[發(fā)明專利]用束帶固定的分段式電機鐵芯及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380037034.1
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN104471836A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設計）人: B·D·錢柏林
• 申請（專利權）人: 瑞美技術有限責任公司
• 主分類號: H02K1/18
• 分類號: H02K1/18;H02K3/46;H01F3/02
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 曾祥生

相關專利申請的交叉引用

本專利申請要求2012年7月11日提交的、名稱為SEGMENTED?ELECTRIC?MACHINE?CORE?SECURED?WIT?HBELT(用束帶固定的分段式電機鐵芯)、系列號為No.61/670,200的美國臨時專利申請的優(yōu)先權，該臨時專利申請的公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。

技術領域

本發(fā)明涉及電機，更具體地，本發(fā)明涉及具有分段式鐵芯的電機。

背景技術

在電機中越來越要求更高的效率以及提高的功率和轉(zhuǎn)矩密度。常規(guī)的電機通常具有由疊堆的疊片形成的定子鐵芯，疊堆的疊片具有向內(nèi)伸出的磁極或齒狀物，在磁極之間限定有狹槽。在許多電機中，例如在無刷AC和DC電機中，線圈纏繞各個磁極，并且形成線圈的銅線填充狹槽。當定子鐵芯是形成完整環(huán)的單個結構時，觸及狹槽出現(xiàn)制造困難，這限制了每個狹槽內(nèi)能夠獲得的銅線的密度。狹槽內(nèi)線材的密度直接影響所獲得的電機的效率以及功率和轉(zhuǎn)矩密度，較高的填充因數(shù)提供增強的性能特性。

增大電機的狹槽填充因數(shù)的一種已知方法是利用分段式定子鐵芯。不采用圍繞單個一體式定子鐵芯的磁極的繞組線圈，通過首先形成多個定子鐵芯區(qū)段來制造分段式定子鐵芯，定子鐵芯區(qū)段具有處于疊片疊堆之外的一個或多個定子磁極。然后，線圈纏繞定子磁極。在線圈完成之后，其上具有線圈的鐵芯區(qū)段組裝成環(huán)，并且連接在一起以形成定子組件。在纏繞過程期間相鄰的鐵芯區(qū)段不妨礙觸及的情況下將線圈纏繞鐵芯區(qū)段的定子磁極的能力允許分段式定子鐵芯實現(xiàn)較高的狹槽填充密度，并且由此提供增強的性能特性。某些已知的分段式鐵芯采用僅僅具有單個磁極的鐵芯區(qū)段，而其它分段式鐵芯采用具有多個磁極的鐵芯區(qū)段。

總體上，在線圈已經(jīng)放置在定子區(qū)段上之后，分段式定子鐵芯必須在某個部位上涂清漆。清漆提供電絕緣，并且還限制形成線圈的各個線材的相對運動。清漆可以在線圈已經(jīng)纏繞在定子區(qū)段上之后施加到各個定子區(qū)段。作為另外一種選擇，在各個區(qū)段已經(jīng)固定在一起形成完整的定子組件之后，整個定子組件可以涂清漆。這些選擇中的每個選擇都具有其自身的缺陷。在組裝之前對各個定子區(qū)段中的每個涂清漆增大了涂清漆過程的數(shù)量，這是不期望的。

當各個區(qū)段組裝在一起時，它們通常安裝到殼體中，該殼體完全包圍定子組件并延伸定子組件的整個軸向長度。當在組裝之后對定子涂清漆時，殼體通常也將接收到清漆涂層。這樣的殼體通常具有額外的功能，并且具有許多特征結構，例如冷卻通道、小孔和其它復雜特征結構。在隨后的制造步驟或某些額外的步驟中，必須從這些特征結構中的許多特征結構去除清漆，例如必須掩蓋這些特征結構，以避免在涂清漆過程期間將清洗施加到這些殼體特征結構。因此，在各個定子區(qū)段已經(jīng)固定在一起以形成定子組件之后，去除或避免殼體的復雜結構上的清漆使得對定子組件涂清漆呈現(xiàn)不期望的屬性。

圖7和8示出了現(xiàn)有技術的分段式定子組件，其中多個定子區(qū)段136在環(huán)中連接在儀器，該環(huán)具有延伸定子鐵芯區(qū)段的整個軸向長度的套筒138。圖7中還示出了匯流條172，其將位于定子區(qū)段136上的繞組電聯(lián)接。

雖然可以利用已知的制造技術制造具有分段式鐵芯的電機，但是仍然需要改進具有分段式鐵芯的電機的設計和制造方法。

發(fā)明內(nèi)容

本申請公開了改進的用于電機的分段式鐵芯設計，其便于高效地制造完整的分段式鐵芯組件。

在本發(fā)明的一種形式中，本發(fā)明包括電機，該電機包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，包含這些組件中的至少一個包括鐵芯。鐵芯包括限定了軸向長度的多個鐵芯區(qū)段。鐵芯區(qū)段利用至少一個束帶構件在鐵芯組件中固定在一起。束帶構件基本上環(huán)繞多個鐵芯區(qū)段，并且具有的軸向尺寸小于鐵芯區(qū)段的軸向長度。鐵芯組件限定了第一和第二軸向端部，并且束帶構件設置在鐵芯組件的第一和第二軸向端部之間并與該第一和第二軸向端部間隔開。

在一些實施例中，所述至少一個束帶構件是基本上等距地處于第一和第二軸向端部之間的單個束帶構件。鐵芯區(qū)段可以有利地由多個疊堆的疊片形成，束帶構件僅僅接合多個疊堆的疊片中選擇的疊片。例如，選擇的與束帶構件接合的疊片可以用來限定凹部，束帶構件座置在該凹部中。