导线104、6根绕组导线105和8根绕组导线106的定子的局部示意图。

为了确保绕组102与铁芯101之间以及绕组102的绕组导线之间的电气绝缘，安装槽1011内通常设置有绝缘隔离件，绝缘隔离件通常由绝缘纸折弯而成。请参考图7和图8，目前安装槽1011内通常布设有S型绝缘隔离件107或B型绝缘隔离件108。

无论是S型绝缘隔离件107，还是B型绝缘隔离件108，都能实现相邻的两根绕组导线之间的绝缘隔离，但是会占据较大的槽内空间，进而使得安装槽1011的槽满率较小。很显然，这不利于提升旋转电机的性能。例如，图7和图8中，每个相邻的两根绕组导线之间至少有一层绝缘隔离件，甚至两层绝缘隔离件。很显然，这会使得绝缘隔离件占据较大的安装槽1011的槽内空间，使得安装槽1011只有较小的空间来布设绕组导线，这导致安装槽1011的槽满率较小。

发明内容

本发明公开一种旋转电机及其定子，以解决铁芯上布设绕组导线的安装槽存在槽满率较小的问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

一种旋转电机的定子，包括铁芯及绕设在所述铁芯上的绕组，所述绕组包括多根绕组导线，所述铁芯上开设有多个安装槽，所述安装槽内在其深度方向依次布设多个导线组，每个所述导线组均包括两根所述绕组导线，同一个所述导线组内的两根所述绕组导线在所述深度方向依次布置、且相互贴合，每个所述安装槽内设置有至少一个绝缘折弯组件，所述绝缘折弯组件绝缘隔离相邻的两个所述导线组及所述导线组与所述安装槽的内壁。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明公开的旋转电机的定子中，铁芯的安装槽中布设有多个导线组，多个导线组在安装槽的深度方向逐个分布，本发明充分利用同一安装槽中依次两两分布的绕组导线相位基本相同的特点，将隶属于同一个导线组的两根绕组导线直接接触，避免在两者之间设置绝缘隔离件，而采用绝缘折弯组件来绝缘隔离相邻的两个导线组及导线组与安装槽的内壁。由于同一个导线组内的两根绕组导线之间无需设置绝缘隔离件，因此能减少安装槽内的绝缘隔离部件所占据的空间，进而能相应地提高绕组导线的布设空间，可见，本发明公开的定子能提高安装槽的槽满率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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为一种典型的旋转电机的定子结构示意图；

图2为图1所示定子的铁芯的结构示意图；

图3-图6分别为四种不同结构的定子的局部结构示意图；

图7-图8分别为两种不同结构的定子的局部结构示意图；

图9为本发明实施例公开的第一种定子的局部结构示意图；

图10为本发明实施例公开的第二种定子的局部结构示意图；

图11为本发明实施例公开的第三种定子的局部结构示意图；

图12为本发明实施例公开的第四种定子的局部结构示意图。

附图标记说明：

101-铁芯、1011-安装槽、102-绕组、103-绕组导线、104-绕组导线、105-绕组导线、106-绕组导线、107-S型绝缘隔离件、108-B型绝缘隔离件；

100-铁芯、110-安装槽、200-绕组导线、300-第一折弯件、310-第一围框、320-第一绝缘段、330-第二绝缘段、400-第二折弯件、410-第一折弯槽、420-第三绝缘段、430-第四绝缘段、500-第三折弯件、510-第二围框、520-第五绝缘段、530-第六绝缘段、540-第七绝缘段、600-第三折弯槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做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。

以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。

请参考图9-图12，本发明实施例公开一种旋转电机的定子，所公开的定子包括铁芯100和绕设在铁芯100上的绕组，绕组包括多根绕组导线200，多根绕组导线200缠绕在铁芯100上，进而形成绕组。

铁芯100上开设有安装槽110，铁芯100通常在其圆周方向分布有多个安装槽110，绕组导线200在布设的过程中至少部分线段布置在安装槽110中。具体的，安装槽110内在其深度方向依次布设有多个导线组，每个导线组均包括两根绕组导线200，同一个导线组内的两根绕组导线200在安装槽110的深度方向依次布置。例如，安装槽110中布设有8根绕组导线200，则相当于安装槽110中布设有4个导线组。也就是说，安装槽110内绕组导线200的数量为偶数，多根绕组导线200在安装槽110的深度方向逐根布置。

同一个导线组内的两根绕组导线200相互贴合，同一个导线组内的两根绕组导线200之间的相位基本相同、而且电位差非常小。本发明实施例公开的定子中，每个安装槽110中设置有至少一个绝缘折弯组件。绝缘折弯组件绝缘隔离相邻的两个导线组及导线组与安装槽110的内壁。本实施例中，绝缘折弯组件起到绝缘隔离的作用，进而避免相邻的两个导线组之间产生电气接触，同时还要避免导线组与铁芯100之间的电气接触。

本发明实施例公开的旋转电机的定子中，铁芯100的安装槽110中布设有多个导线组，多个导线组在安装槽110的深度方向逐个分布，本发明实施例充分利用同一安装槽110依次两两分布的绕组导线相位基本相同及电位差非常小的特点，将隶属于同一个导线组的两根绕组导线200直接接触，避免在两者之间设置绝缘隔离件，而采用绝缘折弯组件来绝缘隔离相邻的两个导线组及导线组与安装槽110的内壁，进而确保绝缘隔离。由于同一个导线组的两根绕组导线200之间无需设置绝缘隔离件，因此能减少安装槽110内的绝缘隔离部件所占据的空间，进而能相应地提高绕组导线200布设空间。相比于背景技术中所述的任意相邻的两根绕组导线之间均布设绝缘隔离件而言，本发明实施例公开的定子能增大安装槽110的槽满率，进而能提高旋转电机的转矩及功率密度。

如背景技术中所述，目前采用S型绝缘纸和B型绝缘纸均存在绝缘纸占据空间较大的问题。以安装槽内布设有三个导线组为例来说明。在安装槽内布设有三个导线组，同时每个导线组采用S型绝缘纸来进行绝缘防护，由于S型绝缘纸需要将同一个导线组内的两根绕组导电绝缘分开，此种情况下，在安装槽的深度方向上共存在9层绝缘隔离件。在采用B型绝缘纸时，在安装槽的深度方向上共存在12层绝缘隔离件。很显然，绝缘隔离件的层数越多，占据安装槽的空间就越大，进而导致安装槽的槽满率较小。上述绝缘隔离件通常由绝缘纸通过折弯而成，在采用绝缘纸的情况下，上述9层绝缘隔离件也就是9层绝缘纸。而本发明无疑减少了绝缘隔离件在安装槽的深度方向的层数。

为了方便理解，后文依次介绍几种具体结构的定子。

请参考图9，图9示出了本发明实施例公开的第一种定子的局部结构。图9所示的结构中，绝缘折弯组件可以包括两个第一折弯件300，两个第一折弯件300均为一体式折弯件。第一折弯件300可以由绝缘纸折弯而成，当然还可以采用其他绝缘材料制成的片状结构通过折弯成型。

每个第一折弯件300可以包括折弯成型的第一围框310和自第一围框310的一个边框延伸至第一围框310之外的第一绝缘段320，第一绝缘段320与与其衔接的边框的延伸方向可以一致。第一围框310围成第一容线空间。两个第一折弯件300的第一围框310和第一绝缘段320分别相对布置、且围成第二容线空间，第一容线空间和第二容线空间中均布设一个导线组。

上述方案中，通过两个第一折弯件300的对接，从而形成对相邻的三个导线组的绝缘隔离。三个导线组分别布置在两个第一容线空间和一个第二容线空间。上述导线组布设完成之后，相邻的两个导线组之间只有一层绝缘隔离件。在对三个导线组进行绝缘隔离时，在安装槽110的深度方向总共存在四层绝缘隔离件，很显然，上述结构的绝缘折弯组件无疑能进一步减少导线组之间绝缘隔离层的数量。

请参考图10，图10示出了本发明实施例公开的第二种定子的局部结构。图10所示的结构在图9所示的结构基础之上进行了改进。具体如下：每个第一折弯件300还可以包括自第一绝缘段320的自由端折弯而成的第二绝缘段330，一个第一折弯件300的第二绝缘段330与另一个第一折弯件300的第一围框310外侧相贴合。此种情况下，相对布置的两个第二绝缘段330和相对布置的两个第一绝缘段320直接形成第二容线空间，当然，由于相对的两个第二绝缘段330分别位于相对应的第一围框310的外侧，因此可以认为两个第一围框310和两个第一绝缘段320间接构成第二容线空间。具体的，第二绝缘段330通常与第一绝缘段320相垂直。

当然，图10中所述的结构相比于图9所示的结构而言，安装槽的槽满率较小一些，但是相比于现有采用B型绝缘隔离件和S型绝缘隔离件而言，图10所示的结构能增大槽满率。

请参考图11，本发明实施例公开第三种定子的局部结构。图11所示的结构中，绝缘折弯组件可以包括相互扣合的两个第二折弯件400，每个第二折弯件400均包括第一折弯槽410、第三绝缘段420和第四绝缘段430，其中，第三绝缘段420自第一折弯槽410的槽口的一侧边缘延伸，第三绝缘段420延伸方向与槽口的朝向一致，第四绝缘段430自第三绝缘段420的自由端折弯，且横跨第一折弯槽410的槽口。

其中，一个第二折弯件400的第三绝缘段420设置在另一个第二折弯件400的第一折弯槽410的槽口、且形成第三容线空间；两个第二折弯件400的第三绝缘段420相对布置，两个第二折弯件400的第四绝缘段430相对布置，两个第三绝缘段420和两个第四绝缘段430形成第四容线空间，第三容线空间和第四容线空间中均布设有一个导线组。

图11所示的结构能使得相邻的两个导线组之间只有一层绝缘隔离件。在整个安装槽的深度方向上，每一个绝缘折弯组件能够对三个导线组实施防护，在同样对三个相邻的导线组实施防护的过程中，在安装槽的深度方向总共有四层绝缘隔离件。相比于背景技术中所述的绝缘隔离件而言，图11所示的结构无疑能增大槽满率。

请参考图12，图12公开本发明实施例公开的第四种定子的结构，图12所示的结构中，绝缘折弯组件可以包括至少一个第三折弯件500，第三折弯件500可以包括折弯成型的第二围框510以及第五绝缘段520、第六绝缘段530和第七绝缘段540。第五绝缘段520自第二围框510的一个边框延伸至第一围框310之外。第六绝缘段530自第五绝缘段520的自由端折弯。第七绝缘段540自第六绝缘段530的自由端折弯，可以认为是，第五绝缘段520、第六绝缘段530和第七绝缘段540依次折弯而成，通常，相邻的两层可以相互垂直。第五绝缘段520、第六绝缘段530和第七绝缘段540形成第二折弯槽，第二围框510位于所述第二折弯槽的槽口、且与第二折弯槽形成第五容线空间，第二围框510围成第六容线空间，第五容线空间和第六容线空间内均布设有一个导线组。

请再次参考图12，本发明实施例公开的第四种定子中，绝缘折弯组件还可以包括折弯成型的第三折弯槽600，第三折弯槽600扣合在第三折弯件500的端部、且与第三折弯件500形成第七容线空间。第七容线空间内可以布设有导线组。

为了增大安装槽110中槽满率，优选的方案中，绕组导线200的横截面形状可以为正方形或长方形。优选的，绕组导线200可以为横截面形状为长方形的扁线。

当然，为了提高装配性能，安装槽110可以为与横截面形状为正方向或长方形的绕组导线200相适配的凹槽。具体的，安装槽110可以包括两个相互平行、且相对布置的侧壁以及与两个侧壁均垂直的底壁，底壁与安装槽110的槽口相对布置。由于绕组导线200通常从安装槽110的一端的端口穿入，然后从另一端的端口穿出，通常安装槽110的槽口为缩口，进而能避免绕组导线200从槽口脱离安装槽110。

如上文所述，绝缘折弯组件所包括至少一个折弯件(即第一折弯件300、第二折弯件400、第三折弯件500、第三折弯槽600)中，折弯件可以由绝缘纸折弯而成，当然，折弯件还可以采用其它绝缘材料一体折弯而成。本发明实施例不限制绝缘折弯组件的具体材料。

基于本发明实施例公开的定子，本发明实施例公开一种电机，所公开的电机包括上文实施例中所述的定子。

本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转电机的定子，其特征在于，包括铁芯(100)及绕设在所述铁芯(100)上的绕组，所述绕组包括多根绕组导线(200)，所述铁芯(100)上开设有多个安装槽(110)，所述安装槽(110)内在其深度方向依次布设多个导线组，每个所述导线组均包括两根所述绕组导线(200)，同一个所述导线组内的两根所述绕组导线(200)在所述深度方向依次布置、且相互贴合，每个所述安装槽(110)内设置有至少一个绝缘折弯组件，所述绝缘折弯组件绝缘隔离相邻的两个所述导线组及所述导线组与所述安装槽(110)的内壁。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述绝缘折弯组件包括两个第一折弯件(300)，每个所述第一折弯件(300)包括折弯成型的第一围框(310)和自所述第一围框(310)的一个边框延伸至所述第一围框(310)之外的第一绝缘段(320)，所述第一围框(310)围成第一容线空间，两个所述第一折弯件(300)的所述第一围框(310)和所述第一绝缘段(320)分别相对布置、且围成第二容线空间，所述第一容线空间和所述第二容线空间中均布设有一个所述导线组。

3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，每个所述第一折弯件(300)还包括自所述第一绝缘段(320)的自由端折弯而成的第二绝缘段(330)，一个所述第一折弯件(300)的所述第二绝缘段(330)与另一个所述第一折弯件(300)的所述第一围框(310)外侧相贴合，两个所述第一绝缘段(320)与两个所述第二绝缘段(330)围成所述第二容线空间。

4.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述绝缘折弯组件包括两个第二折弯件(400)，每个所述第二折弯件(400)均包括第一折弯槽(410)、自所述第一折弯槽(410)的槽口的一侧边缘延伸的第三绝缘段(420)和自所述第三绝缘段(420)的自由端折弯、且横跨所述第一折弯槽(410)的槽口的第四绝缘段(430)，所述第三绝缘段(420)沿着所述槽口的朝向延伸，其中：

一个所述第二折弯件(400)的所述第三绝缘段(420)设置在另一个所述第二折弯件(400)的所述第一折弯槽(410)的槽口、且形成第三容线空间；两个所述第二折弯件(400)的所述第三绝缘段(420)相对布置，两个所述第二折弯件(400)的所述第四绝缘段(430)相对布置，两个所述第三绝缘段(420)和两个所述第四绝缘段(430)形成第四容线空间，所述第三容线空间和所述第四容线空间中均布设有一个所述导线组。

5.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述绝缘折弯组件包括至少一个第三折弯件(500)，所述第三折弯件(500)包括折弯成型的第二围框(510)、自所述第二围框(510)的一个边框延伸至第二围框(510)之外的第五绝缘段(520)、自所述第五绝缘段(520)的自由端折弯的第六绝缘段(530)和自所述第六绝缘段(530)的自由端折弯的第七绝缘段(540)，所述第五绝缘段(520)、所述第六绝缘段(530)和第七绝缘段(540)形成第二折弯槽，所述第二围框(510)位于所述第二折弯槽的槽口、且与所述第二折弯槽形成第五容线空间，所述第二围框(510)围成第六容线空间，所述第五容线空间和所述第六容线空间内均布设有一个所述导线组。

6.根据权利要求5所述的定子，其特征在于，还包括折弯成型的第三折弯槽(600)，所述第三折弯槽(600)扣合在所述第三折弯件(500)的端部、且与所述第三折弯件(500)形成第七容线空间。

7.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述绝缘折弯组件包括至少一个折弯件，所述折弯件由绝缘纸折弯而成。

8.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述绕组导线(200)的横截面形状为正方向或长方形。

9.根据权利要求8所述的定子，其特征在于，所述安装槽(110)包括两个平行、且相对的侧壁以及与两个所述侧壁均垂直的底壁，所述底壁与所述安装槽的槽口相对布置。

10.一种旋转电机，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的定子。