具有电母线的电气机器及其制造方法
【专利说明】具有电母线的电气机器及其制造方法
[0001]相关领域的交叉引用
[0002]本申请涉及在2012年12月5日提交的题目为电气机器和附件的美国临时专利申请序列号N0.61/733,552(代理人案号N0.22888-0080);在2012年12月5日提交的题目为场效应晶体管整流器桥构造的美国临时专利申请序列号N0.61/733，838(代理人案号N0.22888-0081);和在2012年12月5日提交的题目为“用场效应晶体管半电桥电路整流交流信号的系统、方法和电路”(代理人案号N0.22888-0082);并且其涉及并且声明在2012年12月4日提交的题目为用于提供电气机器中的供电母线的系统、装置和方法的美国临时专利申请序列号N0.61/733，263的优先权(代理人案号N0.22888-0079)。所有上述专利申请的全部公开内容均以引用方式并入本发明。
技术领域
[0003]本公开涉及电气机器和用于电气机器的电母线以及它们的制造方法。
【背景技术】
[0004]电气机器可以包括定子、相对于定子旋转的转子以及壳体，所述壳体构造成接收定子和转子。壳体典型地相对于转子定位定子，以形成转子和定子之间的磁通，并且可以包括盖，所述盖构造成包封电气机器的各部分。一些电气机器还包括风扇，所述风扇随着转子一起旋转，并且形成从定子移除热量的冷却系统的一部分，所述定子典型地包括定子芯和定子绕组。通常，每个定子绕组对应于交流信号的相位。例如，具有三个独立定子绕组的电气机器可以是三相电气机器，其中，交流电流信号中的每一个的相位与另外两个相位分离开120度。类似，六相位电气机器可以具有六个独立的定子绕组。
[0005]电气机器可以接收和/或产生用于它们操作的外部转矩。接收外部转矩的电气机器通常作为发电机操作，而产生外部转矩的电气机器通常作为电动机操作。仍有其它电气机器选择性地或作为发电机或者作为电动机操作。由作为电动机操作的电气机器接收的电流诱发产生作用于转子上的机械转矩；作为发电机操作的电气机器根据施加到转子的机械转矩而产生电流或者电压。在任意一种情况中，均可以以本领域技术人员众所周知的方式引导交流电流通过定子的电气绕组。
[0006]用发电机将动能转换为电能或者用电动机将电能转换为动能能够因电阻损耗和切换损耗而产生大量热量。改进电气机器的设计以增加能量效率(诸如减小这种损耗)是令人期望的。
【发明内容】
[0007]根据本公开的电气机器包括电母线，所述电母线构造成提供了改进的功能性能和制造优势；电母线例如可以是供电母线。在此公开的供电母线提供了用于在电子装置的端子与电气机器的供电端子之间传导电流的平行路径。另外，供电母线可以构造成提供这样的表面，电阻焊接机的焊条施加到所述表面，以将电子装置的端子电阻焊接到供电母线。
[0008]作为一个示例，在此公开的电母线的一个实施例包括单个导体，所述单个导体构造成用于联接到电气机器的供电电压接口。可以形成单个导体以包括第一导电部分和第二导电部分，每个导电部分构造成接触电子装置的端子。电子装置的端子可以涂覆有或者镀有有助于形成端子与电母线之间的焊接联结点的材料。第一导电部分和第二导电部分可以定位成使得它们都保持与电气机器中的电子装置的端子接触，其中，电子装置的端子布置在第一导电部分和第二导电部分之间。
[0009]第一导电部分和第二导电部分可以电阻焊接到电子装置的端子。例如，电阻焊接机的焊头可以接触单个导体，以将第一导电部分和第二导电部分机械保持抵靠在布置在它们之间的电子装置端子的相对表面上。电阻焊接机将电能提供到焊头或者提供到焊头之间，以诱发穿过单个导体和电子装置的端子的电流，并且电流可以通过每个导体部分、与导体部分相抵接的端子上的任何涂层或者镀层、和端子。由电流产生的热量形成端子与第一导电部分之间的第一焊接联结点以及端子与第二导电部分之间的第二焊接联结点。母线可以由单根挤出或者拉制的金属丝形成，所述挤出或者拉制的金属丝可以由铜或者铜合金制成，其中，第一导体部分和第二导体部分均具有与电阻焊接机的焊头和电子装置触点的端子相接触的裸铜区域。电阻焊接机将电压或者电流施加到裸铜区域，以在第一导体部分的裸铜区域与第二导体部分的裸铜区域之间产生电流，其中，电流还穿过端子和端子上的涂层或者镀层。电流电阻加热端子和与端子接触的铜材料，以形成第一焊接联结点和第二焊接联结点。
[0010]根据本公开的电气机器的某些实施例包括电子模块，所述电子模块连结到母线，所述电子模块包括具有结合区域的端子。电母线可以包括第一导体部分和第二导体部分以及由第一导体部分和第二导体部分形成的端子接触部分。端子接触部分构造成匹配电气机器的供电端子组件，由此第一导体部分和第二导体部分都与供电端子组件电连通。第一导体部分具有连结到电子模块的端子的结合区域的端子接触区域，而且第二导体部分具有连结到电子模块的端子的结合区域的端子接触区域，由此电子模块的端子通过母线的第一导体部分和第二导体部分两者与供电端子组件电连通。在一些实施例中，第一导体部分的端子接触区域和第二导体部分的端子接触区域位于其连接区域中，并且电阻焊接到电子模块的端子的结合区域。在一些实施例中，第一导体部分和第二导体部分的连接区域基本彼此平行。第一导体部分和第二导体部分的横截面形状可以是基本圆形的，但是在一些替代实施例中，可以为基本矩形的(如在此使用的，矩形包括正方形)。在一些实施例中，第一导体部分的端子接触区域可以包括形成第一导体部分的结合区域的冲压表面区域。类似地，第二导体部分的端子接触区域也还可以包括形成第二导体部分的结合区域的冲压表面区域。
[0011]根据本公开的用于制造电气机器的方法的实施例包括用于将母线与电子模块附接的处理。这种处理可以包括提供具有端子的电子模块，所述端子具有结合区域；和提供母线，所述母线包括具有连接区域的第一导体部分和具有连接区域的第二导体部分。母线相对于电子模块定位成使得端子的结合区域靠近第一导体部分的连接区域和第二导体部分的连接区域。然后，将电能施加到第一导体部分和第二导体部分，以将第一导体部分的连接区域和第二导体部分的连接区域电阻焊接到端子的结合区域。第一导体部分的连接区域和第二导体部分的连接区域均可以包括结合表面区域。为了形成联结点，可以将机械力施加到第一导体部分和第二导体部分，以使得第一导体部分的结合表面区域和第二导体部分的结合区域与端子的结合区域相接触。为了有助于电阻焊接联结点，第一导体部分的连接区域和第二导体部分的连接区域均可以包括焊头接触区域。电能通过焊接机的第一焊头和第二焊头施加到第一导体部分和第二导体部分，所述第一焊头和第二焊头分别放置成与第一导体部分和第二导体部分的焊头接触区域相接触。
[0012]在根据本公开的用于制造电气机器的方法的一些实施例中，将母线定位成使得电子模块的端子布置在第一导体部分与第二导体部分之间。另外，可以通过使用焊接机的第一焊头和第二焊头将电子模块的端子夹捏在第一导体部分的结合表面区域和第二导体部分的结合表面区域之间来施加机械力。
[0013]本公开提供了一种电气机器，所述电极包括:定子；由定子支撑并且相对于定子可旋转的转子；供电端子组件；和电连接到定子的电子模块。电子模块包括端子，所述端子具有至少一个结合区域。电母线附接到供电端子组件，并且包括第一导体部分和第二导体部分，所述第一导体部分和第二导体部分均具有连结到电子模块的端子的结合区域的连接区域。电子模块的端子通过第一导体部分和第二导体部分电连接到供电端子组件。
[0014]电气机器的另一方面在于:第一导体部分的连接区域和第二导体部分的连接区域分别附连到电子模块的端子的结合区域。
[0015]电气机器的另一方面在于:母线还包括端子接触部分，所述端子接触部分布置在第一导体部分与第二导体部分之间，其中，端子接触部分附接到供电端子组件。
[0016]电气机器的又一方面在于:端子接触部分构造成至少部分地环绕供电端子组件的供电电压接线柱。
[0017]电气机器的另一方面在于:第一导体部分的连接区域基本平行于第二导体部分的连接区域。
[0018]电气机器的另一方面在于:电子模块的端子布置在第一导体部分的连接区域与第二导体部分的连接区域之间。
[0019]电气机器的又一方面在于:第一导体部分的连接区域包括整平的接触区域，并且第二导体部分的连接区域包括整平的接触区域，每个整平的接触区域适于分别面对面接触地抵接电子模块的端子的结合区域。
[0020]电气机器的另一方面在于:第一导体部分和第二导体部分均具有导体段，所述导体段具有第一横截面形状，并且第一导体部分和第二导体部分的连接区域具有相应的与第一横截面形状显著不同的横截面形状。
[0021]电气机器的又一方面在于:第一横截面形状是基本圆形的，并且连接区域的横截面形状均具有基本平坦部分，所述平坦部分适于分别面对面地抵接电子模块的端子的结合区域。
[0022]电气机器的另一方面在于:第一导体部分和第二导