CN112020810A - 一种定子 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种定子(1)，包括一叠片组(10)，所述叠片组(10)具有多个节段(20)，所述节段(20)通过相应的折叠接头(30)彼此连接，其中至少一个折叠接头(30)径向布置在与所述叠片组(10)的最大半径(R2)相对应的一虚拟圆周(27)的内侧。所述定子(1)还包括多个绝缘体(40)，其中至少一个绝缘体(40)包括从所述叠片组(10)轴向伸出的一端部(48、49)，并且在所述端部(48、49)的外周长和所述叠片组(10)的外周之间提供一径向空间。

Description

一种定子
技术领域
本发明涉及一种定子，以及一种叠片组，尤其是一种构成无刷直流电动机定子的一部分的一叠片组。本发明还涉及具有所述定子的一电动机。
背景技术
在无刷直流电动机中，所述定子可由具有多个绕组的叠片组制造。当形成电机的一部分时，所述叠片组呈一圆柱形。
然而，可以通过将所述叠片组以线性形状排列来制造所述定子，从而将所述绕组缠绕并布置到所述叠片组上。所述叠片组随后折叠成一圆柱形，所述叠片组的端部焊接在一起。
定子性能取决于所述绕组相对于所述叠片组的布置。因此，需要特别注意所述绕组的定位，以优化所述电动机特性。然而，减小所述电动机的尺寸也很重要，尤其是使一特定电动机的所述尺寸最小化而不降低电动机的性能。
发明内容
本发明的目的是减轻上述缺点，并提供一种改进的叠片组以及一种改进的定子。特别地，本发明的一个目的是提供一种更节省空间的电动机。
根据第一方面，提供了一种定子。所述定子包括一叠片组，所述叠片组具有多个节段，所述节段通过相应的折叠接头彼此连接，其中至少一个折叠接头径向布置在与所述叠片组的最大半径相对应的一虚拟圆周的内侧。所述定子还包括多个绝缘体，其中至少一个绝缘体包括从所述叠片组轴向延伸的一端部，并且在所述端部的外周长和所述叠片组的外周之间提供一径向空间。
根据第二方面，提供了一种定子。所述定子包括一叠片组，所述叠片组具有通过折叠接头彼此连接的多个节段，其中，至少一个折叠接头设置在一内表面的半径(R1)和一外表面的一半径(R2)之间延伸的具有特定厚度的所述节段的一部分上。每个折叠接头设置在(R1+0.3*(R2-R1))和(R1+0.9*(R2-R1))之间的一径向位置(R3)。所述定子还包括多个绝缘体，其中至少一个绝缘体包括从所述叠片组轴向伸出的一端部，并且在所述端部的外周长和所述叠片组的外周之间提供一径向空间。
在一实施例中，每个折叠接头布置在(R1+0.5*(R2-R1))和(R1+0.7*(R2-R1))之间的一径向位置。
通过以一较小的半径布置所述折叠接头，事实上将为布置在一绝缘体端部的相绕组提供更高的张力，如下所述。
在下文中，将简要讨论一些优选实施例–这些实施例同样适用于所述第一方面和所述第二方面。
定子还可以包括多个绕组，其中在所述后端部的外圆周和所述叠片组的外周之间的所述径向空间中布置有至少一个相绕组。由于所述相绕组径向地布置在所述叠片组的外圆周内部，因此可以减小所述电动机的尺寸。
所述定子还可包括一引线框架，其中所述引线框架的一圆柱形壁可设置在所述后端部的外圆周与所述叠片组的外周之间的所述径向空间中。
优选地，所述引线框架的所述圆柱形壁径向布置在所述至少一相绕组的外部。这使得定子更加紧凑，从而也使得电机更加紧凑。
所述定子还可以包括设置在所述定子的前端的前盖。优选地，所述前盖的一径向密封件设置在所述前端部的外圆周与所述叠片组的外周之间的所述径向空间中。这为一电机外壳提供了高效的、紧凑的密封。
至少一个绝缘体由一后绝缘体构件和一前绝缘体构件形成。这不仅有利于所述绝缘体的制造，而且有利于将所述绕组安装到所述叠片组上。
至少一个(优选每个)折叠接头的径向位置与所述后端部的外圆周的半径一致，尤其是在所述后端部的所述轴向端部。
根据第三方面，提供一种电动机。所述电机包括根据所述第一或第二方面中的任意一个的一定子。
根据另一方面，提供了一种用于定子的叠片组。所述叠片组包括通过折叠接头彼此连接的多个节段，其中所述折叠接头径向地布置在对应于所述叠片组的最大半径的一虚拟圆周的内侧。
根据又一方面，提供了一种用于定子的叠片组。所述叠片组包括多个通过折叠接头彼此连接的节段，其中每个折叠接头设置在一内表面的半径和一外表面半径之间延伸的具有特定厚度的所述节段的一部分上，其中，每个折叠接头设置在(R1+0.3*(R2-R1))和(R1+0.9*(R2-R1))之间的一径向位置。
每个折叠接头可以布置在(R1+0.5*(R2-R1))和(R1+0.7*(R2-R1))之间的一径向位置。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中
图1是根据一实施例的定子的等距视图；
图2是图1中所述的定子的分解等距视图，包括一引线框架和一转子；
图3是图1和图2所示的定子的分解图；
图4是根据一实施例的一叠片组的等距视图；
图5是图4所示的叠片组的侧视图；
图6是图5所示的叠片组的一段的放大视图；
图7是图1所示的定子的侧视图；以及
图8是包括图1所示的定子的电动机的各部分的剖视图。
具体实施方式
图1显示了一种定子1。所述定子1旨在形成一无刷直流电动机的一部分，所述定子1包括形成一圆柱形的一叠片组10。多个绝缘体40分布在所述叠片组10的内周，并且每个绝缘体40承载一线圈或绕组50。在所示的示例中，存在九个绝缘体40，因此，存在九个绕组50。
图2中，显示了所述定子1的安装。一转子壳体60布置在所述定子1的内部，即径向地在所述绝缘体40和所述对应的线圈50的内侧。在定子1的后侧设置有一引线框架70。所述引线框架70形成电机的一轴向端部，并且设有多个金属结构和电气部件72，以允许所述绕组50连接至一外部电源(未示出)。
图3进一步详细地示出了所述定子1的细节。具体而言，每个绝缘体40由一前绝缘体构件42和一后绝缘体构件44形成。所述前绝缘体构件42从前侧推入所述叠片组10，而所述后绝缘体构件44从后侧推入所述叠片组10。如图3所示，每个前绝缘体构件42具有从一前端部件48延伸的两个支腿46a、46b，而每个后绝缘体构件44具有从一后端部件49延伸的两个支腿47a、47b。每个支腿46a-b、47a-b为V形，以便容纳所述绕组50。对于每个绝缘体构件42、44，支腿46a-b、47a-b彼此相对，使得所述V形构件的开口相对。这意味着每个绕组50将缠绕在两个对齐的绝缘体构件42、44的第一支腿46a、47a以及两个相邻的对齐的绝缘子构件42、44的第二支腿46b、47b的周围。
如图3中进一步示出的，所述绕组50在多个相绕组52a-d中终止，所述相绕组52a-d沿着所述后绝缘体构件44的所述后端部件49的外周彼此平行地延伸。
所述叠片组10由多个线性金属板薄板10a形成，如图4所示，它们彼此堆叠。所述薄板10a的数量将取决于电机性能和其他设计标准；然而，对于适用于车辆和汽车应用的一电机而言，薄板10a的典型数量在10-100的范围之间，例如在20-80的范围内，优选在40-60的范围内。
每个薄板10a，因此整个叠片组10形成多个连续的T形节段20的线性阵列。如图5所示，每一节段20通过一折叠接头30与相邻的节段20连接。对于每个T形节段20，一阀杆或三通22从一轭24径向向内突出(参考所述叠片组10折叠成一圆柱形时的所述径向方向)，并用于将所述绝缘体构件42、44安装到所述叠片组10上。
如图4-5所示，在制造过程中，所述叠片组10形成如图所示的一线性形状。在所述整个组件折叠成一圆柱形之前，将所述绝缘体40和绕组50安装到所述线性叠片组上。在这些图中，示出了在组装所述绝缘构件40和所述相应的绕组50之前的制造步骤中的所述叠片组10。
如图6所示，进一步详细地示出了所述叠片组10的一节段20。所述节段20具有由轭24的径向厚度限定的一径向外表面25和一径向内表面26。所述内表面26和所述外表面25在一折叠接头30处相交；在所述折叠接头30处，所述内表面26和所述外表面25之间的所述径向距离最小。
当组装成所述圆柱形时，为了改善所述线圈/绕组50的绕组，所述折叠接头30应径向向内布置在与所述叠片叠层10的最大半径相对应的一虚拟周长27的内侧。
这意味着所述叠片组10的两个相邻节段20之间的所述折叠接头30在所述外表面25处形成一凹陷28，在所述内表面26处形成一周向对齐的凹陷29，优选地，在与所述叠片组10的整个宽度相对应的轴向延伸处形成。所述外部凹陷28为U形，而所述内部凹陷29为键孔形状。
优选地，所述折叠接头30设置在所述内表面26的半径R1和所述外表面25的半径R2之间延伸的具有特定厚度的节段20的一部分(而不是所述虚拟圆周27)；然后，优选地，将所述折叠接头30布置在一径向位置R3处，所述径向位置R3在(R1+0.3*(R2-R1))和(R1+0.9*(R2-R1))之间，更优选地，在(R1+0.5*(R2-R1))和(R1+0.7*(R2-R1))之间。
通过在所述虚拟圆周27的径向向内布置所述折叠接头30，当所述整个定子1折叠成圆柱形时，提供的所述相绕组52a-d的张力增加。如前所述，所述绕组50在若干相绕组52a-d中终止，所述相绕组52a-d沿着后所述绝缘体构件44的所述后端部件49的外周彼此平行地延伸。通过将所述折叠接头30和所述相绕组52a-d布置在相同(或基本相同)半径处，所述相绕组52a-b中的松弛度最小，因此，当所述相绕组52a-d的位置固定时，提高了所述整个电机的坚固性。
所述定子1的侧视图如图7所示。从图中可以清楚地看出，所述叠片组10被折叠成一圆柱形；因此，所述内部凹陷29被压缩，使得相邻的轭24在所述内部凹陷29的所述区域相遇。或者，相邻轭24至少彼此非常靠近地布置。所述绝缘体40的所述外周边，尤其是所述后绝缘体构件44的所述后端部49的外周边以半径R4布置。优选地，半径R4在所述后绝缘体构件44的所述轴向端处测量。应当注意，由于所述后端部件49基本上是平面的，因此所述半径R4不是恒定的。然而，所述半径R2(该常数是恒定的，特别是在指示所述虚拟圆周27的半径时)应始终大于所述半径R4，优选地，始终大于1mm，使得半径R2和半径R4之间的差在1和2mm之间。在一些实施例中，半径R2和半径R4之间的所述差可以取决于所述导线直径；如果一导线直径为0.9mm，半径R2和半径R4之间的所述差可以在1.17和2.25mm之间，即在所述电线直径的1.3和2.5倍之间。
如图8所示，优选地，在所述后端部49的外周长和所述叠片组10的外周之间提供的所述径向空间用于容纳所述相线52a-d。图8示出了包括上述定子1的电动机100的各部件。然而，发明人还意外地意识到，同样的径向空间也可以用于连接所述引线框架70。在图8(以及图2)中，可以看到所述引线框架70是如何具有从所述圆形引线框架70的外周向所述定子1延伸的圆柱形侧壁74的。所述圆柱形侧壁74被插入所述绝缘体40上，使得所述侧壁74适合于所述后端部件49的外周长和所述叠片组10的外周之间的所述径向空间，所述圆柱形侧壁74还具有一个或多个引线72。
此外，在前面提供了一类似径向空间，即在所述前端部48的外周长和所述叠片组10的外周之间。虽然所述径向空间不用于容纳相线52a-d，但其配置为允许在一圆柱形壳体82和一前电动机盖84之间形成一径向密封件80。
因此，所述折叠接头30在所述减小半径R3处的位置与所述端部48、49的外圆周和所述叠片组机10的外周之间提供的所述径向空间的组合是非常有利的，因为它不仅允许将所述引线框架70与所述定子1进行极为节省空间的连接，而且还允许在所述前盖84和所述电机壳体82之间安装非常节省空间的一径向密封件。

Claims (11)

1.一种定子(1)，其特征在于，包括一叠片组(10)，所述叠片组(10)具有多个节段(20)，所述节段(20)通过相应的折叠接头(30)彼此连接，其中至少一个折叠接头(30)径向布置在与所述叠片组(10)的最大半径(R2)相对应的一虚拟圆周(27)的内侧，其中所述定子(1)还包括多个绝缘体(40)，其中至少一个绝缘体(40)包括从所述叠片组(10)轴向延伸的一端部(48、49)，并且在所述端部(48、49)的外周长和所述叠片组(10)的外周之间提供一径向空间。
2.一种定子(1)，其特征在于，包括一叠片组(10)，所述叠片组(10)具有通过折叠接头(30)彼此连接的多个节段(20)，其中至少一个折叠接头(30)设置在一内表面(26)的半径(R1)和一外表面(25)的一半径(R2)之间延伸的具有特定厚度的所述节段(20)的一部分上，其中每个折叠接头(30)设置在(R1+0.3*(R2-R1))和(R1+0.9*(R2-R1))之间的一径向位置(R3)，其中所述定子(1)还包括多个绝缘体(40)，其中至少一个绝缘体(40)包括从所述叠片组(10)轴向伸出的一端部(48、49)，并且在所述端部(48、49)的外周长和所述叠片组(10)的外周之间提供一径向空间。
3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，每个折叠接头(30)布置在(R1+0.5*(R2-R1))和(R1+0.7*(R2-R1))之间的一径向位置(R3)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的定子，其特征在于，还包括多个绕组(50)，其中在所述后端部(48)的外圆周和所述叠片组(10)的外周之间的所述径向空间中布置有至少一个相绕组(52a-d)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的定子，其特征在于，还包括一引线框架(70)，其中所述引线框架(70)的一圆柱形壁(74)设置在所述后端部(48)的外圆周与所述叠片组(10)的外周之间的所述径向空间中。
6.根据权利要求4和5所述的定子，其特征在于，所述引线框架(70)的所述圆柱形壁(74)径向布置在所述至少一个相绕组(52a-d)的外部。
7.根据前述权利要求中任一项所述的定子，其特征在于，还包括设置在所述定子(1)前端的一前盖(84)。
8.根据权利要求7所述的定子，其特征在于，所述前盖(84)的一径向密封件(80)设置在所述前端部(49)的外圆周和所述层压机叠层(10)的外周之间的所述径向空间中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的定子，其特征在于，所述至少一个绝缘体(40)由一后绝缘体构件(42)和一前绝缘体构件(44)形成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的定子，其特征在于，至少一个折叠接头(30)的径向位置与所述后端部(48)的外圆周的半径(R4)一致。
11.一种电动机(100)，其特征在于，包括根据前述权利要求中任一项所述的定子(1)。
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