CN220797912U - 定子组件、直线电机、电磁减震器和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种定子组件、直线电机、电磁减震器和车辆，该定子组件包括定子铁芯和绕组组件，绕组组件设置于定子铁芯内，其中绕组组件包括绕组和多个环形的绝缘骨架，绕组包括多个子绕组，在每个绝缘骨架的外周面或内周面设置有至少两个环形的凹槽，每个凹槽内设置有一个所述子绕组。本申请可以简化绕组的嵌线工艺，大大提高生产效率，并且定子加工简单且能有效保证定子的同轴度。

Description

定子组件、直线电机、电磁减震器和车辆

技术领域

本申请涉及电机技术领域，具体而言涉及一种定子组件、直线电机、电磁减震器和车辆。

背景技术

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置，其因具有结构简单、精度高、相应性能号等优点而被广泛运用。

现有的直线电机包括各种类型，例如圆筒形直线电机、圆盘形直线电机、圆弧型直线电机等，其中圆筒形直线电机包括内定子、外动子结构和外定子、内动子结构两种结构，而外定子、内动子结构的圆筒型直线电机因定子槽的槽口位于内径处、轭部位于外径处，使得绕组的嵌线以及固定成为一大难题。

因此，需要一种新型的定子组件、直线电机、电磁减震器和车辆，以解决上述技术问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本申请的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对目前存在的问题，本申请的一方面提供一种定子组件，所述定子组件包括定子铁芯和绕组组件，所述绕组组件设置于所述定子铁芯内，其中所述绕组组件包括绕组和多个环形的绝缘骨架，所述绕组包括多个子绕组，在每个所述绝缘骨架的外周面或内周面设置有至少两个环形的凹槽，每个所述凹槽内设置有一个所述子绕组。

在本申请的一个实施例中，所述定子铁芯包括在周向上相互连接的至少两个定子铁芯部，在所述定子铁芯的内周面设置有沿轴向间隔排列的多个定子齿，相邻所述定子齿之间为定子槽，所述绕组组件设置在所述定子槽内。

在本申请的一个实施例中，各个定子铁芯部之间通过对开扣合式结构进行连接。

在本申请的一个实施例中，在每个所述绝缘骨架的外周面设置有两个环形的凹槽时，两个凹槽内的两个子绕组为异相绕组并且相互绝缘。

在本申请的一个实施例中，所述绝缘骨架的轴向截面为“E”型。

在本申请的一个实施例中，所述绕组组件还包括绝缘件，所述绝缘件包绕在所述绕组的外周上。

在本申请的一个实施例中，所述绝缘骨架的轴向尺寸小于所述定子槽的轴向尺寸。

在本申请的一个实施例中，所述至少两个定子铁芯部包括第一定子铁芯部和第二定子铁芯部，所述第一定子铁芯部和所述第二定子铁芯部均为半圆筒形。

本申请的另一方面提供一种直线电机，所述直线电机包括转子组件以及如上述权利要求所述的定子组件。

在本申请的一个实施例中，所述定子组件与所述转子组件之间具有气隙。

在本申请的一个实施例中，所述转子组件包括多个环形的磁性构件、转子铁芯和转轴，其中所述转轴设置于所述转子铁芯的内径处，所述转子铁芯设置于所述磁性构件的内径处，所述磁性构件设置于所述绝缘骨架的内径处。

本申请的又一方面提供一种电磁减震器，所述电磁减震器包括直线电机，所述直线电机包括转子组件以及如上所述的定子组件。

本申请的再一方面提供一种车辆，所述车辆包括电磁减震器，所述电磁减震器包括圆筒型直线电机，所述直线电机包括转子组件以及如上所述的定子组件。

根据本申请的定子组件、直线电机、电磁减震器和车辆，可以简化绕组的嵌线工艺，大大提高生产效率，并且定子加工简单且能有效保证定子的同轴度。

附图说明

通过结合附图对本申请的实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

附图中：

图1示出了根据本申请的一个实施例的示例性直线电机的结构示意图。

图2示出了根据本申请的一个实施例的图1中的示例性直线电机的剖视图。

图3示出了根据本申请的一个实施例的示例性定子铁芯的结构示意图。

图4示出了根据本申请的一个实施例的示例性绝缘骨架的结构示意图。

图5示出了根据本申请的一个实施例的示例性槽底绝缘纸的示意图。

图6示出了根据本申请的一个实施例的示例性定子组件的结构示意图。

图7示出了根据本申请的一个实施例的图6的示例性定子组件的剖切示意图。

图8示出了根据本申请的一个实施例的示例性磁性构件的示意图。

图9示出了根据本申请的一个实施例的示例性转子铁芯的示意图。

图10示出了根据本申请的一个实施例的示例性转轴的示意图。以及

图11示出了根据本申请的一个实施例的装配完成后的示例性动子组件的示意图。

具体实施方式

为了使得本申请的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请中描述的本申请实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其他实施例都应落入本申请的保护范围之内。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。

为了彻底理解本申请，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本申请提出的技术方案。本申请的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本申请还可以具有其他实施方式。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式的定子组件、直线电机、电磁减振器和车辆作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的一个实施例中，本申请提供一种直线电机。示例性地，该直线电机可以为圆筒形直线电机、圆盘形直线电机、圆弧型直线电机等，本申请对此不作限定。示例性地，该直线电机为圆筒型直线电机。

下面均以圆筒形直线电机为例进行说明。

参考图1和图2，其中图1示出了根据本申请的一个实施例的示例性直线电机的结构示意图，图2示出了根据本申请的一个实施例的图1中的示例性直线电机的剖视图。

如图1所示，该直线电机包括定子组件10和动子组件20，定子组件10与动子组件20之间具有气隙，动子组件20被配置为能够沿轴向相对于定子组件10运动，通过动子组件20的运动可以实现直线电机的直线运动。其中，动子组件20设置于所述定子组件10的内部，即该直线电机为外定子直线电机。

在一些实施例中，定子组件10包括定子铁芯30，示例性地，定子铁芯30可以采用本领域公知的任何合适的方式来制作，例如可以通过对结构钢进行机加工而制作，还可以直接将软磁复合材料的粉末用模具压制而成，本申请对此不作限定。

参考图3，图3示出了根据本申请的一个实施例的示例性定子铁芯的结构示意图。如图3所示，在一些实施例中，定子铁芯30包括圆筒形的定子轭部和多个环形的定子齿，该多个定子齿设置于该定子轭部的内周面(也即定子铁芯的内周面)上，沿轴向间隔排列，相邻的两个定子齿之间为定子槽。

在一些实施例中，定子铁芯30包括在周向上相互连接的至少两个定子铁芯部，例如两个、三个、四个等，本申请对此不作限定。示例性地，定子铁芯30包括第一定子铁芯部31和第二定子铁芯部32(参见图1)，其中第一定子铁芯部31和第二定子铁芯部32均为半圆筒形。示例性地，第一定子铁芯部31和第二定子铁芯部32可通过对开扣合式结构进行连接，还可以通过本领域公知的任何其他合适的连接方式进行连接，例如通过焊接连接，本申请对此不作限定。

在一些实施例中，定子组件10还包括绕组组件40，该绕组组件40设置在定子铁芯30内，具体地，设置在定子铁芯30的定子槽内，绕组组件40的尺寸可以略小于定子槽的尺寸，以便绕组组件40可以卡入并容纳在定子槽内。

在一些实施例中，绕组组件40包括绕组41，绕组41包括多个子绕组。示例性地，绕组41可以分为U相、V相、W相的三相的线圈，安装于不同的定子槽内的同相的线圈串联连接。

在一些实施例中，绕组组件40还包括多个环形的绝缘骨架42，在每个绝缘骨架42的外周面或内周面设置有至少两个环形的凹槽，每个凹槽内设置有一个子绕组。示例性地，绝缘骨架42的轴向尺寸小于定子槽的轴向尺寸。由于带绕组的绝缘骨架要放置于定子槽内，这样的设计有助于绝缘骨架的放置，因为若绝缘骨架的尺寸大于等于定子槽的轴向尺寸，不仅安装绝缘骨架时会费力，严重时会导致绝缘骨架破裂，进而影响绝缘性能。

参考图4，图4示出了根据本申请的一个实施例的示例性绝缘骨架的结构示意图。如图4所示，绝缘骨架42的外周面设置有两个环形的凹槽，其轴向横截面为“E”型，每个凹槽内嵌有一个子绕组，即双层绕组布置，两个子绕组可以为异相绕组，也以为同相绕组，两个子绕组由绝缘骨架隔开，以保证两相绕组之间的绝缘，防止短路。这样的双层绕组的设置可以提高槽满率，并且能够使得直线电机输出的电磁力脉动更小、电机运行更平滑。应理解，绝缘骨架42还可用设置为其他合适的形状，例如可以设置为“N”型(“N”型绝缘骨架的凹槽内一般只设置一相绕组)，本申请对此不作限定。

在一些实施例中，绕组组件40还包括绝缘件43，该绝缘件43包绕在绕组的外周上，以将绕组与其他组件进行绝缘。示例性地，绝缘件43可以为槽底绝缘纸。参考图5，图5示出了根据本申请的一个实施例的示例性槽底绝缘纸的示意图。如图5所示，该槽底绝缘纸是与绕组外径相适配的圆环形状，其可以由长条形绝缘纸环绕绕组外径一周后用胶粘接而成。应理解，绝缘件43还可以为其他合适的绝缘部件，例如绝缘胶等，本申请对此不作限定。

在安装时，先将子绕组嵌入在绝缘骨架42上，然后将槽底绝缘纸包绕在子绕组的外周上，从而制成绕组组件，然后将制作好的绕组组件嵌入在一个定子铁芯部中，再将其他定子铁芯部与该定子铁芯部进行连接(例如，焊接)，再将子绕组的引出线沿轴向将同相绕组焊接在一起，从而完成整个定子组件的制作。参考图6和图7，图6示出了根据本申请的一个实施例的示例性定子组件的结构示意图，图7示出了根据本申请的一个实施例的图6的示例性定子组件的剖切示意图。

在一些实施例中，动子组件20包括多个环形的磁性构件21，这些磁性构件21沿轴向间隔排列。其中，多个磁性构件21包括沿轴向交替布置的N极和S极，其中多个磁性构件21可以以海尔贝克(Halbach)阵列交替布置，也可以以其他适合的方式排列。示例性地，磁性构件21可以为永磁体，例如钕铁硼永磁体，其牌号可以根据实际需要合理选择，例如其可以为EH牌号的钕铁硼永磁体，或者具有更高内禀矫顽力的永磁体。参考图8，图8示出了根据本申请的一个实施例的示例性磁性构件的示意图。图8中示出的磁性构件为圆环柱状的磁钢，其可以通过机加工得到。应理解，磁性构件21还可以为通过其他方法得到的其他合适形状的磁性构件，本申请对此不作限定。

在一些实施例中，动子组件20还包括圆筒状的转子铁芯22，其可以由圆环状的转子冲片沿轴向叠压而构成。动子组件20还包括圆柱状的转轴23，用于带动磁性构件21和转子铁芯22沿轴向往复运动。参考图9和图10，图9示出了根据本申请的一个实施例的示例性转子铁芯的示意图，图10示出了根据本申请的一个实施例的示例性转轴的示意图。其中，转轴23设置于转子铁芯22的内径处，转子铁芯22的内径与转轴23的外径相同，转子铁芯22设置于磁性构件21的内径处，转子铁芯22的外径与磁性构件21的内径相同，磁性构件21设置于绝缘骨架42的内径处，磁性构件21的外径略小于绝缘骨架42的内径，以使得磁性构件21与绝缘骨架42之间具有气隙。

在安装时，先将转子铁芯22通过过盈配合安装到转轴23上，再将磁性构件21通过过盈配合安装到转子铁芯22的外周上，从而完成动子组件20的制作。参考图11，图11示出了根据本申请的一个实施例的装配完成后的示例性动子组件的示意图。

然后将动子组件20插入到定子组件10的内部，即完成动子组件20和定子组件10的装配，得到整个直线电机(参见图1)。

本申请的定子组件和直线电机，可以简化绕组的嵌线工艺，大大提高生产效率，并且定子加工简单且能有效保证定子的同轴度。

本申请的实施例还提供一种电磁减震器，该电磁减震器包括前文所述的直线电机。其中，有关直线电机的描述参考上文中的描述，在此不做赘述。

本申请的电磁减振器还可以包括上支撑件，其该上支撑件连接直线电机的顶端，例如连接直线电机的定子组件，该上支撑件还连接至车身，以将电磁减振器和车辆的车身连接。

进一步地，电磁减振器还可以包括弹簧底座，该弹簧底座设置在直线电机的外周侧，其靠近上支撑件，弹簧底座可以为橡胶件或者其他适合的材料。

示例性地，电磁减振器还可以包括凸出设置的下弹簧支撑部，该下弹簧支撑部大体位于定子组件的中间区域，电磁减振器还可以包括弹簧，弹簧被弹簧底座和下弹簧支撑部以夹持的方式配置在直线电机的外周侧。

进一步，电磁减振器还包括防尘罩，该防尘罩罩设于直线电机的定子组件上，为定子组件提供防尘防水作用。

示例性地，直线电机的动子组件的下端连接至下叉臂，下叉臂用于连接车辆的车辆，负责传递车轮动量，并带动直线电机的动子进行线性运动。

本申请实施例还提供一种车辆，该车辆包括前文所述的电磁减震器。其中，车辆可以是混合动力汽车、新能源电动汽车或者其他需要配置本申请的电机的车辆。

示例性地，该车辆还包括其他组成结构，如用于信号传递的信号传输系统等，本申请实施例对此不做限制。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上，仅为本申请的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种定子组件，其特征在于，所述定子组件包括定子铁芯和绕组组件，所述绕组组件设置于所述定子铁芯内，其中所述绕组组件包括绕组和多个环形的绝缘骨架，所述绕组包括多个子绕组，在每个所述绝缘骨架的外周面或内周面设置有至少两个环形的凹槽，每个所述凹槽内设置有一个所述子绕组。

2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述定子铁芯包括在周向上相互连接的至少两个定子铁芯部，在所述定子铁芯的内周面设置有沿轴向间隔排列的多个定子齿，相邻所述定子齿之间为定子槽，所述绕组组件设置在所述定子槽内。

3.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，各个定子铁芯部之间通过对开扣合式结构进行连接。

4.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，在每个所述绝缘骨架的外周面设置有两个环形的凹槽时，两个凹槽内的两个子绕组为异相绕组并且相互绝缘。

5.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述绝缘骨架的轴向截面为“E”型。

6.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述绕组组件还包括绝缘件，所述绝缘件包绕在所述绕组的外周上。

7.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，所述绝缘骨架的轴向尺寸小于所述定子槽的轴向尺寸。

8.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，所述至少两个定子铁芯部包括第一定子铁芯部和第二定子铁芯部，所述第一定子铁芯部和所述第二定子铁芯部均为半圆筒形。

9.一种直线电机，其特征在于，所述直线电机包括转子组件以及如权利要求1至8中任一项所述的定子组件。

10.根据权利要求9所述的直线电机，其特征在于，所述定子组件与所述转子组件之间具有气隙。

11.根据权利要求9所述的直线电机，其特征在于，所述转子组件包括多个环形的磁性构件、转子铁芯和转轴，其中所述转轴设置于所述转子铁芯的内径处，所述转子铁芯设置于所述磁性构件的内径处，所述磁性构件设置于所述绝缘骨架的内径处。

12.一种电磁减震器，其特征在于，所述电磁减震器包括直线电机，所述直线电机包括转子组件以及如权利要求1至8中任一项所述的定子组件。

13.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括电磁减震器，所述电磁减震器包括圆筒型直线电机，所述直线电机包括转子组件以及如权利要求1至8中任一项所述的定子组件。