CN114830500A - 包括互连器的定子 - Google Patents

Abstract

本发明的一个方面涉及一种用于旋转电机的定子，该定子包括定子主体、具有从定子主体轴向突出的至少一个束以及从定子主体延伸的绕组端部的绕组、安装在绕组上的互连器，该互连器包括绝缘主体和迹线，所述迹线包括从绝缘主体延伸的迹线端部，绕组端部组装在迹线端部上。此外，该互连器还包括用于在径向方向上将互连器定位在绕组上的至少一个装置。

Description

包括互连器的定子

技术领域

本发明的技术领域涉及一种旋转电机，特别是用于机动车辆的旋转电机，其中互连器的安装被简化。

本发明可应用于旋转电机领域，例如交流发电机或可作为发电机或电马达运行的可逆电机。

背景技术

以本身已知的方式，旋转电机包括定子和刚性地连接到轴的转子。转子可以刚性地连接到驱动轴和/或从动轴，并且可以形成旋转电机的一部分，旋转电机是交流发电机、电马达或能够以两种模式运行的交流发电机-起动机类型的可逆电机的形式。

定子安装在外壳中，该外壳配置为通过滚柱轴承将轴可旋转地支撑在轴承上。转子例如是“爪形转子”类型，并且包括两个磁极轮，每个磁极轮具有一个嵌套在另一个内部的爪，以便形成磁极和芯部，转子线圈缠绕在芯部周围。根据另一个示例，转子包括由堆叠的金属板层形成的主体，堆叠的金属板层通过合适的紧固系统以包的形式被保持。转子包括例如由永磁体形成的磁极，永磁体容纳在转子的磁性体中设置的腔体中。替代地，在称为凸极结构的结构中，磁极由围绕转子的臂缠绕的线圈形成。

[图1]以透视图示出了根据现有技术的金属板包和定子绕组。

[图2]以透视图示出了图1的金属板包和定子绕组的一部分。

[图3]以透视图示出了根据现有技术的进一步包括互连器的图1和图2的定子。

如图1、2和3所示，定子100包括定子主体110，该定子主体110由堆叠的薄金属板形成，堆叠的薄金属板形成冠部，其内部面设有径向向内敞开的槽111，以便容纳由相绕组形成的绕组120。绕组120的这些相绕组穿过定子主体的槽111，并在定子主体110的两侧形成束125、126。绕组120的相绕组是多相绕组，其连接成星形或三角形，其中绕组的每个相绕组的一个端部形成相输出端123，每个相输出端123连接到电控制模块，绕组的每个相绕组的另一端部形成连接点122，在星形组件形成中性点的情况下，连接点122连接在一起，或者在三角形组件的情况下，连接点122连接到另一个绕组的相输出端123。

绕组120的相绕组从导电元件获得，所述导电元件是引脚121的形式。引脚121具有由弯曲头部或侧边部分连接的两个分支，并且其中间直线部分或中心部分被放置在两个不同的槽中，这两个槽以预定角度彼此成角度地偏移。引脚121的头部被扭曲并形成上部束125。在该示例中，绕组120的相绕组还包括具有单个分支的端部半引脚。上部束设置有半引脚的端部，其形成相输出端，并且在该示例中连接点是中性点。引脚的分支的自由端部例如通过焊接连接在一起，并且被扭曲以形成下部束126，即绕组下游的束。

引脚121电连接在一起。同一绕组的两个引脚121例如通过焊接直接连接在一起。在该示例中，每个相绕组120包括反转引脚130，该反相引脚130将一个引脚的一个端部121a连接到绕组的另一引脚的一个端部121b，特别是同一个相绕组120的另一引脚的一个端部121b。通常，反转引脚130位于上部束的上方，即在绕组的轴向延伸部中，以便连接两个引脚。

因此，每个相绕组120包括两个绕组端部，其具有相输出端124和连接点122。因此，绕组包括多个绕组端部124、122。当相绕组连接成星形时，连接点是中性点。当相绕组连接成三角形时，连接点是用于连接两个独立绕组以形成三角形连接的点。因此，定子绕组包括沿着定子100的周边分布的多个连接点122和多个相输出端124。

在星形组件的情况下，同一相系统的连接点122必须连接在一起，同时确保与相输出端124的电绝缘，以便维持对定子绕组的供电。为此，定子100通常包括电连接部件，也称为互连器140，其将连接点122电连接在一起，同时避开相输出端124。

互连器安装在绕组上。它包括至少一个具有迹线端部的迹线，每个迹线端部电连接到绕组的中性点122之一，以便将它们连接在一起。

互连器的占用体积特别地在外壳(未示出)和迹线端部之间产生了接近。这种接近会产生外壳和迹线端之间接触的风险，从而导致短路。

此外，将互连器与绕组组装需要互连器的精确安装，特别是精确的径向安装，以及精确的轴向和角度安装，并且还需要所述部件在组装方法的整个过程中与中性点122正确地保持就位，这使得制造方法变得困难。

径向方向是横向于机器的X轴线的方向，轴向方式是机器的X轴线的方向。

轴向表面被理解为是指平行于机器的轴线延伸的表面。例如，轴向表面可以是圆柱形的或平坦的。

径向表面被理解为是指在垂直于机器轴线的平面中延伸的表面。

绕组端部被理解为是指绕组的导体的端部，例如相、中性、或甚至是改变绕组的重复轮廓的导体端部，例如反转半引脚的端部。

对于沿X轴线的两个相邻元件，内部元件被理解为是指最靠近轴线的元件，外部元件被理解为是指最远离轴线的元件。下部表面是轴向最靠近绕组的表面，上表面是轴向最远离绕组的表面。

发明内容

本发明提供了一种解决方案，用于维持互连器和外壳之间的径向间隙，特别是用于辅助涉及组装互连器与绕组的操作。

为了解决上述问题，申请人提出了一种旋转电机的定子，其中互连器包括针对组装操作的用于定位和用于保持位置的装置。

根据第一方面，本发明涉及一种用于旋转电机的定子，该定子包括：定子主体；绕组，其包括从定子主体轴向突出的至少一个束和从定子主体延伸的绕组端部；互连器，安装在绕组上，该互连器包括绝缘主体和迹线，该迹线包括从绝缘主体延伸的迹线端部，绕组端部组装在迹线端部上，其特征在于，该互连器还包括用于在径向方向上将互连器定位在绕组上的至少一个装置。

将互连器抵靠绕组(线束或反转引脚等)定位并保持允许在迹线端部和外壳之间提供必要的径向间隙，并有助于在例如通过焊接进行的组装过程中保持互连器，特别是径向地和成角度地保持互连器。

除了在前一段中刚刚提到的特征之外，根据本发明一个方面的定子可以具有一个或多个以下附加特征，这些附加特征被单独考虑或根据任何技术上可能的组合被考虑：

根据一个实施例，束包括支承部分，定位装置是第一定位壁，第一定位壁的至少一部分径向邻接在支承部分上。

根据一个实施例，互连器轴向地定位在束的上方，所述第一定位壁通过从绝缘主体朝向束轴向突出而至少部分地延伸，轴向突出部分径向邻接在束的形成支承部分的轴向端部部分上。

根据一个实施例，束的轴向端部部分包括反转引脚，第一定位壁径向邻接在至少一个引脚上。

根据一个实施例，第二定位壁可以邻接在同一引脚上。

根据一个实施例，互连器包括至少三个迹线端部以及第二壁，使得定位壁和迹线端部沿着互连器在角度上交替。

根据一个实施例，互连器相对于包含X轴线并与互连器的中部成角度相交的平面以及横向于X轴线并与互连器轴向相交的平面对称。

根据一个实施例，定位装置是从互连器本体径向延伸的定位凸耳，该凸耳适于与用于将互连器在绕组上保持在位的工具接合。

根据一个实施例，互连器包括多个定位引脚。

本发明还涉及一种包括前述定子的旋转电机。

本发明还涉及一种用于将互连器与定子的绕组组装在一起的方法，其中互连器包括绝缘本体、包括从绝缘本体延伸的迹线端部的迹线、以及用于将互连器沿径向方向定位在绕组上的至少一个定位壁，并且定子包括定子本体和绕组，绕组包括从定子本体轴向突出的至少一个束和从定子本体延伸的绕组端部，该方法包括以下步骤：通过将壁定位成径向邻接在绕组的束的支承部分而将互连器定位在绕组上，以及将至少一个绕组端部与迹线端部组装在一起。

本发明还涉及一种用于将互连器与定子的绕组组装在一起的方法，其中该互连器包括绝缘本体、包括从绝缘本体延伸的迹线端部的迹线、以及从互连器本体径向延伸的至少一个定位凸耳，用于将互连器沿径向方向定位在绕组上，该定子包括定子本体和绕组，该绕组包括从定子主体轴向突出的至少一个束和从定子主体延伸的绕组端部，该方法包括以下步骤：通过用用于将互连器在绕组上保持在位的工具组装凸耳而将互连器定位在绕组上，将至少一个绕组端部和迹线端部组装在一起，然后移除工具。

通过阅读下面的描述并参考附图，将会更好地理解本发明及其各种应用。

附图说明

附图是作为本发明的非限制性示例提供的：

已经描述过的图1、2和3示出了根据现有技术的定子绕组的透视图和局部视图；

图4示出了根据本发明一个实施例的旋转电机的定子的局部透视图；

图5示出了根据第一实施例的互连器的透视图；

图6示出了根据第一实施例的替代实施例的互连器的透视图；

图7示出了根据本发明第二实施例的互连器的透视图。

具体实施方式

附图是作为本发明的非限制性示例提供的。

下面参照附图详细描述旋转电机的实施例，其中互连器是包括两条迹线的中性点互连器，由电绝缘材料制成的绝缘主体部分地包覆成型在迹线上。这些实施例说明了本发明的特征和优点。然而，应该注意，本发明不限于这些实施例。特别地，例如，互连器可以仅包括一条迹线，并且可以是反向互连器，其迹线端部连接到两个半引脚，以便形成连接到绕组的两个其他引脚的反向引脚，或者甚至可以是用于连接具有星形组件的绕组的两个相输出端的相互连器。在本说明书的其余部分，中性点互连器被称为互连器。

在附图中，相同的元件用相同的附图标记表示。为了附图的可读性，没有遵循附图中所示的元件之间的尺寸比例。

图4所示的旋转电机包括X轴线定子A，该定子A包括定子主体1，形成定子A的绕组2的相绕组的导体穿过该定子主体1。导体例如是引脚。绕组也可以是绕线的。如前所述，绕组2在定子主体1的每个端部包括上部束21A和下部束21B(未示出)。

定子A的绕组2包括绕组端部22(图中未示出)，绕组端部22从定子本体1轴向延伸超过上部束21A，从而穿过上部束21A。

例如，绕组2是星形绕组。绕组端部22包括中性点22N和相输出端22P。绕组也可以是三角形绕组。

根据图4所示的示例，形成相输出端22P的每个绕组端部22连接到端子220p，以便连接到电子功率单元，但是也可以通过例如焊接直接连接到另一个功率互连器。

形成相输出端22P的绕组端部22特别地从互连器3轴向突出，并且也通过绝缘主体221绝缘。

在图4所示的示例中，互连器3安装在束21A的延伸部中。

在所示的示例中，互连器3优选地定位在上部束21A的轴向延伸部中，以便限制径向占用体积，应当理解，除了占用体积之外，为了有优势，还可以设想偏移位置。

互连器3包括一个或多个称为迹线30的导电元件，其例如由铜制成，用电绝缘材料包覆模制，电绝缘材料形成称为绝缘主体31的绝缘壳体。

在所示实施例中，互连器3包括两条迹线30，每条迹线具有两个迹线端部300。

迹线30，也称为轨道，主要在绝缘主体31内部延伸，并且迹线端部300在所述绝缘主体31外部电连接到绕组端部22。

图4示出了每个迹线30的迹线端部300的更多细节，每个迹线30的迹线端部300径向延伸出所述绝缘主体31，以便各自与三相系统的中性点22N形成连接输出端。

因此，定子的相绕组在其每个端部处形成绕组中性点22N，并且这些中性点通过互连器3彼此连接。

更具体地，每个迹线端部300径向延伸出主体31，与绝缘主体31形成大约90°的角度。每个迹线端部300例如通过激光焊接或电焊连接到中性点22N。迹线端部300的这种径向延伸避免了在涉及焊接中性点的操作期间损坏绝缘主体31的任何风险。迹线端部300可以包括钎焊填充合金层301，以便于迹线端部300和绕组端部22之间的焊接。

中性点22N可以连接在两条相邻迹线的迹线端部300之间。如该示例所示，两条迹线30的两个相邻的迹线端部300基本上彼此平行地延伸出绝缘主体31。形成中性点22N的三个绕组端部中的一个位于这两个相邻的迹线端部300之间。相邻的迹线300的两个端部以绕组端部的厚度彼此间隔开，在这种情况下是以中性点引脚的厚度或更大的厚度彼此间隔开，以便确保组装。彼此相距最远的另外两个迹线端部300各自连接到相应的中性点22N。焊接操作，例如电焊接或激光焊接，确保中性点22N和每个迹线端部300之间的电连接。

绕组的互连器3的由电绝缘且耐热材料制成的绝缘主体31可以定位成，如在所示的示例中的，邻接定子的上部束21A。绝缘主体31包括上部径向支承表面和下部径向支承表面，下部表面310与束接触。互连器在绕组的束上的这种定位允许限制由互连器3的存在产生的占用体积，并且允许限制由旋转电机在所述互连器上产生的振动。

绝缘主体31还有利地包括内轴向表面和外轴向表面，迹线端部300从外轴向表面延伸。

在第一实施例中，定位装置35是定位壁。这种壁如图5所示。所述定位壁35从互连器主体31径向延伸。该壁通过相对于互连器主体31至少朝向下部支承表面310轴向突出而延伸到突出部分350中。该壁可以可选地在主体31的两侧轴向延伸。该壁有利地从互连器主体31的外轴向表面径向延伸。

如图4所示，突出部分350包括径向邻接在束230的支承部分上的支承部3500。例如，束230的支承部是反转引脚部分23。支承部3500具有径向邻接在引脚的轴向表面上的轴向表面。互连器主体的下部径向表面310轴向邻接在引脚230的径向表面上。

例如，定位壁35有利地与互连器主体一起模制。

作为另一类型的绕组的替代实施例，定位壁35径向邻接在束的形成支承部分230的端部部分的轴向表面上，并且绝缘主体31轴向邻接在束21A的端部部分的径向表面上。

作为该实施例的替代实施例，如图5所示，互连器3包括两个定位壁35、35’，对于所述定位壁，从定位壁突出的至少一个部分350包括支承部3500，如图4所示，该支承部3500具有与束的支承部分230的轴向表面径向邻接的轴向表面。

在引脚绕组的情况下，上部束21A对于每个三相系统包括两个支承部分230，其由三相系统的三个反转引脚23中的两个形成。每个定位壁35、35’包括径向邻接在相应引脚支承部分230的轴向表面上的支承部3500。

考虑到占用体积和热约束，特别是在三相双系统的情况下，其中形成中性点22N的六个绕组端部中的每一个都组装在互连器的至少一个迹线端部上，使用具有小角度延伸的两个互连器来代替具有较大角度延伸的单个互连器。每个小型互连器用于连接两个三相系统中的一个。

如图4所示，两个互连器3基本上位于上部束21A的圆周的两侧，每个互连器3连接三个中性点22N。术语“连接”被理解为是指物理连接，而不仅仅是电连接，换句话说，是指直接电连接，而不需要穿过其他引脚。

每个互连器3有利地相对于包含X轴线并与互连器3的中部成角度相交的平面以及横向于X轴线并与互连器3轴向相交的平面对称。换句话说，迹线30、迹线端部300、绝缘主体31、定位装置(一个或多个)35相对于包含X轴线并与互连器的中部成角度相交的平面以及横向于X轴线并与互连器轴向相交的平面对称。

因此，两个小型互连器可以互换。此外，由于互连器3是可逆的，因此将简化在绕组上安装互连器。

因此，每个互连器3的绝缘主体31的两个径向表面310相对于径向平面对称，两个径向表面310中的一个轴向邻接抵靠两个逆转引脚23的两个支承部分230，如前所述。

每个定位壁35相对于穿过互连器3的轴向测量高度中间的径向平面对称。因此，为了连接到三相系统在束上的中性点22N，互连器3可以同等地安装在一侧和另一侧。

在两个定位装置35的情况下，它们也相对于穿过相对的迹线端部300之间的中部(即在其中部成角度相交)的轴向平面彼此对称。因此，互连器可以同等地安装在束的一侧和另一侧。

根据图6所示的定子A的第二实施例，互连器3包括由一对定位壁35a和35b形成的至少一个定位装置35。

壁35a和35b相对于在互连器主体的轴向高度中间与互连器主体相交的径向平面彼此对称。因此，先前描述的互连器的对称性得以保持。

当将互连器3与绕组2组装时，一对(两个)壁35a或35b中只有一个壁的突出部分350与束的支承部分230接触。

这对壁中的每个壁从绝缘主体的外轴向表面径向延伸，并且通过相对于互连器主体31轴向突出而延伸。

在该示例中，互连器3包括两个定位装置35、35’或两对壁35a、35b和35’a、35’b。这两对壁相对于穿过相对的迹线端部300之间的中间的轴向平面彼此对称。

在第三实施例中，定位装置是从互连器的主体31的轴向表面径向延伸的定位凸耳36。凸耳有利地例如从主体的外轴向表面延伸，即在与迹线端部300相同侧。

凸耳36包括适于与用于使互连器在绕组上保持在位的工具接合的形状，例如开口。

凸耳36也可以在径向平面中对称，以便允许以两种方式保持互连器3。互连器还可以包括相对于轴向平面对称的两个定位引脚，以允许其以两种方式被工具的两个分支部保持，从而简化定子的制造。

用于将包括至少一个定位壁35的互连器3组装在束上的方法包括通过将迹线端部300定位为与形成三相系统的中性点22N的绕组端部22相对并且使所述至少一个壁径向邻接在绕组的束的支承部分上而将互连器定位在绕组上，即图4所示的壁35的支承部3500径向地邻接抵靠反转引脚23的支承部分230。将定位壁35支承在支承部分230上确保了在安装定子的外壳和迹线端部之间提供间隙。因此避免了短路风险。绝缘主体31的下部径向表面310也抵靠两个反转引脚23的径向表面230定位。如此定位的互连器3有利地被楔入并被径向和轴向定位，这限制了组装期间互连器3和绕组之间任何偏移的风险。通过将三相系统的在角度上彼此相距最远的两个中性点22N中的每一个连接到在角度上彼此相距最远的迹线端部300，来组装形成三相系统的中性点22N的三个绕组端部，并且位于另外两个中性点22N之间的中性点22N连接到彼此最近的两个迹线端部。

在互连器3包括至少一个定位凸耳36的情况下，借助通过用于将互连器3保持和定位在绕组上的工具来组装凸耳36，将互连器3定位在绕组2上。然后，在移除工具之前，进行迹线端部300和中性点22N之间的组装。

从互连器主体径向延伸的凸耳有利地可以由在互连器主体中轴向穿孔的孔代替。

以上描述集中在连接成星形的绕组上。当然，用三角形联接代替星形联接不脱离本发明的范围，其中中性点被相输出端22P代替，并且互连器3例如与所描述的互连器3相同，除了它包括单个迹线和两个迹线端部，其允许两个相绕组连接在一起以形成三角形连接。

此外，无论涉及星形还是三角形绕组，反转引脚23都可以由两个导体制成，每个导体都包括通过所述互连器彼此连接的绕组端部22，除了它包括单个迹线和两个迹线端部。导体可以是半引脚，例如包括中性点和相的那些。

尽管已经通过一定数量的示例、替代实施例和实施例进行了描述，但是根据本发明的旋转电机包括各种变型、修改和改进，这些变型、修改和改进对于本领域技术人员来说将变得显而易见，应当理解，这些变型、修改和改进形成了由所附权利要求限定的本发明的范围的一部分。例如，用具有圆形或矩形横截面的连续导线代替形成绕组的多个焊接在一起的电导体不脱离本发明的范围。

显然，本发明将不限于具有引脚的绕组，而是可以应用于任何类型的绕组。

Claims (10)

1.一种用于旋转电机的X轴线定子，包括：

-定子主体(1)；

-绕组(2)，包括从所述定子主体(1)轴向突出的至少一个束(21)和从所述定子主体(1)延伸的绕组端部(22N)；

-互连器(3)，安装在所述绕组(2)上；

-所述互连器(3)包括绝缘主体(31)和迹线(30)，所述迹线(30)包括从所述绝缘主体(31)延伸的迹线端部(300)；

-所述绕组端部(22)被组装在所述迹线端部(300)上，

其特征在于，所述互连器(3)还包括用于在径向方向上将所述互连器(3)定位在所述绕组(2)上的至少一个定位装置(35、35’、36)。

2.根据权利要求1所述的用于电机的X轴线定子，其中，所述束(21)包括支承部分(230)，所述定位装置是第一定位壁(35)，所述第一定位壁(35)的至少一部分径向邻接在所述支承部分(230)上。

3.根据权利要求2所述的定子，其中，所述互连器(3)轴向地定位在所述束(21)上方，所述第一定位壁(35)通过从所述绝缘主体(31)朝向所述束(21)突出而至少部分地轴向延伸，

轴向突出部分(350)径向邻接在所述束的形成所述支承部分(230)的轴向端部部分上。

4.根据权利要求3所述的定子，其中，所述束的轴向端部部分包括反转引脚(23)，所述第一定位壁(35)径向邻接在至少一个引脚(23)上。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的定子，其中，所述互连器(3)包括至少三个迹线端部(300)以及第二壁(35’)，使得所述定位壁(35、35’)和所述迹线端部(300)沿着所述互连器(3)在角度上交替。

6.根据前述权利要求中任一项所述的定子，其中，

所述互连器(3)相对于包含所述X轴线并与所述互连器(3)的中部成角度相交的平面和横向于所述X轴线并与所述互连器(3)轴向相交的平面对称。

7.根据权利要求1所述的定子，其中，所述定位装置是从所述互连器主体(31)径向延伸的定位凸耳(36)，所述凸耳(36)适于与用于使所述互连器在所述绕组(2)上保持在位的工具(3)接合。

8.一种旋转电机，包括根据前述权利要求中任一项所述的定子。

9.一种用于组装互连器(3)与定子的绕组(2)的方法，其中：

-所述互连器(3)包括绝缘主体(31)、包括从所述绝缘主体(31)延伸的迹线端部(300)的迹线(30)、以及用于在径向方向上将所述互连器(3)定位在所述绕组(2)上的至少一个定位壁(35)；

-所述定子包括定子主体(1)和绕组(2)，所述绕组包括从所述定子主体轴向突出的至少一个束(21)和从所述定子主体(1)延伸的绕组端部(22N)，

所述方法包括以下步骤：

a-通过将所述壁(35)径向邻接地定位在所述绕组的束的支承部分(230)上来将所述互连器(3)定位在所述绕组(2)上；

b-将至少一个绕组端部(22N)与迹线端部(300)组装在一起；

c-移除工具。

10.一种用于组装互连器(3)与定子的绕组(2)的方法，其中：

-所述互连器(3)包括绝缘主体(31)、包括从所述绝缘主体(31)延伸的迹线端部(300)的迹线(30)、以及从所述互连器主体(31)径向延伸的至少一个定位凸耳(36)，所述定位凸耳用于在径向方向上将所述互连器(3)定位在所述绕组上；

-所述定子包括定子主体(1)和绕组(2)，所述绕组包括从所述定子主体轴向突出的至少一个束(21)和从所述定子主体延伸的绕组端部(22N)，

所述方法包括以下步骤：

a-通过用工具组装用于使所述互连器(3)在所述绕组上保持在位的所述凸耳(36)来将所述互连器(3)定位在所述绕组(2)上；

b-将至少一个绕组端部(22N)与迹线端部(300)组装在一起；

c-移除所述工具。

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