[發明專利]無刷電機

有效

• 申請號: 201711402475.3
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108242863B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 馬蒂亞斯·阿倫斯;奧拉夫·里希特;格奧爾格·本羅伊特爾;安德烈亞斯·瓦爾;于爾根·布雷特施奈德
• 申請（專利權）人: 標立電機有限公司
• 主分類號: H02K3/28
• 分類號: H02K3/28
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李驥;車文

無刷電機，具有永磁轉子和被纏繞的定子(1)和用于將線圈(5)相互接線的接線系統(7)并且具有電接頭(22)，被纏繞的定子由帶有多個定子極(3)的定子軛(2)、布置在端側的絕緣組件(4)、包括多個線圈(5)的定子繞組(6)組成，其中，每個定子極(3)都被線圈(5)纏繞。本發明的任務是如下地改進符合內轉子原則的BLDC電機，即，使得它在電機扭矩形成和電機輸出功率保持不變的情況下能夠明顯更加緊湊、更輕并且更低成本地制成，或者在構造空間保持不變的情況下能夠實現顯著的功率提升。

技術領域

本發明涉及一種具有永磁轉子和被纏繞的定子(1)和用于將線圈(5)相互接線的接線系統(7)并且具有電接頭(22)的無刷電機，所述被纏繞的定子由帶有多個定子極(3)的定子軛(2)、布置在端側的絕緣組件(4)、包括多個線圈(5)的定子繞組(6)組成，其中，每個定子極(3)被都被線圈(5)纏繞。

背景技術

按照現有技術用于驅動油泵的BLDC電機因為需要高的加速能力而被構造成內轉子。其中，為了實現足夠緊湊的構造尺寸，通常使用昂貴的稀土磁材。因為這些電機通常直接被裝入油池中，所以不需要使用鋼制殼體作為防腐保護。定子因此被構建成金屬疊片的、自支撐的單元。

所配屬的定子繞組利用針式繞卷機進行卷繞。為此必須在定子極之間的繞卷空間內留出空間，使得卷針可以進入其中。這個留空空間的寬度通常至少等于額定金屬線直徑的三倍，并且不能夠用于容納繞組金屬線。

這意味著，可利用的繞卷空間很大程度上依賴于金屬線直徑。金屬線直徑越小，可利用的繞卷空間越大。

BLDC電機在大部分情況下有三相的驅控系統。單個線圈的數量因此總是數字三的多倍。常見的有6級的、9極的或者12極的定子；然而定子極的數量也可以明顯更大。所以人們考慮所謂的力矩電機。

在現如今使用的電機中，通常使用線圈的串聯連接。這意味著，只需要比較少的匝數。通常匝數在個位數的范圍內。然而這也意味著，繞卷線圈直徑相對于提供的繞卷空間而言比較大。繞卷空間因此不能很好地被繞卷線圈填充。結果是用銅線不利地利用繞卷空間。

在串聯連接時的接線需要，在繞卷一個線圈以后跳躍過兩個緊鄰的線圈并且然后繼續向第三個線圈繞卷，直到每個相所需要的極數量被纏繞(圖1)。然而這有以下缺點，即，為了連接相的單個線圈必須橋接起相對較長的距離。為了線圈連接所需要的繞卷線圈的長度通常在繞組長度的范圍內。該連接金屬線不貢獻于扭矩的形成，但是不僅會增加必須的銅重量而且還提升了繞組電阻，并且由此產生額外的歐姆損耗。

為了連接單個線圈，連接金屬線必須軸向相疊地布置。為了避免碰觸，此外還必須設置定距件。直至4個金屬線必須被平行地引導(圖2)。

因為這種粗的繞卷金屬線，從而在軸向方向和徑向方向上需要非常多的空間用于線圈連接，該空間同樣也因為電機的主動的力矩產生而消失。

盡管具有上述缺點串聯連接還是廣泛使用，這是因為接線技術是公知的，并且因為用于電子控制所需的接觸部位比較少。在三角繞組中對定子進行串聯連接時，根據繞卷方法僅需要3到6個接觸部，在星形的串聯連接中需要至少6個接觸部位。相反地，在串聯繞卷定子時需要至少和線圈一樣多的接觸部，在6極的定子中就需要6個接觸部并且在9極的定子中需要9個接觸部。

發明內容