CN108880052A - 车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,适用于三相或多相散嵌绕组端部连接。该***替代多根并绕散嵌绕组端部大量缠绕在一起的漆包线,能很好地解决绕组端部整形难、散热差的问题。该***包括绝缘注塑材料和多层铜排,绝缘注塑材料注塑呈圆环形,多层铜排分层排布在绝缘注塑材料内部,多层铜排包括各相连接铜排、各相引接铜排和星点铜排。利用本发明连接散嵌绕组线圈,可将绕组线圈结构简化,把原有多个线圈组下线变成单个线圈下线,大幅方便手工下线。
Description
技术领域
本发明涉及车用电机的绕组端部,具体涉及一种车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,用于散嵌绕组的端部连接。
背景技术
新型汽车电动机需求高的峰值转矩,峰值电流大,漆包线因导流截面积小,不能承受大电流,表面的绝缘过于薄弱,极易被击穿而烧毁变得很不安全,所以设计上常采用多根铜线并绕,以承受大电流的冲击,但这样对绕组下线和端部整形都不利,制造难度大,工艺性差,绕组质量也差,而且多根铜线并绕缠绕在端部一起浸漆后,铜耗较大,发热量大,散热效果极差。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种车用电机多层组合式铜排连接***,利用本***连接散嵌绕组线圈,可将绕组线圈结构简化,把原有多个线圈组下线变成单个线圈下线,大幅方便了手工下线,减轻端部整形的难度。
本发明通过以下技术方案来实现上述技术目的:
车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,包括绝缘注塑材料和多层铜排,绝缘注塑材料注塑呈圆环形;多层铜排分层排布在绝缘注塑材料内部,多层铜排包括各相连接铜排、各相引接铜排和星点铜排;连接铜排包括弧形排和位于弧形排两端的端子,弧形排注塑在绝缘材料内部,两个端子均接绕组线圈;引接铜排包括弧形排和两个端子,弧形排注塑在绝缘材料内部,一个端子接电源线,另一个端子接绕组线圈;星点铜排包括弧形排和m+1个端子,其中m为相数,弧形排注塑在绝缘材料内部,m个端子接绕组线圈,一个端子接零线;对于绕组并联支路数a=1,由于零线端子不需要外部并联,可以取消零线端子。
其中,各相连接铜排有n-a个,各相引接铜排有a个,连接铜排总数为m*(n-a),引接铜排总数为m*a,星点铜排总数为a,其中m为相数且m≥3,n为每相线圈组数,a为并联支路数;所有接绕组线圈端子数=2*m*(n-a)+1*m*a+m*a=2*m*n,这些端子均匀排布在圆周方向上,电源线端子和零线端子可以根据实际需要任意排布。
其中,同一相绕组线圈通过连接铜排依次从头到尾串联起来,一端接各相的引接铜排,另一端用星点铜排将各相绕组汇聚到一起,形成“Y”连接。对于绕组并联支路数a≥2,需在本连接***以外分别将同相的电源线端子、零线端子并联。
优选地,接绕组线圈的端子均伸出绝缘注塑材料的外表面且与绝缘注塑材料的圆环所在的平面垂直。
其中,绝缘环上铜排和端子的排列次序如下:同相的连接铜排位于随机指定的某一层且相邻排布,不同相的连接铜排分层排布且所分层数等于相数m,同一个连接铜排的两个端子之间间隔有2*(m-1)个端子;星点铜排可以置于任一层,且与该层连接铜排相邻排布,星点铜排与连接铜排相邻的端子与该层同相;引接铜排与同相的连接铜排相邻排布,引接铜排端子与星点铜排上的同相端子之间间隔有2*(m-1)个端子。
优选地,绕组线圈端部的去漆铜线通过翻边包压的方式直接与端子连接。
其中,端子上设置有可折弯侧边,可折弯侧边设置在端子端部的两外侧面上,两个可折弯侧边呈三角形或梯形结构,两者折弯包裹绕组线圈端部的去漆铜线后斜边重合,绕组线圈端部的去漆铜线与端子之间采用压紧焊接。
其中,端子上设置有铜排注塑定位孔,用于注塑时对铜排进行定位,方便注塑。
优选地,绕组线圈端部的去漆铜线通过铜鼻子与端子连接。
其中,端子上设置有螺纹孔,铜鼻子通过螺钉固定在端子上,绕组线圈端部的去漆铜线与铜鼻子之间采用压紧焊接,铜鼻子与端子之间采用锡焊焊接,即在铜鼻子与端子之间放置锡块后进行焊接,固定更为牢固;端子上设置的螺纹孔还可以用于注塑时对铜排进行定位,方便注塑。
优选地,绝缘注塑材料由耐高温绝缘材料合成。
本发明所提供的车用多层电机组合式电机端部铜排连接***,主要包括各相连接铜排、各相引接铜排、星点铜排分多层排布后与绝缘材料注塑呈一个整体,铜排端子将绕组线圈端部的去漆铜线直接包裹焊接或者用铜鼻子压接绕组线圈后采用螺栓固定再焊接,替代多根并绕绕组端部大量缠绕在一起的漆包线,其具有以下有益效果:
(1)铜排注塑后成为一体,结构紧凑,稳定牢固;
(2)铜排端子可与每个线圈的铜线连接,可通过减少每组线圈数,方便手工下线,提高槽满率,降低制造的难度;
(3)星点铜排将星点连接分散在多出,避免了星点过大而导致端部尺寸超差;
(4)铜排分多层均布,铜排之间有足够电气绝缘间隙;
(5)使用时,铜排连接***可以紧贴着水冷机壳,散热效果好;
(6)铜排截面积大,电阻值很小,电机端部的铜耗很小,电机整体铜耗降低,电机的效率提高;
(7)铜排导流面积大,能承受大电流冲击,适用范围广,特别适用于高功率密度的产品。
附图说明
图1为实施例二中车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***注塑前铜排多层排列结构示意图;
图2为实施例二中车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***中多层铜排排布的结构示意图;
图3为实施例二中车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***中翻边包压绕组线圈端部的去漆铜线的端子结构示意图;
图4为实施例二中车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***铜排端子翻边包裹绕组线圈端部的去漆铜线压紧成型的结构示意图;
图5为实施例二中车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***中通过铜鼻子固定绕组线圈端部的去漆铜线的端子结构示意图;
图6为实施例二中车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***中端子通过铜鼻子与绕组线圈端部的去漆铜线连接的结构示意图;
图7为本发明中车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***中绕组“Y”连接的原理示意图;
图8为实施例二中车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***中引接铜排的结构示意图;
图9为实施例二中车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***中连接铜排的结构示意图;
图10为实施例二中车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***中星点铜排的结构示意图;
图11为实施例二中车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***中相数m=3,并联支路a=1,线圈组数n=10时端子的排列次序的示意图;
图12为实施例三中车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***中相数m=3,并联支路a=2,线圈组数n=10时端子的排列次序的示意图;
图13为实施例三中车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***中相数m=4,并联支路a=1,线圈组数n=6时端子的排列次序的示意图;
图14为实施例三中车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***中相数m=4,并联支路a=2,线圈组数n=6时端子的排列次序的示意图;
图中:1 多层铜排、2 绝缘注塑材料、3 铜排注塑定位孔、4 弧形排、5 可折弯侧边、6绕组线圈端部的去漆铜线、7 螺纹孔、8 铜鼻子、9 螺钉、11 W相引接铜排、12 U相引接铜排、13 V相引接铜排、14 三相星点铜排、15 V相连接铜排、16 U相连接铜排、17 W相连接铜排、01 引接铜排、02 绕组线圈、03 连接铜排、04星点铜排。
具体实施方式
为了使本发明的结构和原理更加清楚明白,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细的描述:
实施例一
如图1、3、7所示,车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,包括绝缘注塑材料2和多层铜排1,绝缘注塑材料2注塑呈圆环形;多层铜排1分层排布在绝缘注塑材料内部,多层铜排1包括各相连接铜排03、各相引接铜排01和星点铜排04;连接铜排03包括弧形排4和位于弧形排两端的端子,弧形排4注塑在绝缘材料内部,两个端子均接绕组线圈02;引接铜排01包括弧形排4和两个端子,弧形排4注塑在绝缘材料内部,一个端子接电源线,另一个端子接绕组线圈02;星点铜排04包括弧形排4和m+1个端子,其中m为相数,弧形排4注塑在绝缘材料内部,m个端子接绕组线圈02,一个端子接零线;对于绕组并联支路数a=1,由于零线端子不需要外部并联,可以取消零线端子。
各相连接铜排03有n-a个,各相引接铜排01有a个,连接铜排03总数为m*(n-a),引接铜排01总数为m*a,星点铜排04总数为a,其中m为相数且m≥3,n为每相线圈组数,a为并联支路数;所有接绕组线圈端子数=2*m*(n-a)+1*m*a+m*a=2*m*n,这些端子均匀排布在圆周方向上,电源线端子和零线端子可以根据实际需要任意排布。
具体的,同一相绕组线圈02通过连接铜排03依次从头到尾串联起来,一端接各相的引接铜排01,另一端用星点铜排04将各相绕组汇聚到一起,形成“Y”连接。对于绕组并联支路数a≥2,需在本连接***以外分别将同相的电源线端子、零线端子并联。
在本实施例中绝缘环上铜排和端子的排列次序如下:同相的连接铜排03位于随机指定的某一层且相邻排布,不同相的连接铜排03分层排布且所分层数等于相数m,同一个连接铜排03的两个端子之间间隔有2*(m-1)个端子;星点铜排04可以置于任一层,且与该层连接铜排03相邻排布,星点铜排04与连接铜排03相邻的端子与该层同相;引接铜排01与同相的连接铜排03相邻排布,引接铜排01端子与星点铜排04上的同相端子之间间隔有2*(m-1)个端子。
本发明提供的车用电机多层组合式铜排连接***,利用本***连接绕组线圈,可将绕组线圈结构简化,把原有多个线圈组下线变成单个线圈下线,大幅方便了手工下线,减轻端部整形的难度。
实施例二
本实施例中,接绕组线圈的端子均伸出绝缘注塑材料的外表面且与绝缘注塑材料的圆环所在的平面垂直,各铜排的结构均为扁状,如图8、9、10所示,这样多层组合后所占空间小。
本实施例中,绕组线圈端部的去漆铜线与端子的连接方式有两种,一种为绕组线圈端部的去漆铜线通过翻边包压的方式直接与端子连接,另一种为绕组线圈端部的去漆铜线通过铜鼻子与端子连接。
当绕组线圈端部的去漆铜线通过翻边包压的方式直接与端子连接时,如图3、4所示,端子上设置有可折弯侧边5,可折弯侧边5设置在端子端部的两外侧面上,两个可折弯侧边5呈三角形或梯形结构,两者折弯包裹绕组线圈端部的去漆铜线6后斜边重合,绕组线圈端部的去漆铜线6与端子之间采用压紧焊接;此外,端子上设置有铜排注塑定位孔3,用于注塑时对铜排进行定位,方便注塑。
当绕组线圈端部的去漆铜线通过铜鼻子与端子连接时,如图5、6所示,端子上设置有螺纹孔7,铜鼻子8通过螺钉9固定在端子上,绕组线圈端部的去漆铜线6与铜鼻子8之间采用压紧焊接,铜鼻子8与端子之间采用锡焊焊接,即在铜鼻子8与端子之间放置锡块后进行焊接,固定更为牢固;此时,端子上设置的螺纹孔7可以直接用于注塑时对铜排进行定位,方便注塑。
本实施例中,相数m=3,每相线圈组数n=10,并联支路数a=1。
如图1、2、11所示,一种车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,包括绝缘注塑材料2和多层铜排1,绝缘注塑材料2注塑呈圆环形,多层铜排1分三层排布在绝缘注塑材料2内,多层铜排1包括各相连接铜排(15、16、17)、各相引接铜排(11、12、13)和三相星点铜排14;连接铜排(15、16、17)包括弧形排4和位于弧形排两端的端子,弧形排4注塑在绝缘材料内部,两个端子均接绕组线圈;引接铜排(11、12、13)包括弧形排4和两个端子,弧形排4注塑在绝缘材料内部,一个端子接电源线,另一个端子接绕组线圈;三相星点铜排14包括弧形排4和三个端子,弧形排4注塑在绝缘材料内部,三个端子均接绕组线圈;由于本实施例中绕组并联支路数a=1,零线端子不需要外部并联,所以取消了零线端子。
本实施例中,各相连接铜排有9个,各相引接铜排有1个,连接铜排总数为27,引接铜排总数为3,星点铜排总数为1;所有接绕组线圈端子数为60,这些端子均匀排布在圆周方向上,电源线端子可以根据实际需要任意排布。为方便描述接绕组线圈端子的排布规律,以下将接绕组线圈端子简称端子。
在本实施例中,U相连接铜排16位于中间层,V相连接铜排15位于最上层,W相连接铜17排位于最下层,同相连接铜排相邻排布,同一个连接铜排的两个端子之间间隔有4个端子;三相星点铜排14位于最上层,且与V相连接铜排15相邻排布,三相星点铜排14与V相连接铜排15相邻的端子为V相;U相引接铜排12与U相连接铜排16相邻排布,V相引接铜排13与V相连接铜排15相邻排布,W相引接铜排11与W相连接铜排17相邻排布,三相星点铜排14的三个端子分别与间隔4个端子的引接铜排同相。
本实施例中,设定各相连接铜排的端子分别为U、V、W,各相引接铜排的端子为U引、V引、W引,星点铜排上的端子分别为U星、V星、W星,星点铜排上的三个端子从左到右分别为V星、U星、W星时,绝缘注塑材料上的各端子按照如下次序。。。VVUUWWVV星UU星WW星V引VU引UW引WVVUUWW。。。依次排列成环状,具体的还可参见图11。
上述端子的排列设置方式可以保证端部的绕线更简洁且不容易连接错误。
在本实施例中,绝缘注塑材料由耐高温绝缘材料PPS+40%玻璃纤维合成。
实施例三
为了方便理解端子排布的规则,本实施例将相数m、并联支路数a、每项线圈组数n分别进行了扩展,给出了另外三个方案的端子排布图,具体如下:
在实施例二的基础上,将并联支路数a由1改为2,即相数m=3,每相线圈组数n=10,并联支路数a=2。设定各相连接铜排的端子分别为U、V、W,各相引接铜排的端子为U引、V引、W引,星点铜排上的端子分别为U星、V星、W星,星点铜排上的三个端子从左到右分别为V星、U星、W星时,绝缘注塑材料上的各端子按照如下次序。。。VVUUWWVV星UU星WW星V引VU引UW引WVVUUWW。。。VV星UU星WW星V引VU引UW引VVUUWW。。。依次排列成环状,具体的还可参见图12。排布图中的内、中、外层并不一定对应着实际排布中的上、中、下层,仅用于区分端子位于同一层或者不同层,以下同理。
当a>2时,星点铜排上的三个端子从左到右分别为V星、U星、W星时,绝缘注塑材料上的各端子按照如下次序。。。VVUUWWVV星UU星WW星V引VU引UW引WVVUUWW。。。VV星UU星WW星V引VU引UW引VVUUWW。。。VV星UU星WW星V引VU引UW引VVUUWW。。。依次扩展排列即可。
本实施例中,相数m=4,每相线圈组数n=6,并联支路数a=1。设定各相连接铜排的端子分别为U、V、W、X,各相引接铜排的端子为U引、V引、W引、X引,星点铜排上的端子分别为U星、V星、W星、X星,星点铜排上的四个端子从左到右分别为U星、V星、W星、X星时,绝缘注塑材料上的各端子按照如下次序。。。UUVVWWXXUU星 VV星WW星XX星U引UV引VW引WX引XUUVVWWXX。。。 依次排列成环状,具体的还可参见图13。
本实施例中,相数m=4,每相线圈组数n=6,并联支路数a=2。设定各相连接铜排的端子分别为U、V、W、X,各相引接铜排的端子为U引、V引、W引、X引,星点铜排上的端子分别为U星、V星、W星、X星,星点铜排上的三个端子从左到右分别为U星、V星、W星、X星时,绝缘注塑材料上的各端子按照如下次序。。。UUVVWWXXUU星 VV星WW星XX星U引UV引VW引WX引XUUVVWWXX。。。UUVVWWXXUU星 VV星WW星XX星U引UV引VW引WX引XUUVVWWXX。。。依次排列成环状,具体的还可参见图14。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式,凡在本发明的精神和原则之内所做的任何改进和等同替换,均包含在本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,其特征在于,包括绝缘注塑材料和多层铜排,绝缘注塑材料注塑呈圆环形;多层铜排分层排布在绝缘注塑材料内部,多层铜排包括各相连接铜排、各相引接铜排和星点铜排;连接铜排包括弧形排和位于弧形排两端的端子,弧形排注塑在绝缘材料内部,两个端子均接绕组线圈;引接铜排包括弧形排和两个端子,弧形排注塑在绝缘材料内部,一个端子接电源线,另一个端子接绕组线圈;星点铜排包括弧形排和m+1个端子,其中m为相数,弧形排注塑在绝缘材料内部,m个端子接绕组线圈,一个端子接零线;对于绕组并联支路数a=1,由于零线端子不需要外部并联,可以取消零线端子。
2.根据权利要求1所述的车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,其特征在于,各相连接铜排有n-a个,各相引接铜排有a个,连接铜排总数为m*(n-a),引接铜排总数为m*a,星点铜排总数为a,其中m为相数且m≥3,n为每相线圈组数,a为并联支路数;所有接绕组线圈端子数=2*m*(n-a)+1*m*a+m*a=2*m*n,这些端子均匀排布在圆周方向上,电源线端子和零线端子可以根据实际需要任意排布。
3.根据权利要求2所述的车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,其特征在于,同一相绕组线圈通过连接铜排依次从头到尾串联起来,一端接各相的引接铜排,另一端用星点铜排将各相绕组汇聚到一起,形成“Y”连接;对于绕组并联支路数a≥2,需在本连接***以外分别将同相的电源线端子、零线端子并联。
4.根据权利要求3所述的车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,其特征在于,接绕组线圈的端子均伸出绝缘注塑材料的外表面且与绝缘注塑材料的圆环所在的平面垂直。
5.根据权利要求4所述的车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,其特征在于,同相的连接铜排位于随机指定的某一层且相邻排布,不同相的连接铜排分层排布且层数等于相数m,同一个连接铜排的两个端子之间间隔有2*(m-1)个端子;星点铜排可以置于任一层,且与该层连接铜排相邻排布,星点铜排与连接铜排相邻的端子与该层同相;引接铜排与同相的连接铜排相邻排布,引接铜排端子与星点铜排上的同相端子之间间隔有2*(m-1)个端子。
6.根据权利要求1所述的车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,其特征在于,绕组线圈端部的去漆铜线通过翻边包压的方式直接与端子连接。
7.根据权利要求6所述的车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,其特征在于,端子上设置有可折弯侧边,可折弯侧边设置在端子端部的两外侧面上,两个可折弯侧边呈三角形或梯形结构,两者折弯包裹绕组线圈端部的去漆铜线后斜边重合,绕组线圈端部的去漆铜线与端子之间采用压紧焊接。
8.根据权利要求1所述的车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,其特征在于,绕组线圈端部的去漆铜线通过铜鼻子与端子连接。
9.根据权利要求8所述的车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,其特征在于,端子上设置有螺纹孔,铜鼻子通过螺钉固定在端子上,绕组线圈端部的去漆铜线与铜鼻子之间采用压紧焊接,铜鼻子与端子之间采用锡焊焊接。
10.根据权利要求1所述的车用电机多层组合式电机绕组端部铜排连接***,其特征在于,绝缘注塑材料由耐高温绝缘材料合成。
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