專利名稱：具有相位間絕緣器的定子組件和組裝定子組件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及一種用于電機的定子組件。更特別地，本發(fā)明涉及一種用于定子組件的絕緣器組件和組裝定子組件的方法。
背景技術(shù)：
多相電機，包括但并不局限于電動機和/或發(fā)電機，包括多個線圈，所述多個線圈繞縱向軸線徑向地并從其等距地布置。每一對相鄰的線圈被配置為在不同的電相位下工作。不同電相位的相鄰線圈必須保持最小間距并且不會彼此接觸以避免相位間短路。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種用于電機的定子組件。該定子組件包括定子芯部，該定子芯部沿著縱向軸線延伸并且關(guān)于縱向軸線同心。多個線圈由定子芯部支撐。多個線圈繞縱向軸線徑向地布置并從縱向軸線等距地布置，并沿著縱向軸線延伸。多個線圈的每一對相鄰線圈彼此間隔開，并被配置為用于不同電相位。定子組件包括具有環(huán)形環(huán)的絕緣器組件。環(huán)形環(huán)被附接到定子芯部。多個線圈分隔器由環(huán)形環(huán)支撐并且從環(huán)形環(huán)沿著縱向軸線軸向地延伸。 多個線圈分隔器中的一個被布置在多個線圈的每一對相鄰線圈之間以防止具有不同電相位的相鄰線圈之間的接觸。還提供了一種用于電機的定子組件。該定子組件包括定子芯部。定子芯部沿著縱向軸線延伸并且關(guān)于縱向軸線同心。多個線圈由定子芯部支撐。多個線圈繞縱向軸線徑向地布置并從縱向軸線等距地布置，并沿著縱向軸線延伸。多個線圈的每一對相鄰線圈彼此間隔開，并被配置為用于不同電相位。該定子組件包括絕緣器組件。絕緣器組件限定剛性形態(tài)并且包括非導(dǎo)電材料。絕緣器組件包括附接到定子芯部的環(huán)形環(huán)和多個線圈分隔器， 所述多個線圈分隔器由環(huán)形環(huán)支撐并從環(huán)形環(huán)沿著縱向軸線軸向地延伸。多個線圈分隔器中的一個被布置在多個線圈的每一對相鄰線圈之間以防止具有不同電相位的相鄰線圈之間的接觸。定子組件還包括附接機構(gòu)，用于將絕緣器組件附接到定子組件。附接機構(gòu)將絕緣器組件關(guān)于縱向軸線同心地對齊，并且將多個線圈分隔器的每一個定位在多個線圈的相鄰對中的一個之間。還提供了一種組裝用于電機的定子組件的方法。該方法包括繞定子芯部的多個線軸的每一個纏繞線以限定多個線圈。線圈繞縱向軸線徑向地布置并從縱向軸線等距地布置，并沿著縱向軸線延伸。絕緣器組件被可滑動地插入定子芯部中。絕緣器組件包括環(huán)形環(huán)和多個線圈分隔器，所述環(huán)形環(huán)相對于縱向軸線垂直地布置，所述多個線圈分隔器平行于縱向軸線布置并附接到環(huán)形環(huán)。絕緣器組件被插入定子芯部，使得線圈分隔器中的一個被布置在多個線圈的每一對相鄰線圈之間。環(huán)形環(huán)被附接到定子芯部。環(huán)形環(huán)將每一個線圈分隔器定位在多個線圈的相鄰對中的一個之間。因此，絕緣器組件的線圈分隔器可以在線圈的相鄰對之間滑動以保持在線圈之間的分隔并且防止不同電相位的線圈彼此接觸。絕緣器組件的剛性形態(tài)允許線圈分隔器可滑動地插入線圈之間，其中環(huán)形環(huán)支撐和定位線圈分隔器，由此提供容易組裝、高可重復(fù)性和具成本效益的組裝定子組件的方法。當結(jié)合附圖時，從下面的用于執(zhí)行如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的一些最佳方式和其它實施例的具體描述可容易地明白本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點，以及其它特征和優(yōu)點。


圖I是電機的示意性橫截面視圖；圖2是電機的定子組件的示意性透視圖；圖3是定子組件的示意性局部透視圖，示出了布置在定子組件的相鄰線圈之間的絕緣器組件；圖4是定子組件的絕緣器組件的示意性透視圖。
具體實施方式
參考附圖，其中在多個視圖中相同的標號指示相同的部件，電機在圖I中大體在 20處不出。電機20可以包括但并不局限于多相電動機或一些其它類似的電機。參考圖I, 電機20包括殼體22，其支撐定子組件24。轉(zhuǎn)子組件26可旋轉(zhuǎn)地附接到殼體22，用于相對于殼體22和定子組件24繞縱向軸線28旋轉(zhuǎn)。軸30被附接到轉(zhuǎn)子組件26，用于隨著轉(zhuǎn)子組件26 —起繞縱向軸線28旋轉(zhuǎn)。如圖所示，轉(zhuǎn)子組件26被布置在定子組件24的中央開口 32中，且與定子組件24關(guān)于縱向軸線28同心。盡管圖I示出了典型電機20，應(yīng)該理解電機20可以以一些其它方式構(gòu)造，譬如，轉(zhuǎn)子組件26環(huán)狀地布置在定子組件24的外周邊的外側(cè)。因此，權(quán)利要求的范圍不應(yīng)限于此處所示和所述的電機20的具體構(gòu)造。參考圖2和3，定子組件24包括布置在套筒36中的定子芯部34。定子芯部34沿著縱向軸線28延伸并且與縱向軸線28同心。定子芯部34支撐多個線軸(未示出)，所述線軸沿著縱向軸線28延伸，并平行于縱向軸線28。線軸被繞縱向軸線28徑向地并相對縱向軸線28等距地布置。線38被纏繞到每一個線軸以限定多個線圈40。因此，線圈40被定子芯部34支撐，且繞縱向軸線28徑向地且相對縱向軸線28等距地布置，并沿著縱向軸線 28延伸。多個線圈40的每一對相鄰的線圈彼此間隔開，其中線圈40的相鄰對線圈被配置為用于不同電相位。例如，如果電機20包括三相電機20,則線圈40可以包括一組第一相位線圈、一組第二相位線圈和一組第三相位線圈。線圈40可以被布置為使得所有第一相位線圈被布置在相鄰的第二相位線圈和相鄰的第三相位線圈之間，所有第二相位線圈被布置在相鄰的第一相位線圈和相鄰的第三相位線圈之間，且所有第三相位線圈被布置在相鄰的第一相位線圈和相鄰的第二相位線圈之間。不同電相位的線圈40必須彼此隔離開并且不接觸以防止相位間短路。參考圖4，定子組件24還包括絕緣器組件42。絕緣器組件42包括環(huán)形環(huán)44和多個線圈分隔器46。環(huán)形環(huán)44包括圓形形狀，其與定子組件24關(guān)于縱向軸線28同心。多個線圈分隔器46包括平坦的、大致矩形的形狀，其被布置為沿著縱向軸線28垂直于環(huán)形環(huán) 44。線圈分隔器46的每一個包括軸向長度48，該軸向長度48平行于并沿著縱向軸線28測得，其等于或大于多個線圈40的每一個的軸向長度。環(huán)形環(huán)44和多個線圈分隔器46包括非導(dǎo)電材料，并由非導(dǎo)電材料制成。例如，環(huán)形環(huán)44和線圈分隔器46可以包括聚合物材料， 譬如塑料。然而，應(yīng)理解非導(dǎo)電材料可以包括一些其他材料。線圈分隔器46由環(huán)形環(huán)44支撐，并且從環(huán)形環(huán)44沿著縱向軸線28軸向地延伸。 環(huán)形環(huán)44和多個線圈分隔器46限定剛性形態(tài)。如本文中所限定，絕緣器組件42的剛性形態(tài)包括能夠在定子組件24的組裝期間保持形態(tài)而不會在自重下顯著彎曲的形狀。環(huán)形環(huán)44被附接到定子芯部34，且定位每一個線圈為使得線圈分隔器46中的一個被布置在線圈40的每一個相鄰對之間。線圈分隔器46保持相鄰線圈40之間的間 隔，并且防止具有不同電相位的相鄰線圈40之間的接觸。此外，線圈分隔器46提供在線圈40的相鄰對之間的絕緣。定子組件24，且更具體地定子芯部34，還包括附接機構(gòu)52。附接機構(gòu)52將絕緣器組件42附接到定子芯部34。附接機構(gòu)52將絕緣器組件42與縱向軸線28同心地對齊并且將多個線圈分隔器46的每一個定位在多個線圈40的一個相鄰對之間。如圖2清楚地所示，附接機構(gòu)52包括至少一個栓54,優(yōu)選地是附接機構(gòu)包括多個栓54,所述栓54沿著縱向軸線28自定子芯部34軸向地延伸。環(huán)形環(huán)44限定至少一個孔56，且優(yōu)選地是限定多個孔56。環(huán)形環(huán)44中的每一個孔56與定子芯部34上的一個栓對齊并滑動接合。栓54通過材料變形、壓配合接合或其它接合方式延伸穿過孔56，以將絕緣器組件42固定到定子芯部 34。應(yīng)該理解，附接機構(gòu)52可以包括除了本文中所述和所示之外的、在絕緣器組件42和定子組件24之間的一些其他方式的連接器、緊固件或互鎖接合，其能夠?qū)⒔^緣器組件42附接到定子芯部34，并且將線圈分隔器46對齊在相鄰線圈40之間的間隔中。還提供了一種組裝用于電機20的定子組件24的方法。該方法包括將多個線圈分隔器46附接到環(huán)形環(huán)44。線圈分隔器46可以與環(huán)形環(huán)44 一體形成和連接到環(huán)形環(huán)44。 替代地，線圈分隔器46可以分立于環(huán)形環(huán)44形成，然后附接到環(huán)形環(huán)44，譬如通過化學(xué)粘結(jié)或焊接。該方法還包括繞定子芯部34的多個線軸的每一個纏繞線38以限定多個線圈40。 線38可以以任意適當?shù)姆绞胶腿我鈽?gòu)造纏繞線軸。優(yōu)選地，線38可以被纏繞為限定高槽填充集中繞組電機(high slot fill concentrated wound electric machine) 20。該方法還包括將絕緣器組件42可滑動地插入到定子芯部34中。絕緣器組件42 被可滑動地插入，使得線圈分隔器46中的一個被布置在多個線圈40的每一對相鄰線圈之間。由于線圈分隔器46被附接到環(huán)形環(huán)44并且與之一起限定絕緣器組件42的剛性形態(tài)， 所有的線圈分隔器46都可以同時可滑動地插入到位(手動或或以機器人系統(tǒng))以分隔相鄰線圈40，由此提供組裝定子組件24的快速和方便的方法。該方法還包括將絕緣器組件42附接到到定子芯部34。具體地，環(huán)形環(huán)44被附接到定子芯部34。由于線圈分隔器46被附接到環(huán)形環(huán)44并由其支撐，且由于絕緣器組件42 限定剛性形態(tài)，當環(huán)形環(huán)44被附接到定子芯部34后，環(huán)形環(huán)44將每一個線圈分隔器46容易地定位并固定在多個線圈40的相鄰對中的一個之間。絕緣器組件42可以以任意適當?shù)姆绞礁浇拥蕉ㄗ咏M件24。如所示，絕緣器組件42通過下述方式附接到定子芯部34 :將環(huán)形環(huán)44壓到栓54上，使得栓54以壓配合接合延伸通過環(huán)形環(huán)44中的孔56以將環(huán)形環(huán)44 固定到位，并由此也將線圈分隔器46固定到位。雖然用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳方式已經(jīng)被詳細描述，熟悉本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認識到在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的執(zhí)行本 發(fā)明的各種替換設(shè)計和實施例。
權(quán)利要求
1.一種用于電機的定子組件，該定子組件包括 定子芯部，沿著縱向軸線延伸并且關(guān)于縱向軸線同心； 多個線圈，由定子芯部支撐，并且繞縱向軸線徑向地布置并從縱向軸線等距地布置，并沿著縱向軸線延伸； 其中，多個線圈的每一對相鄰線圈彼此間隔開，并被配置為用于不同電相位；和 絕緣器組件，具有環(huán)形環(huán)和多個線圈分隔器，所述環(huán)形環(huán)附接到定子芯部，所述多個線圈分隔器由環(huán)形環(huán)支撐并從環(huán)形環(huán)沿著縱向軸線軸向地延伸，其中多個線圈分隔器中的一個布置在多個線圈的每一對相鄰線圈之間，以防止具有不同電相位的相鄰線圈之間的接觸。
2.如權(quán)利要求I所述的定子組件，其中定子芯部包括附接機構(gòu)，用于將絕緣器組件附接到定子芯部。
3.如權(quán)利要求2所述的定子組件，其中附接機構(gòu)包括至少一個栓，所述栓從定子芯部沿縱向軸線軸向地延伸，且其中環(huán)形環(huán)限定有至少一個孔，所述至少一個孔與所述至少一個栓對齊并且滑動接合，其中所述至少一個栓以壓配合接合延伸穿過所述至少一個孔。
4.如權(quán)利要求2所述的定子組件，其中附接機構(gòu)將絕緣器組件與縱向軸線同心地對齊并且將多個線圈分隔器的每一個定位在多個線圈的相鄰對線圈的一個之間。
5.如權(quán)利要求I所述的定子組件，其中環(huán)形環(huán)和多個線圈分隔器包括非導(dǎo)電材料。
6.如權(quán)利要求5所述的定子組件，其中非導(dǎo)電材料包括聚合物材料。
7.如權(quán)利要求5所述的定子組件，其中環(huán)形環(huán)和多個線圈分隔器限定剛性形態(tài)。
8.如權(quán)利要求7所述的定子組件，其中多個線圈分隔器的每一個包括相對于環(huán)形環(huán)垂直地布置的平坦形狀。
9.如權(quán)利要求8所述的定子組件，其中多個線圈分隔器的每一個包括沿著縱向軸線的軸向長度，所述軸向長度等于或大于多個線圈的每一個的軸向長度。
全文摘要
一種用于電機的定子組件的絕緣器組件，包括環(huán)形環(huán)和多個線圈分隔器，所述環(huán)形環(huán)附接到定子芯部，所述多個線圈分隔器由環(huán)形環(huán)支撐并從環(huán)形環(huán)沿著縱向軸線軸向地延伸。線圈分隔器中的一個被布置在線圈的每一對相鄰線圈之間，以防止具有不同電相位的相鄰線圈之間的接觸。線圈分隔器可滑動地插入在線圈的相鄰對之間，其中環(huán)形環(huán)定位和支撐線圈分隔器。
文檔編號H02K3/34GK102624124SQ20121002004
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者E.L.凱澤, J.C.莫甘特, M.C.繆爾, P.F.特恩布爾, R.范蒂姆 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司