CN112204854B - 用于电动马达或发电机的引线框架 - Google Patents

Abstract

一种用于将具有多个逆变器支脚的第一逆变器电耦合到电动马达或发电机的第一组线圈绕组的引线框架，所述引线框架包括印刷电路板，所述印刷电路板具有多个电路板层，其中，每个电路板层包括绝缘基板，所述绝缘基板具有在所述绝缘基板上形成的导电层，其中第一电路板层包括第一导电层，所述第一导电层布置成耦合到所述第一组线圈绕组中的第一线圈绕组和所述第一逆变器的第一支脚，第二电路板层包括第二导电层，所述第二导电层布置成耦合到所述第一组线圈绕组中的第二线圈绕组和所述第一逆变器的第二支脚，第三电路板层包括第三导电层，所述第三导电层布置成耦合到所述第一组线圈绕组中的第三线圈绕组和所述第一逆变器的第三支脚，以及，第四电路板层包括第四导电层，所述第四导电层布置成耦合到所述第一线圈绕组、所述第二线圈绕组和所述第三线圈绕组，以在所述第一线圈绕组、所述第二线圈绕组和所述第三线圈之间形成中性点。

Description

用于电动马达或发电机的引线框架

技术领域

本发明涉及引线框架，尤其用于形成多个子马达的引线框架。

背景技术

随着人们对环境友好车辆的兴趣增加，使用电动马达为车辆提供驱动扭矩的兴趣也相应增加。

电动马达***通常包括电动马达，具有布置成控制电动马达的功率的控制单元。电动马达的已知类型的示例包括感应马达、同步无刷永磁马达、开关磁阻马达和线性马达。由于驱动车辆所需的高扭矩要求，用于此用途的最常见类型的电动马达是三相电动马达。

三相电动马达通常包括三个线圈组，其中每个线圈组都布置为产生与交流电压的三相之一相关联的磁场。

为了增加在电动马达内形成的磁极的数量，每个线圈组通常将具有围绕电动马达的***分布的多个线圈子组，这些线圈子组被驱动以产生旋转磁场。

作为说明，图1示出了具有三个线圈组14、16、18的典型的三相电动马达10。每个线圈组包括四个串联连接的线圈子组，其中对于给定的线圈组，由各个线圈子组产生的磁场将具有共同相位。

三相电动马达的三个线圈组通常配置成三角形或星形布局。

具有直流电源的三相电动马达的控制单元通常将包括三相桥式逆变器，该三相桥式逆变器产生用于驱动电动马达的三相电压源。各个电压相中的每个被施加到电动马达的相应线圈组。

三相桥式逆变器包括多个开关设备，例如诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)开关这样的功率电子开关，其用于从直流电压源产生交流电压。

在电动汽车马达的背景下，越来越流行的驱动设计是集成在车轮的电动马达设计，其中，电动马达及其相关联的控制***集成在车辆的车轮内。

然而，由于在车辆的车轮内的用于集成电动马达及其相关联的控制***的空间约束，这能够对电动马达的发电能力有影响。

希望改善这种情况。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了根据所附权利要求的引线框架。

本发明提供了如下优点：允许引线框架在逆变器与电动马达或发电机的线圈绕组之间提供大电流，以产生大的扭矩和功率值，同时允许电动马达/发电机和逆变器的空间包络减少。

附图说明

现在将参考附图以举例的方式描述本发明，其中：

图1示出了现有技术的三相电动马达；

图2示出了体现本发明的马达的分解图；

图3示出了控制装置的示意图；

图4示出了根据本发明的实施例的由引线框架提供的电连接；

图5示出了根据本发明的实施例的引线框架；

图6示出了根据本发明的实施例的引线框架布置；

图7示出了根据本发明的实施例的引线框架；

图8示出了根据本发明的实施例的引线框架布置；

图9示出了根据本发明的实施例的在引线框架的电路板层上的导电层；

图10示出了根据本发明的实施例的根据引线框架的引线框架；

图11示出了根据本发明的实施例的在引线框架的电路板层上的导电层；

图12示出了根据本发明的实施例的在引线框架的电路板层上的导电层；

图13示出了根据本发明的实施例的在引线框架的电路板层上的导电层；

图14示出了根据本发明的实施例的在引线框架的电路板层上的导电层；

图15显示了根据本发明的实施例的引线框架；

图16示出了根据本发明的实施例的电动马达；

图17示出了根据本发明的实施例的定子背铁、线圈绕组和引线框架；

图18示出了根据本发明的实施例的定子。

具体实施方式

所描述的本发明的实施例用于引线框架，该引线框架用于将用于电动马达或发电机的逆变器耦合至直流电源，其中，优选地，电动马达用于车辆的车轮。但是，如果电动马达位于车辆内，则它可以位于车辆内的任何位置。马达是具有一组线圈的类型的马达，该一组线圈是附接到车辆的定子的一部分，被转子径向地围绕，该转子承载有附接到车轮的一组磁体。为了避免不确定，本发明的各个方面同样适用于具有相同布置的发电机。这样，电动马达的定义旨在包括发电机。另外，本发明的某些方面可应用于具有将转子居中安装在径向围绕的线圈内的装置。如本领域技术人员将理解的，本发明适用于与其他类型的电动马达一起使用。

为了本实施例的目的，如图2所示，车轮内电动马达包括：定子252，其包括用作散热器的圆周支撑件253；多个线圈254；两个控制装置(未示出)，其安装在定子的后部上的圆周支撑件253上以驱动线圈；环形电容器(未显示)，也称为直流链路电容器；以及，如下面描述的引线框架255，其安装在所述线圈的轴向边缘和在所述圆周支撑件上形成的轴向凸缘之间用于将所述控制装置耦合到所述线圈。线圈254形成在定子齿叠片上以形成线圈绕组。定子盖安装在定子252的后部上，包围所述控制装置和环形电容器以形成定子252，该定子然后可以固定至车辆并且在使用期间相对于车辆不旋转。

如图3中示意性表示的，每个控制装置300包括逆变器310，其中控制装置之一包括控制逻辑320，用于控制两个逆变器310的操作，在本实施例中，控制逻辑320包括处理器。如下所述的，每个逆变器耦合至三组并联电布置的线圈绕组，以形成一组三个子马达。

环形电容器耦合在逆变器310和电动马达的直流电源之间，用于减小电动马达的也称为直流母线的电源线上的电压波动，并且用于在电动马达的工作期间减小电压过冲。为了减小的电感，优选将电容器安装成与控制装置300相邻。

转子240包括前部220和形成盖的圆筒部221，圆筒部221基本上围绕定子252。转子包括围绕圆筒部221的内部布置的多个永磁体242。为了本实施例的目的，在圆筒部221的内部上安装了32个磁体对。然而，可以使用任何数量的磁体对。

磁体紧邻定子252上的线圈绕组，使得由线圈产生的磁场与围绕转子240的圆筒部221的内部布置的磁体242相互作用，以使转子240旋转。由于永磁体242被用来产生用于驱动电动马达的驱动转矩，因此永磁体通常被称为驱动磁体。

转子240通过轴承座(未示出)附接到定子252。轴承座可以是标准的轴承座，如在要安装该马达组件的车辆中使用的那样。轴承座包括两个部分，第一部分固定到定子，第二部分固定到转子。轴承座固定到定子252的壁的中心部分，并且还固定到转子240的壳体壁220的中心部分。转子240因此经由在转子240的中心部分处的轴承座可旋转地固定到将与其一起使用的车辆。其优点在于，然后可以使用普通的车轮螺栓将轮辋和轮胎在中心部分处固定到转子240，以将轮辋固定到转子的中心部分，并且因此牢固地固定在轴承座的可旋转侧上。车轮螺栓可以穿过转子的中心部分安装到轴承座本身。在转子240和车轮都安装到轴承座的情况下，在转子和车轮的旋转角度之间存在一对一对应关系。

转子还包括用于位置感测的一组磁体(未示出)，也称为换向磁体，其与安装在定子上的传感器一起允许估算转子磁通角。转子磁通角定义了驱动磁铁与线圈绕组的位置关系。替代地，代替一组分离的磁体，转子可以包括具有多个磁极的磁性材料环，所述多个磁极充当一组分离的磁体。

在本实施例中，电动马达包括六个线圈组，每个线圈组具有三个线圈子组，所述三个线圈子组以星形布局耦合以形成三相子马达，从而导致具有六个三相子马达的马达，其中如上所述，六个线圈组中的各个线圈缠绕在形成定子的一部分的各个定子齿上。经由两个控制装置300的其中之一控制各个子马达的操作，如下面所述的。尽管本实施例描述了具有六个线圈组(即六个子马达)的电动马达，但是马达可以同样地具有一个或多个带有相关控制装置的线圈组。同样地，每个线圈组可以具有任何数量的线圈子组，从而允许每个子马达具有两个或更多个相。

图3示出了在各个线圈组60与控制装置300之间的连接，其中三个线圈组60连接至包括在控制装置300上的相应三相逆变器310。如本领域技术人员所公知的，三相逆变器包含六个开关，其中可以通过六个开关的受控操作来产生三相交流电压。然而，开关的数量将取决于要施加到各个子马达的电压相的数目，其中子马达可以被构造为具有任意数目的相。每个控制装置300布置为经由通信总线330与另一控制装置300通信。

优选地，控制装置300是模块化构造的。在一个优选实施例中，每个控制装置，也称为功率模块，包括：功率印刷电路板，在其上安装有控制印刷电路板；两个电源母线，用于经由直流链路电容器连接到直流电池；三相绕组母线，用于经由引线框架连接到各个线圈绕组；以及，功率基板组件，其包括逆变器。

功率印刷电路板包括各种其他组件，该各种其他组件包括用于在功率基板组件上形成的逆变器开关的驱动器，其中，这些驱动器用于将来自控制印刷电路板的控制信号转换成用于操作安装在功率印刷电路板上的开关的合适形式，然而，将不对这些组件进行任何更详细的讨论。

控制装置300的其中之一包括处理器320，用于控制在两个控制装置300中的逆变器开关的操作。另外，每个控制装置300包括接口装置，以允许各个控制装置300之间的经由通信总线的通信，其中，一个控制装置300布置成与安装在电动马达外部的车辆控制器通信。

在相应控制装置300中的处理器320被布置为控制安装在每个控制装置300内的逆变器开关的操作，以允许向每个电动马达线圈组60供应三相电压电源，从而允许各个线圈子组产生旋转磁场。如上所述，尽管本实施例将每个线圈组60描述为具有三个线圈子组，但是本发明不限于此，并且应当理解，每个线圈组60可以具有一个或多个线圈子组。

在处理器的控制下，每个三相桥式逆变器310布置为在各个线圈子组上提供PWM电压控制，从而在各个线圈子组中产生电流，以提供各个子马达所需的转矩。

PWM控制通过使用马达电感对所施加的脉冲电压进行平均来工作，以驱动所需电流进入马达线圈。使用PWM控制，在各个马达绕组之间切换施加的电压。在各个马达线圈之间切换电压期间，电流在各个马达线圈中以它们的电感和所施加的电压决定的速率而上升。在电流增加超过所需的值之前关闭PWM电压控制，从而允许实现对电流的精确控制。

对于给定的线圈组60，三相桥式逆变器310开关被布置为在每个线圈子组上施加单个电压相。

使用PWM切换，多个开关被布置为在各个线圈子组上施加交流电压。电信号的电压包络和相位角由调制电压脉冲确定。

逆变器开关可以包括诸如MOSFET或IGBT这样的半导体器件。在本示例中，开关包括IGBT。但是，可以采用任何合适的已知切换电路来控制电流。这样的切换电路的一个众所周知的例子是具有六个开关的三相桥式电路，该六个开关被配置为驱动三相电动马达。该六个开关配置为两个开关的三个并联组，其中每对开关串联放置并形成三相桥式电路的支脚。单相逆变器将具有两对串联布置的开关，以形成逆变器的两个支脚。

形成在一个控制装置中的功率组件上的逆变器耦合到三个线圈组，以形成第一组三个子马达，而形成在另一个控制装置中的功率组件上的逆变器耦合到其它线圈组，以形成第二组三个子马达。

两个逆变器都经由引线框架耦合到相应的线圈组，其中，各个逆变器的每个支脚都通过各自的相绕组母线耦合到引线框架。为了本实施例的目的，由每个逆变器支脚产生的不同电压相被标记为W、V和U。

如下所述，各个线圈绕组耦合到引线框架255，以允许电流从直流电源经由控制装置中的相应逆变器流到线圈绕组，以允许由电动马达产生驱动转矩。

图4示出了引线框架255在用于控制装置的其中之一的相绕组母线与安装在定子上的线圈绕组之间提供的电连接，其中引线框架255被布置成以星形布局耦合用于各个线圈子组的相绕组。然而，引线框架255可以被配置为以不同的布局耦合用于各个线圈子组的相绕组。如上所述，每个线圈子组包括三个线圈绕组(即相绕组)以形成三相子马达。

尽管在每个相应线圈子组中的每个线圈绕组/相绕组可以被配置为单个的、独立的线圈绕组，但是该线圈绕组可以包括两个或更多个串联连接的分离的线圈。为了本实施例的目的，如下所述，形成线圈子组的线圈绕组中的每一个由三个单独缠绕的线圈形成，该三个线圈经由引线框架的电路板层耦合。

参考图4，线圈401形成第一子马达411的第一相绕组，线圈402形成第一子马达411的第二相绕组，并且线圈403形成第一子马达411的第三相绕组。对于第二子马达412，线圈404形成第二子马达412的第一相绕组，线圈405形成第二子马达412的第二相绕组，并且线圈406形成第二子马达412的第三相绕组。对于第三子马达413，线圈407形成第三子马达413的第一相绕组，线圈408形成第三子马达413的第二相绕组，并且线圈409形成第三子马达413的第三相绕组。

图4所示的每个线圈400对应于缠绕在单个定子齿上的线圈，其中每个线圈的端部布置成耦合至引线框架255，以允许线圈以图4所示的布局耦合。

引线框架255布置成将W相逆变器母线连接到第一子马达411的第一相绕组401、第二子马达412的第一相绕组404和第三子马达413的第一相绕组407的第一线圈400。

引线框架还将V相逆变器母线连接到第一子马达411的第二相绕组402、第二子马达412的第二相绕组405和第三子马达413的第二相绕组408的第一线圈400，并且，将U相逆变器母线连接到第一子马达411的第三相绕组403、第二子马达412的第三相绕组406和第三子马达413的第三相绕组409的第一线圈400。

如图4所示，引线框架255将第一子马达411的第一相绕组401的最后一个线圈400连接到第一子马达411的第二相绕组402和第三相绕组403的最后一个线圈400。类似地，引线框架255还将第二子马达412的第一相绕组404的最后一个线圈400连接到第二子马达412的第二相绕组405和第三相绕组406的最后一个线圈400，并且，将第三子马达413的第一相绕组407的最后一个线圈400连接至第三子马达413的第二相绕组408和第三相绕组409的最后一个线圈。这些连接充当各个子马达的每一个的星点。

另外，引线框架255布置为电连接用于每个相绕组的各个线圈400，以在用于每个相绕组的各个线圈400之间形成串联连接。

因此，引线框架提供了W、V、U相逆变器母线与相应的线圈400之间的电连接，以形成由单个逆变器310驱动的三个子马达，其中，各个子马达的线圈绕组以星形布局耦合。

类似地，引线框架255还耦合用于另一控制装置300的逆变器310的相绕组母线和以相同方式安装在定子上的线圈，以形成由第二控制装置300中的逆变器310驱动的另外三个子马达。

现在描述引线框架255的布局，其中，在第一实施例中，如图5所示，单个基本上圆周的引线框架用于从两个控制装置向相应的线圈组提供电流。如图6所示，基本上圆周的引线框架255安装到形成定子252的一部分的定子背铁600的轴向安装表面，与线圈相邻，其中线圈缠绕在形成在定子背铁600上的定子齿上。

如下所描述的，引线框架255包括：用于接收相应的母线引线框架引脚的第一组三个孔610，用于将引线框架255耦合到第一控制装置300中的逆变器310；以及，用于接收相应的母线引线框架引脚的第二组三个孔620，用于将引线框架255耦合到第二控制装置300中的逆变器310。

通过使用在预定位置处附接至定子背铁600的热熔棒630，将引线框架255安装至定子背铁600，热熔棒630布置成延伸穿过形成在引线框架255中的孔。一旦利用延伸穿过形成在引线框架255中的相应孔的各个热熔棒630将引线框架255安装在定子背铁600上，热熔棒630熔化，从而将引线框架255保持在定子背铁600上。但是，可以使用将引线框架附接到定子背铁的任何合适的装置。

同样如图6所示，如下所述的，引线框架255包括形成在引线框架255的内部和外部径向边缘上的多个凹部640，用于接收缠绕在定子齿上的线圈的端部，以将线圈400耦合到引线框架255，其中，对于缠绕在定子齿上的每个线圈，一个端部安装在形成于引线框架的内部径向边缘上的凹部640中，以及，另一端部安装在形成于引线框架255的外部径向边缘上的凹部640中。

图7示出了引线框架的第二实施例，其中引线框架包括第一引线框架部分701和第二引线框架部分(未示出)，其中，优选地第一引线框架部分701和第二引线框架部分均为半圆周的，使得当被安装在定子252上时，第一引线框架部分701和第二引线框架部分形成基本上圆周的引线框架布置。如图8所示，每个引线框架部分701被安装到形成定子252的一部分的定子背铁600的轴向安装表面，与线圈相邻，其中线圈被缠绕在形成在定子背铁600上的定子齿上。

第一引线框架部分和第二引线框架部分都包括一组三个孔801，用于接收相应的母线引线框架引脚，以将第一引线框架部分701和第二引线框架部分701分别耦合到第一控制装置300和第二控制装置300中的逆变器310。

第一引线框架部分701和第二引线框架部分701经由使用在预定位置处附连到定子背铁600的热熔棒630而安装到定子背铁600，热熔棒630被布置为延伸穿过形成在第一引线框架部分701和第二引线框架部分701中的孔。一旦利用延伸穿过形成在第一引线框架部分701和第二引线框架部分701中的各个孔的相应热熔棒630来将第一引线框架部分701和第二引线框架部分701安装在定子背铁600上，热熔棒630被熔化，从而将第一引线框架部分701和第二引线框架部分701保持到定子背铁600。然而，可以使用用于将第一引线框架部分701和第二引线框架部分701附接到定子背铁600的任何合适的装置。

同样如图8所示，如下所述的，第一引线框架部分701和第二引线框架部分701包括形成在第一引线框架部分701和第二引线框架部分701的内部和外部径向边缘上的多个凹部640，用于容纳缠绕在定子齿上的线圈400的端部，以将线圈400分别耦合到第一引线框架部分701和第二引线框架部分701。对于缠绕在定子齿上的每个线圈，一个端部安装在形成于第一引线框架部分701或第二引线框架部分701的内部径向边缘上的凹部640中，以及，另一端部安装在相应引线框架部分701的外部径向边缘上形成的凹部640中。

根据引线框架255的第一实施例，如上所述，单个圆周的引线框架被用作从控制装置300内的各个逆变器310到相应线圈绕组的电流路径，其中引线框架255是基本上圆周的印刷电路板，具有多个电路板层，在每个电路板层上印刷有导电层。在这个实施例中，对于每个电路板层，在表面区域的第一一半上形成的印刷导电层向控制装置300的其中之一和安装在定子上的线圈绕组提供电连接，并且在所述表面区域的第二一半上形成的印刷导电层向另一个控制装置300和安装在定子上的线圈绕组提供电连接。换句话说，引线框架印刷电路板的圆周的一半被分配用于将第一控制装置300耦合到一组线圈绕组，以形成第一组三个子马达，以及，引线框架印刷电路板的圆周的第二一半被分配用于将第二控制装置300耦合到第二组线圈绕组，以形成第二组三个子马达。

所述多个电路板层由相应的绝缘基板隔开。

印刷电路板基板材料由不传导电流的物质制成。通常，基板材料用作用于在印刷电路板上形成的导电层的层压电绝缘器。

用作有效基板的材料包括玻璃纤维、特氟龙(RTM)、陶瓷和某些聚合物，其中最流行的基材之一是FR-4。FR-4是一种玻璃纤维-环氧树脂层压板，其是价格合理的良好的电绝缘器，并且其比仅玻璃纤维的板更阻燃。然而，可以使用其他绝缘基板。

为了允许大电流从逆变器310流到线圈绕组，从而允许电动马达产生足够的扭矩以驱动车辆，如下所述，在每个电路板上的导电层都布置为在每个电路板的大部分上延伸，其中每个导电层被布置为对应于在相应的逆变器310和线圈绕组之间的以及在形成相应的子马达的不同线圈子组之间的特定电路路径。

因此，每个电路板层都针对电流进行了优化。

为了实现图4所示的电路结构，现在将描述印刷电路板层和印刷在电路板层上的导电层的结构，其中，当印刷在电路板上的用于将一个控制装置300中的一个逆变器310耦合到第一组线圈绕组的导电层在每个电路板层上都是用于将第二控制装置300中的另一个逆变器310耦合到第二组线圈绕组的导电层的镜像时，将仅描述用于将一个逆变器耦合到一组线圈绕组的导电层。

尽管每个电路板层包括用于将三个线圈子组耦合到一个逆变器和将另外三个线圈子组耦合到另一个逆变器的两组电连接，但是基于逆变器的数量，每个电路板层可以包括任意数量的导电层。例如，如果使用单个逆变器来驱动安装在定子上的所有线圈绕组，则将印刷在每个电路板层上的导电层布置为形成在逆变器和线圈绕组之间的以及在形成各个子马达的不同线圈子组之间的特定电路路径。

印刷电路板包括具有图9所示的第一导电层的第一电路板层，该第一导电层在圆周电路板的基本上第一半圆周部分上延伸，该第一半圆周部分布置成电耦合到W相逆变器母线以及第一子马达411的第一相绕组401的第一线圈、第二子马达412的第一相绕组404的第一线圈和第三子马达413的第一相绕组407的第一线圈。如上所述，另一导电层在圆周电路板的基本上第二半周部分上延伸，该第二半圆周部分被布置成电耦合到第二逆变器的W相逆变器母线和安装在定子上的相应线圈绕组，其中该另一导电层与第一导电层电隔离。然而，由于这种布置，与所有其他电路板层一样，是第一逆变器的连接的镜像，因此将不进一步描述用于将第二逆变器耦合到线圈绕组的引线框架连接。

如图10所示，W相逆变器母线经由母线引线框架引脚1010耦合到第一电路板层，母线引线框架引脚1010是耦合到W相逆变器母线的圆柱形导电元件，其中母线引线框架引脚延伸穿过在印刷电路板上形成的相关引线框架引脚孔610。W母线引线框架引脚1010被布置为在位置910处电耦合至第一导电层900。为了允许第一子马达411的第一相绕组401的第一线圈、第二子马达412的第一相绕组404的第一线圈和第三子马达413的第一相绕组405的第一线圈在位置920、930、940处耦合到第一导电层，相关线圈的端部布置成安装在如上所述的形成在引线框架255的内部和外部径向边缘内的凹部640内，其中在位置920、930、940处安装在形成在引线框架的内部径向边缘内的凹部内的线圈绕组的端部电耦合到第一导电层900。第一、第二和第三子马达的第一相绕组的第一线圈的其它端部以及其余线圈绕组的端部与第一导电层电隔离，所述其余线圈绕组安装在引线框架的内部和外部径向边缘内形成的相应凹部中。

印刷电路板包括第二电路板层，该第二电路板层具有在图11中示出的第二导电层1100，第二导电层1100在圆周电路板的基本上第一半圆周部分上延伸，该第一半圆周部分布置成电耦合至U相逆变器母线以及第一子马达411的第二相绕组402的第一线圈、第二子马达412的第二相绕组405的第一线圈和第三子马达413的第二相绕组408的第一线圈。如上所述，另一导电层在圆周电路板的基本上第二半圆周部分上延伸，该第二半圆周部分被布置成电耦合到第二逆变器的U相逆变器母线和安装在定子上的相应线圈绕组，其中该另一导电层与第二导电层电隔离。然而，由于这种布置，与所有其他电路板层一样，是第一逆变器的连接的镜像，因此将不进一步描述用于将第二逆变器耦合到线圈绕组的引线框架连接。

如图10所示，U相逆变器母线经由母线引线框架引脚1010耦合到第二电路板层，母线引线框架引脚1010是耦合到U相逆变器母线的圆柱形导电元件，其延伸穿过在印刷电路板上形成的相关的引线框架引脚孔610。U母线引线框架引脚1010布置成在位置1110处电耦合到第二导电层1100。为了允许第一子马达411的第二相绕组402的第一线圈、第二子马达412的第二相绕组405的第一线圈和第三子马达413的第二相绕组408的第一线圈分别在位置1120、1130、1140处耦合到第二导电层，如上所描述的，相关线圈的端部布置为安装在引线框架255的内部和外部径向边缘内形成的凹部640内，其中，在位置1120、1130、1140处安装在引线框架255的内部径向边缘内形成的凹部中的线圈绕组的端部电耦合至第二导电层。第一、第二和第三子马达的第二相绕组的第一线圈的其它端部以及其余线圈绕组的端部与第二导电层电隔离，所述其余线圈绕组安装在引线框架的内部和外部径向边缘内形成的相应凹部中。

印刷电路板包括第三电路板层，其具有图12所示的第三导电层，第三导电层在圆周电路板的基本上第一半圆周部分上延伸，该第一半圆周部分布置成电耦合至V相逆变器母线以及第一子马达411的第三相绕组403的第一线圈、第二子马达412的第三相绕组406的第一线圈和第三子马达413的第三相绕组409的第一线圈。如上所述，另一导电层在圆周电路板的基本上第二半圆周部分上延伸，该第二半圆周部分布置成电耦合到第二逆变器的V相逆变器母线和安装在定子上的相应线圈绕组，其中该另一导电层与第二导电层电隔离。然而，由于这种布置，与所有其他电路板层一样，是第一逆变器的连接的镜像，因此将不进一步描述用于将第二逆变器耦合到线圈绕组的引线框架连接。

V相逆变器母线经由如图10所示的母线引线框架引脚1010耦合到第三电路板层，母线引线框架引脚1010是耦合到V相逆变器母线的圆柱形导体元件，其延伸穿过在印刷电路板上形成的相关的引线框架引脚孔610。V母线引线框架引脚1010被布置为在位置1210处电耦合到第三导电层1200。为了允许第一子马达411的第三相绕组403的第一线圈、第二子马达412的第三相绕组406的第一线圈和第三子马达413的第三相绕组409的第一线圈耦合到第三导电层，如上所述，相关线圈的端部被布置为安装在引线框架255的内部和外部径向边缘内形成的凹部640内，其中在位置1220、1230、1240处安装在引线框架的内部径向边缘内形成的凹部内的线圈绕组的端部电耦合至第三导电层。第一、第二和第三子马达的第三相绕组的第一线圈的其它端部以及其余线圈绕组的端部与第三导电层电隔离，所述其余线圈绕组安装在引线框架的内部和外部径向边缘内形成的相应凹部中。

印刷电路板包括具有如图13所示的第四导电层1310、第五导电层1320和第六导电层的第四电路板层，其中第四导电层1310、第五导电层1320和第六导电层1330一起在圆周电路板的基本上第一半圆周部分上延伸。第四导电层1310、第五导电层1320和第六导电层1330彼此电隔离。

第四导电层1310被布置为电耦合第一子马达411的第一相绕组401的最后一个线圈、第一子马达411的第二相绕组402的最后一个线圈和第一子马达411的第三相绕组403的最后一个线圈，以在第一子马达411的第一线圈绕组401、第二线圈绕组402和第三线圈绕组403之间形成中性点(即，星点)。

为了允许第一子马达411的第一相绕组401的最后一个线圈、第一子马达411的第二相绕组402的最后一个线圈和第一子马达411的第三相绕组403的最后一个线圈被耦合，如上所述，相关线圈的端部布置成安装在于引线框架255的内部和外部径向边缘内形成的凹部640内，其中在位置1311、1312、1313处安装在引线框架的外部径向边缘内形成的凹部内的线圈绕组的端部电耦合到第四导电层1310。第一子马达411的第一相绕组401的最后一个线圈、第一子马达411的第二相绕组402的最后一个线圈和第一子马达411的第三相绕组403的最后一个线圈的其它端部和其余线圈绕组的端部与第四导电层1310电隔离，所述其余线圈绕组安装在引线框架255的内部和外部径向边缘内形成的相应凹部中。

第五导电层1320被布置为电耦合第二子马达412的第一相绕组404的最后一个线圈、第二子马达412的第二相绕组405的最后一个线圈和第二子马达412的第三相绕组406的最后一个线圈，以在第二子马达412的第一线圈绕组404、第二线圈绕组405和第三线圈绕组405之间形成中性点(即，星点)。

为了允许第二子马达412的第一相绕组404的最后一个线圈、第二子马达412的第二相绕组405的最后一个线圈和第二子马达412的第三相绕组406的最后一个线圈被耦合，如上所述，相关线圈的端部布置成安装在引线框架255的内部和外部径向边缘内形成的凹部640内，其中在位置1321、1322、1323处安装在引线框架的外部径向边缘内形成的凹部内的线圈绕组的端部电耦合到第五导电层1320。第二子马达412的第一相绕组404的最后一个线圈、第二子马达412的第二相绕组405的最后一个线圈和第二子马达412的第三相绕组406的最后一个线圈的其它端部以及其余线圈绕组的端部与第五导电层1320电隔离，所述其余线圈绕组安装在引线框架255的内部和外部径向边缘内形成的凹部640中。

第六导电层1330被布置为电耦合第三子马达413的第一相绕组407的最后一个线圈、第三子马达413的第二相绕组408的最后一个线圈和第三子马达413的第三相绕组409的最后一个线圈，以在第三子马达413的第一线圈绕组407、第二线圈绕组408和第三线圈绕组409之间形成中性点(即，星点)。

为了允许第三子马达413的第一相绕组407的最后一个线圈、第三子马达413的第二相绕组408的最后一个线圈和第三子马达413的第三相绕组409的最后一个线圈被耦合，如上所述，相关线圈的端部布置成安装在形成于引线框架255的内部和外部径向边缘内的凹部640内，其中在位置1331、1332、1333处安装在形成于引线框架的外部径向边缘内的凹部内的线圈绕组的端部电耦合到第六导电层1330。第三子马达413的第一相绕组407的最后一个线圈、第三子马达413的第二相绕组408的最后一个线圈和第三子马达的第三相绕组409的最后一个线圈的其它端部和其余线圈绕组的端部与第六导电层1330电隔离，所述其余线圈绕组安装在形成在引线框架255的内部和外部径向边缘内的相应凹部640中。

印刷电路板包括第五电路板层，该第五电路板层具有图14所示的多个导电层，用于电耦合形成第一子马达411的第一相绕组401的线圈400、,形成第一子马达411的第二相绕组402的线圈400和形成第一子马达411的第三相绕组402的线圈400。对于第二子马达，所述多个导电层布置为电耦合形成第二子马达412的第一相绕组404的线圈400、形成第二子马达412的第二相绕组405的线圈400和形成第二子马达412的第三相绕组406的线圈400。对于第三子马达，所述多个导电层布置为电耦合形成第三子马达413的第一相绕组407的线圈400、形成第三子马达413的第二相绕组408的线圈400和形成第三子马达413的第三相绕组409的线圈400。

优选地，第五电路板层上的所述多个导电层布置为允许每个相应的线圈子组的所述多个线圈被耦合，使得线圈绕组内的每个线圈产生对于给定的电流方向与其相邻线圈反平行同时具有共同相位的磁场。

在第五印刷电路板层上形成的所述多个导电层中，两个导电层1501、1502用于耦合形成第一子马达411的第一相绕组401的线圈400，两个导电层1503、1504用于耦合形成第一子马达411的第二相绕组402的线圈400，以及，两个导电层1505、1506用于耦合形成第一子马达411的第三相绕组403的线圈400。对于第二子马达，两个导电层1507、1508用于耦合形成第二子马达412的第一相绕组404的线圈400，两个导电层1509、1510用于耦合形成第二子马达412的第二相绕组405的线圈400，以及，两个导电层1511、1512用于耦合形成第二子马达412的第三相绕组406的线圈400。对于第三子马达，两个导电层1513、1514用于耦合形成第三子马达413的第一相绕组407的线圈400，两个导电层1515、1516用于耦合形成第三子马达413的第二相绕组408的线圈400，以及，两个导电层1517、1518用于耦合形成第三子马达413的第三相绕组409的线圈400。

通过举例说明的方式，将描述用于耦合线圈400的连接。

如上所述，形成一组线圈的第一线圈的一个端部在位置920处安装在引线框架255的内部径向边缘上形成的凹部640中，并且电耦合至形成在第一电路板层上的第一导电层900同时与在其他电路板层上的任何其他导电层电隔离，所述一组线圈形成第一子马达411的第一相绕组401。第一线圈的另一端在位置950处安装在引线框架的外部径向边缘上形成的相对的凹部中，并且电耦合至在第五电路板层上的导电层1502。

形成所述一组线圈(其形成第一子马达411的第一相绕组401)的第二线圈的一个端部，在位置951处安装在引线框架的外部径向边缘上形成的凹部中，并且电耦合至导电第五电路板层上的导电层1502，从而经由第一线圈将第二线圈电连接到W相母线引脚。

第二线圈的另一端在位置952处安装在引线框架的内部径向边缘上形成的相对的凹部中，并且电耦合至第五电路板层上的与导电层1502电隔离的导电层1501。

形成其形成第一子马达411的第一相绕组401的所述一组线圈的第三线圈的一个端部，在位置953处安装在引线框架的内部径向边缘上形成的凹部中，并且电耦合至导电第五电路板层上的导电层1501，从而经由第一和第二线圈将第三线圈电连接到W相母线引脚。第三线圈的另一端在位置954处安装在引线框架的外部径向边缘上形成的相对的凹部中，并且电耦合至第四电路板层上的第四导电层1310，以将第三线圈耦合至形成第一子马达411的第二相绕组402和第三相绕组403的相应线圈。

以类似的方式，第五电路板层上的下一组两个导电层1503、1504用于将形成第一子马达411的第二相绕组402的线圈400耦合到V相母线引脚，第五电路板层上的下一组两个导电层1505、1506用于将形成第一子马达411的第三相绕组403的线圈400耦合到U相母线引脚。

第五电路板层上的下一组两个导电层1507、1508用于将形成第二子马达412的第一相绕组404的线圈400耦合到W相母线引脚。第五电路板层上的下一组两个导电层1509、1510用于将形成第二子马达412的第二相绕组405的线圈400耦合到V相母线引脚，以及第五电路板上的下一组两个导电层1511、1512用于将形成第二子马达412的第三相绕组406的线圈400耦合到U相母线引脚。

第五电路板层上的下一组两个导电层1513、1514用于将形成第三子马达413的第一相绕组407的线圈400耦合到W组母线引脚。第五电路板层上的下一组两个导电层1515、1516用于将形成第三子马达413的第二相绕组408的线圈400耦合到V相母线引脚，以及第五电路板上的下一组两个导电层1517、1518用于将形成第三子马达413的第三相绕组409的线圈400耦合到U相母线引脚。

在优选实施例中，为了允许增加的电流流动，并因此增加扭矩，可以使所述各个电路板层中的一个或多个成倍增加。因此，第一电路板层可以被具有与第一电路板层相同的构造的两个电路板层代替，从而使第一电路板提供的导电区域加倍。

类似地，第二电路板层可以被具有与第二电路板层相同的构造的两个电路板层代替，第三电路板层可以被具有与第三电路板层相同的构造的两个电路板层代替，第四电路板层可以被具有与第四电路板层相同的构造的两个电路板层代替，以及，第五电路板层可以被具有与第五电路板层相同的构造的两个电路板层代替。

现在将描述用于将W、U、V相母线引脚和各个线圈耦合到引线框架的电连接。

关于用于将相母线引脚1010耦合到印刷在引线框架电路板层上的各个导电层的电连接，导电套管1600***到引线框架中形成的用于W、U、V相母线引脚1010的各个孔中，如图15所示。当W、U、V相母线引脚***到相应的导电套管1600中时，相母线引脚1010被布置成与套管1600电接触。为了引脚1010与套管1600之间的改善的电接触，可以使用焊料或其他导电材料。

对于在各个电路板层上形成的需要电连接至相母线引脚1010的任何导电层，各个导电层被布置成延伸并与导电套管1600电接触。

对于在各个电路板层上形成的与相母线引脚1010电隔离的任何导电层，各个导电层被布置成与导电套管1600电绝缘。

例如，参考图15，引线框架包括十个电路板层，其中第一两个电路板层1611、1612对应于上述用于将W母线引线框架引脚耦合到引线框架的第一电路板层，接下来的两个电路板层1613、1614对应于上述用于将U母线引线框架引脚耦合到引线框架的第二电路板层，接下来的两个电路板层1615、1616对应于上述用于将V母线引线框架引脚耦合到引线框架的第三电路板层，接下来的两个电路板层1617、1618对应于上述用于耦合各个子马达的第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组的第四电路板层，接下来的两个电路板层1619、1620对应于上述用于耦合各个相绕组的线圈的第五电路板层。如图15中所示，第一两个电路板层1611、1612上的第一导电层与用于将W母线引线框架引脚耦合到这两个导电层的导电套管接触。相反，印刷在其他电路板层上的导电层与导电套管电隔离。

尽管本实施例使用导电套管1600来将母线引线框架引脚1010电耦合到引线框架255，但是可以使用任何机构来将相应的逆变器支脚耦合到引线框架255。

关于各个线圈的端部，可以使用与用于电连接相母线引脚1010的布置相似的布置，以将线圈400的各个端部电耦合到印刷在一个或多个电路板层上的所需导电层，其中半圆周导电套管被放置在形成在引线框架的内部和外部径向边缘中的相应凹部内。可替代地，各个线圈400的端部可以利用被放置在所述各个线圈的端部和相关导电层之间的用于改善在所述各个线圈的端部和相关导电层(通过其它们打算电连接)之间的导电性的导电材料，直接被放置在形成于引线框架255的内部和外部径向边缘中的凹部640内。

现在将描述用于将线圈400的端部安装在引线框架255的内部和外部径向凹部640中的优选过程。

在将引线框架255安装到定子背铁600之前，线圈的端部被布置成在与定子背铁600的轴向安装表面相同的平面中沿径向方向远离定子背铁600延伸。以这种构造，在定子背铁600的外部径向边缘上的线圈的端部布置成沿径向方向远离定子背铁600的中心延伸，以及，在定子背铁600的内部径向边缘上的线圈的端部沿径向方向朝着定子背铁600的中心延伸。

如上所述，然后优选地通过使用热熔棒来将引线框架255安装在定子背铁600的轴向安装表面上，其中在引线框架255的内部和外部径向边缘中形成的凹部布置成与线圈的端部对齐，使得在引线框架255的内部和外部径向边缘中形成的各个凹部640位于线圈的相应端部上方，其中图16示出了沿径向方向远离定子背铁600延伸的一个线圈端部1610。然后将各个线圈的端部旋转九十度以延伸到位于相应线圈的相应端部上方的引线框架凹部640中，从而产生沿着轴向方向延伸的线圈端部1621。可以使用任何装置以将端部旋转到形成在引线框架的内部和外部径向边缘上的相应凹部中。

参考图16，在位于在引线框架255中形成的轴向凹部640内之前的线圈的端部以实线示出，而图16中所示的端部的虚线版本表示一旦将线圈的端部旋转九十度到凹部640中时该端部的位置。

图17示出了定子背铁的一部分，其示出了七个线圈400，如上所述，它们的相应线圈端部延伸到形成在引线框架255中的内部和外部径向凹部640中，以将相应的线圈耦合到引线框架255。如上所述，为了各个线圈的端部与引线框架255之间的改善的电接触，可以在线圈的端部与引线框架255之间使用焊料或某种其他导电材料。

一旦已经将引线框架255安装在定子背铁600上并且已经将线圈的端部耦合到引线框架255，定子背铁600布置为被安装到定子散热器253，如图18所示。

优选地，例如经由如专利申请GB2562196中所述的热降机构将定子背铁600安装在定子散热器253上，但是，可以使用任何合适的机构。

为了允许冷却定子背铁600、线圈400和引线框架255，定子散热器253具有冷却通道，该冷却通道具有第一部分1810和第二部分1820，该第一部分1810布置成沿着定子齿和背铁600的内部轴向边缘延伸，第二部分1820布置成沿径向向外方向延伸，该径向向外方向平行于在其上安装有引线框架的定子背铁600的轴向安装表面，如图18显示的定子的截面图所示。

为了定子散热器253与引线框架255之间的改善的导热性，将灌封材料1830放置在散热器253与引线框架255之间以及在引线框架255与定子线圈400之间。通常，所使用的灌封材料1830被布置成提供良好的导热性。合适的灌封材料的一个例子是陶瓷填充环氧树脂；然而，可以使用其他类型的灌封材料。

关于第二实施例，除了具有多个印刷电路板层的两个半圆周引线框架部分701用于安装用于将逆变器310耦合到多个线圈的导电层之外，引线框架构造与上述关于第一实施例的引线框架构造相同。换句话说，第一引线框架部分701具有如上所述的具有导电层的第一组印刷电路板，用于将第一逆变器310耦合到第一组线圈400以形成第一组三个子马达，第二引线框架部分701具有如上所述的具有导电层的第二组印刷电路板，用于将第二逆变器310耦合到第二组线圈400以形成第二组三个子马达。

对于这个实施例，作为每个引线框架部分701仅形成半圆周截面的结果，这具有以下优点：与单个圆周引线框架的制造成本相比，降低对于整个引线框架布置的制造成本。

在引线框架的另一优选实施例中，为了改善的电流流动，如果在一个或多个印刷电路板层上存在导电层的部分，其中不需要电流，则导电层的这些部分可以与导电层的其余部分隔离，并用作其他印刷电路板层上的导电层的附加电流路径。例如，当对于在W相母线引脚与第一子马达、第二子马达和第三子马达的第一相绕组之间的电流流动，不需要第一印刷电路板上的导电层900的右手部分时，导电层的该部分可以用于支撑其他导电层的电流。为了该实施例的目的，第一导电层的该部分与第一导电层的其余部分电隔离，并且用于支撑第四印刷电路板层上的第六导电层中的电流。

Claims (13)

1.一种用于将具有多个逆变器支脚的第一逆变器电耦合到电动马达或发电机的第一组线圈绕组的引线框架，所述引线框架包括具有多个电路板层的印刷电路板，其中每个电路板层包括绝缘基板，所述绝缘基板具有在所述绝缘基板上形成的导电层，其中第一电路板层包括第一导电层，所述第一导电层布置成耦合到所述第一组线圈绕组中的第一线圈绕组和所述第一逆变器的第一支脚，第二电路板层包括第二导电层，所述第二导电层布置成耦合到所述第一组线圈绕组中的第二线圈绕组和所述第一逆变器的第二支脚，第三电路板层包括第三导电层，所述第三导电层布置成耦合到所述第一组线圈绕组中的第三线圈绕组和所述第一逆变器的第三支脚，以及，第四电路板层包括第四导电层，所述第四导电层布置成耦合到所述第一线圈绕组、所述第二线圈绕组和所述第三线圈绕组，以在所述第一线圈绕组、所述第二线圈绕组和所述第三线圈绕组之间形成中性点，其中，所述第一电路板层包括第五导电层，所述第五导电层布置成耦合到第二组线圈绕组中的第一线圈绕组和第二逆变器的第一支脚，所述第二电路板层包括第六导电层，所述第六导电层布置成耦合到所述第二组线圈绕组中的第二线圈绕组和所述第二逆变器的第二支脚，所述第三电路板层包括第七导电层，所述第七导电层布置成耦合到所述第二组线圈绕组的第三线圈绕组和所述第二逆变器的第三支脚，以及，所述第四电路板层包括第八导电层，所述第八导电层布置成耦合到所述第二组线圈绕组中的所述第一线圈绕组、所述第二线圈绕组和所述第三线圈绕组，以在所述第二组线圈绕组的所述第一线圈绕组、所述第二线圈绕组和所述第三线圈绕组之间形成中性点。

2.根据权利要求1所述的引线框架，其中，所述印刷电路板包括第五电路板层，所述第五电路板层具有多个导电层，所述多个导电层布置为电耦合对应于所述第一线圈绕组的第一线圈子组、对应于所述第二线圈绕组的第二线圈子组和对应于所述第一组线圈绕组中的所述第三线圈绕组的第三线圈子组，其中每个线圈子组包括多个线圈，其中在所述第五电路板层上的所述多个导电层布置为允许每个相应线圈子组的所述多个线圈彼此耦合，以使每个线圈产生对于给定的电流方向与其相邻线圈反平行同时具有共同相位的磁场。

3.根据权利要求1或2所述的引线框架，其中，所述印刷电路板基本上是圆周的。

4.根据权利要求1所述的引线框架，其中，所述第一导电层和所述第五导电层彼此电隔离并且位于所述第一电路板层的不同区域上。

5.根据权利要求1或4所述的引线框架，其中，所述第二导电层和所述第六导电层彼此电隔离并且位于所述第二电路板层的不同区域上。

6.根据权利要求1或4所述的引线框架，其中，所述第三导电层和所述第七导电层彼此电隔离并且位于所述第三电路板层的不同区域上。

7.根据权利要求1或4所述的引线框架，其中，所述第四导电层和所述第八导电层彼此电隔离并且位于所述第四电路板层的不同区域上。

8.根据权利要求1所述的引线框架，其中，所述印刷电路板还包括第六电路板层、第七电路板层、第八电路板层和第九电路板层，所述第六电路板层具有第九导电层，所述第九导电层布置为耦合到所述第一组线圈绕组中的所述第一线圈绕组和所述第一逆变器的所述第一支脚，所述第七电路板层具有第十导电层，所述第十导电层布置成耦合到所述第一组线圈绕组中的所述第二线圈绕组和所述第一逆变器的所述第二支脚，所述第八电路板层具有第十一导电层，所述第十一导电层布置成耦合到所述第一组线圈绕组中的所述第三线圈绕组和所述第一逆变器的所述第三支脚，所述第九电路板层具有第十二导电层，所述第十二导电层布置成耦合到所述第一线圈绕组、所述第二线圈绕组和所述第三线圈绕组，以在所述第一线圈绕组、所述第二线圈绕组和所述第三线圈绕组之间形成中性点。

9.根据权利要求2所述的引线框架，其中，所述印刷电路板还包括第六电路板层、第七电路板层、第八电路板层和第九电路板层，所述第六电路板层具有第九导电层，所述第九导电层布置为耦合到所述第一组线圈绕组中的所述第一线圈绕组和所述第一逆变器的所述第一支脚，所述第七电路板层具有第十导电层，所述第十导电层布置成耦合到所述第一组线圈绕组中的所述第二线圈绕组和所述第一逆变器的所述第二支脚，所述第八电路板层具有第十一导电层，所述第十一导电层布置成耦合到所述第一组线圈绕组中的所述第三线圈绕组和所述第一逆变器的所述第三支脚，所述第九电路板层具有第十二导电层，所述第十二导电层布置成耦合到所述第一线圈绕组、所述第二线圈绕组和所述第三线圈绕组，以在所述第一线圈绕组、所述第二线圈绕组和所述第三线圈绕组之间形成中性点，其中，所述印刷电路板还包括第十电路板层，所述第十电路板层具有多个导电层，所述多个导电层布置成电耦合每个线圈子组的各个线圈，其中在所述第十电路板层上的所述多个导电层布置成允许每个相应线圈子组的所述多个线圈彼此耦合，以使每个线圈产生对于给定的电流方向与其相邻线圈反平行同时具有共同相位的磁场。

10.根据权利要求1所述的引线框架，其中，所述印刷电路板包括用于将所述引线框架定位在电动马达或发电机的定子上在预定位置中的装置。

11.根据权利要求1所述的引线框架，其中，所述印刷电路板包括在所述印刷电路板的内部和外部边缘上形成的多个凹部，其中每个凹部布置成接收相应的线圈绕组，以将所述线圈绕组电耦合到所述印刷电路板。

12.一种电动马达或发电机，包括定子，所述定子具有圆周支撑件，所述圆周支撑件包括在所述圆周支撑件上形成的多个齿，其中，线圈绕组安装在所述多个齿上，并且根据前述权利要求的任一项所述的引线框架安装在所述圆周支撑件上，其中所述线圈绕组耦合到所述引线框架以形成星形连接。

13.根据权利要求12所述的电动马达或发电机，其中，所述引线框架安装在所述圆周支撑件上与所述线圈绕组相邻。