CN116171522A - 电动马达 - Google Patents

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CN116171522A CN202180056596.5A CN202180056596A CN116171522A CN 116171522 A CN116171522 A CN 116171522A CN 202180056596 A CN202180056596 A CN 202180056596A CN 116171522 A CN116171522 A CN 116171522A
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托马斯·F·杰耐科克
迈克尔·克莱顿
泰勒·K·威廉姆斯
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Electric Torque Machinery
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Abstract

一种电动马达包括转子和由多个定子相形成的定子。定子相包括完全围绕该马达的马达轴延伸的线圈。定子相还包括磁通环,该磁通环设置在线圈的相反的轴向侧部上并且通过轴向返回件联接。定子相电磁地驱动该转子关于马达轴线旋转。

Description

电动马达
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年8月12日提交的并且名称为“电动马达(Electric Motor)”的美国临时申请No.63/064,429的权益,并且要求2021年3月22日提交的并且名称为“电动马达(Electric Motor)”的美国临时申请No.63/163,995的权益,这些美国临时申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。
背景技术
本发明总体上涉及电动机器。更具体地,本公开涉及横向磁通电动机器。
电动马达利用电来产生机械输出。一些电动马达产生旋转输出。在交流(AC)感应马达中,定子被电激励以电磁地驱动转子围绕马达轴轴线旋转。定子包括层压件和绕组。转子包括永磁体,该永磁体被通过定子的电流所感应的电磁场作用以引起转子的旋转。此类电动马达包括线圈,该线圈相对于旋转轴线轴向地延伸并且轴向地延伸超过转子的端部以缠绕并形成线圈绕组的端部。
发明内容
根据本公开的一个方面,一种电动马达包括:转子,所述转子被构造成关于旋转轴线旋转以产生机械输出,所述转子包括转子本体和永磁体阵列;和定子,所述定子相对于所述转子径向地间隔开并且围绕所述旋转轴线设置。所述定子包括:定子相,所述定子相由第一对磁通环、轴向地设置在所述第一对磁通环之间的第一线圈、和在所述第一对磁通环之间延伸以电连接该第一对磁通环的呈环形阵列的轴向返回件形成。所述一对磁通环中的第一磁通环包括围绕所述转子轴线周向地设置的多个第一环区段,其中所述多个第一环区段中的每个第一环区段与所述多个第一环区段中的每个相邻的第一环区段周向地间隔开第一周向间隙。
根据本公开的附加或替代方面,一种电动马达包括:转子,所述转子被构造成关于旋转轴线旋转;和定子,所述定子相对于所述转子径向地间隔开并且围绕所述旋转轴线设置。所述定子包括多个定子相。所述多个定子相中的第一定子相包括:具有呈环形阵列的第一凸齿的第一磁通环、具有呈环形阵列的第二凸齿的第二磁通环、轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间的第一线圈、和在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间延伸以电连接所述第一磁通环与所述第二磁通环的呈第一环形阵列的轴向返回件。所述第一凸齿与所述第二凸齿轴向地偏移。所述第一磁通环由多个第一环区段形成,每个第一环区段包括呈弧形阵列的第一凸齿。所述第二磁通环由多个第二环区段形成,每个第二环区段包括呈弧形阵列的第二凸齿。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种电动马达的定子区段包括:围绕一轴线弧形地延伸的区段本体;第一周向端部和第二周向端部;第一径向侧部和第二径向侧部;第一轴向面和第二轴向面;从所述区段本体的所述第一径向侧部延伸的多个凸齿;和设置在所述第一区段本体的所述第二径向侧部上的外相接表面,所述外相接表面是多面的,使得多个返回件面形成在所述外相接表面上。所述多个凸齿中的每个凸齿包括第一侧部表面,所述第一侧部表面延伸到远侧端部并且相对于延伸到所述远侧端部的第二侧部表面倾斜,使得所述多个凸齿中的每个凸齿从所述区段本体周向地延伸。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种电动马达的定子相包括:多个第一定子区段,所述多个第一定子区段围绕马达轴线设置并且形成第一磁通环,所述多个第一定子区段具有从该第一定子区段径向地延伸的多个第一凸齿;多个第二定子区段,所述多个第二定子区段围绕马达轴线设置并且形成第二磁通环,所述多个第二定子区段具有从该第二定子区段径向地延伸的多个第二凸齿;线圈,所述线圈轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间;和多个轴向返回件,所述多个轴向返回件在所述第一磁通环的每个第一定子区段与所述第二磁通环的每个第二定子区段之间轴向地延伸。所述多个第一定子区段中的每个第一定子区段具有第一构型和第二构型,所述第一构型和所述第二构型限定所述多个第一凸齿中的每个第一凸齿的径向位置和周向位置以及每个第一定子区段的第一相接表面,并且所述第一相接表面被构造成与所述多个轴向返回件相接。所述第二构型相对于所述第一构型围绕径向轴线翻转。所述多个第二定子区段中的每个第二定子区段具有所述第一构型和所述第二构型。所述多个第一定子区段中的每个第一定子区段处于所述第一构型以形成所述第一磁通环,并且所述多个第二定子区段中的每个第二定子区段处于所述第二构型以形成所述第二磁通环。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种电动马达包括:转子,所述转子被构造成关于马达轴线旋转;和定子,所述定子关于所述马达轴线设置,并且与所述转子径向地间隔开空气间隙。所述定子包括:第一定子相,所述第一定子相具有呈第一环形阵列的凸齿和呈第二环形阵列的凸齿;和第二定子相,所述第二定子相具有呈第三环形阵列的凸齿和呈第四环形阵列的凸齿。所述呈第一环形阵列的凸齿与所述呈第三环形阵列的凸齿轴向地对齐。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种电动马达包括:转子,所述转子被构造成关于马达轴线旋转,其中所述转子包括多个转子相,在所述多个转子相中,每个转子相的磁体相对于所述多个转子相中的所有其他转子相的磁体围绕所述马达轴线周向地偏移;和定子,所述定子关于所述马达轴线设置并且与所述转子径向地间隔开空气间隙,其中所述定子包括多个定子相,在所述多个定子相中,所述多个定子相的每个定子相的凸齿与所述多个定子相中的所有其他定子相的凸齿对齐。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种用于电动马达的定子包括围绕一轴线环形地设置的第一定子相和围绕所述轴线环形地设置的第二定子相。所述第一定子相包括:第一磁通环,所述第一磁通环具有以环形阵列设置的多个第一凸齿;第二磁通环,所述第二磁通环具有以环形阵列设置的多个第二凸齿;和第一线圈,所述第一线圈轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间,并且围绕所述轴线环形地延伸。所述第二定子相包括:第三磁通环,所述第三磁通环具有以环形阵列设置的多个第三凸齿;第四磁通环,所述第四磁通环具有以环形阵列设置的多个第四凸齿;和第二线圈,所述第二线圈轴向地设置在所述第一第三环与所述第四磁通环之间,并且围绕所述轴线环形地延伸。所述第一凸齿与所述第三凸齿轴向地对齐。所述第二凸齿与所述第四凸齿轴向地对齐。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种电动马达包括:被构造成关于马达轴线旋转的转子、和关于所述马达轴线设置并且与所述转子径向地间隔开空气间隙的定子。所述转子包括:第一转子相,所述第一转子相具有第一毂和由所述第一毂支撑的第一磁体相;和第二转子相,所述第二转子相具有第二毂和由所述第二毂支撑的第二磁体相。所述第一磁体相与所述第二磁体相周向地偏移。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种用于电动马达的定子相包括:第一磁通环,所述第一磁通环具有围绕一轴线以第一环形阵列设置的多个第一凸齿;第二磁通环,所述第二磁通环具有围绕所述轴线以第二环形阵列设置的多个第二凸齿;第一线圈,所述第一线圈轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间,并且围绕所述轴线环形地延伸;和轴向返回件,所述轴向返回件在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间延伸。由多个所述轴向返回件形成的返回件阵列围绕所述马达轴线延伸。所述第一磁通环由第一层压件叠置件形成,所述第二磁通环由第二层压件叠置件形成,并且所述轴向返回件由第三层压件叠置件形成。所述定子相包括第一层压件边界和第二层压件边界。所述第二层压件边界至少部分地由所述轴向返回件限定。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种用于电动马达的定子包括定子外壳、设置在所述定子外壳内并且环形地围绕一轴线的第一定子相、和设置在所述定子外壳内并且环形地围绕所述轴线的第二定子相。所述第一定子相包括:第一磁通环;第二磁通环;第一线圈,所述第一线圈轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间,并且围绕所述轴线环形地延伸;和多个第一轴向返回件,所述多个第一轴向返回件围绕所述轴线排列,并且在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间延伸。所述第二定子相包括:第三磁通环;第四磁通环;第二线圈,所述第二线圈轴向地设置在所述第三磁通环与所述第四磁通环之间,并且围绕所述轴线环形地延伸;和多个第二轴向返回件,所述多个第二轴向返回件围绕所述轴线排列,并且在所述第三磁通环与所述第四磁通环之间延伸。所述多个第一轴向返回件形成所述第一定子相的径向上最远的层压件结构。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种电动马达包括:转子,所述转子被构造成关于马达轴线旋转以产生机械输出,所述转子具有转子本体和永磁体阵列;和定子,所述定子相对于所述转子径向地间隔开,并且围绕所述马达轴线设置。所述定子包括:第一定子相,所述第一定子相由第一磁通环、第二磁通环、轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间的第一线圈、和在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间延伸以电连接所述第一磁通环与所述第二磁通环的呈第一环形阵列的轴向返回件形成。灌封物在第一径向化合物边缘与第二径向化合物边缘之间径向地延伸。所述第二径向化合物边缘在所述第一磁通环的一轴向位置处直接设置在所述呈第一环形阵列的轴向返回件与所述定子的定子外壳的内壁之间。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种电动马达包括:转子,所述转子被构造成关于马达轴线旋转以产生机械输出,所述转子包括转子本体和永磁体阵列;和定子,所述定子相对于所述转子径向地间隔开,并且围绕所述马达轴线设置。所述定子包括:第一定子相,所述第一定子相由第一磁通环、第二磁通环、轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间的第一线圈、和在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间延伸以电连接所述第一磁通环与所述第二磁通环的呈第一环形阵列的轴向返回件形成。所述定子具有面向所述转子的第一径向侧部和背向所述转子的第二径向侧部。所述第二径向侧部的在与所述第一磁通环相关联的第一轴向位置处的径向上最远的层压件结构通过将第一层压件区域和第二层压件区域交替而形成,其中所述第一层压件区域由轴向定向的层压件形成,并且所述第二层压件区域由径向定向的层压件形成。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种用于电动马达的定子相包括:围绕马达轴线设置的第一磁通环;与所述第一磁通环轴向地间隔开的第二磁通环;轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间的线圈;和在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间延伸的多个轴向返回件。所述多个轴向返回件中的每个轴向返回件与所述第一磁通环的第一外表面和所述第二磁通环的第二外表面相接。所述多个轴向返回件限定所述定子相的径向边缘。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种电动马达包括:转子,所述转子被构造成围绕马达轴线旋转;和定子,所述定子包括至少一个定子相,其中在所述转子与所述定子之间设置空气间隙。所述至少一个定子相包括:多个第一凸齿,所述多个第一凸齿围绕所述马达轴线周向地排列;多个第二凸齿,所述多个第二凸齿围绕所述马达轴线周向地排列;线圈,所述线圈与所述马达轴线同轴,并且轴向地位于所述多个第一凸齿与所述多个第二凸齿之间;和灌封物,所述灌封物将所述多个第一凸齿、所述多个第二凸齿和所述线圈嵌入在灌封物的连续基体中。所述灌封物在第一径向边缘与第二径向边缘之间径向地延伸,并且其中所述第一径向边缘在径向位置处直接设置在所述第一凸齿与所述转子之间。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种电动马达包括:转子,所述转子被构造成围绕马达轴线旋转;和定子,所述定子包括由层压件结构形成的第一定子相;和空气间隙,所述空气间隙径向地设置在所述转子与所述定子之间。所述第一定子相嵌入在灌封物的连续基体中,所述灌封物的连续基体在所述灌封物的连续基体的第一环形表面与所述灌封物的连续基体的第二环形表面之间径向地延伸,所述第一环形表面面向所述转子并且至少部分地限定所述空气间隙,所述第二环形表面设置在所述灌封物的连续基体的与所述第一环形表面相反的径向侧部上。所述灌封物的连续基体包括从所述第二环形表面延伸的突出部,所述突出部径向地延伸到形成在所述定子的定子外壳中的外壳间隙中。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种电动马达包括:马达外壳;转子,所述转子被构造成关于马达轴线旋转;定子,所述定子设置在所述马达外壳的定子外壳部分中并且关于所述马达轴线设置,所述定子与所述转子径向地间隔开空气间隙;驱动轴,所述驱动轴以能够操作的方式连接到所述转子,以通过所述转子关于所述马达轴线旋转;第一轴承组件,所述第一轴承组件关于所述马达轴线支撑所述驱动轴;以及第二轴承组件,所述第二轴承组件关于所述马达轴线支撑所述驱动轴。所述第一轴承组件设置在所述马达外壳的轴承外壳部分中。所述轴承外壳部分从所述定子外壳部分的第一轴向端部轴向地延伸。
根据本公开的又一附加或替代方面,一种电动马达包括:马达外壳;转子,所述转子被构造成关于马达轴线旋转;定子,所述定子设置在所述马达外壳的定子外壳部分中并且关于所述马达轴线设置,所述定子与所述转子径向地间隔开空气间隙;驱动轴,所述驱动轴以能够操作的方式连接到所述转子以通过所述转子关于所述马达轴线旋转;第一轴承组件,所述第一轴承组件设置在所述马达外壳的轴承外壳部分中;和所述第一轴承组件的润滑剂系统。所述润滑剂系统包括穿过所述轴承外壳部分的侧壁的供应通道、设置在所述第一轴承组件的第一轴向侧部上的供应容器、设置在所述第一轴承组件的第二轴向侧部上并延伸穿过所述轴承外壳部分的排出通道。
附图说明
图1是风扇系统的等距视图。
图2A是马达的局部等距视图。
图2B是图2A的马达的截面图。
图3是图2B中的细节3的放大截面图。
图4A是马达的轴向端部的放大等距视图。
图4B是图4A所示的马达的轴向端部的放大的等距截面图。
图5A是马达的截面端视图。
图5B是马达的一部分的等距截面图。
图6A是马达的一部分的放大的截面端视图。
图6B是定子相的一部分的放大的等距视图,示出了形成轴向返回件和磁通环的层压件的取向。
图7A是移除了外壳的马达的等距视图。
图7B是图7A所示的马达的局部分解等距视图。
图7C是图7A所示的马达的一部分的放大的分解等距视图。
图8是转子相的等距视图。
图9A是定子的立面端视图。
图9B和图9C是定子相的一部分的等距截面图,其示出了如何通过定子相的成磁通对的凸齿形成磁通回路。
图9D示出了定子相的成磁通对的凸齿与转子的磁体相的集中器和永磁体相互作用的详细视图。
图10A是单一环区段的第一立面端视图。
图10B是相对于图10A中的视图从相反的轴向侧得到的单一环区段的第二立面端视图。
图10C是图10A和图10B所示的单一环区段的等距视图。
图11A是相对的环区段的第一等距视图。
图11B是相对的环区段的第二等距视图。
图12是定子相的一部分的放大端视图。
图13A是环区段的立面端视图,示出了内灌封物边缘。
图13B是图13A中细节B的放大图。
具体实施方式
本公开涉及电动马达。在本文呈现的电动马达的主要类型是横向磁通马达,其与轴向或径向磁通类型的电动马达不同。然而,本文所讨论的发明方面可以应用于除了仅横向磁通马达之外的各种不同类型的马达。应当理解,虽然电动机器通常作为电动马达来讨论,但是本文所讨论的原理可应用于其他电动机器,诸如发电机。
本公开的电动机器包括能够围绕马达轴线旋转的转子和被构造成驱动转子旋转的定子。根据本公开的方面,横向磁通电动马达的定子包括由磁通环和轴向地设置在相对的磁通环之间的线圈所形成的定子相,诸如一个、两个、三个或更多个定子相。磁通环包括相对于马达轴线径向地延伸并朝向转子延伸的凸齿。A侧磁通环的凸齿与同一相组件的B侧磁通环的凸齿沿与马达轴线平行的线完全地或部分地未对齐。各个相组件可以是对齐的,使得第一相组件的A侧磁通环的凸齿与其他相组件的其他A侧磁通环的凸齿对齐。第一相组件的B侧磁通环的凸齿可以与其他相组件的其他B侧磁通环的凸齿对齐。A侧凸齿与B侧凸齿未对齐。
根据本公开的方面,磁通环可以由部分地围绕马达轴线延伸的多个环区段形成。这些环区段限定磁通环,但彼此不直接接触。替代地,环区段通过灌封物(pottingcompound)被固定在一起。定子区段中的相邻的定子区段不是通过层压件结构连接在一起。替代地,灌封物是桥接相邻的环区段之间的周向间隙的唯一结构。
可以以翻转镜像构型形成环区段,使得环区段的单一构型可以以第一取向放置以形成A侧磁通环的一部分,或者关于翻转轴线翻转到第二取向以形成B侧磁通环的一部分。环区段的部分在第一取向与翻转的第二取向之间未对齐。
定子相的磁通环通过轴向返回件联接,该轴向返回件接触每个磁通环并设置在线圈的与转子相反的径向侧部上。轴向返回件可以形成相的层压件结构的径向上最远的部分。轴向返回件可以被灌封物固定。
灌封物可以由环氧树脂形成,并且可以以连续基体从凸齿径向超过凸齿延伸到定子外壳。灌封物可以包覆凸齿的径向末端。有利于灌封基体的形成的支座凹口可以从灌封物的表面凹陷。灌封物延伸到定子外壳的非均匀部分中或者以其他方式与定子外壳的非均匀部分相接,所述非均匀部分提供定子与定子外壳之间的机械相接部。
转子包括永磁体和穿插布置在永磁体之间的集中器。由穿插布置的永磁体和集中器形成的永磁体阵列可以形成在轴向排列的磁体相中。磁体相可以是未对齐的,使得第一磁体相的永磁体与一个或多个其他磁体相的永磁体完全地或部分地未对齐。
本公开的轴承外壳相对于定子外壳轴向地突出。轴承外壳相对于定子外壳的端部竖直向下突出。支撑件围绕轴承外壳设置,并且与定子外壳的其中轴承外壳从其延伸的端部连接。润滑剂入口和润滑剂出口形成在轴承外壳上,以便易于接近以将润滑剂提供给设置在轴承外壳内的轴承。轴承完全地或部分地设置在轴向地超过马达的电磁部件的位置处。
本公开的附图中的若干附图示出了公共轴线,其有时被称为马达轴线。转子的旋转轴线与公共轴线同轴地设置。在本文中使用术语“环形的”,其可以指围绕公共轴线的环形状(连续的或断开的),其可以与公共轴线同轴。除非另有说明,否则本文所用术语“径向的”在指方向时是指与公共轴线正交的任何方向。除非另外说明,否则本文所用术语“轴向的”在指方向时是指与公共轴线平行的任何方向。除非另有说明,否则本文所用的术语“周向的”或“周向地”是指围绕公共轴线。
当部件沿着公共轴线CA设置在公共轴线位置处时,这些部件可以被认为径向地重叠。从公共轴线CA延伸的径向线将延伸穿过每个径向地重叠的部件。当部件设置在共同的径向和周向位置处时,这些部件可以被认为是轴向地重叠,使得平行于公共轴线CA的轴向线延伸穿过轴向地重叠的部件。当围绕公共轴线CA对齐时,部件可以被认为是周向地重叠,使得以公共轴线CA为中心的圆穿过周向重叠的部件。
图1是风扇系统10的等距视图。该风扇系统10包括马达12和叶片组件14。示出了马达12的马达外壳16、支撑件18和驱动轴20。马达外壳16包括定子外壳22和轴承外壳24。示出了叶片组件14的叶片26和风扇毂28。
马达12是被构造成产生旋转机械输出的电动马达。在所示的示例中,马达12被构造成产生与公共轴线CA同轴的输出。马达外壳16封围马达12的其他部件。在所示的示例中,马达外壳16包括较大直径的第一部分和较小直径的第二部分。第一部分由定子外壳22形成,并且第二部分由轴承外壳24形成。定子外壳22和轴承外壳24两者封围该马达12的旋转部件。马达12的电部件至少部分地设置在定子外壳22内。
支撑件18从定子外壳22轴向地延伸,并且被构造成与支撑表面相接。在一些示例中,支撑件18可以搁置在该支撑表面上,使得定子外壳22在支撑件18上方竖直地延伸。轴承外壳24设置在定子外壳22的与叶片组件14相反的下轴向端部处。由此轴承外壳24可以竖直地设置在定子外壳22与支撑表面之间。在所示的示例中,轴承外壳24具有比定子外壳22更小的直径,并且竖直地位于定子外壳22下方。
叶片组件14连接到马达12,以便被该马达12旋转。驱动轴20从马达12延伸,以便将旋转机械输出从马达12提供到叶片组件14,从而关于公共轴线CA旋转叶片26。风扇毂28设置在驱动轴20的与马达12相反的端部处。更具体地,风扇毂28设置在驱动轴20的与该驱动轴20的延伸到轴承外壳24中的第二远侧端部相反的远侧端部处。叶片26从风扇毂28径向向外延伸。在所示的示例中,马达12与叶片组件14关于公共轴线CA同轴地设置,使得叶片26、风扇毂28、驱动轴20和马达12的转子同轴地旋转。
在所示的示例中,风扇系统10被构造成使得叶片组件14竖直地设置在马达12上方。例如,风扇系统10可以被构造成用于冷却塔中。应当理解,虽然讨论了竖直定向的风扇,但是根据本公开的风扇可以以任何期望的取向来定向,并且可以被用于移动任何期望的流体,包括气体和/或液体。此外,虽然马达12被描述为驱动叶片组件14,但是应当理解,马达12的任何一个或多个方面可以在非风扇应用中实施。马达12可以被构造成用于任何期望的电动马达组件中。因此应当理解,虽然风扇是本文所呈现的马达技术的一个实施方式,但是包括非风扇应用在内的其他应用也是可能的,并且被认为在本公开的范围内。
图2A是马达12的局部等距视图。图2B是马达12的截面图。马达12包括马达外壳16;支撑件18;驱动轴20;转子30;定子32;和轴承组件34a、34b。马达外壳16包括定子外壳22、轴承外壳24和接线盒36。定子外壳22包括定子外壳端部38a、38b和定子外壳本体40。轴承外壳24包括轴承外壳本体64和端帽66b。定子32包括定子相42a-42c(在本文中统称为“一个定子相42”或“多个定子相42”)。定子相42a包括磁通环44a、44b、线圈46和轴向返回件48。定子相42b包括磁通环44c、44d、线圈46和轴向返回件48。定子相42c包括磁通环44e、44f、线圈46和轴向返回件48。磁通环44a-44f在本文中被统称为“一个磁通环44”或“多个磁通环44”。
转子30包括转子本体50和永磁体阵列52。在所示的示例中,转子30包括转子相54a-54c(在本文中统称为“一个转子相54”或“多个转子相54”)。转子相54a包括转子毂56和磁体相58a。转子相54b包括转子毂56和磁体相58b。转子相54c包括转子毂56和磁体相58c。磁体相58a-58c在本文中统称为“一个磁体相58”或“多个磁体相58”。
马达12的电部件和/或磁部件设置在定子外壳22内。定子外壳22包括在定子外壳端部38a、38b之间轴向地延伸的定子外壳本体40。定子外壳本体40可以包括圆筒形外表面和/或圆筒形内表面。定子外壳端部38a、38b可以包括例如通过诸如螺栓以及其他选项的紧固件连接到定子外壳本体40的板和/或由所述板形成。在所示的示例中,在定子外壳本体40上形成热沉以对马达12进行热冷却。
定子32与转子30关于该转子30的旋转轴线同轴地设置,该转子30的旋转轴线与公共轴线CA同轴。定子32包括沿着且围绕旋转轴线排列的定子相42。每个定子相42包括围绕公共轴线CA周向地延伸的线圈46。定子相42包括形成在该定子相42的线圈46的每个轴向侧部上的金属部件。金属部件可以完全地或部分地由层压物的叠置件形成。层压物可以由容易受到由线圈46产生的场的极化影响的材料形成。此类材料典型地是铁磁性的。铁磁材料可以是金属,诸如铁或铁合金,例如钢。更具体地,层压物可以由硅钢以及其他选项形成。铁磁材料可以是掺杂有或以其他方式嵌入有铁磁元素的陶瓷。
每个定子相42的各种不同的部件可以由具有不同叠置取向的层压物形成。例如,磁通环44可以由轴向叠置且径向定向的层压片形成。穿过磁通环44的层压件结构的轴向线延伸穿过层压件叠置件(laminate stack)的每片。轴向返回件48的层压件结构横向于磁通环44的层压件结构定向。在一些示例中,轴向返回件48的层压片正交于磁通环44的层压片设置。轴向返回件48可以由周向叠置且轴向定向的层压片形成。相对于以公共轴线CA为中心的圆并且穿过轴向返回件48的一部分的切线可以延伸穿过该轴向返回件48的层压件叠置件的每片。围绕公共轴线CA周向地延伸的弧可以穿过轴向返回件48的层压件叠置件的每片。
线圈46被形成为围绕公共轴线CA周向地延伸的导电金属的圈环(hoop)。线圈46因此与公共轴线CA同轴。线圈46中的每个线圈相对于线圈46中的其他线圈是离散的。每个线圈46是围绕公共轴线CA的导线、带等的绕组,典型地是铜。因此,每个线圈46可以是围绕公共轴线CA的20个、30个、40个、50个、100个、或更少或更多的线箍(loop)的连续绕组。每个线圈46具有两个端接导线,在图2B中仅示出了每个线圈46的一个导线端部62,表示每个线圈46的用于使AC信号通过该线圈46的回路的端部,其可以与控制器电连接。
多个定子相42的线圈46彼此不径向地重叠或交叉。多个线圈46中的任何一个线圈的任何部分都没有与线圈46中的其他任何一个线圈沿着公共轴线CA设置在相同的轴向位置处。在马达12的线圈46中的每个线圈之间存在轴向间隙。因此线圈46沿着公共轴线CA位于分开的且不同的轴向位置处。每个线圈46被制成具有公共轴线CA的圆形线箍,该公共轴线CA延伸穿过每个线圈46的每个线箍。线圈46不包括其中公共轴线CA不延伸穿过该线箍的线箍。由线圈46形成的线箍的材料不轴向地延伸,而是围绕公共轴线CA周向地延伸。
转子30包括朝向定子32定向的永磁体阵列52。在所示的示例中,转子30设置在定子32内,并且永磁体阵列52设置在转子本体50的径向外侧部。空气间隙60径向地设置在定子32与转子30之间,使得该定子32和转子30不直接接触。更具体地,空气间隙60径向地形成在定子32的灌封物(potting compound)的连续基体与永磁体阵列52之间。如此,马达12可以被认为包括内转子。然而应当理解,在各种不同其他示例中,转子30围绕定子32设置以围绕该定子32旋转,使得马达12可以被认为包括外转子。在这样的示例中,永磁体阵列52可以设置在转子本体50的内径向表面上。
转子30关于公共轴线CA旋转并且产生旋转输出。转子相54沿着并围绕旋转轴线排列。每个转子相54与其他转子相54同轴地设置。转子相54的转子毂56被设置成关于公共轴线CA旋转。转子相54的每个磁体相58的磁体阵列设置在该转子相54的相应转子毂56上并由该转子毂56支撑。每个磁体相58的磁体阵列可以由穿插布置的永磁体和集中器形成,如下面更详细地讨论的。转子相54连接在一起以便同时地关于公共轴线CA旋转。在所示的示例中,驱动轴20安装到转子毂56以与转子相54同时旋转。
驱动轴20由转子本体50支撑以与该转子本体50一起旋转。在所示的示例中,驱动轴20延伸穿过定子外壳22的每个轴向定子外壳端部38a、38b。驱动轴20的第一部分延伸穿过定子外壳端部38a以暴露在马达外壳16的外部。驱动轴20的设置在马达外壳16外部的部分可以连接到系统的另一部件,以便将来自马达12的旋转输出直接提供到该部件,例如提供到叶片组件14以及其他选项。驱动轴20和转子30以1:1的关系旋转。转子30每转一圈,驱动轴20完成一圈,在图1所示的示例中,叶片组件14直接安装到驱动轴20,以便以1:1的关系旋转。因此马达12以1:1的关系驱动叶片组件14。相对于具有减速齿轮的传统输出,直接驱动的关系提供了高响应性和大的速度范围。
定子相42a-42c沿着旋转轴线/公共轴线分别与转子相54a-54c重叠。定子相42通过线圈46而被电磁地极化,相对于彼此异相,例如电异相120度,以便与转子相54电磁地相互作用,从而驱动转子30的旋转。虽然在本文中示出了三个马达相,但是其他实施例可以包括单一相、仅两个相或多于三个相。
轴承组件34a、34b被设置成支撑转子30的旋转。驱动轴20延伸穿过轴承组件34a、34b并由该轴承组件34a、34b支撑。轴承组件34a、34b可以是用于支撑转子30的旋转和马达12所承受的轴向载荷的任何期望的构型。例如,轴承组件34a、34b可以是球轴承、滚柱轴承等。在所示的示例中,轴承组件34a轴向地设置在轴承组件34b与驱动轴20的第一部分之间。因此轴承组件34a轴向地设置在叶片组件14与轴承组件34b之间。轴承组件34a可以竖直地设置在轴承组件34b上方,使得轴承组件34a可以被认为是上轴承,而轴承组件34b可以被认为是下轴承。端帽66a连接到定子外壳端部38a以将轴承组件34a保持在马达外壳16上。
轴承外壳24从定子外壳22的定子外壳端部38b延伸,并且设置在公共轴线CA上。轴承外壳24封围轴承组件34b并支撑该轴承组件34b。轴承外壳24从定子外壳端部38b轴向地突出,并且将轴承组件34b定位在定子外壳22的外部。在所示的示例中,轴承组件34b与定子外壳端部38b轴向地间隔开,使得轴承组件34b完全设置在定子外壳22的外部。因此轴承组件34b与定子32轴向地间隔开,如下面更详细地讨论的。
在所示的示例中,轴承外壳24包括从定子外壳端部38b延伸的轴承外壳本体64。轴承外壳本体64形成轴承外壳24的围绕轴承组件34b周向地延伸的侧壁。端帽66b设置在轴承外壳24的与定子外壳端部38b相反的端部处。端帽66b封围轴承外壳24以将轴承组件34b保持在该轴承外壳24内。在所示的示例中,端帽66b连接到轴承外壳本体64的远侧端部。
接线盒36从马达外壳16延伸。更具体地,接线盒36从定子外壳22的定子外壳本体40延伸。接线盒36从定子外壳本体40径向地突出。接线盒36可以与定子外壳22一体地形成,使得该接线盒36永久地连接到定子外壳22。例如,接线盒36的竖直壁中的一个或多个竖直壁可以与定子外壳本体40一起形成和/或永久地连接到定子外壳本体40,以便从定子外壳本体40径向延伸。接线盒36封围径向地设置在接线盒内壁与接线盒外壁之间的空间。在所示的示例中,接线盒内壁由定子外壳本体40形成。
在接线盒36内形成穿过定子外壳本体40的外壳间隙68。外壳间隙68为导线端部62提供用于从线圈46径向向外延伸并远离定子32延伸的位置。灌封物可以通过外壳间隙68延伸到接线盒36中,如下面更详细讨论的。突出到外壳间隙68中的灌封物的连续基体可以使定子32相对于定子外壳22旋转地锁定,从而防止定子32与定子外壳22之间的不期望的相对旋转。
导线端部62可以通过外壳间隙68延伸到接线盒36中以形成用于线圈46的电连接。导线端部62延伸穿过灌封物的连续基体,并且从该灌封物径向向外突出到接线盒36中。导线端部62可以延伸穿过灌封物的突出到外壳间隙68中的部分以与马达外壳16相接。导线(未示出)通过到接线盒36的内部中的孔70延伸到电动马达12的部件。导线端部62与延伸穿过孔70的导线连接,并且通过外壳间隙68延伸到定子外壳22的主体部分中以连接到线圈46。导线可以经由导线端部62向线圈46提供电力和/或控制信号。
控制器可以以能够操作的方式电气地和/或通信地连接到马达12,以控制该马达12的操作。例如,控制器可以通过延伸到接线盒36中的导线以能够操作的方式连接到定子32的电气部件。控制器可以是用于控制马达12的操作和马达12的旋转输出(例如,速度、转矩等)的任何期望的构型,并且可以包括控制电路和存储器。控制器被构造成存储可执行代码、实施功能和/或处理指令。控制器被构造成执行本文所讨论的功能中的任何功能,包括接收来自本文所提及的任何传感器的输出、检测本文所提及的任何状况或事件、以及控制本文所提及的任何部件的操作。控制器可以具有用于控制操作、汇集数据、处理数据等的任何合适的构型。控制器可以包括硬件、固件和/或存储的软件。控制器可以具有适于根据本文所描述的技术来操作的任何类型。应当理解,控制器可以完全地或部分地设置在一个或多个电路板上。在一些示例中,控制器可以被实施为多个离散的电路子组件。
在操作期间,电力被提供给线圈46。定子相42产生与永磁体阵列52相互作用的电磁场以驱动转子30的旋转。所示的马达12的实施例包括与三个定子相42和定子相中的线圈46相对应的三个相,其中三个正弦AC信号通过线圈46以120度的电偏移传送。如果有两个定子相42和两个线圈46,则两个正弦AC信号将分开182度,或者对于四个定子相42的集合则分开92度,等等。
图3是图2B中细节3的放大截面图。示出了马达12的轴向端部。定子外壳22的轴向端部、轴承组件34a、端帽66a、护罩72和轴密封件74。端帽66a包括具有上凸台(ledge)78、端面80a、环形凹部82、下凸台84和端面80b的台阶状外表面76。护罩72包括轴环86和径向部分88。径向部分88包括护罩腿部90a、护罩腿部90b和袋状部92。
轴承组件34a围绕驱动轴20设置并且固定到该驱动轴20。轴承组件34a支撑驱动轴20相对于马达外壳16和定子32的旋转。轴承组件34a支撑转子30相对于定子32的旋转。
护罩72固定到驱动轴20的设置在马达外壳16外部的端部。在所示的示例中,护罩72固定到驱动轴20以与该驱动轴20一起旋转。驱动轴20延伸穿过轴环86,使得护罩72通过与驱动轴20相接的轴环86而安装到该驱动轴20。轴密封件74设置在护罩72与驱动轴20之间。在所示的示例中,轴密封件74包括径向地设置在驱动轴20与轴环86之间的三个密封元件的阵列。例如,密封元件可以由O形环形成。在所示的示例中,轴密封件74也可以被称为三重密封件。应当理解,虽然轴密封件74被示出为包括三个单独的密封元件,但是轴密封件74可以包括任何期望数量的密封元件。使用沿着驱动轴20轴向间隔开的三个密封元件以形成轴密封件74提供防止环境液体(例如,水)侵入的附加保护。轴密封件74被构造成使得两个密封元件可失效,而第三密封元件仍可以维持密封以保护马达12的内部部件(例如,防止水侵入到马达外壳16中)。
护罩72的径向部分88相对于公共轴线CA从轴环86大致径向向外延伸。在所示的示例中,径向部分88径向地且轴向地延伸,使得径向部分88的外轴向表面朝向定子外壳22倾斜,该外轴向表面是轴向地远离定子外壳22且沿轴向方向AD1定向的表面。倾斜的径向部分88有利于径向远离驱动轴20排出任何液体。
径向部分88与端帽66a轴向地间隔开。径向部分88的内表面在端帽66的外径向端部与轴环86处的内径向端部之间是非线性的,该径向部分88的内表面是朝向端帽66a且沿轴向方向AD2定向的表面。护罩腿部90a从护罩72的外径向端部突出。护罩腿部90a朝向端帽66a延伸。护罩腿部90a可以是渐缩的,以轴向地且径向地延伸。护罩腿部90b与护罩腿部90a径向地间隔开。护罩腿部90b从径向部分88的内表面突出,并且与护罩腿部90a径向向内间隔开,使得该护罩腿部90b径向地设置在公共轴线CA与护罩腿部90a之间。护罩腿部90b朝向端帽66a延伸。护罩腿部90b可以是渐缩的,以轴向地且径向地延伸。在一些示例中,护罩腿部90b轴向地延伸,使得该护罩腿部90b形成与公共轴线CA同轴的圆筒。袋状部92径向地设置在护罩腿部90a与护罩腿部90b之间。在所示的示例中,袋状部92是护罩腿部90a与护罩腿部90b之间的间隙,该间隙在远离端帽66a定向的轴向方向上变窄。护罩腿部90a、90b可以在沿着公共轴线CA的各种不同位置处形成围绕公共轴线CA的同心圆。这些同心圆之间的距离(例如,袋状部92的宽度)可以在第一轴向方向AD1上减小,护罩腿部90a、90b远离定子外壳22轴向地延伸。
端帽66a将轴承组件34a保持在马达外壳16内。端帽66a包括台阶状外表面76以防止水或其他物质侵入到定子外壳22的内部中。台阶状表面76是端帽66a的外轴向表面,并且在第一轴向地定向的表面部分与第二轴向地定向的表面部分之间是台阶状的。在所示的示例中,上凸台78形成台阶状外表面76的第一部分,其轴向地离马达12的电磁部件最远设置。在所示的示例中,上凸台78形成台阶状外表面76的竖直最上部分。上凸台78是围绕驱动轴20的环形环,并且倾斜以引导水分远离驱动轴20延伸穿过的孔。端面80a从上凸台78的径向外端部轴向向内延伸。在上凸台78与下凸台84之间形成轴向间隙。环形凹部82形成在上凸台78的下面,并直接轴向地设置在上凸台78的一部分与下凸台84的一部分之间。下凸台84是台阶状外表面76的相对于上凸台78径向向外延伸的一部分。下凸台84可以被形成为环形环。端面80b设置在下凸台84的外径向端部处。端面80b朝向马达12的电磁部件轴向向内延伸。外面96从端面80b的轴向内端部(例如,最靠近定子32的端部)径向地延伸。外面96形成台阶状外表面76的径向最外部分,并且可以延伸到端帽66a的径向边缘。
护罩72和端帽66限定台阶状迷宫式路径94,该台阶状迷宫式路径94可以形成空气密封件,以保护上轴承组件34a以及其他部件免受污染物和/或水分侵入。迷宫式路径94在第一轴向侧部上由端帽66a的台阶状外表面76形成,并且在第二轴向侧部上由护罩72的内轴向表面形成。在所示的示例中,迷宫式路径94在竖直下侧由端帽66a形成,并且在竖直上侧由护罩72形成。
汇聚在上端帽66a上的水在到达驱动轴20与上端帽66a之间的相接部之前遇到上至下凸台84、环形凹部82中的环形弯曲部和倾斜的上凸台78的台阶部。护罩72包括两个同心的环形环(例如,由护罩腿部90a、90b形成),该两个同心的环形环在端帽66a的台阶状外表面76的台阶的情况下朝向定子32向内突出。如此,护罩腿部90a可以比护罩腿部90b更长,以便沿着端帽66a的台阶适应不同的轴向位置。突出的环形环和端帽66a的相应的台阶状表面阻止液体的下落和飞溅。虽然迷宫式路径94被示出为包括两个台阶和两个相关联的环形环突出部,但是应当理解,迷宫式路径94可以包括任何期望数量的台阶和环突出部。还应当理解,迷宫式路径94的一些示例包括不同数量的台阶和环突出部。台阶状的迷宫式路径94抑制水侵入到马达外壳16中。该护罩72固定到驱动轴20并与该驱动轴20一起旋转,以将液体甩离护罩72,远离该台阶状的迷宫式路径94。
图4A是马达12的轴向端部的放大等距视图。图4b是图4A所示的马达12的轴向端部的放大等距截面图。将一起讨论图4A和图4B。示出了马达12的马达外壳16、支撑件18、驱动轴20、转子30、定子32、轴承组件34b和润滑剂系统98。示出了马达外壳16的定子外壳22、轴承外壳24和接线盒36。示出了定子外壳22的定子外壳端部38b和定子外壳本体40。示出了轴承外壳24的轴承外壳本体64和端帽66b。每个支撑件18包括腿部100和脚部102。示出了轴承组件34b的盖104。示出了润滑剂系统98的供应通道106、环形凹部108、排放凹部110、排出通道112、润滑剂接头114和插塞116。
轴承外壳24被形成为从定子外壳22的定子外壳端部38b开始的轴向延伸部。轴承外壳本体64从定子外壳端部38b轴向地延伸。轴承外壳本体64至少部分地限定轴承室118,轴承组件34b设置在该轴承室118中。轴承室118可以是圆筒形的并且轴向地延伸。轴承室118在第一轴向端壁(例如,定子外壳端部38b)与第二轴向端壁(例如,端帽66b)之间轴向地延伸,该第二轴向端壁设置在轴承组件34b的与第一轴向端壁相反的轴向侧部,该第一轴向端壁轴向地设置在定子32与轴承组件34b之间。
端帽66b连接到轴承外壳本体64。端帽66b与轴承组件34b相接以将该轴承组件34b固定在轴承外壳24内。在一些示例中,端帽66b可以预加载轴承组件34b。环形密封件可以径向地设置在端帽66b与轴承外壳本体64之间,以密封该轴承组件34b的润滑剂系统98。例如,密封件(诸如,O形环或其他弹性体密封件)可以设置在形成在端帽66b的径向定向的环形表面上的密封凹槽中。
轴承外壳24可以被形成为从定子外壳22延伸的突出部或突起部。在一些示例中,轴承外壳本体64被一体地形成为定子外壳22的一部分。例如,轴承外壳本体64可以由定子外壳端部38b和/或与定子外壳端部38b一起铸造、形成、机加工、打印或以其他方式一体地形成为单一部件。在一些示例中,轴承外壳本体64永久地连接到定子外壳22以便与该定子外壳22成一体,例如通过焊接以及其他选项永久地连接到定子外壳22。
轴承外壳本体64限定与轴承组件34b的外座圈相接的内圆筒形表面。在一些示例中,轴承外壳本体64可以包括外圆筒形表面。轴承外壳本体64可以具有比马达外壳16的竖直地位于下轴承外壳本体64上方的主体部分(例如,定子外壳22)更小的外径。轴承外壳24的外径D1(图4b)小于定子外壳22的外径D2(图5A)。外径D1、D2可以在周向上位于定子外壳22的热沉与轴承外壳24的热沉之间的位置处取得。在所示的示例中,轴承外壳24的在该轴承外壳24的热沉的径向最外边缘之间的外宽度小于定子外壳22的直径D2。在一些示例中,定子外壳本体40是圆筒形的,并且轴承外壳本体64是圆筒形的。例如,定子外壳本体40和轴承外壳本体64两者都可以具有围绕并沿着共同轴线CA的圆筒形内表面,该圆筒形内表面或者是连续的或者是断开的。定子外壳22的较大的内圆筒可以容置马达12的电子部件和/或磁性部件,并且轴承外壳24的较小的内圆筒可以容置轴承组件34b。
支撑件18环绕突出的轴承外壳24。支撑件18围绕轴承外壳24周向地设置,并且轴向地突出超过该轴承外壳24的远侧端部。更具体地,轴承外壳24和支撑件18两者都从定子外壳端部38b沿第二轴向方向AD2延伸。在所示的示例中,支撑件18包括腿部100,该腿部100连接到定子外壳22并延伸到脚部102。腿部100连接到定子外壳端部38b,并且在一些示例中可以是与定子外壳端部38b一体形成的突出部。在一些示例中,腿部100的作为连接到定子外壳22的部分的支承部分也可以连接到轴承外壳24的圆筒。在所示的示例中,每个腿部100的多个部分与轴承外壳本体64相接。
支撑件18围绕突出的轴承外壳24周向地设置。该支撑件18直接地连接到定子外壳22。每个腿部100的轴向地延伸部分与轴承外壳24径向地间隔开,使得该轴承外壳24设置在腿部100之间所限定的区域中。在轴承外壳24与每个腿部100的远离定子外壳22延伸的部分之间形成径向间隙。围绕轴承外壳24周向地延伸的支撑件18保护该轴承外壳24,并由此保护轴承组件34b免受不期望的冲击。由于接线盒36在轴承外壳24的不包括支撑件18的一侧上相对于该轴承外壳24径向向外突出,该接线盒36可以进一步为轴承外壳24提供冲击保护。支撑件18从轴承外壳24的内轴向端部(例如,在轴承外壳24与定子外壳端部38b之间的相接部处)上方延伸或与该轴承外壳24的内轴向端部平行地延伸,以超过该轴承外壳24的远侧轴向端部(例如,端帽66b的远离驱动轴20定向的面)。马达12和由该马达12支撑和/或提供动力的其他部件(例如,叶片组件14))的重量从轴承组件34b的竖直上方通过支撑件18传递到该轴承组件34b的竖直下方。
每个腿部100从定子外壳22延伸到相应的脚部102。脚部102被构造成与支撑表面(诸如,地板、混凝土垫、金属板等)相接,以便在该支撑表面上方沿竖直方向支撑马达12和叶片组件14。可以穿过脚部102中的一个或多个脚部形成孔,并且紧固件(例如,螺栓、螺纹轴等)可以延伸穿过该孔以将马达12固定在期望的位置。如图所示,一些脚部102可以包括多于一个的孔。在一些示例中,一个或多个脚部102可以不包括孔。脚部102与轴承外壳24径向地间隔开。脚部102也相对于轴承外壳24的远侧轴向端部轴向地间隔开。在所示的示例中,每个脚部102的内径向侧部比轴承外壳24的外径向表面更远离公共轴线CA设置,并且每个脚部102的支撑相接表面(例如,接触支撑表面的表面)沿着公共轴线CA比轴承外壳24的远侧轴向端部更远离定子外壳端部38b设置。脚部102与轴承外壳本体64的外表面径向地间隔开。在所示的示例中,脚部102相对于轴承外壳24的热沉的外径向边缘径向地间隔开。脚部102的相对定位将轴承外壳24提升到地面上方,并且提供了周向地围绕轴承外壳24的屏障(例如,由腿部100形成的屏障),该屏障保护轴承外壳24免受冲击。
轴承外壳24竖直地设置在马达12与支撑表面之间。支撑件18将轴承外壳24定位成与支撑表面间隔开,从而防止该支撑表面上的任何汇聚的液体迁移到轴承组件34b。轴承外壳24完全设置在定子外壳22下方,以便进一步保护该轴承外壳24,并由此保护轴承组件34b免受碎屑和污染物以及免受不期望的冲击。
将轴承外壳24沿公共轴线CA定位在定子外壳22的外部并且相对于定子外壳端部38b具有与公共轴线CA正交的更小的截面面积,将马达12的电磁部件定位成更靠近定子外壳22的外表面,从而增强热传递。如图所示,定子外壳端部38b邻近定子32和转子30设置,并且在定子外壳端部38b的外侧部上直接与马达12的环境直接相接。定子外壳端部38b由定子和环境支承在电磁部件与环境之间提供短的热路径,从而增强冷却效率。在一些示例中,热沉可以形成在定子外壳端部38b上。在所示的示例中,腿部100可以由导热材料形成,以用作马达12的热沉。平行于公共轴线CA的轴向线可以从定子32或转子30的部件直接行进到定子外壳22(或者潜在地穿过灌封物,在部件之间穿过的通道仍然可以被认为是直接的),并且直接从定子外壳22到环境,从而提供直接的热传递路径。
轴承组件34b位于轴承外壳24内。轴承组件34b设置在轴承室118内。如图所示,轴承组件34b轴向地位于定子外壳22的外部和/或下方。在所示的示例中,轴承组件34b设置在定子外壳端部38b的与马达12的电子部件和磁性部件相反的轴向侧部上。轴承组件34b的外座圈与轴承外壳本体64的内圆筒形表面相接。轴承组件34b的内座圈与驱动轴20相接。滚动元件径向地设置在内座圈与外座圈之间。在所示的示例中,轴承组件34b是包括两排滚动元件的双滚子轴承。然而可以理解,轴承组件34b可以具有适合于支撑待由马达12驱动的驱动轴20和安装到该驱动轴20的部件的旋转的任何期望的构型。滚动元件可以是滚珠、滚柱,或者具有适合于支撑旋转并且在一些示例中抵消轴向载荷的任何其他构型。
轴承外壳本体64与轴承组件34b和围绕马达12的环境直接相接。形成轴承外壳24的材料可以是导热的,以便从轴承组件34b带走热并为该轴承组件34b提供冷却。突出的轴承外壳24在定子外壳22的外部提供较大量的表面区域,从而有利于从轴承组件34b以及从马达12进行更大的热传递。如图所示,诸如翅片、突起部、肋等的热沉可以直接地形成在轴承外壳本体64的外部上,从而进一步增强冷却。从公共轴线CA开始的径向线可以从轴承组件34直接行进到轴承外壳24,并且然后从轴向轴承外壳24直接到环境,从而提供直接的热传递路径。
润滑剂系统98被构造成在操作期间向轴承组件34b供应润滑剂。润滑剂系统98可以存储润滑剂并将该润滑剂提供至轴承组件34b。供应通道106穿过轴承外壳本体64延伸到轴承外壳24的内部。如此,供应通道106穿过轴承外壳24的侧壁延伸到该轴承外壳24的内部。供应通道106从轴承外壳本体64的外部上的入口端口延伸到形成在轴承外壳24内的供应容器。供应通道106是倾斜的,以便在入口端口与供应容器之间朝向定子外壳22轴向地延伸。供应通道106是倾斜的,以便在润滑剂在竖直上部位置处进入轴承外壳24的内部时有利于润滑剂流入到轴承外壳24中,从而有利于重力供给。
润滑剂接头114在入口端口处连接到供应通道106。润滑剂接头114被构造成提供用于润滑剂供应装置(诸如油脂枪)连接到润滑剂系统98的接头,从而向轴承组件34b提供润滑剂。入口端口在周向地位于一对相邻的支撑件18之间的位置处形成在轴承外壳本体64中。在所示的示例中,润滑剂接头114设置在直接在支撑件18的腿部100的支承部分之间的位置处。支承部分从定子外壳端部38b突出,使得该支承部分的与定子外壳端部38b相反的轴向端部比润滑剂接头114在轴向上更远离该定子外壳端部38b。将入口端口并因此将润滑剂接头114定位在周向上直接在支撑件18的多个部分之间的位置处,保护了润滑剂系统98的入口免受不期望的接触损坏。供应通道106被构造成使得润滑剂接头114远离定子外壳端部38b向下倾斜。远离定子外壳端部38b倾斜的润滑剂接头114将该润滑剂接头114定向成便于使用者接近以将润滑剂供应装置(例如,油脂枪)装配到润滑剂接头。此外,使润滑剂接头114竖直向下倾斜将该润滑剂接头114定向成避免掉落的碎屑落在润滑剂接头114的入口上、冲击该润滑剂接头114的入口、或以其他方式与该润滑剂接头114的入口相接。润滑剂接头114还轴向地直接定位在定子外壳端部38b之间,使得定子外壳22设置在润滑剂接头114上并且屏蔽该润滑剂接头114免受掉落的碎屑的影响。
供应通道106穿过轴承外壳本体64的壁延伸到轴承外壳24内的润滑剂供应容器。在所示的示例中,供应通道106延伸到至少部分地限定该容器的环形凹部108。环形凹部108形成在突出的轴承外壳24内,并且可以填充有润滑剂(例如,油脂),从而提供用于轴承组件34b的润滑剂容器。在所示的示例中,环形凹部108与定子外壳端部38b的外端面轴向地间隔开,并且不与马达12的任何电磁部件径向地重叠。在所示的示例中,环形凹部108设置在马达12的电磁元件的径向内侧,并且与转子本体50轴向地重叠。
轴承组件34b是密封的,在轴承组件34b的两个轴向侧部具有盖104。在所示的示例中,盖104竖直地设置在轴承组件34的座圈的上方和下方。盖104中的第一个盖设置在轴承组件34的第一轴向端部处。盖104中的第二个盖设置在轴承组件34的第二轴向端部处。盖104可以被构造成调节通过轴承组件34的润滑剂流。例如,盖104可以被构造成约束流入和流出轴承组件34b的滚动元件的区域的润滑剂流。轴承组件34b的盖104有助于防止润滑剂从轴承组件34b逸出,并且可以允许润滑剂从环形凹部108受限地渗漏到轴承组件34b中。盖104由此可以调节通过润滑剂系统98和轴承组件34b的润滑剂流。
排放凹部110设置在轴承组件34b的下轴向端部处。在一些示例中,排放凹部110可以被构造成将离开轴承组件34b的润滑剂引导到排出通道112。排放凹部110可以是被构造成捕获排出的润滑剂的环形凹槽。在一些示例中,排放凹部110可以被构造成具有可变的深度,以便通过重力供给将排出的润滑剂引导到排出通道112。例如,排放凹部110的在排出通道112处的部分可以具有比该排放凹部110的在公共轴线CA的相对径向侧部上的部分的第二轴向深度更大的第一轴向深度。排放凹部110可以围绕公共轴线CA平滑地形成轮廓,以改变深度并将润滑剂引导到排出通道112。
排出通道112从轴承室118(轴承组件34b设置在该轴承室118内)延伸到轴承外壳24的外部。在所示的示例中,排出通道112包括延伸到排放凹部110中的入口孔。在所示的示例中,排出通道112被形成为穿过轴承外壳24的由端帽66b形成的部分。排出通道112从入口孔穿过端帽66延伸到穿过该端帽66的径向侧壁形成的出口孔。在所示的示例中,排出通道112包括多个横向定向的通道。在所示的示例中,排出通道112包括在入口孔与出口孔之间的90度的弯曲部。弯曲的排出通道112被定位成从轴承组件34b竖直地排出润滑剂,同时允许使用者在对于该使用者方便的位置处径向地连接。排出通道112的构型有利于容易地维护润滑剂系统98。插塞116能够插入到排出通道112的出口孔以封闭润滑剂系统98。插塞116可以从出口孔移除以便从润滑剂系统98排出润滑剂。例如,插塞116可以螺纹连接到出口孔。
润滑剂系统98被设置成使得供应通道106竖直地设置在轴承组件34b上方,并且排出通道112竖直地设置在轴承组件34b下方。更具体地,供应通道106在轴承组件34b与定子32之间的轴向位置处将润滑剂输出到供应容器,而排出通道112在轴承组件34b轴向地设置在排出通道112与定子32之间的位置处从该轴承组件34b接收润滑剂。供应通道106在第一位置处将润滑剂输出到轴承组件34a,并且排出通道112在第二位置处从轴承组件34b接收润滑剂,该第二位置设置在第一轴承组件的与第一位置相反的轴向侧部。润滑剂系统98的构型提供了通过轴承组件34b的重力辅助的润滑剂流。轴承外壳24的构型有利于从马达12的外部接近轴承组件34以润滑该轴承组件34b,从而减少维护马达12所需的劳动力,由此降低材料和劳动力成本,并且减少停机时间。润滑剂系统98限定内部容器,该内部容器可以保持润滑剂的供应以增长施加润滑剂之间的时间段。
轴承组件34b支撑驱动轴20相对于突出的轴承外壳24和马达外壳16的其余部分的旋转。将下轴承组件34b定位在这种低的突出位置具有若干优点。例如,这样的位置使轴承组件34b脱离电动马达12的电磁件,因为轴承组件34b不与定子32的元件或转子30的元件径向地重叠,使得从公共轴线CA延伸的径向线不穿过电磁部件和轴承组件34b的部件。如此,轴承组件34b沿轴线CA不设置在与定子32的元件或转子30的元件相同的轴向位置处。轴承组件34b不直接在定子32或转子30内,这是因为驱动轴20在与轴承组件34b径向地重叠之前轴向地延伸超过定子32和转子30。将轴承组件34b轴向地设置超过电磁部件有利于容易地接近该轴承组件34b,并且避免由于轴承组件34b的金属元件设置在马达12的电磁部件内而导致的任何潜在干扰。突出的下轴承组件34b允许更容易地接近该轴承组件34b以进行维护,如此是通过不需要将马达12重新定位或对该马达12的任何拆卸的情况下提供对润滑剂系统98的接近来实现的。润滑剂接头114可以从马达12的外部接近以向润滑剂系统98提供润滑剂。插塞116可以从马达12的外部接近以从润滑剂系统98排出润滑剂。
图5A是马达12的截面端视图。图5B是马达12的一部分的等距截面图。将一起讨论图5A和图5B。示出了马达12的马达外壳16、转子30和定子32。示出了马达外壳16的接线盒36和定子外壳22。示出了定子外壳22的定子外壳本体40、外壳间隙68和脊部120。示出了定子32的定子相42。定子相42包括磁通环44、线圈46和轴向返回件48。每个磁通环44由组装在一起以形成该磁通环44的环区段122形成。每个环区段122包括凸齿124。线圈46包括导线端部62。示出了转子30的转子本体50和永磁体阵列52。
在所示的示例中,转子30径向地设置在定子32内。如此,马达12被示出为内转子。虽然在该实施例中转子30在定子32的内部旋转,但是在各种不同的其他实施例中,转子30可以在定子32的外部旋转,并且应当理解,本文所呈现的相同方面仍然可以适用。如此,应当理解,本文所讨论的原理可以应用于外旋转马达,其中转子围绕定子设置并围绕定子旋转。
接线盒36相对于定子外壳22的其他部分径向地延伸。接线盒36封围一空间,在该空间内导线(未示出)与定子相42的线圈46形成电连接。该空间在由定子外壳本体40形成的基部与由接线盒36的帽形成的上边缘之间径向地延伸。脊部120设置在接线盒36内。脊部120被形成为远离公共轴线CA延伸并进入由接线盒36封围的空间中的突出部。脊部120相对于定子外壳本体40的外表面径向地延伸。脊部120设置在外壳间隙68的相对的周向侧部上。脊部120限定外壳间隙68的周向边缘,控制和/或电力导线可以穿过该外壳间隙68以与马达12连接。如图所示,周向的外壳间隙68可以是轴向伸长的。因此,外壳间隙68可以被构造成具有比周向范围更大的轴向范围。外壳间隙68可以具有比周向尺寸或径向尺寸更大的轴向尺寸。例如,脊部120的从定子外壳本体40的内径向边缘到该脊部120的外径向末梢的高度可以小于外壳间隙68的轴向长度。
定子相42沿着公共轴线CA轴向地排列。转子30被构造成在定子32内关于与公共轴线CA同轴的旋转轴线旋转。每个定子相42包括设置在该定子相42的线圈46的相反的轴向侧部的一对磁通环44。每个定子相42包括轴向地跨越在定子相42的磁通环44之间的轴向返回件48。轴向返回件48电连接定子相42的磁通环44,如下面更详细讨论的。每个定子相42的轴向返回件48围绕公共轴线CA周向地延伸,以形成轴向返回件48的环形阵列。多个定子相42的轴向返回件48的环形阵列围绕公共轴线CA同轴地设置。
每个磁通环44围绕公共轴线CA环形地延伸。每个磁通环44包括围绕公共轴线CA环形地排列的凸齿124。在所示的内转子示例中,凸齿124围绕转子30环形地延伸。由于每个凸齿124相对于相关联的磁通环44的本体径向地突出并且在周向上变窄以将磁通朝向转子30集中,因此该凸齿124也可以被称为磁通突出部。凸齿124的环形阵列与转子30的旋转轴线同轴地设置。
在所示的示例中,每个磁通环44由相对于彼此固定以形成该磁通环44的环区段122的环形阵列形成。每个环区段122是形成磁通环44的一部分的弧形带,如下面更详细地讨论的。每个环区段122部分地围绕公共轴线CA弧形地延伸。环区段122各自支撑环区段122的轴向返回件48的子集。环区段122还形成磁通环44的凸齿的子集。如此,环区段122可以被认为形成凸齿124的弧形阵列,其中单一磁通环44的多个弧形阵列一起形成凸齿124的环形阵列。多个环区段122沿公共轴线CA设置在公共位置处,并且围绕该公共轴线CA周向地对齐,从而形成磁通环44。
凸齿124被流过磁通环44的定子相42的线圈46的电流极化。多个线圈46沿马达轴线排列。每个线圈46被形成为与转子30的旋转轴线同轴的环或圈环。用AC信号激励线圈46来使凸齿124极化,以便与转子30电磁地相互作用,如下面更详细地讨论的。
定子32被嵌入在定子外壳22内的灌封物(例如,环氧树脂或其他粘合剂)内。灌封物将定子32的元件相对于彼此固定。如下面更详细地讨论的,灌封物将每个磁通环44的环区段122固定在一起以形成环形的磁通环44。
灌封物可以作为液体流来被施加,然后在适当位置固化以将定子32的部件相对于定子外壳22和转子30固定。灌封物在距公共轴线CA第一径向距离处设置的第一边缘126(在图13A和图13B中示出)与距公共轴线CA第二径向距离处设置的第二边缘128之间延伸。该第一径向距离小于第二径向距离,使得第一边缘126是灌封物的径向内边缘,并且第二边缘128是灌封物的径向外边缘。在所示的示例中,第一边缘126限定转子30在其中旋转的圆筒。如此,第一边缘126可以至少部分地限定转子30与定子32之间的空气间隙60。灌封物可以被形成为第一边缘126与第二边缘128之间的连续基体。
灌封物的连续基体从内灌封物的第一边缘126到外灌封物的第二边缘128填充定子32。定子32的凸齿124同样可以被覆盖在灌封物中,尽管空气间隙60存在于定子32与转子30之间(例如,存在于凸齿124的远侧径向端部上的灌封物与永磁体阵列52之间)。如此,灌封物的连续基体可以从在径向上超过凸齿124的径向端部(在所示的示例中为径向向内)、超过线圈46和轴向返回件48、超过定子32本身的位置延伸到定子外壳本体40的圆筒形内边缘,该圆筒形内边缘与外灌封物边缘128共同定位,除了在接线盒36处之外,如下面更详细地讨论的。
定子32可以被认为在该定子32的导电结构的内径向侧部限定第一圆筒,并且在该定子32的导电结构的外径向侧部限定第二圆筒。在所示的示例中,第一圆筒在定子32的层压件结构的内径向侧部上,并且第二圆筒在定子32的层压件结构的外径向侧部上。第一圆筒可以与凸齿124的径向面相切地形成,而第二圆筒可以与轴向返回件48的外径向部分相切地形成。
第一圆筒的直径大于由第一边缘126限定的圆筒的直径。如此,凸齿124嵌入在灌封物内。灌封物朝向转子30径向地延伸超过每个凸齿124的径向边缘以使凸齿124嵌入。空气间隙60的由定子32限定的部分由灌封物形成。灌封物的第一边缘126可以径向向内与每个凸齿124的径向面间隔开。第一边缘126由此可以限定圆柱形空隙,该圆柱形空隙包括环形的空气间隙60,并且转子30在该圆柱形空隙的内部旋转。
第二圆筒的直径可以小于由第二边缘128限定的圆筒的直径。如此,灌封物的连续基体可以延伸以便径向地设置在定子32的导电(例如在所示的示例中为层压)结构与定子外壳22之间。
在一些示例中,灌封物可以通过限定在脊部120之间的外壳间隙68被施加到定子32。突出部130形成在接线盒36内,并且是第二边缘128的径向最末端部分。在图5A中示意性地示出了突出部130。第二边缘128的形成突出部130的部分设置在脊部120之间的外壳间隙68中。灌封物的第二边缘128的其余部分可以在定子外壳本体40的内径向表面处。灌封物的内径向边缘是圆筒形的,并且仅略微大于转子30,以便在定子32与转子30之间提供空气间隙60。灌封物的外径向边缘是大致圆筒形的,并且包括突出部130。
突出部130周向地设置在脊部120之间。脊部120在灌封过程期间在接线盒36内限定一区域,以便允许液体的灌封物在溢流到接线盒36的其他部分中的情况下填充到该接线盒36中。在所示的示例中,突出部是轴向伸长的。突出部130由灌封物的连续基体形成,并且穿过外壳间隙68延伸到接线盒36中,从而形成第二边缘128的比定子外壳22内的灌封物的其他部分更远离公共轴线CA的部分。灌封物的连续基体由此可以限定空气间隙60并形成突出部130。
导线端部62与线圈46电连接以向该线圈46提供电力和/或控制信号。在所示的示例中,每个线圈46包括代表通过该线圈46的电路的端部的第一导线端部和第二导线端部62。导线端部62从线圈46延伸,并且可以穿过灌封物延伸到接线盒36内。如此,导线端部62径向地延伸超过第二边缘128以暴露在接线盒36内。在所示的示例中,导线端部62延伸穿过突出部130并进入接线盒36中。导线端部62被暴露以有利于与用于向线圈46提供控制和/或电力信号的电力和/或控制导线(未示出)连接。以这种方式,可以进行独立的电连接,其中该导线端部62被保护在接线盒36内并且至少部分地通过将该导线端部62嵌入在灌封物内被保护。
延伸到接线盒36中的灌封物由该灌封物的连续基体形成模制浇口(moldinggate),该模制浇口防止污染物侵入到马达12中。正是穿过外壳间隙68而形成突出部130并且导线端部62从马达外壳16的内部延伸到马达外壳16的外部。虽然未示出与导线端部62的连接,但是可以使用任何种类的有线连接技术。
突出部130在外壳间隙68内与定子外壳22相接。接线盒36内的灌封物的突出部与灌封物的连续基体一体地形成并且由该灌封物的连续基体形成。突出部130在脊部120之间的区域中与定子外壳22相接,使得形成凹口和凹槽棘爪,该凹口和凹槽棘爪可以阻止定子32与定子外壳22之间的相对旋转运动,从而有利于马达12的旋转输出。键合的相接部提供了故障保护,其有利于马达12的连续操作,例如,在定子32与定子外壳22之间脱层的情况下。尽管在所示的示例中突出部130被示出为延伸到接线盒36中,但是应当理解,突出部130可以与定子外壳22的任何期望的部分相接并且形成周向锁定。
图6A是马达12的一部分的放大的截面端视图。图6B是定子相42的一部分的放大等距视图,示出了形成轴向返回件48的层压件叠置件132a的取向和形成磁通环44的层压件叠置件132b的取向。示出了定子外壳22的一部分和接线盒36的一部分。示出了定子相42a的一部分。示出了定子相42a的磁通环44a、44b;线圈46;轴向返回件48。示出了磁通环44a的凸齿124a和磁通环44b的凸齿124b。示出了磁通环44a的两个环区段122的相邻的端部部分。磁通环44a的每个环区段122包括凸齿124a;区段本体134;沟槽136;返回件突出部138;返回件相接表面140;周向端部142a、142b;和凹陷部144。示出了线圈46的导线端部62。每个轴向返回件48包括远侧(distal)面146和近侧(proximal)面148。
定子相42由一对磁通环44、线圈46和轴向返回件48的阵列形成。线圈46轴向地设置在形成相对的磁通环44的层压件叠置件132b之间。轴向返回件48跨越在定子相42的磁通环44之间,并且与该定子相42的两个磁通环44的层压件直接接触。线圈46径向地设置在转子30与形成轴向返回件48的层压件叠置件132a之间。
每个磁通环44由层压件结构形成。在所示的示例中,磁通环44由叠置在一起以形成该磁通环44的层压件叠置件132b的层压片形成。更具体地,每个环区段122由部分地围绕公共轴线CA延伸的层压件叠置件132b形成。多个环区段122b的多个层压件叠置件132b一起形成磁通环44的层压件结构。层压件叠置件132b径向地定向,使得该层压件叠置件132b具有径向定向的层压物纹理。平行于公共轴线CA的线可以穿过磁通环44的层压件叠置件132b的每一层。每个轴向返回件48由层压件结构形成。在所示的示例中,轴向返回件48由叠置在一起以形成该轴向返回件48的层压件叠置件132a的层压片形成。层压件叠置件132a轴向地定向,使得该层压件叠置件132a具有轴向定向的层压物纹理(例如,与公共轴线CA平行)。以公共轴线CA为中心的弧可以延伸穿过轴向返回件48的单一阵列的每个层压件叠置件132a的每一层。与以公共轴线CA为中心的圆相切的线可以延伸穿过层压件叠置件132a的每一层。如此,每个定子相42可以由(例如,两个磁通环44的)两组径向定向的层压件叠置件132b和(例如,轴向返回件48的)第三轴向定向的层压件叠置件132a形成。
每个磁通环44由围绕公共轴线CA布置以形成磁通环44的环区段122中的多个环区段形成。环区段122被定位成彼此靠近但彼此不接触。环区段122被形成为弧形区段,每个弧形区段部分地围绕公共轴线CA延伸。环区段122被设置成形成弧形的磁通环44,磁通环44是具有穿过该磁通环形成的周向间隙150的断开的环,如本文进一步讨论的。
每个环区段122是在相反的周向端部142a、142b之间延伸的弧形区段。在图6A中示出第一环区段122的周向端部142a和相邻的第二环区段122的周向端部142b。如图所示,第一环区段的周向端部142a面朝向相邻环区段122的周向端部142b并与该相邻环区段122的周向端部142b间隔开,其中这些环区段122形成为磁通环44。周向间隙150设置在环区段122中的相邻的环区段之间。周向间隙150形成在两个相邻的环区段122的相对的周向端部142a、142b之间的空隙中。周向间隙150的空隙可以填充有灌封物,如下面更详细地讨论的。
凸齿124的弧形阵列从每个环区段122延伸。多个弧形阵列一起形成磁通环44的凸齿124的环形阵列。对于每个环区段122,凸齿124设置在区段本体134的第一径向侧部上。每个环区段122可以支撑多个凸齿124,例如六个或更多或更少的凸齿124。在所示的示例中,凸齿124从区段本体134朝向公共轴线CA径向向内延伸。沟槽136周向地设置在凸齿124中的相邻的凸齿之间。如图所示,沟槽136形成在磁通环44的每个凸齿124之间,包括在同一环区段122的凸齿124与相邻的凸齿124的凸齿124之间。凸齿124围绕公共轴线CA倾斜。在所示的示例中,磁通环44a的凸齿124a围绕公共轴线CA沿周向方向CD1(在图6A所示的示例中为顺时针)倾斜。如此,每个凸齿124的一个周向侧部具有比该凸齿124的另一周向侧部更大的长度。如下面更详细地讨论的,磁通环44b的凸齿124b沿与凸齿124a相反的周向方向(例如,沿周向方向CD2(在图6A中示出的示例中为逆时针))倾斜。
返回件相接表面140形成在区段本体134的与凸齿124相反的径向侧部上。返回件相接表面140被构造成与一个或多个轴向返回件48相接并支撑该一个或多个轴向返回件48。在所示的示例中,返回件相接表面140是具有多个返回件面154的多面表面,每个返回件面154被构造成与轴向返回件48相接。如此,每个环区段122可以支撑由多个轴向返回件48形成的成弧形阵列的轴向返回件48。
多面的返回件相接表面140可以被构造成将轴向返回件48相对于公共轴线CA定向。在所示的示例中,多面的返回件相接表面140的返回件面154被构造成将轴向返回件48定位成与从公共轴线CA延伸的径向线正交定向。轴向返回件48可以被定向成使得对于每个轴向返回件48,从公共轴线CA延伸的径向线与近侧面148和/或远侧面146正交。在一些示例中,轴向返回件48被定位成使得正交的相接位置设置在轴向返回件48的周向中心点处。如此,轴向返回件48可以被定位成使得在该轴向返回件48的两个周向侧部之间的中点与从公共轴线CA延伸的径向线正交定向。返回件相接表面140是多面的,以便与每个近侧面148的整个周向宽度相接,从而提供用于电传导的最大面积,提供马达12的有效操作。
返回件突出部138形成在环区段122的与返回件相接表面140相同的径向侧部上。返回件突出部138从区段本体134径向地延伸,并且可以形成磁通环44的层压件叠置件132b的径向末端部分。在所示的示例中,返回件突出部138形成每个环区段122的径向最外部分,并因此形成磁通环44的径向最外的层压件部分。在所示的示例中,环区段122包括分别设置在周向端部142a、142b处的一对返回件突出部138。返回件相接表面140在一对返回件突出部138之间周向地延伸。与环区段122相接的轴向返回件48周向地设置在返回件突出部138之间。相邻的环区段122的返回件突出部138一起形成从磁通环44的环主体径向延伸的磁通环凸片。
返回件突出部138限定周向地设置在相邻的轴向返回件48之间的轴向伸长的导线间隙152。导线间隙152形成在周向地位于在相邻的环区段122上的轴向返回件48的端部轴向返回件之间的空间中。导线间隙152与线圈46径向地重叠,并且在所示的示例中,该导线间隙152与突出部130径向地对齐。导线间隙152为导线端部62提供用于从定子32的内部穿过轴向返回件48的环形阵列延伸到定子32的外部的位置。在所示的示例中,导线间隙152为导线端部62提供从定子32内径向向外延伸到定子32外部的通道。形成磁通环44的层压件叠置件132b的至少一部分设置在沿周向位于用于限定导线间隙152的轴向返回件48的层压件叠置件132a之间的导线间隙152中。
轴向返回件48被设置成围绕公共轴线CA周向地延伸的环形阵列。轴向返回件48被形成为围绕公共轴线CA对称地间隔开的弧形阵列。轴向返回件48围绕公共轴线CA非对称地间隔开。轴向返回件48的间隔有利于磁通流向公共定子相42的相反的磁通环44的成相反角度的凸齿124。该间隔还有利于形成导线间隙152,该导线间隙152与线圈46径向地对齐以有利于从线圈46延伸出定子32的导线端部62的紧凑布置。如图所示,即使在导线端部62没有延伸出的位置处,也可以形成用于定子相42的多个导线间隙152。多个导线间隙152有利于组装定子32,其中定子相42沿围绕公共轴线CA的多个周向取向中的任一个取向定向。在所示的示例中,任何定子相42可以安装在围绕公共轴线CA的四个旋转位置中的任何一个旋转位置中,并且将与其他定子相42对齐。
轴向返回件48形成定子32的径向末端。轴向返回件48的层压件叠置件132a形成定子32的离转子30最远设置的层压件部分。轴向返回件48的层压件结构是定子32的径向最外的层压件结构。定子可以被认为具有面向转子30的第一径向侧部和背向该转子30的第二径向侧部。在第二径向侧部的径向上最远的层压件的至少一部分由轴向返回件48形成。在第一径向侧部的最大径向的层压件的至少一部分由凸齿124形成。
定子32可以被认为具有靠近第一径向侧部的第一层压件边界和靠近第二径向侧部的第二层压件边界。层压件边界围绕公共轴线CA延伸,并且由定子32的层压件结构限定。例如,定子32的第二层压件边界可以由轴向返回件48的层压件结构限定。层压件边界可以是规则的或不规则的。例如,第二层压件边界可以由与轴向返回件48(例如,与至少一个远侧面146)相切设置并且以公共轴线CA为中心的圆限定。规则的边界可以被认为是由层压件结构的规则的边界经过的部分形成的。例如,在所示的示例中,规则的边界仅由轴向返回件48的层压件形成,而不由磁通环44的层压件形成(例如,在返回件突出部138处),这是因为磁通环44的层压件相对于远侧面146径向向内间隔开。不规则的边界可以被认为是由层压件结构的在该位置处形成定子32的层压件的径向最外部分的部分形成的,与距中心轴线CA的径向距离无关。在这种不规则的边界的示例中,轴向返回件48的弧形阵列可以被认为形成单一结构(例如,在一些示例中,忽略单一环区段122的相邻的轴向返回件48之间的间隙)。可以通过将具有轴向纹理的层压件结构和具有径向纹理的层压件结构的周向区域交替来形成不规则的边界。在所示的示例中,具有轴向纹理的区域与轴向返回件48径向地对齐,而具有径向纹理的区域与返回件突出部138以及与导线间隙152径向地对齐。由一个或多个轴向返回件48的层压件结构形成的区域具有比由磁通环44的层压件结构形成的区域更大的周向宽度。由磁通环形成的区域可以由环区段122中的相邻的环区段的物理上分离的层压件叠置件132b形成。
灌封物的与空气间隙60相反的径向边缘可以直接设置在轴向返回件48与定子外壳本体40之间。灌封物的径向边缘在沿着公共轴线CA的与磁通环44径向地对齐的位置处可以直接设置在轴向返回件48与定子外壳本体40之间(例如,使得径向线将延伸穿过磁通环44的层压件和轴向返回件48的层压件)。延伸穿过磁通环44和轴向返回件48两者的径向线在轴向返回件48的与磁通环44相反的一侧上不遇到任何层压件结构。径向线仅穿过轴向返回件48与定子外壳22之间的灌封物。灌封物的径向边缘因此可以直接设置在定子外壳本体40与轴向返回件48之间。轴向返回件48因此可以形成定子32的在径向上最接近灌封物的与邻近空气间隙60的径向边缘相反的径向边缘的层压件结构。在一些示例中,对于定子相42,径向线在轴向返回件48的与磁通环44相反的一侧上不穿过与该定子相42的凸齿124电连接的任何金属部件。在一些示例中,不存在磁通环44的层压件结构在轴向返回件48的与该磁通环44的凸齿124相反的一侧上与任何轴向返回件48径向地对齐。
在所示的示例中,轴向返回件48设置在磁通环44的外径向侧部,以形成定子32的径向最外的层压件结构。在这种示例中,来自公共轴线CA的径向线穿过磁通环44的层压件叠置件,然后穿过轴向返回件的层压件结构。在这样的示例中,径向线在穿过轴向返回件48之后,不穿过与定子相42的任一磁通环44的凸齿124电连接的任何金属部件。每个轴向返回件48的径向远侧146(例如,远离磁通环44定向的一侧)比磁通环44的任何层压件叠置件132b,包括返回件突出部138,在径向上更远离公共轴线CA。在所示的示例中,由轴向返回件48的层压件叠置件132a形成的层压件阵列的至少一部分设置在轴向返回件48的阵列的定子相42的所有其他金属层压件部件的径向外侧。
应当理解,在具有外转子的示例中,每个轴向返回件48的远侧面146可以朝向公共轴线CA径向向内定向。在内转子示例或外转子示例中的任一示例中,远侧面146远离转子30定向,并且近侧面148朝向转子30定向。应当理解,在一些示例中,轴向返回件48的远侧面146可以与返回件突出部138的外径向面处于相同的径向距离处(例如,齐平),使得定子32的层压件结构的径向末端部分地由轴向返回件48形成,并且部分地由磁通环44形成。
轴向返回件48径向地突出到磁通环44的层压件结构,并且在一些示例中超过该磁通环44的层压件结构。轴向返回件48由此形成定子相42的径向最靠近定子外壳本体40的内表面的层压件结构,或与定子相42的径向最靠近定子外壳本体40的内表面的层压件结构齐平。将轴向返回件48定位成最靠近内表面的层压件结构减小了定子32的径向末端和定子外壳22之间存在的径向间隙的尺寸。例如,如果围绕轴向返回件48的径向外侧部延伸的层压件的环联接轴向返回件48,则在内表面与定子32的外层压件之间将存在更大的径向间隙。该间隙由附加的灌封物填充。轴向返回件48形成定子32的层压件的径向末端有利于更小的间隙尺寸,从而减小灌封物的体积,使得定子32更小,并由此使马达12的尺寸更小。较小的间隙尺寸将定子32定位成尽可能靠近定子外壳22的壁,从而增强了到定子外壳22的热传递和穿过定子外壳22的热传递,由此对马达12提供了改进的冷却。
环区段122中的相邻的环区段相对于彼此被支撑以形成磁通环44。环区段122中的相邻的环区段紧密地定位,但是通过周向间隙150彼此分离开。在包括所图示的实施例的各种不同的实施例中,环区段122不直接彼此接触。此外,不存在直接连接到或以其他方式接触形成磁通环44的离散环区段122的金属环(在由环区段122形成的环的内部或外部)或其他金属或导电的上部结构(superstructure)。相反,环区段122悬置(并隔离)在灌封物的连续基体中。在一些示例中,环区段122直接接触的唯一金属或导电部分是轴向返回件48。环区段122不直接连接到导线或预模制的聚合物件。取消诸如内环或外环之类的支撑件上部结构允许可以由冲压件形成的环区段122更小,而冲压件的成本对于较大件而言可能特别高。每个环区段122可以被认为是悬浮在灌封物内,与限于邻接该环区段122的轴向返回件48的其他层压件结构直接接触。
灌封物使环区段122嵌入。例如,灌封物的连续基体可以从环区段122的径向内部从内灌封物边缘(覆盖凸齿124的面)延伸到环区段122的径向外部,例如延伸到定子外壳22的圆筒内表面,并且在一些区域中超过该内表面(例如,通过延伸到接线盒36中的突出部130)。磁通环44的每个环区段122悬置在灌封物中,使得多个环区段122不通过金属结构直接连接。如此,每个环区段122的外表面中的所有或基本上所有的末端表面可以被灌封物覆盖。灌封物在凸齿124的径向向内面向的面上的覆盖物可以是薄的,例如小于大约0.127毫米(mm)(小于大约0.005英寸(in.)),然而其他厚度也是可能的。以这种方式,凸齿124被灌封物覆盖。因此,灌封物可以用作空隙填充物和连接物,类似于水泥浆,填充在环区段122之间的空间中。灌封物可以在结构上支撑环区段122并使环区段122之间绝缘,使得环区段122不会彼此接触或彼此电短路。灌封物也可以将定子32支承到定子外壳22的内部,以防止该定子32相对于定子外壳22移动。
灌封物填充相邻的环区段122之间的周向间隙150。相邻的环区段122没有通过除了灌封物之外的结构连接。周向间隙150填充有灌封物,并且在一些示例中,仅通过灌封物来被桥接。在一些示例中,从至少一个周向间隙150的内径向端部穿过该至少一个周向间隙150到该至少一个周向间隙150的外径向端部的平分线仅延伸穿过该至少一个周向间隙150内的灌封物。在一些示例中,平分线可以是径向线,使得周向间隙150被径向地定向。
灌封物延伸到定子外壳22的外壳内表面,并在该相接部处将定子32固定到定子外壳22。环区段122固定到该磁通环44的其他环区段122,并通过相同的部件(例如,灌封物的连续基体)固定到定子外壳22。虽然相邻的环区段122不直接接触,但是相邻的环区段122可以通过填充在周向间隙150中的灌封物以拱心石(keystone)的方式支撑或推压在彼此之上。环区段122的拱心石构型减少了用于形成马达12所需的材料,从而降低了成本并且提供了马达12的更紧凑的构型。周向间隙150在相邻的环区段122之间提供了断开部,其在环区段122之间提供了电隔离。电隔离抑制电阻加热并且防止涡流电流的形成。
灌封物使环区段122相对于彼此固定,并将定子32固定到定子外壳22。环区段122通过灌封物的连续基体相对于彼此并相对于定子外壳22固定。用相同的部件将环区段122固定在一起并固定到定子外壳22,减少了组装马达12所需的材料,并提供了更简单的构型,其为马达12提供了更紧凑的构型。磁通环44由相对于彼此被支撑且不直接接触的离散的环区段122形成。
凹陷部144形成在每个环区段122的每个周向端部142a、142b上。在所示的示例中,每个周向端部142a、142b包括在距公共轴线CA的不同径向距离处设置的一对凹陷部。凹陷部144延伸到环区段122的材料中。在所示的示例中,凹陷部144被形成为周向端部142a、142b上的轴向地延伸的凹槽。凹槽可以在环区段122的相反的轴向面之间完全沿着该环区段122的轴向长度延伸。相邻的环区段122被定向成使得凹陷部144的在两个相邻的环区段122上的相对的凹陷部144在周向上对齐。虽然凹陷部144被示出为轴向伸长的凹槽,但是应当理解,凹陷部144可以具有用于提供非均匀的周向端面的任何期望的形式。例如,凹陷部144可以被形成为环区段122的端面上的一个或多个凹窝以及其他选项。
相对且对齐的凹陷部144协作以形成球管(bulb)156。在所示的示例中,球管156是轴向伸长的并且是大致圆柱形的。在一些示例中,球管156的垂直于公共轴线CA截取的截面可以是圆形或椭圆形。球管156允许将更大质量的灌封物填充到相邻的环区段122之间的周向间隙150,以产生非线性的周向间隙150。灌封物的扩大部可以相对于周向间隙150的其他部分形成在球管156内。扩大部可以在周向端部142a、142b之间比周向间隙150的其他部分在周向上更宽。例如,在扩大部处(例如,在凹陷部144内)的周向端部142a、142b之间的(例如,与以轴线CA为中心的圆相切取得的)宽度大于周向间隙150的平均宽度(例如,大于周向间隙150的在周向间隙150的内径向端部与外径向端部之间的平均宽度)。周向间隙150由此被防止沿着相邻的环区段122之间的整个相接部是笔直的,否则这种笔直的构型会产生滑动平面。在一些示例中,多个周向间隙150在它们之间具有变化的宽度。例如,第一周向间隙150的平均宽度可以与一个或多个其他周向间隙150的平均宽度不同。
不规则的球管156抑制相邻的环区段122之间的相对移动,特别是沿着周向间隙150的相对移动。球管156改变相邻的环区段122之间的分离距离,并且防止在相邻的环区段122之间形成均匀的滑动平面。由球管156引起的相邻的环区段122之间的灌封物的变化使相邻的环区段122相对于彼此固定并抵抗变形。
虽然环区段122被示出为包括限定周向间隙150的非均匀的周向端部142a、142b,但是该非均匀的周向端部142a、142b是平滑成型的。周向端部142a、142b的平滑成型的周向定向的表面不包括取向的突然变化,例如表面之间大于90度的过渡。周向端部142a、142b的平滑成型简化了环区段122的制造,并且有利于灌封物锁定在相邻的环区段122之间。
图7A是马达12的等距视图,其中外壳被移除。图7B是图7A所示的马达12的局部分解等距视图。图7C是马达12的一部分的放大、分解、等距视图。将一起讨论图7A至图7C。示出了电动马达12的驱动轴20、转子30和定子32。以定子相42a-42c形成定子32。定子相42a包括磁通环44a、44b、线圈46和轴向返回件48。定子相42b包括磁通环44c、44d、线圈46和轴向返回件48。定子相42c包括磁通环44e、44f、线圈46和轴向返回件48。转子30包括转子本体50和永磁体阵列52。以转子相54a-54c形成转子30。转子相54a包括转子毂56和磁体相58a。转子相54b包括转子毂56和磁体相58b。转子相54c包括转子毂56和磁体相58c。
定子32和转子30同轴设置以基于电输入产生旋转机械输出。在所示的示例中,转子30设置在定子32内,使得马达12是内转子,但是应当理解,马达12的其他示例被构造为具有围绕定子设置的转子的外转子。定子32限定圆筒形内部,转子30设置在该圆筒形内部中。定子32由沿公共轴线CA排列的定子相42形成。每个定子相42是围绕公共轴线CA设置的环形环。
定子相42a-42c沿公共轴线CA不彼此重叠。定子相42a-42c沿轴线CA不径向地重叠,使得从公共轴线CA延伸的径向线最多仅穿过定子相42中的一个定子相,并且在沿公共轴线CA的任何给定位置处不穿过定子相42中的多个定子相。每个定子相42的电磁部件(例如,磁通环44、轴向返回件48、线圈46)仅与同一定子相42的部件径向地重叠,并且不与定子相42中的另一定子相的电磁部件径向地重叠。例如,定子相42a的轴向返回件48仅支撑定子相42a的功能,而不支撑例如定子相42b或定子相42c的功能。定子相42a的磁通环44a、44b仅支撑定子相42a的功能,而不支撑例如定子相42b、42c的功能。定子相42a-42c中的每一个可以仅包含一个线圈46和两个环形磁通环44,并且在一些情况下,仅包含形成磁通环44的两个环形层压件。
每个定子相42包括设置在该定子相42的线圈46的相反的侧向侧上的第一磁通环和第二磁通环44(例如,定子相42a的磁通环44a、44b)。每个磁通环44由相对于彼此固定并围绕公共轴线CA延伸的多个环区段122形成。环区段122每个是层压件结构的弧形部分,它们一起形成磁通环44的环形层压件结构。在每个环区段122的面向转子30的径向侧部上形成有凸齿124。
轴向返回件48的环形阵列在相对的磁通环44之间延伸并与其电连接。轴向返回件48设置在磁通环44的与转子30和凸齿124相反的径向侧部上。如图所示,轴向返回件48形成定子32的最外的导电部分。在所示的示例中,轴向返回件48形成电动马达12的最外的层压件结构。轴向返回件48从公共轴线CA径向向外延伸得比磁通环44或其他层压件或金属上部结构更远。在所示的示例中,定子32不包括任何层压件或金属上部结构。定子32在轴向返回件48的与转子30相反的一侧上不包括支撑结构。在所示的示例中,定子32在轴向返回件48的外径向侧部上不包括支撑结构。轴向返回件48可以直接连接到定子外壳22,例如通过灌封物直接连接到定子外壳22,并且仅在轴向返回件48的内径向侧部上与定子32的其他层压件部分相接,并且在一些情况下,轴向返回件48在该轴向返回件48的一个或两个周向侧部上与其他层压件部分相接。轴向返回件48不径向地设置在定子32的层压件结构之间。轴向返回件48不径向地设置在本身通过层压件或其他导电结构直接连接到凸齿124的层压件结构之间。
对于每个定子相42,线圈46轴向地设置在定子相42的第一磁通环与第二磁通环44之间。导线端部62在轴向返回件48与转子30之间的径向位置处从线圈46穿过导线间隙152延伸到轴向返回件48的径向外部的位置。导线端部62由此暴露在马达12的外部,并提供用于与马达12形成电连接的位置。定子相42a-42c的多个线圈46的导线端部62被示出为沿公共轴线CA排列并沿该公共轴线CA轴向地对齐。
转子30与定子32类似地构造,在所示的示例中,转子30由被构造成一起操作的多个转子相54形成。转子30包括沿公共轴线CA设置的多个转子相54。转子本体50支撑永磁体阵列52。如图7B中最佳地示出的,转子30包括三个转子相54a-54c。每个转子相54与定子32的单一定子相42相对应。应当理解,马达12可以包括多于三个或少于三个的转子相54。在所示的示例中,转子相54a-54c分别沿公共轴线CA仅与定子相42a-42c径向地重叠。例如,转子相54a不与定子相42b或定子相42c径向地重叠,而是相反仅与定子相42a径向地重叠并与该定子相42a对应。
永磁体阵列52由插入的永磁体158和集中器160形成。在所示的示例中,永磁体阵列52由分别与转子相54a-54c相关联的磁体相58a-58c形成。每个磁体相58的电磁部件(例如,集中器160和永磁体158)仅与该磁体相58的特定转子相54径向地重叠,而不与转子相54中的另一个径向地重叠。例如,磁体相58a的永磁体158仅支撑转子相54a的功能,而不支撑转子相54b的功能,并且磁体相58a的永磁体158不与转子相54b径向地重叠。
每个转子相54包括转子毂56,该转子毂56连接到驱动轴20并形成转子本体50的一部分。在所示的示例中,每个磁体相58设置在相关联的转子毂56的外径向侧部上。所示的示例包括用于三个转子相54a-54c的三个转子毂56。转子毂56被设置成使得该转子毂56分别沿着公共轴线CA不彼此径向地重叠,并且每个转子毂56仅与磁体相58中的一个磁体相(该磁体相是设置在该转子毂56上的磁体相58)径向地重叠。
转子相54中的每个转子相可以仅包含穿插布置的永磁体158和集中器160的一个环形阵列。例如,所示的三相马达包含穿插布置的永磁体158和集中器160(例如,三个磁体相58a-58c)的三个环形阵列,该三个环形阵列本身沿着公共轴线CA设置并且彼此不径向地重叠。穿插布置的永磁体158和集中器160的每个环形阵列仅与一个线圈46和两个环形磁通环44径向地重叠,并且在一些情况下,仅与形成磁通环44的两个环形层压件径向地重叠。每个环形的磁体相58与轴向返回件48的仅一个环形阵列径向地重叠。虽然转子30被示出为包括多个转子相54,每个转子相具有转子毂56,但是应当理解,转子30的一些示例可以包括共享公共毂的转子相54,并且在周向上偏移的磁体相58均固定到该公共毂。
磁体相58a-58c围绕公共轴线CA彼此周向地偏移。如图所示,磁体相58a与磁体相58b和磁体相58c未对齐,并且磁体相58b与磁体相58c未对齐。如图所示,多个转子相54的永磁体158围绕公共轴线CA相对于彼此未对齐或沿周向偏移。如此,任何磁体相58的任何永磁体158的与公共轴线CA正交截取的截面的投影(projection)与其他磁体相58的永磁体158的类似的截面投影未对齐。同样,相应的磁体相58的集中器160围绕公共轴线CA相对于彼此未对齐或沿周向偏移。如此,任何磁体相58的集中器160的与公共轴线CA正交截取的截面的投影与其他磁体相58的集中器160的类似的截面投影未对齐。因此磁体相58a-58c可以被认为是轴向未对齐的。该偏移有利于相应的定子相42a-42c的驱动信号的相偏移(例如,以120度电偏移传送的信号),从而以高效率并且以改进的转矩输出和速度控制来操作马达12。
每个定子相42包括设置在该定子相42的线圈46的相反的轴向侧部上的凸齿124的两个环形阵列。每个定子相42包括第一磁通环44和第二磁通环44。第一磁通环44(例如,定子相42a的磁通环44a、定子相42b的磁通环44c、和定子相42c的磁通环44e)及其相关联的部件和方面可以被称为形成定子相42的A侧。第二磁通环44(例如,定子相42a的磁通环44b;定子相42b的磁通环44d;和定子相42c的磁通环44f)及其相关联的部件和方面可以被称为形成定子相42的B侧。第一磁通环44具有凸齿124的第一环形阵列,并且第二磁通环44具有凸齿124的第二环形阵列。虽然转子相54a-54c轴向地偏移,但是定子相42a-42c围绕公共轴线CA轴向地对齐。定子相42a-42c沿公共轴线CA彼此轴向地对齐。定子相42a-42c,特别是每个定子相42的磁通环44中的相应的第一磁通环的凸齿124和每个定子相42的磁通环44中的相应的第二磁通环的凸齿124对齐。
在每个定子相42内,凸齿124的第一环形阵列设置在线圈46的第一轴向侧部上(例如,在第一轴向方向AD1上与其线圈46间隔开),而凸齿124的第二环形阵列设置在线圈46的相反的第二轴向侧部上(例如,在第二轴向方向AD2上与其线圈46间隔开)。在每个定子相42内,第一凸齿124中的凸齿124相对于凸齿124的第二环形阵列中的凸齿124(周向地和轴向地)未对齐或偏移(例如,磁通环44a的凸齿124与磁通环44b的凸齿124轴向地未对齐)。A侧凸齿124相对于B侧凸齿124的这种未对齐允许从凸齿124的相应的A侧环形阵列和B侧环形阵列的相反去角的(polled)凸齿124横跨磁体相58的磁通耦合,如在下面更详细地讨论的。
虽然每个定子相42内的凸齿124(周向地和轴向地)偏移和未对齐,但是多个定子相42的相应的A侧凸齿124轴向地对齐,并且多个定子相42的相应的B侧凸齿124轴向地对齐。相应的A侧凸齿124在多个定子相42上彼此轴向地对齐。A侧凸齿124可以被认为是直接地轴向地对齐。如此,任何定子相42的A侧凸齿124的与公共轴线CA正交截取的截面的投影与其他定子相42的A侧凸齿124的类似的截面投影对齐。在所示的示例中,磁通环44a的凸齿124、磁通环44c的凸齿124和磁通环44e的凸齿124轴向地对齐。类似地,相应的B侧凸齿124在多个定子相42上彼此轴向地对齐。任何定子相42的B侧凸齿124的与公共轴线CA正交截取的截面的投影与其他定子相42的B侧凸齿124的类似的截面投影对齐。在所示的示例中,磁通环44b的凸齿124、磁通环44d的凸齿124和磁通环44f的凸齿124轴向地对齐。磁通环44a、44c、44e的凸齿124彼此对齐,但是相对于磁通环44b、44d、44f的凸齿124偏移。同样地,磁通环44b、44d、44f的凸齿124彼此对齐,但是相对于磁通环44a、44c、44e的凸齿124偏移。
通过线圈46路由的AC信号是同步的,以便与永磁体阵列52的旋转位置合拍地产生产穿过磁通环44的磁场,从而驱动转子30的旋转。通过每个定子相42a-42c中的线圈46传送的相应AC信号(例如,正弦的或梯形的)相对于彼此异相。以这种方式,与使正弦AC信号同步相比,形成永磁体阵列52的永磁体158更频繁地具有作用于其上的磁通峰,从而沿转子30的旋转轴线提供作用于转子30上的更平滑的转矩分布。此外,多个磁体相58的偏移的永磁体158相对于彼此定位成与由对齐的定子相42a-42c产生的磁通相互作用。所讨论的电动机器12的实施例具有对应于三个定子相42a、42b、42c和其中的相应线圈46的三个相。如此,三个正弦AC信号通过线圈46以120度的电偏移传送。如果有两个定子相42和两个线圈46,则两个正弦AC信号将是180度电偏移;或者对于四个定子相42和四个线圈46的组,则是90度的电偏移。磁体相58围绕公共轴线CA相对于彼此偏移,以便基于驱动信号之间的偏移将磁体相58相对于相关联的凸齿124定位在期望的周向位置处。
定子相42a-42c可以各自具有相同的构型,使得可以使用公共的基部定子相42来形成马达12的多个定子相42中的任一个定子相。定子相42a-42c围绕公共轴线CA对齐有利于便于马达12的组装并且防止多个定子相42之间的未对齐。在各个不同的定子相42a-42c上的对齐的凸齿124有利于定子相42a-42c与未对齐的磁体相58电磁地相互作用,从而通过电偏移信号提供连续的平滑扭转,由此以平滑的扭矩分布有效地驱动转子30。
图8是转子相54的等距视图。转子相54包括转子毂56和磁体相58。磁体相58是与转子相54相关联的永磁体阵列,并且形成较大转子30的总永磁体阵列52的全部或一部分。
磁体相58由穿插布置的永磁体158和集中器160形成。每个永磁体158具有长轴线LA。该长轴线LA沿轴向定向,与公共轴线CA平行。每个永磁体158还具有短轴线SA。短轴线SA与长轴线正交定向,并且相对于以公共轴线CA为中心的圆相切地定向。短轴线SA的长度可以基于距公共轴线CA的径向距离而变化。如图所示,在所示的示例中,永磁体158可以在宽度上变化,以便离公共轴线CA越远具有越长的短轴线长度。渐缩的永磁体158有利于集中器160沿径向范围具有均匀的宽度,这对于由叠置的层压片形成集中器是有利的。
每个永磁体158具有沿周向定向的永久极——北极N(图9D中所示)和南极S(图9D中所示)。更具体地,每个永磁体158具有在短轴线SA的一个端部处的北极和在短轴线SA的相反端部处的南极。北极和南极中的每一个都延伸长轴线LA的长度,使得沿着长轴线LA的轴向相接部划分北极和南极。每个永磁体158的北极和南极没有轴向地定向成磁体在长轴线的相反端部处被典型地划分成北极和南极。每个永磁体158仅沿一个定子相42是连续的,并且在多个定子相42之间相对于其他磁体相58的其他永磁体158周向地偏移。每个永磁体158平行于公共轴线CA直线地延伸,并且使得每个永磁体158被定位成仅与和该永磁体158的转子相54相关联的定子相42磁性地相互作用。
第一转子相54(例如,转子相54a)的永磁体158的长轴线LA与其他转子相54(例如,转子相54b、54c)的永磁体158的长轴线周向地偏移。第二转子相54(例如,转子相54b)的永磁体158的长轴线与其他转子相54(例如,转子相54a、54c)的磁体的长轴线周向地偏移。在一些示例中,任一转子相54的永磁体158的长轴线与其他转子相54中的一个或多个转子相、直至所有其他转子相的永磁体158的长轴线未对齐。
图9A是定子32的立面端视图。图9B和图9C是定子相42的一部分的等距截面图,其示出了如何通过定子相42的成磁通对的(flux paired)凸齿124形成磁通回路。图9D示出了定子相42a的成磁通对的凸齿124a、124b与转子30的磁体相58a的集中器160和永磁体158相互作用的详细视图。定子相42a包括磁通环44a、44b;线圈46;和轴向返回件48。磁通环44a包括具有凸齿124a的环区段122a。磁通环44b包括具有凸齿124b的环区段122b。
如图9A的视图所看到的,马达12的所有三个定子相42a-42c沿彼此叠置并且轴向地对齐,使得仅磁通环44a的凸齿124a和磁通环44b的凸齿124b是可见的,而定子相42b、42c的磁通环44的凸齿124由于与第一定子相42a的凸齿124a、124b对齐而被遮蔽。在所示的示例中,磁通环44c和磁通环44e的凸齿124与凸齿124a轴向地对齐,而磁通环44d和磁通环44f的凸齿124与凸齿124b轴向地对齐。凸齿124在定子相42a-42c上的这种对齐允许每个定子相42以相同的方式组装和对齐,从而简化了制造,并且减少了组装时间和零部件数量。例如,定子相42a-42c可以沿着组装固定件或心轴沿相同的取向滑动。定子相42a-42c还可以以公共构型形成,使得可以使用定子相42的单一基本构型来形成定子32的任一定子相42。定子相42的基本构型可以沿轴线CA以任何期望的取向组装(例如,其中磁通环44面向轴向方向AD1或AD2),并且与其他定子相42对齐以形成定子32,如下文更详细地论述的。因为可以使用定子相42的单一零部件构型来形成马达12的多个定子相42中的任一个,因此这种布置降低了成本。
在图9A中示出灌封物的连续基体的第一边缘126和第二边缘128的圆筒形轮廓。如上文更详细地讨论的,应当理解,灌封物的与转子30相反设置的边缘(例如,所示示例中的第二边缘128)可以包括从圆筒形轮廓的突出部。如下文更详细地论述,应当理解,灌封物的最靠近转子30设置的边缘(例如,所示示例中的第一边缘126)可以包括被形成到灌封物中的一个或多个凹陷部。所示的圆筒形轮廓是没有凹陷部或突出部的轮廓,但是应当理解,即使存在一些不规则性(例如,突出部和/或凹陷部),第一边缘126和第二边缘128仍然被认为具有圆筒形轮廓。第一边缘126设置在定子32的径向内边缘的径向内侧。第二边缘128设置在定子32的径向外边缘的径向外侧。如此,定子32的层压件部分被完全嵌入第一边缘126与第二边缘128之间的灌封物的连续基体内。定子32的电磁部件的径向末端边缘(例如,轴向返回件48的背离转子30的外边缘和凸齿124的面向转子30的远侧端部)嵌入在灌封物的连续基体内。
在图9B和图9C之间示出了两个相反的偏振状态。如图所示,通过环区段122和轴向返回件的层压件产生交变的磁通路径方向和极化。交变的磁通路径可以是由于正弦信号,其传送到每个线圈46,以使在线圈46的相反侧上的相邻的凸齿124成磁通对。这些磁通路径使凸齿124a相对于凸齿124b极化,以便与转子30的旋转同步地吸引或排斥该转子30的永磁体158,使得凸齿124中的成磁通对的凸齿随着永磁体158接近而吸引该永磁体158,和/或随着永磁体158经过而排斥该永磁体158,
成磁通对的凸齿124是指定子相42的相对的圆形凸齿阵列的相应的最接近的成对的凸齿124(例如,磁通环44a的凸齿124和磁通环44b的凸齿124成磁通对,磁通环44c、44d的凸齿124成磁通对,磁通环44e、44f的凸齿124成磁通对)。虽然在图9B和图9C中凸齿124a、124b的子集被突出显示为凸齿的成磁通对的凸齿,但是应当理解这些是示例,并且磁通环44a、44b的所有凸齿124a、124b类似地在呈圆形阵列的凸齿124a、124b上成磁通对。
每个凸齿124a是具有其对应的磁通对的凸齿124b的类似的磁通回路的一部分。成磁通对的凸齿124a、124b大致在轴向上与呈相对的圆形阵列的凸齿124a、124b中的凸齿124a、124b成对,并且不在周向上与凸齿124a、124b的同一圆形阵列中的相邻的凸齿124a、124b成对,这是因为呈圆形阵列的凸齿124a中的所有凸齿124a在任一给定时间将具有相同的极性,而同一定子相42a的呈相对的圆形阵列的凸齿124b中的所有凸齿124b在任一给定时间将具有相反的极性。更具体地,凸齿124a的环形阵列的每个凸齿124a与在线圈46的另一轴向侧部上的凸齿124b的环形阵列的最接近的凸齿124b成磁通对。如图9B和图9C所示,通过成磁通对的凸齿124a、124b形成磁通回路,使得凸齿124a、124b分别被极化为北极和南极。
随着凸齿124远离该凸齿的磁通环44的本体径向地延伸,每个凸齿124在周向上变窄。在所示的示例中,凸齿124各自变窄至朝向转子30定向的径向面164。径向面164可以是平面的,和/或可以与以公共轴线CA为中心的圆相切地形成。径向面164提供相对于磁通环44的本体和轴向返回件48变窄的表面区域。凸齿124变窄以将磁通朝向转子30集中,从而将所集中的磁通聚焦到转子30的有限部分。
该磁通由线圈46产生。具体地,AC信号行进通过线圈46,由于通过线圈46的AC信号的电流反向,该线圈46快速地建立并衰减磁场。如图所示,磁通环44a、44b和轴向返回件48的磁通集中材料围绕线圈46的至少三侧包裹。在图6B、图9B和图9C中示出磁通集中材料的层压物纹理。在图9D中还可以看到集中器160和轴向返回件48的层压物纹理。通常,磁通沿着层压物方向随着纹理流动,这是因为磁通通常将遵循最高磁导率的路径,并且对于磁通从一层层压物跳跃到另一层层压物存在显著的阻力。包括凸齿124a、124b的环区段122a、122b的层压物纹理径向地定向,而轴向返回件48的层压物纹理轴向地定向。如此,磁通以朝向转子30的U形来轴向地流动通过轴向返回件48,并且径向地通过环区段122a、122b和凸齿124a、124b,其中该U形的在线圈46的与转子30相反的一侧上的基部和该U形的腿部朝向转子30定向。图9B和图9C表示AC信号的反转以及如何切换成磁通对的凸齿124a、124b的极。
凸齿124a、124b中的成磁通对的凸齿彼此周向地偏移,使得凸齿124a不与凸齿124b轴向地对齐。成磁通对的凸齿124a、124b的端部不轴向地对齐,由于凸齿124a与凸齿124b周向地偏移,磁通回路至少行进凸齿124a、124b的成磁通对的凸齿之间的沿周向的有限距离。因此,由多个成磁通对的凸齿124a、124b组成的累积磁通回路可以以螺旋模式周向地流动通过凸齿124a、124b和轴向返回件48。注意,虽然大多数磁通在凸齿124a、124b的成磁通对的凸齿之间流动,但是环区段122a、122b允许磁通在同一环区段122a、122b的凸齿124a、124b之间流动,使得有限量的磁通可以将成磁通对的凸齿124a、124b跳到同一环区段122a、122b的下一个凸齿124a、124b。如以上所讨论的,同一磁通环44的相邻的环区段122(例如,磁通环44a的环区段122a)由周向间隙隔开,该周向间隙仅通过灌封物桥接。相邻的环区段122被隔离,以防止相邻的环区段122之间的磁通流动,从而抑制涡流电流的形成,并且有利于马达12的高效操作。
图9D示出了定子32的成磁通对的凸齿124a、124b与磁体相58a的集中器160和永磁体158相互作用的详细视图。通过线圈46的AC信号迅速地改变电流的方向,并由此迅速地改变成磁通对的凸齿124a,124b的南北极性。图9D的视图示出了其中呈圆形阵列的凸齿124a中的所有凸齿124a具有北极化而呈圆形阵列的凸齿124b中的所有凸齿124b具有南极化的示例。
同样在这种情况下,凸齿124a、124b与在永磁体158之间沿周向设置的集中器160对齐。集中器160的层压件没有固有的极化,但是由于集中器160在磁极之间的固定位置,集中器160呈现如所示出的有效的永久极化。每个集中器160接触两个永磁体158。每个集中器160接触两个永磁体158的相同极。例如,集中器160将与两个南极接触或与两个北极接触。集中器160在每个永磁体158的相反侧上具有交替的北极和南极,这取决于与该集中器160相邻的极化。如所示出的,每个永磁体158在该永磁体的短轴线的相反侧上被永久地极化成北极和南极。永磁体158和集中器160的交错布置创建相反极性的集中器160和永磁体158的极的周向区域。
集中器160将磁通从永磁体158朝向定子32路由。横跨定子32与转子30之间的空气间隙60来完成磁通回路。来自转子30(具体地,来自永磁体158)的磁通和来自线圈46(通过凸齿124a、124b)的磁通在空气间隙60中相互作用,并且所产生的磁通剪切迫使转子30旋转。本马达12的磁通具有横向于旋转轴线(该旋转轴线与公共轴线CA同轴)的取向。这不同于传统的AC和DC无刷马达的径向磁通取向。
由于转子30的旋转引起的永磁体158和集中器160的位置变化以及由于通过线圈46的AC信号的变化引起的凸齿124a、124b的极化的变化,由定子32产生并作用在转子30上的磁通不断地变化。如此,路由通过线圈46的AC信号与转子30的旋转同步,以便与接近和离开凸齿124a、124b的集中器160合拍地产生通过凸齿124a、124b的磁场,以同时地推动和拉动转子30的永磁体158,从而提供旋转该转子30的力。更具体地,在对齐的接近和离开时,N-N和S-S相接会排斥而N-S相接会吸引。
通过形成定子32的多个线圈46传送的相应AC信号(例如,正弦或梯形)中的至少一些AC信号相对于彼此异相。以这种方式,与使正弦AC信号同步相比,转子30(沿该转子的轴向长度)更频繁地具有作用于其上的磁通峰,以用于更平滑的转矩分布沿转子30的旋转轴线(也是公共轴线CA)作用在该转子30上。转子30的轴向偏移的磁体相58有利于永磁体阵列52中的每个永磁体158(例如,多个磁体相58中的每个永磁体158)在其自己的定子相42内与电偏移的AC信号在时间上对齐的期望的定位。
由于永磁体158是伸长的并且仅与单一线圈46径向地重叠,因此每个永磁体158仅由线圈46中的单一线圈电磁地作用。在所示的示例中,每个磁体相58由定子32的仅一个线圈46作用并且与该线圈46电磁地相互作用。如此,虽然多个不同的线圈46可以同时地电磁地作用于转子30,但是每个磁体相58仅与单一线圈46电磁地相互作用。贯穿整个操作,每个永磁体158可以仅由单一线圈46电磁地作用,而与形成马达12的相的数量无关。例如,马达12可以包括三个相,并因此包括三个线圈46,但是贯穿整个操作,单一转子相54的永磁体158与线圈46中的仅单一线圈相互作用。这与常规的AC感应电动马达不同,在常规的AC感应电动马达中,每个磁体相互作用将使绕组的传统的周向阵列中的所有绕组围绕转子的旋转轴线。马达12具有多个不同的马达相,每个马达相包括定子相42和相关联的转子相54。每个马达相与其他的马达相隔离,因为马达相的定子相42仅与该马达相的转子相54相互作用,而不与马达12的其他转子相54相互作用。类似地,马达相的转子相54仅与该马达相的定子相42相互作用,而不与其他定子相42相互作用。
传统的AC感应马达使用多个离散的线圈,这些离散的线圈形成围绕转子的旋转轴线周向地延伸的线圈阵列。每个线圈代表用于作用于磁体的电势极。在常规的AC感应电动马达中,围绕旋转轴线周向地排列的离散的线圈彼此异相。在任何给定的情况下,离散的线圈可以与磁体的小子集相互作用。所产生的电势转矩与极的数量成比例。这种马达中的极的数量受到在该马达内围绕旋转轴线周向地装配离散的线圈的能力的限制。线圈绕组可以做得更小,并且定子的直径可以做得更大,以便容纳更多的线圈来支撑更多的极,但是这增加了马达的尺寸、重量和成本,并且仍然具有限制。当转子以相对高的速率旋转时,功率也会增加,由此每单位时间可以经历更多的线圈-磁体经过。但是当一些应用可能需要低速度输出时,这种功率增加要求马达以相对高的速度操作。提供减速齿轮装置以降低速度并将扭矩增加到期望的高扭矩和低速度增加了成本、重量、尺寸和摩擦。
根据本公开的马达12不同于传统的AC和DC无刷马达。马达12的一个方面是它包含相对少的线圈46,在图示的实施例中仅有三个线圈。与传统的AC和DC无刷马达不同,线圈46由完全围绕转子30的旋转轴线(和公共轴线CA)延伸的导线的线箍形成。转子30的旋转轴线(和公共轴线CA)延伸穿过每个线箍(例如,每个线箍的中心)。每个线圈46是环形的,并且每个线圈46的线箍同样是环形的,并且线圈46和线箍的圆形平面轮廓与公共轴线CA正交。每个线圈46的条带形成单一圈环,其具有彼此重叠和接触以形成该单一圈环组件的多个线箍。线圈46不包括公共轴线CA不延伸穿过的产生使转子30旋转的磁通的线箍。代替如在传统的AC感应马达中为每个极添加线圈,围绕单一线圈46的轴向返回件48和环区段122将磁通引导到多个凸齿124,所述多个凸齿124在环区段122上成磁通对以从单一线圈46创建多个极。在所示的示例中,对于每个定子相42,一个线圈46支撑二十四个极,因为示例的磁通环44每个包括四个环区段122,该四个环区段自身各自包括六个凸齿124,然而可以根据凸齿124的数量产生更低和更高的极。如此,激活一个线圈46激活了许多极,而在一些传统的AC和DC无刷马达中,一个线圈的激活仅激活一个极。多个线圈46沿着转子30的旋转轴线排列,其中每个线圈46与作为多个马达相的一部分的专用磁体相58相互作用,从而使极的数量倍增。
高的极数消除或减少了对用于来自马达12的输出的减速齿轮装置的需要,减小了偏心力以及减小了重量和摩擦,允许马达12更紧凑的布置,并且在一些示例中,允许风扇系统10更紧凑的布置。本公开的马达12可以以小的包装尺寸甚至以低的速度产生高扭矩。因此,可以最小化或完全排除驱动器的齿轮减速装置,从而提供在成本、尺寸、重量和摩擦上的节省。
图10A是单一环区段122的第一立面端视图。图10B是相对于图10A中的视图从相反的轴向侧得到的单一环区段122的第二立面端视图。图10C是图10A和图10B所示的单一环区段122的等距视图。将一起讨论图10A至图10C。环区段122包括凸齿124;区段本体134;沟槽136;返回件突出部138;返回件相接表面140;周向端部142a、142b;凹陷部144;轴向侧部168a、168b;和凹口170。每个凸齿124包括高台162、径向面164和凸齿侧部166a、166b。在所示的示例中,凸齿124被指示为凸齿124a-124f,但是应当理解,根据需要,环区段122可以包括更多或更少的凸齿124。凸齿124a-124f统称为“一个凸齿124”或“多个凸齿124”。
环区段122被形成为弯曲件,该弯曲件被构造成部分地围绕马达12的中心轴线延伸,该中心轴线与公共轴线CA同轴。环区段122是弧形区段,该弧形区段被构造成与其他环区段122周向地对齐并相对于其他环区段122固定以形成环形的磁通环44。环区段122支撑凸齿124的扫掠子集。环区段122的凸齿124形成从环区段122并朝向转子30径向延伸的凸齿124的弧形阵列。凸齿124的多个弧形阵列围绕公共轴线CA周向地对齐以形成磁通环44的凸齿124的环形阵列。
环区段122在轴向侧部168a、168b之间轴向地延伸。轴向侧部168a、168b相对于公共轴线CA轴向地定向。轴向侧部168a、168b中的一个可以被认为形成朝向环区段122的定子相42的另一磁通环44定向的内部面,而轴向侧部168a、168b中的另一个可以被认为形成远离所述另一磁通环44定向的外部面。取决于环区段122的取向,轴向侧部168a、168b中的任一个可以形成内部面或外部面,如以下更详细地讨论的。形成每个环区段122的层压片轴向地叠置在轴向侧部168a、168b之间。
环区段122在周向端部142a、142b之间周向地延伸。区段本体134在周向端部142a、142b之间弧形地延伸。返回件相接表面140形成在区段本体134的外径向侧部上。返回件相接表面140在轴向侧部168a、168b之间轴向地延伸。如以上所讨论的,返回件相接表面140是多面的,并且包括在周向端部142a、142b之间延伸的返回件面154的阵列。返回件突出部138形成在周向端部142a、142b处,并且相对于返回件相接表面140径向地且远离凸齿124突出。返回件突出部138周向地支承返回件相接表面140。
凸齿124从区段本体134的与返回件相接表面140相反的径向侧部突出。随着凸齿124从区段本体134延伸,该凸齿124部分地沿周向方向延伸。凸齿124朝向第二周向端部142b并且远离第一周向端部142a周向地延伸。凸齿124相对于环区段122的弧形的区段本体134倾斜。每个凸齿124包括设置在该凸齿124的相反的周向侧部上的凸齿侧部166a和凸齿侧部166b。如图所示,凸齿侧部166a相对于来自公共轴线CA的径向线以比凸齿侧部166b更大的角度倾斜。凸齿侧部166b相对于凸齿侧部166a与径向方向更紧密地对齐。对于凸齿124中的一些或全部凸齿,凸齿侧部166a可以被认为形成凸齿124的倾斜的侧部,并且凸齿侧部166b可以被认为形成凸齿124的径向侧部。凸齿侧部166a、166b在与区段本体134的相接部处从凸齿124的基部端部延伸到该凸齿124的末梢端部,该末梢端部形成凸齿124的最靠近转子30的部分。在所示的示例中,凸齿侧部166a、166b朝向高台162会聚。沟槽136设置在凸齿124中的相邻的凸齿之间。端部凸齿124(在所示的示例中,凸齿124a和124f)各自部分地限定远侧沟槽136,该远侧沟槽136部分地由磁通环44的相邻的环区段122形成。远侧沟槽136与相邻的环区段122之间的周向间隙150径向地对齐。
在所示的示例中,高台162形成在每个凸齿124的径向最内端部处。高台162可以具有与从公共轴线CA延伸的径向线正交截取的四边形截面。在一些示例中,高台162具有面向永磁体阵列52的大致矩形的截面。高台162可以被形成为六面体以及其他几何选项。在一些示例中,高台162可以被形成为长方体以及其他选项。在一些示例中,高台162可以具有一对或两对会聚的侧面。例如,高台162的轴向定向的侧部中的一个或两个(例如,相对于公共轴线CA沿第一轴向方向定向的轴向侧部168a上的第一面和相对于公共轴线CA沿第二轴向方向定向的轴向侧部168b上的第二面)可以沿轴向方向朝向另一轴向定向的侧部倾斜。在附加的或替代性的示例中,高台162的周向定向的侧部中的一个或两个(例如,从凸齿侧部166a延伸的第一面和从凸齿侧部166b延伸的第二面)可以沿周向方向朝向另一周向定向的侧部倾斜。
每个凸齿124延伸到形成在凸齿124的顶部处的径向面164。径向面164被形成为每个凸齿124的最远侧的部分。径向面164形成磁通环44的层压件结构的径向最靠近转子30设置的部分。径向面164被构造成朝向转子30定向,并且从永磁体阵列52横跨空气间隙60设置。在所示的示例中,每个径向面164形成在高台162的远侧端部处,该高台162的远侧端部形成在每个凸齿124的远侧端部处。径向面164具有矩形的表面区域。径向面164被定向成使得从公共轴线CA延伸的径向线可以与径向面164正交。在一些示例中,正交的径向线可以在径向面164的质心处与该径向面164相交,但应理解,正交的径向线可以在任何期望的位置处与径向面164相交。在一些示例中,正交的径向线可以在横跨环区段122的多个凸齿124的不同位置处与多个径向面164相交。例如,凸齿124可以被构造成使得正交的径向线与径向面164的相交位置横跨凸齿124在两个周向方向中的一个周向方向上移位。例如,第一相交位置可以在周向方向上与最靠近周向端部142a的凸齿124的第一径向面的质心间隔开第一距离。在靠近周向端部142b的凸齿的第二径向面164处的第二相交位置可以与该第二径向面164的质心间隔开第二距离。第二距离可以与第一距离延伸的周向方向相同或相反,并且可以与第一距离不同。
凸齿124形成在环区段122上,使得凸齿124在周向上设置在返回件相接表面140的区域内。返回件相接表面140沿着返回件突出部138之间的弧周向地延伸。凸齿124从环区段122突出,使得径向面164和高台162设置在弧内。沿周向最外的凸齿124(例如,最靠近周向端部142a、142b的凸齿124a、124f)的径向面164的外周侧部之间的弧的弧长度短于返回件突出部138的内周向面之间的弧的弧长度,所述弧相对于公共轴线CA取得。将径向面164定位在返回件相接表面140的区域内,使得环区段122的径向面164与该环区段122的轴向返回件48的弧形阵列径向地对齐。将径向面164与轴向返回件48的弧形阵列径向地对齐有利于通过返回件面154的有效的磁通流动,从而提高效率并减少热产生。
环区段122包括凹口170,该凹口170被构造成有利于将环区段122固定在灌封物内。在所示的示例中,凹口170形成在高台162附近。在一些示例中,凹口170可以设置在高台162的与径向面164相反的径向端部处。在所示的示例中,环区段122包括一组三个凹口170,但是应当理解,根据需要,环区段122可以包括更少或更多的凹口170。第一凹口170a形成在凸齿124a上,并且设置在该凸齿124a的第一周向侧部上,该凸齿124a的第一周向侧部是包括凸齿侧部166a的侧部。第二凹口170b形成在凸齿124f上,并且设置在凸齿124f的第一周向侧部上,该凸齿124f的第一周向侧部是包括凸齿侧部166a的侧部。第三凹口170c被形成为在周向上位于第一凹口170a与第二凹口170b之间的中间凹口,该第三凹口170c形成在凸齿124c上,并且设置在凸齿124c的第二周向侧部上,该凸齿124c的第二周向侧部是包括凸齿侧部166b的侧部。
第一凹口170a和第二凹口170b是外凹口,并且第三凹口170c是中间凹口170。凹口170a-170c与凸齿124的径向面164径向地间隔开。凹口170a-170c远离径向面164并朝向区段本体134凹陷。
中间凹口170c被设置成使得三个径向面164和两个沟槽136处于在周向上位于中间凹口170c与凸齿124a上的第一外凹口170a之间的第一区域中,并且使得两个径向面164和三个沟槽136处于在周向上位于中间凹口170c与凸齿124f上的第二外凹口170b之间的第二区域中。凹口170a-170c的周向间隔在组装和制造期间使环区段122平衡,如下面更详细地讨论的。环区段122可以包括面向相同的和/或相反的周向方向的第一凹口和第二凹口170。在所示的示例中,中间凹口170c设置在该中间凹口的凸齿124c的与外凹口170a、170b的凸齿124a、124f上的外凹口170a、170b相反的周向侧部上将环区段122在组装期间固定,这是因为在凸齿124的相反的周向侧部上的凹口170的交替构型防止了环区段122周向地移位离开设置在该凹口170处用于操纵环区段122的任何支撑件或支座。环区段122包括沿相反的周向方向并且远离彼此敞开的一对凹口170a、170c。环区段122包括沿相反的周向方向且朝向彼此敞开的一对凹口170b、170c。
在马达12组装期间,凹口170可以用作在灌封过程期间接合一个或多个支座的一个或多个表面。环区段122与支座接合在灌封过程期间可能是必要的,但是在径向面164处具有这种支座接合将不是理想的,这是因为沿着径向面164的腐蚀或碎屑聚集将无意地使空气间隙60变窄,从而当转子30相对于定子32旋转时存在磨损或其他损坏的风险。但是在凹口170处具有支座,从径向面164径向向后设置,将处于腐蚀或碎屑聚集风险的区域移动远离径向面164且远离空气间隙60,从而降低磨损或其他损坏的可能性,并提供更稳健的马达12的构型。凹口170提供在马达12的组装期间用于与环区段122直接接触的位置,这提供了在灌封过程期间对环区段122定位和维持该环区段122的位置的精确控制。精确地定位和保持环区段122的位置对于形成均匀的磁通相接部和平滑的转矩分布是关键的,特别是当环区段122仅由灌封物支撑而没有由其他联接结构支撑时。
凹陷部144形成在环区段122的周向端部142a、142b上。在所示的示例中,凹陷部144被形成为在轴向侧部168a、168b之间延伸的伸长凹槽。然而应当理解,凹陷部144可以具有在周向端部142a、142b的平坦面中形成变化以有利于在该凹陷部144中形成灌封物的位置锁定的任何期望的构型。
凹陷部144周向地定向并且轴向地延伸。在所示的示例中,凹陷部144被构造成与相邻的环区段122上的匹配的凹陷部144在周向上对齐。在所示的示例中,每个周向端部142a、142b包括多个凹陷部144。磁通环44的第一环区段122的周向端部142a上的凹陷部144面向该磁通环44的与第一环区段122相邻设置的第二环区段122的周向端部142b上的凹陷部144。周向间隙150形成在相对的周向端部142a、142b之间的区域中。
在所示的示例中,凹陷部144的径向上靠内的一个凹陷部设置在与凸齿124周向地对齐的第一径向位置处。凹陷部144的径向靠外的一个凹陷部设置在与返回件突出部138周向地对齐的第二径向位置处。区段本体134可以设置在径向上位于内凹陷部144和外凹陷部144之间的界定区域中。例如,区段本体134可以设置在径向内侧部上由位于内凹陷部144之间并以公共轴线CA为中心的第一弧界定、并且在径向外侧部上由位于外凹陷部144之间并以公共轴线CA为中心的第二弧界定的区域中。在一些示例中,区段本体134的整个径向范围完全设置在由第一弧和第二弧界定的区域内。例如,第一内弧可以延伸通过沟槽136,并且第二外弧可以相对于返回件相接表面140径向向外间隔开。凹陷部144相对于区段本体134的径向定位在第一位置和第二位置处相对于相邻的环区段122支撑环区段122,以防止该环区段122的扭转或径向位移。每个环区段122的主体部分(例如,区段本体134)由在任一径向侧部上的灌封物球管固定,从而提供环区段122相对于彼此的牢固固定,并且有利于仅通过灌封物固定。
环区段122被构造成使得该环区段122可以形成定子相42的第一磁通环44或第二磁通环44的一部分。以关于翻转轴线FA的翻转镜像构型形成环区段。翻转轴线FA可以相对于公共轴线CA径向地定向以及其他选项。翻转轴线FA将环区段122分成第一侧向部分172a和第二侧向部分172b。环区段122围绕翻转轴线FA与其自身以能够操作的方式对齐,使得定子相42可以由两个磁通环44形成,这两个磁通环44各自由具有相同基本构型的环区段122形成。如此,磁通环44的每个环区段122可以被完全相同地构造。在一些示例中,定子相42的每个环区段122被完全相同地构造(例如,具有相同的基本构型)。在一些示例中,定子32的每个环区段122被完全相同地构造。
每个磁通环44的环区段122具有相同的基本构型,并且沿第一取向和第二取向中的一个取向设置。环区段122在图10A中沿第一取向,而在图10B中沿第二取向。第一取向和第二取向限定了每个环区段122的凸齿124、区段本体134、周向端部142、返回件相接表面140等的径向位置和周向位置。第一磁通环44的环区段122被置于第一取向,而第二磁通环44的环区段122被置于第二取向,第二取向相对于第一构型关于翻转轴线FA翻转。第二取向可以关于翻转轴线FA翻转180度。倾斜的凸齿124有利于凸齿124在相对的磁通环44的相对的环区段122之间未对齐,同时有利于那些环区段122的其他层压件部分的对齐。例如,定子相42a的磁通环44a和磁通环44b两者的环区段122(在图7C中最佳地示出)具有相同的基本构型。磁通环44a的环区段122被置于第一取向,并且磁通环44b的环区段122被翻转以处于第二取向。
相对的磁通环44的环区段122以能够操作的方式彼此对齐,以便有利于磁通的产生。环区段122是部分对齐且部分未对齐的。环区段122的返回件相接表面140的返回件面154在该环区段122的第一取向与第二取向之间轴向地对齐。轴向地对齐的返回件相接表面140有利于将轴向返回件48安装成与处于不同取向的相对的环区段122直接接触。形成在环区段122的第一侧向部分172a上的返回件面154被构造成与形成在环区段122的第二侧向部分172b上的返回件面154关于翻转轴线FA对齐。在所示的示例中,返回件面154中的翻转轴线FA延伸穿过的在中心的一个返回件面关于翻转轴线FA自对齐。
当侧向部分172a、172b上的返回件相接表面140的返回件面154关于翻转轴线FA以能够旋转的方式对齐时,凸齿124关于该翻转轴线FA以能够旋转的方式未对齐。设置在第一侧向部分172a上的凸齿124的子集不与第二侧向部分172b上的凸齿124成镜像。环区段122的第一侧向部分172a上的凸齿124与第二侧向部分172b的相邻凸齿124之间的沟槽136轴向地对齐。第二侧向部分172b上的凸齿124与第一侧向部分172a的相邻凸齿124之间的沟槽136轴向地对齐。凸齿124在两个磁通环44之间是未对齐的,使得第一磁通环44的凸齿124的径向面164完全设置在相对的第二磁通环44的沟槽136的周向间隙内。第二磁通环44的凸齿124的径向面164完全设置在由第一磁通环44的沟槽136形成的周向间隙中。
因此,每个环区段122通过关于翻转轴线FA部分地成镜像而关于该翻转轴线FA以能够操作的方式对齐。环区段122的在径向上位于公共轴线CA与区段本体134之间的部分(例如,沟槽136和凸齿124,包括凸齿侧部166a、166b;高台162;径向面164)不关于翻转轴线FA成镜像,而是关于翻转轴线FA未对齐。环区段122的在凸齿124与区段本体134之间的相接部的径向向外的部分(例如,区段本体134、返回件相接表面140、返回件突出部138)关于翻转轴线FA成镜像。
在所示的示例中,翻转轴线FA延伸穿过中间凹口170c。在马达12的组装期间,使翻转轴线FA延伸穿过凹口170c有利于形成安装凹槽174。在所示的示例中,凹口170c在第一取向与第二取向之间自对齐,而凹口170a、170b在第一取向和第二取向上彼此对齐。例如,安装凹槽174由第一磁通环44的第一环区段122上的凹口170a和相对的第二磁通环44的第二环区段122上的凹口170c形成。另一安装凹槽174由第一环区段122上的凹口170b和第二环区段122上的凹口170a形成。安装凹槽174(在图9D中最佳地看到)允许形成定子相42的多个环区段122在灌封过程期间通过共同的固定装置相对于彼此对齐且相对于彼此固定。安装凹槽174将相对的环区段122相对于彼此并且基于另一环区段122的位置来固定,以便恰当地对齐环区段122,并且简化制造和组装过程。安装凹槽174可以在定子32的多个定子相42之间延伸,以便有利于定子32的每个定子相42的每个磁通环44的每个环区段122之间的对齐。
环区段122的翻转镜像构型提供了显著的优点。可以使用环区段122的单一基本构型来形成多个定子相42的多个磁通环44。可以使用基本构型的环区段122来形成单一定子相42中的任一磁通环44,从而简化制造过程并减少零部件数量。单一基本构型通过加速组装过程且需要更少的单独零部件来降低制造成本。
图11A是相对的环区段122a、122b的第一等距视图。图11B是相对的环区段122a、122b的第二等距视图。将一起讨论图11A和图11B。环区段122a被示出为处于第一取向,并且环区段122b被示出为处于第二取向。环区段122a、122b具有相同的基本构型,但是环区段122b已经关于其翻转轴线FA(图10A和图10B)翻转,使得环区段122b被定位为环区段122a的翻转镜像。环区段122a处于第一取向,并且环区段122b处于第二取向。
环区段122a处于第一取向,并且环区段122b处于翻转的第二取向,使得环区段122a的凸齿124与环区段122b的凸齿124轴向地未对齐。第一取向和第二取向相对于彼此翻转,并且第一轴向位置和第二轴向位置彼此周向偏移。除了环区段122a、122b之间的轴向未对齐的凸齿124之外,环区段122a、122b轴向地对齐。
如图11A中最佳看到的,环区段122a中的第一环区段的凸齿124沿第一周向方向CD1延伸,并且环区段122b中的第二环区段的凸齿124沿与第一周向方向相反的第二周向方向CD2延伸。如图11B中最佳地示出的,倾斜的凸齿124被构造成围绕公共轴线CA周向地交错布置(在图12中最佳地看到)。如此,环区段122a的凸齿124的远侧端部沿周向设置在环区段122b的凸齿124的远侧端部之间。应当理解,不同的磁通环44之间的凸齿124可以被认为是未对齐的,即使凸齿124的多个部分可以轴向地重叠。在所示的示例中,凸齿124的接近区段本体134的部分可以轴向地重叠。然而,在所示的示例中,径向面164在相对的环区段122之间没有轴向重叠(如图12中最佳地看到的)。交错布置有利于横跨定子相42的磁通回路的形成,从而提供用于驱动转子30的平滑的转矩分布。
凸齿124被形成为从区段本体134延伸的倾斜的突出部(在周向上倾斜)。倾斜的凸齿124有利于使用环区段122的基本构型来形成定子相42的第一磁通环或第二磁通环44。第二磁通环44的凸齿124相对于第一磁通环44的凸齿124是轴向地对齐的,但是是翻转的。这样的构型简化了制造,这是因为可以制作单一类型的环区段122以形成所有的环形的磁通环44,而仅仅翻转该环区段122就允许定子相42的每个磁通环44的凸齿124的环形阵列之间的突出部偏移。换句话说,凸齿124的扫掠轮廓当在多个定子相42a-42c之间需要对齐时(例如,磁通环44a、44c、44e的凸齿124轴向地对齐)允许相似的环区段122面向相同的方向,但是当在每个定子相42a-42c内不希望直接成镜像时(例如,磁通环44a、44c、44e的凸齿124与磁通环44b、44d、44f的凸齿124轴向地偏移)翻转。如此,第一磁通环44的凸齿124和第二磁通环44的凸齿124两者都可以由多个相似或一致的零部件形成。
虽然环区段122a的凸齿124与环区段122b的凸齿124偏移,但是环区段122a、122b在其他方面轴向地对齐。环区段122a、122b可以被认为以翻转镜像构型轴向地对齐。每个环区段122a、122b具有轴向侧部168a(也可以被称为面向侧部),该轴向侧部168a朝向轴向地设置在环区段122a、122b之间的线圈间隙定向,并且线圈46设置在该线圈间隙内。每个环区段122a、122b还具有轴向侧部168b(也可以被称为远离侧部),该轴向侧部168b远离环区段122a、122b之间的线圈间隙定向。线圈间隙因此被夹在环区段122a的轴向侧部168a与环区段122b的轴向侧部168a之间。轴向侧部168a朝向彼此定向,而轴向侧部168b远离彼此定向。
环区段122被形成为翻转镜像,使得如果两个环区段122(例如,相对的磁通环44a、44b的两个环区段122)沿相同的轴向方向定向,则环区段122将轴向地对齐。例如,如果环区段122a的轴向侧部168a面向第一轴向方向AD1,并且环区段122b的轴向侧部168a也面向第一轴向方向AD1,则环区段122a、122b将完全轴向地对齐。使环区段122a、122b中的一个环区段围绕径向的翻转轴线FA旋转到第二取向(例如,使得环区段122a处于第一取向,而环区段122b处于第二取向)使得环区段122a、122b以能够操作的方式对齐但轴向地未对齐。在这种构型中,环区段122a、122b中的一个环区段的轴向侧部168a面向第一轴向方向AD1,并且环区段122a、122b中的另一个环区段的轴向侧部168a面向相反的第二轴向方向AD2。第一环区段122的凸齿124以能够操作对齐的方式与第二环区段的凸齿124轴向地偏移,以有利于磁通形成。例如,在环区段122a、122b以能够操作的方式对齐的情况下,相对的环区段122a、122b的区段本体134轴向地对齐,返回件相接表面140轴向地对齐,返回件突出部138轴向地对齐,凹陷部144轴向地对齐;然而凸齿124在相对的环区段122a、122b之间轴向地偏移。
环区段122被构造成使得环区段122a的周向端部142a与环区段122b的周向端部142b轴向地对齐,并且环区段122a的周向端部142b与环区段122a的周向端部142a轴向地对齐。返回件相接表面140的面轴向地对齐,以有利于定子相42的两个环区段122a、122b并由此定子相42的两个磁通环44与轴向返回件48相接。
第一环区段122a的返回件面154和凸齿124的位置是第二环区段122b的返回件面154和凸齿124的位置的翻转镜像。与第一环区段122a相关联的位置是与第二环区段122b相关联的位置的翻转镜像,使得第一环区段122a的凸齿124相对于第一环区段122a的轴向侧部168a的位置与第二环区段122b的凸齿124相对于第二环区段122b的轴向侧部168b的位置相同。如此,如果环区段122b从其操作位置关于翻转轴线FA翻转,使得环区段122a的轴向侧部168a和环区段122b的轴向侧部168b被定向成面向彼此,则环区段122a的凸齿124将与环区段122b的凸齿124轴向地对齐。与第一环区段122a相关联的位置是与第二环区段122b相关联的位置的翻转镜像,使得环区段122a的返回件相接表面140的返回件面154相对于该第一环区段122a的轴向侧部168a的位置与第二环区段122b的返回件相接表面140的返回件面154相对于该第二环区段122b的两个轴向侧部168a、168b的位置相同。例如,如果环区段122b被定位成使得该环区段122b的轴向侧部168a面朝向或远离环区段122a的轴向侧部168a,则环区段122a的返回件面154将与环区段122b的返回件面154轴向地对齐。环区段122a、122b的返回件面154可以对齐,而不管凸齿124是对齐的还是未对齐的。
第一环区段122a的凸齿124被构造成与第二环区段122b的凸齿124磁通耦合,以通过互补的转子相54(例如,如果环区段122a、122b是定子相42a的一部分,则为转子相54a)的集中器160与永磁体158电磁地相互作用。环区段122a的凸齿124可以形成第一定子相42的第一磁通环44的凸齿124的环形阵列的一部分,而环区段122b的凸齿124可以形成第一定子相42的第二磁通环44的凸齿124的环形阵列的一部分。
环区段122的翻转镜像构型提供了显著的优点。可以使用环区段122的单一构型来形成定子相42的第一磁通环和第二磁通环44的每个弧形部分。环区段122的构型由此减少了零部件数量,简化了制造并且加速了组装过程。环区段122的构型提供了改进的效率和成本节约。环区段122的构型有利于对马达12的每个定子相42使用相同构型的定子相42。对每个定子相42具有相同的构型有利于横跨定子相42对齐凸齿124,从而允许未对齐的磁体相58。每个环区段122的构型由此有利于马达12的平滑的转矩分布和紧凑的构型。
图12是定子相42a的一部分的放大端视图。示出了定子相42的第一磁通环44a的相邻的环区段122之间的相接部。线圈46轴向地设置在磁通环44a与磁通环44b之间。如图所示,线圈46的第一部分轴向地设置在相对的磁通环44a、44b的环区段122的区段本体134之间,并且线圈46的第二部分轴向地设置在相对的磁通环44的凸齿124之间。线圈46从凸齿124的远侧端部凹陷。在所示的示例中,线圈46的内径向侧部与径向面164径向向外间隔开。线圈46可以与高台162径向地间隔开,使得每个高台162的与径向面164相反的径向侧部可以设置在线圈46与空气间隙60之间的径向位置处。
示出了磁通环44a的相邻的环区段122之间的周向间隙150。球管156被形成为周向间隙150的在周向上的扩大部。球管156由相对的轴向凹槽形成,该相对的轴向凹槽形成在限定周向间隙150的周向端部142a、142b上的凹陷部144。包括球管156的周向间隙150被构造成填充有灌封物。相邻的环区段122彼此不直接接触。相反,周向间隙150维持相邻的环区段122之间的物理分离。由周向间隙150提供的物理分离将相邻的环区段122电分离,从而减少热产生并防止涡流电流的形成。周向间隙150仅通过灌封物桥接,而没有通过相邻的环区段122之间的任何其他物理联接来桥接。
如图所示,磁通环44a的凹口170与磁通环44b的凹口170轴向地对齐。更具体地,第一磁通环44a上的环区段122的凹口170a与第二磁通环44b上的环区段122的凹口170b轴向地对齐;第一磁通环44a上的环区段122的凹口170b与第二磁通环44b上的环区段122的凹口170a轴向地对齐;并且第一磁通环44a上的环区段122的凹口170c与第二磁通环44b上的环区段122的凹口170c轴向地对齐(图9A中示出的凹口170c的对齐)。相对的磁通环44a、44b的环区段122的凹口170之间的轴向对齐有利于制造和组装的方便。在翻转镜像构型中,对齐的凹口170形成安装凹槽,该安装凹槽可以接合支座并且使相对的磁通环44a、44b相对于彼此轴向地对齐。与支座的接合在灌封程序期间可能是必要的,并且在凹口170处具有支座(从径向面164向后设置)将处于腐蚀或碎屑聚集风险的区域移动远离径向面164且远离空气间隙60,从而降低磨损或其他损坏的可能性,并提供更牢固的马达12的构型。凹口170和/或安装凹槽174可以形成延伸到灌封物的表面中的一个或多个凹陷部(例如,图13A和图13B中所示的边缘凹陷部176)。在所示的示例中,一个或多个凹陷部形成在灌封物的内径向侧部上(例如,在灌封物的第一边缘126中)。一个或多个凹陷部可以部分地或完全地没有灌封物。一个或多个凹陷部可以与凹口170共同定位和/或轴向地延伸,例如沿着安装凹槽174。如此,当径向面164完全嵌入在灌封物中时,层压件结构的一部分可以在从径向面164朝向轴向返回件48径向间隔开的位置处暴露于空气间隙60。凸齿124的形成凹口170的部分可以暴露于凹陷部内(例如,边缘凹陷部176内)的空气间隙60。
如图所示,相对的磁通环44a、44b的凸齿124相对于彼此轴向地未对齐。磁通环44a的凸齿124定位在相对的磁通环44b的沟槽之间的周向间隙内。磁通环44a的凸齿124被定位成使得高台162完全在相对的磁通环44b的沟槽136内,并且高台162不与磁通环44b的任何层压件结构轴向地重叠。磁通环44b的凸齿124被定位成类似于磁通环44a的凸齿124,使得磁通环44b的凸齿124的高台162完全在相对的磁通环44a的沟槽136内,并且不与磁通环44a的任何层压件结构轴向地重叠。在所示的示例中,高台162从线圈46径向向内设置,使得高台162不与线圈46或定子相42a的其他层压件结构轴向地重叠。径向面164由此定位在沟槽136之间的间隙中。将径向面164完全定位在沟槽136之间的间隙内有利于相对的磁通环44a、44b的凸齿124中的期望的凸齿之间的成磁通对。
图13A是环区段122的立面端视图,示出了内灌封物边缘126。图13B是图13A中细节B的放大图。将一起讨论图13A和图13B。在所示的示例中,环区段122被构造成使得每个凸齿124的远侧端部被灌封物层覆盖。如此,每个径向面164完全被灌封物覆盖并嵌入该灌封物内。由此,环区段122与转子30之间的空气间隙60在至少一侧上被灌封物限定。
灌封物的连续基体径向地延伸超过径向面164。第一边缘126径向地设置在径向面164的内侧,使得该第一边缘126而不是径向面164限定空气间隙60。横跨径向面164设置的灌封物的薄层不仅仅是在灌封过程期间恰好施加到凸齿124的远侧端部的涂层。相反,灌封物层形成灌封物的连续基体的使环区段122嵌入并限定空气间隙60的第一边缘126。该第一边缘126可以是圆筒形的,并且被构造成限定空气间隙60,使得任一凸齿124的径向面164都不暴露于该空气间隙60。限定空气间隙60的第一边缘126将径向面164与空气间隙60屏蔽开,从而防止与可能进入空气间隙60中的任何不期望的污染物(例如,灰尘、碎屑等)接触。第一边缘126是由灌封物形成的平滑边缘,其防止污染物在第一边缘126上积聚,从而防止空气间隙60在操作期间的不期望的变窄。
虽然每个径向面164的整体被灌封物覆盖,但是一些实施例包括环区段122的可以暴露在灌封物外部的部分。凹口170提供用于在灌封过程期间与环区段122直接接合的位置,但是在不与第一边缘126周向地对齐的位置处。直接接合环区段122在灌封过程期间提供了更好的控制,有利于形成较小的空气间隙60,这提高了马达12的操作效率。凹口突出部178凹陷在沟槽136内,使得该凹口突出部178与径向面164径向地间隔开。凹口170还从径向面164周向地偏移,从而进一步有利于将径向面164完全嵌入在灌封物内。
从第一边缘126和径向面164凹入凹口突出部178,可以在灌封物中形成边缘凹陷部176(例如,在安装凹槽174内)。例如,环区段122的限定凹口170的部分可以不被覆盖在灌封物中,并因此可以被暴露。边缘凹陷部176可以在第一边缘126中被形成在与凹口170径向地和/或轴向地对齐的位置处。边缘凹陷部176延伸到灌封物的连续基体中,使得由第一边缘126限定的圆筒可以在边缘凹陷部176处具有比在沿着第一边缘126的其他位置处略大的直径。边缘凹陷部176可以提供用于捕获碎屑或其他污染物的位置,以防止积聚在空气间隙60内。由此,凹口170可以通过防止污染物侵入和损坏而增加马达12的操作寿命。
如图13B所示,凹口突出部178从凸齿124的凸齿侧部166b周向地延伸。应当理解,在一些示例中,凹口突出部178可以从凸齿侧部166a延伸。凹口突出部178至少部分地限定形成在该凸齿124上的凹口170c。在所示的示例中,凹口突出部178在凸齿侧部166b与高台162之间的相接部处沿周向向外突出。凹口突出部178限定被构造成与支座相接以定位环区段122的支撑表面。在所示的示例中,每个凹口170a-170c是在其支撑凸齿124的至少一个周向侧部上敞开的敞开凹口。然而应当理解,凹口170可以以适于形成用于支撑环区段122(例如,在灌封期间)的相接部的任何期望的方式形成。
虽然在风扇系统的背景中讨论本公开的电动机器,但是应当理解,电动机器和控制可以被用在各种不同的背景和系统中,并且不限于所讨论的那些。所讨论的电动机器中的任何一个或多个电动机器可以单独地使用或与一个或多个附加电动机器一起使用,以从电信号输入提供机械输出以用于任何期望的目的。此外,虽然电动机器12通常作为电动马达来讨论,但是电动机器12可以具有任何期望的形式,例如发电机。
尽管已经参考(一个或多个)示例性实施例描述了本发明,但是本领域技术人员将理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可以进行各种不同的改变,并且可以用等同物替换其要素。此外,在不脱离本发明的实质范围的情况下,可以进行许多修改以使具体的情况或材料适应本发明的教导。因此,旨在本发明不限于所公开的(一个或多个)具体实施例,而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (179)

1.一种电动马达,包括:
转子,所述转子被构造成绕旋转轴线旋转以产生机械输出,所述转子包括转子本体和永磁体阵列;和
定子,所述定子相对于所述转子径向地间隔开并且围绕所述旋转轴线设置,所述定子包括:
定子相,所述定子相由第一对磁通环、轴向地设置在所述第一对磁通环之间的第一线圈、和在所述第一对磁通环之间延伸以电连接该第一对磁通环的呈环形阵列的轴向返回件形成;
其中,所述一对磁通环中的第一磁通环包括围绕所述转子轴线周向地设置的多个第一环区段,其中所述多个第一环区段中的每个第一环区段与所述多个第一环区段中的每个相邻的第一环区段周向地间隔开第一周向间隙,以在所述第一磁通环中形成多个第一周向间隙。
2.根据权利要求1所述的电动马达,其中,所述多个第一周向间隙中的每个第一周向间隙仅通过所述定子的灌封物桥接。
3.根据权利要求2所述的电动马达,其中,所述多个第一环区段中的每个第一环区段悬置在所述灌封物中,使得所述多个第一环区段未与金属结构直接连接。
4.根据权利要求1所述的电动马达,其中,所述多个第一环区段中的每个第一环区段包括第一平滑成型的周向面和第二平滑成型的周向面。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电动马达,其中,所述多个第一环区段未直接连接到公共金属联接件。
6.根据任一前述权利要求所述的电动马达,其中,所述多个第一环区段中的每个第一环区段与形成所述第一磁通环的所述多个第一环区段中的所有其他第一环区段电隔离。
7.根据任一前述权利要求所述的电动马达,其中,所述多个第一环区段中的每个第一环区段至少部分地嵌入填充所述多个第一周向间隙的灌封物中。
8.根据权利要求7所述的电动马达,其中,所述多个第一环区段中的相邻的第一环区段之间的所述多个第一周向间隙中的每个第一周向间隙在所述多个第一环区段中的相邻的第一环区段之间的分离距离方面是变化的。
9.根据权利要求8所述的电动马达,其中,填充所述多个第一周向间隙的所述灌封物在所述多个第一周向间隙中的位于所述多个第一环区段中的相邻的第一环区段的第一区段对之间的第一个第一周向间隙中形成至少一个扩大部,并且其中所述至少一个扩大部具有比所述多个第一周向间隙中的所述第一个第一周向间隙的平均周向宽度大的第一周向宽度。
10.根据任一前述权利要求所述的电动马达,其中,所述多个第一环区段中的每个第一环区段被相同地构造。
11.根据任一前述权利要求所述的电动马达,其中,所述一对磁通环中的第二磁通环包括围绕所述转子轴线周向地设置的多个第二环区段,其中所述多个第二环区段中的每个第二环区段与所述多个第二环区段中的每个相邻的第二环区段周向地间隔开第二周向间隙,以在所述第二磁通环中形成多个第二周向间隙。
12.根据权利要求11所述的电动马达,其中,所述轴向返回件的环形阵列中的第一子集的轴向返回件在所述第一磁通环的第一环区段与所述第二磁通环的第二环区段之间延伸并且电连接所述第一磁通环的所述第一环区段与所述第二磁通环的所述第二环区段。
13.根据权利要求12所述的电动马达,其中,所述第一环区段包括第一相接表面,并且所述第二环区段包括第二相接表面,所述第一相接表面与所述第二相接表面轴向地对齐,并且其中所述第一子集的轴向返回件中的每个轴向返回件在所述第一相接表面与所述第二相接表面之间延伸并且接触所述第一相接表面和所述第二相接表面。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的电动马达,其中:
所述第一环区段包括第一区段本体和呈第一弧形阵列的第一凸齿;以及
所述第二环区段包括第二区段本体和呈第二弧形阵列的第二凸齿。
15.根据权利要求14所述的电动马达,其中,所述第一凸齿沿第一周向方向倾斜。
16.根据权利要求15所述的电动马达,其中,所述第二凸齿沿与所述第一周向方向相反的第二周向方向倾斜。
17.根据权利要求16所述的电动马达,其中,所述第一凸齿中的每个第一凸齿通过使第一侧部表面相对于第二侧部表面倾斜以使得所述第一侧部表面相对于所述第二侧部表面具有更大的表面区域而具有扫掠轮廓,并且其中所述第一侧部表面设置在所述第一凸齿的第一周向侧部上,并且所述第二侧部表面设置在所述第一凸齿的第二周向侧部上。
18.根据权利要求16所述的电动马达,其中:
所述第一环区段相对于所述第二环区段被定向成使得所述第一凸齿与位于所述第二凸齿之间的第二沟槽轴向地对齐;并且
所述第二凸齿与位于所述第一凸齿之间的第一沟槽轴向地对齐。
19.根据权利要求11-18中任一项所述的电动马达,其中,所述第一环区段是所述第二环区段的翻转镜像。
20.根据权利要求11-18中任一项所述的电动马达,其中,所述第一环区段具有基本构型,所述第二环区段具有所述基本构型,并且所述第二磁通环由围绕径向轴线翻转以处于与所述基本构型不同的第二构型的所述第二环区段形成。
21.一种电动马达,包括:
转子,所述转子被构造成绕旋转轴线旋转;和
定子,所述定子相对于所述转子径向地间隔开并且围绕所述旋转轴线设置,所述定子包括多个定子相,其中所述多个定子相中的第一定子相包括:
具有呈环形阵列的第一凸齿的第一磁通环,具有呈环形阵列的第二凸齿的第二磁通环;
轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间的第一线圈;和
在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间延伸以电连接所述第一磁通环与所述第二磁通环的呈第一环形阵列的轴向返回件;
其中,所述第一凸齿从所述第二凸齿轴向地偏移;
其中,所述第一磁通环由多个第一环区段形成,每个第一环区段包括呈弧形阵列的第一凸齿;并且
其中,所述第二磁通环由多个第二环区段形成,每个第二环区段包括呈弧形阵列的第二凸齿。
22.根据权利要求21所述的电动马达,其中,所述第一凸齿相对于所述第一环区段的区段本体沿第一周向方向延伸,并且其中所述第二凸齿相对于所述第二环区段的区段本体沿第二周向方向延伸。
23.根据权利要求22所述的电动马达,其中,所述第一环区段的区段本体与所述第二环区段的区段本体轴向地对齐。
24.根据权利要求21-23中任一项所述的电动马达,其中,多个第一周向间隙设置在所述多个第一环区段中的第一环区段之间。
25.根据权利要求24所述的电动马达,其中,多个第二周向间隙设置在所述多个第二环区段中的第二环区段之间,并且其中所述第一周向间隙与所述第二周向间隙轴向地对齐。
26.根据权利要求24和25中任一项所述的电动马达,其中,所述第一周向间隙仅通过灌封物被桥接,所述第二周向间隙仅通过所述灌封物被桥接。
27.根据权利要求26所述的电动马达,其中,所述灌封物在位于所述定子与所述转子之间的空气间隙与设置在所述第一定子相的与所述转子相反的相反侧的外边缘之间形成连续基体。
28.根据权利要求27所述的电动马达,其中,所述相反侧是所述第一定子相的径向外侧。
29.根据权利要求27所述的电动马达,其中,所述灌封物的所述外边缘的至少一部分与所述定子的定子外壳的内壁相接。
30.根据权利要求24-29中任一项所述的电动马达,其中,所述多个第一周向间隙中的至少一个周向间隙被设置成使得:从所述至少一个周向间隙的内径向端部穿过所述至少一个周向间隙到所述至少一个周向间隙的外径向端部的平分线仅延伸穿过所述至少一个周向间隙内的灌封物。
31.根据权利要求30所述的电动马达,其中,所述平分线是来自所述旋转轴线的径向线。
32.根据权利要求24-31中任一项所述的电动马达,其中,所述多个第一环区段中的每个第一环区段包括:
第一区段本体,所述第一区段本体在第一周向端部与第二周向端部之间延伸,并且具有第一径向侧部、第二径向侧部、第一轴向面和第二轴向面;
所述呈弧形阵列的第一凸齿,所述第一凸齿从所述第一区段本体的所述第一径向侧部朝向所述转子延伸;
外相接表面,所述外相接表面设置在所述第一区段本体的所述第二径向侧部上,所述外相接表面被构造成与所述呈第一环形阵列的轴向返回件中的至少一个轴向返回件相接;
其中,所述呈弧形阵列的第一凸齿中的第一凸齿朝向所述第一周向端部周向地延伸。
33.根据权利要求32所述的电动马达,其中,每个第二环区段是关于翻转轴线翻转的第一环区段。
34.根据权利要求33所述的电动马达,其中,所述第二环区段被构造成使得每个第二环区段的所述第二面朝向所述第一线圈定向,并且其中所述第一环区段被构造成使得每个第一环区段的所述第二轴向面朝向所述第一线圈定向。
35.根据权利要求32-34中任一项所述的电动马达,其中,所述外相接表面是多面的,以与所述呈第一环形阵列的轴向返回件中的多个第一轴向返回件相接。
36.根据权利要求32-35中任一项所述的电动马达,其中,每个第一周向间隙形成在所述多个第一环区段中的相邻的第一环区段的第一周向端部与第二周向端部之间。
37.根据权利要求36所述的电动马达,其中,所述第一周向端部和所述第二周向端部中的至少一个周向端部包括形成在该周向端部中的凹陷部,所述凹陷部被构造成填充有所述灌封物。
38.一种电动马达的定子区段,所述定子区段包括:
围绕一轴线弧形地延伸的区段本体;
第一周向端部和第二周向端部;
第一径向侧部和第二径向侧部;
第一轴向面和第二轴向面;
从所述区段本体的所述第一径向侧部延伸的多个凸齿;和
设置在所述第一区段本体的所述第二径向侧部上的外相接表面,所述外相接表面是多面的,使得多个返回件面形成在所述外相接表面上;
其中,所述多个凸齿中的每个凸齿包括第一侧部表面,所述第一侧部表面延伸到远侧端部并且相对于延伸到所述远侧端部的第二侧部表面倾斜,使得所述多个凸齿中的每个凸齿从所述区段本体周向地延伸。
39.根据权利要求38所述的定子区段,其中,对于每个凸齿:
所述第一侧部表面延伸到形成在所述远侧端部处的高台;
所述第二侧部表面延伸到所述高台;
所述高台具有径向面,所述径向面设置在所述高台的远离所述区段本体定向的径向端部处。
40.根据权利要求39所述的定子区段,其中,所述高台具有与从所述轴线延伸的径向线正交的矩形横截面。
41.根据权利要求38所述的定子区段,其中,第一返回件突出部从所述第二径向侧部径向地延伸,第二返回件突出部从所述第二径向侧部径向地延伸,并且所述外相接表面周向地设置在所述第一返回件突出部与所述第二返回件突出部之间。
42.根据权利要求38所述的定子区段,其中,所述第一周向端部包括延伸到该第一周向端部中的至少一个第一凹陷部。
43.根据权利要求42所述的定子区段,其中,所述第二周向端部包括延伸到该第二周向端部中的至少一个第二凹陷部,所述至少一个第一凹陷部和所述至少一个第二凹陷部相对于所述轴线设置在共同的弧上。
44.根据权利要求42和43中任一项所述的定子区段,其中,所述至少一个第一凹陷部是在所述第一轴向面与所述第二轴向面之间延伸的凹槽。
45.一种电动马达的磁通环,所述磁通环包括:
围绕轴线设置的多个第一定子区段,其中所述多个第一定子区段中的每个第一定子区段是权利要求38-44中任一项所述的定子区段;
其中,所述多个第一定子区段中的相邻的第一定子区段不直接接触。
46.根据权利要求45所述的磁通环,其中,在相邻的所述第一定子区段之间形成有周向间隙。
47.一种电动马达的定子相,所述定子相包括:
绕轴线设置的第一磁通环,其中所述第一磁通环是权利要求45和46中任一项所述的磁通环;
绕所述轴线设置的第二磁通环,其中所述第二磁通环是权利要求45和46中任一项所述的磁通环;
轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间的线圈;和
在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间延伸的多个轴向返回件;
其中,所述第一磁通环的所述多个第一定子区段被定向成使得所述第一磁通环的所述多个凸齿沿第一周向方向倾斜;并且
其中,所述第二磁通环的所述多个第二定子区段被定向成使得所述第二磁通环的所述多个凸齿沿与所述第一周向方向相反的第二周向方向倾斜。
48.根据权利要求47所述的定子相,其中,所述第一磁通环的多个凸齿与所述第二磁通环的多个凸齿是轴向未对齐的。
49.根据权利要求47和48中任一项所述的定子相,其中,所述多个第二定子区段中的每个定子区段相对于所述多个第一定子区段中的每个定子区段关于翻转轴线是翻转的,使得所述多个第一定子区段中的每个定子区段的第一轴向侧部朝向所述线圈定向,并且所述多个第二定子区段中的每个定子区段的第一轴向侧部朝向所述线圈定向。
50.一种电动马达的定子,包括:
绕轴线同轴地设置的第一定子相、第二定子相和第三定子相;
其中,所述第一定子相、所述第二定子相和所述第三定子相中的每个定子相由权利要求45-47中任一项所述的定子相形成;
其中,所述第一定子相和所述第二定子相轴向地对齐,使得所述第一定子相的第一磁通环的所述多个凸齿与所述第二定子相的第一磁通环的所述多个凸齿轴向地对齐,并且使得所述第一定子相的第二磁通环的所述多个凸齿与所述第二定子相的第二磁通环的所述多个凸齿轴向地对齐。
51.根据权利要求50所述的定子,其中,所述第一定子相和所述第三定子相轴向地对齐,使得所述第一定子相的第一磁通环的所述多个凸齿与所述第三定子相的第一磁通环的所述多个凸齿轴向地对齐,并且使得所述第一定子相的第二磁通环的所述多个凸齿与所述第三定子相的第二磁通环的所述多个凸齿轴向地对齐。
52.一种电动马达的定子相,所述定子相包括:
多个第一定子区段,所述多个第一定子区段围绕马达轴线设置并且形成第一磁通环,所述多个第一定子区段具有从所述多个第一定子区段径向地延伸的多个第一凸齿;
多个第二定子区段,所述多个第二定子区段围绕马达轴线设置并且形成第二磁通环,所述多个第二定子区段具有从所述多个第二定子区段径向地延伸的多个第二凸齿;
线圈,所述线圈轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间;和
多个轴向返回件,所述多个轴向返回件在所述第一磁通环的每个第一定子区段与所述第二磁通环的每个第二定子区段之间轴向地延伸;
其中,所述多个第一定子区段中的每个第一定子区段具有基本构型,并且被构造成沿第一取向和第二取向中的一个取向定向,所述第一取向和所述第二取向限定所述多个第一凸齿中的每个第一凸齿的径向位置和周向位置以及每个第一定子区段的第一相接表面,所述第一相接表面被构造成与所述多个轴向返回件相接;
其中,所述第二取向相对于所述第一取向关于径向轴线是翻转的;
其中,所述多个第二定子区段中的每个第二定子区段具有所述基本构型;并且
其中,所述多个第一定子区段中的每个第一定子区段处于所述第一取向以形成所述第一磁通环,并且所述多个第二定子区段中的每个第二定子区段处于所述第二取向以形成所述第二磁通环。
53.一种电动马达,包括:
转子,所述转子被构造成绕马达轴线旋转;和
定子,所述定子绕所述马达轴线设置,并且与所述转子径向地间隔开一空气间隙,所述定子包括:
第一定子相,所述第一定子相具有呈第一环形阵列的凸齿和呈第二环形阵列的凸齿;和
第二定子相,所述第二定子相具有呈第三环形阵列的凸齿和呈第四环形阵列的凸齿;
其中,呈第一环形阵列的凸齿与呈第三环形阵列的凸齿轴向地对齐。
54.根据权利要求53所述的电动马达,其中:
所述第一定子相包括轴向地设置在第一磁通环与第二磁通环之间的第一线圈,并且所述第一定子相包括在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间延伸以电连接所述第一磁通环与所述第二磁通环的呈第一环形阵列的轴向返回件;
呈第一环形阵列的凸齿形成在所述第一磁通环上;
呈第二环形阵列的凸齿形成在所述第二磁通环上;并且
呈第一环形阵列的轴向返回件与所述第一磁通环、所述第二磁通环和所述第一线圈中的每一个均径向地重叠。
55.根据权利要求54所述的电动马达,其中:
所述第二定子相包括轴向地设置在第三磁通环与第四磁通环之间的第二线圈,并且所述第二定子相包括在所述第三磁通环与所述第四磁通环之间延伸以电连接所述第三磁通环与所述第四磁通环的呈第二环形阵列的轴向返回件;
呈第三环形阵列的凸齿形成在所述第三磁通环上;
呈第四环形阵列的凸齿形成在所述第四磁通环上;并且
呈第一环形阵列的轴向返回件与呈第二环形阵列的轴向返回件轴向地对齐。
56.根据权利要求53所述的电动马达,其中,呈第一环形阵列的凸齿与呈第二环形阵列的凸齿是轴向未对齐的。
57.根据权利要求56所述的电动马达,其中,呈第三环形阵列的凸齿与呈第四环形阵列的凸齿是轴向未对齐的。
58.根据权利要求53所述的电动马达,其中,呈第一环形阵列的凸齿中的每个凸齿倾斜以沿第一周向方向延伸,并且其中,呈第二环形阵列的凸齿中的每个凸齿倾斜以沿与所述第一周向方向相反的第二周向方向延伸。
59.根据权利要求53所述的电动马达,其中:
呈第一环形阵列的凸齿中的每个凸齿包括朝向所述转子定向的第一径向面;
呈第二环形阵列的凸齿中的每个凸齿包括朝向所述转子定向的第二径向面;
呈第三环形阵列的凸齿中的每个凸齿包括朝向所述转子定向的第三径向面;
呈第四环形阵列的凸齿中的每个凸齿包括朝向所述转子定向的第四径向面。
60.根据权利要求59所述的电动马达,其中,每个第一径向面与位于所述第二径向面中的相邻的第二径向面之间的沟槽轴向地对齐,使得每个第一径向面的整个周向宽度定位于所述第二径向面中的所述相邻的第二径向面之间。
61.根据权利要求59和60中任一项所述的电动马达,其中,所述第一径向面与所述第三径向面轴向地对齐。
62.根据权利要求53-61中任一项所述的电动马达,其中:
所述转子包括:
第一转子相,所述第一转子相具有第一毂和由所述第一毂支撑的第一磁体相;和
第二转子相,所述第二转子相具有第二毂和由所述第二毂支撑的第二磁体相;
其中,所述第一转子相与所述第一定子相径向地对齐,并且所述第二转子相与所述第二定子相径向地对齐。
63.根据权利要求62所述的电动马达,其中,所述第一磁体相包括呈阵列的穿插布置的第一集中器和第一磁体。
64.根据权利要求63所述的电动马达,其中,所述第二磁体相包括呈阵列的穿插布置的第二集中器和第二磁体,并且其中所述第二磁体与所述第一磁体是轴向未对齐的。
65.根据权利要求62所述的电动马达,其中:
所述第一磁体相包括第一磁体;
所述第二磁体相包括第二磁体;并且
所述第一磁体与所述第二磁体是轴向未对齐的。
66.根据权利要求65所述的电动马达,其中:
所述转子的第三转子相的第三磁体相包括第三磁体;
所述第三磁体与所述第一磁体是轴向未对齐的;并且
所述第三磁体与所述第二磁体是轴向未对齐的。
67.根据权利要求62-66中任一项所述的电动马达,还包括:
驱动轴,所述驱动轴连接到所述转子以由所述转子旋转,其中所述驱动轴被固定到所述第一毂,并且所述驱动轴被固定到所述第二毂。
68.根据权利要求53-67中任一项所述的电动马达,其中,所述转子设置在所述定子内以在所述定子内旋转。
69.一种电动马达,包括:
转子,所述转子被构造成绕马达轴线旋转,其中所述转子包括多个转子相,在所述多个转子相中,每个转子相的磁体相对于所述多个转子相中的所有其他转子相的磁体围绕所述马达轴线周向地偏移;和
定子,所述定子绕所述马达轴线设置并且与所述转子径向地间隔开一空气间隙,其中所述定子包括多个定子相,在所述多个定子相中,所述多个定子相中的每个定子相的凸齿与所述多个定子相中的所有其他定子相的凸齿对齐。
70.根据权利要求69所述的电动马达,其中,所述多个定子相中的第一定子相的每个凸齿与所述多个定子相中的第二定子相的至少一个其他凸齿轴向地对齐。
71.根据权利要求69和70中任一项所述的电动马达,其中,所述多个转子相中的每个转子相的每个磁体未与所述多个转子相中的任何其他转子相的任何磁体轴向地对齐。
72.根据权利要求69-71中任一项所述的电动马达,其中,所述多个转子相的每个磁体与所述多个定子相中的仅一个定子相径向地重叠。
73.一种用于电动马达的定子,所述定子包括:
围绕一轴线环形地设置的第一定子相,所述第一定子相包括:
第一磁通环,所述第一磁通环具有以环形阵列设置的多个第一凸齿;
第二磁通环,所述第二磁通环具有以环形阵列设置的多个第二凸齿;和
第一线圈,所述第一线圈轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间,并且围绕所述轴线环形地延伸;以及
围绕所述轴线环形地设置的第二定子相,所述第二定子相包括:
第三磁通环,所述第三磁通环具有以环形阵列设置的多个第三凸齿;
第四磁通环,所述第四磁通环具有以环形阵列设置的多个第四凸齿;和
第二线圈,所述第二线圈轴向地设置在所述第一第三环与所述第四磁通环之间,并且围绕所述轴线环形地延伸;
其中,所述第一凸齿与所述第三凸齿轴向地对齐;并且
其中,所述第二凸齿与所述第四凸齿轴向地对齐。
74.根据权利要求73所述的定子,其中,所述第一磁通环包括围绕所述轴线延伸的多个弧形的定子区段,其中所述多个弧形的定子区段中的每个定子区段未接触所述多个弧形的定子区段中的另一定子区段。
75.根据权利要求73所述的定子,其中,所述第一凸齿与所述第二凸齿是轴向未对齐的。
76.一种电动马达,包括:
转子,所述转子被构造成绕马达轴线旋转,其中所述转子包括:
第一转子相,所述第一转子相具有第一毂和由所述第一毂支撑的第一磁体相;和
第二转子相,所述第二转子相具有第二毂和由所述第二毂支撑的第二磁体相;
其中,所述第一磁体相从所述第二磁体相周向地偏移;和定子,所述定子绕所述马达轴线设置,并且与所述转子径向地间隔开一空气间隙。
77.根据权利要求76所述的电动马达,其中,所述定子还包括:
多个定子相,其中所述多个定子相中的每个定子相包括呈第一环形阵列的凸齿和呈第二环形阵列的凸齿;
其中,所述多个定子相中的每个定子相的呈第一环形阵列的凸齿在所述多个定子相之间轴向地对齐;并且
其中,所述多个定子相中的每个定子相的呈第一环形阵列的凸齿与所述多个定子相中的每个定子相的所述第二环形阵列是轴向未对齐的。
78.一种用于电动马达的定子相,所述定子相包括:
第一磁通环,所述第一磁通环具有围绕一轴线以第一环形阵列设置的多个第一凸齿;
第二磁通环,所述第二磁通环具有围绕所述轴线以第二环形阵列设置的多个第二凸齿;
第一线圈,所述第一线圈轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间,并且围绕所述轴线环形地延伸;
轴向返回件,所述轴向返回件在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间延伸,其中由多个轴向返回件形成的返回件阵列围绕马达轴线延伸;
其中,所述第一磁通环由第一层压件叠置件形成,所述第二磁通环由第二层压件叠置件形成,并且所述轴向返回件由第三层压件叠置件形成;
其中,所述定子相包括第一层压件边界和第二层压件边界;并且
其中,所述第二层压件边界至少部分地由所述轴向返回件限定。
79.根据权利要求78所述的定子相,其中,所述第一层压件叠置件被径向地定向使得与所述轴线平行的线穿过形成所述第一层压件叠置件的每个层压片,所述第二层压件叠置件被径向地定向,并且所述第三层压件叠置件被轴向地定向。
80.根据权利要求78所述的定子相,其中,在所述多个轴向返回件的与所述第一凸齿相反的相反侧上,所述第一磁通环不具有与所述多个轴向返回件中的任一轴向返回件径向地对齐的层压件结构。
81.根据权利要求80所述的定子相,其中,在所述多个轴向返回件的与所述第二凸齿相反的相反侧上,所述第二磁通环不具有与所述多个轴向返回件中的任一轴向返回件径向地对齐的层压件结构。
82.根据权利要求78所述的定子相,其中,所述第一层压件叠置件的一部分设置在所述多个轴向返回件中的第一对相邻的轴向返回件之间的第一导线间隙中。
83.根据权利要求82所述的定子相,其中,所述第二层压件叠置件的一部分设置在所述第一导线间隙中。
84.根据权利要求78-83中任一项所述的定子相,其中,所述第二层压件边界是由以所述轴线为中心并且被设置成与所述多个轴向返回件中的至少一个轴向返回件的外径向表面相切的圆形成的规则的边界。
85.根据权利要求78-83中任一项所述的定子相,其中,所述第二层压件边界是在所述第一磁通环的轴向位置和所述第二磁通环的轴向位置中的一个轴向位置处取得的不规则的边界。
86.根据权利要求85所述的定子相,其中,所述第二层压件边界沿着所述定子相的由轴向地定向的层压件所形成的第一部分延伸、并且沿着所述定子相的由径向地定向的层压件所形成的第二部分周向地延伸。
87.根据权利要求78-86中任一项所述的定子相,其中,所述多个轴向返回件设置在所述第一磁通环的径向外侧部上并且设置在所述第二磁通环的径向外侧部上。
88.根据权利要求78-87中任一项所述的定子相,其中,所述第一磁通环包括多个第一弧形环区段,所述第二磁通环包括多个第二弧形环区段,并且所述多个轴向返回件相对于所述多个第一弧形环区段和所述多个第二弧形环区段径向向外地设置。
89.一种用于电动马达的定子,所述定子包括:
设置在定子外壳中的第一定子相,其中所述第一定子相是权利要求78-88中任一项所述的定子相;和
设置在所述定子外壳中并且与所述第一定子相轴向地对齐的第二定子相,其中所述第二定子相是权利要求78-88中任一项所述的定子相;
其中,所述第一定子相的所述多个轴向返回件形成所述第一定子相的最靠近所述定子外壳的内壁的层压件部分。
90.根据权利要求89所述的定子,其中:
所述第一定子相和所述第二定子相嵌入灌封物中;
所述第一定子相的所述多个轴向返回件被设置成使得:从所述轴线延伸并且穿过所述第一定子相的所述第一磁通环且穿过所述第一定子相的所述多个轴向返回件中的第一轴向返回件延伸的径向线仅穿过所述第一轴向返回件与所述定子外壳之间的灌封物。
91.根据权利要求90所述的定子,其中,所述径向线在穿过所述第一轴向返回件之后未穿过与所述多个第一凸齿电连接的任何金属部件。
92.一种用于电动马达的定子,所述定子包括:
定子外壳;
第一定子相,所述第一定子相设置在所述定子外壳内并且围绕一轴线环形地设置,所述第一定子相包括:
第一磁通环;
第二磁通环;
第一线圈,所述第一线圈轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间,并且围绕所述轴线环形地延伸;和
多个第一轴向返回件,所述多个第一轴向返回件围绕所述轴线排列,并且在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间延伸;以及
第二定子相,所述第二定子相设置在所述定子外壳内并且围绕所述轴线环形地设置,所述第二定子相包括:
第三磁通环;
第四磁通环;
第二线圈,所述第二线圈轴向地设置在所述第三磁通环与所述第四磁通环之间,并且围绕所述轴线环形地延伸;和
多个第二轴向返回件,所述多个第二轴向返回件围绕所述轴线排列,并且在所述第三磁通环与所述第四磁通环之间延伸;
其中,所述多个第一轴向返回件形成所述第一定子相的径向上最远的层压件结构。
93.根据权利要求92所述的定子,其中,所述多个第二轴向返回件形成所述第二定子相的径向上最远的层压件结构。
94.根据权利要求92和93中任一项所述的定子,其中,所述多个第一轴向返回件与所述多个第二轴向返回件轴向地对齐。
95.根据权利要求92所述的定子,其中:
所述第一磁通环包括以环形阵列设置的多个第一凸齿;
所述第二磁通环包括以环形阵列设置的多个第二凸齿;并且
所述多个第一轴向返回件的至少一部分设置在所述多个第一凸齿的径向外侧,并且所述多个第一轴向返回件设置在所述多个第二凸齿的径向外侧。
96.根据权利要求95所述的定子,其中,所述多个第一轴向返回件的至少一部分设置在与所述多个第一凸齿电连接的所有金属层压部件的径向外侧。
97.根据权利要求92-96中任一项所述的定子,其中,所述多个第一轴向返回件设置在所述第一定子相的径向外侧部上,并且其中所述多个第二轴向返回件设置在所述第二定子相的径向外侧部上。
98.一种电动马达,包括:
转子,所述转子被构造成绕马达轴线旋转以产生机械输出,所述转子包括转子本体和永磁体阵列;和
定子,所述定子相对于所述转子径向地间隔开,并且围绕所述马达轴线设置,所述定子包括:
第一定子相,所述第一定子相由第一磁通环、第二磁通环、轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间的第一线圈、和在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间延伸以电连接所述第一磁通环与所述第二磁通环的呈第一环形阵列的轴向返回件形成;
其中,灌封物在第一径向化合物边缘与第二径向化合物边缘之间径向地延伸;
其中,所述第二径向化合物边缘在所述第一磁通环的一轴向位置处直接设置在所述呈第一环形阵列的轴向返回件与所述定子的定子外壳的内壁之间。
99.根据权利要求98所述的电动马达,其中,所述第一径向化合物边缘径向地设置在形成所述第一磁通环的第一层压件叠置件与所述永磁体阵列之间。
100.根据权利要求98和99中任一项所述的电动马达,其中,呈第一环形阵列的轴向返回件形成所述第一定子相的径向上最靠近所述第二径向边缘的部分。
101.根据权利要求98和99中任一项所述的电动马达,其中,呈第一环形阵列的轴向返回件形成所述第一定子相的最外的层压件部分。
102.根据权利要求98-101中任一项所述的电动马达,其中,所述第一径向边缘是径向内边缘,使得所述永磁体阵列径向地设置在所述第一定子相与所述马达轴线之间。
103.根据权利要求98-102中任一项所述的电动马达,其中,呈第一环形阵列的轴向返回件形成所述第一定子相的相对于所述公共轴线的最外的层压件结构。
104.一种电动马达,包括:
转子,所述转子被构造成绕马达轴线旋转以产生机械输出,所述转子包括转子本体和永磁体阵列;和
定子,所述定子相对于所述转子径向地间隔开,并且围绕所述马达轴线设置,所述定子包括:
第一定子相,所述第一定子相由第一磁通环、第二磁通环、轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间的第一线圈、和在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间延伸以电连接所述第一磁通环与所述第二磁通环的呈第一环形阵列的轴向返回件形成;
其中,所述定子具有面向所述转子的第一径向侧部和背向所述转子的第二径向侧部;
其中,所述第二径向侧部的在与所述第一磁通环相关联的第一轴向位置处的径向上最远的层压件结构是通过使第一层压件区域和第二层压件区域交替而形成的,其中所述第一层压件区域由轴向定向的层压件形成,并且所述第二层压件区域由径向定向的层压件形成。
105.根据权利要求104所述的电动马达,其中,所述第一层压件区域由所述呈第一环形阵列的轴向返回件形成。
106.根据权利要求105所述的电动马达,其中,每个第一层压件区域由所述呈第一环形阵列的轴向返回件中的多个轴向返回件形成。
107.根据权利要求104-106中任一项所述的电动马达,其中,所述第一层压件区域具有比所述第二层压件区域大的周向宽度。
108.根据权利要求104-107中任一项所述的电动马达,其中,所述第一磁通环由围绕所述马达轴线设置的多个环区段形成,并且其中每个第二层压件区域由所述多个环区段中的一对环区段形成。
109.根据权利要求108所述的电动马达,其中,所述多个环区段中的每个环区段与所述多个环区段中的相邻的环区段间隔开一周向间隙。
110.根据权利要求104-109中任一项所述的电动马达,其中,所述第二径向侧部是所述定子的径向外侧部。
111.一种用于电动马达的定子相,所述定子相包括:
围绕马达轴线设置的第一磁通环;
与所述第一磁通环轴向地间隔开的第二磁通环;
轴向地设置在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间的线圈;和
在所述第一磁通环与所述第二磁通环之间延伸的多个轴向返回件;
其中,所述多个轴向返回件中的每个轴向返回件与所述第一磁通环的第一外表面和所述第二磁通环的第二外表面相接;并且
其中,所述多个轴向返回件限定所述定子相的径向边缘。
112.根据权利要求111所述的定子相,其中,所述径向边缘是所述定子相的径向最外边缘。
113.一种电动马达,包括:
转子,所述转子被构造成围绕马达轴线旋转;和
定子,所述定子包括至少一个定子相,其中在所述转子与所述定子之间设置一空气间隙,其中所述至少一个定子相包括:
多个第一凸齿,所述多个第一凸齿围绕所述马达轴线周向地排列;
多个第二凸齿,所述多个第二凸齿围绕所述马达轴线周向地排列;
线圈,所述线圈与所述马达轴线同轴,并且轴向地位于所述多个第一凸齿与所述多个第二凸齿之间;和
灌封物,所述灌封物将所述多个第一凸齿、所述多个第二凸齿和所述线圈嵌入在灌封物的连续基体中;
其中,所述灌封物在第一径向边缘与第二径向边缘之间径向地延伸,并且其中,所述第一径向边缘在径向位置处直接地设置在所述第一凸齿与所述转子之间。
114.根据权利要求113所述的电动马达,其中,所述至少一个定子相设置在定子外壳中,并且其中,所述第二径向边缘的至少一部分形成在所述灌封物与所述定子外壳之间的相接部处。
115.根据权利要求113所述的电动马达,其中,所述多个第一凸齿中的每个凸齿包括第一远侧端部,所述第一远侧端部具有朝向所述转子定向的第一径向面,其中所述第一径向面嵌入在所述连续基体中。
116.根据权利要求115所述的电动马达,其中,所述多个第二凸齿中的每个凸齿包括第二远侧端部,所述第二远侧端部具有朝向所述转子定向的第二径向面,其中所述第二径向面嵌入在所述连续基体中。
117.根据权利要求113、115和116中任一项所述的电动马达,其中,灌封物的所述连续基体包括从所述第二径向边缘延伸的突出部。
118.根据权利要求117所述的电动马达,其中,所述径向突出部延伸到形成在所述定子的定子外壳的壁中的外壳间隙中。
119.根据权利要求118所述的电动马达,其中,所述灌封物延伸到接线盒中,所述接线盒从所述定子外壳延伸通过所述外壳间隙。
120.根据权利要求119所述的电动马达,其中,多个径向脊部设置在所述外壳间隙的相对的周向侧部上,以防止所述接线盒内的灌封物的溢流。
121.根据权利要求119和120中任一项所述的电动马达,其中:
所述接线盒被部分地填充有所述灌封物,所述灌封物以灌封物的所述连续基体从所述第一径向边缘延伸到所述第二径向边缘;
多根导线穿过所述灌封物而从所述定子内部延伸穿过所述外壳间隙到所述接线盒内;并且
所述多根导线连接到所述第一线圈以向所述第一线圈提供电力。
122.根据权利要求113-121中任一项所述的电动马达,其中,所述至少一个定子相包括多个轴向返回件,所述多个轴向返回件在具有所述多个第一凸齿的第一磁通环与具有所述多个第二凸齿的第二磁通环之间延伸并且电连接所述第一磁通环和所述第二磁通环,并且其中,所述多个轴向返回件中的每个轴向返回件嵌入在灌封物的所述连续基体内。
123.根据权利要求122所述的电动马达,其中,所述第一磁通环包括形成在所述多个第一凸齿中的至少一个凸齿上的凹口,其中所述凹口从所述至少一个凸齿的径向面凹陷,并且其中,所述径向面朝向所述转子定向。
124.根据权利要求123所述的电动马达,其中,所述第一径向边缘包括延伸到所述凹口中的凹陷部。
125.根据权利要求124的电动马达,其中,所述凹陷部延伸到所述凹口中,使得所述至少一个凸齿的形成所述凹口的部分穿过所述灌封物被暴露于所述空气间隙。
126.根据权利要求113所述的电动马达,其中:
所述多个第一凸齿形成在围绕所述马达轴线周向地延伸并且形成第一磁通环的多个第一环区段上;
所述第一磁通环包括形成在所述多个第一环区段中的相邻的环区段之间的多个周向间隙;并且
灌封物的所述连续基体填充所述多个周向间隙。
127.根据权利要求126所述的电动马达,其中,在所述多个第一环区段的所述相邻的环区段之间不存在进行桥接的金属联接件。
128.一种电动马达,包括:
转子,所述转子被构造成围绕马达轴线旋转;
定子,所述定子包括由层压件结构形成的第一定子相;和
空气间隙,所述空气间隙径向地设置在所述转子与所述定子之间;
其中,所述第一定子相嵌入在灌封物的连续基体中,灌封物的所述连续基体在灌封物的所述连续基体的第一环形表面与灌封物的所述连续基体的第二环形表面之间径向地延伸,所述第一环形表面面向所述转子并且至少部分地限定所述空气间隙,所述第二环形表面设置在灌封物的所述连续基体的与所述第一环形表面相反的径向侧部上;并且
其中,灌封物的所述连续基体包括从所述第二环形表面延伸的突出部,所述突出部径向地延伸到形成在所述定子的定子外壳中的外壳间隙中。
129.根据权利要求128所述的电动马达,其中,所述突出部是轴向伸长的。
130.根据权利要求128和129中任一项所述的电动马达,其中,所述第一定子相包括围绕所述马达轴线环形地延伸的第一线圈,并且其中,多根第一导线从所述第一线圈径向地延伸并且通过所述突出部延伸到所述灌封物之外。
131.根据权利要求130所述的电动马达,其中,所述定子还包括:
第二定子相,所述第二定子相嵌入在灌封物的所述连续基体中并且与所述第一定子相同轴地设置,所述第二定子相包括围绕所述马达轴线环形地延伸的第二线圈,并且其中,多根第二导线从所述第二线圈径向地延伸并且通过所述突出部延伸到所述灌封物之外。
132.根据权利要求131所述的电动马达,其中:
所述第一定子相包括朝向所述转子定向的第一对凸齿阵列;
所述第二定子相包括朝向所述转子定向的第二对凸齿阵列;并且
所述第一对凸齿阵列中的至少一个凸齿与所述第二对凸齿阵列中的至少一个凸齿轴向地对齐。
133.根据权利要求132所述的电动马达,其中,所述第一环形表面设置在所述第一对凸齿阵列的径向内侧,并且所述第一环形表面设置在所述第二对凸齿阵列的径向内侧。
134.根据权利要求128所述的电动马达,其中:
所述第一环形表面限定具有第一直径的第一圆筒;
所述第一定子相在该第一定子相的所述层压件结构的径向内端部处具有第二直径;
所述第二环形表面具有第三直径;并且
所述第一定子相在该第一定子相的所述层压件结构的径向外侧部处具有第四直径;
所述第一直径是小于所述第二直径的直径和大于所述第四直径的直径中的一种,并且所述第三直径是小于所述第二直径的直径和大于所述第四直径的直径中的另一种。
135.根据权利要求134所述的电动马达,其中,所述第一直径小于所述第二直径,使得所述所述转子被设置在所述定子内。
136.根据权利要求134和135中任一项所述的电动马达,其中,所述第一圆筒包括至少一个凹陷部,所述至少一个凹陷部延伸到所述第一环形表面中,使得所述第一直径在所述至少一个凹陷部处是变化的。
137.根据权利要求136所述的电动马达,其中,在所述第一定子相的所述层压件结构中形成有凹口,所述凹口设置在所述第一定子相的凸齿的周向侧部上。
138.根据权利要求128、129和134-137中任一项所述的电动马达,其中,所述突出部延伸到从所述定子外壳突出的接线盒中,使得所述第二环形表面的至少一部分设置在所述接线盒中。
139.根据权利要求138所述的电动马达,其中,所述接线盒与所述定子外壳一体地形成。
140.根据权利要求138和139中任一项所述的电动马达,其中,所述灌封物通过所述外壳间隙延伸到所述接线盒中。
141.根据权利要求140所述的电动马达,其中,多个径向脊部设置在所述外壳间隙的相对的周向侧部上,以防止所述接线盒内的所述灌封物的溢流。
142.根据权利要求140和141中任一项所述的电动马达,其中,多根导线延伸穿过灌封物的所述连续基体并穿过所述外壳间隙进入所述接线盒中,所述多根导线被构造成向所述定子提供电力信号。
143.根据权利要求138-142中任一项所述的电动马达,其中,灌封物的所述连续基体从所述接线盒内的灌封物外边缘连续地延伸到位于所述第一定子相的多个凸齿的径向内侧的灌封物内边缘。
144.根据权利要求138-143中任一项所述的电动马达,其中,所述接线盒封围径向地设置在接线盒内壁与接线盒外壁之间的空间,并且其中,所述接线盒内壁是所述定子外壳的壁。
145.根据权利要求128-131、134-142和140中任一项所述的电动马达,其中,所述第一环形表面在第二圆筒的径向内侧与第二圆筒间隔开,所述第二圆筒与所述第一定子相的多个凸齿的多个径向面相切地形成,其中所述多个径向面朝向所述转子定向。
146.根据权利要求128-131、134-142和140中任一项所述的电动马达,其中,所述第一定子相的多个凸齿中的凸齿具有形成在该凸齿上的凹口,所述凹口从所述多个凸齿中的所述凸齿的径向面向后并远离所述空气间隙凹陷,所述径向面朝向所述空气间隙定向。
147.一种电动马达,包括:
马达外壳;
转子,所述转子被构造成绕马达轴线旋转;
定子,所述定子设置在所述马达外壳的定子外壳部中并且绕所述马达轴线设置,所述定子与所述转子径向地间隔开一空气间隙;
驱动轴,所述驱动轴以能够操作的方式连接到所述转子,以借助于所述转子绕所述马达轴线旋转;
第一轴承组件,所述第一轴承组件沿着所述马达轴线支撑所述驱动轴;以及
第二轴承组件,所述第二轴承组件沿着所述马达轴线支撑所述驱动轴;
其中,所述第一轴承组件设置在所述马达外壳的轴承外壳部分中,所述轴承外壳部分从所述定子外壳部分的第一轴向端部轴向地延伸。
148.根据权利要求147所述的电动马达,其中,所述驱动轴穿过所述定子外壳部分的第二轴向端部而延伸到所述马达外壳之外。
149.根据权利要求148所述的电动马达,其中,所述第二轴向端部是所述定子外壳部分的上端部,并且所述第一轴向端部是所述定子外壳部分的下端部,使得所述轴承外壳竖直地设置在所述定子外壳部分的下方且轴向地设置在所述定子外壳部分与支撑表面之间。
150.根据权利要求148和149中任一项所述的电动马达,还包括:
护罩,所述护罩靠近所述第二轴向端部安装在所述轴上。
151.根据权利要求150所述的电动马达,其中,迷宫式密封路径围绕所述驱动轴周向地设置,并且轴向地设置在所述第二轴向端部与所述护罩之间。
152.根据权利要求151所述的电动马达,其中,所述第二轴向端部包括第二端板,所述驱动轴延伸穿过所述第二端板,并且其中,所述第二端板的外轴向表面部分地限定所述迷宫式密封路径。
153.根据权利要求152所述的电动马达,其中,所述第二端板的所述外轴向表面在第一轴向地定向的表面与第二轴向地定向的表面之间成台阶状,所述第一轴向地定向的表面从所述第二端板与所述驱动轴相接的相接部径向地延伸,所述第二轴向地定向的表面从所述端板的外径向边缘径向地延伸。
154.根据权利要求151-153中任一项所述的电动马达,其中,所述护罩包括从所述护罩的本体朝向所述第二轴向端部延伸的至少两个护罩腿部,所述至少两个护罩腿部均部分地限定所述迷宫式密封路径。
155.根据权利要求146、147和149-153中任一项所述的电动马达,其中,所述轴承外壳竖直地设置在所述电动马达安装在其上的支撑表面与所述第一轴向端部之间。
156.根据权利要求147-155中任一项所述的电动马达,其中,所述轴承外壳部分的外径小于所述定子外壳部分的外径。
157.根据权利要求147、148和150-154中任一项所述的电动马达,其中:
所述第一轴承组件是从所述定子外壳部分的所述第一轴向端部竖直向下地与所述第一轴向端部间隔开的下轴承组件;
环形凹部设置在所述轴承外壳部分中并且邻近所述第一轴承组件的第一轴向侧部,使得所述环形凹部轴向地位于所述定子与所述第一轴承组件之间;并且
所述环形凹部至少部分地限定润滑剂容器,所述润滑剂容器用于容纳用于所述第二轴承组件的润滑剂。
158.根据权利要求157所述的电动马达,其中,供应通道延伸穿过所述轴承外壳部分的侧壁,以提供用于使润滑剂流动到所述环形凹部的流路。
159.根据权利要求157和158中任一项所述的电动马达,其中,排放通道穿过所述轴承外壳部分延伸到出口端口,所述排放通道设置在所述第一轴承组件的与所述环形凹部相反的轴向侧部上。
160.根据权利要求159所述的电动马达,其中,所述轴承外壳部分包括从所述定子外壳部分的所述第一轴向端部轴向地突出的侧壁和安装到所述侧壁的第一端帽。
161.根据权利要求160所述的电动马达,其中,所述排放通道穿过所述第一端帽延伸到形成在所述第一端帽的端帽侧壁中的出口端口。
162.根据权利要求159-161中任一项所述的电动马达,其中,所述排放通道包括在所述排放通道的入口与所述排放通道的出口之间的90度弯曲部。
163.根据权利要求158-162中任一项所述的电动马达,其中,润滑剂接头被固定到所述供应通道的入口端口,所述入口端口形成在所述侧壁中。
164.根据权利要求147、148和150-154中任一项所述的电动马达,其中:
所述第一轴承组件是从所述定子外壳部分的所述第一轴向端部竖直向下与所述第一轴向端部间隔开的下轴承组件;
所述第一轴承组件的润滑剂系统包括穿过所述轴承外壳部分的侧壁的入口和穿过所述轴承外壳部分的出口。
165.根据权利要求164所述的电动马达,其中,所述入口在第一位置处将润滑剂输出到所述第一轴承组件,并且其中,所述出口在第二位置处从所述第一轴承组件接收润滑剂,所述第二位置设置在所述第一轴承组件的与所述第一位置相反的轴向侧部上。
166.根据权利要求147-165中任一项所述的电动马达,还包括:
多个支撑件,所述多个支撑件从所述定子外壳部分的所述第一轴向端部延伸并且被构造成与支撑表面相接,其中所述多个支撑件从所述第一轴向端部沿着所述马达轴线延伸得比所述轴承外壳部分远。
167.根据权利要求166所述的电动马达,其中,所述多个支撑件包括与所述轴承外壳径向地间隔开的腿部。
168.根据权利要求166和167中任一项所述的电动马达,其中,所述多个支撑件围绕所述轴承外壳和所述马达轴线排列。
169.根据权利要求147-168中任一项所述的电动马达,其中,所述轴承外壳部分的至少一部分与所述定子外壳部分一体地形成。
170.一种风扇系统,包括:
权利要求147-169中任一项所述的电动马达;和
叶片组件,所述叶片组件连接到所述驱动轴的竖直上端部,所述叶片组件被构造成由所述驱动轴旋转。
171.根据权利要求170所述的风扇系统,其中,所述第二轴承组件轴向地设置在所述第一轴承组件与所述叶片组件之间。
172.一种电动马达,包括:
马达外壳;
转子,所述转子被构造成绕马达轴线旋转;
定子,所述定子设置在所述马达外壳的定子外壳部分中并且绕所述马达轴线设置,所述定子与所述转子径向地间隔开一空气间隙;
驱动轴,所述驱动轴以能够操作的方式连接到所述转子以借助于所述转子绕所述马达轴线旋转;
第一轴承组件,所述第一轴承组件设置在所述马达外壳的轴承外壳部分中;
所述第一轴承组件的润滑系统包括穿过所述轴承外壳部分的侧壁的供应通道、设置在所述第一轴承组件的第一轴向侧部上的供应容器、设置在所述第一轴承组件的第二轴向侧部上并延伸穿过所述轴承外壳部分的排出通道。
173.根据权利要求172所述的电动马达,其中,所述第一轴承组件设置在轴承室中,其中所述轴承室在第一轴向端壁与第二轴向端壁之间轴向地延伸,所述第二轴向端壁设置在所述第一轴承组件的与所述第一轴向端壁相反的轴向侧部上,并且其中,所述第一轴向端壁轴向地设置在所述定子与所述第一轴承组件之间。
174.根据权利要求173所述的电动马达,其中,所述供应容器至少部分地由轴向地设置在所述第一轴向端壁与所述第一轴承组件之间的环形凹部限定。
175.根据权利要求172-174中任一项所述的电动马达,其中,所述供应通道包括形成在所述侧壁中的入口端口,并且所述排出通道包括形成在所述侧壁中的出口端口。
176.根据权利要求175所述的电动马达,其中,所述侧壁的设置有所述出口端口的部分由所述轴承外壳部分的可移除端帽形成。
177.根据权利要求172-174中任一项所述的电动马达,其中:
所述轴承外壳部分从所述定子外壳部分的第一轴向端部沿第一轴向方向延伸;
多个支撑件从所述定子外壳部分的所述第一轴向端部沿所述第一轴向方向延伸;
其中,所述供应通道的入口端口周向地设置在所述多个支撑件中的第一支撑件与所述多个支撑件中的第二支撑件之间。
178.根据权利要求177所述的电动马达,其中,所述多个支撑件中的每个支撑件包括脚部,并且其中所述脚部被设置成比所述侧壁的外径向表面径向地距所述马达轴线更远。
179.一种风扇系统,包括:
权利要求172-178中任一项所述的电动马达;和
叶片组件,所述叶片组件连接到所述驱动轴的竖直上端部,所述叶片组件被构造成由所述驱动轴旋转;
其中,所述第一轴承组件连接到所述驱动轴的竖直下端部;并且
其中,第二轴承组件沿所述马达轴线支撑所述驱动轴,并且轴向地设置在所述第一轴承组件与所述叶片组件之间。
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