CN117121341A - 环形马达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环形马达，在该环形马达中线圈围绕轭缠绕，并且更具体地，涉及一种这样的环形马达，在该环形马达中，可以通过从轭的内部开始缠绕线圈来确保距转子侧壳体的足够的绝缘距离，汇流条组件设置在轭的上部上，使得便于汇流条与线圈之间的连接，并且汇流条被配置成不覆盖冷却空气流过的槽，使得确保了冷却性能并且马达的整体结构同时被简化。

Description

环形马达

技术领域

本发明涉及一种环形马达，在该环形马达中，线圈围绕轭缠绕，更具体地，涉及一种这样的环形马达，在该环形马达中，缠绕线圈的过程从轭的内部开始，以确保距转子侧壳体的足够的绝缘距离，汇流条组件设置在轭的上部上，使得易于连接汇流条和线圈，并且汇流条被配置成不覆盖冷却空气流过的槽，以确保冷却性能并简化马达的整体结构。

背景技术

电动马达通过围绕定子缠绕线圈来制造并且借助供应到线圈的电力感应电磁。根据缠绕线圈的方法，电动马达被分类为集中缠绕型马达、分布缠绕型马达和环形马达。

集中缠绕型马达通过围绕定子的齿缠绕线圈而制成，并且具有单个槽，该槽具有单个极和单个相。集中缠绕型马达有利于容易地缠绕线圈并提供优异的批量生产。然而，由于线圈集中地缠绕在特定部分处，磁通量(电磁力)也集中在特定部分上，这使效率劣化并导致高的发热损失。

分布缠绕型马达通过在两个或更多个槽中分布和缠绕单相线圈而制成。分布缠绕型马达比集中缠绕型马达具有更分段的磁通量分布，因此具有优异的效率和低的发热损失。然而，由于窄的槽入口，难以缠绕线圈并连接线圈，这使批量生产劣化。

已经开发了环形马达以解决这些问题。环形马达通过围绕定子的圆形轭缠绕线圈而制成。环形马达在批量生产方面是优异的，因为比分布缠绕型马达更容易缠绕线圈。环形马达具有分段的磁通量分布，因此与集中缠绕型马达相比具有优异的效率或低的发热损失。

图1是示出相关技术中的环形马达2的截面图。如图所示，环形马达2包括：圆柱形壳体3；定子7，定子7包括圆柱形轭部分4和壳体支撑部分6，齿部分5从轭部分4的内表面突出并且在外周方向上以预定距离彼此间隔开，该壳体支撑部分6从轭部分4的外周表面突出并且在外周方向上以预定距离彼此间隔开；以及线圈8，其围绕轭部分4缠绕。

在环形马达的情况下，在缠绕过程完成后，需要进行向线圈供应电力的连接过程。为此，可以使用汇流条。在这种情况下，汇流条根据汇流条的位置干涉壳体或旋转主体。为了防止干涉，需要不必要地增大整个马达的封装，并根据汇流条的位置使线圈的末端和远端部分延伸到汇流条，这造成不便并且增加过程时间和设施复杂性。此外，线圈的末端、线圈的后端和线圈的连接到汇流条的部分不容易暴露，这使得难以组装汇流条并且在组装汇流条和线圈之后难以按压并焊接汇流条和线圈。

日本专利申请公开No.2004-286687公开了一种环形马达，在该环形马达中汇流条直接定位在轭部分上，并且线圈的末端和远端部分直接连接到暴露于齿的表面的汇流条，使得可以简化封装。

然而，该环形马达具有如下问题：由于汇流条需要在具有大电流容量的马达中具有足够大的截面面积，所以汇流条不能仅由轭部分的宽度构造，由于汇流条和线圈之间的距离非常短，在具有高电压的马达中获得足够的绝缘性能方面存在限制。此外，环形马达具有这样的问题，其中线圈由于定位在轭部分的表面上的汇流条的绝缘体而被不必要地缠绕，这不必要地增加了线圈的总长度并且增加了由线圈的电阻的增大引起的线圈的损耗。

[相关技术文献]

日本专利申请公开No.2006-101656(于2006年4月13日公开)

发明内容

技术问题

已经做出本发明以致力于解决上述问题，本发明的目的在于提供一种环形马达，在该环形马达中，缠绕线圈的过程从轭的内部开始，以确保距转子侧壳体的足够的绝缘距离，汇流条组件设置在轭的上部上，使得易于连接汇流条和线圈，并且汇流条被配置成不覆盖冷却空气流过的槽，以确保冷却性能并简化马达的整体结构。

技术方案

本发明的实施方式提供了一种环形马达，所述环形马达包括：环状的轭；多个齿，所述多个齿从所述轭径向地突出并且在所述轭的周向方向上彼此间隔开；以及线圈，所述线圈设置在所述多个齿当中的两个相邻的齿之间并且围绕所述轭缠绕，其中，所述线圈中的每个线圈的缠绕所述线圈的过程开始的末端部分径向地定位在所述轭内部。

所述线圈中的每个线圈的缠绕所述线圈的过程结束的远端部分可以径向地定位在所述轭的外部。

所述线圈中的每个线圈的所述末端部分和所述远端部分可以基于轴向方向朝向所述轭的一侧延伸。

所述线圈中的每个线圈的所述末端部分可以定位成与所述轭的径向内表面相邻，并且所述线圈中的每个线圈的所述远端部分可以定位成与所述轭的径向外表面间隔开。

所述线圈中的每个线圈的所述末端部分可以定位成与定位在所述线圈中的每个线圈的两个相对侧处的两个齿中的任一个齿相邻。

所述线圈中的每个线圈的所述远端部分可以定位成与所述两个齿中的另一个齿相邻。

所述环形马达还可以包括：汇流条组件，所述汇流条组件电连接到所述线圈，其中，所述汇流条组件包括：环状的组件主体；以及多个汇流条，所述多个汇流条从所述组件主体径向地突出。

所述组件主体的径向宽度可以等于或小于所述轭的径向宽度。

所述组件主体和所述轭可以在轴向方向上并排设置。

所述多个汇流条均可以以钩的形式设置并且联接到所述线圈中的每个线圈的所述末端部分和所述远端部分中的任一者。

所述多个汇流条中的一些汇流条可以从所述组件主体径向向内突出，并且其余所述汇流条可以从所述组件主体径向向外突出。

所述汇流条组件还可以包括连接到外部电源的连接端子，并且所述连接端子从所述组件主体径向地突出。

通孔可以形成在所述连接端子的中心部分中并且形成为穿过所述连接端子。

突出部分可以设置在所述线圈当中的两个相邻的线圈之间并且比所述线圈中的每个线圈围绕缠绕的轭部分轴向突出得更远。

所述组件主体的作为面向所述轭的表面的下表面可以是平坦的。

有益效果

根据本发明，缠绕线圈的过程可以从轭的内部开始，以确保距转子侧壳体的足够的绝缘距离，汇流条组件可以设置在轭的上部上，以使得易于连接汇流条和线圈，并且汇流条可以被配置成不覆盖冷却空气流过的槽，以确保冷却性能并且简化马达的整体结构。

附图说明

图1是相关技术中的环形马达的截面图。

图2是示出根据本发明的示例的环形马达的截面的图。

图3是示出当从上方观察时的汇流条组件和定子联接的状态的图。

图4是示出图3中的汇流条组件的透明视图。

图5是示意性地示出图2中的马达的横向截面的图。

图6和图7是更详细地示出图5中的线圈和汇流条组件之间的连接结构的图。

图8是示意性地示出根据本发明的示例的马达的横向侧的图。

图9是再次示出图5的图。

图10是具有与根据本发明的马达的结构不同的结构的马达的图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明。

图2是示出根据本发明的示例的环形马达的截面的图。如图所示，本发明的马达10可以广义地包括定子100，定子100包括轭110和齿120、线圈200和转子20。因为转子20是设置在定子100内部并且被配置成在马达中旋转的部件，所以将省略其详细描述。

定子100的轭110具有环状形状。更具体地，轭110可以具有在径向方向上具有预定宽度并且在轴向方向上具有预定厚度的圆柱形形状。

定子100的多个齿120在径向方向上从轭110突出并且在轭110的周向方向上彼此间隔开。如图所示，齿120包括分别从轭110上的点径向向内和向外突出的内齿120A和外齿120B。内齿120A和外齿120B被配置成延伸穿过定位在内齿120A和外齿120B之间的轭110。对应于空的空间的槽130可以形成在两个齿120之间，这两个齿120在周向方向上彼此相邻并且彼此间隔开，从而提供容纳线圈200的空间。槽130可包括基于轭110径向地定位在轭110内部的内槽130A以及径向地定位在轭110外部的外槽130B。例如，本发明的马达10可以具有总共十二个槽。在下文中，在本发明中，“径向向内”和“径向向外”分别被简单地称为“向内”和“向外”。

线圈200可以围绕轭110缠绕在多个齿120当中的两个相邻的齿120之间。也就是说，本发明的马达10是环形马达，其中线圈围绕轭缠绕。线圈200均可以围绕轭110缠绕并且定位在槽130中。

在这种情况下，在本发明中，线圈200的末端部分200A(缠绕线圈200的过程从该末端部分200A开始)可以定位在轭110内部。换句话说，在本发明中，缠绕线圈200的过程可以从轭110的径向内部开始。因此，线圈的末端部分200A可以定位在轭110内部，即，定位在内槽130A中。

此外，线圈200的远端部分200B可以定位在轭110的外部，缠绕线圈200的过程在该远端部分处结束。换句话说，在本发明中，缠绕线圈200的过程可以从轭110的径向内部开始，线圈200可以在一个方向上缠绕，然后缠绕线圈200的过程可以在轭110的径向外部结束。因此，线圈的远端部分200B可以定位在轭110的外部，即，定位在外槽130B中。

如上所述，在本发明中，因为缠绕线圈200的过程从轭110的内部开始，所以线圈的末端部分200A可以定位成与轭110的径向内表面110A相邻。因为缠绕线圈200的过程在轭110的外部处结束，所以线圈的远端部分200B可以定位成与轭110的径向外表面100B间隔开。

另外，返回参考图2，线圈的末端部分200A可以定位成与定位在线圈的两个相对侧处的两个齿120中的任一个相邻，并且线圈的远端部分200B可以定位成与两个齿120中的另一个相邻。也就是说，参考附图，线圈的末端部分200A可以定位成与限定槽130的位于两个相对侧处的两个齿120之间的定位在右侧处的齿120相邻。线圈的远端部分200B可以定位成与两个齿120之间的定位在左侧处的齿120相邻。如上所述，由于线圈的末端部分和远端部分设置在槽中的不同位置处，因此线圈的末端部分和远端部分可以彼此最大地间隔开，这有利于确保在连接汇流条和线圈时的空间。

在下文中，将描述根据本发明的示例的汇流条组件。图3是示出当从上方观察时的汇流条组件和定子联接的状态的图，并且图4是图3中的汇流条组件的透明视图。如图所示，本发明的马达10还可以包括汇流条组件300。

汇流条组件300被配置成电连接到线圈200以向线圈200供应电力。汇流条组件300可以广义地包括组件主体310和多个汇流条320。

组件主体310具有环状形状。类似于轭110，组件主体310可以具有在径向方向上具有预定宽度并且在轴向方向上具有预定厚度的圆柱形形状。电力线301可以安装在组件主体310中。例如，如图所示，电力线可以设置为四条三相线，即A、B、C和N线。在这种情况下，连接到外部电源的一个或更多个连接端子330可以分别设置在A、B和C线上。连接端子330可以从组件主体310径向向外突出。此外，通孔335可以形成在连接端子330中的每一个的中心部分中，使得螺母可以穿过通孔335，使得连接端子330和外部端子可以借助螺母容易地彼此连接。连接端子330可用于促进外部端子之间的连接并且促进组件主体与定子之间的连接。连接端子可以用作用于连接组件主体、定子和外部端子的支架。

在这种情况下，组件主体310的径向宽度L_310可以等于或小于轭110的径向宽度L_110。此外，组件主体310和轭110可以在轴向方向上并排设置。例如，参考图3，组件主体310和轭110可以设置在同心圆上。组件主体310和轭110在轴向方向上并排设置，使得当基于附图观察时，组件主体310可以设置在轭110的上部或上表面上。也就是说，组件主体310与轭110具有基本相同的尺寸和形状，并且设置在轭110的上部上，使得组件主体310可以并排联接到轭110。

由于组件主体310如上所述并排设置在轭110的上部上，所以组件主体不覆盖用于冷却线圈的内冷却流路和外冷却流路，即，除了由线圈占据的部分之外，组件主体不覆盖槽的其余部分。因此，可以不阻碍在槽的空的空间中流动的冷却空气的流动，从而通过使用冷却空气来提高冷却马达中的线圈等的效率。

多个汇流条320可以从组件主体310径向突出。如图所示，汇流条320可以被配置成连接到电力线301中的任一个。多个汇流条320中的一些可以从组件主体310径向向内突出，并且其余汇流条320可以从组件主体310径向向外突出。更具体地，参考图4中的示例，在A、B和C线的情况下，汇流条320可以分别设置在A、B和C线中的每一者的两个相对端处。在这种情况下，当一端处的汇流条320突出到主体的内部时，另一端处的汇流条320可以突出到主体的外部。在N线的情况下，汇流条不仅可以设置在N线的两个相对端处，也可以设置在中间部分处。在这种情况下，设置在N线上的汇流条320的突出方向可以被配置成使得向内和向外的方向沿着N线交替地设置。

此外，如图3和图4所示，汇流条320可以以钩的形式设置并且联接到线圈200的末端部分200A和远端部分200B中的任一者。更具体地，汇流条320可以具有L形钩结构。钩和线圈可以通过将线圈的末端部分200A或远端部分200B定位在钩的弯曲部分之间并且然后按压钩或焊接钩和线圈而紧固到彼此。

图5是示意性地示出图2中的马达的横向截面的图。图5中的上部附图的左部分指示包括线圈的末端部分的截面，并且图5中的上部附图的右部分指示包括线圈的远端部分的截面。如图所示，在本发明的马达中，线圈的末端部分200A可以在轭110内部定位成与轭110的径向内表面相邻，并且线圈的远端部分200B可以在轭110外部设置成与轭110的径向外表面相邻。

图6和图7是更详细地示出图5中的线圈和汇流条组件之间的连接结构的图。因此，可以确定线圈的末端部分200A或远端部分200B与电力线301中的每一个(即，A、B、C和N线)之间的连接结构。

图8是示意性地示出根据本发明的示例的马达的横向侧的图。如图所示，马达10可具有设置在线圈200当中的两个相邻线圈200之间的突出部分115。也就是说，突出部分115可以从定位在齿120当中的内齿120A与外齿120B之间的轭110轴向地突出。突出部分可以朝向径向内部和径向外部中的至少一者延伸，并且因此进一步从内齿120A或外齿120B突出。突出部分可以分别设置在轭110的上部和下部上或者仅设置在轭110的上部和下部中的一者上。突出部分115可以比线圈200围绕缠绕的轭110轴向突出得更远。另外，突出部分115可以直接从定子100(即轭110和线圈200)延伸并且与轭110或线圈200集成。替代地，突出部分115可以与轭110或线圈200分开地构造。

如上所述，因为突出部分115定位在两个相邻线圈200之间，所以即使当随着线圈缠绕多次厚度增大时，也可以防止线圈从槽分离到外部并且可以确实地分离两个相邻线圈。此外，由于设置了突出部分，因此可以在大致相同的平面上形成缠绕线圈的上表面110U和突出部分的上表面115U。因此，组件主体310的下表面(即，组件主体310的面向轭110的表面)可以形成为平坦的。通过简化组件主体310的结构，可以进一步提高制造马达的便利性。

图9是再次示出图5的图。如图所示，缠绕线圈200的过程从轭110的内部开始，使得线圈的末端部分200A定位在轭110内部并且基于轴向方向朝向轭110的一侧(即，基于附图朝向轭110的上部)延伸。缠绕线圈200的过程在轭110的外部处结束，使得线圈的远端部分200B定位在轭110外部并且基于轴向方向朝向轭110的一侧(即，基于附图朝向轭110的上部)延伸。因此，组件主体310和轭110在轴向方向上并排设置，并且组件主体310基于附图设置在轭110的上部上。汇流条320从组件主体310径向地突出，使得汇流条320联接到线圈的末端部分200A或线圈的远端部分200B。

此外，马达可以安装在壳体30中。例如，壳体30可以包括被配置成围绕定子的外侧的外壳体31和被配置成围绕定子的内侧或转子的外侧的转子侧壳体32。在这种情况下，在本发明中，线圈的末端部分200A定位在轭110内部，使得在将马达安装在壳体30中时在转子20与线圈的末端部分200A之间确保足够的可用空间。因此，可以有利地确保转子侧壳体32与线圈200(更具体地，与线圈的一端相对应的末端部分200A)之间的绝缘距离。

图10是具有与根据本发明的马达的结构不同的结构的马达的图。与本发明不同，在图10中的马达10’中，缠绕线圈200’的过程从轭110’的外部开始并在轭110’的内部结束。因此，与本发明不同，线圈的末端部分200A’定位在轭110’外部，并且线圈的远端部分200B’定位在轭110’内部。在这种情况下，在将绝缘壳体30’安装马达中时，转子20’和线圈的远端部分200B’彼此相邻地设置，存在发生干涉转子侧壳体32’或绝缘距离不能被充分保证的问题。相比之下，在本发明中，如上所述，线圈的末端部分200A定位在轭110外部，并且线圈的末端部分200A和转子20彼此最大地间隔开，这可以确保距转子侧壳体32的足够的绝缘距离。

此外，在相关技术中，线圈和汇流条被紧固以提供其中汇流条覆盖内槽和外槽两者的结构。相比之下，在本发明中，汇流条设置在轭部分的上部上，线圈的末端部分和远端部分基于轴向方向朝向轭的一侧(即轭的上部)延伸，并且然后汇流条和线圈被紧固。因此，可以容易地紧固线圈和汇流条，减小马达腔室中由汇流条和线圈的端部所占据的空间，并且防止汇流条阻挡槽并阻碍冷却空气的流动。

此外，所有线圈的末端部分的位置被集成在内槽中，这可以简化缠绕设施并缩短过程时间。组件主体形成为环装形状并且与轭平行设置，这可以允许冷却空气更平稳地流动。汇流条组件紧凑地配置，可以缩短马达的整体长度，并且进一步简化马达的整体结构。

虽然已经参考附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员将理解，本发明可以任何其它特定形式来执行，而不改变其技术精神或基本特征。因此，应当理解，上述实施方式在所有方面是说明性的，并且不限制本发明。

[附图标记的说明]

10：环形马达

100：定子

110：轭

115：突出部分

120：齿

130：槽

200：线圈

200A：线圈的末端部分

200B：线圈的远端部分

300：汇流条组件

310：组件主体

320：汇流条

330：连接端子

20：转子

30：壳体

Claims (15)

1.一种环形马达，所述环形马达包括：

环状的轭；

多个齿，所述多个齿从所述轭径向地突出并且在所述轭的周向方向上彼此间隔开；以及

线圈，所述线圈设置在所述多个齿当中的两个相邻的齿之间并且围绕所述轭缠绕，

其中，所述线圈中的每个线圈的缠绕所述线圈的过程开始的末端部分径向地定位在所述轭内部。

2.根据权利要求1所述的环形马达，其中，所述线圈中的每个线圈的缠绕所述线圈的过程结束的远端部分径向地定位在所述轭的外部。

3.根据权利要求2所述的环形马达，其中，所述线圈中的每个线圈的所述末端部分和所述远端部分基于轴向方向朝向所述轭的一侧延伸。

4.根据权利要求2所述的环形马达，其中，所述线圈中的每个线圈的所述末端部分定位成与所述轭的径向内表面相邻，并且所述线圈中的每个线圈的所述远端部分定位成与所述轭的径向外表面间隔开。

5.根据权利要求4所述的环形马达，其中，所述线圈中的每个线圈的所述末端部分定位成与定位在所述线圈中的每个线圈的两个相对侧处的两个齿中的任一个齿相邻。

6.根据权利要求5所述的环形马达，其中，所述线圈中的每个线圈的所述远端部分定位成与所述两个齿中的另一个齿相邻。

7.根据权利要求1所述的环形马达，所述环形马达还包括：

汇流条组件，所述汇流条组件电连接到所述线圈，

其中，所述汇流条组件包括：

环状的组件主体；以及

多个汇流条，所述多个汇流条从所述组件主体径向地突出。

8.根据权利要求7所述的环形马达，其中，所述组件主体的径向宽度等于或小于所述轭的径向宽度。

9.根据权利要求7所述的环形马达，其中，所述组件主体和所述轭在轴向方向上并排设置。

10.根据权利要求7所述的环形马达，其中，所述多个汇流条均以钩的形式设置并且联接到所述线圈中的每个线圈的所述末端部分和远端部分中的任一者。

11.根据权利要求7所述的环形马达，其中，所述多个汇流条中的一些汇流条从所述组件主体径向向内突出，并且其余所述汇流条从所述组件主体径向向外突出。

12.根据权利要求7所述的环形马达，其中，所述汇流条组件还包括连接到外部电源的连接端子，并且所述连接端子从所述组件主体径向地突出。

13.根据权利要求12所述的环形马达，其中，通孔形成在所述连接端子的中心部分中并且形成为穿过所述连接端子。

14.根据权利要求7所述的环形马达，其中，突出部分设置在所述线圈当中的两个相邻的线圈之间并且比所述线圈中的每个线圈围绕缠绕的轭部分轴向突出得更远。

15.根据权利要求14所述的环形马达，其中，所述组件主体的作为面向所述轭的表面的下表面是平坦的。