用于旋转电动机的线圈支架的制作方法

1.本发明涉及用于旋转电动机的线圈支架以及包括这种线圈支架的旋转电动机。


背景技术：

2.电动机的性能受到线圈定位的影响。因此，线圈相对于彼此以及相对于线圈支架的精确定位是最重要的。此外，期望提供占地面积更小且对电机磁性能影响最小的电机。然而，出于安全原因，监管标准要求两个导电部件之间沿固体绝缘材料表面的最小爬电距离，这在非常有限的空间内可能难以实现。
3.通常使用间隔件将线圈插入定子齿上(例如在ep2717434中公开的)以确保在包括注射合成树脂的灌封操作之前，在电动机的组装过程中，线圈相对于它们的对应齿垂直居中，以便将定子的所有部件尤其是线圈固定在一起。然而，使用这种间隔件既费时又费钱。


技术实现要素：

4.因此，本发明的目的是提供一种线圈支架，该线圈支架易于制造且集成多种功能，从而降低旋转电动机的总成本。
5.本发明的另一个目的是提供一种线圈支架，该线圈支架增加电机磁性能与其占地面积之间的比率。
6.本发明的另一个目的是提供一种线圈支架，在灌封操作之前，线圈可以容易地定位并粘合在该线圈支架上。
7.这些目的通过一种用于旋转电动机定子的预成型扁平线圈的线圈支架来实现。该线圈支架包括环形支撑结构和从支撑结构向上延伸并彼此间隔开以形成对应的多个线圈容纳部分的多个柱，线圈容纳部分用于在灌封操作之前将预成型扁平线圈固定。线圈容纳部分中的每个被配置成支撑预成型扁平线圈的下部。
8.在实施例中，预成型扁平线圈的下部大致对应于其总高度的一半。
9.在实施例中，多个柱包括柱的第一和第二组。第一组的柱的最小宽度大于第二组的柱的最小宽度。第二组的一个或多个相邻柱被布置在第一组的两个柱之间。
10.在实施例中，线圈支架适用于三相旋转电机。在这方面，第一组的柱的最小宽度至少为3mm，以确保连接到电机的不同相的相邻线圈之间的最小间隙为3mm。第二组的柱的最小宽度小于1.5mm，优选小于1mm，以减小连接到电机的相同相的相邻线圈之间的距离。
11.在实施例中，每个柱的上部包括预定形状的凹槽。预定形状优选为t形凹槽，凹槽包括当线圈安装在线圈支架上时在两个线圈之间延伸的第一凹槽部分和从第一凹槽部分径向向外延伸的第二凹槽部分。
12.在实施例中，环形支撑结构的底侧包括中间环形平坦表面。多个螺柱从中间环形平坦表面突出。
13.在实施例中，环形支撑结构的底侧还包括与中间环形平坦表面的相应侧相邻的外部和内部倾斜环形表面。
14.在实施例中，线圈支架还包括从环形支撑结构径向向外延伸的第一和第二多个绝缘片支撑件。第一多个绝缘片支撑件在径向方向上比第二多个绝缘片支撑件延伸得更远。第一多个绝缘片支撑件中的每个位于第二多个绝缘片支撑件中的两个之间，使得循环绝缘片被安装在第一和第二多个绝缘片支撑件上时具有波纹形状。
15.在实施例中，每个柱包括侧面和基本垂直于每个柱的侧面的后部延伸的肩部。
16.本发明的另一方面涉及一种线圈组件，该线圈组件包括如上所述的线圈支架和在相应的线圈容纳部分中的多个预成型扁平线圈，每个预成型扁平线圈的后部抵靠在两个相邻柱的肩部上。使用一滴液体瞬干粘合剂将线圈粘合固定，该粘合剂被置于每个柱的上部上的凹槽中。
17.本发明的另一方面涉及一种用于旋转电动机的定子，该定子包括具有圆柱形内壁的定子壳体、安装在圆柱形内壁内如上所述的线圈组件以及安装在定子壳体的内壁与线圈组件之间的波纹状绝缘片。
18.本发明的另一方面涉及包括上述定子的旋转电动机。
附图说明
19.借助于以示例方式给出并由附图说明的几个实施例的描述，将更好地理解本发明，其中：
20.图1示出根据本发明实施例的线圈支架的顶部透视图；
21.图2示出图1的线圈支架的底部透视图；
22.图3示出图1的线圈支架的局部透视图，示出了线圈容纳部分；
23.图4示出其上安装有预成型扁平线圈的图1的线圈支架的透视图；
24.图5示出图4的局部俯视图；
25.图6示出旋转电动机的定子的透视图，该旋转电动机包括图1的线圈支架，在线圈支架上安装有预成型扁平线圈；
26.图7是图6的俯视图；
27.图8是图7的局部俯视图；
28.图9是图8的详细视图，示出安装在线圈支架的线圈容纳部分内的预成型线圈；
29.图10是图6的透视截面图；以及
30.图11是图6的局部透视图。
具体实施方式
31.参考图1，线圈支架10适用于三相旋转电机。在这方面，线圈支架10包括环形支撑结构12和从支撑结构12向上延伸并彼此间隔开的多个柱24a、24b。具体如图3所示，每个柱24a、24b的宽度d1、d2沿其向上方向变化，以形成具有基本上为u形容纳部分的对应多个线圈容纳部分22。每个柱24a、24b包括侧面28和基本垂直于侧面28延伸以形成肩部30的后侧。这些柱的具体配置允许通过将线圈的后侧推靠在柱24a、24b的肩部30上来精确地调节线圈支架10上的线圈40，例如在图4和5中可以看到的。
32.线圈40是预成型扁平线圈的类型，其可以容易地生产，从而相比于要额外弯曲步骤的预成型弯曲线圈，降低了它们的生产成本，弯曲步骤的缺点是有时会损坏电线绝缘并
产生废料，从而导致较高的生产成本。预成型扁平线圈40从线圈支架10的顶部被定位在它们相应的u形容纳部分中，线圈支架被设计成支撑并精确定位预成型扁平线圈的下部，该下部大致对应于线圈总高度的一半。
33.线圈支架10的多个柱24a、24b被分成相同形状的第一组柱24a和不同于第一组柱24a形状的、相同形状的第二组柱24b。更具体地，如图3所示，第一组的柱24a的最小宽度d1大于第二组的柱24b的最小宽度d2。
34.根据线圈支架10的该示例性实施例，第一组柱包括六个柱24a，并且第二组柱包括十二个柱24b。第二组的两个相邻柱24b被安装在第一组的六个柱24a中的每对两个柱24a之间。第一组和第二组的柱的数量可以根据需要支撑和精确定位的电动机预成型扁平线圈的尺寸和数量而变化。线圈支架10被设计成在电机的磁性能与电机的占地面积之间具有最佳比率。
35.如图4所示，对应的多个预成型扁平线圈40被定位在线圈支架10的相应线圈容纳部分22中，以提供紧凑的线圈组件32。预成型扁平线圈根据其相连接进行分组安装。更具体地，参照图7，包括三个相邻的第一相线圈40a的第一对组以直径方向相对的方式安装在线圈支架10(图1)的线圈容纳部分22中，包括三个相邻的第二相线圈40b的第二对组安装在相邻于第一对第一相线圈40a的组的线圈支架线圈容纳部分中，并且包括三个相邻的第三相线圈40c的第三对组安装在相邻于第二对第二相线圈40b的组的线圈支架线圈容纳部分中。
36.每对相邻的第一相线圈40a、第二相线圈40b和第三相线圈40c的组被分别配置为布线在一起并电连接到三相旋转电机的每个相。相同相的相邻线圈的电压相似，因此线圈可以彼此靠近放置，以便最大化铜填充系数，从而最大化电动机的磁性能。
37.参考图3，第二组的柱24b的最小宽度d2因此可以小于1.5mm，优选小于1mm，以减小连接到电动机的相同相的相邻线圈之间的距离。对于不同相的相邻线圈，监管安全标准要求最小爬电距离为3mm，以避免可能导致电动机故障的泄漏电流。因此，柱24a的最小宽度d1约为3mm。因此，柱24a、24b被设计成在符合监管安全标准的同时优化电机性能与其占地面积之间的比率。
38.参考图9，当线圈被安装在线圈支架10上并且线圈支架10被安装在定子壳体50内时，绝缘片45被布置在定子壳体50的内壁52与线圈支架10之间，在绝缘片45的内侧52与对应线圈的后部之间产生电连接空间35，用于对应线圈的输入线。
39.参考图8和图11，每个柱24a、24b的上部包括预定的凹槽，例如基本上为t形的凹槽26，该凹槽具有通向两个相邻线圈容纳部分22的第一凹槽部分26a和从第一凹槽部分26a径向向外延伸的第二凹槽部分26b。每个柱24a、24b的t形凹槽26被设计成容纳液体瞬干粘合剂并引导这种粘合剂：
[0040]-流入每个相邻线圈的一个侧面与相应柱的两个侧面28之间的空隙中，以将线圈固定到线圈支架10，并且
[0041]-与绝缘片45接触，以将绝缘片固定到包括线圈和线圈支架的线圈组件32。
[0042]
操作者通过在对应的柱24a、24b的上部的凹槽26中沉积一滴液体瞬干粘合剂，同时保持线圈被压在形成u形容纳部分的两个相邻柱的肩部30上，从而在它们相应的u形容纳部分22中每次粘合一个线圈。
[0043]
参考图2，环形支撑结构12的底侧包括中间环形平坦表面14和从中间环形平坦表
面14突出的几个螺柱15。环形支撑结构12的底侧还包括与中间环形平坦表面14相邻的外部和内部倾斜环形表面16、18。螺柱15被配置成搁置在定子壳体50的底表面上。这在线圈支架10的底侧与定子壳体的底表面之间产生间隙，以便确保在灌封操作期间合成树脂填充该间隙。线圈支架10的倾斜环形表面16、18防止在灌封操作期间形成气泡。
[0044]
参考图2和图5，线圈支架10还包括从环形支撑结构12径向向外延伸的第一和第二多个绝缘片支撑件20a、20b。第一多个绝缘片支撑件20a在径向方向上比第二多个绝缘片支撑件20b延伸得更远。第一多个绝缘片支撑件20a中的每个都位于第二多个绝缘片支撑件20b中的两个之间。每个绝缘片支撑件的远端包括向上延伸的部分20c(图10)，以形成凹槽。绝缘片45被插入每个凹槽中以使绝缘片45形成波纹状或波浪状的圆形，从而与定子壳体50的内壁52形成空间，以允许释放在灌封操作期间可能形成的气泡，从而获得最佳绝缘。
[0045]
如上所述，在粘合操作之前，将绝缘片45安装在线圈支架10上，使得当操作者用液体瞬干粘合剂连续填充线圈支架10的每个柱24a、24b的t形凹槽26时，粘合剂会沿着第二凹槽部分26b(图11)延伸以与绝缘片45接触，从而将绝缘片固定到线圈支架。
[0046]
参考图5和图10，绝缘片支撑件20b防止绝缘片45的下边缘与定子壳体50的底表面接触。因此，在灌封操作期间，合成树脂可以流入定子的所有间隙，从而确保定子的所有导电部分之间的绝缘。
[0047]
电连接空间35可以有利地用于从线圈中间输出的电线，并且用于在灌封操作之前在线圈之间进行连接。
[0048]
有利地通过增材制造工艺生产线圈支架，这降低了电动机的总生产成本。在这方面，每个柱24a、24b的侧面28向外倾斜，内径逐渐向上增加。这种具体的形状确保了柱的最小宽度不小于1mm以与增材制造兼容。
[0049]
参考标号列表
[0050]
线圈支架10
[0051]
环形支撑结构12
[0052]
中间环形平坦表面14
[0053]
螺柱15
[0054]
外部倾斜环形表面16
[0055]
内部环形表面18
[0056]
绝缘片支撑件20
[0057]
第一径向延伸部分20a
[0058]
向上弯曲部分20c
[0059]
凹槽
[0060]
第二径向延伸部分20b
[0061]
向上延伸部分20c
[0062]
凹槽
[0063]
线圈容纳部分22
[0064]
u形部分
[0065]
柱
[0066]
第一组柱24a
[0067]
第二组柱24b
[0068]
上部
[0069]
t形凹槽26
[0070]
第一凹槽部分26a
[0071]
第二凹槽部分26b
[0072]
侧面28
[0073]
肩部30
[0074]
线圈组件32
[0075]
电连接空间35
[0076]
预成型扁平线圈40
[0077]
第一、第二和第三相线圈40a、40b、40c
[0078]
绝缘片45
[0079]
定子
[0080]
定子壳体50
[0081]
内壁52。