电动马达的制作方法

本发明涉及电动马达，特别地，涉及主动部件容纳于待填充高压工作流体的壳的马达。更具体地，本发明提供使马达的主动部件与外部电源连接的有利部件。

背景技术：

电动马达的实现在现有技术中是已知的，其中定子具有柱状腔并且柱状转子可转动地配置于定子腔内部。在一些电动马达中，定子和转子配置于填充有工作流体的壳内部，以使马达的主动部件浸于工作流体中。

例如，在甲烷管道应用中，用于处理甲烷的压缩机由连接到电动马达的转子的驱动轴驱动，并且压缩机自身配置于电动马达的壳内部。因此，壳内部的甲烷可以具有高压，例如，大约80巴或100巴。

此外，壳必须被密封以避免任何流体泄露，同时仅允许通过壳的为压缩机的操作而设置的特定入口和出口来使甲烷进入壳中以及从壳排放甲烷。

对于定子绕组与外部电源的电连接，这样的工作环境十分关键。实际上，尽管内部工作流体与外部大气之间的压差高，并且电力供应为中压，连接部件都必须在不损害壳的密封的状态下穿过壳。

根据例如在us20070048151中示出的现有技术，导电杆穿过壳。特别地，在该文献中，导电杆穿过壳的端盖。在壳内部，柔性线缆使穿过杆与各定子绕组电连接。当端盖与壳主体分离时，柔性线缆必须连接到定子绕组和导电杆，然后柔性线缆在壳腔被封闭的同时变形。

柔性线缆必须被包裹在柔性绝缘覆盖物中。在正常的工作环境下，小量工作流体渗入柔性线缆内部，因此，等静压被施加于绝缘覆盖物。然而，在壳内部有时发生突然的压力改变。在该情况下，工作流体用相对长的时间渗入柔性线缆内部或从柔性线缆喷出，因此，绝缘覆盖物暂时经受显著的压差，该压差最终带来绝缘覆盖物的破坏以及由此发生的电气故障。

在us20150061432中解决该问题，在us20150061432中，在壳体内部仅采用刚性连接件而不用柔性线缆。特别地，该文献说明了用于将电力传递到马达的配置于填充有高压气体的壳体内部的定子绕组的接口。

壳体通常具有筒状，该筒状在用于访问主动部件的一个底部处具有主开口，并且壳体的罩封闭主开口。接口包括贯穿组件，各贯穿组件均在形成于壳体侧面的相应侧开口处应用于壳体。

各贯穿组件均包括径向穿过相应侧开口的导电杆。导电杆的一端收纳于壳体内部的插座。插座固定于电连接到定子绕组的刚性定子环。

通过首先将压缩机和主动部件插入壳体内部而组装马达。然后，将贯穿件应用于侧开口并且将导电杆与插座联接。最后，利用罩封闭主开口。

us6500698说明了联接到电动马达的密封压缩机。密封端子插头具有从马达壳的侧壁突出到内室的导体销。端子块安装于定子组件以支撑绕组的端部。端子块具有与导体销对准的凹口以用于在马达插入壳时接收导体销。

技术实现要素：

本申请人认识到在us20150061432的马达中需要穿过壳的许多开口。此外，不仅罩、而且各贯穿组件必须密封相应的开口。这些特征导致马达的制造和组装期间的困难以及相关成本的增加。

此外，贯穿组件应用于侧开口并且贯穿组件的杆径向地取向以与插座配合。因此，经由定子环固定到定子的插座必须在轴向上与侧开口精确地对准。然而，以这样的精确度定位定子可能有困难。

当马达处于运行状态时尤其如此，这是因为壳内部的温度升高，由此发生整个马达压缩机组尤其是在轴向上的变形。因此，在组装马达之后还可能发生不对准，由此产生杆与插座之间的机械应力。

本申请人还认识到在组装us6500698的马达时候必须小心。实际上，在壳内部移动诸如定子等笨重部件的同时，导电销和端子块的缝应当在轴向上对准。此外，仅能够通过将定子从壳移除来实现定子绕组与电源的安全断开。

本发明的目的是提供一种电动马达，其适于浸没于高压流体中工作，其中，相对容易实现定子绕组与外部电源的电连接，并且在壳内部不需要柔性线缆。

利用根据所附技术方案的任一者的电动马达实现该目的和其它目的。特别地，在本发明的马达中，借助于第一端子与第二端子的连接实现定子绕组与外部电源的连接。第二端子刚性连接到相应的定子绕组，同时第一端子与有利地穿过罩的导电杆刚性地相关联。

因此，仅通过将罩应用和紧固到壳本体的主开口使第一和第二端子连接。不需要另外的开口并且使密封较容易。此外，罩例如相对于定子是相对轻和易操作的部件，因此罩能够以很好的精度定位。

有利的是，可以仅采用刚性连接，并且避免了损坏柔性线缆的绝缘性的风险。

根据另外的有利方面，第一端子和第二端子在轴向上对准。因此，第一端子和第二端子允许容许数毫米的轴向位移的滑动电接触，并且在马达热变形的情况下也不遭受高应力。

附图说明

根据本发明的电动马达的更多特征和优势将从在附图中作为非限制性示例示出的本发明的优选实施方式的以下详细说明得出，在附图中：

–图1示出了驱动压缩机的根据本发明的电动马达的截面图，

–图2示出了局部分解状态下的图1的电动马达的一部分的截面图，

-图3示出了组装状态下的图2的电动马达的该部分的截面图，

–图4示出了分解状态下的图1的马达的细节的截面图，

–图5示出了组装状态下的图4的细节的截面图，

-图6示出了局部分解状态下的图1的电动马达的局部立体图，

–图7示出了图1的电动马达的导电杆的立体图，

–图8示出了图1的电动马达的罩的立体图，

–图9示出了设置有绝缘套的图8的罩的立体图，并且

–图10示出了图1的电动马达的局部立体图。

具体实施方式

参照附图，用附图标记10表示整个电动马达。在优选的实施方式中，虽然电动马达10是感应马达，但是在不脱离本发明的范围的情况下可以采用其它类型的马达。

电动马达10包括主要在轴向x-x上延伸的壳20。优选地，壳20实质上为筒状。实际上，壳20限定在轴向x-x上间隔开的两个实质上圆形的基底21以及连接基底21的侧壁22。

特别地，壳20包括壳本体23和罩30。如将更清楚的，罩30适于与壳本体23连接和分离。在下文中，将主要参照壳20的封闭构造、即罩30有效连接到壳本体23的构造来说明马达10。然而，还将提供罩30与壳本体23分离的打开构造、以及打开构造与封闭构造之间的转变(passage)的一些细节。

壳本体23限定壳20的侧壁22以及壳20的两个基底21中的一者(即，壳20的第一基底)，同时在封闭构造中，罩30配置于壳20的两个基底21中的另一者(即，壳20的第二基底)。应当理解的是，壳本体23可以被形成为单件或由固定在一起的多件形成。例如，图2和图3仅示出壳本体23的一部分。

壳本体23限定壳腔24，壳腔24形成于壳20的基底21之间并且由壳本体23的内表面定界。此外，壳本体23具有对壳腔24提供访问的壳开口25。壳开口25形成于壳20的一个基底21、特别地形成于壳20的第二基底。壳开口25横过轴向x-x地配置，优选地垂直于轴向x-x地配置。具体地，壳开口25绕着在轴向x-x上延伸的壳轴线延伸。

罩30封闭并密封壳开口25，防止壳腔24中包含的诸如高压气体的流体泄漏。罩30包括在轴向x-x上面对壳腔24的罩壁31。具体地，罩壁31、优选地整个罩30横过轴向x-x地配置，在附图中的实施方式中，垂直于轴向x-x地配置。

罩30可移除地紧定于壳本体23。具体地，壳20包括用于将罩30紧固到壳本体23的紧固部件26，紧固部件26优选地围绕壳开口25配置。紧固部件26可解除地用于从壳本体23移除罩30。紧固部件26可以包括螺栓或本领域技术人员已知的任何其它合适的部件。

在组装电动马达10期间，使壳20从打开构造转换到封闭构造以利用以下步骤密封壳开口25：

–以使罩30与壳本体23在轴向x-x上间隔的方式沿轴向x-x将罩30对准到壳开口25，

–使罩30沿轴向x-x朝向壳本体23移动、直到罩30与壳本体23接触，

–通过紧固部件26将罩30紧固到壳本体23。

电动马达10包括配置于壳腔24内部的定子40。特别地，当壳20处于打开构造时，通过壳开口25，可使定子40插入到壳腔24中以及从壳腔24中抽出定子40。在组装好的状态下，定子40稳固地安置于壳本体23的内表面，并且可选地固定到壳本体23。

定子40限定定子腔41，定子腔41为实质上柱状并且绕着沿轴向x-x延伸的定子轴线延伸。定子包括由磁性材料制成的定子本体42和以已知方式与定子本体42相关联的导电性定子绕组43。

特别地，为电动马达10的例如三个相位中的各相位设置定子绕组43。在下文中，除非另外指出，为了简化将仅说明电动马达的一个相位的特征。然而，这些特征必须被认为是适用于更多相位，并且优选地适用于各相位。

对定子绕组43供给适当的电流在定子本体42与定子腔41中产生磁场。在优选的实施方式中，定子绕组43实质上是刚性的，特别地，定子绕组43浸渍并涂覆有刚性绝缘介质。例如，利用真空压力浸渍工艺(vpi工艺)将刚性绝缘介质涂覆于定子绕组43。

在定子腔41内部，配置实质上柱状的转子50。转子50包括由磁性材料制成的转子本体，并且取决于电动马达10的类型，转子50可以包括以本领域技术人员已知的方式与转子本体相关联的转子绕组、鼠笼和/或永磁体。

转子50能够相对于定子40绕着沿轴向x-x延伸的转子轴线a-a转动。特别地，转子50能够在由定子绕组43中的电流产生的磁场的作用下转动。转子轴线a-a延伸通过壳开口25并通过罩30。在附图中示出的实施方式中，转子轴线a-a与壳轴线一致且与定子轴线一致。

转子50与主要沿轴向x-x延伸的驱动轴51相关联。马达10包括与壳本体23相关联且可转动地支撑驱动轴51的轴承装置52。

如图1所示，可以通过驱动轴51由电动马达10驱动压缩机100。可以由单件或固定在一起的多件形成驱动轴51。

压缩机100配置于壳腔24内部。特别地，壳本体23可以具有适用于容纳定子40的第一部分以及适用于容纳压缩机100的第二部分。在图2和图3中，仅可见壳本体23的第一部分，并且示出了用于紧固第一部分和第二部分的部件。

为了压缩机100的操作，壳20具有用于将工作流体添入壳腔24内部的入口开口27，以及用于将工作流体排出到壳腔24外部的出口开口28。压缩机100被构造为从入口开口27接收工作流体、处理工作流体以及通过出口开口28排出工作流体。

应当注意的是，壳腔20填充有具有至少10巴压力、优选地至少50巴压力的工作流体。因此，参照电动马达10、特别是参照壳20的部件说明的任何密封必须耐受工作流体的压力并且避免工作流体的泄漏。

马达10包括用于使定子绕组43与电源(未示出)连接的连接部件60。电源可以为适合于用于提供当供给定子绕组43时适用于驱动电动马达10的电压和电流的任何已知电路或设备。电源配置于壳腔24外部，并且包括至少一个端子。

如在下文中更详细地说明的，连接部件60被构造为使定子绕组43与电源的相应端子电气地并机械地连接。特别地，电源包括用于电动马达10的各相位的端子，并且连接部件60使一个定子绕组43与电源的用于各相位的一个端子连接。

连接部件60包括延伸通过壳20、特别地延伸通过罩30的导电杆61，特别地，连接部件60包括用于各相位的至少一个导电杆。优选地，连接部件60包括用于电动马达10的各相位的多个导电杆61。在图2至图5中，对于一个相位可见两个导电杆61，但是在优选的实施方式中，如图8所示，连接部件60包括用于各相位的三个导电杆61。参照所有导电杆61的特征说明一个导电杆61的特征。

导电杆61主要沿轴向x-x延伸。绝缘覆层紧密地包围导电杆61并且防止导电杆61与罩30电接触。

导电杆61在壳腔24外部的从罩30突出的第一端部61a与壳腔24内部的从罩30突出的第二端部61b之间延伸。取决于端子的形状，导电杆61的第一端部61a与电源的端子直接地电连接或利用任何适合的连接部件的介入而电连接。

可选地，涉及相同相位的多个导电杆61的第一端部61a电连接在一起，例如直接地固定到配置于壳腔24外部且由导电性材料制成的连接件62。优选地，连接件62被形成为法兰。

同样地，连接部件60包括配置于壳腔24内部且由导电性材料制成的连接法兰63，优选地，每个相位用一个连接法兰63。一个相位的所有导电杆61在第二端部61b处固定于相关的连接法兰63。优选地，一个相位的导电杆61沿着连接件62的边缘部且沿着连接法兰63的边缘部成角度地间隔开。

为了支撑导电杆61，罩壁31具有罩开口32，并且罩30包括由例如钢制成的非磁性封闭构件33，封闭构件33封闭罩开口32。封闭构件33横过、具体地垂直于轴向x-x。

封闭构件33固定于罩壁31，例如，通过螺栓或任何其它合适的部件紧固到罩壁31。在优选的实施方式中，封闭构件33配置于罩开口32内。

封闭构件33具有通孔34，特别地，封闭构件33具有用于每个导电杆61的通孔34。在优选的实施方式中，仅设置具有用于电动马达10的所有相位的所有导电杆61的通孔34的一个封闭构件33。然而，在替代实施方式中，可以设置用于电动马达10的每个相位的封闭构件33，各封闭构件33均封闭相应的罩开口32。

导电杆61固定到封闭构件33且被配置为通过封闭构件33的通孔34。绝缘覆层使导电杆61与封闭构件绝缘。

在优选的实施方式中，固定元件64固定到导电杆61且可移除地固定到封闭构件33。图7中特别地示出固定元件64。例如，固定元件64可以是具有孔的螺母，导电杆61干涉配合于螺母的孔的内部。此外，固定元件64可以具有被构造为与封闭构件33的、优选地设置于通孔34内部的螺纹部螺合的螺纹部。导电杆61和固定元件64封闭并密封封闭构件33的通孔34。

连接部件60包括与导电杆61刚性地相关联的第一端子65。特别地，第一端子65与导电杆61电气地且机械地相关联。然而，在导电杆61与第一端子65之间未预见柔性线缆。

由于第一端子65与导电杆61刚性地相关联，在导电杆61固定到罩30的封闭构件33并且封闭构件33固定到罩壁31时，第一端子65也刚性连接到罩30、特别地刚性连接到罩壁31。具体地，当壳20处于打开构造时、即当紧固部件26处于解除紧固(released)的状态时，第一端子65与罩30可共同移动，使得罩30和第一端子65的组件可以作为刚性体移动。然而，这不排除第一端子65可以从罩30移除，这将在说明书的下面部分中变得清楚。

第一端子配置于壳腔24内部，并且沿轴向x-x从罩30突出。第一端子朝向定子40取向。

在一个实施方式中，第一端子由导电杆61的第二端部61b限定。然而，在说明书的下文中，将参照第一端子65和导电杆61被形成为两个不同的元件并且第一端子65是固定到导电杆61的刚性端子的其它更优选的实施方式。

连接部件60包括在导电杆61的第二端部61b处固定到导电杆61的保持构件66。在优选的实施方式中，保持构件66与连接法兰63形成为一件，或者换言之，保持构件66包括连接法兰63。

如将在说明书的以下部分中更详细地说明的，第一端子65可移除地固定到保持构件66。因此，第一端子65通过保持构件66与导电杆61和连接法兰63刚性地关联。

连接部件60包括第二端子67，第二端子67刚性地连接到相应的定子绕组43并且朝向罩30取向。优选地，第二端子67是固定到定子绕组43的刚性端子。特别地，第二端子67电气地且机械地连接到与其对应的定子绕组43。

该连接可以是直接的，或者作为替代，在第二端子67与定子绕组43之间可以设置其它刚性连接部件。然而，在第二端子67与定子绕组43之间未预见柔性线缆。

为了确保第二端子67的更好的机械稳定性，可以将第二端子67直接或间接地固定到定子40和/或壳本体23。特别地，连接部件60可以包括固定到壳本体23和/或定子40的支撑板68。在优选的实施方式中，如图2和图3中可见的，支撑板68固定到壳本体23。

支撑板68配置于定子40与罩30之间。此外，支撑板68被配置为横过、优选地垂直于轴向x-x。

第二端子67固定到支撑板68，并且沿轴向x-x从支撑板68朝向罩30突出。在附图的实施方式中，支撑板68具有孔，并且第二端子67配合于孔内。此外，第二端子67从定子40侧连接到相应的定子绕组43。

优选地，仅设置一个支撑板68并且涉及不同相位的第二端子67都固定到唯一的支撑板68。然而，可以设置更多支撑板68，例如为每个相位设置一个支撑板68。支撑板68由绝缘材料制成，用于防止第二端子67与壳30和/或定子本体42之间的电连接、或者不同相位的第二端子67之间的电连接。

第一端子65直接地且可移除地连接到第二端子67，用于使定子绕组43与导电杆61电连接，从而使定子绕组43与连接到导电杆43的电源电连接。特别地，第二端子67在轴向x-x上与第一端子65对准。

有利的是，当紧固部件26处于解除紧固的状态时，第一端子65可以沿轴向x-x与罩30共同移动，以与第二端子67连接和断开连接。

特别地，参照上述组装电动马达的步骤，在使罩30对准壳开口25的步骤期间，使第一端子65与第二端子67在轴向x-x上对准。因此，有利地，伴随着使罩30朝向壳本体23移动的步骤实现通过第一端子65和第二端子67使定子绕组43与导电杆61电连接。

优选地，第一端子65和第二端子67包括阳端子和阴端子。在附图中示出的实施方式中，第一端子65包括阳端子，第二端子67包括阴端子，并且附图标记遵守该实施方式。然而，本领域技术人员将能够在不脱离本发明的范围的情况下转换阳端子和阴端子。

阴端子限定了座67a，例如阴端子包括被形成为杯状且限定座67a的第一插座67b。在阴端子是第二端子67的实施方式中，座67a朝向壳开口25开口。

阳端子与阴端子的座67a可移除地接合。优选地，阳端子包括在第一端部65b与第二端部65c之间沿轴向x-x延伸的导电棒65a，并且导电棒65a的第一端部65b与第一插座67b可移除地接合。

可选地，导电棒65a包括位于导电棒65a的第一端部65b处的第一摩擦构件69a。第一摩擦构件69a使导电棒65a的第一端部65b摩擦地保持于第一插座67b内部。例如，第一摩擦构件69a可以包括与第一插座67a干涉的一个或多个肋。在优选的实施方式中，第一摩擦构件69a包括沿轴向x-x延伸且绕着导电棒65a的侧面互相间隔开的多个肋。

在阳端子是第一端子65的实施方式中，保持构件66可以包括朝向定子40开口的第二插座66a。第二插座66a可以与第一插座67b相似地形成，特别地，第二插座66a可以被形成为杯状。优选地，第一插座67b和第二插座66a朝向彼此开口，并且它们在轴向x-x上间隔开。

导电棒65a的第二端部65c与第二插座66a可移除地接合。因此，导电棒65a配置于第一插座67b和第二插座66a之间。更一般地，第一端子65在一侧可移除地连接到保持构件66，并且在另一侧可移除地连接到第二端子67。

应当注意的是，在一个实施方式中，导电棒65a的第一和第二端部65b、65c实质上相同且可互换。

实际上，导电棒65a可以包括位于导电棒65a的第二端部65c的第二摩擦构件69b。第二摩擦构件69b使导电棒65a的第二端部65c摩擦地保持于第二插座66a内部。特别地，与第一摩擦构件69a的肋相似，第二摩擦构件69b可以包括与第二插座66a干涉的一个或多个肋。

在该实施方式中，在使罩30对准到壳开口25的步骤之前，电动马达10的组装包含将第一端子65固定到罩30的步骤。这通过将第一端子65固定到保持构件66而实现，具体地，通过将导电棒65a的第二端部65c接合于第二插座66a内部而实现。

作为替代，第一端子65可以在壳20处于打开构造时首先连接到第二端子67，然后，通过使罩30与保持构件66共同朝向壳本体23移动而将第一端子65连接到保持构件66。

在从壳本体23移除罩30时，第一端子65与保持构件66或第二端子67断开连接。在两种情况下，第二端子67不再与穿过杆61电接触，从而不再与外部电源电接触。

优选地，电动马达10包括包围第一端子65和第二端子67的绝缘组件70。特别地，为电动马达的各相位设置绝缘组件70。

绝缘组件70防止在连结部件60与电动马达10的其它部件之间产生表面导电路径以及由此发生的电故障。具体地，绝缘组件70防止其它绝缘元件上的污垢和颗粒沉积。实际上，在支撑板68上需要特殊保护来抵抗不同相位的第二端子67之间的接触，并且在导电杆61的绝缘覆层上需要特殊保护来防备封闭构件33与第一端子65或保持构件66之间的接触。

在优选的实施方式中，绝缘组件70包括罩侧绝缘套71和定子侧绝缘套72。套71、72均主要沿轴向x-x延伸。此外，套71、72均限定各通道，并且第一端子65和第二端子67配置于两通道内部。优选地，保持构件66也配置于两通道内部。然而，套71、72均与两端子65、67间隔开，因而防止了端子65、67的连接期间的障碍。

具体地，罩侧绝缘套71和定子侧绝缘套72中的一者包围罩侧绝缘套71和定子侧绝缘套72中的另一者。在图示的实施方式中，罩侧绝缘套71包围定子侧绝缘套72，即，定子侧绝缘套72配置于罩侧绝缘套71的通道内部。因此，端子65、67配置于定子侧绝缘套72内部，定子侧绝缘套72进而配置于罩侧绝缘套71内部。

罩侧绝缘套71直接或间接地刚性连接到第一端子65。特别地，罩侧绝缘套71直接固定到罩30、更具体地直接固定到封闭构件33。罩侧绝缘套71从罩30几乎突出到支撑板68。在图示的实施方式中，在罩侧绝缘套71和支撑板68之间限定第一间隙。

定子侧绝缘套72直接或间接地刚性连接到第一端子67。实际上，在图示的实施方式中，定子侧绝缘套72直接固定到绝缘板68。定子侧绝缘套72从支撑板68几乎突出到罩30。在图示的实施方式中，在定子侧绝缘套72和罩30之间限定第二间隙。

有利的是，工作流体必须通过穿过第一和第二间隙的曲折路径以到达端子65、67，从而几乎防止了在端子65、67处的颗粒沉积。此外，在不同相位的第二端子67之间特别难以产生绝缘板68上的表面导电路径，这是因为这样的路径将经过两个不同的定子侧绝缘套72。

显然，本领域技术人员能够在不脱离由所附权利要求书限定的保护范围的情况下，对已说明的本发明的具体实施方式应用许多变型。