专利名称：用于电机的冷却组件的制作方法
技术领域：
本公开总体涉及电机，更具体地，本公开涉及一种用于冷却电机的定子的冷却组件。
背景技术：
按常规方式，电机的定子由一组叠片制成，叠片设有由突出齿限定的线圈接收槽。在某些情况下，例如由矩形线材制成的预先绕制的线圈被插入这些线圈接收槽中。这些预先绕制的线圈包括要插入槽中的两个大致纵向的腿部以及互连的并经常与纵向的腿部整合的两个大致弯曲的头部。这些线圈头部从叠片突出来，并且通常不与之接触。当电机工作时，在线圈中产生热。因此，冷却装置设置成抽取来自叠片的热，其中叠片与线圈接触并因此被加热。然而，常规的冷却装置通常只与叠片关联，由于线圈头部不与叠片接触，因此从线圈头部的热抽取并不理想。
发明内容
根据一个示意性方面，提供一种用于电机的定子的冷却装置，电机的定子设有包括头部的线圈；该冷却装置包括:冷却体，其构造成与定子接触且设有相对的纵向端部；以及热传导材料，其嵌入线圈的头部并接触冷却体。根据另一方面，提供一种电机的定子，包括:一组叠片，其设有纵向槽以及构造成与冷却体接触的冷却表面；包括插入叠片的纵向槽中的直部的至少一个线圈，该至少一个线圈包括纵向定位的头部；与叠片的冷却表面接触的冷却体，该冷却体设有相对的纵向端部；嵌入线圈的头部并接触冷却体的热传导介质。根据再一方面，提供一种用于将电机定子的线圈的线圈头部嵌入热传导介质中的线圈头部嵌入组件，该组件包括:底壁和外壁；安装到底壁和外壁的外膜，该膜在所述膜和所述壁之间限定一腔；以及设置在所述壁中的一个上以通向腔中的压缩空气入口。根据又一方面，提供一种罐装(pot)定子组件的线圈的头部的方法，包括:在膜中引入一定量的热传导树脂；将定子放置在膜中，定子包括设有纵向槽和构造成与冷却体接触的冷却表面的一组叠片、包括插入叠片的纵向槽中的直部的至少一个线圈以及与叠片的冷却表面接触的冷却体，其中该至少一个线圈包括纵向定位的头部；促使膜与定子大致一致；允许热传导树脂固化。
在附图中:图1是在线圈头部周围安装冷却介质之前的电机的定子的透视图；图2是根据第一示意性实施例的准备插入线圈头部嵌入组件中的图1的定子的截面图；图3是类似于图2的截面图，图示了定子已被插入线圈头部嵌入组件中；
图4是类似于图2的截面图，示出了被嵌入的线圈的第一头部；图5是类似于图4的截面图，其中冷却介质被固化；图6是图示了定子准备使线圈的第二头部插入嵌入组件中的截面图；图7是根据第二示意性实施例的插入线圈头部嵌入组件中的图1的定子的截面图；图8是类似于图7的截面图，示出了被嵌入的线圈的两个头部；图9是类似于图8的截面图，其中冷却介质被固化；图10是图示了从嵌入组件移除的定子的截面图；图11是根据第三示意性实施例的被插入线圈头部嵌入组件中的图1的定子的截面图。
具体实施例方式当不定冠词(a或an)与术语“包括”结合使用在权利要求和/或说明书中时可以指“一个”，但其也符合“一个或更多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的含义。类似地，词语“另一个”可以指至少第二个或更多个。如本说明书和权利要求书中使用的，词语“包括(comprising) ” (和其任意形式，诸如复数和单数形式)、“具有”(having)(和其任意形式，诸如复数和单数形式)、“包括(including) ” (和其任意形式,诸如复数和单数形式)或“包含(containing) ” (和其任意形式，诸如复数和单数形式)是包容性的或开放性的，并且不排除另外的、未记载的元件或工序。在本说明书中，在所附权利要求中，使用了本质上是方向的、几何的和/或空间的各种术语，诸如“纵向的”、“水平的”、“前”、“后”、“向上”、“向下”等。应理解，该术语为便于描述而使用并只能在相对意义上使用，绝不应视作对本公开的范围的限制。通过阅读下面的通过示例仅参考附图给出的对于本发明的示意性实施方式的非限定性描述，用于电机的冷却组件的其它目的、优点和特征将变得更为明显。总体说来，本文中所述的示意性实施例涉及对预先绕制的线圈的直的腿部和弯曲的头部两者冷却的冷却组件。当然，本领域技术人员能够利用其它类型的线圈将本文中所述的冷却组件用在电机的设计中。本文中所述的示意性实施例还涉及线圈头部嵌入组件，该线圈头部嵌入组件用于将线圈的头部嵌入热传递材料中。附图中的图1以透视示了内定子/外转子电机(未示出)的定子10。定子10由多个堆叠的叠片12制成，叠片12设有向外突出的齿14，齿14限定线圈接收槽16，其中线圈18插入线圈接收槽16之间。堆叠的叠片12限定了大致圆柱形的内表面20(见图2)，使得其构造成接收具有大致圆柱形外表面的冷却体22，下文中将给出描述。如能够更好地在图2中看到的，预先绕制的线圈18包括与线圈的直的腿部26互连的头部部分24。头部24从叠片12的堆向外突出。因此，线圈头部24只通过对流而不通过与定子10直接接触被冷却。定子10的冷却组件包括大致圆柱形的冷却体22，其插入定子10中以接触它的内表面，用于抽取由线圈18产生的热。作为非限制性的示例，冷却流体(未示出)能在冷却组件的冷却体22的通道(也未示出)中循环，以便从中抽取热。可选地，键和键槽装置(未示出)可设置在冷却体22和定子10之间，以防止二者之间的相对旋转。根据本公开的一个方面，应建议将线圈头部嵌入在热传递介质中，而热传递介质还与冷却体22接触，以便由此直接从线圈头部抽取热。现在转到附图中的图2，将描述根据第一示意性实施例的线圈头部嵌入组件30。线圈头部嵌入组件30包括由紧固在一起的底板34以及内圆柱侧壁35和外圆柱侧壁36限定的腔32，内柔性膜38和外柔性膜40分别通过各自托架42、44安装到内圆柱侧壁35和外圆柱侧壁36的自由端，其中托架42、44紧固到内圆柱侧壁35和外圆柱侧壁36的自由端。膜38、40通过将其密封一起的圆柱机械组件46相互连接。组件46通过紧固件48安装至底壁。组件46的接触部分56包括通道58，其用意将在下文中描述。类似地，底板34包括通道33，其用意将在下文中描述。底板34包括压缩空气入口 50，其可附接常规的压缩空气喷嘴52，压缩空气喷嘴52可附接压缩空气源(未示出)。当然，可使用到气动回路(未示出)的其它类型的联接，例如具有更持久性质的类型。在此以热传导树脂54形式所示的预定量的热传递介质灌注在膜38、40之间，并用于封装线圈头部24且填充头部24和冷却体22之间的区域。例如，能够使用由CoolPolymer公司的D5506型制备的热传导树脂。当然，还能够使用诸如由Contronics公司制备的Duralco 4538的其它材料。现在，转到附图中的图2至图6，将描述线圈头部嵌入组件30的操作。图2示出了准备插入线圈头部嵌入组件30中的转子10，线圈头部嵌入组件30已装有预定量的热传导树脂54。图3示出了已插入线圈头部嵌入组件30中的定子10。冷却体22的自由端与机械组件46的接触表面56保持接触(见箭头60)。如从图4可看到的，压缩空气然后经由压缩空气入口 50供给腔32 (见箭头62)。由于通道33，压缩空气施加到膜38和40两者，以便由此促使膜抵着定子10。通道58确保所有热传导树脂最后处于冷却体22的线圈侧，从而嵌入线圈头部24。如本领域技术人员将理解的，插入线圈头部嵌入组件30的热传导树脂54的量使得当压缩空气压力如图4中所示地定位膜38和40时刚好存在足够的树脂到达叠片14。图5图示了树脂54的固化。这是根据树脂生产厂家的说明完成的，同时保持腔32中受压。当树脂已经固化时，可以从腔32移除压力，这允许膜38和40返回到它们原始的位置(见图6)。然后，大量树脂54重新导入膜38、40之间，并且线圈头部嵌入组件30准备嵌入如图6中所看到的相对的线圈头部。然后重复图3到图5的过程。本领域技术人员将理解，与热传递介质接触的机械组件46的部分是由容易使固化后的热传递介质释放的材料制成，或者应使用释放剂以允许机械组件46的重新使用。类似地，膜38和40应允许固化后的热传递介质被释放。现在转到附图中的图7至图10，将描述根据第二示意性实施例的线圈头部嵌入组件100。应注意，由于线圈头部嵌入组件30和100相似，下文中将仅对二者间的不同进行描述。总体说来，线圈头部嵌入组件100构造成同时在热传递介质中嵌入线圈的两个相对的线圈头部。因此，侧壁102比大致圆柱形的冷却体22高，而侧壁104与冷却体22差不多一样闻。此外，线圈头部嵌入组件100包括盖120 (见图8)，盖120密封地闭合侧壁102和104之间的开口，以允许在此之间形成真空，盖120包括真空管道122，真空管道122设有允许将多余的树脂转移至溢流池110的溢流出口 124。现在转到附图中的图7至图10，将描述线圈头部嵌入组件100的操作。图7示出了已经插入线圈头部嵌入组件100中的转子10，线圈头部嵌入组件100已经装有预定量的热传导树脂54。冷却体22的自由端中的一个通过盖120施加的压力(见图8)与机械组件46的接触表面56保持接触(见箭头112)。如图8中可看到的，压缩空气然后供给如上文中所述的线圈头部嵌入组件100，同时在线圈和树脂占据的空间中形成真空。多余的树脂54通过真空通道122和溢流通道124转移至溢流池110 (见箭头126和 128)。应注意，真空通道122定位成使得足够的树脂54与定子10保持接触，以完全地嵌入线圈头部24。图9图示了树脂54的固化。这是根据树脂生产厂家的说明完成的，同时保持加压和真空。当然，本领域技术人员将理解，压缩空气压力和/或真空能够是脉冲式的。当树脂已经固化，可以移除压缩空气压力和真空，这允许膜38和40返回它们的原始位置(见图10)。然后，可以从组件100取出定子10(见箭头118)。将理解，所施加的真空有助于固化后的热传导树脂的成型，之中没有由被困其中的空气产生的空隙。最后转向附图中的图11，将描述根据第三示意性实施例的线圈头部嵌入组件200。应注意，由于线圈头部嵌入组件200和在图1至图6图示的线圈嵌入组件30非常相似，下文中只对它们之间的不同进行描述。如从该图11能够看到的，组件200和30之间的最大区别是省却了内壁35和相关联的内膜38这一事实。O型环202设置在机械组件46的上部上。定子10的冷却体22布置在该O型环202上，以便由此将树脂54保持在膜40和定子10之间。机械组件46已经加以改进以形成导引件204，以便确保定子10相对于膜40的正
确放置。应注意，当应用诸如200的组件时，在注入树脂和施加气压之前，保持定子10抵靠在O型环202上(见箭头60)。当然，本领域技术人员将理解，O型环202能够用其它类型的垫片材料替代，可用于防止树脂54渗出。应注意，虽然本文中已经将线圈头部嵌入组件描述成由紧固且密封在一起的各种壁制成，但其它形式的结构是可能的。虽然本文中已经描述了堆叠的叠片定子，但能够应用其它的定子技术。此外，虽然本文中已经描述了整体式定子，但分段式定子也能够从上述提及的技术受益。类似地，虽然本文中描述的堆叠的叠片具有接收大致圆柱形冷却组件的大致圆柱形的内表面，但是将冷却组件和定子相互连接的其它构造也是可行的。例如，可使用多边形的、带键的、燕尾形的互连方式。虽然本文中描述的线圈头部嵌入组件使用了通过机械组件相互连接的一对膜，但本领域技术人员将理解，能够应用其它的构造。例如，能够应用粘附地或以其它方式保持至底壁32的单个膜。还应注意，虽然一个压缩空气入口 52被图示在各个实施例中，但能够使用多于一个空气入口。例如，一个空气入口可设置在圆柱形的机械组件46的任一侧上，以便由此省却通道33。类似地，虽然空气入口 52已示出为设置在底壁34上，但它能够设置在侧壁35和36中的一个上。另外，虽然上面描述了内定子型电机，但更常规的外定子电机可设有如上面所描述的嵌入式线圈头部。令人关注的是，膜40的应用能够有助于调整线圈头部的位置，其在将线圈头部插入叠片槽中期间可能已经稍微变形。实际上，在由膜提供的气压之下的线圈头部的压缩是可能的。因此，具有更加可控的外形的定子得以产生。还应注意，本文中并没有详细地描述冷却组件的大致圆柱体的操作、结构和组件。然而，在下面的专利和除此之外的公开的专利申请中描述的冷却组件的一般原则能够用于上文中描述的冷却组件体。US6, 819，016、US6, 960，851,6, 992，411、W02010/012070A1和 W02010/081216A1。通过参考其全部内容，这些文件因此被包含在本文中。应理解，用于电机的冷却组件在其应用中并不局限于附图中图示的和上文中描述的构造和部件的细节。用于电机的冷却组件能够采用其它的实施方式并且能够以各种方式实践。还应理解，本文中使用的措词或术语是用于描述的目的，而非限制性的目的。因此，尽管该用于电机的冷却组件在上文中已经通过其示意性实施方式进行了描述，但在不偏离本发明的精神、范围和本质的前提下，可对其做出修改。
权利要求
1.一种用于电机的定子的冷却装置，所述电机的定子设有包括头部的线圈；所述冷却装置包括: 冷却体，所述冷却体构造成与所述定子接触，并且设有相对的纵向端部；以及 热传导材料，所述热传导材料嵌入所述线圈的头部，并且接触所述冷却体。
2.按权利要求1所述的冷却装置，其中，所述定子具有构造成与所述冷却体接触的冷却表面，并且其中所述线圈是由矩形线材制成的预先绕制的线圈。
3.按权利要求2所述的冷却装置，其中，所述定子的冷却表面是大致圆柱形的，并且其中所述冷却体是大致圆柱形的。
4.按权利要求1所述的冷却装置，其中，所述热传导材料包括热传导树脂。
5.一种电机的定子,包括: 一组叠片，所述叠片设有纵向槽，并且设有构造成与冷却体接触的冷却表面； 至少一个线圈，包括插入所述叠片的纵向槽中的直部，所述至少一个线圈包括纵向定位的头部； 与所述叠片的冷却表面接触的冷却体，所述冷却体设有相对的纵向端部； 嵌入所述线圈的头部并接触所述冷却体的热传导介质。
6.按权利要求5所述的定子，其中，所述线圈是由矩形线材制成的预先绕制的线圈。
7.按权利要求5所述的定子，其中，所述叠片组的冷却表面是大致圆柱形的，并且其中所述冷却体是大致圆柱形的。
8.按权利要求5所述的定子，其中，所述热传导材料包括热传导树脂。
9.一种用于将电机定子的线圈的线圈头部嵌入到热传导介质中的线圈头部嵌入组件，所述组件包括: 底壁和外壁； 安装到所述底壁和外壁的外膜，所述膜在所述膜和所述壁之间限定一腔；以及 设置在所述壁中的一个上以通向所述腔中的压缩空气入口。
10.按权利要求9所述的线圈头部嵌入组件，还包括安装至所述底壁的内壁以及安装至所述底壁和内壁的内膜，以在所述内膜和所述内壁之间产生一腔。
11.按权利要求10所述的线圈头部嵌入组件，其中，所述内膜和外膜是一体的，从而限定从所述内壁到所述外壁的单个膜。
12.按权利要求10所述的线圈头部嵌入组件，其中，所述内壁和所述外壁通过紧固件安装至底壁。
13.按权利要求10所述的线圈头部嵌入组件，还包括机械组件，所述机械组件安装至所述底壁，并且构造成将所述内膜和外膜互连至所述底壁。
14.按权利要求10所述的线圈头部嵌入组件，还包括内托架和外托架，分别将所述内膜和外膜安装至所述内壁和外壁的自由端。
15.按权利要求9所述的线圈头部嵌入组件，还包括施加到侧壁的自由端的密封盖。
16.按权利要求9所述的线圈头部嵌入组件，其中，所述密封盖包括真空出口。
17.按权利要求9所述的线圈头部嵌入组件，其中，所述密封盖还包括溢流出口。
18.按权利要求9所述的线圈头部嵌入组件，其中，所述外壁是大致圆柱形的。
19.一种罐装定子组件的线圈的头部的方法，包括:在膜中引入一定量的热传导树脂； 将定子放置在膜中，所述定子包括:一组叠片，设有纵向槽和构造成与冷却体接触的冷却表面；包括插入所述叠片的纵向槽中的直部的至少一个线圈，其中所述至少一个线圈包括纵向定位的头部；以及与所述叠片的冷却表面接触的冷却体； 促使所述膜与所述定子大致一致； 允许所述热传导树脂固化。
20.按权利要求19所 述的方法，还包括从围住所述线圈的空间抽真空。
全文摘要
本发明中描述了一种用于电机的定子的冷却装置，电机的定子设有包括头部的线圈。冷却装置包括大致圆柱形的冷却体，冷却体设有相对的纵向端部。热传递材料嵌入线圈的头部并与冷却体接触。在本发明中还描述了一种线圈头部嵌入组件以及方法。
文档编号H02K9/22GK103095051SQ201210595850
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者B·卡彭蒂尔, Y·雷恩维莱 申请人:Tm4股份有限公司