CN110966304B - 磁悬浮轴承引线结构及其成型方法、磁悬浮轴承、电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种磁悬浮轴承引线结构及其成型方法、磁悬浮轴承、电机。该磁悬浮轴承引线结构包括接线板(2)、定子铁芯(1)和设置在定子铁芯(1)上的定子绕组，定子绕组包括多个线圈接头，每个线圈接头对应设置有一个接线柱(3)，接线板(2)包括接线插头(4)和出线接头(5)，接线插头(4)与接线柱(3)一一对应插接，接线插头(4)和出线接头(5)的接线端子通过导线一一对应连接。根据本申请的磁悬浮轴承引线结构，能够简化磁悬浮轴承的接线方式，提高磁悬浮轴承接线连接部位的电气安全性。

Description

磁悬浮轴承引线结构及其成型方法、磁悬浮轴承、电机

技术领域

本申请涉及电机技术领域，具体涉及一种磁悬浮轴承引线结构及其成型方法、磁悬浮轴承、电机。

背景技术

磁悬浮轴承具有无接触、无磨损、高转速、高精度、不需要润滑和密封等一系列优良品质，是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学一体的高新技术产物。

磁悬浮轴承分为主动式、被动式、混合式三种类型，主动式磁悬浮轴承刚度大，可以精密控制，但产生单位承载力所需体积和功耗较大；被动式磁悬浮轴承利用磁性材料之间的吸力或斥力实现转子的悬浮，刚度和阻尼都比较低；混合式磁悬浮轴承运用永磁体提供偏置磁场取代主动式磁轴承中电磁铁产生的静态偏置磁场，减少控制绕组的安匝数，缩小轴承体积，提高轴承承载能力等；混合式磁悬浮轴承对体积和功耗有严格要求的领域有着不可替代的优势，磁悬浮轴承又主要应用于高速、超高速场合。因此，磁悬浮系统的集成化、微型化和提高控制系统的稳定性与可靠性将是重点研究方向。

因磁悬浮轴承会有绕组线圈，在绕完线后，需要将漆包线线头引出，由于漆包线自身绝缘层较薄，一般不会直接将漆包线引出，会在漆包线端部接带有绝缘层的导线作为引出线，接口处采用焊锡焊接，再在表面做好绝缘防护，这样的接线方式操作工艺复杂，表面绝缘层出现划伤、破裂后存在绝缘不良风险。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种磁悬浮轴承引线结构及其成型方法、磁悬浮轴承、电机，能够简化磁悬浮轴承的接线方式，提高磁悬浮轴承接线连接部位的电气安全性。

为了解决上述问题，本申请提供一种磁悬浮轴承引线结构，包括接线板、定子铁芯和设置在定子铁芯上的定子绕组，定子绕组包括多个线圈接头，每个线圈接头对应设置有一个接线柱，接线板包括接线插头和出线接头，接线插头与接线柱一一对应插接，接线插头和出线接头的接线端子通过导线一一对应连接。

优选地，线圈接头处设置有固定件，线圈接头固定在固定件处，线圈接头的端部去掉绝缘层形成接线柱。

优选地，线圈接头通过灌封胶局部灌封固化，线圈接头露出灌封胶的部分形成接线柱；或，定子铁芯的端面上灌封有灌封胶，灌封胶形成环形的灌封结构，全部线圈接头均固化在灌封胶内，线圈接头露出灌封胶的部分形成接线柱。

优选地，接线插头由弹性导电材料制成，接线插头包括由外而内依次设置的扩张腔、接触腔和形变腔，接触腔为等截面，且接触腔的截面积小于扩张腔和形变腔的截面积。

优选地，接线插头为金属弹片。

优选地，接线板包括塑封部，接线插头和出线接头均嵌设在塑封部上，且接口外露，导线包覆在塑封部内。

优选地，灌封胶朝向接线板的一端设置有第一接头，接线板朝向灌封胶的一端设置有第二接头，第一接头和第二接头插接固定；和/或，灌封胶与塑封部之间通过螺钉固定连接；和/或，灌封胶与塑封部之间粘接固定。

优选地，塑封部为圆环形，接线插头设置在塑封部的端面上，出线接头设置在塑封部的外周壁上。

根据本申请的另一方面，提供了一种磁悬浮轴承，包括磁悬浮轴承引线结构，该磁悬浮轴承引线结构为上述的磁悬浮轴承引线结构。

根据本申请的另一方面，提供了一种电机，包括磁悬浮轴承引线结构，该磁悬浮轴承引线结构为上述的磁悬浮轴承引线结构。

根据本申请的另一方面，提供了一种上述的磁悬浮轴承引线结构的成型方法，包括：

对定子绕组进行梳理，使得各个线圈接头相互独立；

将定子绕组的线圈接头以接线柱形式固定在定子铁芯上的预设位置；

将接线板上的接线插头与接线柱一一对应插接，其中接线板还包括将接线插头以预设方式组合在一起的出线接头，出线接头的接线端子与接线插头通过导线一一对应连接。

优选地，将定子绕组的线圈接头以接线柱形式固定在定子铁芯上的预设位置的步骤包括：

将线圈接头按照预设位置定位在定子铁芯的端面上；

在定位铁芯的端面对线圈接头通过灌封胶进行灌封固定；

将线圈接头露出灌封胶的部分去除表面绝缘层，并处理为接线柱形式。

优选地，接线板采用如下方式成型；

将接线插头与出线接头的接线端子一一对应通过导线连接；

将各接线插头和出线接头同时定位在预设位置处；

采用绝缘材料对接线插头和出线接头进行一体成型，使得各接线插头按照预设位置成型在接线板的端面位置，出线接头按照预设位置成型在接线板的外周，导线整体封装在绝缘材料内。

本申请提供的磁悬浮轴承引线结构，包括接线板、定子铁芯和设置在定子铁芯上的定子绕组，定子绕组包括多个线圈接头，每个线圈接头对应设置有一个接线柱，接线板包括接线插头和出线接头，接线插头与接线柱一一对应插接，接线插头和出线接头的接线端子通过导线一一对应连接。该磁悬浮轴承引线结构对线圈接头进行了改造，使得线圈接头形成接线柱形式，然后采用插接的方式实现线圈结构与接线插头之间的对接，能够将接线柱隐藏在接线插头的插接孔内，使得整个引线结构的接线均不会外露，最终通过与接线插头导线连接的出线接头进行外部连接，可以简化线圈接头的连接结构，避免线圈接头的多次接线操作，接线简单，操作方便，有效提高磁悬浮轴承接线连接部位的电气安全可靠性。

附图说明

图1为本申请实施例的磁悬浮轴承引线结构的线圈接头部分的立体结构图；

图2为本申请实施例的磁悬浮轴承引线结构的接线板部分的立体结构图；

图3为本申请实施例的磁悬浮轴承引线结构的线圈接头与接线板的接线图。

附图标记表示为：

1、定子铁芯；2、接线板；3、接线柱；4、接线插头；5、出线接头；6、灌封胶；7、扩张腔；8、接触腔；9、形变腔。

具体实施方式

结合参见图1至图3所示，根据本申请的实施例，磁悬浮轴承引线结构包括接线板2、定子铁芯1和设置在定子铁芯1上的定子绕组，定子绕组包括多个线圈接头，每个线圈接头对应设置有一个接线柱3，接线板2包括接线插头4和出线接头5，接线插头4与接线柱3一一对应插接，接线插头4和出线接头5的接线端子通过导线一一对应连接。

该磁悬浮轴承引线结构对线圈接头进行了改造，使得线圈接头形成接线柱形式，然后采用插接的方式实现线圈结构与接线插头4之间的对接，能够将接线柱3隐藏在接线插头4的插接孔内，使得整个引线结构的接线均不会外露，最终通过与接线插头4导线连接的出线接头5进行外部连接，可以简化线圈接头的连接结构，避免线圈接头的多次接线操作，接线简单，操作方便，有效提高磁悬浮轴承接线连接部位的电气安全可靠性。

此外，由于本申请中的磁悬浮轴承引线结构中，各个线圈接头均是相互独立的，然后通过相互独立的接线插头4和导线连接至相互独立的出线接头5的各个接线端子，因此使得每一个线圈接头经接线插头4、导线到达接线端子的过程中始终是相互独立的，在将线圈接头的内部引线顺利转接出来的同时，实现了各个线圈接头之间的独立性，因此可以在出线接头5处方便地与不同的外部接头实现连接，直接在磁悬浮轴承的出线接头以外部分自由切换线圈的串并联结构，不会受到内部线圈接头的接线结构限制，同时也可以避免在绕组线圈内部直接将导线对接造成接线部位绝缘不良的问题，在进行串并联切换过程中无需对接线进行拆除，使用更加简单方便，灵活性更好，适用范围更广。

本申请的磁悬浮轴承引线结构适用于4极、8极、16极磁悬浮轴承或者具有相类似功能的磁悬浮轴承。

线圈接头处设置有固定件，线圈接头固定在固定件处，线圈接头的端部去掉绝缘层形成接线柱3。通过在定子铁芯1的端面预设位置处设置固定件，然后将线圈接头固定在固定件处，能够合理准确地规划接线柱3的设置位置，进而方便实现接线板2上的接线插头4与接线柱3的插接配合，保证配合结构更加准确，插接方便快速。

本申请的接线柱3直接由线圈结构的漆包线去掉表面绝缘层形成，因此取材方便，而且不用额外增加接线结构，连接更加简单。为了提高接线柱3的结构强度，可以采用较粗的漆包线形成接线柱3，或者是将漆包线进行多次对折的方式形成接线柱3，保证接线柱3具有足够的结构强度，能够顺利插入到接线插头4内。

线圈接头通过灌封胶6局部灌封固化，线圈接头露出灌封胶6的部分形成接线柱3。在本实施例中，可以仅在需要固定接线柱3的位置灌封部分灌封胶，并将线圈接头灌封在灌封胶6内，实现接线柱3在定子铁芯1上的位置固定。采用该方式对接线柱3进行固定，所需的灌封胶材料较少，因此能够降低成本。

在另外一个实施例中，定子铁芯1的端面上灌封有灌封胶6，灌封胶6形成环形的灌封结构，全部线圈接头均固化在灌封胶6内，线圈接头露出灌封胶6的部分形成接线柱3。在本实施例中，可以采用整体灌封的方式将所有的线圈接头固化在灌封胶6内，灌封方式简单，而且能够提高灌封胶6与定子铁芯1之间的连接强度，提高接线柱3在定子铁芯1上的预设位置处的固定结构的稳定性和可靠性，此外还能够更加方便地实现灌封胶6与接线板2之间的安装配合，降低装配难度。

在本实施例中，接线插头4由弹性导电材料制成，接线插头4包括由外而内依次设置的扩张腔7、接触腔8和形变腔9，接触腔8为等截面，且接触腔8的截面积小于扩张腔7和形变腔9的截面积。扩张腔7沿着接线柱3的插入方向截面积递减，能够利用开口位置处的较大空腔形成对接线柱3的安装引导，降低接线柱3与接线插头4的对接难度，接触腔8的截面积小于接线柱3的截面积，能够在接线柱3插入插孔内时发生形变，使得接线柱3能够伸入接触腔8内，此时接触腔8的内壁发生形变，产生挤压作用力，可以保证接线插头4与接线柱3之间形成良好的导电接触，而且可以保证接线柱3与接线插头4之间的插接稳定性，有效防止接线插头4与接线柱3之间发生脱离，提高接线插头4与接线柱3的导电结构的稳定性和可靠性。为了保证接线插头4与接线柱3之间具有足够的有效接触面积，优选地，接触腔8可以为等截面段，且具有预设的长度，从而保证接触腔8与接线柱3的外周壁之间具有足够大的接触面积，保证良好的导电性能。形变腔9的截面积大于接触腔8的截面积，可以降低该位置处的接线插头4的结构强度，降低接触腔8的形变难度，使得接线柱3能够方便快速地插入接触腔8内。

优选地，接线插头4为金属弹片，可以利用金属的导电性与弹片的弹性性能，方便实现接线柱3与接线插头4之间的插接配合，而且也能够更加有效地保证接线柱3与接线插头4之间的导电性能。

接线板2包括塑封部，接线插头4和出线接头5均嵌设在塑封部上，且接口外露，导线包覆在塑封部内。接线板2通过塑封部形成封装结构，能够使得接线板2上除了接线插头4和出线接头5的接口之外没有导线外部，可以进一步提高磁悬浮轴承引线结构的绝缘性能，提高磁悬浮轴承引线结构的电气安全性。

灌封胶6朝向接线板2的一端设置有第一接头，接线板2朝向灌封胶6的一端设置有第二接头，第一接头和第二接头插接固定。由于接线柱3与接线插头4之间的结构强度相对来说并不足以有效保证接线板2与灌封胶6之间的固定配合，因此可以在灌封胶6进行灌封的同时增加第一接头，使得第一接头灌封在灌封胶6内，形成一体化结构，同时可以在塑封部进行注塑的过程中，将第二接头设置在与第一接头对应的位置，使得第二接头与塑封部形成一体化结构，当两者均成型之后，第一接头可以与第二接头实现对接，从而利用第一接头和第二接头的配合保证灌封胶6与接线板2之间的固定结构，提高两者的连接强度，有效避免发生接线柱3从接线插头4内脱落的问题，使得接线柱3只用承担导电连接的作用，而无需承担实现灌封胶6与接线板2的固定连接的作用。

灌封胶6与塑封部之间通过螺钉固定连接。

灌封胶6与塑封部之间粘接固定。

灌封胶6与塑封部之间的固定连接可以为上述的任一种，也可以是两种的组合，或者是三种方式的组合，也可以采用其他的方式固定连接在一起。

在本实施例中，塑封部为圆环形，接线插头4设置在塑封部的端面上，方便实现接线插头4与接线柱3的对接，出线接头5设置在塑封部的外周壁上，方便实现出线接头5与外部接头的导电连接，而且不会在定子铁芯1的内周侧形成凸出结构，影响磁悬浮轴承的结构功能。

根据本申请的实施例，磁悬浮轴承包括磁悬浮轴承引线结构，该磁悬浮轴承引线结构为上述的磁悬浮轴承引线结构。

根据本申请的实施例，电机包括磁悬浮轴承引线结构，该磁悬浮轴承引线结构为上述的磁悬浮轴承引线结构。

根据本申请的实施例，上述的磁悬浮轴承引线结构的成型方法包括：对定子绕组进行梳理，使得各个线圈接头相互独立；将定子绕组的线圈接头以接线柱3形式固定在定子铁芯1上的预设位置；将接线板2上的接线插头4与接线柱3一一对应插接，其中接线板2还包括将接线插头4以预设方式组合在一起的出线接头5，出线接头5的接线端子与接线插头4通过导线一一对应连接。

将定子绕组的线圈接头以接线柱3形式固定在定子铁芯1上的预设位置的步骤包括：将线圈接头按照预设位置定位在定子铁芯1的端面上；在定位铁芯的端面对线圈接头通过灌封胶6进行灌封固定；将线圈接头露出灌封胶6的部分去除表面绝缘层，并处理为接线柱3形式。

接线板2采用如下方式成型；将接线插头4与出线接头5的接线端子一一对应通过导线连接；将各接线插头4和出线接头5同时定位在预设位置处；采用绝缘材料对接线插头4和出线接头5进行一体成型，使得各接线插头4按照预设位置成型在接线板2的端面位置，出线接头5按照预设位置成型在接线板2的外周，导线整体封装在绝缘材料内。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种磁悬浮轴承引线结构，其特征在于，包括接线板(2)、定子铁芯(1)和设置在所述定子铁芯(1)上的定子绕组，所述定子绕组包括多个线圈接头，每个所述线圈接头对应设置有一个接线柱(3)，所述接线板(2)包括接线插头(4)和出线接头(5)，所述接线插头(4)与所述接线柱(3)一一对应插接，所述接线插头(4)和所述出线接头(5)的接线端子通过导线一一对应连接；

所述线圈接头处设置有固定件，所述线圈接头固定在所述固定件处，所述线圈接头的端部去掉绝缘层形成所述接线柱(3)。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承引线结构，其特征在于，所述线圈接头通过灌封胶(6)局部灌封固化，所述线圈接头露出所述灌封胶(6)的部分形成所述接线柱(3)；或，所述定子铁芯(1)的端面上灌封有灌封胶(6)，所述灌封胶(6)形成环形的灌封结构，全部所述线圈接头均固化在所述灌封胶(6)内，所述线圈接头露出所述灌封胶(6)的部分形成所述接线柱(3)。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承引线结构，其特征在于，所述接线插头(4)由弹性导电材料制成，所述接线插头(4)包括由外而内依次设置的扩张腔(7)、接触腔(8)和形变腔(9)，所述接触腔(8)为等截面，且所述接触腔(8)的截面积小于所述扩张腔(7)和所述形变腔(9)的截面积。

4.根据权利要求3所述的磁悬浮轴承引线结构，其特征在于，所述接线插头(4)为金属弹片。

5.根据权利要求2所述的磁悬浮轴承引线结构，其特征在于，所述接线板(2)包括塑封部，所述接线插头(4)和所述出线接头(5)均嵌设在所述塑封部上，且接口外露，所述导线包覆在所述塑封部内。

6.根据权利要求5所述的磁悬浮轴承引线结构，其特征在于，所述灌封胶(6)朝向所述接线板(2)的一端设置有第一接头，所述接线板(2)朝向所述灌封胶(6)的一端设置有第二接头，所述第一接头和所述第二接头插接固定；和/或，所述灌封胶(6)与所述塑封部之间通过螺钉固定连接；和/或，所述灌封胶(6)与所述塑封部之间粘接固定。

7.根据权利要求5所述的磁悬浮轴承引线结构，其特征在于，所述塑封部为圆环形，所述接线插头(4)设置在所述塑封部的端面上，所述出线接头(5)设置在所述塑封部的外周壁上。

8.一种磁悬浮轴承，包括磁悬浮轴承引线结构，其特征在于，所述磁悬浮轴承引线结构为权利要求1至7中任一项所述的磁悬浮轴承引线结构。

9.一种电机，包括磁悬浮轴承引线结构，其特征在于，所述磁悬浮轴承引线结构为权利要求1至7中任一项所述的磁悬浮轴承引线结构。

10.一种如权利要求1至7中任一项所述的磁悬浮轴承引线结构的成型方法，其特征在于，包括：

对定子绕组进行梳理，使得各个线圈接头相互独立；

将定子绕组的线圈接头以接线柱(3)形式固定在定子铁芯(1)上的预设位置；

将接线板(2)上的接线插头(4)与接线柱(3)一一对应插接，其中接线板(2)还包括将接线插头(4)以预设方式组合在一起的出线接头(5)，出线接头(5)的接线端子与接线插头(4)通过导线一一对应连接。

11.根据权利要求10所述的成型方法，其特征在于，将定子绕组的线圈接头以接线柱(3)形式固定在定子铁芯(1)上的预设位置的步骤包括：

将线圈接头按照预设位置定位在定子铁芯(1)的端面上；

在定位铁芯的端面对线圈接头通过灌封胶(6)进行灌封固定；

将线圈接头露出灌封胶(6)的部分去除表面绝缘层，并处理为接线柱(3)形式。

12.根据权利要求10所述的成型方法，其特征在于，接线板(2)采用如下方式成型；

将接线插头(4)与出线接头(5)的接线端子一一对应通过导线连接；

将各接线插头(4)和出线接头(5)同时定位在预设位置处；

采用绝缘材料对接线插头(4)和出线接头(5)进行一体成型，使得各接线插头(4)按照预设位置成型在接线板(2)的端面位置，出线接头(5)按照预设位置成型在接线板(2)的外周，导线整体封装在绝缘材料内。