CN115411862A - 定子 - Google Patents

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CN115411862A CN202210579041.5A CN202210579041A CN115411862A CN 115411862 A CN115411862 A CN 115411862A CN 202210579041 A CN202210579041 A CN 202210579041A CN 115411862 A CN115411862 A CN 115411862A
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松本隆志
野沢宜史
菅原纯一
高桥直希
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Toyota Motor Corp
Aisin Co Ltd
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Toyota Motor Corp
Aisin Co Ltd
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Abstract

在定子中,定子绕组设置在定子铁芯中,并且包括相绕组。中性点母线沿其径向方向连接到定子绕组的线圈端部。线圈端部包括接合在一起的第一端部和第二端部。第一尖端部沿周向方向上的固定方向延伸。第二尖端部沿与周向方向上的固定方向相反的方向延伸。中性点母线包括:沿周向方向延伸的主体部;以及从主体部沿径向方向延伸的连接部。连接部分别在连接部在轴向方向上不比主体部更向与定子铁芯相反的一侧突出的状态下连接到相绕组。

Description

定子
技术领域
本公开涉及一种旋转电机的定子。
背景技术
在旋转电机的定子中,已知多个分段导体(或多个导体部段)用作定子绕组的导体的构造。在这种情况下,定子绕组由在线圈端部处彼此接合的分段导体构成。此外,已知中性点母线连接到线圈端部的构造。例如,JP-A-2016-123155描述了中性点母线包括沿周向方向延伸的主体部和从主体部沿轴向方向延伸的多个端子的构造。上述端子中的每一个连接到线圈端部。
然而,在具有分段结构的定子绕组中,通常,分段导体的尖端部沿轴向方向延伸,并且轴向方向线端部通过焊接等彼此接合。此外,在相绕组的绕组端部处,中性点母线通过焊接等再次接合到轴向方向线端部。因此,定子的轴向长度的增加是一个问题。在此,在JP-A-2016-123155的构造中,中性点母线在线圈端部的轴向方向上的中间位置处连接。然而,在实际的分段结构中,如上所述,分段导体的尖端部在轴向方向上延伸,并且中性点母线连接到轴向方向线端部。因此,认为会出现轴向长度的增加引起的问题。
因此,期望提供一种能够通过缩短轴向长度来实现尺寸减小的定子。
发明内容
下面将描述本公开的示例性实施方式。
第一示例性实施方式提供了一种定子,上述定子包括:定子铁芯;定子绕组,上述定子绕组设置在定子铁芯中,并且具有多个相绕组;以及中性点母线,上述中性点母线在线圈端部的径向方向上的外侧或内侧处连接到定子绕组的线圈端部。定子绕组由被连接的多个分段导体构成。线圈端部包括:多个分段导体中的第一分段导体的周向方向上的第一尖端部,上述第一尖端部在定子铁芯的轴向方向上的外侧处沿周向方向上的固定方向延伸;以及多个分段导体中的第二分段导体的周向方向上的第二尖端部,上述第二尖端部沿与周向方向上的固定方向相反的方向延伸,第一尖端部和第二尖端部被接合在一起。中性点母线包括:主体部,上述主体部沿周向方向延伸;以及多个连接部,多个上述连接部从主体部沿径向方向延伸。多个连接部在多个连接部在轴向方向上不比主体部更向与定子铁芯相反的一侧突出的状态下连接到多个相绕组中的各个相绕组。
线圈端部构造成使得在定子铁芯的轴向方向上的外侧处沿周向方向上的固定方向延伸的分段导体的周向方向上的尖端部与沿与周向方向上的固定方向相反的方向延伸的另一分段导体的周向方向上的尖端部接合在一起。在这种情况下,由于分段导体的周向方向上的尖端部被接合在一起,与在轴向方向上延伸的轴向方向上的尖端部被接合在一起的构造相比,线圈端部的轴向方向上的高度降低。此外,在中性点母线中,在径向方向上从主体部延伸的多个连接部分别在多个连接部在轴向方向上不比主体部更向与定子铁芯相反的一侧突出的状态下连接到相绕组。因此,即使在线圈端部与中性点母线之间的连接部中,轴向方向尺寸的增加也被抑制。因此,可以通过缩短轴向长度来减小定子的尺寸。
根据第二示例性实施方式,中性点母线为板状。主体部包括:折返部,在上述折返部处,上述主体部在其长度方向上的中间位置处沿板厚方向折返;位于上述折返部的一侧的第一部分;以及位于上述折返部的另一侧的第二部分。在主体部中,温度传感器以夹在第一部分与第二部分之间的方式附接。在中性点母线中,第一部分和第二部分在轴向方向上重叠,并且在第一部分和第二部分的每一个中设置至少单个连接部。
在中性点母线中,温度传感器构造成以夹在位于主体部的折返部的一侧的第一部分与位于折返部的另一侧的第二部分之间的方式附接。在第一部分和第二部分的每一个中设置至少单个连接部。因此,与在第一部分和第二部分的任一个中设置所有连接部的构造相比,可以通过温度传感器准确地检测伴随定子绕组的通电的温度变化。
此外,在板状的中性点母线中,主体部被构造成在板厚方向上折返。就定子而言,主体部以使第一部分和第二部分在轴向方向上重叠的方式折返。因此,在通过板冲孔形成的中性点母线中,例如,由于在主体部和连接部通过冲孔一体形成之后主体部被折返,因此,可以实现作为中性点母线的期望形状。在这种情况下,与主体部折返以使第一部分和第二部分在径向方向上重叠的构造相比,不需要弯曲连接部并将连接部沿径向方向取向的工作。可以实现构造的简化。
根据第三示例性实施方式,折返部被形成为以圆弧形状弯曲。折返部的曲率半径大于L/2,其中,L是第一部分与第二部分之间的分开距离。
在温度传感器中,随着温度传感器的尺寸变小,热时间常数减小,并且温度灵敏度提高。然而,当在中性点母线夹着温度传感器的构造中减小温度传感器的尺寸时,中性点母线的折返部的曲率半径减小,并且折返部由于拉伸应力导致而断裂成为一个问题。在这方面,折返部的曲率半径大于L/2,其中,L是第一部分与第二部分之间的分开距离。因此,可以减小在中性点母线的折返部中产生的拉伸应力,并且可以抑制折返部的损坏的发生,同时获得温度传感器的尺寸减小。
根据第四示例性实施方式,第一部分包括:台阶部,上述台阶部在轴向方向上具有台阶形状;低位部,上述低位部是比上述台阶部更朝向上述折返部一侧的部分,并且在轴向方向上距上述定子铁芯的端面的高度位置低于上述台阶部的高度位置;以及高位部,上述高位部是位于台阶部的折返部一侧的相反侧的部分,并且在轴向方向上距定子铁芯的端面的高度位置高于上述台阶部的高度位置。高位部的高度位置与第二部分的高度位置相同。高位部和第二部分分别设置有多个连接部。多个连接部在多个分段导体的周向方向上连接到尖端部。
在主体部在中性点母线的中间位置处简单地折返的构造中,第一部分和第二部分在轴向方向上的高度位置被认为是不同的。关于这点,在如上所述的构造中,在第一部分和第二部分中,在轴向方向上具有台阶形状的台阶部被设置在第一部分中。比台阶部更朝向折返部一侧的部分是在轴向方向上距定子铁芯的端面的高度位置较低的低位部,并且位于其相反一侧的部分是距定子铁芯的端面的高度位置较高的高位部。此外,第一部分和第二部分的高位部的轴向方向上的高度位置相同。在高位部和第二部分中设置的连接部在分段导体的周向方向上连接到尖端部。在这种情况下,中性点母线的每个连接部可以以相同的方式连接到各相的相绕组的分段导体的周向方向上的尖端部。可以实现构造的简化。
根据第五示例性实施方式,在包括线圈端部的轴向方向上的尖端部和中性点母线的区域中设置有树脂密封部。树脂密封部通过绝缘树脂对线圈端部和中性点母线进行密封。
树脂密封部设置在包括线圈端部和中性点母线的轴向方向上的尖端部的区域中。因此,中性点母线与线圈端部之间的绝缘以及中性点母线与定子铁芯之间的绝缘可以保持在有利的状态。
根据第六示例性实施方式,中性点母线的主体部包括:折返部,在上述折返部处,主体部沿轴向方向折返;位于上述折返部的一侧的第一部分;以及位于上述折返部的另一侧的第二部分。在主体部中,温度传感器以夹在第一部分与第二部分之间的方式附接。折返部的轴向方向尺寸大于第一部分和第二部分的相反部分的轴向方向尺寸。折返部形成为在轴向方向上朝向与定子铁芯相反的一侧而不是朝向定子铁芯一侧突出。
在中性点母线的主体部中,在温度传感器以夹在沿轴向方向折返的第一部分与第二部分之间的方式附接以抑制对折返部的损坏的构造中,可以考虑使折返部的轴向方向尺寸大于第一部分及第二部分的相反部分的轴向方向尺寸。然而,在这种情况下,折返部构造成在轴向方向上突出(膨胀)。残留在树脂密封部中的折返部的内侧的气泡成为一个问题。即,考虑线圈端部的树脂密封部以使线圈端部以位于垂直方向上的下侧的方式浸入到放置有液体树脂材料的模具中的方式成型。此时,如果折返部形成为朝向定子铁芯一侧(垂直方向上的上侧)突出,则在突出部的内侧聚集的气泡成为一个问题。
在这方面,折返部形成为在轴向方向上朝向与定子铁芯相反的一侧而不是朝向定子铁芯一侧突出。因此,可以抑制在树脂密封部中的折返部的内侧聚集的气泡,同时抑制对中性点母线的折返部的损坏。
根据第七示例性实施方式,在树脂密封部与定子铁芯的端面之间设置有非树脂密封的区域。该区域用作线圈端部的冷却部。
对于定子绕组的冷却,假设通过冷却油进行冷却(油冷却)、通过空气进行冷却(空气冷却)等。在树脂密封部与定子铁芯的端面之间设置有非树脂密封的区域。该区域用作线圈端部的冷却部。因此,线圈端部可以通过冷却油或空气直接冷却。这种构造在冷却定子绕组方面是有利的。
根据第八示例性实施方式,定子铁芯包括在周向方向上以预定间隔形成的多个槽。定子绕组包括槽内线圈部,在该槽内线圈部中:预定数量的多个分段导体沿径向方向布置在多个槽的每一个中;并且多个分段导体和多个连接部在轴向方向上重叠。在多个连接部中,在轴向方向上在位于定子铁芯一侧的表面上以与轴向方向倾斜的取向设置有倒角部。
在定子绕组的槽内线圈部中,在分段导体布置在槽内,使得预定数量的分段导体在径向方向上排列,并且分段导体和连接部在轴向方向上重叠的构造中,从中性点母线的主体部沿径向方向延伸的连接部与分段导体之间的干涉是一个问题。在这方面,在中性点母线的连接部中,在轴向方向上在位于定子铁芯一侧的表面上以与轴向方向倾斜的取向设置有倒角部。因此,可以抑制中性点母线的连接部与分段导体之间的干涉。
附图说明
图1是定子的立体图;
图2是定子的前视图;
图3是定子铁芯的俯视图;
图4是定子铁芯的一部分和分段导体的立体图;
图5是分段导体的处于容纳在槽中的状态的一部分的示意图;
图6A和图6B是中性点母线的立体图;
图7是中性点母线的前视图;
图8A和图8B是中性点母线连接到定子绕组的状态的立体图;
图9是沿着图8A中的线9-9剖取的剖视图;
图10A和图10B是中性点母线连接到定子绕组的状态的立体图;
图11是定子的立体图;
图12是定子的前视图;以及
图13是用于说明线圈端部处的树脂密封部的成型的图。
具体实施方式
下文将参照附图描述本公开的旋转电机的实施方式。在此,以下对实施方式和变形例中的相同或相当的部分标注相同的附图标记。具有相同附图标记的部分的说明在彼此之间适用。例如,根据本实施方式,用作旋转电机的电动机被用作用于车辆的电机或用于飞行器的电机。
根据本实施方式的旋转电机可以应用于永磁同步电机、励磁绕组型电机或感应电机。旋转电机具有三相绕组。旋转电机包括定子10和转子(未示出)等,上述定子10具有图1所示的圆筒形状,上述转子在径向方向上布置在定子10的内侧。转子被布置成能够相对于定子10绕旋转轴旋转。在下文中,轴向方向是指定子10的轴向方向,即转子的旋转轴的轴向方向。径向方向是指定子10的径向方向,即穿过转子的旋转轴中心且与旋转轴正交的方向。周向方向是指定子10的周向方向,即绕转子的旋转轴的周向方向。
如图1和图2所示,定子10包括定子铁芯11和定子绕组12,上述定子铁芯11具有圆环形状,上述定子绕组12绕定子铁芯11缠绕。根据本实施方式的旋转电机是内转子型旋转电机。转子在径向方向上以能旋转的状态布置在定子10的内侧。定子绕组12是三相绕组,上述三相绕组具有U相绕组、V相绕组和W相绕组以作为相的各个相绕组。电源线母线13连接到各个相的相绕组的一个端部,中性点母线14连接到另一个端部。在定子绕组12中,在轴向方向上与定子铁芯11重叠的区域是槽内线圈部CS。定子绕组12的在轴向方向上比位于轴向方向上的两侧的定子铁芯11更朝向外侧的部分是线圈端部CE1、CE2。
如图3所示,定子铁芯11包括背轭21和多个极齿22,上述背轭21具有圆环形状的,多个上述极齿22在径向方向上从背轭21朝向内侧突出,并且在周向方向上以其间具有预定距离的方式排列。在相邻极齿22之间形成有槽23。槽23具有以使径向方向作为其长度的方式延伸的开口形状。槽23在定子铁芯11中在周向方向上以均匀的间隔设置。此外,定子绕组12被设置成卷绕穿过槽23。例如,定子铁心11构造成铁心片层叠体,在该铁心片层叠体中,由作为磁性体的电磁钢板构成的铁心片在轴向方向上层叠。
定子绕组12由通过Y形连接(星形连接)连接的三相绕组构成。定子绕组12经由逆变器(未示出)从电源供给的电力(交流电力)来产生磁通量。定子绕组12构造成使用用作分段后的导体的多个分段导体30。在分段导体30中,具有大致矩形横截面(扁平横截面)和固定厚度的电导体形成为大致U形。在下文中,将详细描述定子绕组12的分段结构。
图4是定子铁芯11的一部分和分段导体30的立体图。如图4所示,分段导体30具有大致U形形状,并且包括一对直线部31和拐弯部32,上述一对直线部31形成线性形状,上述拐弯部32形成为被弯曲以将该对直线部31彼此连接。一对直线部31的长度大于定子铁芯11轴向方向上的厚度。分段导体30构造成使用扁平导体,在该扁平导体中,侧向横截面具有矩形形状的导体(具有一对相对的平面部的导体)被绝缘涂层覆盖。每个直线部31的尖端部用作导体由于绝缘涂层被切除而暴露的导体露出部33。
在定子铁芯11的槽23中,以在径向方向上呈单列排列的方式插入有多个分段导体30。根据本实施方式,分段导体30构造成在分段导体30的直线部31堆叠成四层的状态下被容纳在槽23内。在分段导体30中,一对直线部31分别容纳在由预定的线圈间距分开的两个槽23中。在直线部31中,容纳在槽23内的部分对应于定子绕组12的槽内线圈部CS。在此,在槽23内侧设置有对定子铁芯11与定子绕组12(分段导体30)之间进行电气绝缘的绝缘片材24。绝缘片材24以共同地包围插入到槽23中的多个分段导体30的方式弯曲,并且以夹在定子铁芯11的内周面(内壁面)与槽23内侧的分段导体30之间的方式设置。
分段导体30的一对直线部31以径向方向上的位置移位一个的方式分别容纳在两个槽23中。例如,当一个直线部31容纳在距径向方向上的最后侧(背轭侧)的第n个位置时,另一个直线部31容纳在距径向方向上的最后侧的第n+1个位置。
当分段导体30插入到定子铁芯11的槽23中时,在位于定子铁芯11的轴向上的两端的第一端侧和第二端侧中,分段导体30的直线部31从第一端侧插入,直线部31的尖端部从第二端侧突出。在这种情况下,一个线圈端部CE1由位于定子铁芯11的第一端侧的分段导体30的拐弯部32形成。此外,在定子铁芯11的第二端侧,直线部31的拐弯部相反侧在周向方向上弯曲,并且不同分段导体30的直线部31被连接,从而形成另一个线圈端部CE2。线圈端部CE1、CE2的概览如图2所示。接着,将进一步详细描述线圈端部CE2处的分段导体30的连接。在此,首先,将描述分段导体30的连接。
图5是分段导体30的容纳在槽23内侧的一部分的示意图。在此,定子铁芯11由图5中的虚拟线表示。在分段导体30中,一对直线部31的拐弯部相反侧在定子铁芯11的轴向方向上从端面(图5中的上端面)伸出,并且以相对于铁芯端面以预定角度倾斜的方式朝向周向方向弯曲。此外,由于不同分段导体30的尖端部处的导体露出部33通过焊接接合,因此,多个分段导体30被连接。
在线圈端部CE2中,在定子铁芯11的轴向方向上的外侧处沿周向方向上的固定方向延伸的分段导体30的周向方向上的尖端部,和沿与周向方向上的固定方向相反的方向延伸的另一分段导体30的周向方向上的尖端部被接合在一起。其结果是,定子绕组12处于如下状态:在线圈端部CE2中,分段导体30的直线部31以与轴向方向倾斜的取向延伸,并且在预定的顶部位置处折返。分段导体30包括在周向方向上朝向与拐弯部32相同的一侧弯曲的直线部31的拐弯部相反侧以及朝向与拐弯部32相反的一侧弯曲的直线部31的拐弯部相反侧。
在各相的相绕组中,通过在其中间部处将分段导体30接合在一起来进行导体连接,而在绕组端部处,各相的电源线母线13或是中性点母线14连接到导体露出部33。在此,特别地,将详细描述与中性点母线14相关的构造。
图6A和图6B是中性点母线14的立体图。图6A仅示出了中性点母线14。图6B示出了温度传感器模块51组装到中性点母线14的状态。图7是将中性点母线14的一部分放大的前视图。
中性点母线14由扁平导体构成,并且包括细长的主体部41和从主体部41突出的多个连接部42。根据本实施方式,相绕组构造成针对定子绕组12中的每相以双并联的方式设置。针对每相设置两个连接部42,即总共六个连接部42。中性点母线14由从平板冲压且呈板状的冲压构件组成。主体部41以拉长的方式形成,以便从俯视图中以圆弧形状延伸。就组装到定子绕组12的状态而言,中性点母线14包括主体部41和连接部42,上述主体部41沿周向方向延伸,上述连接部42从主体部41朝向径向方向上的内侧延伸。六个连接部42是分别接合到U相、V相和W相的相绕组的绕组端部的部分。在六个连接部42中,定位成彼此靠近的两个连接部42连接到U相、V相和W相的相绕组的绕组端部。连接部42的径向方向上的尖端部接合到线圈端部CE2处的相绕组的绕组端部。
主体部41在长度方向上的中间部处沿板厚方向折返,并且一侧是第一部分44,另一侧是第二部分45,上述第一部分44与上述第二部分45之间存在折返部43。折返部43形成为弯曲成圆弧形状。第一部分44的长度方向上的长度比第二部分45的长度方向上的长度长。此外,第一部分44具有在板厚方向上呈台阶状的台阶部46。在这种情况下,在组装到定子绕组12的状态下,主体部41在轴向方向上折返,并且第一部分44形成为在轴向方向上具有台阶状。在第一部分44中,比台阶部46更朝向折返部43的部分是低位部47,该低位部47在轴向方向上距定子铁芯11的端面的高度位置较低,位于相反一侧的部分是高位部48,该高位部48在轴向方向上距定子铁芯11的端面的高度位置较高。
在主体部41中,第一部分44的低位部47与第二部分45在轴向方向上重叠。此外,第一部分44的高位部48与第二部分45在轴向方向上的高度位置相同。此外,四个连接部42和两个连接部42分别设置在轴向方向上的高度位置相同的第一部分44的高位部48和第二部分45中。
对定子10的温度进行检测的温度传感器模块51被附接到中性点母线14。温度传感器模块51具有包括热敏电阻元件的温度传感器52。在附接到中性点母线14的状态下,温度传感器52夹在第一部分44的低位部47与第二部分45之间。温度传感器模块51包括与设置在第二部分45中的连接部42配合的配合部53。在温度传感器52夹在第一部分44的低位部47与第二部分45之间且配合部53与连接部42接合的状态下,温度传感器模块51附接到中性点母线14。此外,温度传感器模块51包括端子部54,上述端子部54在轴向方向上比主体部41更朝向定子铁芯11一侧延伸。信号线(未示出)从端子部54的尖端部引出。
在此,在温度传感器52中,随着温度传感器52的尺寸变小,热时间常数减小,并且温度灵敏度提高。然而,当在中性点母线14夹着温度传感器52的构造中减小温度传感器52的尺寸时,中性点母线14的折返部43的曲率半径减小,并且折返部43由于拉伸应力而断裂成为一个问题。因此,根据本实施方式,当第一部分44的低位部47与第二部分45之间的分开距离,即传感器附接部的分开距离是L时,折返部43的曲率半径R大于L/2。其结果是,获得在折返部43中产生的拉伸应力的降低。在这种情况下,折返部43成形为使得在轴向方向上朝向与定子铁芯11相反的一侧(图中的上侧)而不是朝向定子铁芯11侧(图中的下侧)突出。
在中性点母线14中,连接部42以分布在第一部分44与第二部分45之间的方式设置。因此,当定子绕组12在中性点母线14连接到定子绕组12的状态下通电时,通电电流在夹着温度传感器52的第一部分44一侧和第二部分45一侧这两侧均流动。也就是说,在主体部41中,从第一部分44中的传感器附接部到第二部分45中的传感器附接部且两者之间具有折返部43的区域用作定子绕组12通电期间的通电路径。因此,温度传感器52能够以良好的灵敏度对伴随定子绕组12的通电的温度升高进行检测。
图8A和图8B示出了中性点母线14与定子绕组12的连接状态。图8A和图8B示出了与中性点母线14连接到定子绕组12的状态相同的构造,然而,图8B仅示出了许多分段导体30中的作为相绕组的绕组端部的分段导体30。在图8A和图8B中,为了方便起见,将要连接到中性点母线14的分段导体30被标注阴影。
如图8A和图8B所示,中性点母线14设置在位于定子绕组12的线圈端部CE2的径向方向上的外侧且在定子铁芯11的轴向方向上与端面相反的位置。在定子绕组12中,包括分段导体30的直线部31的拐弯部相反侧、即相绕组的绕组端部的部分在定子铁芯11的周向方向上延伸,并且中性点母线14连接到绕组端部。即,在线圈端部CE2中,以类似于相绕组的中间部、即分段导体30被连接在一起的部分的方式,分段导体的直线部31的拐弯部相反侧以与轴向方向倾斜的取向在周向方向上延伸。中性点母线14的连接部42分别接合到直线部31的导体露出部33。
如上所述,在中性点母线14中,第一部分44的高位部48和第二部分45的高度位置彼此相同。连接部42设置在第一部分44的高位部48与第二部分45中。因此,在定子绕组12中,在用作相绕组的绕组端部的所有分段导体30处于相同状态时,中性点母线14可以连接到这些分段导体20的导体露出部33。
图9是沿着图8A中的线9-9剖取的剖视图。如图9所示,中性点母线14的连接部42在连接部42在轴向方向上不比主体部41更向与定子铁芯11相反的一侧突出的状态下连接到定子绕组12。
此外,在定子绕组12的槽内线圈部CS中,分段导体30布置在槽23内,使得预定数量的分段导体30沿径向方向排列。此外,在两个槽23之间连续的同相的分段导体30在槽23内在径向方向上移位一个的位置处被容纳。在这种情况下,在线圈端部CE2中,如图10A和图10B所示,从中性点母线14的主体部41沿径向方向延伸的连接部42在轴向方向上与不同于被连接的分段导体30的另一分段导体30(标注阴影的分段导体30)相交。因此,中性点母线14的连接部42与分段导体30(即,以倾斜于轴向方向的取向延伸的导体)的干涉是一个问题。
关于这点,根据本实施方式,在连接部42中,在轴向方向上在位于定子铁芯11侧的表面(位于轴向方向上的内侧的表面)上以与轴向方向倾斜的取向设置有倒角部49。通过上述倒角部49,抑制了连接部42与分段导体30之间的轴向方向上的干涉。图10A和图10B示出了在连接部42中形成的倒角部49。倒角部49设置在连接部42的定子铁芯11一侧。
下面将简要描述电源线母线13与定子绕组12的连接。如图1所示,在与各相的相绕组的中性点相反的一侧以从线圈端部CE2朝向径向方向上的外侧突出的方式设置有绕组端部35。各相的电源线母线13连接到绕组端部35。
此外,线圈端部CE2通过绝缘树脂进行树脂密封。其构造如图11和图12所示。在此,图12示出了处于放大状态的线圈端部CE2的树脂密封部61的一部分。然而,为了方便起见,未示出连接到绕组端部35的电源线母线13。如图11和图12所示,环形的树脂密封部61设置在线圈端部CE2中。树脂密封部61形成为圆环形状,以便覆盖每个分段导体30的焊接部(导体的折返顶部)、中性点母线14以及相绕组与电源线母线13的焊接部。
树脂密封部61在轴向方向上设置在线圈端部CE2的部分区域中。具体地,树脂密封部61的轴向方向上的区域包括分段导体30与中性点母线14之间的焊接部,并且到达远离定子铁芯11的轴向方向上的端面的位置。在这种情况下,在树脂密封部61与定子铁芯11的端面之间设置有非树脂密封的区域。其结果是,该区域可以用作对定子绕组12进行冷却的线圈冷却部。在此,对于定子绕组12的冷却,假设使用冷却油或冷却水作为冷却剂的冷却(油冷却或水冷却)、通过空气进行冷却(空气冷却)等。
组装到中性点母线14的温度传感器模块51类似地由树脂密封部61覆盖。然而,在温度传感器模块51中的信号线被引出的端子部54布置在树脂密封部61的外侧。
图13是用于对线圈端部CE2中的树脂密封部61的成型进行说明的图。特别地,图13示出了处于放大状态的中性点母线14的折返部43的外周。树脂密封部61的成型在母线13、14被连接到定子绕组12的线圈端部CE2之后进行。在成型期间,将线圈端部CE2插入到放置有液体树脂材料的模具中,并且在该状态下成型出树脂密封部61。在这种情况下,考虑树脂密封部61在线圈端部CE2以位于垂直方向上的下侧的方式浸入到模具中的状态下成型。此时,当折返部43成形为朝向定子铁芯11一侧(垂直方向上的上侧)突出时,在突出部的内侧聚集的气泡成为一个问题。在这方面,根据本实施方式,折返部43成形为在轴向方向上朝向与定子铁芯11相反的一侧突出,而不是朝向定子铁芯11一侧突出。因此,与折返部43朝向定子铁芯11一侧突出的构造不同,当线圈端部CE2浸入到树脂中时,抑制了气泡留在折返部43的内侧。
根据如上所述的实施方式,获得以下优异效果。
在定子绕组12中,分段导体30的周向方向上的尖端部在线圈端部CE2处接合在一起。因此,与在轴向方向上延伸的轴向方向上的尖端部被接合在一起的构造相比,线圈端部CE2的轴向方向上的高度降低。此外,在中性点母线14中,在径向方向上从主体部41延伸的多个连接部42分别在连接部42在轴向方向上不比主体部41更向与定子铁芯11相反的一侧突出的状态下连接到相绕组。因此,即使在线圈端部CE2与中性点母线14之间的连接部中,轴向方向尺寸的增加也被抑制。因此,可以通过缩短轴向长度来减小定子10的尺寸。
在中性点母线14中,温度传感器52以夹在位于主体部41的折返部43一侧的第一部分44与位于折返部43的另一侧的第二部分45之间的方式附接。此外,至少一个连接部42构造成设置在第一部分44和第二部分45的每一个中。因此,与所有连接部42设置在第一部分44和第二部分45的任一个中的构造相比,可以通过温度传感器52准确地检测伴随定子绕组12的通电的温度变化。
此外,在板状的中性点母线14中,主体部41被构造成在板厚方向上折返。就定子10而言,主体部41以使第一部分44和第二部分45在轴向方向上重叠的方式折返。因此,在通过板冲孔形成的中性点母线14中,由于主体部41在主体部41和连接部42通过冲孔一体形成之后折返,因此,可以实现作为中性点母线14的期望形状。在这种情况下,与主体部41折返以使得第一部分44和第二部分45在径向方向上重叠的构造相比,不需要弯曲连接部42并将连接部42沿径向方向取向的工作。可以实现构造的简化。
当重叠部分中的第一部分44与第二部分45在轴向方向上的分开距离为L时,折返部43的曲率半径大于L/2。因此,可以减小在中性点母线14的折返部43中产生的拉伸应力,并且可以抑制折返部43的损坏的发生,同时获得温度传感器52的尺寸减小。
在主体部41在中性点母线14的中间位置处简单地折返的构造中,第一部分44和第二部分45在轴向方向上的高度位置被认为是不同的。关于这点,在如上所述的构造中,在第一部分44和第二部分45中,在轴向方向上具有台阶形状的台阶部46被设置在第一部分44中。比台阶部46更朝向折返部43一侧的部分是在轴向方向上距定子铁芯11的端面的高度位置较低的低位部47,位于其相反一侧的部分是距定子铁芯11的端面的高度位置较高的高位部48。此外,第一部分44的高位部48与第二部分45的轴向方向上的高度位置相同。设置于高位部48和第二部分45中的连接部42在分段导体30的周向方向上连接到尖端部。在这种情况下,中性点母线14的每个连接部42可以以相同的方式连接到各相的相绕组的分段导体30的周向方向上的尖端部。可以实现构造的简化。
树脂密封部61构造成设置在包括线圈端部CE2和中性点母线14的轴向方向上的尖端部的区域中。因此,中性点母线14与分段导体30之间的绝缘以及中性点母线14与定子铁芯11之间的绝缘可以保持在有利的状态。
折返部43形成为在轴向方向上朝向与定子铁芯11相反的一侧而不是朝向定子铁芯11一侧突出。因此,可以抑制在树脂密封部61中的折返部43的内侧聚集的气泡,同时抑制对中性点母线14的折返部43的损坏。
对于定子绕组12的冷却,假设通过冷却油进行冷却(油冷却)、通过空气进行冷却(空气冷却)等。在树脂密封部61与定子铁芯11的端面之间设置有非树脂密封的区域。该区域用作用于线圈端部的冷却部。因此,线圈端部CE2可以通过冷却油或空气直接冷却。这种构造在冷却定子绕组方面是有利的。
在定子绕组12中,在分段导体30布置在槽23内,使得预定数量的分段导体在径向方向上排列,并且分段导体30在沿径向方向移位一个的位置处容纳在以预定的槽间距分开的槽中的构造中,从中性点母线14的主体部41沿径向方向延伸的连接部42在轴向方向上与除了被连接的分段导体30之外的分段导体30相交。因此,中性点母线14的连接部42在轴向方向上与分段导体30干涉是一个问题。在这方面,在中性点母线14的连接部42中,倒角部49在轴向方向上在位于定子铁芯11一侧的表面上以与轴向倾斜的取向形成。因此,可以抑制中性点母线14的连接部42与分段导体30之间的干涉。
(变型)
根据如上所述的实施方式,可以改变其构造的一部分。下面将描述如上所述的实施方式的变型。
根据如上所述的实施方式,在定子绕组12中,相绕组针对每相以双并联的方式设置。此外,在中性点母线14中针对每相设置两个连接部42、即总共六个连接部42。然而,可以改变该构造。例如,可以针对每相以单并联的方式设置相绕组,并且可以针对每相设置单个连接部42(总共三个连接部42)。简而言之,所需的全部是,当m相的各相绕组分别由n个并联导体提供时,在中性点母线14中设置m×n个连接部42。
在中性点母线14中,折返部43可以不设置在主体部41的中间位置。在这种情况下,多个连接部可以在连接部42分别在轴向方向上不比主体部41更向与定子铁芯11相反的一侧突出的状态下连接到相绕组。
在线圈端部CE2中,在树脂密封部61与定子铁芯11的端面之间设置有非树脂密封的区域。树脂密封部61可以在轴向方向上设置在整个线圈端部CE2中。
根据如上所述的实施方式,描述了将本公开实现为内转子型旋转电机的构造。替代地,本公开可以实现为外转子型旋转电机。在这种情况下,中性点母线14等可以设置在定子绕组12的线圈端部CE2的径向方向上的内侧。

Claims (13)

1.一种定子,包括:
定子铁芯;
定子绕组,所述定子绕组设置在所述定子铁芯中,并且包括多个相绕组;以及
中性点母线,所述中性点母线在线圈端部的径向方向上的外侧或内侧处连接到所述定子绕组的所述线圈端部,其中,
所述定子绕组由被连接的多个分段导体构成,
所述线圈端部包括:
多个所述分段导体中的第一分段导体的周向方向上的第一尖端部,所述第一尖端部在所述定子铁芯的轴向方向上的外侧处沿周向方向上的固定方向延伸;以及
多个所述分段导体中的第二分段导体的所述周向方向上的第二尖端部,所述第二尖端部沿与所述周向方向上的所述固定方向相反的方向延伸,
所述第一尖端部和所述第二尖端部被接合在一起,
所述中性点母线包括:
主体部,所述主体部沿所述周向方向延伸;以及
多个连接部,多个所述连接部从所述主体部沿所述径向方向延伸,
多个所述连接部在多所述个连接部在所述轴向方向上不比所述主体部更向与所述定子铁芯相反的一侧突出的状态下连接到多个所述相绕组中的各个相绕组。
2.如权利要求1所述的定子,其特征在于,
所述中性点母线为板状,
所述主体部包括:
折返部,在所述折返部处,所述主体部在其长度方向上的中间位置处沿板厚方向折返;
位于所述折返部的一侧的第一部分;以及
位于所述折返部的另一侧的第二部分,
在所述主体部中,温度传感器以夹在所述第一部分与所述第二部分之间的方式附接,
在所述中性点母线中,
所述第一部分和所述第二部分在所述轴向方向上重叠,
在所述第一部分和所述第二部分的每一个中设置至少单个连接部。
3.如权利要求2所述的定子,其特征在于,
所述折返部形成为弯曲成圆弧形状,
所述折返部的曲率半径大于L/2,其中,L是所述第一部分与所述第二部分之间的分开距离。
4.如权利要求2所述的定子,其特征在于,
所述第一部分包括:
台阶部,所述台阶部在所述轴向方向上具有台阶形状;
低位部,所述低位部是比所述台阶部更朝向所述折返部一侧的部分,并且在所述轴向方向上距所述定子铁芯的端面的高度位置低于所述台阶部的高度位置;以及
高位部,所述高位部是位于所述台阶部的所述折返部一侧的相反侧的部分,并且在所述轴向方向上距所述定子铁芯的端面的高度位置高于所述台阶部的高度位置,
所述高位部的高度位置与所述第二部分的高度位置相同,
所述高位部和所述第二部分分别设置有多个所述连接部,
多个所述连接部在多个所述分段导体的所述周向方向上连接到尖端部。
5.如权利要求3所述的定子,其特征在于,
所述第一部分包括:
台阶部,所述台阶部在所述轴向方向上具有台阶形状;
低位部,所述低位部是比所述台阶部更朝向所述折返部一侧的部分,并且在所述轴向方向上距所述定子铁芯的端面的高度位置低于所述台阶部的高度位置;以及
高位部,所述高位部是位于所述台阶部的所述折返部一侧的相反侧的部分,并且在所述轴向方向上距所述定子铁芯的端面的高度位置高于所述台阶部的高度位置,
所述高位部的高度位置与所述第二部分的高度位置相同,
所述高位部和所述第二部分分别设置有多个所述连接部,
多个所述连接部在多个所述分段导体的所述周向方向上连接到尖端部。
6.如权利要求1至5中任一项所述的定子,其特征在于,
在包括所述线圈端部的所述轴向方向上的尖端部和所述中性点母线的区域中设置有树脂密封部,所述树脂密封部通过绝缘树脂对所述线圈端部和所述中性点母线进行密封。
7.如权利要求6所述的定子,其特征在于,
所述中性点母线的所述主体部包括:
折返部,在所述折返部处,所述主体部沿所述轴向方向折返;
位于所述折返部的一侧的第一部分;以及
位于所述折返部的另一侧的第二部分,
温度传感器以夹在所述第一部分与所述第二部分之间的方式附接,
所述折返部的轴向方向尺寸大于所述第一部分和所述第二部分的相反部分的轴向方向尺寸,
所述折返部形成为在所述轴向方向上朝向与所述定子铁芯相反的一侧而不是朝向所述定子铁芯一侧突出。
8.如权利要求6所述的定子,其特征在于,
在所述树脂密封部与所述定子铁芯的端面之间设置有非树脂密封的区域,
所述区域用作所述线圈端部的冷却部。
9.如权利要求7所述的定子,其特征在于,
在所述树脂密封部与所述定子铁芯的端面之间设置有非树脂密封的区域,
所述区域用作所述线圈端部的冷却部。
10.如权利要求1至5中任一项所述的定子,其特征在于,
所述定子铁芯包括在所述周向方向上以预定间隔形成的多个槽,
所述定子绕组包括槽内线圈部,在所述槽内线圈部中,
预定数量的多个所述分段导体沿所述径向方向布置在多个所述槽的每一个中,
多个所述分段导体和多个所述连接部在所述轴向方向上重叠,
在多个所述连接部中,
在所述轴向方向上在位于所述定子铁芯一侧的表面上以与所述轴向方向倾斜的取向设置有倒角部。
11.如权利要求6所述的定子,其特征在于,
所述定子铁芯包括在周向方向上以预定间隔形成的多个槽,
所述定子绕组包括槽内线圈部,在所述槽内线圈部中,
预定数量的多个所述分段导体沿所述径向方向布置在多个所述槽的每一个中,
多个所述分段导体和多个所述连接部在所述轴向方向上重叠,
在多个所述连接部中,
在所述轴向方向上在位于所述定子铁芯一侧的表面上以与所述轴向方向倾斜的取向设置有倒角部。
12.如权利要求8所述的定子,其特征在于,
所述定子铁芯包括在所述周向方向上以预定间隔形成的多个槽,
所述定子绕组包括槽内线圈部,在所述槽内线圈部中,
预定数量的多个所述分段导体沿所述径向方向布置在多个所述槽的每一个中,
多个所述分段导体和多个所述连接部在所述轴向方向上重叠,
在多个所述连接部中,
在所述轴向方向上在位于所述定子铁芯一侧的表面上以与所述轴向方向倾斜的取向设置有倒角部。
13.如权利要求9所述的定子,其特征在于,
所述定子铁芯包括在所述周向方向上以预定间隔形成的多个槽,
所述定子绕组包括槽内线圈部,在所述槽内线圈部中,
预定数量的多个所述分段导体沿所述径向方向布置在多个所述槽的每一个中,
多个所述分段导体和多个所述连接部在所述轴向方向上重叠,
在多个所述连接部中,
在所述轴向方向上在位于所述定子铁芯一侧的表面上以与所述轴向方向倾斜的取向设置有倒角部。
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