CN1327593C - 制造线性电机定子的工艺、叠片元件环形叠置组件和电机定子 - Google Patents

制造线性电机定子的工艺、叠片元件环形叠置组件和电机定子 Download PDF

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Abstract

一种制造线性马达定子、叠片元件环形叠置部件和马达定子的工艺，上述定子包括叠片元件(5)构成的环形叠置部件，在该叠置部件中安装管形线圈(6)，上述工艺包括以下步骤：a)形成叠片元件(10)，各个叠片元件由两个叠片部分(13，14)形成，这两个部分可以彼此粘接而形成相应叠片元件(10)；b)形成两个互补的环形组件(20，30)，各个环形组件(20，30)的叠片部分(13，14)彼此并列固定；c)在上述环形组件(20，30)中各个组件的内部装入管形线圈(6)的相应相邻端部，然后使两个环形组件彼此固定，由此形成叠片元件(5)环形叠置部件的构形。

Description

制造线性电机定子的工艺、叠片元件环形叠置组件和电机定子
发明领域
本发明涉及制造线性马达定子的工艺，具体涉及组装其内部叠片元件环形叠置部件的工艺，该环形叠置部件支承上述线性马达的线圈。
发明背景
在制造具有线性马达的气密制冷压缩机，需要若干构成压缩机的部件，例如线性马达。这种马达由线性马达定子的叠片元件环形叠置部件构成，铜丝绕在该叠置部件上，形成马达的感应线圈。
线性马达还具有另一种叠片元件组件，该组件也构成称作为外部环形叠置部件的径向叠置部件，该环形叠置部件与定子一起形成环形空间，磁性推进器在该环形空间中运动，该磁性推进器的作用是形成压缩机活塞的线性运动，这样便使得上述活塞可以在压缩机的气缸中进行压缩操作。
在制造线性定子时，现在已经有若干已知工艺，用整片铁心形成线性定子的结构，这种整片铁心由于采用“C”型或者“U”型，或者“梅花”型的铁心而具有轴向不对称的几何结构，该定子将将永久磁铁支承在活动部分上(US4602174、US4346318、US4349757、US4454426、US462308)。这种方案在制造方面有若干缺点，例如：很难在叠片元件的环形结构上绕线圈和固定线；很难按照国际电工绝缘规定，使线圈与叠片结构绝缘；很难固定线圈和/或者绕组，这种固定需要刚性固定，因为按照动力系统频率来回运动会造成很大加速度，这样线圈将受到很大力。
发明目的
因此本发明的目的是提供一种制造线性马达定子的工艺，这种工艺有助于组装定子，特别是有助于组装其中的定子中的线圈，从而可以在上述定子的内部尽量多绕铜线，同时还可以固定已形成叠片叠置部件的叠片元件，从而可以得到很大的强度，足以承受线性马达操作期间作用在定子上的力。
本发明的另一目的是提供一种制造例如上述定子的工艺，该工艺使得上述定子的线圈以简便而适当的方式被绝缘。
发明概要
利用制造线性马达定子的一种工艺可以达到这些和其他目的，上述定子包括叠片元件的环形叠置部件，在叠置部件中安装管形线圈，上述工艺包括以下步骤：a)形成叠片元件，各个叠片由两个叠片部分构成，该叠片彼此粘接片而形成相应的叠片；b)形成两个互补的环形组件，各个环形组件的叠片部分彼此并排配置；c)在各个上述环形组件的内部，装入管状线圈的相邻端部，然后再将两个环形组件彼此粘接起来，最后形成叠片环形叠置部件的构形。另外，采用一种环形叠置部件可以达到上述目的，该叠置部件包括许多彼此在侧面配置的叠片元件，各个叠片具有内部轴向延伸部分和两端的径向延伸部分，在上述环形叠置部件中，安装管形线圈，各个叠片元件由两个叠片部分构成，该叠片部分彼此粘接而形成相应的叠片元件，上述叠片部分中至少一个部分具有至少一部分相应叠片元件的内部轴向延伸部分和端部径向延伸部分中的一个延伸部分。
本发明还提供一种叠片元件的环形叠置部件，这种叠置部件构成线性马达的定子，这种叠置部件包括许多彼此在侧面配置的叠片元件，各个叠片元件具有内部轴向延伸部分和两端的径向延伸部分，在上述叠片叠置部件中安装管形线圈，各个叠片元件由两个叠片部分构成，这些叠片部分粘接而形成相应的叠片元件。
本发明还提供一种电马达的定子，这种定子包括上述类型的叠片元件叠置部件和具有绝缘外层的管形线圈。
本发明与已知的常规先有技术结构相比，具有若干优点，例如：可以用常规机器绕构成线圈的铜线；可以绕更多圈的铜丝；按照国际电工安全标准，满足上述线圈的电绝缘要求，可利用常规工艺达到这种电绝缘；可以作为一个整体可靠地固定线圈的铜线绕组。
附图的简要说明
下面参考附图说明本发明，这些附图是：
图1是线性马达的纵向截面图，示出先有技术的已知定子装置，该装置具有由单片叠片元件构成的叠片环形叠置部件；
图2是侧视图，示出用在图1所示叠片元件环形叠置部件中的单片叠片元件；
图3是侧视图，示出按本发明形成的叠片环形叠置部件的两个叠片部分；
图4是透视图，示出本发明待形成的叠片叠置部件叠片部分的环形配置；
图5是透视图，示出构成线圈的绕线筒，该绕线筒先绕好，然后再放入到本发明的定子中；
图6是透视图，示出形成线圈的绕线筒，该绕线筒已电绝缘，并具有连接端子，然后再装其放入到本发明的定子中；
图7是透视图，示出固定于两个叠片部分中一个部分环形配置上的线圈，这两个叠片部分构成本发明的叠片元件叠置部件；
图8是线圈的透视图，该线圈装在两个叠片部分的环形配置之间，该两个叠片部分形成本发明的叠片叠置部件。
示出实施例的说明
本发明适用于制造线性马达的定子，该线性马达一般用于制冷系统的气密压缩机，上述压缩机在外壳(未示出)内包括：马达压缩机组件，该组件包括由线性马达和气缸1构成的非共振组件和由活塞2构成的共振组件，该活塞2可以在气缸1中来回运动；驱动装置3，该驱动装置位于气缸1的外面，支承永久磁铁4，该磁铁在线性马达通电时，便轴向推进，上述驱动装置3在操作上使活塞2连接于线性马达。
由密封的图1所示，线性马达围绕气缸1和活塞2，其中包括环形叠置部件5，该部件由许多叠片元件10形成，这些叠片彼此在侧面配置，在该环形叠置部件5中装有管形线圈6，外部环形叠置部件7由许多外部叠片元件形成。
该内部和外部环形叠置部件分别由相互在侧面配置的叠片元件构成，这些叠片一般用钢制作，形成上述叠置部件，形成用于绕气缸1安装例如内部环形叠置部件5的圆筒形内表面。
外部环形叠置组件7与定子一起形成环形空间，驱动部件在该环形空间内运动，该驱动部件的作用是在气缸1中产生活塞2的线性运动。
该压缩机还包括常规的共振弹簧装置8，该弹簧装置安装成可对共振组件和非共振组件加压，并可以沿轴向向活塞2的移动方向发生弹性形变。
各个叠片元件10具有内侧轴向延伸部分11和两端径向延伸部分12，如图所示，形成叠片元件10的梯形形状，其最小底边与内轴向延伸部分11一致。
按照本发明，各个叠片元件10由两个叠片部分13和14构成，其中至少一个部分具有相应叠片10的至少部分内部轴向延伸部分11，上述叠片部分13和14在形成定子10时彼此粘接起来，形成相应的叠片10，如下面说明的。
按照例示的结构形式，各个叠片元件10具有相应的叠片部分13和14，这些部分具有其相应的内部轴向延伸部分13a和14a，这些延伸部分具有相应的径向延伸部分13b和14b。
在组装叠片元件叠置部件的环形叠置部件5时，为了彼此固定叠片部分，以便形成各个叠片元件10，通过相应的固定区域15和16将上述叠片部分彼此固定在一起，例如使上述固定区域15和16彼此嵌合，其中一个固定区域具有凹槽17，该凹槽可以与固定区域15、16中另一固定区域上形成互补凸出部18结合，如下面说明的。
按照本发明，各个叠片部分13和14具有相应的径向内部边缘13c和14c，这些边缘彼此在侧面并列配置，相邻叠片部分13和14的径向内边缘13c和14c形成许多叠片部分13和14各自的直线配置。
在许多叠片部分13和14各自直线配置后，将后者彼此粘接起来，使其各个上述叠片部分13和14绕转动轴进行有相关的有限角位移，该转动轴与相应径向内边缘13c和14c一致。
在将叠片部分13和14固定成直线配置以后，后一步骤旨在使上述直线配置形变成一种环形结构，直至许多叠片部分13和14的各个相应配置的端部叠片部分13和14靠着在上述许多叠片的另一个相对端部片部分13和14。这种形变使得径向内边缘13c和14c形成相应环形组件20和30的内圆筒表面，上述环形组件20和30在组成叠片环形叠置部件5时是彼此是互补的。各个环形组件的内圆筒表面这样形成，使其具有要形成的叠片环形叠置部件的预先计算的直径，该直径随电马达中安装上述叠置部件的区域的尺寸而变化。
按照本发明，在形成各个环形组件20和30之后，各个组件将接收管形线圈6的相应端部分，以便使互补固定区域15和16彼此固定和粘接起来，构成叠片元件的环形叠置部件的构形。
在图8示出的本发明实施例中，先将管形线圈6的端部分装在环形组件20和30中一个组件的内部，然后将环形组件20和30中的另一个环形组件装在上述管形线圈6的另一端部分。在另一实施例中，各个环形组件20和30可以同时装在管形线圈6的相邻端部分上。
按照实施本发明的一种方法，将粘接剂液滴(未示出)滴在构成各个环形组件20和30的许多叠片部分13和14中至少一个部分的固定区域15和16上，由此可以将两个环形组件20和30彼此粘接起来，形成叠片元件环形组件5，上述粘接剂可以在例如张力作用下凝固。
管形线圈6随本发明定子结构变化，该线圈可以在放入叠片元件环形叠置部件5中之前形成，形成方法是，在例如用塑料做的绕线筒50上绕上相应的铜线40(图5)，该绕线筒上可以形成使构成线圈的铜线两个端部绝缘的装置。在绕线操作结束后，用例如焊接方法将上述端部焊接于端子60，以便将环形线圈连接于未示出的电源电缆。在本结构中，由绕制的铜线40和绕线筒50构成的组件，例如通过注射塑料涂上绝缘外层70(图6)，从而确保线圈与电马达铁磁结构的完全绝缘。由绕制的铜线40、绕线筒50和绝缘层70形成的组件构成管形线圈6，该线圈可以采用例如粘接剂放置和固定在环形组件20和30之间(图8)。

Claims (14)

1.一种制造线性电机定子的工艺，上述定子包括由侧面彼此固定的叠片元件(5)构成的环形叠置部件，各个叠片元件(5)具有内部轴向延伸部分(11)和两端径向延伸部分(12)，在该环形叠置部件中装入管形线圈(6)，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
a)形成叠片元件(10)，各个叠片元件由两个叠片部分(13，14)形成，该两个部分彼此固定而形成相应的叠片元件(10)，上述叠片部分(13，14)中的至少一个部分具有至少一部分相应叠片元件(10)的内部轴向延伸部分(11)；
b)使各叠片部分(13，14)呈直线对齐，各个叠片部分具有径向内部轴向边缘(13c，14c)，上述叠片部分(13，14)相互在侧面配置，其相应的径向内部轴向边缘(13c，14c)形成平表面；
c)使各叠片部分(13，14)的直线对齐的径向内部轴向边缘(13c，14c)彼此固定，使得各个叠片部分(13，14)绕其部分径向内部轴向边缘(13c，14c)可以只转动相对有限的角度；
d)使彼此固定的各叠片部分(13，14)的对齐变形成环形形状，使得相应径向内部轴向边缘(13c，14c)形成相应环形组件(20，30)的内圆筒表面。
e)形成两个形状互补的环形组件(20，30)，各个环形组件(20，30)的叠片部分(13，14)彼此并列配置；
f)在上述环形组件(20，30)中的各个组件内部中放上管形线圈(6)的相应相邻端部分，然后将两个环形组件(20，30)彼此固定起来，形成叠片元件(5)环形叠置部件的构形。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，在步骤f)中，采用使叠片元件的固定区域(15，16)相互嵌合的方法，将叠片元件(10)的两个环形组件(20，30)彼此结合在一起。
3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，通过在环形组件(20，30)中的至少一个的固定区域(15和16)上加上粘接剂的步骤，使环形组件相互嵌合，由此可使金属叠片部分(13和14)相互固定。
4.如权利要求3所述的工艺，其特征在于，还包括另一步骤，即张力作用使粘接剂固化，由此相互粘接两个环形组件(20，30)的叠片部分(13，14)。
5.如权利要求3所述的工艺，其特征在于，在步骤a)中，各个叠片元件(10)的叠片部分(13，14)中的一个部分在固定区域(15，16)中具有用于另一个叠片部分(13，14)的凹槽(17)，该另一叠片部分在相应的固定区域(15，16)中具有互补的凸出部(18)，在固定两个环形组件(20，30)时，该凸出部嵌入到上述凹槽(17)中。
6.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤f)包括以下额外的步骤：
将管形线圈(6)的相应端部分装在上述环形组件(20，30)中一个组件的内部；
将上述环形组件(20，30)中另一个装到管形线圈(6)的其余端部分上，然后使两个环形组件(20，30)彼此固定，从而形成叠片元件(5)的环形叠置部件的构形。
7.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，该工艺还包括另一步骤，即在管形线圈(6)上形成绝缘外层(70)。
8.如权利要求7所述的工艺，其特征在于，围绕管形线圈(6)喷上绝缘外层(70)。
9.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，管形线圈(6)固定在环形组件(20，30)之间。
10.如权利要求9所述的工艺，其特征在于，利用粘接剂将管形线圈(6)固定在环形组件(20，30)上。
11.一种用于形成线性电机定子的叠片元件环形叠置组件，该组件包括许多叠片元件(10)，这些叠片的侧面彼此相连，各个叠片元件(10)具有内部轴向延伸部分(11)和两端径向延伸部分(12)，在该环形叠置部件中安装管形线圈(6)，其特征在于，各个叠片元件(10)由两个叠片部分(13，14)构成，这两个部分可以彼此固定而形成相应的叠片元件(10)，上述叠片部分(13，14)中的至少一个具有相应叠片元件内部轴向延伸部分(11)的至少一部分，和一个端部径向延伸部分(12)，各叠片部分(13，14)具有各自的径向内边缘(13c，14c)，它们与一个相邻叠片部分(13，14)的一个径向内边缘(13c，14c)并排侧向连接，使各叠片部分(13，14)线性对齐。
12.如权利要求11所述的叠片叠置部件，其特征在于，各个叠片部分(13，14)具有相应的固定区域(15，16)，该区域在使两个环形组件(20，30)彼此固定时，使两个叠片部分(13，14)相互嵌合。
13.如权利要求11所述的叠片叠置部件，其特征在于，各个叠片元件(10)的叠片部分(13，14)中的一个部分在相应的固定区域(13c，14c)中具有凹槽(17)，该凹槽用于嵌合叠片部分(13，14)中另一部分上形成的互补凸出部(18)，从而在使两个环形组件(20，30)彼此固定时，形成相应的叠片元件(10)。
14.一种电机的定子，包含许多彼此侧面固定的叠片元件(10)，各个叠片元件(10)具有内部轴向延伸部分(11)和两端径向延伸部分(12)，在这种定子中，安装管形线圈(6)，其特征在于，各个叠片元件(10)由两个叠片部分(14，13)构成，这两个部分彼此固定而形成叠片元件(10)，上述叠片部分(13，14)中的至少一个具有相应叠片元件(10)内轴向延伸部分(11)的至少一部分和一个端部径向延伸部分(12)，管形线圈(6)具有喷在上面的绝缘外层(70)，各叠片部分(13，14)具有各自的径向内边缘(13c，14c)，它们与一个相邻叠片部分(13，14)的一个径向内边缘(13c，14c)并排侧向连接，使各叠片部分(13，14)线性对齐。
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