CN109391066B - 一种电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机，包括磁芯、安装到磁芯轴向端的绝缘架；所述磁芯包括轭部以及从轭部向内伸出的若干齿，所述绝缘架包括连接部，所述连接部安装到所述磁芯的轴向端面，所述连接部具有用于连接绕组的绕线的连接件以及用于引导绕线的引导件，所述连接件位于偏离对应齿的周向端部的位置，所述引导件位于正对对应齿的位置用于引导从所述连接件出来的绕线以便于将绕线卷绕到对应齿以形成绕组。实施本发明可提高槽满率，防止绕线磨损，提高绕线效率。

Description

一种电机

【技术领域】

本发明涉及一种电机，尤其是具有磁芯、绕组和绕组绝缘架的的电机。

【背景技术】

业内常常使用绝缘架来绝缘定子绕组和定子磁芯。在绕制定子绕组时，通常先将绕组绕线挂接到绝缘架上的靠近定子齿的连接件上，然后再将绕线卷绕到覆盖有绝缘架的定子齿。该种方案会导致绕组绕线很难贴靠到齿槽的底部，降低了槽满率，且在绕线过程中很容易被损坏。

【发明内容】

本发明的目的是改善电机绕组的槽满率并防止绕线磨损。

本发明提供的一种电机，包括磁芯、安装到磁芯轴向端的绝缘架；所述磁芯包括轭部以及从轭部向内伸出的若干齿，所述绝缘架包括连接部，所述连接部安装到所述磁芯的轴向端面，所述连接部具有用于连接绕组的绕线的连接件以及用于引导绕线的引导件，所述连接件位于偏离对应齿的周向端部的位置，所述引导件位于正对对应齿的位置用于引导从所述连接件出来的绕线以便于将绕线卷绕到对应齿以形成绕组。

进一步地，所述绝缘架还包括连接到所述连接部的若干轭部绝缘部和若干齿部绝缘部，所述轭部绝缘部覆盖所述轭部的内壁，所述齿部绝缘部沿轴向套装到对应的齿，用以将绕线与磁芯隔开。

进一步地，所述轭部绝缘部、齿部绝缘部交替排列，并顺次连接形成环形。

进一步地，所述引导件与对应的齿部绝缘部的中心线位于同一个面内。

进一步地，所述电机包括安装到所述绝缘架轴向端的PCB电路板，所述连接件分别与所述PCB电路板、绕组的绕线导电连接，从而实现PCB电路板与所述绕组之间的导电连接。

进一步地，所述PCB电路板的外周具有与所述连接件对应的第一凹位或第一通孔供所述连接件穿过。

进一步地，所述电机包括安装到所述绝缘架轴向端的PCB电路板；所述连接部设有电路板安装座，所述电路板安装座包括从所述连接部伸出的基部，所述PCB电路板搁置到所述基部。

进一步地，所述电路板安装座位于正对对应齿的位置，所述电路板安装座或者所述基部作为所述引导件。

进一步地，所述电路板安装座位于正对对应齿的位置，所述绕组为三相绕组，所述连接件为四个，每相绕组的两端分别连接到对应的两个连接件从而形成星型连接，每相绕组的起始端缠绕对应的连接件，每相绕组经相邻的引导件或电路板安装座的引导缠绕至引导件或电路板安装座正对的齿。

进一步地，所述PCB电路板的外周具有与所述连接件对应的第一凹位或第一通孔供所述连接件穿过。

进一步地，所述定位部***所述PCB电路板外周设有第二凹位或第二通孔，所述电路板安装座还包括从所述基部伸出的定位部，所述定位部***所述PCB电路板外周的第二凹位或第二通孔。

进一步地，所述磁芯为定子磁芯，所述齿为定子齿；所述电机包括安装到定子内的转子，所述转子包括转轴以及固定到转轴的永磁体。

实施本发明，在连接件和引导件的配合下，绕组最初的线匝能贴靠在齿槽的底部，从而提高了槽满率，并可防止绕线磨损，提高绕线效率。

【附图说明】

图1为本发明一实施例提供的一种电机的结构示意图；

图2是图1所示电机的***示意图；

图3是图1所示电机的定子磁芯、绕组、绝缘架的平面示意图；

图4是图3所示定子磁芯的平面示意图；

图5是图3所示安装到定子磁芯轴向端的绝缘架的平面示意图；

图6是图5所示绝缘架的立体示意图；

图7是图1所示电机的PCB电路板、绝缘架、定子磁芯的结构示意图；

图8是图1所示电机的三相绕组与对应的连接件、引导件的平面示意图；

图9是图8所示的三相绕组、连接件、引导件的连接关系示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

参考图1，本发明提供的一种电机100，包括定子20以及安装到定子20内的转子80，转子80可相对定子20转动。转子80包括转轴81，转轴81的一端伸出定子20之外以实现对外驱动。

参考图2，定子20包括筒状的外壳21、安装到外壳21开口端的端盖22以及安装到外壳21内的定子磁芯23、分别安装到定子磁芯23两端的绝缘架25和26、绕设于定子磁芯23的绕组24等，绕组24与定子磁芯23之间被对应的绝缘架25、26隔开。

定子20还包括安装在绝缘架25与端盖22之间的环状的PCB电路板50。PCB电路板50设有供电电路与绕组24电连接，用于控制电机100的运转。PCB电路板50设有连接座或线缆(图中未显示)与外部电源连接，端盖22设有通孔222供所述连接座或线缆穿过。

定子20还包括装设在筒状外壳21内并环绕绝缘架25和PCB电路板50的绝缘套筒27，绝缘套筒27用于保护PCB电路板50并避免PCB电路板50与外壳21之间发生不想要的短路。优选地，绝缘套筒27抵顶到定子磁芯23的轴向端面，且外周与定子磁芯23的外壁基本平齐。

本实施例中，转子80包括转轴81、固定套设到转轴81的环状转子磁芯(图中未显示)以及固定到转子磁芯外周的永磁体83，永磁体83为环状永磁体。本发明的转子80不局限于该种结构，例如，在替换的方案中，永磁体83是内嵌到转子磁芯的块状永磁体，或者是直接固定到转轴81的永磁体(即，不使用转子磁芯)。

本实施例中，转子80还包括固定套设到转轴81的平衡盘82，平衡盘82为两个，分别位于转子磁芯的两个外端，用于将转子80的中心调整到转子80的转动中心。此外，转子80还包括固定套设到转轴81的环状检测磁体84，检测磁体84随着转子80转动从而在转子80转动时形成转动磁场。相应地，PCB电路板50连接有位置传感器例如霍尔传感器用于感应检测磁体84的转动磁场，从而检测到转子80的转动。

转轴81被安装到端盖22内的轴承221以及安装到外壳21底部的轴承211支撑，以使转子可相对定子20转动。转轴81的一端从外壳21的底部伸出，用于对外驱动。

参考图3、图4和图5，定子磁芯23包括环状的轭部231以及从轭部231向内伸出的若干定子齿232。若干定子齿232之间围合形成一空间，转子80位于该空间内，转子80的永磁体83与定子齿232之间具有气隙。相邻的两个定子齿232之间形成齿槽233。绝缘架25、26分别从定子磁芯23两端沿轴向套装到定子磁芯23。绕组24绕设于被绝缘架25、26覆盖的定子齿232并收容于相应的齿槽233，从而使绝缘架25、26分隔绕组24与定子磁芯23。

参考图5和图6，绝缘架25整体上呈环状，包括环状的连接部251以及连接到连接部251一端的若干齿部绝缘部252、若干轭部绝缘部254。连接部251安装到定子磁芯23的轭部231的轴向端面。每个轭部绝缘部254呈弧形的板状，伸入对应的齿槽233内，将该齿槽233内的绕组24与该齿槽233内的定子磁芯23的轭部232的内壁隔开。每个齿部绝缘部252沿轴向套装到对应的一个定子齿232并伸入齿槽233内，将定子齿232和绕组24隔开。齿部绝缘部252的形状与定子齿232的齿身、齿冠的形状匹配。若干齿部绝缘部252、若干轭部绝缘部254沿圆周方向交替排列并顺次连接成环形，从而将齿槽233内的绕组24与定子磁芯23隔开。优选地，齿部绝缘部252中间内凹，以将绕组24限位在连接部251与齿部绝缘部252的末端之间。

在其它实施例中，齿部绝缘部252、轭部绝缘部254可以是绝缘纸。

绝缘架26的结构与绝缘架25基本相同，不再赘述。

参考图6和图7，绝缘架25的连接部251安装有多个沿电机100轴向延伸的用于连接绕组绕线的连接件255，本实施例中，连接件255有4个，为内嵌到连接部251的导电金属件。连接件255位于偏离对应定子齿232的周向端部的位置，即，偏离齿部绝缘部252。在绕制绕组24时，绕线先挂接到对应的连接件251，然后再卷绕对应的齿部绝缘部252。

连接件255的末端分别穿过PCB电路板50上的第一凹位51或第一通孔，并与PCB电路板50内的电路电连接。

绝缘架25还包括一体形成于连接部251、且凸出于连接部251的引导件256及若干电路板安装座257。引导件256及电路板安装座257位于正对对应定子齿232的位置，即，偏离轭部绝缘部254。引导件256用于将绕组24最初的线匝引导到贴靠齿槽233底部的位置，电路板安装座257用于支撑电路板50，一部分或全部的电路板安装座257也可用于将绕组24最初的线匝引导到贴靠齿槽233底部的位置。连接件255用于挂接绕组绕线的始端或末端，位于偏离对应定子齿232的周向端部的位置，并与该对应定子齿232的引导件256(如有)、电路板安装座257(如有)相邻。

例如，参考图6，某一相绕组24始端的绕线241挂接到连接件255a之后，经过相邻的引导件256的引导后，开始卷绕对应的齿部绝缘部252a对应的定子齿232若干匝，从而绕制成对应的绕组24。该引导件256的引导下，该绕组24最初的线匝能贴靠齿槽233的底部(即，齿部绝缘部252与轭部绝缘部254的连接处)，从而保障了槽满率。如绕组绕线241从连接件255a出来后就直接卷绕定子齿232，由于连接件255a偏离齿部绝缘部242，该绕组24最初的线匝很难贴靠齿槽233的底部，降低了槽满率，并且该段绕组绕线241存在着被绕线机磕碰及与后续绕组绕线241摩擦而受损的风险。

每个电路板安装座257包括形成于连接部251的基部258以及从基部258伸出的定位部259，基部258的尺寸较大从而在与定位部259连接的位置形成台阶用于搁放PCB电路板50，定位部259则穿过PCB电路板50的第二凹位52或第二通孔用于定位、连接PCB电路板。优选地，这些电路板安装座257共形成不少于2个台阶，以确定一个平面来支撑PCB电路板50。

本实施例中，电路板安装座257为四个，该四个电路板安装座257关于中心对称。这些电路板安装座257形成4个共面的台阶以支撑PCB电路板50。

可以理解地，电路板安装座257可以是其它数量，可以不是中心对称以便于限定PCB电路板50的安装位置，实现PCB电路板50装配过程中的防呆设计。

电路板安装座257或者电路板安装座257的基部258可作为引导件256。也就是说，引导件256可以是独立的部件，也可以是电路板安装座257或者电路板安装座257的一部分。

本实施例中，电路板安装座257及引导件256一体成型于绝缘架25，连接件255为一端内嵌到绝缘架25的金属件。

参考图8和图9，本实施例中，绕组24为星型连接的三相绕组，三相绕组分别为U相绕组、V相绕组和W相绕组。定子磁芯23包括6个定子齿232，从而每相绕组包括两个绕组，该两个绕组分别卷绕在直径相对的两个定子齿232。为便于描述，沿顺时针方向，将6个绕组分别命名为U1绕组、W1绕组、V1绕组、U2绕组、W2绕组和V2绕组。连接件255为4个，分别命名为255a、255b、255c、255d，其中，连接件255a连接到U相、V相和W相绕组的一端，另外三个连接件255b、255c和255d分别U相、W相和V相的另一个端部。该三相绕组的绕制过程如下：

绕线从连接件255b出来后，经相邻的引导件(由电路板安装座258a作为引导件)引导后以第一卷绕方向形成绕组U1，随后，以第一卷绕方向形成绕组U2并挂接到连接件255a。接着，绕线从连接件255a出来后，经相邻的引导件256引导后以第二卷绕方向形成绕组W2，随后，以第二卷绕方向形成绕组W1并挂接到连接件255c。V相的绕线过程与U相类似，绕线从连接件255d出来后，经相邻的引导件(由电路板安装座258b作为引导件)引导后以第一卷绕方向形成绕组V1，随后，以第一卷绕方向形成绕组V2并挂接到连接件255a。该第一方向与第二方向相反，例如，分别是顺时针、逆时针。

如此，连接件225a可用作三相绕组的W相绕组的起点端同时作U、V相绕组的终点端，连接件255b作为U相绕组的起点端，连接件255c作为W相绕组的终点端，连接件255d作为V相绕组的起点端。每一相绕组的起点端绕在对应的连接件后经相邻的引导件或作为引导件的电路板安装座后从正对的定子齿开始绕设，引导件可引导绕组贴靠对应的齿槽的底部及对应的定子齿的侧边开始绕设，降低了槽满率并可避免绕组悬空而与后续的绕组摩擦而受损。

在其它实施例中，齿部绝缘部252与轭部绝缘部254可以由绝缘纸取代。

以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，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，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种电机，包括磁芯、安装到磁芯轴向端的绝缘架；所述磁芯包括轭部以及从轭部向内伸出的若干齿，其特征在于，所述绝缘架包括连接部，所述连接部安装到所述磁芯的轴向端面，所述连接部具有用于挂接绕组的绕线的连接件以及用于引导绕线的引导件，所述连接件位于偏离对应齿的周向端部的位置，所述引导件位于正对对应齿的位置用于引导从所述连接件出来的绕线以便于将绕线卷绕到对应齿以形成绕组，所述绝缘架还包括若干齿部绝缘部，所述齿部绝缘部沿轴向套装到对应的齿，用以将绕线与齿隔开，所述引导件与对应的齿部绝缘部的中心线位于同一个面内。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述绝缘架还包括连接到所述连接部的若干轭部绝缘部，所述轭部绝缘部覆盖所述轭部的内壁，用以将绕线与磁芯隔开。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述轭部绝缘部、齿部绝缘部交替排列，并顺次连接形成环形。

4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机包括安装到所述绝缘架轴向端的PCB电路板，所述连接件分别与所述PCB电路板、绕组的绕线导电连接，从而实现PCB电路板与所述绕组之间的导电连接。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述PCB电路板的外周具有与所述连接件对应的第一凹位或第一通孔供所述连接件穿过。

6.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机包括安装到所述绝缘架轴向端的PCB电路板；所述连接部设有电路板安装座，所述电路板安装座包括从所述连接部伸出的基部，所述PCB电路板搁置到所述基部。

7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述电路板安装座位于正对对应齿的位置，所述电路板安装座或者所述基部作为所述引导件。

8.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述电路板安装座位于正对对应齿的位置，所述绕组为三相绕组，所述连接件为四个，每相绕组的两端分别连接到对应的两个连接件从而形成星型连接，每相绕组的起始端缠绕对应的连接件后经相邻的引导件或作为引导件的电路板安装座的引导缠绕至引导件或电路板安装座正对的齿及与该齿对应的另一齿。

9.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述PCB电路板的外周具有与所述连接件对应的第一凹位或第一通孔供所述连接件穿过。

10.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述PCB电路板外周设有第二凹位或第二通孔，所述电路板安装座还包括从所述基部伸出的定位部，所述定位部***所述PCB电路板外周的第二凹位或第二通孔。

11.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述磁芯为定子磁芯，所述齿为定子齿；所述电机包括安装到定子内的转子，所述转子包括转轴以及固定到转轴的永磁体。

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