CN110073576A - 电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动机，具备：三相绕组，设置于定子铁芯；和中性点收纳部，收纳三相绕组的中性点。三相绕组的各相包括：第一绕组部，由铜线构成；第二绕组部，由铝线构成。中性点收纳部收纳各相的第一绕组部的中性点和各相的第二绕组部的中性点。另外，中性点收纳部具有：至少一个防接触部，具有绝缘性；和多个收纳部，由防接触部分隔而成。第一绕组部的中性点与第二绕组部的中性点分别收纳于不同的收纳部。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及三相电动机。

背景技术

为了轻型化以及成本价降低，现有的电动机中存在定子绕组由铜和铝两种导体构成的情况。然而，铝与铜相比，水溶液中的向阳离子的变化容易性的尺度亦即离子化趋势较大。因此，在星形接线的三相绕组的中性点处，若铝与铜直接接触，则由于铝向铜释放离子而电线腐蚀，所以导致接触电阻增加等，产生连接不良的可能性很高。这种电线的腐蚀被称为不同种类金属腐蚀或电腐蚀。

为了避免该不同种类金属腐蚀，以往提出了与中性点的接线方法相关的技术(例如参照专利文献1)。专利文献1的电动机采用了如下结构：在中性点设置由离子化趋势比铝大的材料形成的防止电腐蚀部而代替由包含铝的材料形成的绕组来使防止电腐蚀部电腐蚀。

专利文献1：日本特开2016-25704号公报

然而，专利文献1的电动机通过焊接形成构成星形接线的中性点的中性点用连接部，需要在将所形成的中性点用连接部利用防止电腐蚀部覆盖之后，进一步利用绝缘部件进行绝缘。即，在专利文献1的结构中存在如下课题：因设置防止电腐蚀部而部件的数量增加，并且因设置防止电腐蚀部的劳力和时间而导致电动机的制造作业的效率降低，且因防止电腐蚀部的增设费用而导致材料成本上升。

发明内容

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于，提供一种以很少的部件数量抑制成本且高效地防止中性点处的不同种类金属腐蚀的电动机。

本发明所涉及的电动机具备：三相绕组，设置于定子铁芯；和中性点收纳部，收纳三相绕组的中性点，三相绕组的各相包括：第一绕组部，由铜线构成；第二绕组部，由铝线构成，中性点收纳部收纳各相的第一绕组部的中性点和各相的第二绕组部的中性点，并具有：至少一个防接触部，具有绝缘性；和多个收纳部，由防接触部分隔而成，第一绕组部的中性点与第二绕组部的中性点分别收纳于不同的收纳部。

根据本发明，由于第一绕组部的中性点与第二绕组部的中性点分别收纳于不同的收纳部，所以仅通过绝缘部件就能够防止不同种类金属彼此的接触，因此能够提供一种以很少的部件数量抑制成本且高效地防止中性点处的不同种类金属腐蚀、可靠性高的三相电动机。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电动机的侧面的简图。

图2是采用了本发明的实施方式1所涉及的电动机的星形接线方式的定子绕组的接线图。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的电动机的中性点与中性点收纳部的侧视图。

图4是采用了本发明的实施方式2所涉及的电动机的星形接线方式的定子绕组的接线图。

图5是表示本发明的实施方式2所涉及的电动机的中性点与中性点收纳部的侧视图。

图6是采用了本发明的实施方式3所涉及的电动机的星形接线方式的定子绕组的接线图。

图7是表示本发明的实施方式3所涉及的电动机的中性点与中性点收纳部的侧视图。

具体实施方式

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电动机的侧面的简图。如图1所示，电动机200是由三相交流电源进行驱动的三相电动机。电动机200具有：主体外壳210，形成外轮廓；定子220，形成为圆环状；转子230，以旋转自如的方式设置于定子220的内周侧；以及轴240，与转子230连结。定子220具有定子铁芯220a和被星形接线的定子绕组亦即三相绕组100(参照图2)。三相绕组100被设置为卷绕于定子铁芯220a。

图2是采用了本发明的实施方式1所涉及的电动机的星形接线方式的定子绕组的接线图。如图2所例示那样，电动机200采用了3根绕卷的星形接线方式作为三相绕组100的绕线方式。

三相绕组100与供给三相交流电源的电源装置或工业电源(未图示)连接，具有3个独立的绕组的集合体。更具体而言，作为独立的绕组的集合体，三相绕组100具有：U相绕组部10，与三相交流电源的U相连接；V相绕组部20，与三相交流电源的V相连接；W相绕组部30，与三相交流电源的W相连接。

U相绕组部10、V相绕组部20以及W相绕组部30分别是基于2根铜线与1根铝线的3根绕卷。即，U相绕组部10具有由铜线构成的U相铜绕组部11以及U相铜绕组部12和由铝线构成的U相铝绕组部13。V相绕组部20具有由铜线构成的V相铜绕组部21以及V相铜绕组部22和由铝线构成的V相铝绕组部23。W相绕组部30具有由铜线构成的W相铜绕组部31以及W相铜绕组部32和由铝线构成的W相铝绕组部33。

U相铜绕组部11、U相铜绕组部12、V相铜绕组部21、V相铜绕组部22、W相铜绕组部31以及W相铜绕组部32分别相当于本发明的“第一绕组部”。U相铝绕组部13、V相铝绕组部23以及W相铝绕组部33分别相当于本发明的“第二绕组部”。即，三相绕组100被星形接线成各相的第一绕组部的一端彼此连接，并且被星形接线成各相的第二绕组部的一端彼此连接。

这里，铜线例如包括由铜合金那样的包含铜的材料形成的电线。另外，铝线例如包括由铝合金那样的包含铝的材料形成的电线。

U相铜绕组部11具有绕组11a、作为终端的一方的终端线11b、以及作为终端的另一方的终端线11c。U相铜绕组部12具有绕组12a、作为终端的一方的终端线12b、以及作为终端的另一方的终端线12c。U相铝绕组部13具有绕组13a、作为终端的一方的终端线13b、以及作为终端的另一方的终端线13c。

V相铜绕组部21具有绕组21a、作为终端的一方的终端线21b、以及作为终端的另一方的终端线21c。V相铜绕组部22具有绕组22a、作为终端的一方的终端线22b、以及作为终端的另一方的终端线22c。V相铝绕组部23具有绕组23a、作为终端的一方的终端线23b、以及作为终端的另一方的终端线23c。

W相铜绕组部31具有绕组31a、作为终端的一方的终端线31b、以及作为终端的另一方的终端线31c。W相铜绕组部32具有绕组32a、作为终端的一方的终端线32b、以及作为终端的另一方的终端线32c。W相铝绕组部33具有绕组33a、作为终端的一方的终端线33b、以及作为终端的另一方的终端线33c。

另外，三相绕组100具有铜中性点40与铝中性点50。铜中性点40是由铜线构成的多个第一绕组部接合而形成的中性点。更具体而言，铜中性点40是两组第一绕组部、即各相的两个第一绕组部彼此接合而形成的中性点。铝中性点50是由铝线构成的多个第二绕组部接合而形成的中性点。更具体而言，铝中性点50是一组第二绕组部、即各相的一个第二绕组部彼此接合而形成的中性点。

终端线11b、终端线12b、终端线21b、终端线22b、终端线31b以及终端线32b在铜中性点40连接。终端线13b、终端线23b以及终端线33b在铝中性点50连接。即，在三相绕组100中，形成有连接了6根铜线的铜中性点40和连接了3根铝线的铝中性点50。这里，铜中性点40相当于本发明的“第一绕组部的中性点”，铝中性点50相当于本发明的“第二绕组部的中性点”。

在本实施方式1中，铜中性点40通过将终端线11b、终端线12b、终端线21b、终端线22b、终端线31b以及终端线32b以除去了电线绝缘被覆的状态捆束并在沿周向扭转之后焊接而形成。铝中性点50也与铜中性点40同样地通过将终端线13b、终端线23b以及终端线33b焊接而形成。

但是，作为形成铜中性点40以及铝中性点50的方法，能够使用上述以外的各种方法。例如，作为将电线接合的方法，能够使用软钎焊、TIG(Tungsten Inert Gas：钨极惰性气体)焊接、硬钎焊、或基于压接端子的连结等手段。即，作为铜中性点40以及铝中性点50的接合部件，能够使用各种部件。

另外，U相绕组部10具有经由导线300与U相连接的U相连接端子110。终端线11c、终端线12c以及终端线13c在U相连接端子110处连结。V相绕组部20具有经由导线300与V相连接的V相连接端子120。终端线21c、终端线22c、终端线23c在V相连接端子120处连结。W相绕组部30具有经由导线300与W相连接的W相连接端子130。终端线31c、终端线32c以及终端线33c在W相连接端子130处连结。

并且，电动机200具有收纳三相绕组100的中性点、即铜中性点40与铝中性点50的中性点收纳部60。其中，在图2中，为了方便起见，用虚线表示了中性点收纳部60。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的电动机的中性点与中性点收纳部的侧视图。如图3所示，铜中性点40与铝中性点50被插入至绝缘性的中性点收纳部60。

中性点收纳部60具有通过将薄片状的绝缘纸多次卷成圆筒状而形成的侧部61。在中性点收纳部60中，将圆筒状的侧部61中的一端侧堵塞的端部62与具有绝缘性的防接触部64通过超声波等被熔接。另外，在中性点收纳部60中，在圆筒状的侧部61中的另一端侧形成有开口部63。即，中性点收纳部60具有由防接触部64分隔成的第一收纳部70与第二收纳部80。

铜中性点40与铝中性点50被从开口部63插入，铜中性点40收纳于第一收纳部70，铝中性点50收纳于第二收纳部80。

在本实施方式1中，中性点收纳部60由绝缘纸形成。构成中性点收纳部60的绝缘纸例如能够优选使用层叠多张厚度为100μm左右的绝缘纸而整体厚度形成为500μm左右的结构。作为构成中性点收纳部60的绝缘纸的材质，能够采用NOMEX或PET(polyethyleneterephthalate：聚对苯二甲酸乙二醇酯)等可熔接的材质。

另外，铝比铜的离子化趋势大。因此，若铝与铜直接接触，则因不同种类金属接触会产生铝向铜释放离子而铝腐蚀的不同种类金属腐蚀。关于这点，本实施方式1的电动机200由于在中性点收纳部60中，通过防接触部64实现分隔的作用，由此能够防止铜中性点40与铝中性点50的接触、即铜线与铝线接触，所以能够防止中性点处的不同种类金属腐蚀。

即，电动机200是对三相绕组100中的中性点的接线方法进行了改进后的电动机，铜中性点40与铝中性点50分别收纳于第一收纳部70与第二收纳部80。因此，由于仅通过作为绝缘部件的中性点收纳部60就能够防止不同种类金属彼此的接触，所以能够提供以很少的部件数量抑制成本且高效地防止中性点处的不同种类金属腐蚀、可靠性高的三相电动机。

这里，铜中性点40的接合部件与铝中性点50的接合部件可以是相同种类的金属，也可以是相互不同种类的金属。在铜中性点40的接合部件与铝中性点50的接合部件为不同种类金属且铜中性点40的接合部件与铝中性点50的接合部件的离子化趋势的差异大的情况下，也在中性点收纳部60的内部，在铜中性点40与铝中性点50之间夹装有防接触部64。因此，由于铜中性点40的接合部件与铝中性点50的接合部件不接触，所以能够防止不同种类金属腐蚀。

实施方式2.

由于本实施方式2的电动机的整体结构与参照图1说明过的电动机200同样，所以以下使用相同的附图标记。另外，针对与上述实施方式1等同的构成部件，使用相同的附图标记并省略说明。

图4是采用了本发明的实施方式2所涉及的电动机200的星形接线方式的定子绕组的接线图。本实施方式2所涉及的电动机200具有被星形接线并设置于定子铁芯220a的三相绕组100A。如图4所示，三相绕组100A具有铜中性点40a、铜中性点40b以及铝中性点50。铜中性点40a以及铜中性点40b分别是一组的第一绕组部、即各相的一个第一绕组部彼此接合而形成的中性点。

终端线11b、终端线21b以及终端线31b在铜中性点40a连接。终端线12b、终端线22b以及终端线32b在铜中性点40b连接。即，在三相绕组100A中，形成有连接了3根铜线的铜中性点40a、连接了3根铜线的铜中性点40b、以及连接了3根铝线的铝中性点50。铜中性点40a与铜中性点40b与实施方式1中的铜中性点40同样形成。

这里，铜中性点40a与铜中性点40b分别相当于本发明的“第一绕组部的中性点”，铝中性点50相当于本发明的“第二绕组部的中性点”。

如上所述，在三相绕组100A中，由于与铜线的中性点连接的电线的根数为3根，比实施方式1的三相绕组100中的6根减少，所以能够降低连接的困难性，因此能够进一步可靠地防止连接不良。

并且，本实施方式2中的电动机200具有收纳三相绕组100A的中性点、即铜中性点40a、铜中性点40b以及铝中性点50的中性点收纳部60A。此外，在图5中，为了方便起见，用虚线表示了中性点收纳部60A。

图5是表示本发明的实施方式2所涉及的电动机的中性点与中性点收纳部的侧视图。中性点收纳部60A具有通过将薄片状的绝缘纸多次卷成圆筒状而形成的侧部61。在中性点收纳部60A中，将圆筒状的侧部61中的一端侧堵塞的端部62与具有绝缘性的防接触部64a以及防接触部64b通过超声波等熔接。另外，在中性点收纳部60A中，在圆筒状的侧部61中的另一端侧形成有开口部63。即，中性点收纳部60A具有由防接触部64a以及防接触部64b分隔成的第一收纳部70a、第二收纳部80以及第三收纳部70b。

铜中性点40a、铜中性点40b以及铝中性点50被从开口部63插入，铜中性点40a收纳于第一收纳部70a，铜中性点40b收纳于第三收纳部70b，铝中性点50收纳于第二收纳部80。

如上所述，中性点收纳部60A所具有的收纳部的数量和第一绕组部的中性点的数量与第二绕组部的中性点的数量之和相等。而且，对于本实施方式2的电动机200而言，铜中性点40a、铜中性点40b以及铝中性点50分别被收纳于第一收纳部70a、第三收纳部70b以及第二收纳部80。因此，由于仅通过作为绝缘部件的中性点收纳部60A就能够防止不同种类金属彼此的接触，所以能够提供一种以很少的部件数量抑制成本且高效地防止中性点处的不同种类金属腐蚀、可靠性高的三相电动机。

即，在中性点收纳部60A中，防接触部64b作为成为铜绕组部的中性点的铜中性点40a以及铜中性点40b与成为铝绕组部的中性点的铝中性点50之间的分隔件发挥功能。因此，由于能够防止铜线与铝线的接触，所以能够防止中性点处的不同种类金属腐蚀。

另外，由于中性点收纳部60A具有夹装于铜中性点40a与铜中性点40b之间的防接触部64a，所以能够更可靠地防止铜中性点40a与铝中性点50的接触。而且，例如即便在铜中性点40a的接合部件与铜中性点40b的接合部件为不同种类金属且铜中性点40的接合部件与铝中性点50的接合部件的离子化趋势的差异大的情况下，也能够有效地防止不同种类金属腐蚀。

并且，在三相绕组100A中，由于各中性点中的铜线的连接根数比三相绕组100减少，所以能够更好地连接铜线，因此能够更可靠地避免连接不良。其他效果与实施方式1同样。

实施方式3.

由于本实施方式3的电动机的整体结构与参照图1说明过的实施方式1的电动机200同样，所以以下使用相同的附图标记。另外，针对与实施方式1以及2等同的构成部件，使用相同的附图标记并省略说明。

图6是采用了本发明的实施方式3所涉及的电动机的星形接线方式的定子绕组的接线图。本实施方式3所涉及的电动机200具有被星形接线且设置于定子铁芯220a的三相绕组100B。另外，电动机200并不具有实施方式2中的中性点收纳部60A，而具有对三相绕组100B的中性点进行收纳的中性点收纳部60B。即，中性点收纳部60B用于收纳铜中性点40a、铜中性点40b以及铝中性点50。三相绕组100B的其他结构与实施方式2中的三相绕组100A同样。

图7是表示本发明的实施方式3所涉及的电动机的中性点与中性点收纳部的侧视图。中性点收纳部60B具有通过将薄片状的绝缘纸多次卷成圆筒状而形成的侧部61。在中性点收纳部60B中，将圆筒状的侧部61中的一端侧堵塞的端部62与具有绝缘性的防接触部64c通过超声波等熔接。另外，在中性点收纳部60B中，在圆筒状的侧部61中的另一端侧形成有开口部63。即，中性点收纳部60B具有由防接触部64c分隔成的第一收纳部70c与第二收纳部80。

铜中性点40a、铜中性点40b以及铝中性点50被从开口部63插入，铜中性点40a以及铜中性点40b收纳于第一收纳部70c，铝中性点50收纳于第二收纳部80。即，第一绕组部的中性点以及第二绕组部的中性点中的2个被收纳于一个收纳部。

如上所述，中性点收纳部60B所具有的收纳部的数量比第一绕组部的中性点的数量与第二绕组部的中性点的数量之和少。而且，对于本实施方式3的电动机200而言，铜中性点40a以及铜中性点40b收纳于第一收纳部70a，铝中性点50收纳于第二收纳部80。因此，由于仅通过作为绝缘部件的中性点收纳部60B就能够防止不同种类金属彼此的接触，所以能够提供一种以很少的部件数量抑制成本且高效地防止中性点处的不同种类金属腐蚀、可靠性高的三相电动机。

另外，上述实施方式2的中性点收纳部60A具有两个防接触部，但本实施方式3的中性点收纳部60B具有一个防接触部。因此，由于在中性点收纳部60B中与中性点收纳部60A相比，熔接位置变少，工时减少，所以能够实现生产率的提高。另外，由于不需要将铜中性点40a与铜中性点40b收纳于不同的收纳部，所以铜中性点40a以及铜中性点40b的收纳变容易，因此能够实现作业效率的提高。其他效果与实施方式1以及2同样。

这里，上述的各实施方式是电动机的优选具体例，本发明的技术范围并不限定于上述方式。例如，在实施方式1～3中，例示了电动机200具有3根绕卷的定子绕组的情况，但并不限定于此。即，在实施方式1～3中，U相绕组部10、V相绕组部20以及W相绕组部30是由2根铜线与1根铝线构成的3根绕卷，但也可以是由1根铜线与2根铝线构成的3根绕卷。该情况下，三相绕组100、100A或100B可以具有两组第二绕组部接合而形成的中性点，也可以具有一组第二绕组部接合而形成的两个中性点。

另外，U相绕组部10、V相绕组部20以及W相绕组部30所具有的绕组的根数并不局限于3根，只要铜线与铝线混合存在即可，可以为2根，也可以为4根以上。在各相的绕组部所具有的绕组的根数为4本以上的情况下，各相的绕组部中的铜绕组部的数量与铝绕组部的数量的比率能够任意变更。另外，第一绕组部的中性点的数量与第二绕组部的中性点的数量能够任意变更。除此之外，收纳于各收纳部的中性点的数量并不局限于1个或2个，也可以为3个以上。即，中性点收纳部只要具有具备绝缘性的至少一个防接触部与由防接触部分隔成的多个收纳部即可。

即，在实施方式1～3的电动机200中，只要第一绕组部的中性点与第二绕组部的中性点分别收纳于不同的收纳部即可。另外，在实施方式2以及3的电动机200中，只要三相绕组100A以及100B的各相具有一个或多个第一绕组部并且具有一个或多个第二绕组部即可。而且，只要第一绕组部的中性点以及第二绕组部的中性点中的至少一方设置有多个即可。

并且，在实施方式2的电动机200中，只要第一绕组部的中性点以及第二绕组部的中性点中的至少2个收纳于一个收纳部即可。这里，收纳部的数量可以比第一绕组部的中性点的数量与第二绕组部的中性点的数量之和多，但若存在不收纳中性点的收纳部，则相应地花费时间与成本。因此，中性点收纳部可以被设计为收纳部的数量和第一绕组部的中性点的数量与第二绕组部的中性点的数量之和相等。

另外，在实施方式3的电动机200中，只要第一绕组部以及第二绕组部所具有的多个中性点中的至少2个收纳于一个收纳部即可。这里，例如在将实施方式2的中性点收纳部60A应用于实施方式3的电动机200而空置各收纳部中的一个这一情形下，可以随意使用具有较多收纳部的中性点收纳部，但若存在不收纳中性点的收纳部，则相应地花费时间与成本。因此，中性点收纳部可被设计为收纳部的数量比第一绕组部的中性点的数量与第二绕组部的中性点的数量之和少，具有所需数量的收纳部。

换言之，只要U相绕组部10、V相绕组部20以及W相绕组部30分别具有至少一个铜绕组部和至少一个铝绕组部即可。而且，一个或多个铜中性点与一个或多个铝中性点可分别收纳于不同的收纳部。在电动机200包括多个铜中性点以及铝中性点中的至少一方的情况下，可以使收纳部的数量与中性点的数量为相同数目，多个中性点分别被收纳于不同的收纳部。或者，可以构成为收纳部的数量比中性点的数量少，多个中性点中的至少2个收纳于一个收纳部。

除此之外，图3、图5以及图7示意性记载了各构成部件，各构成部件的大小以及形状等并不限定于各图的记载。例如，图2的防接触部64的熔接位置并不局限于端部62的侧视下的中央部，能够根据铜中性点40以及铝中性点50的大小等适当地变更。即，中性点收纳部60、60A以及60B所具有的各收纳部可以不是均等的大小，也可以不是相同的形状。

附图标记说明：

10…U相绕组部；11、12…U相铜绕组部；11a、12a、13a、21a、22a、23a、31a、32a、33a…绕组；11b、11c、12b、12c、13b、13c、21b、21c、22b、22c、23b、23c、31b、31c、32b、32c、33b、33c…终端线；13…U相铝绕组部；20…V相绕组部；21、22…V相铜绕组部；23…V相铝绕组部；30…W相绕组部；31、32…W相铜绕组部；33…W相铝绕组部；40、40a、40b…铜中性点；50…铝中性点；60、60A、60B…中性点收纳部；61…侧部；62…端部；63…开口部；64、64a、64b、64c…防接触部；70、70a、70c…第一收纳部；70b…第三收纳部；80…第二收纳部；100、100A、100B…三相绕组；110…U相连接端子；120…V相连接端子；130…W相连接端子；200…电动机；210…主体外壳；220…定子；220a…定子铁芯；230…转子；240…轴；300…导线。

Claims (5)

1.一种电动机，其中，具备：

三相绕组，设置于定子铁芯；和

中性点收纳部，收纳所述三相绕组的中性点，

所述三相绕组的各相包括：

第一绕组部，由铜线构成；和

第二绕组部，由铝线构成，

所述中性点收纳部收纳各相的所述第一绕组部的中性点和各相的所述第二绕组部的中性点，并具有：至少一个防接触部，具有绝缘性；以及多个收纳部，由所述防接触部分隔而成，

所述第一绕组部的中性点与所述第二绕组部的中性点分别收纳于不同的所述收纳部。

2.根据权利要求1所述的电动机，其中，

所述三相绕组的各相具有一组或多组所述第一绕组部并且具有一组或多组所述第二绕组部，

所述第一绕组部的中性点以及所述第二绕组部的中性点中的至少一方设置有多个，

所述第一绕组部的中性点以及所述第二绕组部的中性点分别收纳于不同的所述收纳部。

3.根据权利要求2所述的电动机，其中，

所述收纳部的数量和所述第一绕组部的中性点的数量与所述第二绕组部的中性点的数量之和相等。

4.根据权利要求1所述的电动机，其中，

所述三相绕组的各相具有一组或多组所述第一绕组部并且具有一组或多组所述第二绕组部，

所述第一绕组部的中性点以及所述第二绕组部的中性点中的至少一方设置有多个，

所述第一绕组部的中性点以及所述第二绕组部的中性点中的至少2个收纳于一个所述收纳部。

5.根据权利要求4所述的电动机，其中，

所述收纳部的数量比所述第一绕组部的中性点的数量与所述第二绕组部的中性点的数量之和少。