CN105099013A - 电机定子组件及应用该定子组件的电机 - Google Patents

电机定子组件及应用该定子组件的电机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电机定子组件以及应用该定子组件的电机。该定子组件包括定子铁芯、定子绕组以及分别安装到定子铁芯两轴向端的第一绝缘线架、第二绝缘线架。定子绕组绕制定子铁芯的齿并收容于形成于齿之间的绕线槽。绕线槽内安装有槽壁绝缘部件用于隔离定子绕组与定子铁芯，槽壁绝缘部件的两端延伸向槽口。第一绝缘线架的径向内端的舌片上还设有凸包用于抵顶槽壁绝缘部件的端部，使槽壁绝缘部件与第一舌片的朝向轭部的局部表面存在缝隙，以便于从该缝隙***用于盖住槽口的槽口绝缘部件。如此，定子绕组与齿之间被绝缘线架、槽壁绝缘部件、槽口绝缘部件隔离，显著地延长了定子绕组与齿(尤其是齿的径向内表面)之间的爬电距离，提高了电机的绝缘性能。

Description

电机定子组件及应用该定子组件的电机
【技术领域】
本发明涉及电机领域，具体地一种电机定子组件以及使用该定子组件的电机。
【背景技术】
电机例如无刷电机的定子包括定子铁芯和定子绕组等。定子铁芯包括环状的轭部以及从轭部向内伸出的若干齿，相邻齿之间形成绕线槽。定子绕组绕制于对应的齿，并收容于对应的绕线槽。
为了提高定子绕组与定子铁芯之间的绝缘性，需要延长定子绕组与定子铁芯之间的爬电距离。为此，定子通常还包括两个绝缘线架，该两个线架安装并覆盖定子铁芯的两个轴向端，用于将定子绕组与定子铁芯的轴向端隔离。进一步地，绕线槽的内壁还衬有绝缘纸，用于将定子绕组与绕线槽的内壁隔离。
但是，定子绕组经由绕线槽的槽口抵达齿的径向内表面的爬电距离依然不够长，从而影响了电机的绝缘性能。
【发明内容】
本发明的一个目的是提高电机定子的绝缘性能，以提高电机的绝缘性能。
为此，本发明提供一种电机定子组件，包括定子铁芯、定子绕组以及分别安装到定子铁芯第一轴向端的第一绝缘线架。所述定子铁芯包括轭部以及从轭部向内伸出的若干齿，所述齿的端部具有分别向两侧伸出的两个臂部。相邻的两齿之间形成绕线槽，所述绕线槽具有位于所述相邻的两齿的相邻臂部之间的槽口。所述定子绕组绕制于所述齿并收容于所述绕线槽。所述绕线槽内安装有槽壁绝缘部件用于隔离所述定子绕组与所述定子铁芯，所述槽壁绝缘部件的两端延伸向槽口。电机定子组件还包括槽口绝缘部件，所述槽口绝缘部件的两侧跨越所述槽口，并被夹持在所述槽壁绝缘部件与齿的臂部之间。
本发明还提供一种电机定子组件，包括一定子铁芯，其包括一轭部及多个自该轭部向内延伸的齿，各齿包括一远离该轭部的端部及两个自该端部沿周向往向相反方向延伸的臂部，相邻两个齿之间形成绕线槽及位于所述相邻两个齿的相邻臂部之间的槽口；两个绝缘线架，其覆盖该定子铁芯位于轴向上的两个端面；多个槽壁绝缘部件，其紧靠该定子铁芯的包围对应的绕线槽的槽壁；多个槽口绝缘部件，其封住该绕线槽的槽口；及多个定子绕组，其绕制至对应的齿，并使得该两个绝缘线架及位于该齿两侧的两个槽壁绝缘部件部分夹设在该齿及该定子绕组之间。
本发明还提供一种具有上述电机定子组件的电机。
实施本发明，定子绕组与齿之间被绝缘线架、槽壁绝缘部件、槽口绝缘部件隔离，显著地延长了定子绕组与齿(尤其是齿的径向内表面也即与转子相对的表面)之间的爬电距离，提高了电机的绝缘性能。
【附图说明】
图1是本发明一个实施例提供的电机定子组件的示意图；
图2是图1所示定子组件的俯视图；
图3是图2所示定子组件去掉两个绝缘线架后的俯视图；
图4、图5是图1所示定子组件的第一绝缘线架在不同视角的示意图；
图6、图7是图1所示定子组件的第二绝缘线架在不同视角的示意图；以及
图8是本发明另一个实施例提供的应用了图1所示电机定子组件的电机。
【具体实施方式】
参考图1至图3，本实施例中，电机定子组件20包括定子铁芯31、定子绕组37以及分别安装到定子铁芯31两个轴向端的第一绝缘线架41和第二绝缘线架51。
定子铁芯31包括环形的轭部以及从轭部向内伸出的若干齿33。齿33的端部具有分别向两侧伸出的两个弧形的臂部。相邻的两齿33之间形成绕线槽，槽口位于相邻的两齿的相邻臂部之间。
第一绝缘线架41安装于定子铁芯31的一个轴向端(简称第一轴向端)，包括环状的第一绝缘轭部42(见图4)以及从第一轭部向内伸出的若干第一绝缘臂43。第一绝缘轭部覆盖定子铁芯31的轭部，第一绝缘臂43覆盖对应的齿33的第一轴向端，用于隔离齿33的第一轴向端与定子绕组37。
类似地，第二绝缘线架51安装于定子铁芯31的另一个轴向端(简称第二轴向端)，包括环状的第二绝缘轭部52(见图6)以及从第一轭部向内伸出的若干第二绝缘臂53(见图6)。第二绝缘轭部覆盖定子铁芯31的轭部，第二绝缘臂覆盖对应的齿33的第二轴向端，用于隔离齿33的第二轴向端与定子绕组37。
定子绕组37绕制于端部覆盖有上述第一绝缘臂44、第二绝缘臂的齿33，并收容于对应的绕线槽。绕线槽内安装有槽壁绝缘部件35，槽壁绝缘部件35衬在定子绕组37与定子铁芯31齿33的沿轴向延伸的侧壁之间，槽壁绝缘部件35的两端延伸到绕线槽的槽口附近。槽壁绝缘部件35以及上述第一绝缘臂44、第二绝缘臂一起用于隔离定子绕组与定子铁芯。槽壁绝缘部件35可采用业内常用的绝缘纸。应当意识到，槽壁绝缘部件35的两端不能凸出于槽口，否则将影响定子绕组的绕线。
电机定子组件20还包括用于盖住槽口的槽口绝缘部件36。槽口绝缘部件36的两侧跨越槽口，并被夹持在槽壁绝缘部件35的端部与齿33之间，更优选地，槽口绝缘部件36被夹持在槽壁绝缘部件35与齿33的臂部之间。如此，槽口绝缘部件36和槽壁绝缘部件35一起将定子绕组37封闭在绕线槽内，有效地延长了定子绕组37与齿33的径向内表面之间的爬电距离。本实施例中，槽口绝缘部件36为绝缘的塑料薄片，槽壁绝缘部件35为业内常用的绝缘纸。
参考图4和图5，第一绝缘线架41包括第一绝缘轭部42以及从第一绝缘轭部42向内伸出的若干第一绝缘臂43。第一绝缘臂43的端部具有分别向两侧伸出的两个第一舌片46，第一舌片46的朝向第一绝缘轭部42(也相当于朝向定子铁芯31的轭部)的表面具有凸包47。电机装配后，凸包47将抵顶槽壁绝缘部件35的端部，使槽壁绝缘部件35与第一舌片46的朝向第一绝缘轭部42的局部表面存在缝隙。存在该缝隙的好处在于，参考图1和图2，可以方便地通过该缝隙***槽口绝缘部件36，并使槽口绝缘部件36被夹持在槽壁绝缘部件35与齿33之间。槽口绝缘部件36***该缝隙后，其轴向端部可被夹持在第一绝缘线架41的凸包47与槽壁绝缘部件35之间，如图3所示。然而可以理解，在其它实施方式中，可使槽口绝缘部件36在周向上的宽度小于或等于分别位于槽口两侧的两个凸包47在周向上的距离，并且槽口绝缘部件36在径向上的厚度小于或等于凸包47在径向上的高度，从而使得凸包47仅抵持槽壁绝缘部件35或同时抵持槽壁绝缘部件35及槽口绝缘部件36。
进一步地，第一绝缘臂43的端部还具有向两侧伸出的两个第二舌片48，第二舌片48比第一舌片46更靠近定子的径向外侧(或者靠近第一绝缘轭部42)，以便于槽口绝缘部件36经由第二舌片48与第一舌片46之间***缝隙(参考图1和图2)。
更进一步地，第二舌片48与第一舌片46沿定子的轴向错开，并沿定子的径向错开。该方案的好处在于，可以方便地通过磨具一次性成型第一绝缘线架41，提高生产效率。
进一步地，第一绝缘臂43的两个第二舌片48是一个整体，该两个第二舌片48沿轴向凸出于第一绝缘臂43，相当于第一绝缘臂43的凸缘，以提高定子绕组37的轴向端部到齿33的径向内表面的爬电距离(参考图1)。
应当意识到，凸包47的主要目的是使槽壁绝缘部件35与第一舌片46之间形成缝隙以便于***槽口绝缘部件36，因此，沿着定子的径向向外，凸包47的外径最好逐渐变小，从而形成一个倾斜的引导面。例如，凸包47的形状可以是：棱柱体、棱锥体、圆锥体、圆锥台、半球体、鹅卵石状、或者半块的鹅卵石形状。同时，为了实现上述目的，凸包47也不是唯一的选择，只要各第一舌片46在径向向外的表具有一个斜面，该斜面靠近第二绝缘线架51的一端相对于远离第二绝缘线架51的一端在径向上更加靠外并抵顶对应的槽壁绝缘部件35即可。比如，将第一舌片46在径向上向外的表面倾斜设置，只让该表面斜面靠近第二绝缘线架51的一端接触槽壁绝缘部件35。
还应当意识到，每个第一舌片46上，可以设置1个或大于1个的凸包47。本实施例中，每个舌片46设置了两个凸包47。
参考图6和图7，第二绝缘线架51包括环状的第二绝缘轭部52以及从第二绝缘轭部52向内伸出的若干第二绝缘臂53。类似地，第二绝缘轭部52覆盖定子铁芯31的第二轴向端，第二绝缘臂53覆盖对应的齿33的第二轴向端。第二绝缘臂53的端部具有向两侧伸出的两个第三舌片56用于覆盖齿33的两个臂部，且第三舌片56的朝向第二轭部52(也相当于朝向定子铁芯33的轭部)的表面设有凸起的限位件57用于承接槽口绝缘部件36，即，电机装配时，槽口绝缘部件36被***到抵顶限位件57的位置时，就表示安装到位了。本实施例中，限位件57是设置于第三舌片56的凸缘或台阶。
进一步地，第二绝缘臂53的端部还具有沿着轴向凸起的凸缘58，以提高定子绕组37的轴向端部到齿33的径向内表面的爬电距离(参考图1)。
进一步地，第二绝缘线架51上还镶嵌有若干接线端子59用于与定子绕组37电连接。应当意识到，替换地，也可以将接线端子59镶嵌到第一绝缘线架51。
参考图8，本发明另一个实施例还提供应用了上述定子组件20的电机10。该电机10包括定子和转子，定子包括外壳21以及上述定子组件20，该定子组件20固定安装到杯状的外壳21，外壳21的底壁23作为定子的端盖。转子包括转轴71、固定到转轴的转子铁芯等。转轴71通过轴承可转动地安装到端盖，使转子能够相对于定子转动。
应当指出的是，本说明书中所提及的径向、周向及轴向，均是指定子组件/电机的径向、周向及轴向。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (18)

1.一种电机定子组件，包括定子铁芯、定子绕组以及安装到定子铁芯第一轴向端的第一绝缘线架；所述定子铁芯包括轭部以及从轭部向内伸出的若干齿，所述齿的端部具有分别向两侧伸出的两个臂部；相邻的两齿之间形成绕线槽，所述绕线槽具有位于所述相邻的两齿的相邻臂部之间的槽口；；所述定子绕组绕制于所述齿并收容于所述绕线槽；所述绕线槽内安装有槽壁绝缘部件用于隔离所述定子绕组与所述定子铁芯，所述槽壁绝缘部件的两端延伸向槽口；其特征在于，电机定子组件还包括槽口绝缘部件，所述槽口绝缘部件的两侧跨越所述槽口，并被夹持在所述槽壁绝缘部件与齿的臂部之间。
2.如权利要求1所述的电机定子组件，其特征在于，所述第一绝缘线架包括若干覆盖对应的齿的第一轴向端的第一绝缘臂，所述第一绝缘臂的端部具有向两侧伸出的两个第一舌片，所述第一舌片的朝向所述轭部的表面具有用于抵顶所述槽壁绝缘部件和/或槽口绝缘部件的端部的凸包，使所述槽壁绝缘部件与所述第一舌片的朝向所述轭部的局部表面存在缝隙；所述槽口绝缘部件从所述缝隙***并盖住槽口。
3.如权利要求2所述的电机定子组件，其特征在于，所述第一绝缘臂的端部还具有向两侧伸出的两个第二舌片，所述第二舌片比第一舌片更靠近定子的径向外侧以便于所述槽口绝缘部件经由所述第二舌片与第一舌片之间***所述缝隙。
4.如权利要求3所述的电机定子组件，其特征在于，所述第二舌片与所述第一舌片沿定子的轴向错开，并沿定子的径向错开。
5.如权利要求1所述的电机定子组件，其特征在于，沿着定子的径向向外，所述凸包的外径逐渐变小。
6.如权利要求5所述的电机定子组件，其特征在于，所述凸包的形状为以下形状组合中的一种：棱柱体、棱锥体、圆锥体、圆锥台、半球体、板块鹅卵石状。
7.如权利要求2所述的电机定子组件，其特征在于，还包括安装于所述定子铁芯第二轴向端的第二绝缘线架，所述第二绝缘线架包括若干第二绝缘臂覆盖对应的齿的第二轴向端；所述定子绕组与齿被所述槽壁绝缘部件、第一绝缘臂、第二绝缘臂隔离。
8.如权利要求7所述的电机定子组件，其特征在于，所述第二绝缘臂的端部具有分别向两侧伸出的两个第三舌片，所述第三舌片的朝向所述轭部的表面设有凸起的限位件用于承接所述槽口绝缘部件。
9.如权利要求8所述的电机定子组件，其特征在于，所述限位件为设置于第三舌片的凸缘或台阶。
10.一种电机，其特征在于，包括转子组件以及如权利要求1至9中任意一项所述的电机定子组件；所述电机定子组件还包括套装到所述定子铁芯外部的外壳、位于外壳端部的端盖；所述转子包括转轴，所述转轴通过轴承可转动地安装到所述端盖。
11.一种电机定子组件，包括：
一定子铁芯，其包括一轭部及多个自该轭部向内延伸的齿，各齿包括一远离该轭部的端部及两个自该端部沿周向往相反方向延伸的臂部；相邻两个齿之间形成绕线槽及位于所述相邻两个齿的相邻臂部之间的槽口；
第一绝缘线架及第二绝缘线架，分别覆盖该定子铁芯位于轴向上的两个端面；
多个槽壁绝缘部件分别收容于相应的绕线槽内并紧靠该定子铁芯的包围对应的绕线槽的槽壁；
多个槽口绝缘部件分别封住相应绕线槽的槽口；及
多个定子绕组分别绕制至对应的齿，并使得该第一及第二绝缘线架及位于该齿两侧的两个槽壁绝缘部件部分夹设在该齿及该定子绕组之间。
12.如权利要求11所述的电机定子组件，其特征在于，该槽壁绝缘部件的两端延伸向该槽口，该槽口绝缘部件的两侧跨越该槽口，并被夹持在该槽壁绝缘部件与该齿的臂部之间。
13.如权利要求12所述的电机定子组件，其特征在于，各绝缘线架包括多个覆盖对应的齿的绝缘臂，该第一绝缘线架还包括两个自其绝缘臂沿周向往相反方向延伸的第一舌片，各第一舌片在径向上向外的表具有一个斜面，该斜面靠近该第二绝缘线架的一端相对于远离该第二绝缘线架的一端在径向上靠外并抵持对应的槽口绝缘部件和/或槽壁绝缘部件。
14.如权利要求13所述的电机定子组件，其特征在于，该第一绝缘线架还包括自其各第一舌片在径向上向外的表面具有向外凸起的凸包，该凸包形成所述斜面。
15.如权利要求13所述的电机定子组件，其特征在于，该第一绝缘线架还包括两个自其绝缘臂沿周向往相反方向延伸的第二舌片，该第二舌片相对于第一舌片在径向上靠外并且两者之间在径向上具有间隙，以使对应的槽口绝缘部件部分容置于该第一及二舌片之间。
16.如权利要求13所述的电机定子组件，其特征在于，该第二绝缘线架还包括两个自其绝缘臂沿周向往相反方向延伸的限位件，各限位件抵持对应的槽口绝缘部件在轴向上的端面。
17.如权利要求16所述的电机定子组件，其特征在于，该第二绝缘线架还包括两个自其绝缘臂沿周向往相反方向延伸的第三舌片，该第三舌片抵持对应的槽口绝缘部件平行于轴向的表面，各限位件与对应的第三舌片大致垂直。
18.一种电机，其特征在于，包括转子组件以及如权利要求11至17中任意一项所述的电机定子组件及可转动与该电机定子组件耦合的转子。
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