CN218498894U - 用于旋转电机的定子组件和旋转电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于旋转电机的定子组件和旋转电机。公开了一种用于包括内转子的旋转电机的定子组件。该定子组件包括：定子芯(30)，该定子芯包括位于内圆周上的狭槽(32)；位于定子芯(30)的外圆周上的多个着陆杆(38)；和位于两个轴向端的两个端环。每个端环在其相应定子芯端部侧连接到所述着陆杆(38)。由此，着陆杆(38)和端环形成电机的主要增强结构。该结构有助于维持电机的同心度，并且允许使用较少步骤来制造电机。

Description

用于旋转电机的定子组件和旋转电机

技术领域

本实用新型涉及一种用于旋转电机的定子组件，并且具体地涉及一种能够有助于维持同心度并且提高电机的可制造性的定子组件。

背景技术

旋转电机(例如电动机和发电机)通常包括安装在轴上并布置成在定子内旋转的转子。转子包括保持转子绕组或永磁体的转子芯。转子绕组或永磁体产生旋转磁场，该旋转磁场穿过转子和定子之间的气隙。定子包括定子芯，定子芯保持与旋转磁场结合的定子绕组。定子本身可以保持在定子框架内。

在一些已知的电机设计中，定子使用着陆杆定位在定子框架内。着陆杆是沿着定子芯的外侧平行于旋转轴线延伸的杆。着陆杆通常焊接到定子的外侧。然后，定子框架可以围绕着陆杆装配，其中着陆杆在定子和框架之间提供气隙。其它非旋转部件(例如用于将电机连接到原动机的适配器)可随后附接到定子框架。

在一些已知的电机设计中已经发现的问题是，可能难以保持定子框架同心。例如，在制造期间，可能难以以所需的同心度将着陆杆正确地定位在定子芯上。此外，将着陆杆焊接到定子的外侧的过程可能在杆中引入变形，这可能影响定子框架的同心度。这可能影响电机的性能并增加制造复杂性。

已知电机设计中的另一个问题是制造过程倾向于包括相对大量的不同阶段，这增加了制造的时间、成本和复杂性。

因此，希望提供一种旋转电机，其中更容易维持电机的同心度和/或具有改进的制造容易性。

实用新型内容

根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于旋转电机的定子组件，该定子组件包括：

定子芯；

多个着陆杆(landing bar)，多个着陆杆位于定子芯的外侧；以及

两个端环，

其中端环在定子芯的每个端部处连接到着陆杆。

本实用新型可以提供这样的优点，即通过提供位于定子芯的外侧的多个着陆杆和在定子芯的每个端部处连接到着陆杆的端环，与先前的设计相比，可以更容易地维持电机的同心度。此外，可以使用更少数量的阶段来制造电机，这可以减少制造的时间和成本。

与定子框架是主要结构部件的先前设计相比，在本实用新型的实施方式中，着陆杆和端环可形成电机的主要结构部件。因此，着陆杆和端环可以形成框架组件。优选地，着陆杆和端环被布置成支撑定子芯。优选地，着陆杆和端环用于将定子芯保持为相对于电机的其它部件同心。已经发现，这种布置可以有助于确保维持同心度。

端环可以被布置成与定子芯的端面接合。这可以有助于保持定子、将定子叠片保持在一起和/或确保定子芯的同心度。

着陆杆优选地是沿着定子芯的长度轴向地延伸的杆，并且优选地在每个端部处连接到端环。可以提供任何适当数量的着陆杆。例如，在一个实施方式中，定子组件可以具有四个着陆杆。然而，可以替代地使用任何其它适当数量的着陆杆，诸如3个、 5个、6个、8个或更多。着陆杆优选地围绕定子芯的外侧周向地间隔开。

定子芯可以包括多个冷却翅片。冷却翅片可从定子芯径向地向外延伸，并且当提供穿过电机的气流时可帮助冷却电机。在这种情况下，冷却翅片可以周向地定位在着陆杆之间。因此，着陆杆可以延伸穿过相邻翅片之间的轴向狭槽。

在一个实施方式中，冷却翅片成组布置，并且着陆杆在相邻的翅片组之间延伸。一组中的冷却翅片可通过周边连接构件连接。例如，定子芯、冷却翅片和/或着陆杆可以如在共同待定的英国专利申请号1916070.4中所述，其主题通过引用结合于此，但是当然也可以替代地使用其它布置。

着陆杆可以焊接或以其他方式固定到定子芯的外侧，以便帮助防止定子的移动。

端环可以使用螺栓附接到着陆杆，所述螺栓轴向地穿过端环并且进入着陆杆的端部中的孔中。因此，端环可以具有用于将端环附接到着陆杆的多个孔。着陆杆可以具有轴向孔，该轴向孔接收用于将端环固定到着陆杆的螺栓。这些孔可以具有内螺纹以接收螺纹螺栓。

端环可以是环形圆盘的形式。因此，端环可以是由两个同心圆界定的圆盘的形状和/或端环可以具有中心孔。端环的一侧可面向定子芯的端面，而端环的另一侧可背向定子。

定子芯可以是中空柱体的形式。在这种情况下，着陆杆可以沿着其外表面轴向地延伸。优选地，定子芯的内侧包括用于定子绕组的定子狭槽。定子绕组可以包括延伸穿过定子狭槽的侧绕组以及在定子的每个端部处的端部绕组。端部绕组可以延伸出定子狭槽并且围绕定子芯的外侧延伸。在这种情况下，每个端环优选地位于对应端部绕组的径向外侧。例如，端部绕组可以轴向地穿过端环的中心处的孔。

端环中的至少一个可以具有半径大于定子芯的内圆周的半径的内圆周。例如，在定子芯在其内圆周上包括多个定子狭槽的情况下，端环的内圆周可以位于定子狭槽 (优选地是定子狭槽的径向外侧部分)的径向外侧。这可以允许端环与定子芯接合，同时允许定子端部绕组延伸穿过端环的中心处的孔。

优选地，端环延伸到定子芯的径向外侧。例如，端环可以具有半径大于定子芯的外圆周的半径的外圆周。这可以便于将诸如支架、适配器或提升凸耳之类的另一非旋转部件附接到端环。

此外，设置延伸至定子芯的径向外侧(并且具有位于定子狭槽的径向外侧的内圆周)的端环可以便于定子的缠绕。特别地，可以将端环用作跟踪环，即，用作在缠绕过程期间用于使定子芯旋转的环。使端环延伸至定子芯径向的径向外侧可以允许定子组件在缠绕过程期间容易地旋转，例如通过将端环安装在诸如辊的旋转装置上。因此，端环可被布置成在定子的缠绕期间用作跟踪环。

在已知的电机设计中，其它非旋转部件，例如适配器或支架，可以附接到定子框架。例如，在发电机组的情况下，适配器可以用于将定子框架连接到原动机和/或支架可以附接到定子框架并且用于支撑用于转子的轴承。

在本实用新型的优选实施方式中，端环中的至少一个端环被设置成附接到另一个非旋转部件，例如支架或适配器。因此，在这种布置中，着陆杆和端环可形成电机的主要结构部件和/或可用于将定子芯保持为相对于电机的其它部件同心。这可以帮助确保维持同心度。端环可以具有用于与适配器或支架配合的配合面，并且配合面可以位于定子芯的径向外侧和/或背离定子芯。这可以便于将支架或适配器组装到端环。

端环中的至少一个可以包括用于将支架或适配器附接到端环的孔。例如，端环可以具有允许支架或适配器螺栓连接到端环的螺栓孔。这些孔可以围绕端环周向地间隔开和/或可以轴向地延伸穿过端环。这些孔可以位于用于将端环连接到着陆杆的孔的径向外侧。优选地，用于附接支架或适配器的孔位于定子芯的径向外侧。这可以允许用于将端环附接到支架或适配器的螺栓从电机侧被插入，这可以便于组装。

在电机被布置成由原动机驱动的情况下，端环中的一个端环可以被布置成附接到驱动端适配器或驱动端支架。在适配器的情况下，适配器可以被布置成将电机的非旋转部分连接到原动机。在支架的情况下，支架可以包括用于支撑转子轴承的轴承支撑件。支架或适配器可以布置成容纳用于抽吸冷却空气穿过电机的风扇。

端环中的一个端环可被布置成附接到非驱动端支架。非驱动端支架可以包括用于支撑转子的轴承的轴承支撑件。替代地或另外，非驱动端支架可以被布置成支撑诸如励磁机定子之类的其他部件。

端环中的至少一个端环可以包括用于附接接线盒的装置。例如，端环中的一个端环(例如，位于电机的非驱动端处的端环)可包括螺栓孔，所述螺栓孔可用于将接线盒的一侧附接到端环。接线盒的另一侧可以附接到例如非驱动端支架。这可以提供将接线盒附接到电机的方便方式。

端环中的至少一个可以包括用于附接提升凸耳的装置。例如，端环中的至少一个可以包括用于将提升凸耳螺栓连接到端环的螺栓孔。螺栓孔可以位于定子芯的径向外侧。这可以允许将提升凸耳容易地附接到电机的结构部件。

在操作中，例如使用可以安装在电机轴上的风扇可以将空气抽吸穿过电机。这可以使空气沿着定子芯的外侧轴向地流动，例如穿过冷却翅片之间的通道和/或穿过定子芯与定子盖之间的气隙。

在优选实施方式中，至少一个端环包括多个气孔。气孔可以是例如轴向孔。气孔可以被布置成提供用于沿着定子芯的外侧的气流的进入路径或离开路径。这可以便于冷却空气穿过电机，从而有助于冷却。气孔可以至少部分地与定子芯的外侧和/或与定子芯的外侧上的冷却翅片之间的冷却通道径向对准。这些气孔可围绕端环周向地间隔开，以便围绕电机在多个位置处提供用于气流的出口路径。

在优选实施方式中，端环被布置成将至少一些气流从定子芯的外侧径向向内朝向定子端部绕组引导。例如，端环可以被布置成在端环和定子芯的端面之间(在轴向方向上)具有气隙。这可以允许端环使至少一些轴向气流径向向内朝向定子端部绕组偏转。因此，在操作中，来自定子芯的外侧的气流可以被径向地向内朝向定子端部绕组引导。这可以进一步有助于电机的冷却。

在一个实施方式中，端环被布置成提供在轴向方向上的第一气流路径和在径向方向上的第二气流路径。第一气流路径可有助于确保穿过电机的气流不被过度阻碍。第二气流路径可以将一些气流朝向定子端部绕组引导。因此，这种布置可以有助于实现冷却端部绕组和冷却定子的其它部分之间的平衡。

优选地，端环中的至少一个端环包括用于将端环定位在定子芯上的装置，诸如多个爪。这些爪可以从端环轴向地向外延伸。这些爪可被布置成将端环同心地定位在定子芯上。例如，这些爪可以布置成与定子芯的径向向外表面和/或与定子芯的端面接合。这可以有助于在定子组件的组装期间维持同心度。

端环中的至少一个端环可以包括用于将端环与定子芯的端面轴向远离地间隔开的装置，例如间隔件。例如，在端环包括多个爪的情况下，爪可以被布置成将端环与定子芯的端面轴向地间隔开。爪可以基本上是L形的，具有与定子芯的径向外侧接合的唇部以及将端环与定子芯的端面轴向地间隔开的间隔件。这可以允许在端环和定子芯的端面之间提供气隙，这可以允许将气流径向地向内朝向定子端部绕组引导。

优选地，着陆杆中的至少一些着陆杆被布置成接收定子盖。例如，着陆杆中的一些或全部着陆杆可具有被布置成接收螺栓的径向孔，所述螺栓可用于将定子盖螺栓连接到定子组件。替代地或另外地，定子盖可以附接到端环中的一个或多个端环。

在一个实施方式中，定子盖被设置成两个或更多个部分。这可以允许在定子组件本身已经组装好之后将定子盖围绕定子组件装配。这可以便于电机的制造。

在定子盖被设置成两个或更多个部分的情况下，可以将第一部分附接到定子组件，然后将第二部分附接到第一部分。因此，一些但不是所有的着陆杆可以包括用于附接定子盖的部分的孔。

在一个实施方式中，着陆杆中的至少一个着陆杆被布置成将电机支脚固定到定子组件。例如，一个或多个下部着陆杆可具有用于附接电机支脚的径向孔。在这种情况下，定子盖的一部分可以通过将其夹紧在电机支脚和着陆杆之间而附接到定子组件。因此，着陆杆中的相同孔中的至少一些可用于将定子盖的一部分和电机支脚附接。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种旋转电机，该旋转电机包括转子和如上所述的定子组件。转子可以是包括转子、转子轴和转子轴承的转子组件的一部分。该电机可以是例如被布置成由原动机驱动的同步发电机。该电机还可包括附接到端环中的一个端环的驱动端适配器或驱动端支架和/或附接到另一端环的非驱动端支架。驱动端适配器或支架可被布置成将电机附接到原动机和/或可容纳风扇。非驱动端支架可以被布置成支撑转子轴承。

该电机还可以包括用于安全和/或进入保护的定子盖。在这种情况下，定子盖可以螺栓连接到着陆杆中的至少一个着陆杆。

在优选实施方式中，着陆杆和端环是电机的主要结构部件，其它部件可以附接到该主要结构部件。因此，定子盖优选地不是电机的主要结构部件。这可以允许定子盖比其它情况更轻和/或使用更少的材料。

定子盖可以包括能够围绕定子芯装配的两个或更多个部分。在这种情况下，第一部分可以附接到一个或多个着陆杆(例如，使用穿过第一部分中的孔的螺栓)，并且第二部分可以附接到第一部分(例如，使用闩锁机构)。这可以便于电机的组装。

电机还可以包括附接到着陆杆中的至少一个着陆杆的一个或多个电机支脚。在这种情况下，定子盖的至少一部分可以被夹紧在电机支脚和着陆杆之间。这可以例如使用穿过电机支脚、穿过盖中的孔并进入至少一个着陆杆中的径向螺栓孔的螺栓来实现。因此，可以使用同一螺栓将电机支脚和定子盖的一部分两者附接到着陆杆。

该电机还可以包括以下中的一者或多者：

附接到端环和/或非驱动端支架的接线盒；

附接到非驱动端支架的通气盖；

附接到非驱动端支架的非驱动端盖；

附接到驱动端适配器或驱动端支架的筛网；以及

附接到端环的非驱动端凸耳。

还可以提供相应的方法。因此，根据本实用新型的另一方面，提供了一种组装用于旋转电机的定子的方法，该方法包括：

在定子芯的外侧设置多个着陆杆；以及

在定子芯的每个端部处将端环连接到着陆杆。

该方法还可以包括以下步骤中的一个或多个：

在工具上堆叠第一端环、定子叠片和第二端环；

焊接定子叠片以形成定子芯；

将着陆杆附接到端环；

将着陆杆焊接到定子芯；

用定子绕组缠绕定子芯，优选地使用端环作为跟踪环；以及

用树脂浸渍所缠绕的定子。

尽管在适当的情况下可以对一些步骤进行重新排序，但是优选以上述顺序执行这些步骤。

焊接定子叠片的步骤可以在它们在工具上时进行。将着陆杆附接到端环的步骤可以在工具上时进行。将着陆杆焊接到定子芯的步骤可以在工具上时进行。将着陆杆焊接到定子芯的步骤可以在用定子绕组缠绕定子芯的步骤之前进行。缠绕定子芯的步骤可以使用端环作为跟踪环(即，作为用于在缠绕过程期间使定子芯旋转的环)来进行。用树脂浸渍所缠绕的定子的步骤可以在着陆杆已经被焊接到定子芯之后进行。

已经发现，上述步骤中的至少一些步骤可以允许以比现有技术更少的步骤和/或以更好的同心度来组装定子。

本实用新型的一个方面的特征可以应用于任何其它方面。任何设备特征可以作为方法特征来提供，反之亦然。

在本说明书中，除非上下文另有暗示，否则诸如“轴向地”、“径向地”、“周向地”等术语通常参照电机的旋转轴线来限定。

附图说明

现在将参照附图仅通过实施例的方式描述本实用新型的优选实施方式，其中：

图1示出了已知的旋转电机的各个部分；

图2示出了本实用新型的实施方式中的定子组件的各个部分；

图3示出了图2的处于组装状态的定子组件；

图4A和图4B示出了端环的正视图和后视图；

图5示出了图2至图3的定子组件，该定子组件附接有驱动端适配器、非驱动端支架和发电机支脚；

图6是包括图2至图5的定子组件的旋转电机的分解图；

图7A至图7I示出了图6的电机的组装过程中的步骤；

图8是组装好的电机的视图；

图9是穿过电机的横截面图；

图10是电机的一部分的剖视图；以及

图11是示出定子芯和端环的一部分的剖视图。

具体实施方式

图1是已知旋转电机的各个部分的分解图。在该实施例中，电机是同步发电机，该同步发电机被布置成由诸如柴油发动机之类的原动机驱动。参照图1，该电机包括转子组件10和定子组件20。转子组件包括主转子12和励磁机转子13，两者都安装在轴14上。主转子12包括多个凸极，转子绕组15缠绕在这些凸极上。

定子组件20包括定子芯16，定子芯16为中空柱体形状并由多个堆叠的定子叠片形成。定子芯在其内圆周上具有狭槽，定子绕组缠绕在所述狭槽中。定子侧绕组在基本上轴向的方向上延伸穿过所述狭槽。定子端部绕组18延伸出定子狭槽并围绕定子芯的外侧延伸。多个着陆杆22在定子芯16的外圆周上附接到定子芯16。着陆杆 22围绕定子以间隔开的位置布置，并且在轴向方向上延伸穿过电机。着陆杆用于将定子芯16定位在定子框架24内。定子框架24具有与着陆杆22的外侧接合的内表面。着陆杆22在定子芯16和定子框架24之间产生气隙。定子框架24终止于端板25。

在组装好的电机中，主转子12位于定子芯16内并被布置成在其中旋转。适配器 26用于将发电机连接到原动机的非旋转部分，例如飞轮壳体。适配器26螺栓连接到定子框架24的端板25。轴装式风扇27位于适配器26内并用于将冷却空气抽吸穿过电机。图1中还示出了用于将轴14联接到原动机的旋转部件(例如飞轮)的联接轮毂28和联接圆盘29。

在图1的布置中，发电机支脚21附接到定子框架24的底部。发电机支脚用于将发电机直接地或经由橡胶安装件安装到床架。发电机还包括接线盒23，接线盒23附接到定子框架24的外侧，并用于与发电机进行电连接。

上述旋转电机是单轴承设计，在轴的非驱动端具有轴承。轴的驱动端使用联接轮毂28和联接圆盘29由原动机上的轴承支撑。在替代的布置中，该电机可以是双轴承设计，在轴的每个端部都具有轴承。在这种情况下，适配器26或单独的驱动端支架可以设置有用于支撑驱动端轴承的轴承支撑件。

组装如图1所示的定子的过程通常包括以下阶段。

1.通过将定子叠片堆叠到工具上并将叠片压制在一起而形成定子芯。

2.将定子芯焊接在一起。

3.使用缠绕机用定子绕组缠绕定子芯。这通常包括针式绕组，针式绕组具有跟踪环以在定子芯被缠绕时使定子芯旋转。

4.使用浸渍和烘焙工艺用树脂浸渍缠绕的定子。

5.将着陆杆定位在定子上。使用焊接夹具将着陆杆保持在适当位置。增加绕组保护盖以保护绕组。

6.将着陆杆焊接到定子，并且移除工具。

7.对定子，特别是已经焊接的区域施加防锈处理。

8.将定子压制到定子框架中。

从以上描述可以理解，在当前的发电机设计中，定子框架是电机的主要结构部件。着陆杆焊接到定子芯以将定子芯定位在定子框架中。驱动端适配器和非驱动端支架连接到定子框架。

在这种布置中，定子框架必须将驱动端适配器和非驱动端支架保持良好的同心度，以确保电机的正常运行。由于定子芯通过着陆杆连接到定子框架，所以需要仔细地控制着陆杆的长度、形状、刚度和平坦度。

在上述类型的电机中已经发现的问题是，可能难以以所需的同心度相对于定子框架和/或定子芯正确地定位着陆杆。此外，虽然在组装之前可以控制着陆杆的质量，但是将着陆杆焊接到定子的过程可能导致着陆杆变形。结果，着陆杆可能不能将定子框架保持在期望的同心度。这可能影响转子和定子的同心度，而这可能影响电机的性能。

已经发现的另一个问题是生产过程通常包括相对大量的不同阶段，每个阶段可能都需要由位于不同工作站的不同设备执行。这可能导致相对复杂、耗时和昂贵的生产过程。如果需要校正电机的同心度，则这可能进一步增加生产成本。

本实用新型的实施方式提供了一种具有新型框架结构的旋转电机和制造技术，所述制造技术可有助于解决上文指出的一些或所有问题。

图2是本实用新型的实施方式中的用于旋转电机的定子组件的各个部分的分解图。参照图2，定子组件包括定子芯30、多个着陆杆38和两个端环。

定子芯30是中空柱体的形式，在定子芯30的内侧具有用于定子绕组的狭槽32。定子芯30由多个定子叠片形成，所述多个定子叠片在穿过电机的轴向方向上堆叠在一起。定子芯包括径向向外延伸的多个冷却翅片34。用于气流的冷却通道在冷却翅片34之间沿大致轴向方向延伸。在该实施方式中，冷却翅片34成组布置，其中一组中的翅片通过周边连接构件36连接。定子芯30例如可以如在共同待定的英国专利申请号1916070.4中所述的那样，其主题通过引用结合于此，但是当然可以代替地使用其它类型的定子芯。

在图2的布置中，四个着陆杆38围绕定子芯30在圆周方向上设置在间隔开的位置处。着陆杆38在轴向方向上延伸穿过相邻冷却翅片34组之间的通道。

第一端环40位于定子芯30的轴向的一个端部处，第二端环42位于定子芯的另一端部处。两个端环使用螺栓44附接到着陆杆38。螺栓44穿过端环中的螺栓孔45，并且进入在着陆杆38的端部中在轴向方向上延伸的孔460中。每个孔460具有与相应螺栓44的杆上的螺纹接合的内螺纹。

图3示出了图2的处于组装状态的定子组件。参照图3，第二端环42使用螺栓 44附接到着陆杆38，该螺栓穿过第二端环42中的螺栓孔45并进入着陆杆38的端部中的孔460中。类似地，使用穿过第一端环40中的螺栓孔并进入着陆杆的端部中的孔中的螺栓将第一端环40附接到着陆杆。这允许将定子芯30轴向地夹紧在两个端环之间，并且径向地夹紧在着陆杆38之间。

在该实施方式中，该电机是布置成由原动机驱动的发电机。第一端环40位于定子芯30的驱动端，第二端环42位于定子芯的非驱动端。图3中还示出了驱动端适配器46和非驱动端支架48。驱动端适配器46用于将电机连接到原动机的非旋转部分，例如飞轮壳体。驱动端适配器可以是例如WO 2019/243829中所述的适配器， WO2019/243829的主题通过引用结合于此，但是可以代替地使用其它类型的适配器和/或驱动端支架。非驱动端支架48用于支撑非驱动端轴承和励磁机定子。轴承支撑件49设置在非驱动端支架48的中心处，并用于支撑发电机轴的端部上的轴承。

如图3所示，驱动端适配器46可直接附接到第一端环40，而不是如先前设计那样附接到定子框架。驱动端适配器46具有配合面50，该配合面被设计成与第一端环 40的轴向向外的面配合。螺栓52穿过第一端环40中的螺栓孔并进入驱动端适配器 46中的相应孔。类似地，非驱动端支架48可以使用螺栓53直接附接到第二端环42，所述螺栓53穿过第二端环42中的螺栓孔并进入非驱动端支架48中的相应孔。

图3还示出了两个发电机支脚54。发电机支脚54布置成附接到下部两个着陆杆38，而不是如先前设计中那样附接到定子框架。设置螺栓56，所述螺栓56穿过发电机支脚54中的孔并进入下部两个着陆杆38中的在径向方向上延伸的相应孔中。

如在先前的设计中，图2和图3中所示的着陆杆38用于相对于电机的其它部件定位定子芯。然而，在这种设计中，两个端环用于将着陆杆38保持在相对于定子芯的所需位置。这可以使得更容易控制电机的同心度。此外，在该设计中，两个端环和着陆杆38是电机的主要结构部件。因此，在焊接过程期间可能发生的着陆杆的变形对电机的同心度的影响将比在定子框架是主要结构部件并且位于着陆杆的外表面上的先前设计中小。

图4A和图4B分别示出了第一端环40的正视图和后视图。参照图4A和图4B 以及图3，第一端环40基本上是具有中心孔41的环形圆盘的形式。第一端环40具有半径稍大于定子芯30中的狭槽32的半径的内圆周。这可以允许定子端部绕组轴向延伸穿过第一端环40的中心处的孔41。该第一端环包括螺栓孔45，螺栓孔45在轴向方向上穿过第一端环40，并且螺栓孔45用于将第一端环40螺栓连接到着陆杆38 的端部。因此，螺栓孔45与着陆杆38的端部径向地共同定位。环爪58设置在围绕圆盘的定子侧的各个间隔开的位置处。环爪58在轴向方向上从环向外延伸。环爪58 在径向上位于与冷却翅片34之间的定子芯30的径向外侧对应的位置处。环爪58被布置成与定子芯的外侧接合，以便有助于维持定子芯与环之间的同心度。如将在下面解释的，环爪58还将第一端环40与定子芯的端面轴向地间隔开。

特别参照图3，可以看到第一端环40向定子芯30(包括冷却翅片34)的径向外侧延伸。因此，第一端环40具有半径大于定子芯30的半径的外圆周。第一端环40 的径向外侧部分在第一端环40的背离定子芯的一侧具有配合面60。配合面60布置成与驱动端适配器46的配合面50接合。螺栓孔62在轴向方向上穿过第一端环40，并用于将驱动端适配器46螺栓连接到第一端环40。螺栓孔62位于定子芯30的径向外侧。这可允许螺栓52从电机侧而不是从适配器侧被插入穿过螺栓孔62，如图3所示。这可便于组装，并允许使用适当尺寸的适配器。第一端环40的径向外侧部分还可包括用于附接提升凸耳的螺栓孔(未示出)。

第一端环40在围绕环的周向间隔开的位置处还包括多个气孔64。气孔64在径向上位于大致对应于冷却翅片34之间的定子芯30的径向外侧的位置处。因此，气孔 64至少部分地与定子芯的外侧上的冷却翅片34之间的轴向冷却通道径向地共同定位。气孔64允许来自冷却翅片34之间的冷却通道的气流离开电机。

第一端环40还包括在第一端环的两侧位于不同位置处的多个凹槽65。凹槽65 是第一端环40具有减小厚度的区域。为了减轻端环的重量，在需要较低强度的位置设置凹槽65。在其它位置处，特别是在围绕各种螺栓孔和爪的位置，环的厚度更大以确保其具有足够的机械强度。

第二端环42可以以与第一端环40相同或相似的方式布置，并且可以以相似的方式起作用。然而，考虑到电机的驱动端和非驱动端处的不同要求，可以进行细节上的改变。

在一个实施方式中，图2至图3的定子组件按以下步骤组装。

1.将驱动端环、定子叠片和非驱动端环在工具上堆叠在一起。

2.当在工具上时，将定子芯组压制和焊接在一起。

3.当在工具上时，将着陆杆附接到端环并且焊接到定子芯。

4.使用缠绕机用定子绕组缠绕定子。端环用作跟踪环。

5.使用浸渍和烘焙工艺用树脂浸渍缠绕的定子。

已经发现，这种生产过程可以提供一个或多个下列优点。

·所涉及的阶段的总数少于先前设计的阶段数量，并且涉及较少的设备。这也减少了在不同工作站之间移动定子的需要。这可以提高组装的容易性和速度，并降低生产成本。

·当将着陆杆焊接到定子芯时，着陆杆通过端环保持在适当位置。这有助于保持着陆杆同心，并且避免了对单独的焊接夹具的需要，这简化了过程。

·在焊接过程期间可能在着陆杆中发生的任何变形对电机的同心度的影响可比在先前的设计中的影响小。

·着陆杆可以在与定子叠片焊接在一起的位置相同的位置处焊接到定子芯。这可以减少所需的设备的数量并加速生产过程。

·在缠绕过程期间，端环本身可以用作跟踪环(即，在缠绕过程期间作为用于使定子芯旋转的环)。在现有设计中，跟踪环是围绕定子的外侧放置的环，该环用于保持定子并将其旋转到多个不同的分度位置。通过使用端环作为跟踪环，可以避免围绕定子使用单独跟踪环的需要。此外，通过使用直径大于定子芯的直径的端环，包括端环和定子芯的定子组件可以通过将端环放置在辊上而在缠绕过程期间容易地旋转。这可以减少所需的设备的数量并加速生产过程。

·可以在着陆杆已经焊接之后缠绕定子。这避免了在焊接期间采取步骤来保护绕组的需要，并且降低了损坏绕组的风险。

·可以在焊接之后进行浸渍过程，避免了对受焊接影响的区域增加额外的防锈处理的需要。

因此，上述生产定子组件的过程可以比先前的生产过程更有效、更省时和更便宜，并且可以有助于提高电机的同心度。

图5示出了图2至图3的定子组件，该定子组件附接有驱动端适配器、非驱动端支架和发电机支脚。参照图5，定子芯30轴向地夹紧在两个端环之间，并且径向地定位在着陆杆38之间。驱动端适配器46利用螺栓52附接到第一端环40，该螺栓52 穿过第一端环40中的孔并进入驱动端适配器46中的相应孔中。非驱动端支架48利用螺栓附接到第二端环42，该螺栓穿过第二端环42中的孔并进入非驱动端支架48 中的相应孔中。发电机支脚54使用穿过发电机支脚54中的孔并进入着陆杆中的相应孔中的螺栓56附接到两个下部着陆杆38中的一个。第二发电机支脚(在图5中不可见)以类似的方式附接到两个下部着陆杆中的另一个。

从图5中可以看出，包括着陆杆38和两个端环的固定装置形成了电机的主要结构部件，而不是先前设计的定子框架形成主要结构部件。因此，驱动端适配器46、非驱动端支架48和发电机支脚54附接到包括着陆杆38和两个端环的固定装置，而不是附接到定子框架。着陆杆38和两个端环用于以所需的同心度将定子芯与电机的其余部分保持在一起。

图6是包括图2至图5的定子组件的旋转电机的分解图。参照图6，该电机包括基本上采取上述形式的定子芯30、两个端环、驱动端适配器46和非驱动端支架48。该电机还包括转子组件66，转子组件66可以基本上是上面参照图1描述的转子组件 10的形式。转子组件66包括主转子67、励磁机转子82、风扇84和联接圆盘85，所有这些都安装在轴78上。

图6中还示出了顶盖68、底盖70、通气盖72、非驱动端盖73、适配器筛网74、非驱动端凸耳75和接线盒76。为了安全和进入保护，可以设置顶盖68、底盖70、通气盖72、非驱动端盖73和适配器筛网74。可以设置非驱动端凸耳75以有助于提升组装好的电机。可以设置接线盒76以用于与电机、尤其是与定子绕组进行电连接。

在组装好的电机中，转子组件66位于定子组件内部，使得轴承80由非驱动端支架48上的轴承支撑件49支撑，励磁机转子82位于励磁机定子83内部，主转子67 位于定子芯30内部，并且风扇84位于驱动端适配器46内部。

图7A至图7I示出了在电机上组装图6的部件的过程中的各个步骤。首先，如图 7A所示，将底盖70围绕定子的下半部放置并且使用发电机支脚54夹紧到定子。这通过将螺栓56穿过发电机支脚54和底盖70中的孔，并且进入底部着陆杆38中的相应孔中来实现。然后，如图7B所示，将顶盖68围绕定子的上半部放置，并使用闩锁紧固件69(而不是螺栓)将顶盖68附接到底盖70。然后，如图7C所示，使用螺栓53将非驱动端支架48螺栓连接到第二端环42。驱动端适配器46利用螺栓52螺栓连接到第一端环40，如图7D所示。然后，如图7E所示，将转子组件插入定子组件中。图7E还示出了非驱动端凸耳75利用两个螺栓来螺栓连接到第二端环42。接线盒76使用四个螺栓在一侧螺栓连接到第二端环42，并在另一侧螺栓连接到非驱动端支架48，如图7F所示(也参见图8)。如图7G所示，使用八个螺栓将通气盖72 螺栓连接到非驱动端支架48。如图7H所示，使用两个螺栓将适配器筛网74螺栓连接到驱动端适配器46。如图7I所示，使用六个螺栓将非驱动端盖73螺栓连接到非驱动端支架48。

已经发现，组装诸如驱动端适配器、非驱动端支架、发电机支脚、盖、接线盒和凸耳之类的部件的过程比先前设计更容易，并且涉及更少的螺栓，从而进一步提高可制造性。

图8是组装好的电机的视图。参照图8，底盖70使用穿过发电机支脚54和底盖 70的螺栓56固定到定子的底部。顶盖68使用闩锁机构固定到底盖70。通气盖72 和非驱动端盖73螺栓连接到非驱动端支架48。适配器筛网74螺栓连接到驱动端适配器46。接线盒76在(轴向)一侧使用螺栓86螺栓连接到非驱动端支架48，并且在另一侧螺栓连接到第二端环42。

图9是穿过图6至图8的电机的横截面图。该电机包括具有定子狭槽的定子芯 30，定子绕组缠绕在该定子狭槽中。定子端部绕组90延伸出定子狭槽并围绕定子芯的外侧延伸。定子端部绕组90轴向地延伸穿过在环形端环的中心处的孔。主转子67 位于缠绕的定子芯的内部。与先前附图相同的其它部件被给予相同的附图标记，并且不作进一步描述。

从上文可以理解，定子通过包括着陆杆38和两个端环的固定装置保持在适当位置。与先前的设计相比，驱动端适配器和非驱动端支架附接到该固定装置，而不是附接到定子框架。因此，着陆杆38和两个端环提供了电机的主要结构部件。已经发现，这种布置可以使得比先前的设计更容易控制着陆杆的特性和电机的同心度。因此，制造的容易性和电机的性能都可以得到改善。

图10是电机的一部分的剖视图，示出了电机中的气流。参照图10，在电机的操作中，风扇84旋转以便抽吸气流穿过电机。气流在大致轴向方向上，主要穿过定子芯30和顶盖68、底盖70之间的气隙88，并穿过转子和定子之间的气隙89。如图10 所示，来自定子/盖气隙88的气流(例如来自冷却翅片之间的轴向空气通道的气流) 流入第一端环40中的气孔64。一些气流继续在大致轴向方向上流向风扇84。然而，来自定子/盖气隙88的一些气流被第一端环40朝向定子端部绕组90径向向内改向。这是通过在轴向方向上穿过第一端环40以及在径向方向上在第一端环40和定子芯 30的端面之间提供流动路径来实现的。然后，该气流沿着定子端部绕组90的外侧和 /或穿过端部绕组朝向风扇84传送。这种布置可以有助于定子端部绕组90的冷却，从而有助于改善电机的性能。然而，允许一些气流继续在轴向方向上穿过端环可有助于确保在定子的外侧周围存在足够的气流。

图11是示出定子芯30和第一端环40的一部分的剖视图。参照图11，第一端环 40附接到在轴向方向上沿定子芯30的外侧延伸的着陆杆38。第一端环40包括将第一端环40定位在定子芯30上的环爪58。环爪58从第一端环40的主体轴向地延伸出并且与定子芯30的外侧接合。环爪具有L形设计，该L形设计具有唇部92和间隔部94。唇部92与定子芯30的径向向外部分接合，以便确保第一端环40与定子芯之间的同心度。间隔部94将第一端环40的主体与定子芯30的端面间隔开。这在第一端环40的面向定子芯的一侧与定子芯的端面之间产生气隙96。

图11中还示出了从定子芯30径向向外延伸的冷却翅片34。冷却翅片34成组布置，其中一组中的翅片通过周边连接构件36连接。从图11可以看出，来自冷却翅片 34之间的冷却通道的气流可以进入第一端环40中的气孔64。提供了两个出口路径：一个出口路径轴向穿过气孔64，一个出口路径径向穿过第一端环40和定子芯30的端面之间的气隙96。气隙96允许气流被朝向定子端部绕组90引导，从而有助于改善冷却。

应当理解，上面仅通过实施例的方式描述了本实用新型的实施方式，并且细节上的变化是可能的。例如，虽然已经参照单轴承发电机描述了实施方式，但是可以替代地使用双轴承发电机。此外，本实用新型的原理可应用于任何适当类型的旋转电机，包括发电机和电动机。在所附权利要求的范围内，其它细节上的变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (23)

1.一种用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述定子组件包括：

定子芯；

多个着陆杆，所述多个着陆杆位于所述定子芯的外侧；以及

两个端环，

其中，所述两个端环分别在所述定子芯的每个端部处连接到所述多个着陆杆。

2.根据权利要求1所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述多个着陆杆和所述两个端环被布置成支撑所述定子芯。

3.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述多个着陆杆和所述两个端环用于将所述定子芯保持为相对于所述旋转电机的其它部件同心。

4.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述两个端环被布置成与所述定子芯的端面接合。

5.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述定子芯包括多个冷却翅片，并且所述多个着陆杆延伸穿过相邻翅片之间的轴向狭槽。

6.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述两个端环使用螺栓附接到所述多个着陆杆，所述螺栓轴向地穿过所述两个端环并且进入所述多个着陆杆的端部中的螺栓孔中。

7.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述两个端环呈环形圆盘的形式。

8.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述定子芯包括用于定子绕组的多个定子狭槽，并且所述两个端环中的至少一个端环具有位于所述定子狭槽的径向外侧的内圆周。

9.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述两个端环延伸到所述定子芯的径向外侧。

10.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述两个端环被布置成在所述定子芯的缠绕期间用作跟踪环。

11.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述两个端环中的至少一个端环被布置成附接到适配器或支架。

12.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述两个端环中的至少一个端环包括用于将支架或适配器附接到所述至少一个端环的孔，并且所述孔位于所述定子芯的径向外侧。

13.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述两个端环中的至少一个端环包括用于附接接线盒的装置。

14.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述两个端环中的至少一个端环包括多个气孔，并且所述多个气孔被布置成提供用于沿着所述定子芯的外侧的气流的进入路径或离开路径。

15.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述两个端环中的至少一个端环被布置成将至少一些气流从所述定子芯的外侧径向向内朝向定子端部绕组引导。

16.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，在所述两个端环中的至少一个端环与所述定子芯的端面之间设置有气隙。

17.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述两个端环中的至少一个端环被布置成提供在轴向方向上的第一气流路径和在径向方向上的第二气流路径。

18.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述两个端环中的至少一个端环包括用于将所述至少一个端环定位在所述定子芯上的多个爪。

19.根据权利要求18所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述多个爪被布置成使所述至少一个端环与所述定子芯的端面轴向地间隔开。

20.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述多个着陆杆中的至少一些着陆杆被布置成接收定子盖。

21.根据权利要求1或2所述的用于旋转电机的定子组件，其特征在于，所述多个着陆杆中的至少一些着陆杆被布置成将电机支脚固定到所述定子组件。

22.一种旋转电机，其特征在于，所述旋转电机包括转子和根据权利要求1至21中任一项所述的用于旋转电机的定子组件。

23.根据权利要求22所述的旋转电机，其特征在于，所述旋转电机还包括以下各项中的至少一者：

驱动端适配器或驱动端支架，所述驱动端适配器或驱动端支架附接到所述两个端环中的一个端环；

非驱动端支架，所述非驱动端支架附接到所述两个端环中的一个端环；

定子盖，所述定子盖螺栓连接到所述多个着陆杆中的至少一个着陆杆；

一个或多个电机支脚，所述一个或多个电机支脚附接到所述多个着陆杆中的至少一个着陆杆。

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