CN118137714B - 定子槽用绝缘骨架、定子组件和电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定子槽用绝缘骨架、定子组件和电机。绝缘骨架包括用于抵靠到定子铁芯（20）的轴向端部的端部骨架（12），端部骨架（12）的朝向定子铁芯（20）的面部分地凹进而形成蓄液区（P），端部骨架（12）的背离定子铁芯（20）的面形成有轴向突出的端部筋（122），端部筋（122）内部形成出液通道（P2），出液通道（P2）的一端连通蓄液区（P），出液通道（P2）的另一端形成喷液口（P3）。根据本申请的定子槽用绝缘骨架提供了给冷却液蓄压用的蓄液区，并能使蓄液区内具有一定压力的冷却液进一步喷射至端部绕组，从而为定子提供充分的冷却。根据本申请的定子组件和电机具有较好的绝缘效果和冷却效果。

Description

定子槽用绝缘骨架、定子组件和电机

技术领域

本发明涉及电机领域，更具体地涉及一种定子槽用绝缘骨架、定子组件和电机。

背景技术

为了增加电机的绝缘性能，插入定子绕线槽内的绝缘骨架已在现有技术中被使用。

现有技术中也有将绝缘骨架与油冷结合的应用，例如可见于专利公开CN116073567A。然而，该专利公开中所提供的绝缘骨架难以使冷却液均匀地分布并喷射至绕组。这是因为，该绝缘骨架虽然提供了冷却口，但仅在冷却液流动至冷却口的情况下，才能使得冷却液通过；而由于电机通常是轴向水平设置的，这使得冷却液难以在定子的周向上均匀分布，通常位于上半周的绕组能更多的接触到冷却液。并且，在壳体内冷却液压力有限的情况下，冷却液难以在冷却液口处形成喷射状，而通常表现为滴落状，对定子的冷却能力有限。

另外，专利公开CN116073566A公开了绝缘骨架与定子铁芯的另一种配合方式，其通过在定子铁芯内周部设置环形的挡液件106，对冷却液的流动起到了一定的引导作用。但是，一方面，挡液件106的加工增加了制造成本；另一方面，在该结构下，为了使冷却液能在冷却口处形成喷射，仍然需要供给较高压的冷却液，且难以保证冷却液在定子周向上均匀分布。

发明内容

本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种定子槽用绝缘骨架、定子组件和电机。

根据本发明的第一方面，提供一种定子槽用绝缘骨架，所述绝缘骨架用于部分地插入电机的定子铁芯的槽内，其中，

所述绝缘骨架包括用于抵靠到所述定子铁芯的轴向端部的端部骨架，所述端部骨架的朝向所述定子铁芯的面部分地凹进而形成蓄液区，

所述端部骨架的背离所述定子铁芯的面形成有轴向突出的端部筋，所述端部筋内部形成出液通道，

所述出液通道的一端连通所述蓄液区，所述出液通道的另一端形成喷液口，所述喷液口朝用于设置在所述定子铁芯的端部的线包开放。

在至少一个实施方式中，所述蓄液区形成蓄液口，所述蓄液口朝向所述定子铁芯的外周侧开放。

在至少一个实施方式中，所述蓄液区形成蓄液口，所述蓄液口朝向所述定子铁芯的轴向开放。

在至少一个实施方式中，所述端部筋形成有用于固定导线的导线槽。

在至少一个实施方式中，所述端部筋在周向两侧部分地凹进而形成周向导线槽，和/或

所述端部筋在外周侧部分地向内凹进而形成径向导线槽。

根据本申请的第二方面，提供一种定子组件，其中，包括定子铁芯和根据本申请的第一方面的定子槽用绝缘骨架。

在至少一个实施方式中，所述定子铁芯的外周壁部分地凹进以形成能够使冷却液通过的铁芯外油道，流过所述铁芯外油道的冷却液能流入所述蓄液区。

在至少一个实施方式中，所述定子铁芯的内部形成能够使冷却液通过的铁芯内油道，流过所述铁芯内油道的冷却液能流入所述蓄液区。

根据本申请的第三方面，提供一种电机，其中，包括根据本申请的第二方面的定子组件和壳体，

所述壳体形成有用于使冷却液流入的壳体油道，所述壳体油道在所述壳体的内周壁上形成开口，所述开口连通所述铁芯外油道，

所述端部骨架的外周壁和所述壳体的内周壁紧配合。

根据本申请的第四方面，提供一种电机，其中，包括根据本申请的第二方面的定子组件和壳体，

所述壳体形成有用于使冷却液流入的壳体油道，所述壳体油道在所述壳体的内周壁上形成开口，

所述定子铁芯的外周壁部分地向内凹进而形成环形的内油道入油区，所述内油道入油区与每一个所述铁芯内油道连通，

所述壳体油道在所述壳体的内周壁上形成的开口连通至所述内油道入油区。

根据本申请的定子槽用绝缘骨架提供了给冷却液蓄压用的蓄液区，并能使蓄液区内具有一定压力的冷却液进一步喷射至端部绕组，从而为定子提供充分的冷却。

根据本申请的定子组件和电机具有较好的绝缘效果和冷却效果。

附图说明

图1是根据本申请的第一实施方式的电机的部分结构的示意图。

图2是图1中的定子组件的示意图。

图3是根据本申请的第一实施方式的拼接在一起的两个绝缘骨架的示意图。

图4和图5是根据本申请的第一实施方式的绝缘骨架的示意图。

图6是根据本申请的第一实施方式的绝缘骨架的部分剖开的示意图。

图7是根据本申请的第一实施方式的定子组件的部分结构的示意图。

图8是图1的部分结构沿轴向剖开的示意图。

图9是根据本申请的第一实施方式的电机的壳体的部分结构的示意图。

图10是根据本申请的第二实施方式的电机的定子铁芯的示意图。

图11是根据本申请的第二实施方式的电机的部分结构的沿轴向剖开的示意图。

图12是根据本申请的第三实施方式的绝缘骨架的示意图。

附图标记说明：

10 绝缘骨架；11 轴向骨架；12 端部骨架；121 端板；122 端部筋；1221 周向导线槽；1222 径向导线槽；

P 蓄液区；P1 蓄液口；P2 出液通道；P3 喷液口；

20 定子铁芯；21 铁芯外油道；22 铁芯内油道；220 内油道入油区；220i 内油道入油区入口；

30 壳体；31 壳体油道；W 绕组。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

除非特别说明，本申请中提到的轴向、径向和周向均以定子铁芯的轴向、径向和周向作为参照。

第一实施方式

参照图1至图9，介绍根据本申请的第一实施方式的定子槽用绝缘骨架、定子组件和电机。

根据本申请的电机包括壳体30、定子组件S和转子组件（图未示）。其中，定子组件S包括定子铁芯20、绕组W和绝缘骨架10。绝缘骨架10由绝缘材料制成，绝缘骨架10部分地插入定子铁芯20的槽内。

本实施方式中，参照图3，两个绝缘骨架10成对使用，两个绝缘骨架10“脚对脚”对齐地设置。每个绝缘骨架10呈半框状，两个绝缘骨架10拼接在一起形成完整的框架，框架中部形成孔H，用于使定子铁芯20的一个齿部通过。

值得说明的是，在轴向上对接的一对绝缘骨架10可以不是完全相同的结构，例如，两个绝缘骨架10在连接处可以形成咬合状的结构，以方便定位。

参照图4至图7，每个绝缘骨架10包括一个端部骨架12和两个轴向骨架11。两个轴向骨架11用于插入相邻的两个定子槽内。端部骨架12伸出定子槽。

端部骨架12包括端板121和端部筋122。端板121用于抵靠在定子铁芯20的一个端面上。端板121的朝向定子铁芯的面部分地凹进而形成扁平槽状的蓄液区P。蓄液区P一直延伸到端板121的径向外侧边缘，并在该边缘形成蓄液口P1。在绝缘骨架P完成安装的情况下，冷却液能从蓄液口P1流入蓄液区P，并在该狭小的空间内得到压力积蓄。

端部筋122连接于端板121的背离定子铁芯20的一面，在端板121上形成轴向突部。端部筋122内形成沿轴向延伸的出液通道P2。出液通道P2在一端连通蓄液区P、在另一端形成喷液口P3，且优选地，喷液口P3在端部筋122上朝径向内侧方向开放。流入蓄液区P的冷却液能经过出液通道P2从喷液口P3喷出，喷溅到位于端部筋122径向内侧的绕组W（也称该处的绕组为端部线包）。本申请对喷液口P3的具体形状不作限定，其开口可形成为锐角型、钝角型、阶梯型和花洒型等形状，以适应整体油路运转并实现稳定的喷洒效果。

端部筋122的表面还部分地凹进而形成用于给绕组W在端部的出线部分定位的结构。具体地，端部筋122在周向两侧部分地凹进而形成周向导线槽1221，端部筋122在外周侧部分地向内凹进而形成径向导线槽1222。绕组W的出线端可以经过单个或多个导线槽后绕到其他线匝，一方面可避免导线跨相时与其他相的导线直接接触，另一方面也可固定绕线位置，使得导线与壳体保持稳定的绝缘距离。

参照图8和图9，介绍冷却液流经电机的具体流向。

壳体30的壁形成有壳体油道31。壳体油道31的一端朝轴向端部开放，以将冷却液引入壳体油道31；壳体油道31的另一端朝壳体的内周侧开放，以将冷却液送至定子铁芯20。

定子铁芯20的外周壁部分地凹进，凹部形成铁芯外油道21（同时参照图7）。本实施方式中，组成定子铁芯20的多个定子叠的铁芯外油道21在周向上错开，使得铁芯外油道21整体形成曲折的迷宫状。这种曲折的迷宫状结构一方面使得周向相邻的油道能连通，另一方面也能促进冷却液均匀地在定子铁芯表面分布。壳体油道31朝壳体内部的开放口与至少一个铁芯外油道21连通，流入的冷却液便可在流动过程中遍布定子铁芯20的整个外周面。

端板121一方面紧靠在定子铁芯20的端面上，另一方面在端板121的外周部与壳体30过盈配合，使得蓄液区P形成较为密闭的结构。蓄液区P仅在蓄液口P1处与铁芯外油道21连通，以允许冷却液流入；蓄液区P的出口仅与出液通道P2连通，以使冷却液流出。于是，冷却液在蓄液区P内得到积蓄和压力提升，能够以较大的压力从喷液口P3喷出，充分喷溅至端部线包。

第二实施方式

参照图10和图11介绍本申请的第二实施方式。第二实施方式是第一实施方式的变型，对于与第一实施方式中的部件结构或功能相同或相似的部件标注相同的附图标记，并省略对这些部件的具体说明。

本实施方式与第一实施方式的主要区别在于，冷却液在流经定子铁芯20时，能够流入定子铁芯20的内部，并主要以从定子铁芯20内部流过的方式给定子铁芯散热。

在本实施方式中，定子铁芯20的内部形成有多个在轴向上贯通的铁芯内油道22。可选地，铁芯内油道22位于铁芯的齿部的外周侧区域。定子铁芯20的外周面在轴向中部区域部分地凹进而形成环形的内油道入油区220，内油道入油区220与每一个铁芯内油道22均连通。内油道入油区220的周向上具有一处较大的开口，即内油道入油区入口220i，用于对接壳体油道31朝向壳体内部的开口。来自壳体30的冷却液能进入内油道入油区入口220i，并在内油道入油区220内沿周向流动，进而流动至每一个铁芯内油道22。冷却液在铁芯内油道22内沿轴向流动，并进入蓄液区P。

可以理解，在本实施方式中蓄液区P的蓄液口P1实际上位于蓄液区P的朝向轴向开放的区域。虽然在本实施方式中，绝缘骨架10、更确切的说是蓄液区P的结构与第一实施方式相同，但这不是必须的，例如蓄液区P可以不延伸到端板121的外周边缘，而仅延伸到铁芯内油道22端部开口所在的区域即可。

第三实施方式

参照图12介绍本申请的第三实施方式。第三实施方式是第一实施方式的变型，对于与第一实施方式中的部件结构或功能相同或相似的部件标注相同的附图标记，并省略对这些部件的具体说明。

本实施方式与第一实施方式的主要区别是，第一实施方式中的周向上邻接的单个绝缘骨架10连接在一起，形成本实施方式中的一体状的绝缘骨架10。

应当理解，上述实施方式及其部分方面或特征可以适当地组合。例如，第一实施方式和第二实施方式可以结合在一起，即铁芯外油道21和铁芯内油道22可以同时存在于定子铁芯20。

本申请至少具有以下优点中的一个优点：

（i）本申请的绝缘骨架同时具有提高定子的绝缘性能和为定子输送冷却液的作用，使用根据本申请的绝缘骨架，可以省去槽内绝缘纸、汇流环和喷油环。

（ii）根据本申请的绝缘骨架具有蓄液区，使得冷却液能在此处得到压力的积蓄，进而能充分地喷射到端部线包。

（iii）蓄液区巧妙的结构设计使得其能方便而灵活地与位于定子铁芯外周部和/或定子铁芯内部的冷却液通道连通。

（iv）独立腔体状的蓄液区在定子的周向上均匀分布，使得冷却液在喷出前以较均匀的方式分布在定子周向上，从而能更均匀地给定子降温。

当然，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种定子槽用绝缘骨架，所述绝缘骨架用于部分地插入电机的定子铁芯（20）的槽内，其特征在于，

所述绝缘骨架包括用于抵靠到所述定子铁芯（20）的轴向端部的端部骨架（12），所述端部骨架（12）的朝向所述定子铁芯（20）的面部分地凹进而形成蓄液区（P），

所述端部骨架（12）的背离所述定子铁芯（20）的面形成有轴向突出的端部筋（122），所述端部筋（122）内部形成出液通道（P2），

所述出液通道（P2）的一端连通所述蓄液区（P），所述出液通道（P2）的另一端形成喷液口（P3），所述喷液口（P3）朝用于设置在所述定子铁芯（20）的端部的线包开放。

2.根据权利要求1所述的定子槽用绝缘骨架，其特征在于，所述蓄液区（P）形成蓄液口（P1），所述蓄液口（P1）朝向所述定子铁芯（20）的外周侧开放。

3.根据权利要求1所述的定子槽用绝缘骨架，其特征在于，所述蓄液区（P）形成蓄液口（P1），所述蓄液口（P1）朝向所述定子铁芯（20）的轴向开放。

4.根据权利要求1所述的定子槽用绝缘骨架，其特征在于，所述端部筋（122）形成有用于固定导线的导线槽。

5.根据权利要求1所述的定子槽用绝缘骨架，其特征在于，所述端部筋（122）在周向两侧部分地凹进而形成周向导线槽（1221），和/或

所述端部筋（122）在外周侧部分地向内凹进而形成径向导线槽（1222）。

6.一种定子组件，其特征在于，包括定子铁芯（20）和根据权利要求1至5中任一项所述的定子槽用绝缘骨架（10）。

7.根据权利要求6所述的定子组件，其特征在于，所述定子铁芯（20）的外周壁部分地凹进以形成能够使冷却液通过的铁芯外油道（21），流过所述铁芯外油道（21）的冷却液能流入所述蓄液区（P）。

8.根据权利要求6所述的定子组件，其特征在于，所述定子铁芯（20）的内部形成能够使冷却液通过的铁芯内油道（22），流过所述铁芯内油道（22）的冷却液能流入所述蓄液区（P）。

9.一种电机，其特征在于，包括根据权利要求7所述定子组件（S）和壳体（30），

所述壳体（30）形成有用于使冷却液流入的壳体油道（31），所述壳体油道（31）在所述壳体（30）的内周壁上形成开口，所述开口连通所述铁芯外油道（21），

所述端部骨架（12）的外周壁和所述壳体（30）的内周壁紧配合。

10.一种电机，其特征在于，包括根据权利要求8所述定子组件（S）和壳体（30），

所述壳体（30）形成有用于使冷却液流入的壳体油道（31），所述壳体油道（31）在所述壳体（30）的内周壁上形成开口，

所述定子铁芯（20）的外周壁部分地向内凹进而形成环形的内油道入油区（220），所述内油道入油区（220）与每一个所述铁芯内油道（22）连通，

所述壳体油道（31）在所述壳体（30）的内周壁上形成的开口连通至所述内油道入油区（220）。