CN110912295A

CN110912295A - 定子单体和电机定子单元

Info

Publication number: CN110912295A
Application number: CN201911082644.9A
Authority: CN
Inventors: 樊峰涛; 张博; 黄剑; 芦勇; 张小乐; 罗来军
Original assignee: Lianchuang Automotive Electronics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Automotive Industry Corp Group
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2020-03-24

Abstract

本发明公开了一种用于组成电机定子单元的定子单体，包括：绝缘骨架，其中部用于缠绕定子绕阻，其顶部用于固定电磁转换件；电磁转换件，其固定于绝缘骨架顶部的中间部位；第一连接结构，其形成在电磁转换件一侧壁上，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第二连接结构；第二连接结构，其形成在电磁转换件另一侧壁上，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第一连接结构。本发明还公开了一种具有所述定子单体的电机定子单元。本发明电机定子单元采用分体式定子单体拼接形成，使定子绕阻相互独立，实现独立控制，提高了电机的可靠性。利用本发明电机定子单元形成的冗余电机，能实现扭矩波动的相互抵消作用，提高了EPS转向系统冗余电机的安全性。

Description

定子单体和电机定子单元

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种用于EPS转向系统电机的定子单体。本发明还涉及一种用于EPS转向系统电机的电机定子单元。

背景技术

EPS转向系统是整车上关系到驾乘人员人身安全最重要的总成之一，必须要考虑冗余安全设计，以保证在任何情况下至少可以提供基本、可控的转向能力。当前，电动助力转向系统EPS由电控部分和机械结构组成，EPS系统电控部分会采用电机驱动。在传统的EPS系统电控部分失效的情况下，驾驶员仅可通过管柱等机械结构驱动转向，这对于驾驶员来说无疑是个难题，很难达到安全转向停车的目的。

其中，电机是在转向时实现助力的重要支撑部件。目前许多期刊论文中研究的六相电机实质是在一套绕组上的电气角度双移，不能实现真正的电机空间电磁场的双移。因此，EPS转向系统急需一种能真正实现电机空间电磁场双移的六相冗余电机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于EPS转向系统电机的定子单体。

本发明要解决的另一技术问题是一种用于EPS转向系统冗余电机(冗余电机转子组件电气角度相差预设相角)，具有所述定子单体的电机定子单元。

为解决上述技术问题，本发明提供的用于组成电机定子单元的定子单体，包括：

绝缘骨架，其中部用于缠绕定子绕阻，其顶部用于固定电磁转换件；

电磁转换件，其固定于绝缘骨架顶部的中间部位；

第一连接结构，其形成在电磁转换件一侧壁上，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第二连接结构；

第二连接结构，其形成在电磁转换件另一侧壁上，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第一连接结构。

可选择的，进一步改进所述的定子单体，还包括：

第三连接结构，其形成在电磁转换件顶面，其用于将电机定子单元与电机壳体固定。

可选择的，进一步改进所述的定子单体，还包括：

第四连接结构，其形成在绝缘骨架顶面，其与第五连接结构插接使绝缘骨架和电磁转换件连接固定；

第五连接结构，其形成在电磁转换件底面。

可选择的，进一步改进所述的定子单体，绝缘骨架，其为工型结构，该工型结构中部(竖直部分)用于缠绕定子绕阻，该工型结构顶部用于固定电磁转换件；

可选择的，进一步改进所述的定子单体，该绝缘骨架顶部是第一管体侧壁的一部分，该绝缘骨架底部是第二管体侧壁的一部分；

其中，第一管体和第二管体是同心管体，第一管体内半径大于第二管体外半径。

可选择的，进一步改进所述的定子单体，电磁转换件是第三管体侧壁的一部分，第一管体、第二管体和第三管体是同心管体；

第一管体内半径大于等于第三管体外半径，第三管体内半径大于等于第二管体外半径。

可选择的，进一步改进所述的定子单体，电磁转换件是由多个形状、尺寸和结构线相同的定子冲片沿边缘对齐层叠铆接形成。

可选择的，进一步改进所述的定子单体，第一连接结构是凸部或凹部，第二连接结构是与第一连接结构配合使用的凸部或凹部。

可选择的，进一步改进所述的定子单体，第三连接结构是能与电机壳体内壁配合形成固定的凸部或凹部。

可选择的，进一步改进所述的定子单体，第四连接结构是凸部或凹部，第五连接结构是与第四连接结构配合使用的凸部或凹部。

本发明提供一种具有上述定子单体的电机定子单元，其中该电机定子单元由多个定子单体相邻拼接形成；

其中，各定子单体的电磁转换件彼此之间通过第一连接结构和第二连接结构连接固定形成电磁转换件管体；

各定子单体的绝缘骨架顶部侧壁彼此之间相接触形成顶部绝缘管体，各定子单体的绝缘骨架底部侧壁彼此之间相接触形成底部绝缘管体。

可选择的，进一步改进所述的电机定子单元，还包括：

接线架，其安装在电机定子单元的一端面，其适用于将电机定子单元定位固定在电机壳体内，并与外部电路形成电性连接。

可选择的，进一步改进所述的电机定子单元，该接线架9包括：

线架主体9.1，其为环形结构；

多个第一固定部9.2，其在线架主体9.1环形外圆侧壁上沿径向延伸形成，其适用于固定定子绕阻；

多个第二固定部9.3，其在线架主体9.1环形外圆侧壁上沿轴向延伸形成；

多个第三固定部9.4，其在线架主体9.1环形外圆上沿径向延伸形成，其适用于定位并固定连接电机定子；

多个第一接线端子9.5，其沿径向穿过线架主体9.1并固定在第一固定部9.2中，且其位于环形结构外的一端经穿出第一固定部9.2；

多个第二接线端子9.6，其沿轴向穿过线架主体9.1并固定在第二固定部9.3中，且其位于环形结构上的一端穿出第二固定部9.3；

其中，各接线端子之间彼此绝缘。

本发明的使用安装过程如下：

1、定子冲片沿边缘对齐通过层叠铆形成电磁转换件后，将电磁转换件固定在绝缘骨架顶部，将定子绕阻缠绕在工字型绝缘骨架竖直部分形成定子单体；

2、将多个定子单体连接固定形成管体即电机定子单元；

3、接线架通过其第三固定部与电机定子单元定位、固定，将定子单体的绕阻与接线架第一接线端子连接在一起。

4、组装冗余电机时，将本发明的电机定子单元分别从两侧压入电机机壳，通过电机壳体内孔台阶进行轴向定位。而且将电机定子单元之间的相对位置错开30度电气角度，保证电机定子单元的电气角度特性。

本发明至少能实现以下技术效果:

1、本发明电机定子单元采用分体式定子单体拼接形成，定子电磁转换件(铁芯)双移预设相带合理的设计，使定子绕阻相互独立，从电机技术上实现独立控制，提高了电机的可靠性。

2、本发明电机定子单元采用分体式定子单体拼接形成，相对现有结构组装更灵活、便捷。

3、本发明电机定子单元过定子在空间电气角度上的双移可实现双移预设角度的冗余电机(例如，10极12槽定子双移30度的冗余电机)。

4、利用本发明电机定子单元形成的冗余电机，能实现扭矩波动从电机技术上的相互抵消作用，提高了EPS转向系统冗余电机的安全性。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明定子单体第一实施例结构示意图。

图2是本发明定子单体第二实施例结构示意图。

图3是本发明定子单体第三实施例结构示意图。

图4本发明电机定子单元第一实施例结构示意图一。

图5本发明电机定子单元第一实施例结构示意图二。

图6本发明电机定子单元接线架一可行实施例结构示意图。

附图标记说明

绝缘骨架1

工型结构顶部1.1

工型结构中部1.2

工型结构底部1.3

定子绕阻2

电磁转换件3

第一连接结构4

第二连接结构5

第三连接结构6

第四连接结构7

第五连接结构8

接线架9

线架主体9.1

第一固定部9.2

第二固定部9.3

第三固定部9.4

第一接线端子9.5

第二接线端子9.6

第一加强件9.7

第二加强件9.8

第四固定部9.9

连接结构9.10

绝缘骨架顶部边沿伸出磁转换件前端的边沿A

绝缘骨架顶部边沿伸出磁转换件后端的边沿B

第一管体C

第二管体D

第三管体E。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。下述各实施例所述多个是指至少三个。

如图1所示，本发明提供的用于组成电机定子单元的定子单体第一实施例，包括：

绝缘骨架1，其中部用于缠绕定子绕阻2，其顶部用于固定电磁转换件3；

电磁转换件3即定子铁芯，其固定于绝缘骨架顶部的中间部位，即，电磁转换件的前后两端均存在绝缘骨架顶部边沿伸出，即图1中A处所示是绝缘骨架顶部边沿伸出磁转换件前端的边沿，图1中B处所示是绝缘骨架顶部边沿伸出磁转换件后端的边沿；

第一连接结构4，其形成在电磁转换件左侧壁上，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第二连接结构5；

第二连接结构5，其形成在电磁转换件右侧壁上，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第一连接结构4。

第一连接结构4和二连接结构5之间可以采用插接(过盈连接)、铆接、熔接等连接固定方式，绝缘骨架与电磁转换件3之间可以采用插接(过盈连接)、铆接、熔接、注塑在一起等连接固定方式。

本发明提供的分体式定子单体，使定子绕阻相互独立，从电机技术上实现独立控制，提高了电机的可靠性，相对现有结构组装更灵活、便捷。

如图2所示，本发明提供的用于组成电机定子单元的定子单体第二实施例，包括：

电磁转换件3即定子铁芯，其固定于绝缘骨架顶部的中间部位；

第二连接结构5，其形成在电磁转换件右侧壁上，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第一连接结构4；

第三连接结构6，其形成在电磁转换件顶面，其用于将电机定子单元与电机壳体固定；

第四连接结构7，其形成在绝缘骨架顶面，其与第五连接结构插接使绝缘骨架和电磁转换件连接固定；

第五连接结构8，其形成在电磁转换件底面。

如图3所示，本发明提供的用于组成电机定子单元的定子单体第三实施例，包括：

绝缘骨架1，其为工型结构包括顶部1.1，中部(竖直部分)1.2和底部1.3，该工型结构中部用于缠绕定子绕阻，该工型结构顶部1.1用于固定电磁转换件3；工型结构中部(竖直部分)1.2由于被绕阻遮挡图中未标注。该绝缘骨架顶部1.1是第一管体C侧壁的一部分，该绝缘骨架底部是第二管体D侧壁的一部分；

电磁转换件3即定子铁芯与上述第一实施例结构相同，固定于绝缘骨架顶部的中间部位，电磁转换件3是第三管体E侧壁的一部分；

其中，第一管体、第二管体和第三管体是同心管体；

第一连接结构4是形成在电磁转换件左侧壁上的条形凸部或条形凹部，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第二连接结构5；

第二连接结构5是形成在电磁转换件右侧壁上是与第一连接结构配合使用的条形凸部或条形凹部，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第一连接结构4；

第三连接结构6是形成在电磁转换件顶面的条形凸部或条形凹部，其用于将电机定子单元与电机壳体固定，例如，条形凸部和条形凹部的过盈插接；

第四连接结构7是形成在绝缘骨架顶面的条形凸部或条形凹部，其与第五连接结构插接使绝缘骨架和电磁转换件连接固定；

第五连接结构8是形成在电磁转换件底面，与第四连接结构配合使用的条形凸部或条形凹部。

第三连接结构是能与电机壳体内壁配合形成固定的条形凸部或条形凹部。

第四连接结构是条形凸部或条形凹部，第五连接结构是与第四连接结构配合使用的条形凸部或条形凹部。

可选择的，定子单体第一～第三实施例中，电磁转换件3即定子铁芯由多个形状、尺寸和结构线相同的定子冲片沿边缘对齐层叠铆接形成。

如图4结合图5所示，本发明提供一种具有上述任意一种定子单体的电机定子单元第一实施例，其中该电机定子单元由多个定子单体相邻拼接形成；

其中，各定子单体的电磁转换件3彼此之间通过第一连接结构4和第二连接结构5连接固定形成电磁转换件管体(即第三管体E)；第一连接结构4和第二连接结构5的连接固定方式包括但不限于：插接、铆接、熔接；

各定子单体的绝缘骨架顶部1.1侧壁彼此之间相接触形成顶部绝缘管体(即第一管体C)，各定子单体的绝缘骨架底部1.3侧壁彼此之间相接触形成底部绝缘管体(即第二管体D)。

本发明提供一种电机定子单元第二实施例，其中该电机定子单元由多个定子单体相邻拼接形成；

各定子单体的绝缘骨架顶部侧壁彼此之间相接触形成顶部绝缘管体(即第一管体C)，各定子单体的绝缘骨架底部侧壁彼此之间相接触形成底部绝缘管体(即第二管体D)。

接线架，其安装在电机定子单元的一端面，其适用于将电机定子单元与外部电路形成电性连接。

该接线架9的一可行实施例，如图6所示，包括：

线架主体9.1，其为环形结构；

多个第一固定部9.2，其在线架主体9.1环形外圆侧壁上沿径向延伸形成；

第一接线端子9.5是公共接线端子，第二接线端子9.6是电机三相线接线端子。

其中，第一固定部9.2可以采用固定卡槽，第一接线端子9.5和第二接线端子9.6采用注塑固定在线架主体9.1中的。线架主体9.1和第一～三固定部9.2、9.3、9.4采用绝缘材料制造。

可选择的，进一步改进该接线架9的上述可行实施例，多个第四固定部9.9，其设置在第一接线端子9.5位于环形结构外一端的端部，其适用于固定定子绕阻。第四固定部9.9采用U型槽。

可选择的，进一步改进该接线架9的上述可行实施例，第一加强件9.7，其形成在环形结构内环侧壁，其适用于增加线架主体9.1强度。第一加强件9.7采用阶梯结构。

可选择的，进一步改进该接线架9的上述可行实施例，第二加强件9.8，其形成在线架主体9.1和第三固定部9.4之间，其适用于增加第三固定部9.4强度。第二加强件9.8采用加强筋。

可选择的，进一步改进该接线架9的上述可行实施例，连接结构9.10(焊接点)，其设置第二接线端子9.6位于线架主体9.1上方的一端，其适用于将第二接线端子9.10与外部线缆焊接固定。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非即对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种定子单体，其适用于组成电机定子单元，其特征在于，包括：

电磁转换件，其固定于绝缘骨架顶部的中间部位；

2.如权利要求1所述的定子单体，其特征在于，还包括：

3.如权利要求1所述的定子单体，其特征在于，还包括：

第五连接结构，其形成在电磁转换件底面。

4.如权利要求1所述的定子单体，其特征在于：

绝缘骨架，其为工型结构，该工型结构中部用于缠绕定子绕阻，该工型结构顶部用于固定电磁转换件。

5.如权利要求1所述的定子单体，其特征在于：该绝缘骨架顶部是第一管体侧壁的一部分，该绝缘骨架底部是第二管体侧壁的一部分；

6.如权利要求5所述的定子单体，其特征在于：电磁转换件是第三管体侧壁的一部分，第一管体、第二管体和第三管体是同心管体；

7.如权利要求1所述的定子单体，其特征在于：电磁转换件是由多个形状、尺寸和结构线相同的定子冲片沿边缘对齐层叠铆接形成。

8.如权利要求1所述的定子单体，其特征在于：第一连接结构是凸部或凹部，第二连接结构是与第一连接结构配合使用的凸部或凹部。

9.如权利要求2所述的定子单体，其特征在于：第三连接结构是能与电机壳体内壁配合形成固定的凸部或凹部。

10.如权利要求3所述的定子单体，其特征在于：第四连接结构是凸部或凹部，第五连接结构是与第四连接结构配合使用的凸部或凹部。

11.一种具有权利要求1所述定子单体的电机定子单元，其特征在于：

该电机定子单元由多个定子单体相邻拼接形成；

12.如权利要求11所述的电机定子单元，其特征在于，还包括：

接线架(9)，其安装在电机定子单元的一端面，其适用于将电机定子单元定位固定在电机壳体内，并与外部电路形成电性连接。

13.如权利要求12所述的电机定子单元，其特征在于，接线架包括：

线架主体(9.1)，其为环形结构；

多个第一固定部(9.2)，其在线架主体(9.1)环形外圆侧壁上沿径向延伸形成，其适用于固定定子绕阻；；

多个第二固定部(9.3)，其在线架主体(9.1)环形外圆侧壁上沿轴向延伸形成；

多个第三固定部(9.4)，其在线架主体(9.1)环形外圆上沿径向延伸形成，其适用于定位并固定连接电机定子；

多个第一接线端子(9.5)，其沿径向穿过线架主体(9.1)并固定在第一固定部(9.2)中，且其位于环形结构外的一端经穿出第一固定部(9.2)；

多个第二接线端子(9.6)，其沿轴向穿过线架主体(9.1)并固定在第二固定部(9.3)中，且其位于环形结构上的一端穿出第二固定部(9.3)；

其中，各接线端子之间彼此绝缘。