CN106300754B - 绝缘型材和电动机 - Google Patents
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Abstract
在用于对电动机的导磁叠片组(202)的至少一个绕组槽(210)进行电绝缘的绝缘型材(220)中，其中，绕组槽(210)构造用于至少区段式地接收配属给电动机的绕组的绕组段，绝缘型材(220)由电绝缘的塑料材料构成并且具有至少在规定的制造公差内与配属的绕组槽(210)尺寸相当的尺寸，其中，绝缘型材(220)具有用于至少区段式地接收绕组段的、贯通的纵向开口(222)，其中，绝缘型材(220)具有比导磁叠片组(202)的高度(214)更大的长度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对电动机的导磁叠片组的至少一个绕组槽进行电绝缘的绝缘型材，其中，绕组槽构造用于至少区段式地接收配属给电动机的绕组的绕组段。此外，本发明涉及一种具有至少一个导磁叠片组和绝缘型材的电动机，该导磁叠片组具有至少一个用于至少区段式地接收配属给电动机的绕组的绕组段的绕组槽，该绝缘型材用于对至少一个绕组槽进行电绝缘。
背景技术
由现有技术公知了用于电动机的定子和转子的叠片组。这样的叠片组由多个薄叠片或烧结的软铁以及以分段或不分段的形式制造，并且通常具有径向向内或向外指向的齿，这些齿敷设有定子绕组或转子绕组的绕组段。此外，为了确保叠片组相对于绕组段可靠的电绝缘，公知的是，在绕组段与齿之间设置有绝缘纸，或者将绝缘纸下料装入相应的、在相邻的齿之间构造的绕组槽中。
发明内容
本发明涉及一种用于对电动机的导磁叠片组的至少一个绕组槽进行电绝缘的绝缘型材，其中，绕组槽构造用于至少区段式地接收配属给电动机的绕组的绕组段。绝缘型材由电绝缘的塑料材料构成，并且具有至少在规定的制造公差内与配属的绕组槽尺寸相当的尺寸，其中，绝缘型材具有用于至少区段式地接收绕组段的、贯通的纵向开口，其中，绝缘型材具有比导磁叠片组的高度更大的长度。
因此，本发明使得能够在保持所有的所需的绝缘间距以及空气间隙和爬电距离的情况下提供呈绝缘型材形式的新式的槽绝缘。此外，绝缘型材可以作为具有比较简单的几何结构的同类件而成本低地制造和装配。可以无需替代物地取消用于注塑包封叠片组的复杂工具。绝缘型材可以针对不同马达长度，即，尤其是叠片组的不同长度尺寸，通过对连续挤出的绝缘型材进行定长切割而毫无困难地批量生产，其中，其他构件，例如底板和连接板，可以保持不变。此外，可以借助与叠片组的齿的卡锁连接实现绝缘型材在叠片组中可靠的位置固定。
绝缘型材优选具有至少近似Ω形的横截面几何结构。
由此，在将叠片组实施为定子叠片组的情况下得出绝缘型材在绕组槽中特别可靠的安放。
优选的是，在绕组槽中可以基本上形状锁合地接收绝缘型材。
由此，减少了可能导致磁损耗的、空气填充的空穴。
根据设计方案，绝缘型材具有两个支脚，它们的支脚端部分别能与导磁叠片组的两个相邻齿的相对置的齿前边缘卡锁，以便在周向上固定。
由此，得出绝缘型材在绕组槽中的可靠固定。
根据实施方式，绝缘型材的长度如此预给定，即，在绕组槽中接收的绝缘型材超过叠片组的两个轴向端部伸出。
由此，得出到所配属的电动机的底板和/或连接板上的无缝的绝缘过渡。
优选的是，超过叠片组的两个轴向端部伸出的绝缘型材能够至少与导磁叠片组的至少一个电绝缘的轴向底板搭接。
由此，可实现叠片组全面的电绝缘。
优选的是，超过叠片组的两个轴向端部伸出的绝缘型材能够与至少一个电绝缘的连接板连接，该连接板用于电连接电动机配属的绕组。
由此，除了完成叠片组的电绝缘之外，同时还能实现电动机配属的绕组的外部电连接。
根据实施方式，绝缘型材的壁厚至少基本上是恒定的并且处于0.1mm至0.5mm范围内。
由此，得出用于具有充分电绝缘效应的电动机配属的绕组的最小磁损耗和最大可提供的结构空间。
优选的是，塑料材料为聚苯硫醚或液晶聚合物。
因此，根据所谓的“保险商实验室”(UL)列表，绝缘型材在对于电动机所要求的温度范围内具有足够困难或艰难的易燃性和电绝缘等级。当要求较低时，例如可使用聚酰胺6。但是替代地也可以使用其他材料，该其他材料在绝缘型材的相应要求或预给定的壁厚下同样满足要求的UL列表。
根据技术上有利的继续发展，叠片组按照定子叠片组或转子叠片组的方式构造。
因此，绝缘型材可以广泛地用于电动机的定子叠片组和/或转子叠片组，以及可以不受电动机设计影响地作为内转子或外转子使用。
根据设计方案，叠片组按照层叠的叠片组或由软铁烧结的叠片组的方式来构造。
由此，该绝缘型材可以广泛用于电动机叠片组的不同结构类型。
此外，本发明涉及一种具有至少一个导磁叠片组和绝缘型材的电动机，该导磁叠片组具有至少一个用于至少区段式地接收配属给电动机的绕组的绕组段的绕组槽，该绝缘型材用于对至少一个绕组槽进行电绝缘。绝缘型材由电绝缘的塑料材料构成，并且具有至少在规定的制造公差内与配属的绕组槽尺寸相当的尺寸，其中，绝缘型材具有用于至少区段式地接收绕组段的、贯通的纵向开口，其中，绝缘型材具有比导磁叠片组的高度更大的长度。
因此，本发明使得能够在同时保持所有的所需的绝缘间距以及空气间隙和爬电距离的情况下显著改善电动机的制造过程。
附图说明
借助于附图中示出的实施例，在下面的说明中详细阐述本发明。本发明示出：
图1具有定子芯和转子芯的电动机的示意性纵剖面图；
图2具有根据本发明的绝缘型材的图1的定子芯的立体视图；
图3沿着图2的切线III-III的横截面；
图4图2的绝缘型材的立体视图；
图5沿着图4的切线V-V的横截面；
图6具有绕组槽和装入其中的绝缘型材的图3的截断面VI；
图7具有绝缘型材以及装入的绕组的图6的绕组槽，并且
图8具有底板和连接板的沿着切线VIII-VIII穿过图7的定子芯的局部纵截面。
具体实施方式
图1示出示例性地实施为内转子马达的电动机100，该电动机具有大致圆柱体的转子芯150和转子轴152。转子芯150同轴地定位在近似空心圆柱体的定子芯200中。转子轴152与抗扭转地布置在该转子轴上的转子芯150在转子芯150的两侧围绕纵向中轴线124旋转运动地支承在例如在马达壳体102中接收的滚动轴承110、112上。定子芯200优选按照导磁的、层叠的或烧结的叠片组202的方式来构造，该叠片组在功能上构成定子叠片组204。转子芯150解释性按照永磁体组件156的方式来构造。但是对此替代的也可以是，转子芯150构造为叠片组并且定子芯200构造为永磁体组件。
要指出的是，图1中的电动机100仅示意性地示出，因为适合的电动机的构造和功能由现有技术充分公知，以至于此处出于说明简洁和简要的目的放弃了对电动机100的详细描述。此外，要指出的是，电动机100仅示意性地并且不用于限制本发明地作为内转子马达示出，因为本发明也可以在使用外转子马达时应用。
图2示出具有构成定子叠片组204的叠片组202的图1的定子芯200，该叠片组202在这里例如仅具有六个相同类型的、轴向延伸且贯通构型的绕组槽210，在该绕组槽中分别基本上形状锁合地接收绝缘型材220。六个绝缘型材220优选分别具有在轴向贯通的纵向开口222。
绝缘型材220的几何尺寸、尤其是周向型廓分别如此确定，即，该几何尺寸至少在规定的制造公差内与定子叠片组204所配属的尺寸，尤其是绕组槽210的周向几何结构或横截面几何结构相符合。由此，很大程度上阻碍了导致磁通弱化的空气填充的空心腔在绝缘型材220与绕组槽210之间的形成。导磁定子叠片组204具有如此确定的高度214或轴向结构长度，即，装入到绕组槽210中的绝缘型材220至少在单侧并且优选分别在两侧至少稍微超过定子叠片组204伸出。
绝缘型材220优选由电绝缘并且可充分机械负载的塑料材料、例如聚苯硫醚或由液晶聚合物构成，并且可以在制造技术上以简单的方式方法通过塑料材料的连续挤出和对相应长的段的定长切割来制造。对此替代的是，绝缘型材220也可以制造为形状相关的注塑件。但是要指出的是，也能使用其他可能的用于制造绝缘型材220的制造方法。此外，绝缘型材220可以通过相应的切割以简单的方式方法与具有不同的高度或轴向结构长度的定子叠片组相匹配，该不同的高度或轴向结构长度是为了实现具有不同功率的电动机所必需的。因此，绝缘型材220可以广泛地用于不同的电动机类型和功率等级。
图3示出图2的定子芯200，该定子芯具有构成定子叠片组204的带有六个绕组槽201的叠片组202并且具有在该定子芯中布置的绝缘型材220，该绝缘型材优选分别具有基本为Ω形的横截面几何结构。此外，定子芯200具有六个径向向内指向且在周向上相互均匀间隔开的齿230，在这些齿上分别集成地构造有两个相互背离地指向的齿前边缘232、234，这些齿前边缘分别具有近似圆环段形的横截面几何结构，这些齿前边缘出于更好的图形概要的原因没有全部设置参考数字。绕组槽210分别在两个相邻的齿230之间居中地布置并且分别垂直于绘图平面延伸。
图4示出图3的绝缘型材220，其中，绝缘型材220的几何尺寸，尤其是Ω形的横截面几何结构或周向型廓还通过在长度254或最大轴向结构长度情况下的最大宽度250和最大高度252来表征。此处长度254如此选择，即，在所配属的绕组槽中接收的绝缘型材220优选在两侧稍微超过该绕组槽伸出。绝缘型材220的壁厚度256近似恒定并且处于0.1mm至0.5mm范围内，包括区间边界。
图5示出图4的绝缘型材220，其中，绝缘型材220的近似Ω形的横截面几何结构或周向型廓具有头段260以及带有纵向开口222的基段262。头段260优选包括水平延伸的基底段264，反方向倾斜的基壁266、268分别在两侧以角度α连接到该基底段上。优选两个反方向倾斜的侧壁270、272分别以角度β(此处例如约90°)连接到两个基壁266、268上。优选基段262的两个至少区段式地水平延伸的支脚274、276连接到两个侧壁270、272上，支脚的钩形弯曲的支脚端部278、280在空出纵向开口222的情况下相互面对。基壁266、268、侧壁270、274以及带有它们的钩形构造的支脚端部278、280的支脚274、276优选分别互成镜像地构造。绝缘型材220的Ω形的横截面几何结构或周向型廓优选如此构造，即，该横截面几何结构或周向型廓可以基本上形状锁合地接收在图2的定子叠片组204的绕组槽中。
图6示出图2的定子叠片组204的绕组槽210，带有它的径向向内打开的纵向开口222的图2的绝缘型材220装入到该绕组槽中。为了确保绝缘型材220在绕组槽210中的可靠的位置固定，钩形的支脚端部278、280可以分别与两个相邻的齿230的相互面对的齿前边缘232、234卡锁。为了该目的，齿前边缘232、234优选分别具有小的侧凹240、242，绝缘型材220的钩形支脚端部278、280卡锁地扣住该侧凹。两个侧凹240、242优选分别通过小的径向向外指向的加厚来实现。
为了实现绝缘型材220与圆柱形的开口206的尽可能平齐地终止，该开口用于在定子叠片组204中的图1的转动的转子芯154，在齿前边缘232、234区域中，优选分别设置有径向向内指向的、在一侧稍微倾斜的槽状的凹处244、246，在这些凹处中，支脚端部278、280的倒棱的纵向棱边282、284优选同样可借助小的侧凹卡锁地固定，从而确保绝缘型材220的支脚端部278、280与开口206平齐地终止，并且与侧凹240、242共同作用地得出绝缘型材220在定子叠片组204的绕组槽210中特别可靠的安放。
图7示出定子芯200的定子叠片组204的图6的绕组槽210，绝缘型材220接收在该绕组槽中，两个绕组段300、302作为定子芯200的绕组350的一部分装入到绝缘型材中。在绝缘型材220的纵向开口222的两侧，在定子叠片组204与绕组350的两个绕组段300、302之间优选分别存在一个特别长的绝缘间距400、402，该绝缘间距允许了即使在高的运行温度和/或转速的情况下电动机的持久可靠的、尤其是无爬电电流且无击穿的运行。
图8示出具有绕组段300的图2的定子芯200的定子叠片组204的叠片组202，该绕组段具有优选稍小于图2的绝缘型材220的长度254的高度214或者说轴向结构长度。绝缘型材220相对于定子叠片组204的绕组槽210的轴向取向优选如此确定，即，绝缘型材220的第一和第二轴向端部286、288分别超过定子叠片组204的第一和第二轴向端部216、218伸出大约大致一样大的突出量290、292。
此外，优选设置电绝缘的底板130，该底板可以与绝缘型材220的第一轴向端部286搭接或者说可以轴向插接到该端部上。相应地，优选电绝缘的连接板140可与绝缘型材220的第二轴向端部288搭接。
此外，底板130优选还用于定子芯200的端侧封闭，而借助后侧的连接板140优选除了实现在背侧封闭定子芯200之外，同时实现与定子芯外部电流源的电接触或电连接。此外，底板130和连接板140用于绝缘型材220的自由轴向端部286、288的位置固定并且用于绕组段300的导向。
Claims (12)
1.用于对电动机(100)的导磁叠片组(154、202)的至少一个绕组槽(210)进行电绝缘的绝缘型材(220)，其中，所述绕组槽(210)构造用于至少区段式地接收配属给所述电动机(100)的绕组(350)的绕组段(300、302)，其中，所述绝缘型材(220)由电绝缘的塑料材料构成，并且具有至少在规定的制造公差内与配属的绕组槽(210)尺寸相当的尺寸，其中，所述绝缘型材(220)具有用于至少区段式地接收所述绕组段(300、302)的、贯通的纵向开口(222)，其中，所述绝缘型材(220)具有比所述导磁叠片组(154、202)的高度(214)更大的长度(254)，其特征在于，所述绝缘型材(220)具有两个支脚(274、276)，至少区段式地水平延伸的所述两个支脚(274、276)具有两个钩形的支脚端部(278、280)，所述支脚端部(278、280)在空出所述纵向开口(222)的情况下相互面对，其中，所述支脚端部(278、280)的衔接到所述两个支脚(274、276)的水平延伸区段上的区段均向所述绝缘型材(220)的内部空腔突出。
2.根据权利要求1所述的绝缘型材，其特征在于，所述绝缘型材(220)具有至少近似Ω形的横截面几何结构。
3.根据权利要求1或2所述的绝缘型材，其特征在于，在所述绕组槽(210)中可以基本上形状锁合地接收所述绝缘型材(220)。
4.根据权利要求1或2所述的绝缘型材，其特征在于，所述支脚端部(278、280)分别能与所述导磁叠片组(154、202)的两个相邻齿(230)的相对置的齿前边缘(232、234)卡锁，以便在周向上固定。
5.根据权利要求1或2所述的绝缘型材，其特征在于，所述绝缘型材(220)的长度(254)如此预给定，使得接收在所述绕组槽(210)中的所述绝缘型材(220)超过叠片组(154、202)的两个轴向端部(216、218)伸出。
6.根据权利要求5所述的绝缘型材，其特征在于，超过所述叠片组(154、202)的两个轴向端部(216、218)伸出的所述绝缘型材(220)能够至少与所述导磁叠片组(154、202)的至少一个电绝缘的轴向底板(130)搭接。
7.根据权利要求5所述的绝缘型材，其特征在于，超过所述叠片组(154、202)的两个轴向端部(216、218)伸出的所述绝缘型材(220)能够与至少一个电绝缘的连接板(140)连接，该连接板用于电连接所述电动机(100)配属的绕组(350)。
8.根据权利要求1、2、6和7中任一项所述的绝缘型材，其特征在于，所述绝缘型材(220)的壁厚(256)至少基本上是恒定的并且处于0.1mm至0.5mm范围内。
9.根据权利要求1、2、6和7中任一项所述的绝缘型材，其特征在于，所述塑料材料为聚苯硫醚或液晶聚合物。
10.根据权利要求1、2、6和7中任一项所述的绝缘型材，其特征在于，所述叠片组(154、202)按照定子叠片组或转子叠片组(156、204)的方式构造。
11.根据权利要求1、2、6和7中任一项所述的绝缘型材，其特征在于，所述叠片组(154、202)按照层叠的叠片组或由软铁烧结的叠片组的方式来构造。
12.电动机(100)，具有至少一个导磁叠片组(154、202)和绝缘型材(220)，该导磁叠片组具有用于至少区段式地接收配属给所述电动机(100)的绕组(350)的绕组段(300、302)的至少一个绕组槽(210)，该绝缘型材用于对所述至少一个绕组槽(210)进行电绝缘，其中，所述绝缘型材(220)由电绝缘的塑料材料构成并且具有至少在规定的制造公差内与配属的绕组槽(210)尺寸相当的尺寸，其中，所述绝缘型材(220)具有用于至少区段式地接收所述绕组段(300、302)的、贯通的纵向开口(222)，其中，所述绝缘型材(220)具有比所述导磁叠片组(154、202)的高度(214)更大的长度(254)，其特征在于，所述绝缘型材(220)具有两个支脚(274、276)，至少区段式地水平延伸的所述两个支脚(274、276)具有两个钩形的支脚端部(278、280)，所述支脚端部(278、280)在空出所述纵向开口(222)的情况下相互面对，其中，所述支脚端部(278、280)的衔接到所述两个支脚(274、276)的水平延伸区段上的区段均向所述绝缘型材(220)的内部空腔突出。
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