CN211046585U - 一种对引线框架和绕组线圈冷却的结构及发电机或电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机领域，公开了一种对发电机或电动机的引线框架和绕组线圈冷却的结构，定子铁芯包含圆周分布的多个定子齿，引线框架用于将第一逆变器电连接到安装在电动机或发电机的定子铁芯上的第一组线圈绕组，引线框架包括具有多层电路板层的印刷电路板，其中每个电路板层均包括绝缘基板和设置在绝缘基板上的导电层，引线框架位于冷却通道和定子齿之间，灌封材料位于冷却通道和引线框架之间，其中灌封材料在冷却通道和引线框架之间起到传到热量的作用，冷却通道开设在定子壳体内。本实用新型增加对安装在定子上的引线框架的冷却，引线框架的布置使得在电动机或发电机的逆变器和线圈绕组之间提供大电流，从而产生大的扭矩和功率值。

Description

一种对引线框架和绕组线圈冷却的结构及发电机或电动机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，尤其涉及了一种对引线框架和绕组线圈冷却的结构及发电机或电动机。

背景技术

电动机系统通常包括电动机，其控制单元被布置成控制电动机的功率。已知电机类型包括感应电机、同步无刷永磁电机、开关磁阻电机和直线电机。由于驾驶车辆需要高扭矩，因此最常用的电动机是三相电动机。三相电动机通常包括三个线圈绕组，其中每个线圈绕组被布置成产生与交流电压的三相之一相关的磁场。为了增加电机内形成的磁极数量，每个线圈绕组通常会有一些线圈子组分布在电机周围，这些线圈子组被驱动以产生旋转磁场。中国专利 CN201710715959.7提供了一种三相永磁无刷直流轮毂电机。

如图1所示，典型的三相电动机有三个线圈组14、16、18。每个线圈组由四个串联的线圈子组组成，其中，对于给定的线圈组，各线圈子组产生的磁场将具有公共相位。三相电动机的三个线圈组通常配置为三角形或星形配置。具有直流电源的三相电动机的控制单元通常包括三相电桥产生三相电源的逆变器驱动电机。每一个各自的电压相位被施加到电动机的一个各自的线圈组上。一种三相桥式逆变器，包括若干开关设备，例如电力电子开关，例如绝缘栅双极晶体管(IGBT)开关，用于从直流电源产生交流电压。在电动汽车电机的背景下，越来越流行的驱动设计是一种集成在车轮内的电机设计，其中电机及其相关控制系统集成在车轮内。但是，由于电动马达及其相关控制系统集成的车辆车轮内的空间限制，这可能会对电动机的发电能力造成影响。本实用新型提供了一种可提供大电流的电机引线框架。

实用新型内容

本实用新型根据现有轮毂电机不能提供大扭矩的缺陷，提供了一种对引线框架和绕组线圈冷却的结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

一种对引线框架和绕组线圈冷却的结构，所述定子包括周向支架、冷却通道和引线框架，周向支架包括围绕所述周向支架圆周分布的多个定子齿，定子齿上安装有第一组线圈绕组，第二组线圈绕组和第三组线圈，引线框架用于将第一逆变器电连接到安装在周向支架上的电动机或发电机的第一组线圈绕组，其中引线框架包括具有多层电路板层的印刷电路板，其中每个电路板层均包括绝缘基板和设置在绝缘基板上的导电层，引线框架位于冷却通道和定子齿之间，灌封材料位于冷却通道和引线框架之间，其中灌封材料设置成在冷却通道和引线框架之间提供热路径，冷却通道开设在周向支架内。

作为优选，引线框架为一个整体的圆周状，或者为两个半圆周状的引线框架拼成一个整体为圆周状的引线框架。

作为优选，印刷电路板的内边缘和外边缘均开设置有用于接收相应线圈绕组的凹槽，线圈绕组通过凹槽电耦合至印刷电路板。

作为优选，引线框架安装在靠近线圈绕组的周向支架上。

作为优选，所述冷却通道被布置成具有第一部分和第二部分，第一部分与第二部分垂直。

作为优选，冷却通道的第一部分设置定子铁芯的内侧且沿定子铁芯的轴向设置。

作为优选，冷却通道的第二部分设置在引线框架远离定子铁芯的一侧，且沿引线框架的径向分布。

作为优选，定子铁芯两端的端面上均设置沿定子铁芯轴向分布的沉槽，灌封材料填充在沉槽内。

作为优选，印刷电路板至少具有第一电路板层、第二电路板层、第三电路板层和第四电路板层；第一电路板层包括第一导电层，第一导电层布置成电耦合到第一组线圈绕组的第一线圈绕组和第一逆变器的第一支路；第二电路板层包括第二导电层，第二导电层布置成电耦合到第一组线圈绕组的第二线圈绕组和第一逆变器的第二支路；第三电路板层包括第三导电层，第三导电层布置成电耦合到第一组线圈绕组的第三线圈绕组和第一逆变器的第三支路；第四电路板层包括第四导电层，其设置为与第一组线圈绕组的第一线圈绕组、第二线圈绕组和第三线圈绕组耦合，以在第一线圈绕组、第二线圈绕组和第三线圈绕组之间形成中性点。

本实用新型还提供一种电机，包括上述的定子。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

本实用新型增加对安装在定子上的引线框架的冷却，引线框架的布置使得在电动机或发电机的逆变器和线圈绕组之间提供大电流，从而产生大的扭矩和功率值，同时允许为减少电机/发电机的线圈绕组和逆变器减少空间包络。

附图说明

图1说明了现有技术的三相电动机；

图2说明了包含本实用新型的电机的分解图；

图3是控制装置的示意图；

图4A说明了根据本实用新型实施例的引线框架提供的电气连接；

图4B说明了根据本实用新型实施例的引线框架提供的电气连接；

图5说明了根据本实用新型实施例的引线框架；

图6说明了根据本实用新型实施例的引线框架布置；

图7说明了根据本实用新型实施例的引线框架；

图8说明了根据本实用新型实施例的引线框架布置；

图9说明根据本实用新型实施例的引线框架的电路板层上的导电层；

图10说明根据本实用新型实施例的引线框架；

图11示出根据本实用新型实施例的引线框架的电路板层上的导电层；

图12说明根据本实用新型实施例的引线框架的电路板层上的导电层；

图13说明根据本实用新型实施例的引线框架的电路板层上的导电层。

图14说明根据本实用新型实施例的引线框架的电路板层上的导电层；

图15示出根据本实用新型实施例的引线框架；

图16是根据本实用新型实施例的线圈端部与引线框架配合的示意图；

图17说明了根据本实用新型实施例的定子铁芯、线圈绕组和引线框架；

图18说明了根据本实用新型冷却结构示意图；

图19是定子线圈绕组与定子铁芯的结构示意图；

图20是定子线圈绕组单元与定子铁芯的爆炸示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种对引线框架和线圈冷却的结构，如图18所示，引线框架 255安装在定子铁芯600上，并且线圈的端部已经连接到引线框架255，定子铁芯600设置成安装到定子散热器253。优选地，定子铁芯600经由热降机构安装在定子散热器253上。为了冷却定子铁芯600、线圈400和引线框架255，引线框架具有冷却通道，该冷却通道具有第一段1810，该第一段1810沿定子齿800 和定子铁芯600的内轴向边缘延伸，以及第二段1820，该第二段1820被设置为延伸到与安装引线框架的定子铁芯600的轴向安装面平行的径向向外方向。

如图18所示的定子横截面图所示。为了改善定子散热器253和引线框架255 之间的导热性，灌封材料1830放置在散热器253和引线框架255之间以及引线框架255和定子线圈400之间。通常使用的灌封材料1830是布置成提供良好的导热性。合适的灌封材料的一个例子是陶瓷填充的环氧树脂；然而，可以使用其他类型的灌封材料。

本实施例提供一种引线框架255，用于将电动机或发电机的逆变器耦合到直流电源；本实施例中的电动机为用于汽车车轮的轮毂电机。如图2所示，轮毂电机包括一个定子252，该定子252包括一个作为散热器253的周向支架、多个线圈254、两个未显示的控制装置300，这些控制装置300安装在定子后部的周向支架253上，用于驱动线圈。电容器和引线框架255安装在线圈254的轴向边缘和周向支架253上形成的轴向法兰之间，用于将控制装置连接到线圈254。线圈254嵌在定子齿800上以形成线圈绕组；定子罩安装在定子252的后部，包围控制装置和环形电容器以形成定子252，然后将其固定到车辆上，并且在使用过程中不会相对于车辆旋转。

具体为定子铁芯组件包括中部的定子铁芯600和安装在定子铁芯600外圆周的周向支撑件550，定子齿800开设在周向支撑件550的环形外侧面上。

如图3所示，每个控制装置300包括一个逆变器310，其中一个控制装置 300包括控制器调节器320，在本实施例中，该控制装置300包括一个处理器，用于控制两个逆变器310的操作。如图3所示，每个控制装置300包括逆变器 310，其中一个控制装置包括控制逻辑320，控制逻辑320在本实施例中包括处理器，用于控制两个逆变器310的操作。如下文所述，每个逆变器耦合到三组线圈绕组上，线圈绕组电气并联，形成一组三子电机。

环形电容器耦合在逆变器310和电动机的直流电源之间，以减少电动机电源线上的电压波动，也称为直流母线，并减少电动机运行期间的电压过冲。为了减小电感，电容器安装在控制装置300附近。

磁铁靠近定子252上的线圈绕组，因此线圈产生的磁场与转子240圆柱形部分221内侧布置的磁铁242相互作用，从而使转子240旋转。由于永久磁铁 242用于产生驱动电机的驱动扭矩，因此永久磁铁通常称为驱动磁铁。在本实施例中，电动机包括六个线圈绕组，每个线圈绕组具有三个线圈子组，线圈子组在本实施例中也叫作线圈相绕组；这三个线圈子组以Y形结构耦合以形成三相子电动机，从而使电动机具有六个三相子电动机，定子包括周向支撑件和安装在周向支撑件上的定子绕组，周向支撑件为定子铁芯600，定子绕组由定子绕组单元550组成，定子绕组单元550为绕有线圈的齿，每个齿上开设有齿槽801，周向支撑件的外圆周设置有定子齿800，齿槽801过盈插接在定子齿800内。本实施例中的定子绕组单元550为54个，因为有2组线圈绕组，每组线圈绕组包括3个线圈绕组，每个线圈绕组包括3个线圈相绕组(子集)，每个线圈相绕组包括3个线圈。其中如上所述，六个线圈组的各个线圈缠绕在各个定子齿800 上作为定子的一部分。如下所述，通过两个控制装置300中的一个控制各子电动机的操作。尽管本实施例描述了具有六个线圈组(即六子电动机)的电动机，但是电动机同样可以具有一个或多个具有相关控制装置的线圈组。同样地，每个线圈组可以具有任何数量的线圈子组，从而允许每子电动机具有两个或更多个相。

图3说明了各个线圈组60和控制装置300之间的连接，其中三个线圈组60 连接到控制装置300上的相应三相逆变器310。如本领域技术人员所熟知的，三相逆变器包含六个开关，其中三相交流电压可由六个开关的受控操作产生。然而，开关的数量将取决于施加到各自子电机上的电压相位的数量，在这些子电机上可以建造任意数量的相位。每个控制装置300通过通信总线与其他控制装置300通信。

其中一个控制装置300包括处理器320，用于控制两个控制装置300中的逆变器开关的操作，控制装置还与温度传感器503电连接，用于接收温度传感器 503的信号，以确定电动机是否在可接受的温度范围内运行。此外，每个控制装置300包括一个接口布置，允许通过通信总线330在各个控制装置300之间进行通信，其中一个控制装置300被布置为与安装在电动机外部的车辆控制器通信。

处理器320用于控制安装在每个控制装置300内的逆变器开关的操作，以允许每个电动机线圈组60配备三相电压电源，从而允许各个线圈子组产生旋转磁场。如上所述，尽管本实施例将每个线圈组60描述为具有三个线圈子组，但本实用新型不受此限制，应了解每个线圈组60可以具有一个或多个线圈子组。

在处理器的控制下，每个三相桥式逆变器310被设置为在各自的线圈子集中提供脉宽调制电压控制，从而在各自的线圈子集中产生电流，以提供各自的子电机所需的扭矩。PWM控制的工作原理是利用电机电感来平均施加的脉冲电压，从而将所需的电流驱动到电机线圈中。使用脉宽调制控制，施加的电压在电机绕组之间切换。在电压通过电机线圈切换期间，电机线圈中的电流以其电感和外加电压决定的速率上升。脉宽调制电压控制在电流增加超过要求值之前关闭，从而实现对电流的精确控制。对于给定的线圈组，三相桥式逆变器310 开关被布置成在每个线圈子组上施加单个电压相位。使用PWM切换，多个开关被布置为在各个线圈子集上施加交流电压。电信号的电压包络和相位角由调制电压脉冲确定。

在一个控制装置上形成的逆变器耦合到三个线圈组，形成第一组三子电机，在另一个控制装置上形成的逆变器耦合到其他线圈组，形成第二组三子电机。

两个逆变器310通过引线框架255耦合到各自的线圈组，其中各自逆变器 310的每个支腿通过各自的相绕组母线耦合到引线框架255。就本实施例而言，逆变器的三个支路产生的不同电压相位被指定为W、V和U。线圈绕组与引线框架255耦合，以允许电流通过控制装置中的各个逆变器310从直流电源流向线圈绕组，从而允许电机产生驱动转矩。

图4示出了引线框架255在其中一个控制装置的相绕组母线和安装在定子上的线圈绕组之间提供的电连接，其中引线框架255布置成在Y形配置中用于耦合相应线圈子组的相绕组。然而，引线框架255可以被配置为以不同的配置耦合相应线圈子集的相绕组。如上所述，每个线圈绕组包括三个线圈子组(即相绕组)以形成三相子电动机。图4示出了引线框架255在其中一个控制装置的相绕组母线和安装在定子上的线圈绕组之间提供的电连接，其中引线框架255 布置成在Y形配置中用于耦合相应线圈子组的相绕组。然而，引线框架255可以被配置为以不同的配置耦合相应线圈子集的相绕组。如上所述，每个线圈绕组包括三个线圈子组(即相绕组)以形成三相子电动机。本实施例中第一组线圈绕组的第一线圈绕组、第二线圈绕组和第三线圈绕组一一对应下文的第一子电机、第二子电机和第三子电机。

就本实施例而言，形成线圈子组的每个线圈组由三个单独的线圈形成，这些线圈通过引线框架255的电路板层耦合。

参考图4，线圈401形成第一子电机411的第一相绕组，线圈402形成第一子电机411的第二相绕组，线圈403形成第一子电机411的第三相绕组。对于第二子电机412，线圈404形成第二子电机412的第一相绕组，线圈405形成第二子电机412的第二相绕组，线圈406形成第二子电机412的第三相绕组。对于第三子电机413，线圈407形成第三子电机413的第一相绕组，线圈408形成第三子电机413的第二相绕组，线圈409形成第三子电机413的第三相绕组。图4中所示的每个线圈400对应于单个定子齿800上的线圈，其中每个线圈的端部被安排为与引线框架255耦合，以实现线圈按照图4所示的配置耦合。

引线框架255用于将W相逆变器母线连接到第一子电机411的第一相绕组 401的第一线圈400、第二子电机412的第一相绕组404和第三子电机413的第一相绕组407。引线框架255还将V相逆变器母线连接到第一子电机411的第二相绕组402的第一线圈400、第二子电机412的第二相绕组405和第三子电机 413的第二相绕组408，并且将U相逆变器连接到第一子电机411的第三相绕组 403的第一线圈400，第二子电机412的第三相绕组406和第三子电机413的第三相绕组409。

如图4所示，引线框架255将第一子电机411的第一相绕组401的最后一个线圈400连接到第一子电机411的第二相绕组402和第三相绕组403的最后一个线圈400。同样，引线框架255还将第二子电机412的第一相绕组404的最后一个线圈400连接到第二子电机412的第二相绕组405和第二子电机412的第三相绕组406的最后一个线圈400，并将第三子电机413的第一相绕组407的最后一个线圈400连接到第三子电机413的第二相绕组408和第三相绕组409 的最后一个线圈400。这些连接作为每子电机的星形点。

此外，引线框架255被布置成电连接每个相绕组的各个线圈400，以在每个相绕组的各个线圈400之间形成串行连接。相应地，引线框架255提供W、V、U 相逆变器母线与各自线圈400之间的电气连接，以形成由单个逆变器310驱动的三子电机，其中各自子电机的线圈绕组以Y形配置耦合。同样，引线框架255 也以同样的方式将另一控制装置300的逆变器310的相绕组母线和安装在定子上的线圈连接起来，形成由第二控制装置300中的逆变器310驱动的三子电机。现在将描述引线框架255的结构，其中在第一实施例中，如图5所示，使用一个基本上为圆周的引线框架255来从两个控制装置提供电流到相应的线圈组。

引线框架255包括第一组三个孔660，用于接收将引线框架255耦合到第一控制装置300中的逆变器310的相应母线引线框架针，以及第二组三个孔660，用于接收用于将引线框架255耦合到第二组中的逆变器310的相应母线引线框架针。

引线框架255在预定位置开设有固定孔，热桩630插接在固定孔内，其中本实施例中热桩630布置在定子绕组单元550的齿的端部，该端部靠近引线框架255，热桩630设计在定子绕组单元550的内侧和外侧，该热桩630被布置为通过引线框架255中形成的孔延伸。一旦引线框架255安装在定子铁芯600上，且各自的热桩630穿过引线框架255中形成的相应固定孔，则热桩630熔化，从而将引线框架255固定到定子铁芯600上。但是，可以使用任何合适的方法将引线框架255连接到定子铁芯上。

如图6所示，引线框架255包括多个凹槽640，形成在引线框架255的内外径向边缘上，用于接收缠绕在定子齿800上的线圈的端部，用于将线圈400耦合到引线框架255，如下文所述，其中，对于每个缠绕在定子齿800上的线圈，一部分安装在引线框架255内径向边缘形成的凹槽640中，另一部分安装在引线框架255外径向边缘形成的凹槽640中。

单周向引线框架255用作从控制装置300内的各个逆变器310到各个线圈绕组的电流路径，其中引线框架255是具有多个电路板层的基本周向印刷电路板。其板层具有印刷在每个电路板层上的导电层。每个电路板层均包括具有绝缘基板；绝缘基板上形成有导电层。本实施例中逆变器的个数为2个，换句话说，引线框印刷电路板的一半圆周被分配用于将第一控制装置300耦合到一组线圈绕组以形成第一组线圈绕组形成的三子电机，并且引线框印刷电路板的另一半圆周被分配用于将第二控制装置300耦合到第二组线圈绕组形成的三个子电机。多个电路板层由各自的绝缘基板隔开。

为了允许大电流从逆变器310流向线圈绕组，从而允许电动机产生足够的扭矩来驱动车辆，每个电路板层上的导电层被布置为延伸到每个电路板的大部分，其中每个导电层被布置为对应特定的各逆变器310和线圈绕组之间以及构成各子电机的不同线圈子集之间的电路路径，因此，每个电路板层均对电流流动进行了优化。

为了实现图4所示的电路配置，现在将描述印刷电路板层和印刷在电路板层上的导电层的配置。每个电路板层包括两组电气连接，用于将第一组三个线圈绕组耦合到一个逆变器上，和将另一个组三个线圈绕组耦合到另一个逆变器上，但每个电路板层可包括基于逆变器数量的任何数量的导电层。例如，如果使用一个逆变器驱动安装在定子上的所有线圈绕组，则印刷在每个电路板层上的导电层将被布置成在逆变器和线圈绕组之间以及构成各自子电机的不同线圈子集之间形成特定的电路路径,形成各自的子电机。

本实施例中引线框架255包括第一引线框架701和第二引线框架702，其中第一引线框架701和第二引线框架702都是半周向的，当安装在定子252上时，第一引线框架701和第二引线框架702形成基本上圆周的引线框架255。如图8 所示，每个引线框架255均安装在定子铁芯600的轴向安装表面上，该表面构成定子252的一部分，线圈缠绕在定子铁芯600上形成的定子齿800上。

第一引线框架和第二引线框架702均包括一组三个孔660，用于接收各自的母线引线框架针，用于分别将第一引线框架701和第二引线框架702耦合到第一控制装置300和第二控制装置300中的逆变器310。

第一引线框架701和第二引线框架702通过在预定位置连接到热桩630安装到定子铁芯600上，所述热桩630布置为通过在第一引线框架701和第二引线框架702中形成的孔延伸。一旦第一引线框架701和第二引线框架702安装在定子铁芯600上，且各自的热桩630穿过在第一引线框架701和第二引线框架702中形成的各自孔，则热桩630熔化，从而保持第一引线框架701和第二引线框架702固定在定子铁芯600。但是，可以使用任何合适的方法将第一引线框架701和第二引线框架702连接到定子铁芯600上。

如图8所示，第一引线框架701和第二引线框架702包括多个凹槽640，所述凹槽640形成于第一引线框架701和第二引线框架702的内外径向边缘上，用于接收缠绕在用于耦合的定子齿800上的线圈400的端部部分，线圈400分别连接到第一引线框架701和第二引线框架702上。对于缠绕在定子齿800上的每个线圈，一个端部安装在第一引线框架701或第二引线框架702的内径向边缘上形成的凹槽640中，另一个端部安装在相应引线框架255部分701的外径向边缘上形成的凹槽640中。

其中第一引线框架701上的第一印刷电路板的电路板层与第二引线框架702 上的第二印刷电路板的电路板层为镜像关系，第一印刷电路板负责第一组线圈绕组形成的三个子电机(为第一子电机、第二子电机、第三子电机或者表述为子电机1/2/3)，第二印刷电路板负责第二线圈绕组形成的三个子电机(为第四子电机、第五子电机、第六子电机或者表述为子电机4/5/6)。

下面以第一引线框架的电路板层以及电路连接为例进行描述。

所述第一印刷电路板包括第一电路板层，所述第一电路板层具有如图9所示的第一导电层，所述第一导电层基本上延伸到所述周向电路板的第一半周向部分，所述第一半周向部分被布置成电耦合到所述W相逆变器310母线和所述第一线圈的第一子电机411的第一相绕组401的第一线圈，第二子电机412的第一相绕组404的第一线圈和第三子电机413的第一相绕组407的第一线圈。如上所述，第二引线框架702上的印刷电路板具有与第一电路板层对应的电路板层，该电路板层上导电层被安排为与第二个逆变器的W相逆变器母线电耦合，并与安装在定子上的第二组线圈绕组相应的线圈绕组电耦合。

如图10所示，W相逆变器310母线通过母线引线框架针1010耦合到第一电路板层，该母线引线框架255针是耦合到W相逆变器310母线的圆柱形导电元件，母线引线框架255针通过印刷电路板中形成的相关引线框架255针孔660 延伸。W母线引线框架针1010在位置910与第一导电层900电耦合。为了使第一子电机411的第一相绕组401的第一线圈、第二子电机412的第一相绕组404 的第一线圈和第三子电机413的第一相绕组405的第一线圈在位置920、930、 940处耦合到第一导电层900，相关线圈的端部如上文所述，安装在引线框架255 内外径向边缘内形成的凹槽640内，其中线圈绕组的端部安装在引线框架255 内径向边缘内形成的凹槽640内，凹槽的位置为920、930、940，并与第一导电层900电耦合。第一子电机、第二子电机和第三子电机第一相绕组的第一线圈的其他端部和其余线圈绕组的端部安装在引线框架255内和外径向边缘内形成的各自凹槽内，与第一导电层900电隔离。

第一印刷电路板包括第二电路板层，该第二电路板层具有如图11所示的第二导电层1100，所述第二导电层大体延伸到所述周向电路板的第一半周向部分，所述周向电路板被布置成电耦合到所述U相逆变器310母线和所述第一子电机411的第二相绕组402的第一线圈、第二子电机412的第二相绕组405的第一线圈和第三子电机413的第二相绕组408的第一线圈。第二引线框架702上的印刷电路板具有与第二电路板层对应的电路板层，该电路板层上导电层被安排为与第二个逆变器的U相逆变器母线电耦合，并与安装在定子上的第二组线圈绕组相应的线圈绕组电耦合。

如图10所示，U相逆变器310母线通过母线引线框架针1010耦合到第二电路板层，该母线引线框架针1010是耦合到U相逆变器310母线的圆柱形导电元件，其延伸穿过印刷电路板中形成的相关引线框架255针孔660。U形母线引线框架针1010在位置1110处与第二导电层1100电耦合。为了使第一子电机411 的第二相绕组402的第一线圈、第二子电机412的第二相绕组405的第一线圈和第三子电机413的第二相绕组408的第一线圈分别耦合到第二导电层的位置 1120、1130、1140，以及如上文所述，相关线圈安装在引线框架255内外径向边缘内形成的凹槽640内，其中安装在引线框架255内径向边缘内形成的凹槽内的线圈绕组的端部在1120、1130、1140处与第二导电层电耦合。第一子电机、第二子电机和第三子电机的第二相绕组的第一线圈的其他端部和剩余线圈绕组的端部安装在引线框架255内侧和外的径向边缘内形成的各自凹槽内，与第二导电层电隔离。

所述印刷电路板包括第三电路板层1200，所述第三电路板层具有如图12所示的第三导电层，所述第三导电层基本上延伸到所述周向电路板的第一半周向部分，所述第一半周向部分被布置成电耦合到所述V相逆变器310母线和所述第三线圈的第一线圈第一子电机411的相绕组403，第二子电机412的第三相绕组406的第一线圈和第三子电机413的第三相绕组409的第一线圈。如上所述，第二引线框架702上的印刷电路板具有与第三电路板层对应的电路板层，该电路板层上导电层被安排为与第二个逆变器的V相逆变器母线电耦合，并与安装在定子上的第二组线圈绕组相应的线圈绕组电耦合。如图10所示，V相逆变器 310母线通过母线引线框架针1010耦合到第三电路板层，该针是耦合到V相逆变器310母线的圆柱形导电元件，其延伸穿过印刷电路板中形成的相关引线框架255针孔660。V母线引线框架针1010布置成在位置1210电耦合到印刷电路板的第三导电层1200。为了使第一子电机411的第三相绕组403的第一线圈、第二子电机412的第三相绕组406的第一线圈和第三子电机413的第三相绕组 409的第一线圈耦合到第三导电层，相关线圈的端部被布置成如上所述，在引线框架255的内外径向边缘内形成的凹槽640中，安装在引线框架2551220、1230、 1240处内形成的凹槽内的线圈绕组的端部与第三导电层电耦合。第一、第二和第三子电机第三相绕组的第一线圈的其他端部以及其余线圈绕组的端部，安装在引线框架255内和外径向边缘内形成的各自凹槽内，与第三导电层电隔离。

印刷电路板包括具有第四导电层1310、第五导电层1320和第六导电层1330 的第四电路板层，如图13所示，其中第四导电层1310、第五导电层1320和第六导电层1330一起延伸到环形电路板的第一个半周向部分上。第四导电层1310、第五导电层1320和第六导电层1330彼此电隔离。

第四导电层1310布置成电耦合第一子电机411的第一相绕组401的最后一个线圈，第一子电机411的第二相绕组402的最后一个线圈和第三相绕组403 的最后一个线圈。第一子电机411的第一线圈绕组401，第二线圈绕组402和第一子电机411的第三线圈绕组403之间形成中性点(即星点)。为了使第一子电机411的第一相绕组401的最后一个线圈、第一子电机411的第二相绕组402 的最后一个线圈和第一子电机411的第三相绕组403的最后一个线圈耦合，将相关线圈的端部安装在形成于如上所述，引线框架255的内外径向边缘，其中安装在引线框架255外径向边缘内形成的凹槽内的线圈绕组的端部在1311、 1312、1313处与第四导电层1310电耦合。第一子电机411的第一相绕组401的最后一个线圈的另一个端部，最后一个线圈第一子电动机411的第二相绕组402 和第一子电动机411的第三相绕组403的最后一个线圈以及剩余线圈绕组的端部，它们安装在形成于其中的相应凹槽中。引线框架255的内径向边缘和外径向边缘与第四导电层1310电隔离。

第五导电层1320布置成电耦合第二子电机412的第一相绕组404的最后一个线圈，第二子电机412的第二相绕组405的最后一个线圈和第三相绕组406 的最后一个线圈。第二子电动机412的第一线圈绕组404，第二线圈绕组405 和第二子电动机412的第三线圈绕组405之间形成中性点(即星点)。为了使第二子电机412的第一相绕组404的最后一个线圈、第二子电机412的第二相绕组405的最后一个线圈和第二子电机412的第三相绕组406的最后一个线圈耦合，相关线圈的端部被安排安装在如上文所述的引线框架255的内外径向边缘，其中安装在引线框架255外径向边缘内形成的凹槽内的线圈绕组的端部在1321、 1322、1323处与第五导电层1320电耦合。第二子电机412的第一相绕组404的最后一个线圈的另一个端部，最后一个线圈第二子电动机412的第二相绕组405 和第二子电动机412的第三相绕组406的最后一个线圈以及剩余线圈绕组的端部，其安装在形成的相应凹槽640中使引线框架255的内径向边缘和外径向边缘变薄，与第五导电层1320电隔离。第六导电层1330布置成电耦合第三子电机413的第一相绕组407的最后一个线圈，第三子电机413的第二相绕组408的最后一个线圈和第三相绕组409的最后一个线圈。第三子电动机413的第一线圈绕组407，第二线圈绕组408和第三子电动机413的第三线圈绕组409之间形成中性点(即星点)。第二引线框架702的印刷电路板具有与第五电路板层结构相同的电路板层用于连接第二组线圈绕组相应的线圈，从而形成第二组子电机。

为了使第一子电机411的第一相绕组401的最后一个线圈、第一子电机411 的第二相绕组402的最后一个线圈和第一子电机411的第三相绕组403的最后一个线圈耦合，将相关线圈的端部安装在形成于如上所述的引线框架255的内外径向边缘，具体安装在引线框架255外径向边缘内形成的凹槽内的线圈绕组的端部在1311、1312、1313处与第四导电层1310电耦合。第三子电机413的第一相绕组407的最后一个线圈的另一个端部，最后一个线圈第三子电动机413 的第二相绕组408和第三子电动机413的第三相绕组409的最后一个线圈以及剩余线圈绕组的端部，其安装在形成于对应的相应凹槽640中，引线框架255 的内径向边缘和外径向边缘与第六导电层1330电隔离。

印刷电路板包括第五电路板层，该第五电路板层具有图14所示的多个导电层，用于电耦合形成第一子电机411的第一相绕组401的线圈400，用于形成第一子电机411的第二相绕组402的线圈400和形成第一子电机411的第三相绕组402的线圈400。相对于第二子电机，多个导电层布置成用于电耦合形成第二子电动机412的第一相绕组404的线圈400，形成第二子电动机412的第二相绕组405的线圈400，以及形成第二子电动机412的第三相绕组406的线圈400. 相对于第三子电动机，多个导电层布置成电耦合形成第三子电机413的第一相绕组407的线圈400，形成第二相绕组的线圈400第三子电动机413的408和形成第三子电动机413的第三相绕组409的线圈400。第五电路板层上的多个导电层被布置成允许每个各自线圈子组的多个线圈被耦合，从而使线圈绕组内的每个线圈产生一个磁场，该磁场在给定电流方向上与其相邻线圈反平行，同时具有共同相位。

第二印刷电路板包括与第五电路板层对应的电路板层，该电路板层具有多个导电层，多个导电层被布置成电耦合第二组线圈绕组的第一线圈绕组、第二线圈绕组、第三线圈绕组的第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组；第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组均包括多个线圈，多个导电层被布置成允许每个相应相绕组的多个线圈相对于彼此耦合，以便每个线圈子组线圈产生一个磁场，该磁场在给定电流方向上与相邻线圈反平行，同时具有一个公共相位。第二印刷电路板与第五电路板层对应的电路板层与第二组线圈绕组的连接是第五电路板与第一线圈绕组连接的镜像。

在形成于第五印刷电路板层上的多个导电层中，两个导电层1501,1502用于形成第一子电机411的第一相绕组401的耦合线圈400，两个导电1503,1504 用于形成第一子电机411的第二相绕组402的耦合线圈400，并且两个导电层 1505,1506用于耦合形成第一子电机411的第三相绕组403的线圈400。在第二子电机中，两个导电层1507,1508用于形成第二子电机412的第一相绕组404 的耦合线圈400，两个导电层1509,1510用于耦合形成第二子电机412的线圈 400第二子电机412的相绕组405和两个导电层1511,1512用于耦合线圈400，其形成第二子电机412的第三相绕组406对于第三子电动机，两个导电层 1513,1514用于形成第三子电动机413的第一相绕组407的耦合线圈400，两个导电层1515,1516用于耦合。形成第三子电机413的第二相绕组408的线圈400 和两个导电层1517,1518用于耦合线圈400，其形成第三子电机413的第三相绕组409。如上所述，形成形成第一子电机411的第一相绕组401的线圈组的第一线圈的一个端部安装在形成于引线框架255的内径向边缘上的位置920处的凹槽640中。电耦合到形成在第一电路板层上的第一导电层900，同时与其他电路板层上的任何其他导电层电隔离。第一线圈的另一端安装在位置950处形成在引线框架255的外径向边缘上的相对凹槽中，并且电耦合到第五电路板层上的导电层1502。

形成第一子电机411的第一相绕组401的线圈组的第二线圈的一个端部安装在形成于引线框架255的外径向边缘处的位置951处的凹槽中并且电耦合到导电的第五电路板层上的层1502，从而通过第一线圈将第二线圈电连接到W相母线引脚。第二线圈的另一端安装在相对的凹槽中，该凹槽形成在引线框架255 的内部径向边缘上的位置952处并且电耦合到第五电路板层上的导电层1501，该导电层1501与导电层1502电隔离。形成第一子电机411的第一相绕组401 的线圈组的第三线圈的一个端部安装在形成于引线框架255的内径向边缘处的位置953处的凹槽中并且电耦合到导电的第五电路板层上的层1501，从而通过第一和第二线圈将第三线圈电连接到W相母线引脚。第三线圈的另一端安装在位置954处形成在引线框架255的外径向边缘上的相对凹槽中，并且电连接到第四电路板层上的第四导电层1310，用于将第三线圈耦合到相应的用于形成第一子电机411的第二相绕组402和第三相绕组403的线圈。

第五电路板层上的下一组两个导电层1503,1504用于将形成第一子电机411 的第二相绕组402的线圈400耦合到V相母线引脚，并且下一个第五电路板层上的一组两个导电层1505,1506用于将形成第一子电机411的第三相绕组403 的线圈400耦合到U相母线引脚。第五电路板层上的下一组两个导电1507,1508 用于将形成第二子电机412的第一相绕组404的线圈400耦合到下一组两个导电层1509的W相母线引脚，第五电路板层上的1510用于将形成第二子电机412 的第二相绕组405的线圈400耦合到V相母线引脚，并且将第五电路板层上的下一组两个导电层1511,1512耦合用于将形成第二子电动机412的第三相绕组406的线圈400耦合到U相母线引脚。第五电路板层上的下一组两个导电层1513,1514用于将形成第三子电机413的第一相绕组407的线圈400耦合到下一组两个导电层1515的W相母线引脚，第五电路板层上的1516用于将形成第三子电机413的第二相绕组408的线圈400耦合到V相母线引脚，并且将第五电路板层上的下一组两个导电层1517,1518耦合用于将形成第三子电动机413的第三相绕组409的线圈400耦合到U相母线引脚。

现在将描述用于将W，U，V相母线引脚和相应线圈耦合到引线框架255的电连接。对于用于将相母线引脚1010耦合到印刷在引线框架255电路板层上的相应导电层的电连接，将导电套筒1600插入W、U、V相母排引脚1010的引线框架255中形成的相应孔中，如图15所示。当W，U，V相母线引脚插入相应的导电套管1600中时，相母线引脚1010设置成与套管1600电接触。为了改善销 1010和套筒1600之间的电接触，可使用焊料或其他导电材料。

对于在相应的电路板层上形成的需要电连接到相母线引脚1010的任何导电层，相应的导电层布置成延伸并与导电套管1600电接触。对于形成在与相母线针1010电隔离的各电路板层上的任何导电层，各导电层被安排为与导电套筒 1600电隔离。例如，参考图15，引线框架255包括十个电路板其中前两个电路板层1611,1612对应于上述用于将W母线引线框架针耦合到引线框架255的第一电路板层，接下来的两个电路板层1613,1614对应于第二电路板层用于将U 母线引线框架针连接到引线框架255，接下来的两个电路板层1615,1616或者对应用于将V母线引线框架针耦合到引线框架255的第三电路板层，接下来的两个电路板层1617,1618对应用于耦合第一相绕组的第四电路板层，第二阶段绕组和各个子电动机的第三相绕组，接下来的两个电路板层1619,1620对应第五电路板层，用于耦合各个相绕组的线圈。如图15所示，前两个电路板层1611,1612 上的第一导电层与导电套管接触，用于将W母线引线框架针耦合到这两个导电层。相反，印刷在其他电路板层上的导电层与导电套管电隔离。

尽管本实施例使用导电套管1600将母线引线框架针1010电耦合到引线框架255，但是可以使用任何机构将相应的反相器支脚耦合到引线框架255。关于端部部分相应的线圈，与用于电耦合相母线引脚1010的线圈类似的布置可用于将线圈400的相应端部部分电耦合到印刷在一个或多个电路板层上的所需导电层，其中半圆形导电套管放置在形成于引线框架255的内径向边缘和外径向边缘中的相应凹槽内。或者，各个线圈400的端部可以直接放置在形成于引线框架255的内径向边缘和外径向边缘中的凹槽640内，导电材料放置在线圈的端部和相关的导电层之间用于改进在各个线圈的端部和导电层之间的电导率，它们与导电层电连接。现在将描述将线圈400的端部安装在引线框架255的内径向凹槽640和外径向凹槽640中的优选过程。

在将引线框架255安装到定子铁芯600之前，线圈的端部布置成沿径向远离定子铁芯600延伸，且与定子铁芯600的轴向安装面在同一平面上。在这种结构中，定子铁芯600的外径向边缘上的线圈的端部布置成在径向方向上远离定子铁芯600的中心延伸。定子铁芯600的内径向边缘布置成朝向定子铁芯600 的中心在径向方向上延伸。优选地，通过使用热桩310，其中在引线框架255的内径向边缘和外径向边缘中形成的凹槽布置成与线圈的端部对齐，使得形成在内径向外径向的相应凹槽640定位在引线框架255线圈的相应端部区段上。其中图16示出了一个线圈端部1610，该线圈端部沿径向延伸，然后将各线圈的端部旋转90度，以延伸至位于各线圈各端部上方的印刷电路板凹槽和引线框架255 凹槽640中，从而导致线圈端部1620沿轴向延伸。可以使用任何装置将端部旋转到形成在引线框架255的内径向边缘和外径向边缘上的相应凹槽中。如图17 示出了定子铁芯的一部分，示出了六个线圈400，其各自的线圈端部延伸到形成在引线框架255中的内径向凹槽640和外径向凹槽640中，用于将相应的线圈耦合到引线框架255。为了改善各个线圈的端部和引线框架255之间的电接触，可以在线圈的端部和引线框架255之间使用焊料或一些其他导电材料。对于该实施例，由于每个引线框架255部分仅形成半圆形部分，这具有与单个圆周引线框架255的制造成本相比降低整个引线框架255布置的制造成本的优点。

实施例2

本实施例与实施例1的区别之处在于，定子铁芯组件两端的端面上均设置沿定子铁芯600轴向延伸的沉槽5501，灌封材料层填充在沉槽5501内。具体的为沉槽5501设置在周向支撑件550两端的端面上。

实施例3

与实施例1相比具有如下区别点，为了改善电流流动，如果一个或多个印刷电路板层上存在导电层的部分，在不需要电流流动的情况下，导电层的这些部分可以与导电层的其余部分隔离，用作其他印刷电路板层上导电层的附加电流路径。例如，由于在第一印刷电路板上的导电层900的右侧部分不需要用于W 相母线针与第一子电机、第二子电机和第三子电机的第一相绕组之间的电流流动，因此导电层的该部分可用于支持其他导电层的电流流动。就本实施例而言，第一导电层的该部分与第一导电层的其余部分电隔离，并用于支持第四印刷电路板层上第六导电层中的电流流动。

实施例4

本实施例提供一种发电机或者电动机，包括实施例1所述的定子。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种对引线框架和绕组线圈冷却的结构，其特征在于：所述冷却结构包括引线框架和用于支撑定子铁芯的周向支架，定子的绕组线圈安装在定子铁芯外圆周侧面上形成的定子齿上，周向支架固定插接在定子铁芯的中部，周向支架内开设有冷却通道，线圈绕组至少包括第一组线圈绕组，引线框架用于将第一逆变器电连接到第一组线圈绕组，其中引线框架包括具有多层电路板层的印刷电路板，其中每个电路板层均包括绝缘基板和设置在绝缘基板上的导电层，引线框架位于冷却通道和定子齿之间，灌封材料层位于冷却通道和引线框架之间，其中灌封材料层设置成在冷却通道和引线框架之间提供热路径。

2.根据权利要求1所述的一种对引线框架和绕组线圈冷却的结构，其特征在于：引线框架为一个整体的圆周状，或者为两个半圆周状的引线框架拼成一个整体为圆周状的引线框架。

3.根据权利要求1所述的一种对引线框架和绕组线圈冷却的结构，其特征在于：印刷电路板的内边缘和外边缘均开设置有用于接收相应线圈绕组的凹槽，线圈绕组通过凹槽电耦合至印刷电路板。

4.根据权利要求1所述的一种对引线框架和绕组线圈冷却的结构，其特征在于：引线框架安装在靠近线圈绕组的周向支架上。

5.根据权利要求1所述的一种对引线框架和绕组线圈冷却的结构，其特征在于：所述冷却通道被布置成具有第一部分和第二部分，第一部分与第二部分垂直。

6.根据权利要求5所述的一种对引线框架和绕组线圈冷却的结构，其特征在于：冷却通道的第一部分设置定子铁芯的内侧且沿定子铁芯的轴向设置。

7.根据权利要求5所述的一种对引线框架和绕组线圈冷却的结构，其特征在于：冷却通道的第二部分设置在引线框架远离定子铁芯的一侧，且沿引线框架的径向分布。

8.根据权利要求1所述的一种对引线框架和绕组线圈冷却的结构，其特征在于：定子铁芯组件两端的端面上均设置沿定子铁芯轴向分布的沉槽，灌封材料层填充在沉槽内。

9.根据权利要求1所述的一种对引线框架和绕组线圈冷却的结构，其特征在于：印刷电路板至少具有第一电路板层、第二电路板层、第三电路板层和第四电路板层；第一电路板层包括第一导电层，第一导电层布置成电耦合到第一组线圈绕组的第一线圈绕组和第一逆变器的第一支路；第二电路板层包括第二导电层，第二导电层布置成电耦合到第一组线圈绕组的第二线圈绕组和第一逆变器的第二支路；第三电路板层包括第三导电层，第三导电层布置成电耦合到第一组线圈绕组的第三线圈绕组和第一逆变器的第三支路；第四电路板层包括第四导电层，其设置为与第一组线圈绕组的第一线圈绕组、第二线圈绕组和第三线圈绕组耦合，以在第一线圈绕组、第二线圈绕组和第三线圈绕组之间形成中性点；第一线圈绕组、第二线圈绕组、第三线圈绕组均包括三个线圈子组分别为第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组；印刷电路板还包括第五电路板层，第五电路板层具有多个导电层，多个导电层被布置成电耦合第一线圈绕组、第二线圈绕组、第三线圈绕组的第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组；第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组均包括多个线圈，第五电路板上的多个导电层被布置成允许用于每个相应相绕组的多个线圈相对于彼此耦合，以便每个线圈子组线圈产生一个磁场，该磁场在给定电流方向上与相邻线圈反平行，同时具有一个公共相位。

10.一种发电机或电动机，其特征在于：包括权利要求1至权利要求9所述的任意一种冷却结构，包括两组线圈绕组，分别为第一组线圈绕组和第二组线圈绕组，第一组线圈绕组与引线框架连接形成三个子电机，第二组线圈绕组与引线框架连接形成第二组线圈绕组。

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