具有單體相隔離器的一體化相連接隔離器的制造方法
【專利說明】具有單體相隔離器的一體化相連接隔離器
[0001]相關(guān)專利申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求2012年7月11日提交的系列號(hào)為61/670，485的美國專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng)全文以引用方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及電機(jī)，更具體地，本發(fā)明涉及具有分段式定子的電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0004]在電機(jī)中越來越要求更高的效率以及提高的功率和轉(zhuǎn)矩密度。常規(guī)的電機(jī)通常具有由疊堆的疊片形成的定子鐵芯，疊堆的疊片具有向內(nèi)伸出的齒狀物，在相鄰的齒狀物之間限定有狹槽。在許多電機(jī)中，例如在無刷AC和DC電機(jī)中，線圈纏繞單體齒狀物，使得形成線圈的銅線填充狹槽。當(dāng)定子鐵芯是形成完整環(huán)的單個(gè)結(jié)構(gòu)時(shí)，觸及狹槽出現(xiàn)制造困難，這限制了每個(gè)狹槽內(nèi)能夠獲得的銅線的密度。狹槽內(nèi)線材的密度直接影響所獲得的電機(jī)的效率以及功率和轉(zhuǎn)矩密度，原因在于較高的填充因數(shù)提供增強(qiáng)的性能特性。
[0005]增大電機(jī)的狹槽填充因數(shù)的一種已知方法是利用分段式定子鐵芯。不采用圍繞單個(gè)一體式定子鐵芯的齒狀物的繞組線圈，通過首先在疊片的疊堆之外形成單體定子齒狀物來制造分段式定子鐵芯。然后，線圈纏繞單體定子齒狀物。在完成線圈的纏繞之后，其上纏繞有線圈的單體齒狀物組裝成環(huán)，并且連接在一起以形成定子組件。在纏繞過程期間沒有任何相鄰齒狀物妨礙觸及的情況下將線圈纏繞單體定子齒狀物的能力允許分段式定子鐵芯實(shí)現(xiàn)較高的狹槽填充密度，并且由此提供增強(qiáng)的性能特性。
[0006]線圈隔離器通常用于分段式定子組件。線圈隔離器可以包覆成型到疊片疊堆上，或者可以形成為組裝到疊片疊堆的頂部上的兩件式結(jié)構(gòu)。例如，線圈隔離器可以由導(dǎo)熱、電絕緣樹脂形成，該樹脂防止線圈導(dǎo)體與疊片鋼之間的接觸。
[0007]從旋轉(zhuǎn)電氣裝置(例如馬達(dá)或發(fā)電機(jī))的定子的多個(gè)單體線圈繞組組件延伸的相引線和中性點(diǎn)引線(它們繞定子中心軸線成環(huán)形地布置)的相互連接通常是復(fù)雜的和/或耗時(shí)的。此外，引線和/或它們彼此的連接或與其它部件的連接應(yīng)當(dāng)是電絕緣的，以防止短路/接地，并且應(yīng)當(dāng)是機(jī)械穩(wěn)定的，以防止導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)。這些設(shè)計(jì)參數(shù)在若干個(gè)相必須彼此電絕緣的多相定子中是復(fù)雜的。
[0008]匯流條組件或類似結(jié)構(gòu)通常用于多個(gè)單體線圈繞組組件的多種相引線和中性點(diǎn)引線的更加快速、更加可靠的相互連接。然而，母線必須相對(duì)于定子的其余部分正確地取向、包裝和安裝，優(yōu)選地處于定子殼體中，以保護(hù)其免于外在傷害。此外，當(dāng)用于多個(gè)相的母線組件處于定子的軸向端部處時(shí)，可能需要單獨(dú)的環(huán)形隔離器來將母線與單體線圈隔離，并且這樣的環(huán)形隔離器通常需要對(duì)準(zhǔn)并降低了執(zhí)行導(dǎo)體焊接和連接可用的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，期望通過提供一體化相隔離器來消除上述缺陷，該相隔離器消除了額外隔離器的需要，去除了張緊構(gòu)件，并且降低了成本和組裝時(shí)間。
[0010]根據(jù)示例性實(shí)施例，電機(jī)的定子組件包括線圈隔離器，該線圈隔離器具有第一凸緣、相分離器和活動(dòng)鉸鏈，該活動(dòng)鉸鏈連接第一凸緣和相分離器，線圈隔離器被構(gòu)造成用于包圍定子疊片疊堆的一部分并且用于將線圈纏繞到該定子疊片疊堆上并與該定子疊片疊堆電隔絕，該相分離器能夠沿徑向閉合，以用于將線圈的一部分包圍在線圈隔離器中。
[0011]根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，形成定子的方法包括:將隔離器放置到疊片疊堆區(qū)段上；將線圈纏繞到隔離器上；折疊隔離器的相分離器，以包圍線圈的一部分；以及將多個(gè)匯流條彼此物理隔離地放置到相分離器上。
[0012]上述
【發(fā)明內(nèi)容】
并不限制本發(fā)明，本發(fā)明由所附的權(quán)利要求限定。類似地，標(biāo)題和摘要也不以任何方式限制要求保護(hù)的發(fā)明的范圍。
【附圖說明】
[0013]結(jié)合附圖，參考以下實(shí)施例的說明，示例性實(shí)施例的上述方面將會(huì)變得更加明顯并且將得到更好的理解，其中:
[0014]圖1為電機(jī)的示意圖；
[0015]圖2為常規(guī)的分段式定子組件的局部俯視平面圖；
[0016]圖3為常規(guī)的疊片疊堆的透視圖；
[0017]圖4為疊片的俯視平面圖；
[0018]圖5為常規(guī)的兩件式隔離器的透視圖；
[0019]圖6為具有疊片疊堆的定子區(qū)段70的透視圖；
[0020]圖7為示例性分段式定子的透視圖；
[0021]圖8為母線組件的一部分的剖視圖；
[0022]圖9A和9B提供處于相應(yīng)打開和閉合位置中的隔離器組件80的橫截面圖；
[0023]圖10為活動(dòng)鉸鏈的示意圖；
[0024]圖11為形成為單體活動(dòng)鉸鏈的系列的示例性鉸鏈部分的橫截面圖；
[0025]圖12為具有活動(dòng)鉸鏈節(jié)段的系列的活動(dòng)鉸鏈的示例性實(shí)施例的局部透視圖，活動(dòng)鉸鏈節(jié)段形成有寬度大致恒定的螺線型結(jié)構(gòu)；
[0026]圖13為包圍疊片疊堆的至少一部分的隔離器的橫截面圖；以及
[0027]圖14A和14B為分別示出了處于打開和閉合位置中的隔離器141的橫截面圖。
[0028]對(duì)應(yīng)參考符號(hào)表明貫穿若干視圖的對(duì)應(yīng)部分或類似部分。
【具體實(shí)施方式】
[0029]圖1為示例性電機(jī)I的示意圖，該電機(jī)具有定子2，該定子包括定子繞組3，例如一個(gè)或多個(gè)線圈。環(huán)形轉(zhuǎn)子本體4也可以包括例如通過模鑄工藝形成的繞組和/或永久磁體和/或?qū)w條。轉(zhuǎn)子本體4是轉(zhuǎn)子的一部分，轉(zhuǎn)子包括由前支承組件6和后支承組件7支撐的輸出軸5。支承組件6、7固定到殼體8。通常，定子2和轉(zhuǎn)子本體4基本上為圓柱形形狀，并且與中心縱向軸線9同中心。盡管轉(zhuǎn)子本體4示出為處于定子2的徑向內(nèi)側(cè)，但是作為另外一種選擇，在多個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子本體4可以形成在定子2的徑向外側(cè)。電機(jī)I可以是馬達(dá)/發(fā)電機(jī)或其它裝置。在示例性實(shí)施例中，電機(jī)I可以是用于混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛的牽引馬達(dá)。殼體8可以具有多個(gè)縱向延伸的翅片(未示出)，這些翅片形成在殼體外表面上，彼此間隔開，以耗散定子繞組3中產(chǎn)生的熱。
[0030]圖2為常規(guī)的分段式定子組件10的局部俯視平面圖，該定子組件包括殼體12，該殼體包圍分段式定子13的外周邊。轉(zhuǎn)子(未示出)被支撐以在定子鐵芯13內(nèi)旋轉(zhuǎn)。每個(gè)定子鐵芯區(qū)段14可以形成為實(shí)心鐵芯，或者形成為單體疊片的疊堆，通常為鋼，例如涂覆有電絕緣體的硅鋼。在圖示的例子中，十二個(gè)定子鐵芯區(qū)段14串聯(lián)地配合，以形成環(huán)形定子。每個(gè)定子鐵芯區(qū)段14具有軛部部分18和齒形磁極部分19。齒狀物19每個(gè)都具有弧形內(nèi)邊緣表面24和周向延伸的突起20、21。軛部18具有在一個(gè)周向端部上沿軸向延伸的周向舌狀物突起23，并且在其相對(duì)的周向端部上具有沿軸向延伸的周向凹槽22。通過將鐵芯區(qū)段14的舌狀物23放置到相鄰鐵芯區(qū)段14的凹槽22中，定子鐵芯區(qū)段14串聯(lián)地配合。定子鐵芯區(qū)段14的弧形徑向外表面25抵靠殼體12的環(huán)形內(nèi)表面26，由此殼體12將定子鐵芯區(qū)段14保持為環(huán)形形狀。由此，每個(gè)相應(yīng)舌狀物部分19的徑向內(nèi)表面24對(duì)準(zhǔn)成面向轉(zhuǎn)子的圓圈。定子鐵芯區(qū)段14之間的舌狀物和凹槽連接使得分段式定子鐵芯13能夠容易地組裝。
[0031]圖3為常規(guī)的疊片疊堆11的透視圖，該疊片疊堆由相同的單體疊片17構(gòu)成，這些疊