CN110445280A - 定子端部连接组件及扁线电机 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种定子端部连接组件及扁线电机，所述定子端部连接组件包括第一铜排、第二铜排以及由绝缘材料构成的隔离件；所述第一铜排包括用于与处于定子铁芯的线槽的最外侧的第一出线导体连接的第一焊接部、用于与处于定子铁芯的线槽的最内侧的第二出线导体连接的第二焊接部以及用于连接所述第一焊接部和第二焊接部的中间连接段，且所述中间连接段上具有接线部；所述第二铜排包括主体部以及分别与所述定子铁芯上的发卡形绕组的中性导体连接的多个支脚；所述隔离件设置于所述第一铜排与第二铜排之间，用以电气隔离所述第一铜排和第二铜排。本发明实施例可在保证绝缘性能以及振动可靠性的同时，大大降低模具的复杂程度，降低成本。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电机领域，更具体地说，涉及一种定子端部连接组件及扁线电机。
背景技术
驱动电机主要由定子、转子、端盖和辅助标准件组成，而定子中又包括定子铁芯、铜线绕组、绝缘材料等。扁线电机为采用扁铜线构成的发卡形绕组作为定子绕组的电机。
与传统散线方案相比，发卡形绕组具有高槽满率等特点，能够有效提高电机功率密度。发卡形绕组由多层的矩形导体(即横截面为矩形的导体)构成，上述矩形导体的一端嵌入定子铁芯的定子槽，另一端通过扭转端部再嵌设到预设跨距的另一定子槽中；再通过层间的跨接线以及焊接实现预设的U、V、W三相电的连接；最后需要通过端部铜排集成各相的出线端，以引入通过逆变器变频的三相电流。
现有技术中，如中国专利文献CN106026435A中揭露的定子组件，其端部铜排通过整体注塑成型，即端部铜排整体与绝缘板注塑在一起，再安装到定子上，并通过焊接连接各出线导体。但该方案中，用于制作绝缘板的模具的结构十分复杂，成本较高。
发明内容
本发明实施例针对上述扁线电机中，用于制作端部铜排的绝缘板的模具结构复杂、成本较高的问题，提供一种定子端部连接组件及扁线电机。
本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种定子端部连接组件，应用于定子，所述定子包括定子铁芯以及装配到所述定子铁芯的线槽的发卡形绕组，所述发卡形绕组连接形成三个绕组路径，且所述定子端部连接组件用于实现所述发卡形绕组与外部线缆连接，所述定子端部连接组件包括第一铜排、第二铜排以及由绝缘材料构成的隔离件；所述第一铜排包括用于与处于所述定子铁芯的线槽的最外侧的第一出线导体连接的第一焊接部、用于与处于所述定子铁芯的线槽的最内侧的第二出线导体连接的第二焊接部以及用于连接所述第一焊接部和第二焊接部的中间连接段，且所述中间连接段上具有用于连接外部线缆的接线部，所述第一出线导体和所述第二出线导体分别连接同一绕组路径中的发卡形绕组；所述第二铜排包括主体部以及分别与所述定子铁芯上的发卡形绕组的中性导体连接的多个支脚；所述隔离件设置于所述第一铜排与所述第二铜排之间，用以电气隔离所述第一铜排和所述第二铜排。
优选地，所述中间连接段包括第一弯折部、出线导引部以及第二弯折部，且所述接线部连接在所述出线导引部上；所述出线导引部的一端连接所述第一弯折部的首端，且所述出线导引部的另一端连接所述第二弯折部的首端；所述第一焊接部连接到所述第一弯折部的尾端，所述第二焊接部连接到所述第二弯折部的尾端。
优选地，所述隔离件呈沿所述定子铁芯的周向设置的平板状，且所述隔离件的上表面具有至少一个定位卡扣组，所述第一铜排以所述中间连接段装配到所述定位卡扣组的方式安装定位到所述隔离件。
优选地，每一所述定位卡扣组包括两个相互独立的定位卡扣，每一所述定位卡扣包括两个分别突出于所述隔离件的上表面的定位柱，且两个所述定位柱之间形成定位槽；在所述第一铜排安装到所述隔离件时，所述中间连接段嵌入所述定位槽。
优选地，所述定子端部连接组件包括三个第一铜排，且所述隔离件的上表面对应设置三个定位卡扣组；每一所述第一铜排以装配到一个定位卡扣组的方式安装固定到所述隔离件，且每一所述第一铜排通过第一焊接部和第二焊接部与一个绕组路径中的发卡形绕组导电连接。
优选地，所述隔离件整体包塑或部分包塑所述第二铜排的主体部。
优选地，所述第一铜排的第一焊接部、第二焊接部以及中间连接段一体。
本发明实施例还提供一种扁线电机，包括外壳、定子组件和转子组件，所述定子组件包括定子铁芯以及装配到所述定子铁芯的线槽并分别位于一个或多个绕组路径的发卡形绕组；所述定子组件还包括如上任一项所述的定子端部连接组件，且所述发卡形绕组的出线导体通过所述定子端部连接组件连接外部线缆。
本发明实施例的定子端部连接组件及扁线电机，通过装配结构的第一铜排和隔离件，在保证绝缘性能以及振动可靠性的同时，可大大降低模具的复杂程度，降低成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的定子端部连接组件的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的定子端部连接组件中第一铜排的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的定子端部连接组件中绝缘件的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的定子端部连接组件中第二铜排的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的扁线电机的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明实施例提供的定子端部连接组件的示意图，该定子端部连接组件用于实现扁线电机中发卡形绕组与外部线缆的连接，从而实现驱动电流输入。上述扁线电机的定子包括定子铁芯以及发卡形绕组，其中定子铁芯上具有多个间隔设置的定子槽，上述发卡形绕组连接形成三个绕组路径(即U相路径、V相路径、W相路径)，该三个绕组路径壳连接成Y形，且上述发卡形绕组装配到定子铁芯的定子槽内，本实施例的定子端部连接组件通过连接发卡形绕组的出线导体实现发卡形绕组与外部线缆的连接。本实施例的定子端部连接组件包括第一铜排11、隔离件12以及第二铜排13，并通过第一铜排11实现发卡形绕组与外部线缆的连接，通过第二铜排13连接三个绕组路径中的发卡形绕组的中性导体。隔离件12由绝缘材料(例如塑胶材料)构成，且该隔离件12设置于第一铜排11与第二铜排13之间，通过该隔离件12，可实现第一铜排11与第二铜排13之间的电气隔离，以及第二铜排13与发卡形绕组中不相关的部分之间的电气隔离，使定子端部连接组件符合标准的绝缘等级。
上述第一铜排11为硬质的板状导体，其横截面为矩形。该第一铜排11包括第一焊接部111、第二焊接部112以及中间连接段113，其中第一焊接部111用于与处于定子铁芯的线槽的最外侧的第一出线导体连接(上述第一出线导体可为横截面为矩形的条形导体，且第一焊接部111和第一出线导体具体可通过焊接方式连接)，第二焊接部112用于与处于定子铁芯的线槽的最内侧的第二出线导体连接(上述第二出线导体可为横截面为矩形的条形导体，且第二焊接部112和第二出线部具体可通过焊接方式连接，同一个第一铜排11连接的第一出线导体和第二出线导体分别连接同一绕组路径中的发卡形绕组)，中间连接段113用于连接(包括机械连接和导电连接)第一焊接部111和第二焊接部112，即中间连接段113的一端连接第一焊接部111，且该中间连接段113的另一端连接第二焊接部112。并且上述中间连接段113上具有用于连接外部线缆的接线部114，并通过接线部114与外部线缆连接。具体地，为方便连接外部线缆，上述接线部114可突出于中间连接段113的顶部。此外，接线部114还可为钩状，从而更利于与外部线缆连接。
结合图4所示，上述第二铜排13包括主体部131以及多个支脚132。上述多个支脚132分别用于与定子铁芯上的发卡形绕组的中性导体(该中性导体可为横截面为矩形的条形导体)连接，也就是将多个绕组路径的一端连接在一起。上述主体部131具体可呈沿定子铁芯的周向设置的平板状(即与隔离件12的形状匹配)，且多个支脚132分别垂直连接到主体部131。在定子端部连接组件组装到定子时，可使第二铜排13位于隔离件12的下层，并将发卡形绕组的中性导体与第二铜排13的支脚132焊接固定，以及将发卡形绕组的出线导体与第一铜排11焊接固定。
上述定子端部连接组件，通过装配结构的第一铜排11、隔离件12以及第二铜排13，在保证绝缘性能的同时，可大大降低模具的复杂程度(即只需为隔离件12开模，由于隔离件12结构简单，因此模具的结构也相对简单)，降低成本。
在本发明的一个实施例中，上述第一铜排11的第一焊接部111、第二焊接部112以及中间连接段113可为一体结构，即第一铜排11可使用一块条状铜板裁切弯折而成。
结合图2所示，具体地，在上述第一铜排11中，中间连接段113包括第一弯折部1132、出线导引部1131以及第二弯折部1133，且接线部114连接在出线导引部1131上。出线导引部1131的一端连接第一弯折部1132的首端，且出线导引部1131的另一端连接第二弯折部1133的首端；第一焊接部111连接到第一弯折部1132的尾端，第二焊接部112连接到第二弯折部1133的尾端，即第一焊接部111、第一弯折部1132、出线导引部1131、第二弯折部1133以及第二焊接部112依次首尾相连。当然，在实际应用中，中间连接段113也可采用其他结构，并实现第一焊接部111和第二焊接部112之间的机械连接和导电连接。
为方便第一焊接部111与第一出线导体的连接，上述第一焊接部111可沿定子铁芯的周向分布；同样地，为方便第二焊接部112与第二出线部的连接，上述第二焊接部112可沿定子铁芯的周向分布。通过上述结构，第一焊接部111和第二焊接部112可分别与多个定子槽内的同一绕组路径中的发卡形绕组(即同相绕组)的出线部连接。
上述出线导引部1131也可沿定子铁芯的周向分布，而第一弯折部1132和第二弯折部1133均大致呈S型。此外，还可在第一弯折部1132和第二弯折部1133包覆热缩套管，以加强相邻的第一铜排11之间，以及第一铜排11与发卡形绕组之间的绝缘性能。
结合图3所示，隔离件12可呈沿定子铁芯的周向设置的平板状，在定子端部连接组件安装固定到发卡形绕组的端部时，隔离件12可垂直于定子的轴向。上述隔离件12的上表面(即背向发卡形绕组的表面)具有至少一个定位卡扣组，第一铜排11以中间连接段113装配到定位卡扣组的方式安装到隔离件12的上表面。
特别地，在隔离件12上，每一定位卡扣组可包括一个或多个相互独立并沿定子铁芯的周向设置的定位卡扣122(较佳地，每一定位卡扣组可包括两个定位卡扣122)，且每一定位卡扣122可由两个突出于隔离件12的上表面的立柱构成。上述两个立柱之间具有间隙，该出线导引部1131沿定子铁芯的径向的尺寸与上述两个立柱之间的间隙的尺寸对应，从而在第一铜排11安装到隔离件12时，出线导引部1131嵌入到上述间隙，从而定位卡扣122在实现出线导引部1131定位的同时，实现出线导引部1131的卡接。通过上述结构，便于将第一铜排11装配到隔离件12的上表面。当然，在实际应用中，隔离件12上的定位卡扣也可为具有较大长度的条状，但该结构不利于第一铜排11装配到隔离件12。
上述定子端部连接组件可包括三个第一铜排11(该三个第一铜排11具有相同的结构)，每一第一铜排11可实现U、V、W三相绕组中某一相绕组路径与外部线缆(动力线)的连接；相应地，隔离件12的上表面具有三个定位卡扣组；每一第一铜排11以嵌入一个定位卡扣组的方式安装固定到隔离件12的上表面。
为避免第二铜排13的主体部131与发卡形绕组的除中性导体外的部分连接，可使隔离件12包裹或部分包裹第二铜排13的主体部131。具体地，隔离件12可通过注塑方式与第二铜排13的主体部131结合在一起，即第二铜排13的下方也通过绝缘材料与发卡形绕组的除中性导体外的部分绝缘。当然，在实际应用中，隔离件12也可通过其他方式与第二铜排13结合。
在上述第二铜排13中，多个支脚132可分别连接到主体部131的两个沿定子铁芯的周向的侧壁。
本发明实施例还提供一种扁线电机，该扁线电机可用于车辆内(例如载客车辆、商用车辆或能够承载人或物体的任何其他合适的车辆)，尤其是以蓄电池为主动力源的电动车辆或混合动力电动车辆。如图5所示，本实施例的扁线电机包括外壳、定子和转子，其中定子包括定子铁芯21以及装配到定子铁芯21的线槽211并分别位于一个或多个绕组路径的发卡形绕组；上述定子还包括如图1-4中的定子端部连接组件，且该发卡形绕组的出线导体22通过定子端部连接组件中的第一铜排11连接到外部线缆(三相动力线)，中性导体23则通过第二铜排13相连接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种定子端部连接组件，应用于定子，所述定子包括定子铁芯以及装配到所述定子铁芯的线槽的发卡形绕组，所述发卡形绕组连接形成三个绕组路径，且所述定子端部连接组件用于实现所述发卡形绕组与外部线缆连接，其特征在于，所述定子端部连接组件包括第一铜排、第二铜排以及由绝缘材料构成的隔离件；所述第一铜排包括用于与处于所述定子铁芯的线槽的最外侧的第一出线导体连接的第一焊接部、用于与处于所述定子铁芯的线槽的最内侧的第二出线导体连接的第二焊接部以及用于连接所述第一焊接部和第二焊接部的中间连接段，且所述中间连接段上具有用于连接外部线缆的接线部，所述第一出线导体和所述第二出线导体分别连接同一绕组路径中的发卡形绕组；所述第二铜排包括主体部以及分别与所述定子铁芯上的发卡形绕组的中性导体连接的多个支脚；所述隔离件设置于所述第一铜排与所述第二铜排之间，用以电气隔离所述第一铜排和所述第二铜排。
2.根据权利要求1所述的定子端部连接组件，其特征在于，所述中间连接段包括第一弯折部、出线导引部以及第二弯折部，且所述接线部连接在所述出线导引部上；所述出线导引部的一端连接所述第一弯折部的首端，且所述出线导引部的另一端连接所述第二弯折部的首端；所述第一焊接部连接到所述第一弯折部的尾端，所述第二焊接部连接到所述第二弯折部的尾端。
3.根据权利要求1所述的定子端部连接组件，其特征在于，所述隔离件呈沿所述定子铁芯的周向设置的平板状，且所述隔离件的上表面具有至少一个定位卡扣组，所述第一铜排以所述中间连接段装配到所述定位卡扣组的方式安装定位到所述隔离件。
4.根据权利要求3所述的定子端部连接组件，其特征在于，每一所述定位卡扣组包括两个相互独立的定位卡扣，每一所述定位卡扣包括两个分别突出于所述隔离件的上表面的定位柱，且两个所述定位柱之间形成定位槽；在所述第一铜排安装到所述隔离件时，所述中间连接段嵌入所述定位槽。
5.根据权利要求1所述的定子端部连接组件，其特征在于，所述定子端部连接组件包括三个第一铜排，且所述隔离件的上表面对应设置三个定位卡扣组；每一所述第一铜排以装配到一个定位卡扣组的方式安装固定到所述隔离件，且每一所述第一铜排通过第一焊接部和第二焊接部与一个绕组路径中的发卡形绕组导电连接。
6.根据权利要求1所述的定子端部连接组件，其特征在于，所述隔离件整体包塑或部分包塑所述第二铜排的主体部。
7.根据权利要求1所述的定子端部连接组件，其特征在于，所述第一铜排的第一焊接部、第二焊接部以及中间连接段一体。
8.一种扁线电机，包括外壳、定子和转子，所述定子包括定子铁芯以及装配到所述定子铁芯的线槽的发卡形绕组；其特征在于，所述定子组件还包括如权利要求1-7中任一项所述的定子端部连接组件，且所述发卡形绕组通过所述定子端部连接组件连接外部线缆。
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