CN109660051A - 定子组件及其制造方法和包括该定子组件的电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定子组件及其制造方法和包括该定子组件的电机。该定子组件包括定子铁芯、设于定子铁芯上的绕组以及将形成绕组的漆包线连接至电源线的绕组引线。该定子组件还包括设于其一个轴向端部的绝缘端板，所述绝缘端板上一体地形成有适于引导绕组引线的引线引导部，所述引线引导部包括具有不同高度的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分分别限定沿定子组件的径向相继延伸的第一卡线槽和第二卡线槽。本发明的定子组件可以实现固定的引线引出位置以及简易的径向引线引出注塑工艺，且注塑完成后引线轴向弯折从而避免了与电机壳体干涉，而无需增大电机壳体尺寸。

Description

定子组件及其制造方法和包括该定子组件的电机

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其涉及电机的定子组件。更具体地，本发明涉及一种定子组件的绕组引线引出结构。

背景技术

在水泵等小功率工业电机行业或洗衣机等家用电器中应用的电机主要包括定子组件、转子组件、机壳、前端盖、后端盖等。定子组件与机壳多采用过盈热套、过盈冷压或者间隙配合后通过轴向定位结构安装锁紧。为了将定子组件沿轴向与机壳装配，定子组件的绕组引线必须在绕组端部区域沿轴向引出，然后通过引线孔引出到电机外部。根据定子组件的线圈布线方式的不同，电机可分为集中绕组电机和分布绕组电机两类。针对不同绕组形式的电机，目前存在不同的引线引出方式。

对于分布绕组电机(包括单相异步电机、三相异步电机、永磁同步电机)，通常将引线与绕组漆包线焊接或端子压接后套热缩套管，然后将引线和漆包线结合部分——即热缩套管和引线漆包线焊接或压接部分——与引线根部通过绑扎线固定到绕组包头部分，有些产品还会通过浸漆工艺进一步固定。这种方式主要靠工人固定后进行绑扎以及浸漆处理，存在引线固定位置随机性大、绑扎一致性差的问题，无法进行定子注塑或者定子注塑工艺过于复杂，且成本较高。

对于集中绕组电机，主要有两种引线引出方式。一种是通过在定子铁芯或者绝缘骨架的外侧设计固定结构，将引线与漆包线结合部分——即热缩套管和引线漆包线焊接或压接部分——进行固定。另一种是采用MAG-MATE端子来实现漆包线与引线的连接和固定。然而，这两种方式均需要在定子外径外侧设置固定空间和结构，增大了定子组件外径，从而增加了电机整体的体积和成本。此外，MAG-MATE端子为了良好的接触和导电性而无法进行直接注塑。

发明内容

本发明是鉴于以上背景技术而做出的，旨在提供一种定子组件的绕组引线引出结构，其可应用于集中式绕组和分布式绕组，并且有利于进行定子注塑。

本发明的一个方面涉及一种定子组件，其包括定子铁芯、设于所述定子铁芯上的绕组以及将形成所述绕组的漆包线连接至电源线的绕组引线，并且还包括设于其一个轴向端部的绝缘端板，所述绝缘端板上一体地形成有适于引导所述绕组引线的引线引导部，所述引线引导部包括具有不同高度的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分分别限定沿所述定子组件的径向相继延伸的第一卡线槽和第二卡线槽。

进一步地，所述绕组引线包括在所述引线引导部的所述第一部分处容纳于所述第一卡线槽内的径向延伸部分和在所述第二部分处从所述第二卡线槽沿所述定子组件的轴向朝背离所述定子铁芯的方向延伸的轴向弯折部分，当沿所述定子组件的轴向观察时，所述轴向弯折部分位于所述定子铁芯的外周面的径向内侧。

优选地，所述第二卡线槽的横截面形状为半圆形。

优选地，所述绝缘端板包括垂直于所述定子组件的轴向延伸的环状部和从所述环状部的径向外边缘沿所述定子组件的轴向朝所述定子铁芯的方向延伸的筒状部，所述环状部和所述筒状部一体地形成。

优选地，所述引线引导部是一体地形成于所述环状部上的凸台，其中所述第一部分从所述环状部的凸出高度大于所述第二部分从所述环状部的凸出高度。

进一步地，所述绝缘端板还包括形成于所述筒状部上的定位结构。

根据一种实施方式，所述定位结构包括定位凸起，在所述定子铁芯上形成有与所述定位凸起相配合的定位卡槽。

根据另一种实施方式，所述定位结构包括定位卡槽，所述定子组件还包括固定于所述定子铁芯上用于支撑所述绕组的绝缘支架，在所述绝缘支架上形成有与所述定位卡槽相配合的定位凸起。

进一步地，所述绝缘端板还包括形成于所述环状部上的注塑浇口。

进一步地，所述定子组件还包括由注塑料形成的用于将所述定子铁芯、所述绕组、所述绕组引线和所述绝缘端板固定在一起的注塑部分。

本发明的另一方面涉及一种电机，其包括如上所述的定子组件和与所述定子组件转动配合的转子组件。

进一步地，所述电机包括容纳所述定子组件的电机壳体，所述转子组件设置于所述定子组件的径向内侧。即，所述电机是内转子电机。

本发明的又一方面涉及一种制造如上所述的定子组件的方法，其包括如下步骤：1)将所述绝缘端板固定在所述定子铁芯上或者固定在所述定子铁芯与所述绕组之间的绝缘支架上；2)将所述绕组引线压入所述引线引导部的所述第一卡线槽和所述第二卡线槽中；3)将所述定子铁芯、所述绕组、所述绕组引线和所述绝缘端板放入模具中进行注塑；4)在注塑之后将所述绕组引线的位于所述第二卡线槽中的部分进行轴向弯折。

进一步地，在注塑步骤中使用的模具包括与所述绝缘端板的所述引线引导部对应的部分，该部分使得所述绕组引线的位于所述第一卡线槽中的部分被注塑而位于所述第二卡线槽中的部分不被注塑。

根据本发明，通过在定子组件的一个轴向端部设置一体地形成有适于引导绕组引线的引线引导部的绝缘端板，解决了人工绑扎一致性差的问题，使得在注塑时可以实现固定的引线引出位置。由于引线引导部包括分别限定沿定子组件的径向相继延伸的第一卡线槽和第二卡线槽且具有不同高度的第一部分和第二部分，在注塑时可以采用简易的径向引线引出注塑工艺，而在注塑完成后绕组引线可以在定子组件的外周缘范围内实现轴向折弯，从而避免了引线与电机壳体干涉，也不用增加定子外径。另外，由于不需要采用MAG-MATE端子，也有利于进行注塑，且定子结构更加紧凑合理。

附图说明

下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，其中：

图1是根据本发明第一实施例的定子组件的示意图，其中(a)是省略了注塑部分的透视图，(b)是包含注塑部分的透视图，(c)是包含注塑部分的俯视图；

图2是图1所示定子组件的上骨架的俯视图；

图3是图1所示定子组件的绝缘端板的透视图；

图4是图1所示定子组件在注塑之后且在引线弯折之前的透视图；

图5是图1所示的定子组件装配到电机壳体上之后的透视图；

图6是根据本发明第二实施例的定子组件的定子铁芯的俯视图；

图7是根据该第二实施例的定子组件的绝缘端板的透视图。

具体实施方式

下文将参考附图描述本发明的具体实施方式。所描述的实施方式并非旨在限制本发明，而仅仅是示例性的，且并非所有在实施方式中描述的特征或其组合对于本发明都是必不可少的。附图中示出的相同或相当的部件将由相同或类似的附图标记表示，并且将适当地省略其描述。附图中所示的部件的比例尺或形状被方便地设置以便于解释，并且除非特别陈述，否则不应被解释为限制性的。还需要说明的是，说明书和权利要求书中使用的“轴向”、“径向”、“周向”、“上”、“下”等方位术语仅是以产品通常使用状态为参考的相对概念，也不应被解释为限制性的。

图1示出了根据本发明第一实施例的定子组件的示意图，其中(a)是为示出内部构造而省略了注塑部分的透视图，(b)是包含注塑部分的透视图，(c)是包含注塑部分的俯视图。根据第一实施例的定子组件为集中绕组定子。如图1所示，该定子组件包括定子铁芯1、上骨架2、下骨架3、绝缘端板4、绕组5、引线6和由注塑料形成的注塑部分7。

定子铁芯1由若干定子冲片沿轴向叠压而成，并且包括圆筒形的主体部和从该主体部径向向内延伸的多个齿。由铜线或铝线的漆包线绕制而成的绕组5卷绕在定子铁芯1的各个齿上。为保证定子铁芯1与绕组5之间的绝缘性能，在定子铁芯1的各齿之间的槽内安装有形状与槽型一致的绝缘槽纸。引线6用于将形成绕组5的漆包线连接至电源线。引线6为耐温等级高于注塑温度的引线，具体规格可根据电机额定电流选择。

上骨架2和下骨架3由绝缘材料制成，它们分别在定子铁芯1的上侧下侧支撑绕组5。上骨架2和下骨架3具有与定子铁芯1基本相同的构型，其中上骨架2对应于本发明的“绝缘支架”。图2是上骨架2的俯视图，示出了如下文所述用于与绝缘端板4配合的定位凸起21。

绝缘端板4设置在定子组件的一个轴向端部，即图1中的上端部，且通过定位结构固定在上骨架2上。图3示出了绝缘端板4的透视图。绝缘端板4总体上呈环状，包括垂直于定子组件的轴向延伸的环状部和从该环状部的径向外边缘沿定子组件的轴向朝定子铁芯1的方向延伸的筒状部。环状部和筒状部由薄板状的绝缘材料一体地形成。

在图示的第一实施例中，将绝缘端板4固定在上骨架2上的定位结构包括设置在上骨架2的外周缘的定位凸起21和设置在绝缘端板4的筒状部的下周缘上的定位卡槽41。如图2所示，六个定位凸起21在周向上均匀地布置在上骨架2上且径向向外突出。相应地，如图3所示，六个定位卡槽41在周向上均匀地布置在绝缘端板4的筒状部上。定位凸起21和定位卡槽41的数量不限于六个，也不是必须在周向上均匀地布置。在另外的实施方式中，也可以在绝缘端板4上设置定位凸起而在上骨架2上设置定位卡槽。

如图1和图3所示，在绝缘端板4的环状部上一体地形成有用于引导或容纳引线6的引线引导部42。引线引导部42是一体地形成于绝缘端板4的环状部上的凸台，并且包括具有不同凸出高度的第一部分421和第二部分422。第一部分421和第二部分422均由四个凸出的肩部以及三个位于相邻两个肩部之间的凹陷部组成。位于径向内侧的第一部分421的肩部的高度(即，从绝缘端板4的环状部凸出的高度)大于位于径向外侧的第二部分422的肩部的高度。第一部分421限定出三个第一卡线槽，第二部分422限定出三个第二卡线槽，所述第一卡线槽和第二卡线槽彼此相继地沿定子组件的径向延伸。第二卡线槽的横截面形状优选为半圆形。根据一种优选方案，第一卡线槽两侧的肩部可在上部开放端逐渐靠近，使其距离小于引线6的直径，从而对引线6起到一定的卡固作用。

绝缘端板4还包括形成于其环状部上的注塑浇口43，用于在定子注塑时注塑进料，以根据定子形状形成将定子铁芯1、上骨架2、下骨架3、绝缘端板4、绕组5、引线6固定在一起的注塑部分7。尽管图中示出了沿周向均匀分布的三个注塑浇口43，但显然其数量可以任意设置。另外，注塑浇口43不限于图中所示的半圆形凹口状，而是也可以呈形成在绝缘端板4的环状部中央的封闭的圆孔状或其他任意形状。

下面简要说明根据第一实施例的定子组件的制造方法。

首先，按照常规方式准备定子铁芯1、上骨架2、下骨架3，将它们组装到一起，并以期望的方式缠绕漆包线从而形成绕组5。然后，准备如图3所示的绝缘端板4，并通过使绝缘端板4上的定位卡槽41与上骨架2上的定位凸起21配合而将绝缘端板4固定在上骨架2上。然后，将绕组5的引线6压入引线引导部42的第一卡线槽和第二卡线槽中，并将组装到一起的定子铁芯1、上骨架2、下骨架3、绝缘端板4、绕组5、引线6放入注塑模具中进行注塑。

尽管没有给出图示，但本领域技术人员很容易能够理解，所使用的注塑模具包括与绝缘端板4的引线引导部42对应的部分。具体而言，该注塑模具在与绝缘端板4的环状部对置的表面上具有与引线引导部42对应的阶梯状凹槽，其中与引线引导部42的第一部分421对应的槽底面为平面，而与引线引导部42的第二部分422对应的槽底面进一步具有三个与第二卡线槽对应的、横截面呈半圆形的凹部。当将待注塑的定子组件放入注塑模具中时，该阶梯状凹槽的阶梯部与引线引导部42的第一部分421和第二部分422之间的阶梯部贴靠。由此，经由注塑浇口43注入的注塑料仅能够流入引线引导部42的第一部分421上的第一卡线槽与注塑模具之间的间隙，而不会进一步流入引线引导部42的第二部分422上的第二卡线槽，从而使得引线6的位于第一卡线槽中的部分被注塑料包覆，而位于第二卡线槽中的部分不被注塑料包覆。

图4示出了紧接在注塑完成且移除注塑模具之后的定子组件，此时引线6沿径向向外延伸。在此状态下，随后将引线6的位于引线引导部42的第二部分422上的第二卡线槽中的部分进行轴向弯折。在最终形成的定子组件中，如图1所示，引线6包括在引线引导部的第一部分421处容纳于第一卡线槽内的径向延伸部分和在第二部分422处从第二卡线槽沿轴向朝背离定子铁芯1的方向延伸的轴向弯折部分；当沿定子组件的轴向观察时，所述轴向弯折部分位于所述定子铁芯的外周面的径向内侧，如(c)图中圆圈部分所示。

图5示出了将第一实施例的定子组件装配到电机壳体上之后的示意图。如图所示，引线6全部位于定子铁芯1的外周缘内侧，因此能够容易地将定子组件沿轴向装配到电机壳体上，而无需增大电机壳体的尺寸。

下面说明根据本发明第二实施例的定子组件。该定子组件为分布绕组定子，因此不包括图1中所示的上骨架2和下骨架3。图6示出了该定子组件的定子铁芯。图7示出了该定子组件的绝缘端板。如图6和图7所示，定子铁芯1’在其外周缘上具有三个定位卡槽11，相应地，绝缘端板上具有三个定位凸起41’。通过定子铁芯1’上的定位卡槽11与绝缘端板上的定位凸起41’之间的配合，绝缘端板固定在定子铁芯1’上。根据第二实施例的定子组件的其他部件与第一实施例的定子组件中的部件基本相同，两种定子组件的制造方法也基本相同，在此省略了其详细说明。

上文描述的仅仅是有关本发明的示例性实施方式。本领域技术人员可以理解，在不背离本发明的精神和原理的前提下，可以对所描述的实施方式做出各种变化，这些变化及其各种等同方式均落入由本发明的权利要求所限定的范围内。

Claims (14)

1.一种定子组件，包括定子铁芯、设于所述定子铁芯上的绕组以及将形成所述绕组的漆包线连接至电源线的绕组引线，其特征在于，所述定子组件还包括设于其一个轴向端部的绝缘端板，所述绝缘端板上一体地形成有适于引导所述绕组引线的引线引导部，所述引线引导部包括具有不同高度的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分分别限定沿所述定子组件的径向相继延伸的第一卡线槽和第二卡线槽。

2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述绕组引线包括在所述引线引导部的第一部分处容纳于所述第一卡线槽内的径向延伸部分和在所述第二部分处从所述第二卡线槽沿所述定子组件的轴向朝背离所述定子铁芯的方向延伸的轴向弯折部分，当沿所述定子组件的轴向观察时，所述轴向弯折部分位于所述定子铁芯的外周面的径向内侧。

3.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述第二卡线槽的横截面形状为半圆形。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的定子组件，其特征在于，所述绝缘端板包括垂直于所述定子组件的轴向延伸的环状部和从所述环状部的径向外边缘沿所述定子组件的轴向朝所述定子铁芯的方向延伸的筒状部，所述环状部和所述筒状部一体地形成。

5.根据权利要求4所述的定子组件，其特征在于，所述引线引导部是一体地形成于所述环状部上的凸台，其中所述第一部分从所述环状部凸出的高度大于所述第二部分从所述环状部凸出的高度。

6.根据权利要求4所述的定子组件，其特征在于，所述绝缘端板还包括形成于所述筒状部上的定位结构。

7.根据权利要求6所述的定子组件，其特征在于，所述定位结构包括定位凸起，在所述定子铁芯上形成有与所述定位凸起相配合的定位卡槽。

8.根据权利要求6所述的定子组件，其特征在于，所述定位结构包括定位卡槽，所述定子组件还包括固定于所述定子铁芯上用于支撑所述绕组的绝缘支架，在所述绝缘支架上形成有与所述定位卡槽相配合的定位凸起。

9.根据权利要求4所述的定子组件，其特征在于，所述绝缘端板还包括形成于所述环状部上的注塑浇口。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的定子组件，其特征在于，还包括由注塑料形成的用于将所述定子铁芯、所述绕组、所述绕组引线和所述绝缘端板固定在一起的注塑部分。

11.一种电机，其特征在于包括根据权利要求1至10中任一项所述的定子组件和与所述定子组件转动配合的转子组件。

12.根据权利要求11所述的电机，其特征在于，还包括容纳所述定子组件的电机壳体，所述转子组件设置于所述定子组件的径向内侧。

13.一种制造根据权利要求1至10中任一项所述的定子组件的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)将所述绝缘端板固定在所述定子铁芯上或者固定在所述定子铁芯与所述绕组之间的绝缘支架上；

2)将所述绕组引线压入所述引线引导部的所述第一卡线槽和所述第二卡线槽中；

3)将所述定子铁芯、所述绕组、所述绕组引线和所述绝缘端板放入模具中进行注塑；

4)在注塑之后将所述绕组引线的位于所述第二卡线槽中的部分进行轴向弯折。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在注塑步骤中使用的模具包括与所述绝缘端板的所述引线引导部对应的部分，该部分使得所述绕组引线的位于所述第一卡线槽中的部分被注塑而位于所述第二卡线槽中的部分不被注塑。