CN114243963A - 一种定子灌封结构及盘式电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种定子灌封结构，包括一壳体，所述壳体具有一容置底面和一容置侧面，所述容置侧面沿所述壳体轴向延伸连接于所述容置底面的周缘，得以在所述容置底面和所述容置侧面之间形成一容置腔；一定子，所述定子包括一定子铁芯和一铁芯绕组，所述铁芯绕组布置于所述定子铁芯上；一沟槽，所述沟槽沿所述壳体周向延伸并成型于所述容置侧面上，所述沟槽与所述铁芯绕组相对以使所述定子铁芯固定于所述容置底面时，增加所述铁芯绕组周缘与所述容置侧面之间的灌封空间，防止造成所述铁芯绕组与所述壳体接触引发的绝缘失效问题，同时使凝固后的胶体形成较厚的导热绝缘层，从了保证定子的绝缘性能，同时不影响定子的散热性能。
Description
技术领域
本发明涉及盘式电机领域，尤其涉及一种定子灌封结构及盘式电机。
背景技术
盘式电机又称轴向磁通电机，具有轴向尺寸小、高转矩密度、高功率密度和高效率等优点，被广泛应用于电动汽车、通用工业和家用电器等领域。盘式电机包括外壳、定子和转子，根据定子和转子数量的不同，盘式电机又分为双定子单转子盘式电机、单定子单转子盘式电机、单定子双转子盘式电机等。以双定子单转子盘式电机为例，其包括一外壳、一转子和两定子，外壳包括前壳体和后壳体，其中前壳体和后壳体内分别固定一定子，当前壳体和后壳体连接后，转子间隙地保持在两个定子之间，并容纳在外壳内部。
定子包括定子铁芯和铁芯绕组，定子铁芯通过螺栓固定在壳体的底面上，其上部开设多个圆周排列的铁芯槽，铁芯绕组由漆包铜线组成，按照三相电路顺序嵌入于铁芯槽中。
一方面，目前铁芯绕组存在包围定子铁芯外周缘的部分，这突出的漆包线部分与壳体侧壁距离较近，而本身线束电压又比较高，容易与壳体出现不良接触，出现铁芯绕组绝缘失效的隐患。
另一方面，当定子装配于壳体后，定子与壳体之间存在空隙，需要灌胶处理，待其冷却凝固后实现密封绝缘导热效果，以延长电机的使用寿命，该灌胶的过程称为灌封。而由于突出的漆包线部分与壳体侧壁距离较近，使得两者之间的灌胶不充分，造成突出的漆包线因胶体不够而发生升温剧烈的现象，进而导致电机烧毁的风险。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种避免绕组和壳体之间绝缘失效，以及防止灌胶不充分而引发升温剧烈的定子灌封结构及盘式电机。
根据本发明的一个目的，本发明提供一种定子灌封结构，包括：
一壳体，所述壳体具有一容置底面和一容置侧面，所述容置侧面沿所述壳体轴向延伸连接于所述容置底面的周缘，得以在所述容置底面和所述容置侧面之间形成一容置腔；
一定子，所述定子包括一定子铁芯和一铁芯绕组，所述铁芯绕组布置于所述定子铁芯上；
一沟槽，所述沟槽沿所述壳体周向延伸并成型于所述容置侧面上，所述沟槽与所述铁芯绕组相对以使所述定子铁芯固定于所述容置底面时，增加所述铁芯绕组周缘与所述容置侧面之间的灌封空间。
作为优选的技术方案，所述沟槽具有一槽底面、一槽上侧面和一槽下侧面，所述槽上侧面和所述槽下侧面从上至下布置，且分别延伸连接于所述容置侧面和所述槽底面之间，其中所述铁芯绕组周缘与所述槽底面相对，并且所述铁芯绕组位于所述槽上侧面和所述槽下侧面之间。
作为优选的技术方案，所述定子铁芯具有一铁芯顶面、一铁芯底面，以及位于所述铁芯顶面和所述铁芯底面之间的一铁芯轭面，所述铁芯绕组布置于所述铁芯轭面上，当所述铁芯底面抵接于所述容置底面上时，所述槽上侧面低于所述铁芯顶面，所述槽下侧面位于所述铁芯轭面和所述容置底面之间。
作为优选的技术方案，所述槽下侧面延伸至与所述容置底面齐平。
作为优选的技术方案，所述槽底面、所述槽上侧面和所述槽下侧面呈波纹型。
作为优选的技术方案，所述容置侧面与所述铁芯绕组相对的部位凹陷形成所述沟槽。
作为优选的技术方案，还包括一上凸缘和一下凸缘，所述上凸缘和所述下凸缘从上至下成型于所述容置侧面上，并且所述上凸缘和所述下凸缘之间形成所述沟槽。
作为优选的技术方案，所述容置腔内注有灌封定子的胶体，所述上凸缘为注入的胶体提供高度限位。
作为优选的技术方案，所述上凸缘和所述下凸缘分别至所述铁芯绕组周缘之间存在空隙。
根据本发明的另一目的，本发明还提供了一种盘式电机，包括两个上述实施例的定子灌封结构，两个所述定子灌封结构的壳体以所述容置腔相对地方式抵接，所述盘式电机还包括：
一转子，所述转子位于两个所述定子之间，且所述转子和所述定子之间形成有间隙。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
第一，所述定子铁芯的外周缘与所述容置侧面之间为用于灌胶的灌封空间，通过在所述容置侧面与所述铁芯绕组相对的部位设置所述沟槽，增大了所述铁芯绕组周缘与所述壳体外侧板之间的间隙，防止电机高压运行时，造成所述铁芯绕组与所述壳体接触引发的绝缘失效问题，同时所述沟槽为铁芯绕组周缘与所述容置侧面之间，提供充分的灌封空间，使凝固后的胶体形成较厚的导热绝缘层，从了保证定子的绝缘性能，同时不影响定子的散热性能。
第二，相对于现有技术增加径向尺寸来增加空间来说，有效缩小壳体的径向的尺寸，增加盘式电机安装场合的适应性。
第三，所述槽上侧面为注入所述容置腔的胶体提供高度限位，便于对灌胶量、时间、温度以及高度得到有效的掌握。
第四，所述槽上侧面位于所述铁芯顶面和所述铁芯绕组上表面之间，防止胶体影响定子铁芯与转子之间的气隙，又能完全灌封铁芯绕组，充分保证所述定子铁芯具有足够的绝缘性能，以及保证将所述铁芯绕组的热量传递到所述壳体上的导热性能，所述槽下侧面位于所述铁芯绕组下表面和所述铁芯底面之间，防止所述沟槽较宽，而影响所述壳体外侧板的强度，进而在不影响所述外侧板结构的强度下，增加灌封空间。
第五，所述槽下侧面延伸至与所述容置底面齐平，此时只保留所述槽上侧面，这样可以容纳更多的胶体，提升更好的绝缘能力，并同时保证导热性能。
第六，所述槽底面、所述槽上侧面和所述槽下侧面呈波纹型，增加胶体与沟槽的接触面积，提升两者之间的摩擦力和连接强度，防止电机在运行时出现胶体脱落的现象。
以下结合附图及实施例进一步说明本发明。
附图说明
图1为本发明所述定子灌封结构第一实施例的结构示意图；
图2为本发明所述定子灌封结构第二实施例的结构示意图；
图3为本发明所述定子灌封结构第三实施例的结构示意图。
图中：100定子灌封结构、110壳体、1100容置腔、1101容置底面、1102容置侧面、111环形底板、112外侧板、113内侧板、114壳体结合面、120定子、121定子铁芯、1211铁芯顶面、1212铁芯底面、1213铁芯轭面、1214轭部、1215齿部、1216铁芯槽、122铁芯绕组、1221铁芯绕组周缘、130沟槽、131槽底面、132槽上侧面、133槽下侧面、141上凸缘、142下凸缘。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
如图1至图3所示，所述定子灌封结构100，包括：
一壳体110，所述壳体110具有一容置底面1101和一容置侧面1102，所述容置侧面1102沿所述壳体110轴向延伸连接于所述容置底面1101的周缘，得以在所述容置底面1101和所述容置侧面1102之间形成一容置腔1100；
一定子120，所述定子120包括一定子铁芯121和一铁芯绕组122，所述铁芯绕组122布置于所述定子铁芯121上；
一沟槽130，所述沟槽130沿所述壳体110周向延伸并成型于所述容置侧面1102上，所述沟槽130与所述铁芯绕组122相对以使所述定子铁芯121固定于所述容置底面1101时，增加所述铁芯绕组周缘1221与所述容置侧面1102之间的灌封空间1103。
所述定子铁芯121的外周缘与所述容置侧面1102之间为用于灌胶的灌封空间1103，通过在所述容置侧面1102与所述铁芯绕组122相对的部位设置所述沟槽130，增大了所述铁芯绕组周缘1221与所述壳体外侧板之间的间隙，防止电机高压运行时，造成所述铁芯绕组122与所述壳体110接触引发的绝缘失效问题，同时所述沟槽130为铁芯绕组周缘1221与所述容置侧面1102之间，提供充分的灌封空间，使凝固后的胶体形成较厚的导热绝缘层，从了保证定子的绝缘性能，同时不影响定子的散热性能。相对于现有技术增加径向尺寸来增加空间来说，有效缩小壳体的径向的尺寸，增加盘式电机安装场合的适应性。
如图2所示，所述壳体110包括一环形底板111，以及沿所述环形底板111内外周缘延伸形成的一内侧板113和一外侧板112，以使所述内侧板113和所述外侧板112之间界定一环形的所述容置腔1100，以适配安装呈环形的所述定子120。所述定子120分别与所述内侧板113和所述外侧板112之间，均形状用于胶体注入的灌封空间，并且所述铁芯绕组周缘1221和所述容置侧面1102存在用于注入胶体的空隙，即所述铁芯绕组周缘1221没有延伸至所述沟槽130内。其中所述容置侧面1102对应的是所述外侧板112的内壁，所述容置底面1101对应的是所述环形底板111朝向所述外侧板112的上表面，以使所述容置底面1101和所述容置侧面1102之间形成一容置腔1100。
如图1所示，所述定子铁芯121包括一轭部1214和多个齿部1215，所述轭部1214呈环形，多个齿部1215呈周向间隔布置于所述轭部1214的同一侧，以使相邻的两个所述齿部1215之间形成用于置入所述铁芯绕组122的铁芯槽1216。
继续参考图1，所述定子铁芯121具有一铁芯顶面1211、一铁芯底面1212，以及位于所述铁芯顶面1211和所述铁芯底面1212之间的一铁芯轭面1213，其中所述铁芯轭面1213为所述铁芯槽1216的底面，以使所述铁芯绕组122抵接于所述铁芯轭面1213上，并且所述铁芯绕组122位于所述铁芯顶面1211和所述铁芯轭面1213之间。此时铁芯绕组周缘1221位于所述定子铁芯121周缘和所述容置侧面1102之间，即所述铁芯绕组周缘1221突出于所述定子铁芯121周缘外，而所述沟槽130的设置对应的就是该突出的铁芯绕组。
所述沟槽130由高度、深度及形状等的不同，所带来的效果也不相同，以下通过三个实施例来详细介绍：
第一实施例
如图1所示，所述沟槽130为所述容置侧面1102向所述外侧板112内凹陷形成的，具体地，继续参考图1，所述沟槽130具有一槽底面131、一槽上侧面132和一槽下侧面133，所述槽上侧面132和所述槽下侧面133从上至下布置，且分别延伸连接于所述容置侧面1102和所述槽底面131之间，其中所述铁芯绕组周缘1221与所述槽底面131相对，并且所述铁芯绕组122位于所述槽上侧面132和所述槽下侧面133之间。
其中所述槽底面131为所述外侧板112内部，相对于所述容置侧面1102凹陷成型。以在不减少所述定子铁芯121与所述壳体110的接触面积，和不影响所述外侧板112结构的强度下，使凹陷形成的所述沟槽130为胶体提供充分的灌封空间，并且凝固后的胶体形成较厚的导热绝缘层，避免所述铁芯绕组周缘1221与所述外侧板112之间的间隙不足，而造成两者接触引发的绝缘不良问题。保证了定子120的绝缘性能。同时不影响定子的散热性能。
所述槽上侧面132为注入所述容置腔1100的胶体提供高度限位，即注胶的高度与所述槽上侧面132保持齐平即可，便于对灌胶量、时间、温度以及高度得到有效的掌握。其中胶体不能超过所述铁芯顶面1211，以防止定子铁芯与转子之间的气隙大小受到影响，又能完全灌封铁芯绕组122，充分保证所述定子铁芯121具有足够的绝缘性能，以及保证将所述铁芯绕组122的热量传递到所述壳体110上的导热性能，因此所述槽上侧面132的水平高度低于所述铁芯顶面1211的水平高度。其中所述槽上侧面132至所述铁芯顶面1211之间的距离为1.5～2.5mm。
作为优选地，所述槽上侧面132位于所述铁芯顶面1211和所述铁芯绕组122上表面之间，所述槽下侧面133位于所述铁芯绕组122下表面和所述铁芯底面1212之间，防止所述沟槽130较宽，而影响所述壳体外侧板112的强度，进而在不影响所述外侧板112结构的强度下，增加灌封空间。其中所述铁芯绕组122下表面对应所述铁芯轭面1213，所述槽下侧面133与所述铁芯轭面1213之间的距离范围为9～11mm。
更加优选地，所述槽上侧面132与所述铁芯绕组122上表面齐平，所述槽下侧面133与所述铁芯绕组122下表面齐平，在保留所述沟槽130效果下，保证所述壳体外侧板的强度。
如图1所述，所述槽底面131至所述容置侧面1102之间的距离，界定了所述沟槽130的槽深，其中所述沟槽130的槽深为2～4mm，需要说明的是，所述铁芯绕组周缘1221和所述容置侧面1102之间也存在空隙，因此使所述铁芯绕组周缘1221至所述沟槽130的槽深之间至少保留6mm的空隙，从而为灌封提供充分的空间。
所述槽底面131、所述槽上侧面132和所述槽下侧面133呈波纹型，其中所述波纹包括横波纹或纵波纹等，以使所述沟槽130与胶体的接触面为凹凸不平，增加胶体与沟槽130的接触面积，提升两者之间的摩擦力和连接强度，防止电机在运行时出现胶体脱落的现象。
综上所述，所述槽上侧面132为注入所述容置腔1100的胶体提供高度限位，便于对灌胶量、时间、温度以及高度得到有效的掌握。所述槽上侧面132位于所述铁芯顶面1211和所述铁芯绕组122上表面之间，防止胶体影响定子铁芯与转子之间的气隙，又能完全灌封铁芯绕组122，充分保证所述定子铁芯121具有足够的绝缘性能，以及保证将所述铁芯绕组122的热量传递到所述壳体110上的导热性能，所述槽下侧面133位于所述铁芯绕组122下表面和所述铁芯底面1212之间，防止所述沟槽130较宽，而影响所述壳体外侧板112的强度，进而在不影响所述外侧板112结构的强度下，增加灌封空间。所述槽底面131、所述槽上侧面132和所述槽下侧面133呈波纹型，增加胶体与沟槽130的接触面积，提升两者之间的摩擦力和连接强度，防止电机在运行时出现胶体脱落的现象。
第二实施例
如图2所示，第二实施例的所述定子灌封结构100与第一实施例不同在于，所述槽下侧面133延伸至与所述容置底面1101齐平，此时只保留所述槽上侧面132，这样可以容纳更多的胶体，提升更好的绝缘能力，并同时保证导热性能。
第三实施例
如图3所示，第三实施例的所述定子灌封结构100与第一实施例不同在于，所述定子灌封结构100还包括一上凸缘141和一下凸缘142，所述上凸缘141和所述下凸缘142从上至下成型于所述容置侧面1102上，并且所述上凸缘141和所述下凸缘142之间形成所述沟槽130。
通过设置所述上凸缘141和所述下凸缘142，增加其与胶体的接触面积，防止胶体脱落，以免定子铁芯与转子的正常间距。另外，所述上凸缘141为注入的胶体提供高度限位，便于对灌胶量、时间、温度以及高度得到有效的掌握。
所述上凸缘141朝向所述下凸缘142的侧面为所述槽上侧面132，所述下凸缘142朝向所述上凸缘141的侧面为所述槽下侧面133，可见所述沟槽130的槽深和高度等布置方式参考第一实施例即可。另外所述下凸缘142可取消，以使所述槽下侧面133延伸至与所述容置底面1101齐平，以容纳更多的胶体。另外所述上凸缘141和所述下凸缘142之间形成的所述沟槽130可向所述外侧板112内继续凹陷较小的深度，延长沟槽130的深度，增加灌胶量，进一步提升绝缘性能。
继续参考图3，所述上凸缘141和所述下凸缘142的伸出长度为2.5～3.5mm，其不仅决定了所述沟槽130的深度，还能提升与胶体的连接能力，以防止胶体脱落。
需要说明的是，所述上凸缘141和所述下凸缘142分别至所述铁芯绕组周缘1221之间存在空隙，并且该空隙较小，以使该空隙与所述沟槽130之间形成灌封空间。
本发明还提供了一种盘式电机，包括两个上述实施例的定子灌封结构100，两个所述定子灌封结构100的壳体110以所述容置腔1100相对地方式抵接，所述盘式电机还包括：
一转子，所述转子位于两个所述定子120之间，且所述转子和所述定子120之间形成有间隙。
参考图1和2，所述外侧板112背离的所述环形底板111的端面为壳体结合面114，当两个所述壳体110装配时，其两个所述壳体结合面114抵接，并且壳体110周缘齐平对应。
由于盘式电机采用了上述实施例的定子灌封结构100，所以该盘式电机由定子灌封结构100带来的有益效果参考上述实施例，在此不再赘述。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利采用范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
Claims (10)
1.一种定子灌封结构(100)，其特征在于，包括：
一壳体(110)，所述壳体(110)具有一容置底面(1101)和一容置侧面(1102)，所述容置侧面(1102)沿所述壳体(110)轴向延伸连接于所述容置底面(1101)的周缘，得以在所述容置底面(1101)和所述容置侧面(1102)之间形成一容置腔(1100)；
一定子(120)，所述定子(120)包括一定子铁芯(121)和一铁芯绕组(122)，所述铁芯绕组(122)布置于所述定子铁芯(121)上；
一沟槽(130)，所述沟槽(130)沿所述壳体(110)周向延伸并成型于所述容置侧面(1102)上，所述沟槽(130)与所述铁芯绕组(122)相对以使所述定子铁芯(121)固定于所述容置底面(1101)时，增加铁芯绕组周缘(1221)与所述容置侧面(1102)之间的灌封空间(1103)。
2.如权利要求1所述的定子灌封结构(100)，其特征在于，所述沟槽(130)具有一槽底面(131)、一槽上侧面(132)和一槽下侧面(133)，所述槽上侧面(132)和所述槽下侧面(133)从上至下布置，且分别延伸连接于所述容置侧面(1102)和所述槽底面(131)之间，其中所述铁芯绕组周缘(1221)与所述槽底面(131)相对，并且所述铁芯绕组(122)位于所述槽上侧面(132)和所述槽下侧面(133)之间。
3.如权利要求2所述的定子灌封结构(100)，其特征在于，所述定子铁芯(121)具有一铁芯顶面(1211)、一铁芯底面(1212)，以及位于所述铁芯顶面(1211)和所述铁芯底面(1212)之间的一铁芯轭面(1213)，所述铁芯绕组(122)布置于所述铁芯轭面(1213)上，当所述铁芯底面(1212)抵接于所述容置底面(1101)上时，所述槽上侧面(132)低于所述铁芯顶面(1211)，所述槽下侧面(133)位于所述铁芯轭面(1213)和所述容置底面(1101)之间。
4.如权利要求2所述的定子灌封结构(100)，其特征在于，所述槽下侧面(133)延伸至与所述容置底面(1101)齐平。
5.如权利要求2所述的定子灌封结构(100)，其特征在于，所述槽底面(131)、所述槽上侧面(132)和所述槽下侧面(133)呈波纹型。
6.如权利要求1所述的定子灌封结构(100)，其特征在于，所述容置侧面(1102)与所述铁芯绕组(122)相对的部位凹陷形成所述沟槽(130)。
7.如权利要求1所述的定子灌封结构(100)，其特征在于，还包括一上凸缘(141)和一下凸缘(142)，所述上凸缘(141)和所述下凸缘(142)从上至下成型于所述容置侧面(1102)上，并且所述上凸缘(141)和所述下凸缘(142)之间形成所述沟槽(130)。
8.如权利要求7所述的定子灌封结构(100)，其特征在于，所述容置腔(1100)内注有灌封定子(120)的胶体，所述上凸缘(141)为注入的胶体提供高度限位。
9.如权利要求7所述的定子灌封结构(100)，其特征在于，所述上凸缘(141)和所述下凸缘(142)分别至所述铁芯绕组周缘(1221)之间存在空隙。
10.一种盘式电机，包括两个如权利要求1至9任一项所述的定子灌封结构(100)，两个所述定子灌封结构(100)的壳体(110)以所述容置腔(1100)相对地方式抵接，所述盘式电机还包括：
一转子，所述转子位于两个所述定子(120)之间，且所述转子和所述定子(120)之间形成有间隙。
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