具有单体相隔离器的一体化相连接隔离器的制造方法
【专利说明】具有单体相隔离器的一体化相连接隔离器
[0001]相关专利申请
[0002]本申请要求2012年7月11日提交的系列号为61/670，485的美国专利申请的优先权，该专利申请全文以引用方式并入本文中。
技术领域
[0003]本发明涉及电机，更具体地，本发明涉及具有分段式定子的电机。
【背景技术】
[0004]在电机中越来越要求更高的效率以及提高的功率和转矩密度。常规的电机通常具有由叠堆的叠片形成的定子铁芯，叠堆的叠片具有向内伸出的齿状物，在相邻的齿状物之间限定有狭槽。在许多电机中，例如在无刷AC和DC电机中，线圈缠绕单体齿状物，使得形成线圈的铜线填充狭槽。当定子铁芯是形成完整环的单个结构时，触及狭槽出现制造困难，这限制了每个狭槽内能够获得的铜线的密度。狭槽内线材的密度直接影响所获得的电机的效率以及功率和转矩密度，原因在于较高的填充因数提供增强的性能特性。
[0005]增大电机的狭槽填充因数的一种已知方法是利用分段式定子铁芯。不采用围绕单个一体式定子铁芯的齿状物的绕组线圈，通过首先在叠片的叠堆之外形成单体定子齿状物来制造分段式定子铁芯。然后，线圈缠绕单体定子齿状物。在完成线圈的缠绕之后，其上缠绕有线圈的单体齿状物组装成环，并且连接在一起以形成定子组件。在缠绕过程期间没有任何相邻齿状物妨碍触及的情况下将线圈缠绕单体定子齿状物的能力允许分段式定子铁芯实现较高的狭槽填充密度，并且由此提供增强的性能特性。
[0006]线圈隔离器通常用于分段式定子组件。线圈隔离器可以包覆成型到叠片叠堆上，或者可以形成为组装到叠片叠堆的顶部上的两件式结构。例如，线圈隔离器可以由导热、电绝缘树脂形成，该树脂防止线圈导体与叠片钢之间的接触。
[0007]从旋转电气装置(例如马达或发电机)的定子的多个单体线圈绕组组件延伸的相引线和中性点引线(它们绕定子中心轴线成环形地布置)的相互连接通常是复杂的和/或耗时的。此外，引线和/或它们彼此的连接或与其它部件的连接应当是电绝缘的，以防止短路/接地，并且应当是机械稳定的，以防止导体运动。这些设计参数在若干个相必须彼此电绝缘的多相定子中是复杂的。
[0008]汇流条组件或类似结构通常用于多个单体线圈绕组组件的多种相引线和中性点引线的更加快速、更加可靠的相互连接。然而，母线必须相对于定子的其余部分正确地取向、包装和安装，优选地处于定子壳体中，以保护其免于外在伤害。此外，当用于多个相的母线组件处于定子的轴向端部处时，可能需要单独的环形隔离器来将母线与单体线圈隔离，并且这样的环形隔离器通常需要对准并降低了执行导体焊接和连接可用的空间。
【发明内容】
[0009]因此，期望通过提供一体化相隔离器来消除上述缺陷，该相隔离器消除了额外隔离器的需要，去除了张紧构件，并且降低了成本和组装时间。
[0010]根据示例性实施例，电机的定子组件包括线圈隔离器，该线圈隔离器具有第一凸缘、相分离器和活动铰链，该活动铰链连接第一凸缘和相分离器，线圈隔离器被构造成用于包围定子叠片叠堆的一部分并且用于将线圈缠绕到该定子叠片叠堆上并与该定子叠片叠堆电隔绝，该相分离器能够沿径向闭合，以用于将线圈的一部分包围在线圈隔离器中。
[0011]根据另一个示例性实施例，形成定子的方法包括:将隔离器放置到叠片叠堆区段上；将线圈缠绕到隔离器上；折叠隔离器的相分离器，以包围线圈的一部分；以及将多个汇流条彼此物理隔离地放置到相分离器上。
[0012]上述
【发明内容】
并不限制本发明，本发明由所附的权利要求限定。类似地，标题和摘要也不以任何方式限制要求保护的发明的范围。
【附图说明】
[0013]结合附图，参考以下实施例的说明，示例性实施例的上述方面将会变得更加明显并且将得到更好的理解，其中:
[0014]图1为电机的示意图；
[0015]图2为常规的分段式定子组件的局部俯视平面图；
[0016]图3为常规的叠片叠堆的透视图；
[0017]图4为叠片的俯视平面图；
[0018]图5为常规的两件式隔离器的透视图；
[0019]图6为具有叠片叠堆的定子区段70的透视图；
[0020]图7为示例性分段式定子的透视图；
[0021]图8为母线组件的一部分的剖视图；
[0022]图9A和9B提供处于相应打开和闭合位置中的隔离器组件80的横截面图；
[0023]图10为活动铰链的示意图；
[0024]图11为形成为单体活动铰链的系列的示例性铰链部分的横截面图；
[0025]图12为具有活动铰链节段的系列的活动铰链的示例性实施例的局部透视图，活动铰链节段形成有宽度大致恒定的螺线型结构；
[0026]图13为包围叠片叠堆的至少一部分的隔离器的横截面图；以及
[0027]图14A和14B为分别示出了处于打开和闭合位置中的隔离器141的横截面图。
[0028]对应参考符号表明贯穿若干视图的对应部分或类似部分。
【具体实施方式】
[0029]图1为示例性电机I的示意图，该电机具有定子2，该定子包括定子绕组3，例如一个或多个线圈。环形转子本体4也可以包括例如通过模铸工艺形成的绕组和/或永久磁体和/或导体条。转子本体4是转子的一部分，转子包括由前支承组件6和后支承组件7支撑的输出轴5。支承组件6、7固定到壳体8。通常，定子2和转子本体4基本上为圆柱形形状，并且与中心纵向轴线9同中心。尽管转子本体4示出为处于定子2的径向内侧，但是作为另外一种选择，在多个实施例中，转子本体4可以形成在定子2的径向外侧。电机I可以是马达/发电机或其它装置。在示例性实施例中，电机I可以是用于混合动力车辆或电动车辆的牵引马达。壳体8可以具有多个纵向延伸的翅片(未示出)，这些翅片形成在壳体外表面上，彼此间隔开，以耗散定子绕组3中产生的热。
[0030]图2为常规的分段式定子组件10的局部俯视平面图，该定子组件包括壳体12，该壳体包围分段式定子13的外周边。转子(未示出)被支撑以在定子铁芯13内旋转。每个定子铁芯区段14可以形成为实心铁芯，或者形成为单体叠片的叠堆，通常为钢，例如涂覆有电绝缘体的硅钢。在图示的例子中，十二个定子铁芯区段14串联地配合，以形成环形定子。每个定子铁芯区段14具有轭部部分18和齿形磁极部分19。齿状物19每个都具有弧形内边缘表面24和周向延伸的突起20、21。轭部18具有在一个周向端部上沿轴向延伸的周向舌状物突起23，并且在其相对的周向端部上具有沿轴向延伸的周向凹槽22。通过将铁芯区段14的舌状物23放置到相邻铁芯区段14的凹槽22中，定子铁芯区段14串联地配合。定子铁芯区段14的弧形径向外表面25抵靠壳体12的环形内表面26，由此壳体12将定子铁芯区段14保持为环形形状。由此，每个相应舌状物部分19的径向内表面24对准成面向转子的圆圈。定子铁芯区段14之间的舌状物和凹槽连接使得分段式定子铁芯13能够容易地组装。
[0031]图3为常规的叠片叠堆11的透视图，该叠片叠堆由相同的单体叠片17构成，这些叠