定子组件和包括其的电机

摘要

一种四极定子组件，包括：线轴组件，以及两个c形定子芯部，每个c形定子芯部包括背部和从背部延伸的第一和第二极臂。线轴组件包括第一和第二线轴部分，每个线轴部分包括两个中空线轴臂，每个线轴臂限定用于接收极臂的槽，且线圈绕每个线轴臂缠绕。c形定子芯部布置为使得每个c形定子芯部桥跨两个线轴部分，其中第一和第二极臂中的一个延伸穿过第一线轴部分中的槽，且第一和第二极臂中的另一个穿过第二线轴部分中的槽，极臂通过粘接剂固定在槽中。

权利要求

1.一种四极定子组件，包括：

线轴组件，以及

两个c形定子芯部，每个c形定子芯部包括背部和从背部延伸的第一和第二极臂；

其中线轴组件包括第一和第二线轴部分，每个线轴部分包括两个中空线轴臂，每个线轴臂限定用于接收极臂的槽，且线圈绕每个线轴臂缠绕，且其中c形定子芯部布置为使得每个c形定子芯部桥跨两个线轴部分，其中第一和第二极臂中的一个延伸穿过第一线轴部分中的槽，且第一和第二极臂中的另一个延伸穿过第二线轴部分中的槽，极臂通过粘接剂固定在槽中。

2.如权利要求1所述的四极定子组件，其中第一和第二线轴部分的每个包括半圆柱形凹部。

3.如权利要求2所述的四极定子组件，其中半圆柱形凹部包括两个极面窗口，每个极面窗口表示穿过相应线轴部分的每个槽的内部终点。

4.如权利要求2所述的四极定子组件，其中每个线轴部分中的半圆柱形凹部形成穿过线轴组件的圆柱形孔眼的一部分。

5.如权利要求1所述的四极定子组件，其中每个c形定子芯部的每个极臂包括在极臂的与背部相对的端部处的极面。

6.如权利要求5所述的四极定子组件，其中每个极臂包括凹槽，用于容纳粘接剂，所述凹槽定位为靠近极面。

7.如权利要求5所述的四极定子组件，其中第一和第二线轴部分的每个包括半圆柱形凹部，每个线轴部分的半圆柱形凹部包括两个极面窗口，每个极面窗口表示穿过相应线轴部分的每个槽的内部终点，每个极面定位在极面窗口处，从而形成半圆柱形凹部的壁的一部分。

8.如权利要求1所述的四极定子组件，其中每个线轴臂包括外凸缘。

9.如权利要求1所述的四极定子组件，其中线轴组件包括一个或多个固定凹部。

10.如权利要求9所述的四极定子组件，其中线轴组件的每个线轴部分包括固定凹部。

11.一种电机，包括转子组件，框架和如前述权利要求中任一项所述的定子组件。

12.如权利要求11所述的电机，其中转子组件包括固定到可旋转轴的永磁体，且转子组件定位为使得永磁体定位在c形定子芯部之间。

13.如权利要求12所述的电机，其中永磁体为四极磁体。

14.如权利要求11所述的电机，其中线轴组件固定到框架，框架包括一个或多个凸片，凸片安装到线轴组件中的一个或多个固定凹部中。

15.如权利要求14所述的电机，其中一个或多个凸片通过粘接剂固定在一个或多个固定凹部中。

说明书

定子组件和包括其的电机

技术领域

[0001] 本发明涉及用于电机的定子组件。

背景技术

[0002] 电机通常包括转子组件和定子组件。永磁体无刷电机中的定子组件包括定子芯部和绕组。绕组被提供为围绕定子芯部的一部分，且通常设置在线轴上，该线轴固定到定子芯部。缠绕绕组在线轴上可以在线轴附接到定子芯部之前或之后进行。在线轴被附接到定子芯部之前缠绕绕组允许更容易的缠绕操作。然而，这限制了定子芯部的形状。更经常地，线轴将被首先包覆模制到定子芯部，然后绕组被缠绕到它。然而，这会导致非常困难的缠绕操作。困难的缠绕操作可需要专门的机械且会大大增加制造电机的成本。

[0003] 通常，定子芯部被固定到电机的框架，使得定子芯部相对于电机的其他部件的定位，譬如转子组件，可以被仔细地控制到非常高的公差。然而，使用定子芯部来以这样的方式定位使得它们制造昂贵，以便于实现高公差，且还会导致它们大且笨重。这增加整个电机的成本和重量。

[0004] 因此，具有改善定子组件的电机被需要，其可以以某些方式减轻上述问题。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种四极定子组件，包括：线轴组件，以及两个c形定子芯部，每个c形定子芯部包括背部和从背部延伸的第一和第二极臂。线轴组件包括第一和第二线轴部分，每个线轴部分包括两个中空线轴臂，每个线轴臂限定用于接收极臂的槽，且线圈绕每个线轴臂缠绕。c形定子芯部布置为使得每个c形定子芯部桥跨两个线轴部分，其中第一和第二极臂中的一个延伸穿过第一线轴部分中的槽，且第一和第二极臂中的另一个穿过第二线轴部分中的槽，极臂通过粘接剂固定在槽中。

[0006] 结果，绕组可以使用容易的缠绕过程独立地绕每个线轴部分缠绕，然后当定子组件被组装时，线轴部分被c形定子芯部固定地保持到一起，其中c形定子芯部桥跨两个部分。这允许更快和更简单的制造过程，其可以减少定子组件的制造成本，且由此电机的制造成本。

[0007] 第一和第二线轴部分的每个可包括半圆柱形凹部。每个线轴部分中的半圆柱形凹部可形成穿过线轴组件的圆柱形孔眼的一部分。当两个线轴部分在组装期间被安到一起时，两个半圆柱形凹部形成穿过线轴组件的圆柱形孔。当定子组件被组装到电机中时，该圆柱形孔眼能够接收来自转子组件的磁体，且允许对磁体和定子芯部的相对位置的高水平的控制。

[0008] 半圆柱形凹部可包括两个极面窗口，每个极面窗口表示穿过相应线轴部分的每个槽的内部终点。因此，窗口允许在c形定子芯部和定位在圆柱形孔眼中的磁体之间良好的磁相互作用，因为极面窗口允许的紧密靠近。

[0009] 每个c形定子芯部的每个极臂可包括在极臂的与背部相对的端部处的极面。每个极臂可包括凹槽，用于容纳粘接剂，所述凹槽定位为靠近极面。这允许在线轴组件和靠近极面的c形定子芯部之间的强接合，以减少极臂的任何弯曲。

[0010] 每个极面可以定位在极面窗口处，以便于形成半圆柱形凹部的一部分。因此，极面可以定位为尽可能靠近定位在圆柱形孔眼内的磁体，且可以允许在定子芯部和磁体之间更好的磁相互作用。

[0011] 每个线轴臂可包括外凸缘。凸缘用于将绕组在线轴臂上保持在位，且降低绕组掉离的风险。

[0012] 线轴组件可包括一个或多个固定凹部。线轴组件的每个线轴部分可包括固定凹部。因此，当结合到电机中时，线轴组件可以容易地被固定到框架或其它部件。整个定子组件可以通过线轴组件中的一个或多个固定凹部而被固定到电机。

[0013] 在另一方面，本发明还提供了一种电机，包括前述段落中任一段所述的定子组件、转子组件和框架。

[0014] 结果，由于上述定子组件的益处电机的制造和组装可以变得更容易。进而，电机和相关的制造成本可以被最小化。

[0015] 转子组件可包括固定到可旋转轴的永磁体，且转子组件可定位为使得永磁体定位在c形定子芯部之间。永磁体可以是四极磁体，使得每个极与定子组件中的极面相互作用，其包括两个定子芯部。

[0016] 线轴可以固定到框架，框架包括一个或多个凸片，其安装到线轴组件中的一个或多个固定凹部中，且所述一个或多个凸片可以通过粘接剂固定在一个或多个固定凹部中。

附图说明

[0017] 为了本发明可被更容易地理解,本发明的实施例现在将要参考下面的附图通过实例而被描述，其中：

[0018] 图1是定子组件；

[0019] 图2是线轴部分；

[0020] 图3是包括图1的定子组件的电机的分解透视图；

[0021] 图4是穿过图3的电机的框架的横截面图；以及

[0022] 图5是穿过图3的电机的定子组件和转子组件的横截面图。

具体实施方式

[0023] 图1显示了定子组件10。定子组件10包括两个c形定子芯部20和线轴组件12。每个c形定子芯部20(也被称为c形芯部)包括背部22和从背部22延伸的两个极臂24。在每个极臂24的端部为极面26。在极面26的后方每个极臂24的外侧上为凹槽28，其沿着极臂24的轴向长度延伸。凹槽28提供空间，粘接剂可以被收集在该空间中，该区域确保存在于c形芯部20和线轴组件12之间的牢固粘接结合。应理解，使得极面26在每个极臂24的端部处，当磁体旋转靠近c形芯部20时，存在极臂24在变动的磁力作用下弯曲的可能性。极面相对于磁体的任何运动可以对电机的性能具有不利效果。由此，通过定位凹槽28靠近极面26，极面26的任何运动都被保持最小化。“靠近”意味着凹槽28和极面26被定位为足够靠近彼此，使得当转子磁体旋转接近c形芯部20时粘接结合最小化极面26的任何运动。

[0024] 替代地，极臂24可不包括任何凹槽。在这种情况下，粘接剂可以沿着每个极臂的外侧的实质部分提供，使得大粘接区域被提供在极臂和线轴组件之间。这导致强粘接结合，其在转子磁体旋转时最下化极面26的任何运动方面同等有效。

[0025] 在每个c形芯部20上，在一个极臂24端部处的极面26不同于该c形芯部20的另一个极臂24的端部上的极面。在极面26之间不对称的原因是为了增加凸极性。增加的凸极性促使转子在没有旋转时相对于定子组件停靠在特定位置，使得容易以特定取向重新启动电机。如果c形芯部20上的两个极面26都是相同的，则当电机启动时，难以促使转子沿期望的方向旋转。

[0026] 线轴组件12包括两个线轴部分14。单个线轴部分14在图2中更详细地示出。每个线轴部分14包括向外延伸的两个中空线轴臂16，每个在端部处具有凸缘34。线轴臂16限定槽17，其能够接收来自c形芯部20的极臂24。用于在c形芯部20中感生磁场的绕组(未示出)可以被缠绕到线轴臂16，且凸缘34用于将绕组在线轴臂16上保持在位。穿过线轴臂16的槽17允许c形芯部20的极臂24插入到线轴组件12中，使得绕组定位为围绕每个极臂24。图1显示了定子组件10如何通过滑动c形芯部20进入线轴组件12来组装，如箭头S所示，两个线轴部分已经被带到一起邻接彼此。c形芯部20被布置为使得每个c形芯部20桥跨两个线轴部分
14，其中一个极臂24延伸穿过第一线轴部分中的槽，且另一个极臂24延伸穿过在第二线轴部分中的槽。

[0027] 通过使得c形芯部20桥跨两个线轴部分14，两个线轴部分14被c形定子芯部20固定地保持到一起。提供两个独立的线轴部分14的一个原因是当线轴部分分离时，更容易绕线轴臂16缠绕绕组。如从图中可见，当两个线轴部分14被定位到一起使得它们之间没有间隙时，凸缘34邻接彼此。在线轴组件12没有被提供为两个独立部分的情况下，绕线轴臂16缠绕绕组将非常困难和昂贵，因为将需要使绕组线穿过在线轴臂16之间的间隙。

[0028] 每个线轴部分14包括半圆柱形凹部15，且当两个线轴部分14被带到一起时，每个半圆柱形凹部15形成穿过线轴组件12的中心的圆柱形孔眼18的一部分。每个线轴部分14上的半圆柱形凹部15具有两个窗口32，其表示线轴组件12内的每个线轴臂16的槽17的终点。当定子组件10被完全组装时，c形芯部20的极面26将被定位在窗口32处，且将形成孔眼18的壁的一部分。

[0029] 线轴组件12还包括固定凹部19，其使得定子组件10能够被固定在电机中。每个线轴部分14包括一个固定凹部19，且下面将进一步解释定子组件10可以如何固定在电机中。

[0030] 图3显示了电机40的分解透视图。如前所述电机40包括定子组件10，且还包括框架50和转子组件60。框架50包括内壁51和外壁52。外壁52围绕内壁51，使得环形通道54限定在它们之间。一些扩散器叶片53在内壁51和外壁52之间延伸穿过环形通道54。该转子组件60包括轴61，磁体62，轴承组件63和叶轮64。当组装时，磁体62，轴承组件63和叶轮64都通过过盈配合和粘合剂中的一个或组合被直接固定到轴61。该磁体62是通常用于永磁体无刷电机的类型的粘结永磁体，且在所示实施例中，磁体62是四极永磁体。

[0031] 转子组件60通过内壁51被支撑在框架50中。轴承组件63被固定在由内壁51限定的孔眼内部，使得框架50的内壁51充当围绕轴承组件63的防护套筒。这消除了轴承组件63对独立的保护套通的需要，且有助于减小电机40的尺寸和重量。当电机40被完全组装时，磁体62延伸超过框架50的内壁51，使得它完全定位在定子组件10内，c形芯部20之间。

[0032] 为了清晰起见，术语“轴向”意味着沿电机40的旋转轴线延伸的轴线方向，如图3中所示的轴线A-A。此外，方向术语“上游”和“下游”在这里是指当在使用中流体流穿过电机的方向，且还由图3中的双箭头表示。

[0033] 穿过框架50的横截面被示出在图4中。内壁51是圆柱形的且限定孔眼55。当电机40被组装时，内壁51支撑转子组件在孔眼55中。此外，内壁51具有凸片56，其沿轴向方向从内壁51的一个端部延伸。特别地，凸片56沿下游方向轴向地延伸。凸片56提供安装点，定子组件10可以容易地安装到该点，以便将其固定到框架50。图4显示了单个凸片56，然而，多个凸片可以根据设置在定子组件10上的固定凹部19的数量和电机的其它需求而被提供。凸片56被定位为使得它们可被接收在线轴组件12的固定凹部19内部。凸片56和固定凹部19可以为适当尺寸，使得凸片紧密地安装在凹部内，以形成过盈配合。替代地，凹部19可以足够大，以便于能够容纳凸片56以及一定体积的粘接剂。在这种情况下，当组装电机1时，粘接剂可以被施加到凹部内，或到凸片外侧，或两者，然后将定子组件10和框架50安到一起。

[0034] 在线轴组件12中的凹部19允许定子组件10被固定到电机40的框架50，而不是使用定子芯部20自身。因此,c形芯部20不需要制造为很大。这有助于降低定子组件的成本和重量，且由此整个电机的成本和重量。此外，由于c形芯部20的唯一功能是提供磁性通路，磁通可以穿过该磁性通路(即不需要对c形芯部20的结构或固定考虑)，更大的设计自由度被提供给c形芯部，使得它们的形状和尺寸可以被优化，以减少磁饱和。

[0035] 图5显示了穿过组装的定子组件10和转子组件60的轴61和磁体62的横截面图。每个线轴部分14的中心部分包括固定凹部19。一个线轴部分14包括线轴臂16A和16D，且另一个线轴部分包括线轴臂16B和16C。绕组70A-D被绕每个线轴臂16A-D缠绕，且分别通过凸缘34A-D保持在位。两个c形芯部20被提供，第一c形芯部包括极臂24A和24B，且另一个c形芯部包括极臂24C和24D。极面26A-D被分别提供在每个极臂24A-D的端部处。c形芯部20定位为使得极臂24A-D延伸穿过线轴臂16A-D中的槽且以这样的方式每个c形芯部20桥跨两个线轴部分14。例如，如图5所示，一个c形芯部的极臂24A延伸穿过一个线轴部分的线轴臂16A中的槽，而同一c形芯部的极臂24B延伸穿过在不同线轴部分中的线轴臂16B中的槽。同样情况适用于两个c形芯部中的另一个：极臂24C延伸穿过一个线轴部分的线轴臂16C中的槽，而极臂
24D延伸穿过在另一个线轴部分中的线轴臂16D中的槽。

[0036] 因此，当c形芯部以这样的方式布置时，绕组70A-D分别绕每个极臂24A-D定位，且当电流穿过绕组70A-D时，磁场通过c形芯部并且在极面26A-D处感生。

[0037] 转子组件60的轴61和磁体62被定位在定子组件10的内部，在c形芯部20之间，且在圆柱形孔眼内，该圆柱形孔眼由线轴部分14的两个半圆柱形凹部形成。磁体62具有四个极(未示出)，其在电机40的操作中与四个极面26A-D磁相互作用。

[0038] 尽管特殊实施例已被描述，应理解各种修改可在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下被做出。