[發明專利]電機的定子結構

有效

• 申請號: 200980143130.8
• 申請日: 2009-09-02
• 公開（公告）號: CN102197569A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: B·韋迪;F·普羅然
• 申請（專利權）人: 米其林技術公司;米其林研究和技術股份公司
• 主分類號: H02K1/18
• 分類號: H02K1/18;H02K5/08;H02K15/12
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王永建

技術領域

本發明涉及旋轉電機。本發明特別針對能夠以非常緊湊的形式產生高功率的機器，尤其是當其作為電動機運行時，例如用于機動車輛上的牽引應用。

背景技術

眾所周知，最近電動車輛的方案成倍地增多。最近幾年，已經目睹了在車輛的每個從動輪包括一個電機的情況下，為了推進力的目的，出現了在與車輛的車輪內部的尺寸相適應的空間或者在直接圍繞車輛車輪的空間中具有例如大至20或者甚至30千瓦(kW)比功率的電動機。要記住，在非常小的空間中通過所述機器產生顯著大的功率，必須采取特殊的措施，以便對抗由其運行施加的有時惡劣的條件。這包括例如用于移除在有限空間中所產生的熱能的有效方式或者承受在所述機器的轉子和定子之間所施加的非常大的力矩的能力的需求，因此必須設計并構造其組成部件。

根據從現有技術、例如專利文件US?4?908?347中已知的一種構造方法，定子被容納在殼體(“套筒”)中，以使其終端部件軸向地朝外延伸越過構成定子的有源部件的定子磁路的端部。繞組被容納在狹槽中。在每個磁極片塊的每個軸向端部處留出狹槽，這些繞組的導體被彎折(彎曲)，以形成環，以便從一個狹槽穿通到下一個狹槽，從而形成被容納在殼體套筒的相應的終端部件中的繞組頭。套筒的每個終端部件被配齊機器的殼體的蓋子所封閉。在每個蓋子的中心處固定有支承軸承的襯套，該機器的轉子的旋轉軸的相應端部配合在該軸承中。

當在轉子和定子之間的氣隙中產生電磁轉矩時，或者通過施加電流，如果機器作為電動機運行，或者當作為發電機運行時，通過對被施加到轉子軸上的機械轉矩作出反應，一方面，在定子和殼體之間傳遞相應的作用力，并且另一方面，在殼體和電機的框架或支架之間傳遞相應的作用力。所述作用力必須通過相應的反作用力矩補償。在給定所涉及的力的大小的情況下，定子的各種功能性零件、特別是磁性零件組至殼體的相互附接的可靠性有時給在小體積中產生大功率的機器的設計者提出了問題。

由與申請人有關的公司所提交的文件EP?1?174?988描述了具有高比功率的旋轉電機的另一個實施例，其中很可能出現所提到類型的困難。所述機器包括定子、安裝成在定子內部以轉動的轉子和包圍整體的殼體。定子包括由堆疊在第一和第二軸向端面之間的層疊的疊片組所構成的磁路。雖然其貫穿有圓柱狀通道，在該圓柱狀通道中具有氣隙地安裝有所述轉子，以用于隔開所述定子和轉子的相對的側表面。定子還具有穿過其的一系列狹槽，所述狹槽從一個端面延伸至另一個端面，并且容納導體，所述導體在其離開每個端面從一個狹槽穿通到另一個狹槽時彎折，以形成線圈。導體在端面中的彎折部分被聚集到封裝于絕緣和粘合樹脂塊中的繞組頭中。

在所述文件中，磁路形成在兩個部件中。首先，其包括通稱為星形疊片的定子疊片堆或垛，所述定子疊片堆或垛限定出被開口分開的徑向齒，所述開口限定出磁路的狹槽。其次，星形疊片堆被容納并固定在呈圓環形式的第二堆零件或疊片所形成的圓筒狀場框架內部。(磁)場框架通過封閉外部徑向側面上的狹槽確保第一堆星形疊片的齒的端部之間的磁路連續。在相反的徑向側面上，所述狹槽的封閉的端部中的導體靠近氣隙設置，如在所提到的文件中詳細描述的那樣。最后，將場框架零件堆容納在殼體內部并且阻止在殼體內部轉動，所述殼體的軸向端部各自包括支承轉子的滾動軸承的端板，并且在每個端部處被蓋子封閉。

在制造期間，將定子安裝到殼體中，并且將疊片和繞組封裝到樹脂中，所述樹脂為功能性部件、特別是疊片和所有導體相對于彼此提供電絕緣乃至超絕緣。封裝樹脂還有助于疊片相互之間的附著并且有助于兩個疊片堆相互之間的組裝。其有助于提高與冷卻系統的熱交換的質量。其將導體保持在狹槽中的適當位置，并且當繞組頭離開所謂的星形疊片堆的端面時涂覆繞組頭。

然而，在測試某些強力電機時，申請人注意到定子的結構遭受損壞的情況。通過分析，發現通常被阻止相對于彼此轉動的某些零件已經在施加在氣隙中的力矩強度的作用下并且在引起定子的各個組成部件的不均勻膨脹的溫度的作用下被分開。因此，也可能在考慮到能夠實現利用導體最佳地裝填狹槽而以兩個部件制造所述定子磁路結構的情況下遭遇已經提到的困難。

可能想到，可通過使用樹脂塊來改進定子的錨定質量，特別是在由兩部分組成的磁路結構的情況下，所述樹脂塊包圍繞組頭，以在磁路的軸向終端部件的端面、至少在一個側面上和同一側面上的套筒的內部管狀壁之間形成機械橋。例如，已經在專利文件EP?1367698中描述了該類方案，其中從磁路的每個表面開始的繞組頭被包覆上一塊樹脂，該樹脂與磁路的每個側面上的殼體的管狀部分的壁熱傳導并粘著接觸。在該壁中切出的凹槽改善封裝期間的樹脂的放置和熱傳導。