本發(fā)明涉及一種電樞,尤其是使用插線來形成繞組的電樞。本發(fā)明還涉及用于所述電樞的一種端部模塊。
背景技術:
電樞是在電機實現機械能與電能相互轉換的過程中起著關鍵和樞紐作用的部件。對于發(fā)電機來說,它是產生電動勢的部件,如直流發(fā)電機中的轉子或者交流發(fā)電機中的定子;對于電動機來說,它是產生電磁力的部件,如直流電動機中的轉子。電樞分直流電樞和交流電樞兩大類,它們分別用于直流電機和交流電機。
電樞主要包括繞組和鐵心(鐵芯)。電樞繞組是感生電勢、產生電磁轉矩進行機電能量轉換的部分。電樞鐵心既是主磁路的一部分又是電樞繞組的支撐部件,電樞繞組嵌置在電樞鐵心的槽內。換句話說,電樞是電機中裝有繞組導線的部件,導線相對磁場運動,從而在發(fā)電機中的導線將產生感應電動勢,而在電動機中的通電導線將在磁場中受安培力作用而發(fā)生轉動。
為了能在保持電樞功率和性能的條件下使其具有盡可能小的尺寸,技術人員已經從電樞材料的選擇、電樞結構的設計等多個方面進行了各種嘗試,并且已經取得了一定的成就。
例如,中國專利申請2016102842427涉及一種使用獨立插線來形成電樞繞組的技術方案。所述電樞的鐵芯凹槽中布置有眾多插線,插線之間通過布置于鐵心的軸向端部上的端部模塊而相互形成電連接,從而使多根插線相互串聯(lián)形成繞組。其中,端部模塊內設置有電路層,插線與電路層之間通過焊盤相互電連接。
可以明白,上述現有技術中的電路層結構可以有效地實現端部模塊及而電樞的小尺寸設計。但是,這種端部模塊的結構依然存在改進的空間。
技術實現要素:
本發(fā)明的目的之一在于對現有技術中的使用插線的電樞提供改進方案,以能獲得更好的加工便利性和更高的工作性能。
一方面,本發(fā)明提供一種電樞,包括:
鐵心,所述鐵心內設置有多個凹槽;及
插線,其中,每個所述凹槽內布置有至少一組所述插線,每組插線包括多根所述插線;及
端部模塊,所述端部模塊布置于所述鐵心的軸向端部上,其中,所述端部模塊上對應所述多根插線相應地設置有多個通孔,所述插線穿過所述通孔并伸出至所述端部模塊之外;及
焊盤,所述焊盤包括本體和分別從所述本體的兩個端部一體地延伸出的第一支腳和第二支腳,其中,所述本體設置于所述端部模塊內,所述第一支腳和第二支腳伸出至所述端部模塊之外;
其中,所述第一支腳的伸出至所述端部模塊之外的部分同時與所述多個凹槽中的第一凹槽內的一組插線的伸出至所述端部模塊之外的部分通過焊接而形成電連接;并且
所述第二支腳的伸出至所述端部模塊之外的部分同時與所述多個凹槽中的第二凹槽內的一組插線的伸出至所述端部模塊之外的部分通過焊接而形成電連接。
進一步地,所述電樞還包括端蓋,所述端蓋布置于所述鐵心的軸向端部上并且遮蓋所述第一支腳、第二支腳和插線各自伸出至所述端部模塊之外的部分。
優(yōu)選地,所述焊盤由單個片狀材料沖壓而成。
優(yōu)選地,所述第一支腳和第二支腳從所述本體彎折延伸。
優(yōu)選地,每個所述凹槽內布置有第一組插線和第二組插線。
優(yōu)選地,所述第一組插線中的各根插線相鄰地布置。
優(yōu)選地,所述第一組插線中的至少兩根插線之間布置有所述第二組插線中的至少一根插線。
另一方面,本發(fā)明提供一種用于電樞的端部模塊,所述電樞包括:
鐵心,所述鐵心內設置有多個凹槽;及
插線,其中,每個所述凹槽內布置有至少一組所述插線,每組插線包括多根所述插線;
所述端部模塊布置于所述鐵心的軸向端部上,其中,所述端部模塊上對應所述多根插線相應地設置有多個通孔,所述插線穿過所述通孔并伸出至所述端部模塊之外;并且
所述端部模塊內還設置有焊盤,所述焊盤包括本體和分別從所述本體的兩個端部一體地延伸出的第一支腳和第二支腳,其中,所述本體設置于所述端部模塊內,所述第一支腳和第二支腳伸出至所述端部模塊之外;
其中,所述第一支腳的伸出至所述端部模塊之外的部分同時與所述多個凹槽中的第一凹槽內的一組插線的伸出至所述端部模塊之外的部分通過焊接而形成電連接;并且
所述第二支腳的伸出至所述端部模塊之外的部分同時與所述多個凹槽中的第二凹槽內的一組插線的伸出至所述端部模塊之外的部分通過焊接而形成電連接。
又一方面,本發(fā)明還提供一種電樞,所述電樞包括:
插線組,每個插線組包括多根插線;及
鐵心,所述鐵心內設置有多個凹槽,每個所述凹槽內布置有至少一個所述插線組;及
第一端部模塊,所述第一端部模塊布置于所述鐵心的軸向上端部,所述第一端部模塊內布置有多個第一焊盤;及
第二端部模塊,所述第二端部模塊布置于所述鐵心的軸向下端部,所述第二端部模塊內布置有多個第二焊盤;
其中,所述焊盤與插線組依次連接而形成所述電樞的混聯(lián)相路,其中,一個所述插線組中的所有插線在同一個方向上的端部同時與一個所述第一焊盤的一個端部通過焊接而形成電連接,而該插線組中的所有插線在另一個方向上的端部同時與一個所述第二焊盤的一個端部通過焊接而形成電連接。
優(yōu)選地,所述焊盤包括本體和分別從所述本體的兩個端部一體地延伸出的第一支腳和第二支腳,其中,所述本體設置于相應的端部模塊內部,所述第一支腳和第二支腳伸出至相應的所述端部模塊之外并與相應的插線組形成電連接。
本發(fā)明的優(yōu)點尤其在于通過在端部模塊內設置焊盤,極大地方便了端部模塊的制造,從而可以有效提高電樞的生產效率和成品率;同時,依據本發(fā)明的電樞通過形成混聯(lián)相路,可有效地提高電樞的性能。
本發(fā)明的其他特征及有益效果可以通過以下的詳細描述及附圖內容而變得清楚明白。
附圖說明
本發(fā)明的其他細節(jié)及優(yōu)點將通過下文提供的詳細描述而變得顯而易見。同時,下文中將參照附圖來進行詳細描述,其中:
圖1為根據本發(fā)明的一個電樞的示意圖;
圖2為圖1所示電樞的端部模塊的示意圖,
圖3為圖2所示端部模塊中的焊盤的示意圖。
所述附圖中所示出的內容僅為舉例和示意,而并不嚴格按照比例予以繪制,也未必完整地繪制出了具體使用環(huán)境下所需要的全部部件。本領域技術人員在明了本發(fā)明的原理和精神之后,將能想到為具體實施本發(fā)明而需要加入的本領域公知的其他技術內容。
具體實施方式
在以下描述中所使用的術語“第一”、“第二”等并不意欲限制其序位,其目的僅僅在于區(qū)分各個獨立的部件、零件、結構、元件等,并且這些獨立的部件、零件、結構、元件可以相同、類似或者不同。同時,在以下描述中所使用的關于方位的說明,比如“上”、“下”、“內”、“外”、“左”、“右”、“徑向”、“軸向”等,除非具有明確說明,僅為了方便描述,而無欲對發(fā)明技術方案形成任何限定。
圖1示出了根據本發(fā)明的一種具體的電樞,所述電樞包括鐵芯10、多根插線20、分別布置于所述鐵心10的兩個軸向端部上的端部模塊30,其中,所述插線20布置于所述鐵心10和端部模塊30內,并且伸出至所述端部模塊30之外。
所述鐵心10大致呈圓筒形狀。鐵心10由多個硅鋼片疊合而成,每個硅鋼片相互絕緣。每個硅鋼片設置有多個凹槽,從而形成所述鐵心的凹槽用于布置插線。鐵心的材料也可以使用除硅鋼片之外的其他合適的材料,比如:純鐵、軟鋼、無硅鋼、鐵鎳合金、鐵鋁合金、非晶態(tài)合金、微晶合金等。本領域技術人員明白,不同的材料可以使得鐵心具有不同的性能,進而可以根據電樞的具體使用環(huán)境而選擇合適的材料來制作。
鐵心10的每個所述凹槽內布置有多根插線20,例如,在圖1中,每個凹槽內布置有八根插線20。當然,每個凹槽內的插線20數量可以根據具體的設計要求而定,比如可以為二根、五根、六根或更多。并且,所述插線20優(yōu)選為橫截面大致為矩形的扁線。
所述端部模塊30具有與所述鐵心10大致相同的總體形狀。具體而言,所述端部模塊30具有與鐵心10大致相同的徑向尺寸,但是其軸向尺寸遠小于所述鐵心10。需要明白的是,所述端部模塊30的軸向尺寸的最小化對本發(fā)明而言是有益的,因為正是端部模塊30軸線尺寸的最小化才使得電樞整體具有盡可能小的尺寸。
參見圖2,所述端部模塊30上對應所述多個鐵心凹槽相應地設置有多個通孔31,布置于所述鐵心10中的插線20穿過所述通孔31并伸出至所述端部模塊30之外。可以明白,端部模塊30上的通孔31也可以是類似于所述鐵心10上的凹槽,也就是說,所述通孔31在端部模塊30的直徑方向上與中間穿孔部分貫通。所述凹槽具有與通孔31相同的用于插線20從中穿過并伸出至端部模塊之外的功能,屬于通孔結構的等同方式,落入本發(fā)明的保護范圍之內。
在根據本發(fā)明的端部模塊中還布置有多個焊盤,所述焊盤的具體結構將在下文參照圖3進行詳細描述,而在圖2中僅僅可以看到所述焊盤的局部,即所述焊盤的伸出至端部模塊之外的支腳42、43。
圖3示出了用于圖1和圖2所示端部模塊30中的焊盤40的立體圖。所述焊盤40包括本體41和分別從所述本體41的兩個端部延伸出的第一支腳42和第二支腳43,其中,所述本體41設置于所述端部模塊30內,所述第一支腳42和第二支腳43通過設置于端部模塊30中的通孔31伸出至所述端部模塊30之外。
所述焊盤40優(yōu)選具有一體的結構。比如,所述焊盤40由單個片狀材料沖壓而成,并且所述第一支腳42和第二支腳43從所述本體41彎折而成。當然,所述焊盤40也可以通過其他的加工方式來形成,比如,模制的方式?;蛘?,可以通過將所述第一支腳42和第二支腳43分別焊接至所述本體41上而形成。
繼續(xù)參見圖2,所述焊盤40設置于端部模塊30內部,其中焊盤40的本體41與端部模塊30大致平行,而伸出至端部模塊30之外的兩個支腳與兩組對應的插線通過焊接形成電連接。其中,所述第一支腳42的伸出至所述端部模塊30之外的部分同時與所述多個凹槽中的第一凹槽內的一組插線20的伸出至所述端部模塊30之外的部分通過焊接而形成電連接;并且所述第二支腳43的伸出至所述端部模塊30之外的部分同時與所述多個凹槽中的第二凹槽內的一組插線20的伸出至所述端部模塊30之外的部分通過焊接而形成電連接。所述第一支腳42和第二支腳43所穿過的第一凹槽和第二凹槽的位置由所述焊盤本體41的長度決定,也即,焊盤本體41越長,所述第一凹槽與第二凹槽間隔的距離也越長。
為了將所有的插線連接起來形成繞組,需要在端部模塊中布置多個所述焊盤40。尤其是,可以將位于鐵心10的同一個凹槽內的多根插線20看成多個組,每個組的插線分別與不同焊盤的支腳連接。例如,結合圖1和圖2可以看出,在一個凹槽內的八根插線20分成兩組,每組包括相鄰的四根插線,同時,端部模塊的一個通孔31中伸出兩個焊盤支腳,各個支腳分屬于不同的焊盤40。通過將一個支腳同時與一組插線連接,該組插線通過焊盤與另外凹槽中的一組插線形成電連接。從而,每個凹槽中的各組插線通過多個焊盤相互連接起來而形成繞組?;蛘撸粋€支腳所電連接的其中兩根插線之間可以被不與該支腳電連接的其他插線間隔開,并且該其他插線與另外的支腳形成電連接。
進一步地,所述電樞還可包括端蓋(圖中未示出),所述端蓋布置于所述鐵心10的軸向端部上并且遮蓋所述第一支腳42、第二支腳43和插線20各自伸出至所述端部模塊30之外的部分。
可以明白,在根據本發(fā)明的電樞中,所述焊盤與插線組依次連接而形成所述電樞的混聯(lián)相路。在本發(fā)明中,所述“混聯(lián)相路”指的是電樞的繞組電路由焊盤和插線組依次連接而成,其中,一個插線組中的多根插線以并聯(lián)的方式同時與一個焊盤連接,從而電樞的一個繞組電路中包括由插線形成的多個并聯(lián)電路部段。例如,一個所述插線組中的所有插線的一端同時與在鐵心的上端部的端部模塊中的第一焊盤的一個支腳通過焊接而形成電連接,而該插線組中的所有插線的另一端同時與在鐵心的下端部的端部模塊中的第二焊盤的一個支腳通過焊接而形成電連接。
上文描述的僅僅是有關本發(fā)明的精神和原理的示例性實施方式。本領域技術人員可以明白,在不背離所述精神和原理的前提下,可以對所描述的示例做出各種變化,這些變化及其各種等同方式均為本發(fā)明人所預想到,并落入由本發(fā)明的權利要求所限定的范圍內。