CN209170085U - 三相四线制电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机的技术领域，提供三相四线制电机，包括具有内腔的机壳、端盖、转轴、转子铁芯、定子绕组和中性线，定子绕组包括定子铁芯及定子线圈，定子线圈包括成星形连接的U线、V线和W线，U线、V线和W线三者的共同连接点为星形连接点，中性线与星形连接点直接连接且用于与控制器形成电感回路。由于其星形连接点与中性线直接连接，这样，中性线上具有较强的过流能力，并且，其能够用于与控制器形成电感回路而应用于整车系统，使电池通过电机绕组实现升压充电或者利用电感回路对电池加热，功能多样。

Description

三相四线制电机

技术领域

本实用新型属于电机的技术领域，尤其涉及三相四线制电机。

背景技术

对比文件1：中国申请号为“CN91217200.2”，名称为“一种环形转子稀土同步电机”的在先申请文件，如图1所示，其公开了一种三相线圈绕组2，该三相线圈绕组2的线圈接法为星形接法，由于星形接法定子的三相能够保持平，因此星形接法的三相线圈绕组被广泛运用于发电机、电动机中。

对比文件2：中国申请号为“CN201320618180.0”，名称为“一种汽车雨刷器用无刷直流电机”的在先申请文件中，如图2所示，其公开了定子绕组为三相四线制，中性线接直流正极输入端，其他三组线与控制电路中的驱动器电路连接，定子与控制电路上固定在一起形成定子组件，控制电路通过连接件固定在支架上，转子通过中心轴穿过定子、控制线路板与支架内的轴承相连接。

但是现有电机仍然存在这样的问题：申请号为“CN91217200.2”的专利文件其只公开了一种三相线圈绕组，而申请号为“CN201320618180.0”的专利文件其虽然公开了三相四线制的定子绕组，但是，但是其中性线是直接由电路板引出的，其中心线的过流能力比较小，其主要用于将三相不平衡的电流导通，功能单一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了三相四线制电机，旨在解决现有三相四线制电机的中心线过流能力比较小和功能单一的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了三相四线制电机，包括：

机壳，具有内腔；

端盖，与所述机壳连接以密封所述内腔；

转轴，设于所述内腔中，且一端转动支撑于所述机壳上，另一端转动支撑于所述端盖上；

转子铁芯，套设于所述转轴上；

定子绕组，设于所述内腔的侧壁上且沿着所述转子铁芯的外周分布，其包括定子铁芯及绕设于所述定子铁芯上的定子线圈，所述定子线圈包括成星形连接的U线、V线和W线，所述U线、所述V线和所述W线三者的共同连接点为星形连接点；以及

中性线，与所述星形连接点直接连接且用于与控制器形成电感回路。

进一步地，所述端盖上设有通孔，所述中性线穿过所述通孔，所述中性线与所述通孔之间通过固定套密封连接。

进一步地，所述端盖上设有插座件和与所述插座件插接配合的插头件，所述中性线与所述插座件连接，所述插头件与所述控制器连接。

进一步地，于所述星形连接点处，所述U线、所述V线和所述W线三线结合形成星点线束，所述星点线束具有星点外延端和星点焊接端，所述中性线具有中性外延端和中性焊接端，所述星点焊接端和所述中性焊接端共同置入于一铆压套中并经脱漆处理后铆压焊接，所述星点焊接端、所述中性焊接端和所述铆压套整体套设于一绝缘套管中。

进一步地，所述星点外延端外套有星点绝缘管，所述中性外延端外套有中性绝缘管。

进一步地，所述绝缘套管与所述铆压套之间设有用于将所述星点焊接端、所述中性焊接端和所述铆压套三者包裹在一起的绝缘薄膜。

进一步地，所述铆压套中的所述星点线束的数量为二或四，二或四路所述星点线束的所述星点焊接端均与所述中性焊接端铆压焊接。

进一步地，所述机壳的侧壁中设有水道以及与所述水道连通的水管。

进一步地，在所述内腔的侧壁上设有三个沿所述定子绕组周向均匀分布的温度传感器，三个所述温度传感器在所述转轴的圆周方向上均匀分布且两两间隔120度。

进一步地，所述内腔的侧壁朝侧向延伸形成有安装空间，所述安装空间中设有与所述U线、所述V线和所述W线连接的铜排，所述铜排通过导线与所述控制器连接，所述内腔的侧壁上还设有用于盖住所述安装空间的盖板。

本实用新型提供的三相四线制电机的有益效果：

本实施例提供的三相四线制电机中，由于其定子绕组的定子线圈采用了成星形连接的U线、V线和W线，并且其U线、V线和W线三者的星形连接点还直接连接有中性线，这样，中性线上可以允许较大的过电流通过，其还能用于与控制器形成电感回路。总之，相比较现有技术而言，本实施例提供的三相四线制电机的中心线具有较强的过流能力，且能够用于与控制器形成电感回路而应用于整车系统，使电池通过电机绕组实现升压充电或者利用电感回路对电池加热，功能多样。

附图说明

图1是对比文件1提供的一种环形转子稀土同步电机的结构示意图；

图2是对比文件2提供的一种汽车雨刷器用无刷直流电机的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的三相四线制电机的剖视图；

图4是本公开实施例提供的三相四线制电机的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的三相四线制电机的U线、V线、W线和中性线的连接结构示意图；

图6是本公开实施例提供的三相四线制电机的星形连接点处的连接结构示意图；

图7是本公开实施例提供的三相四线制电机的定子绕组的结构示意图；

图8是本公开实施例提供的三相四线制电机的U线、V线、W线和温度传感器的结构示意图。

附图标记说明：

10	三相四线制电机	11	机壳	12	端盖
						13	转轴	14	转子铁芯	15	定子绕组
151	定子铁芯	152	U线	153	V线
						154	W线	155	星形连接点	16	中性线
17	控制器	18	固定套	191	星点外延端
						192	星点焊接端	21	中性外延端	22	中性焊接端
23	铆压套	24	绝缘套管	1911	星点绝缘管
						211	中性绝缘管	25	绝缘薄膜	26	水道
27	挡板	28	温度传感器	29	铜排
						30	盖板	31	第一轴承	32	第二轴承
33	水管	34	星点线束

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图3～8所示，为本实用新型提供的较佳实施例。

需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

本实施例提供的三相四线制电机10，它可作为数控执行装置的动力而制成各种功率的高速电动机，也可以作为与燃气轮机直接配套的高速发电机。具体地，本实施例的三相四线制电机10其可以应用于新能源汽车上。

具体地，如图3至图5所示，本实施例提供的三相四线制电机10，包括：

机壳11，具有内腔；

端盖12，与机壳11连接以密封内腔；

转轴13，设于内腔中，且一端转动支撑于机壳11上，另一端转动支撑于端盖12上；

转子铁芯14，套设于转轴13上；

定子绕组15，设于内腔的侧壁上且沿着转子铁芯14的外周分布，其包括定子铁芯151及绕设于定子铁芯151上的定子线圈，定子线圈包括成星形连接的U线152、V线153和W线154，U线152、V线153和W线154三者的共同连接点为星形连接点155；以及

中性线16，与星形连接点155直接连接且用于与控制器17形成电感回路。其中，“直接连接”是指中性线16直接与星形连接点155连接，两者之间并未存在居中部件；此处，该控制器17有两种作用：一方面控制器17可用于控制电机作为驱动，另外一方面控制器17能与电机的中性线16形成电感回路，利用该电感回路，电机能够实现对电池的升压充电或者对电池加热的效果，且该过程中，电机不会产生连续的转矩。

如图3至图5所示，本实施例提供的三相四线制电机10中，由于其定子绕组15的定子线圈采用了成星形连接的U线152、V线153和W线154，并且其U线152、V线153和W线154三者的星形连接点155还直接连接有中性线16，这样，中性线16上可以允许较大的过电流通过，其还可用于与控制器17形成电感回路。总之，相比较现有技术而言，本实施例提供的三相四线制电机10的中心线具有较强的过流能力，并且，能够用于与控制器17形成电感回路而应用于整车系统，通过电机的定子绕组对电池升压充电或者利用定子绕组形成的电感回路对电池加热，功能多样。

其中，定子铁芯151由铁芯冲片层层叠压而成，定子线圈由漆包线按照合适的绕法绕制，即U线152、V线153和W线154均为漆包线。

其中，为了便于转子铁芯14在转轴13上的安装，转轴13上设有用于支撑转子铁芯14的挡板27。

如图3至图5所示，由于定子线圈设于内腔中，且中性线16是直接与星形连接点155连接的，因此，为了便于中性线16的引出使用，具体地，作为中性线16引出方式的优选实施方式之一：

具体地，端盖12上设有通孔，中性线16穿过通孔，中性线16与通孔之间通过固定套18密封连接。这样，中性线16可方便地通过通孔引出，并由固定套18固定稳定。细化地，通孔与中性线16相对设置，这样便于中性线16的引出。其中，固定套18可为胶套，其胶套具有内孔，内孔可供中性线16穿过，这样，在整车运行过程中，可防止中性线16与机壳11摩擦，并且起绝缘作用。仍需补充的是，胶套采用外螺纹，螺纹固定在端盖12上。

作为中性线16引出方式的优选实施方式之二：

当然，为了便于中性线16的引出使用，还可以是，端盖12上设有插座件和与插座件插接配合的插头件，中性线16与插座件连接，插头件与控制器17连接。这样，在需要接通中性线16和控制器17时，只要将插头件插入于插座件中，而在不需要接通中性线16和控制器17时，只要将插头件从插座件中拔出即可，操作方便。

如图3至图6所示，关于中性线16与星形连接点155直接连接的具体连接方式为：于星形连接点155处，U线152、V线153和W线154三线结合形成星点线束34，星点线束34具有星点外延端191和星点焊接端192，中性线16具有中性外延端21和中性焊接端22，星点焊接端192和中性焊接端22共同置入于一铆压套23中并经脱漆处理后铆压焊接，星点焊接端192、中性焊接端22和铆压套23整体套设于一绝缘套管24中。

其中，中性线16的线径与U线152、V线153和W线154的线径可采用同样的大小，铆压套23可为铜套，其将星点焊接端192和中性焊接端22共同放入铜套中，然后通过铆压机器把铜套铆压变形。

如图3至图6所示，U线152、V线153和W线154均为漆包线，U线152、V线153和W线154之间本来就相互绝缘，而由于在星点焊接端192和中性焊接端22处需要进行脱漆处理，因此，为了避免星点外延端191和中性外延端21因受脱漆影响而导致绝缘不佳的问题，具体地，星点外延端191外套有星点绝缘管1911，中性外延端21外套有中性绝缘管211。

为了进一步地使得星点焊接端192、中性焊接端22和铆压套23的绝缘效果更佳，具体地，绝缘套管24与铆压套23之间设有用于将星点焊接端192、中性焊接端22和铆压套23三者包裹在一起的绝缘薄膜25。其中，绝缘薄膜25可为聚酯亚胺薄膜，当然还可为由其他绝缘材料制成的薄膜，本实施例中，并不仅限于此。

如图3至图6所示，本实施例中，定子绕组15固定在机壳11的内腔中，其通电将产生旋变磁场，起励磁作用；转子铁芯14安装在定子绕组15的中间，转子铁芯14中也具有永磁磁钢，在定子绕组15的励磁作用下将产生感应力矩，起励磁感应旋转作用；因此，为了加强旋变磁场的产生，具体地，关于定子绕组15上定子线圈的优选设置方式，铆压套23中的星点线束34的数量为二或四，二或四路星点线束34的星点焊接端192均与中性焊接端22铆压焊接。

由于定子绕组15和转子铁芯14通电工作时会发热，为了更好地将机壳11内腔中的热量散发出去，具体地，机壳11的侧壁中设有水道26以及与水道26连通的水管33，这样，可通过水管33与水道26的连通来进行内外部水的往返输送，不断地内腔中的热量带走。

同时，如图3至图8所示，为了更加准确地监测定子绕组15的温度，并准确地判断定子绕组15的温度是否过温，具体地，在机壳11的内腔侧壁上设有三个沿定子绕组15周向均匀分布的温度传感器28，三个温度传感器28在转轴13的圆周方向上均匀分布，两两间隔120度。在进行保护判断时：将3个温度传感器28的监测温度值取均值，该均值用于加热系统中定子绕组15温度的保护判断。这样，相比较一般在定子绕组15中预埋的单个温度传感器28采集温度值来保护的方式而言，其更加准确，可以消除一定的随机性，例如，当前电机加热时流过U相的电流最大，而V相电流较小，则单个温度传感器28采集值可能偏小，此时若以该采集值来进行保护，则无法保护。此外，由于能够准确监测定子绕组15的温度，在电机发热量过高时，其可控制调节电机的发热量，或停止定子绕组15的发热。

为了便于将U线152、V线153和W线154引出，并与控制器17连接，具体地，内腔的侧壁朝侧向延伸形成有安装空间，安装空间中设有与U线152、V线153和W线154连接的铜排29，铜排29通过导线与控制器17连接，内腔的侧壁上还设有用于盖住安装空间的盖板30。

为了更好地安装固定转轴13，具体地，端盖12设有第一轴孔，第一轴孔中设有第一轴承31，内腔的底部设有第二轴孔，第二轴孔中设有第二轴承32，转轴13一端转动支撑于第一轴承31中，另一端转动支撑于第二轴承32中。

为了便于将端盖12固定于机壳11上，具体地，端盖12上设计有多个过孔，端盖12与机壳11间隙配合，然后，采用螺钉穿过过孔，将端盖12固定在机壳11上，同时，端盖12还起安装固定转轴13的作用。

本实施例提供的三相四线制电机10的装配工艺为：先将机壳11放到高温箱加热，温度合适后把定子绕组15热套到机壳11的内壁中，安装过程中需要保证定子绕组15与机壳11的同心度；定子绕组15安装冷却后，在第二轴孔中放置一个波形垫圈，然后把转子铁芯14的转轴13一端支承于第二轴孔中；然后，将中性线16穿过端盖12的通孔；最后，使端盖12上的第一轴孔与转轴13的另一端对准定位，把端盖12固定于机壳11上，完成上述三相四线制电机10的装配。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.三相四线制电机，其特征在于，包括：

机壳，具有内腔；

端盖，与所述机壳连接以密封所述内腔；

转轴，设于所述内腔中，且一端转动支撑于所述机壳上，另一端转动支撑于所述端盖上；

转子铁芯，套设于所述转轴上；

定子绕组，设于所述内腔的侧壁上且沿着所述转子铁芯的外周分布，其包括定子铁芯及绕设于所述定子铁芯上的定子线圈，所述定子线圈包括成星形连接的U线、V线和W线，所述U线、所述V线和所述W线三者的共同连接点为星形连接点；以及

中性线，与所述星形连接点直接连接且用于与控制器形成电感回路。

2.如权利要求1所述的三相四线制电机，其特征在于，所述端盖上设有通孔，所述中性线穿过所述通孔，所述中性线与所述通孔之间通过固定套密封连接。

3.如权利要求1所述的三相四线制电机，其特征在于，所述端盖上设有插座件和与所述插座件插接配合的插头件，所述中性线与所述插座件连接，所述插头件与所述控制器连接。

4.如权利要求1～3任一项所述的三相四线制电机，其特征在于，于所述星形连接点处，所述U线、所述V线和所述W线三线结合形成星点线束，所述星点线束具有星点外延端和星点焊接端，所述中性线具有中性外延端和中性焊接端，所述星点焊接端和所述中性焊接端共同置入于一铆压套中并经脱漆处理后铆压焊接，所述星点焊接端、所述中性焊接端和所述铆压套整体套设于一绝缘套管中。

5.如权利要求4所述的三相四线制电机，其特征在于，所述星点外延端外套有星点绝缘管，所述中性外延端外套有中性绝缘管。

6.如权利要求4所述的三相四线制电机，其特征在于，所述绝缘套管与所述铆压套之间设有用于将所述星点焊接端、所述中性焊接端和所述铆压套三者包裹在一起的绝缘薄膜。

7.如权利要求4所述的三相四线制电机，其特征在于，所述铆压套中的所述星点线束的数量为二或四，二或四路所述星点线束的所述星点焊接端均与所述中性焊接端铆压焊接。

8.如权利要求4所述的三相四线制电机，其特征在于，所述机壳的侧壁中设有水道以及与所述水道连通的水管。

9.如权利要求4所述的三相四线制电机，其特征在于，在所述内腔的侧壁上设有三个沿所述定子绕组周向均匀分布的温度传感器，三个所述温度传感器在所述转轴的圆周方向上均匀分布且两两间隔120度。

10.如权利要求4所述的三相四线制电机，其特征在于，所述内腔的侧壁朝侧向延伸形成有安装空间，所述安装空间中设有与所述U线、所述V线和所述W线连接的铜排，所述铜排通过导线与所述控制器连接，所述内腔的侧壁上还设有用于盖住所述安装空间的盖板。