专利名称：具有相位间绝缘器的定子组件和组装定子组件的方法
技术领域：
本发明大致涉及一种用于电机的定子组件。更特别地，本发明涉及一种用于定子组件的绝缘器组件和组装定子组件的方法。
背景技术：
多相电机，包括但并不局限于电动机和/或发电机，包括多个线圈，所述多个线圈绕纵向轴线径向地并从其等距地布置。每一对相邻的线圈被配置为在不同的电相位下工作。不同电相位的相邻线圈必须保持最小间距并且不会彼此接触以避免相位间短路。
发明内容
提供了一种用于电机的定子组件。该定子组件包括定子芯部，该定子芯部沿着纵向轴线延伸并且关于纵向轴线同心。多个线圈由定子芯部支撑。多个线圈绕纵向轴线径向地布置并从纵向轴线等距地布置，并沿着纵向轴线延伸。多个线圈的每一对相邻线圈彼此间隔开，并被配置为用于不同电相位。定子组件包括具有环形环的绝缘器组件。环形环被附接到定子芯部。多个线圈分隔器由环形环支撑并且从环形环沿着纵向轴线轴向地延伸。 多个线圈分隔器中的一个被布置在多个线圈的每一对相邻线圈之间以防止具有不同电相位的相邻线圈之间的接触。还提供了一种用于电机的定子组件。该定子组件包括定子芯部。定子芯部沿着纵向轴线延伸并且关于纵向轴线同心。多个线圈由定子芯部支撑。多个线圈绕纵向轴线径向地布置并从纵向轴线等距地布置，并沿着纵向轴线延伸。多个线圈的每一对相邻线圈彼此间隔开，并被配置为用于不同电相位。该定子组件包括绝缘器组件。绝缘器组件限定刚性形态并且包括非导电材料。绝缘器组件包括附接到定子芯部的环形环和多个线圈分隔器， 所述多个线圈分隔器由环形环支撑并从环形环沿着纵向轴线轴向地延伸。多个线圈分隔器中的一个被布置在多个线圈的每一对相邻线圈之间以防止具有不同电相位的相邻线圈之间的接触。定子组件还包括附接机构，用于将绝缘器组件附接到定子组件。附接机构将绝缘器组件关于纵向轴线同心地对齐，并且将多个线圈分隔器的每一个定位在多个线圈的相邻对中的一个之间。还提供了一种组装用于电机的定子组件的方法。该方法包括绕定子芯部的多个线轴的每一个缠绕线以限定多个线圈。线圈绕纵向轴线径向地布置并从纵向轴线等距地布置，并沿着纵向轴线延伸。绝缘器组件被可滑动地插入定子芯部中。绝缘器组件包括环形环和多个线圈分隔器，所述环形环相对于纵向轴线垂直地布置，所述多个线圈分隔器平行于纵向轴线布置并附接到环形环。绝缘器组件被插入定子芯部，使得线圈分隔器中的一个被布置在多个线圈的每一对相邻线圈之间。环形环被附接到定子芯部。环形环将每一个线圈分隔器定位在多个线圈的相邻对中的一个之间。因此，绝缘器组件的线圈分隔器可以在线圈的相邻对之间滑动以保持在线圈之间的分隔并且防止不同电相位的线圈彼此接触。绝缘器组件的刚性形态允许线圈分隔器可滑动地插入线圈之间，其中环形环支撑和定位线圈分隔器，由此提供容易组装、高可重复性和具成本效益的组装定子组件的方法。当结合附图时，从下面的用于执行如所附权利要求限定的本发明的一些最佳方式和其它实施例的具体描述可容易地明白本发明的上述特征和优点，以及其它特征和优点。
图I是电机的示意性横截面视图；图2是电机的定子组件的示意性透视图；图3是定子组件的示意性局部透视图，示出了布置在定子组件的相邻线圈之间的绝缘器组件；图4是定子组件的绝缘器组件的示意性透视图。
具体实施方式
参考附图，其中在多个视图中相同的标号指示相同的部件，电机在图I中大体在 20处不出。电机20可以包括但并不局限于多相电动机或一些其它类似的电机。参考图I, 电机20包括壳体22，其支撑定子组件24。转子组件26可旋转地附接到壳体22，用于相对于壳体22和定子组件24绕纵向轴线28旋转。轴30被附接到转子组件26，用于随着转子组件26 —起绕纵向轴线28旋转。如图所示，转子组件26被布置在定子组件24的中央开口 32中，且与定子组件24关于纵向轴线28同心。尽管图I示出了典型电机20，应该理解电机20可以以一些其它方式构造，譬如，转子组件26环状地布置在定子组件24的外周边的外侧。因此，权利要求的范围不应限于此处所示和所述的电机20的具体构造。参考图2和3，定子组件24包括布置在套筒36中的定子芯部34。定子芯部34沿着纵向轴线28延伸并且与纵向轴线28同心。定子芯部34支撑多个线轴(未示出)，所述线轴沿着纵向轴线28延伸，并平行于纵向轴线28。线轴被绕纵向轴线28径向地并相对纵向轴线28等距地布置。线38被缠绕到每一个线轴以限定多个线圈40。因此，线圈40被定子芯部34支撑，且绕纵向轴线28径向地且相对纵向轴线28等距地布置，并沿着纵向轴线 28延伸。多个线圈40的每一对相邻的线圈彼此间隔开，其中线圈40的相邻对线圈被配置为用于不同电相位。例如，如果电机20包括三相电机20,则线圈40可以包括一组第一相位线圈、一组第二相位线圈和一组第三相位线圈。线圈40可以被布置为使得所有第一相位线圈被布置在相邻的第二相位线圈和相邻的第三相位线圈之间，所有第二相位线圈被布置在相邻的第一相位线圈和相邻的第三相位线圈之间，且所有第三相位线圈被布置在相邻的第一相位线圈和相邻的第二相位线圈之间。不同电相位的线圈40必须彼此隔离开并且不接触以防止相位间短路。参考图4，定子组件24还包括绝缘器组件42。绝缘器组件42包括环形环44和多个线圈分隔器46。环形环44包括圆形形状，其与定子组件24关于纵向轴线28同心。多个线圈分隔器46包括平坦的、大致矩形的形状，其被布置为沿着纵向轴线28垂直于环形环 44。线圈分隔器46的每一个包括轴向长度48，该轴向长度48平行于并沿着纵向轴线28测得，其等于或大于多个线圈40的每一个的轴向长度。环形环44和多个线圈分隔器46包括非导电材料，并由非导电材料制成。例如，环形环44和线圈分隔器46可以包括聚合物材料， 譬如塑料。然而，应理解非导电材料可以包括一些其他材料。线圈分隔器46由环形环44支撑，并且从环形环44沿着纵向轴线28轴向地延伸。 环形环44和多个线圈分隔器46限定刚性形态。如本文中所限定，绝缘器组件42的刚性形态包括能够在定子组件24的组装期间保持形态而不会在自重下显著弯曲的形状。环形环44被附接到定子芯部34，且定位每一个线圈为使得线圈分隔器46中的一个被布置在线圈40的每一个相邻对之间。线圈分隔器46保持相邻线圈40之间的间 隔，并且防止具有不同电相位的相邻线圈40之间的接触。此外，线圈分隔器46提供在线圈40的相邻对之间的绝缘。定子组件24，且更具体地定子芯部34，还包括附接机构52。附接机构52将绝缘器组件42附接到定子芯部34。附接机构52将绝缘器组件42与纵向轴线28同心地对齐并且将多个线圈分隔器46的每一个定位在多个线圈40的一个相邻对之间。如图2清楚地所示，附接机构52包括至少一个栓54,优选地是附接机构包括多个栓54,所述栓54沿着纵向轴线28自定子芯部34轴向地延伸。环形环44限定至少一个孔56，且优选地是限定多个孔56。环形环44中的每一个孔56与定子芯部34上的一个栓对齐并滑动接合。栓54通过材料变形、压配合接合或其它接合方式延伸穿过孔56，以将绝缘器组件42固定到定子芯部 34。应该理解，附接机构52可以包括除了本文中所述和所示之外的、在绝缘器组件42和定子组件24之间的一些其他方式的连接器、紧固件或互锁接合，其能够将绝缘器组件42附接到定子芯部34，并且将线圈分隔器46对齐在相邻线圈40之间的间隔中。还提供了一种组装用于电机20的定子组件24的方法。该方法包括将多个线圈分隔器46附接到环形环44。线圈分隔器46可以与环形环44 一体形成和连接到环形环44。 替代地，线圈分隔器46可以分立于环形环44形成，然后附接到环形环44，譬如通过化学粘结或焊接。该方法还包括绕定子芯部34的多个线轴的每一个缠绕线38以限定多个线圈40。 线38可以以任意适当的方式和任意构造缠绕线轴。优选地，线38可以被缠绕为限定高槽填充集中绕组电机(high slot fill concentrated wound electric machine) 20。该方法还包括将绝缘器组件42可滑动地插入到定子芯部34中。绝缘器组件42 被可滑动地插入，使得线圈分隔器46中的一个被布置在多个线圈40的每一对相邻线圈之间。由于线圈分隔器46被附接到环形环44并且与之一起限定绝缘器组件42的刚性形态， 所有的线圈分隔器46都可以同时可滑动地插入到位(手动或或以机器人系统)以分隔相邻线圈40，由此提供组装定子组件24的快速和方便的方法。该方法还包括将绝缘器组件42附接到到定子芯部34。具体地，环形环44被附接到定子芯部34。由于线圈分隔器46被附接到环形环44并由其支撑，且由于绝缘器组件42 限定刚性形态，当环形环44被附接到定子芯部34后，环形环44将每一个线圈分隔器46容易地定位并固定在多个线圈40的相邻对中的一个之间。绝缘器组件42可以以任意适当的方式附接到定子组件24。如所示，绝缘器组件42通过下述方式附接到定子芯部34 :将环形环44压到栓54上，使得栓54以压配合接合延伸通过环形环44中的孔56以将环形环44 固定到位，并由此也将线圈分隔器46固定到位。虽然用于执行本发明的最佳方式已经被详细描述，熟悉本发明所涉及的领域的技术人员应认识到在所附的权利要求的范围内的执行本 发明的各种替换设计和实施例。
权利要求
1.一种用于电机的定子组件，该定子组件包括 定子芯部，沿着纵向轴线延伸并且关于纵向轴线同心； 多个线圈，由定子芯部支撑，并且绕纵向轴线径向地布置并从纵向轴线等距地布置，并沿着纵向轴线延伸； 其中，多个线圈的每一对相邻线圈彼此间隔开，并被配置为用于不同电相位；和 绝缘器组件，具有环形环和多个线圈分隔器，所述环形环附接到定子芯部，所述多个线圈分隔器由环形环支撑并从环形环沿着纵向轴线轴向地延伸，其中多个线圈分隔器中的一个布置在多个线圈的每一对相邻线圈之间，以防止具有不同电相位的相邻线圈之间的接触。
2.如权利要求I所述的定子组件，其中定子芯部包括附接机构，用于将绝缘器组件附接到定子芯部。
3.如权利要求2所述的定子组件，其中附接机构包括至少一个栓，所述栓从定子芯部沿纵向轴线轴向地延伸，且其中环形环限定有至少一个孔，所述至少一个孔与所述至少一个栓对齐并且滑动接合，其中所述至少一个栓以压配合接合延伸穿过所述至少一个孔。
4.如权利要求2所述的定子组件，其中附接机构将绝缘器组件与纵向轴线同心地对齐并且将多个线圈分隔器的每一个定位在多个线圈的相邻对线圈的一个之间。
5.如权利要求I所述的定子组件，其中环形环和多个线圈分隔器包括非导电材料。
6.如权利要求5所述的定子组件，其中非导电材料包括聚合物材料。
7.如权利要求5所述的定子组件，其中环形环和多个线圈分隔器限定刚性形态。
8.如权利要求7所述的定子组件，其中多个线圈分隔器的每一个包括相对于环形环垂直地布置的平坦形状。
9.如权利要求8所述的定子组件，其中多个线圈分隔器的每一个包括沿着纵向轴线的轴向长度，所述轴向长度等于或大于多个线圈的每一个的轴向长度。
全文摘要
一种用于电机的定子组件的绝缘器组件，包括环形环和多个线圈分隔器，所述环形环附接到定子芯部，所述多个线圈分隔器由环形环支撑并从环形环沿着纵向轴线轴向地延伸。线圈分隔器中的一个被布置在线圈的每一对相邻线圈之间，以防止具有不同电相位的相邻线圈之间的接触。线圈分隔器可滑动地插入在线圈的相邻对之间，其中环形环定位和支撑线圈分隔器。
文档编号H02K3/34GK102624124SQ20121002004
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月21日 优先权日2011年1月26日
发明者E.L.凯泽, J.C.莫甘特, M.C.缪尔, P.F.特恩布尔, R.范蒂姆 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司