专利名称：用于电机的冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电机。更具体地，本发明涉及一种冷却电机定子的冷却装置。
背景技术：
电机的定子通常由一堆叠片组成，叠片具有由其间的突出齿部限定的线圈容纳槽。在一些情况下，预缠绕线圈，例如由矩形导线制成的，插入到这些线圈容纳槽中。这些预缠绕线圈包括两条插入到槽内的纵向支腿，和两个相互连接的弯曲头部，其通常与纵向支腿成为一体。这些线圈头部从叠片上凸出，基本上不与叠片相接触。当电机工作时，线圈产生热量。因此，冷却设备用来吸收叠片产生的热量。然而，一般的冷却设备仅与叠片相关联从而线圈头部产生的热量没有得到最优控制。
在附图中:图1是根据第一实施例具有冷却装置的电机的一部分的截面图；图2是图1中电机的定子的部分分解透视图，示出了具有从中分解出头部冷却元件的冷却装置；图3是线圈头部冷却元件的透视图；图4类似于图1，但是根据第二实施例的具有冷却装置的电机的横截面图；图5类似于图3，是冷却装置的第三实施例的线圈头部冷却元件部分的透视图；以及图6是具有图5所示的线圈头部冷却元件的电机的一部分的截面图。
具体实施例方式根据第一实施例，提供一种用于电机定子的冷却装置，该电机具有包括头部的线圈；该冷却装置包括:基本上圆柱形的冷却主体，其具有相对的纵向端部；以及头部冷却元件，其安装到基本上圆柱形冷却主体的一个纵向端部上，头部冷却元件配置为围绕线圈头部并且内部具有导热材料。根据另一方面，提供已知用于电机的定子，该定子包括:冷却表面；多个槽，其配置为在其中容纳线圈，每个线圈提供给位于纵向端部的头部；基本上圆柱形的冷却主体，其具有相对的纵向端部和配置为与定子的冷却表面相接触的冷却表面；和头部冷却元件，其安装到基本上圆柱形冷却主体的一个纵向端部上，头部冷却元件配置为围绕线圈的头部并且内部具有导热材料。当在权利要求和/或说明书中与术语“包括”连用时词语“一”的含义是“一个”，但它还具有“一个或多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的含义。类似地，“另一个”还
有至少第二或更多的含义。当用于说明书和权利要求中时，词语“包括”(和表示包括的任何形式)，具有(和表示具有的任何形式)，“包含”(和表示包含的任何形式)或“容纳”(和表示容纳的任何形式)是开放的或可扩展的，并不排除另外的、未列出的元件或处理步骤。在本发明的说明书和权利要求中，使用各种性质是方向的、几何的和/或空间的用语，例如“纵向”、“水平”、“前”、“后”、“向上”、“向下”等等。可以理解的是这样的用语用于使描述变得容易，仅仅是相对的，并不对本发明保护范围产生任何的限制作用。仅参照附图中的实施例，通过阅读下面的实施例的非限制性描述，会更加清楚用于电机的冷却装置的其他元件、优点和特征。一般来说，这里所描述的实施例是指用于冷却预缠绕线圈的垂直支腿和弯曲头部的冷却装置。当然，本领域技术人员可以将这里所描述的冷却装置应用到设计具有其他类型线圈的电机的设计中。附图1示出了根据第一实施例具有冷却装置12的电机10的局部透视图。电机10包括外转子14和定子18，外转子14具有面向内部的永磁铁16，定子18是由的多个层叠的叠片(参见图2)组成，叠片具有向外凸出的齿20，其限定了用于插入线圈22的线圈槽。预缠绕线圈22包括头部23，其与插入到线圈槽中的线圈的垂直支腿25相互连接。从图1可以看出，头部23沿轴向并从形成定子18的叠片组合件向外凸出。因此，线圈头部23仅通过对流冷却，而不与定子18直接接触。冷却装置12包括基本上圆柱形的主体24，主体24插入到定子18中来与其内部表面接触从而吸收线圈22产生的热量。因此定子18的内表面成为冷却表面。作为非限制性实例，冷却液体(未图示)可在冷却装置12的主体24的通道(未图示)中循环来通过与定子18的冷却表面的接触从中吸收热量。在冷却装置12和定子18之间设置键和键槽装置25来防止冷却装置12和定子18之间的相对转动(见图2)。圆柱形主体24包括第一和第二相对的纵向端部26和28，每一个都具有螺纹孔30。第一纵向端部26包括定子18的叠片20所抵靠的外肩部32。冷却装置12也具有两个相同的头部冷却元件34和36。为了简单起见，下面仅说明头部冷却元件34。从图2和3中能更好地看出，头部冷却元件34具有基本上的圆枕形并包括具有多个孔40的环形凸缘38，其构造和尺寸设置为允许贯穿其中的紧固件42通过螺纹孔30将头部冷却元件34固定到主体24的自由端26上。从图3可以更好地看出，边缘38包括向内突出的三角形肩部44来与主体24 (见图1)的自由端26的形状相一致。突出的三角形肩部44增加了头部冷却元件34和冷却主体24的接触面积，从而提高了线圈头部的冷却性能。头部冷却元件34具有与形成定子18的叠片的直径相类似的外部尺寸。因此，从图1可以看出当头部冷却元件安装到主体24上时，头部冷却元件34的自由端46邻接定子18的置片。导热树脂48填充了线圈22的头部23、叠片堆18、冷却主体24和头部冷却元件34之间的区域。例如，可使用由型号为D5506的冷却聚合体制成的导热树脂。当然，还可以使用其他材料，例如有Cotronics公司制造的Duralco 4538。下面的步骤完成将冷却元件12安装到定子18上的操作。第一，安装叠片20和将线圈22固定到其上。第二，通过紧固件42将头部冷却元件34固定到冷却装置主体24上。然后叠片组合件20可滑动到冷却装置主体24上直到他们邻接肩部32。第二头部冷却元件36然后可通过紧固件安装到冷却装置主体24上。最后，导热树脂可引入到头部冷却元件34、36形成的空腔中，整个定子被放置到合适的环境中来使得树脂固化。树脂的引入可通过头部冷却元件的小孔(未图示)来完成，然后封闭小孔。当然，本领域技术人员可以理解其他顺序的步骤可以完成将冷却装置安装到定子上。类似地，可使用其他安装方法。值得注意的是，冷却元件12的两个头部冷却元件34和36被示出和描述为相同的，但这不是必要的。例如，一个冷却元件可以包括孔(未图示)，该孔允许与预缠绕线圈电连接的电缆从中穿过。值得注意的是，头部冷却元件的孔40可以是稍微大于紧固件42，例如，来保证足够的适合使得冷却元件12的基本上圆柱形的主体24在使用时变形，从而确保头部冷却元件和圆柱形主体24之间的充分接触。现在轮到附图4，主要描述了根据第二实施例的包括冷却装置的电机100。因为电机100和电机10非常相似，为了简单起见以下仅说明它们之间的区别。总体来说，电机100的冷却装置102在其一端具有集成的头部冷却元件104，在另一端具有可以移动的头部冷却元件106。因此，需要更少的紧固件和确保更好的传热。还值得注意的是，头部冷却元件106具有基本上平的肩部108，与主体112的平面部分Iio相配合，取代了具有类似于图1的头部冷却元件34的三角形肩部44。现在轮到附图5和6，主要说明了根据第三实施例包括冷却装置202的电机200。因为电机200和上面所述的电机10和100非常相似，为了简洁起见，下面仅说明它们之间的区别。总体来说，电机200的冷却装置202在一端具有集成的头部冷却元件204，在另一端具有可移动的头部冷却元件206。因此，需要更少的紧固件和确保更好的导热。从图5可以更好地看出，可移动头部冷却元件206的外部边缘208和圆形部分209包括多个纵向缝隙210来允许外部边缘的变形。因此，从图6可以看出，紧固带212使得外部边缘208变形来减少需要填充在线圈头部、定子和头部冷却元件206之间的空间所需树脂的容积。另外，因为线圈头部和头部冷却元件之间的距离变短，确保了更好的冷却。本领域技术人员可以理解的是，集成的头部冷却元件204还可具有由紧固带保护的纵向开槽的外部边缘。本领域技术人员可以理解的是，用于将头部冷却元件安装到冷却装置的主体上的紧固件可以不同于所描述的。作为非限制性实例，头部冷却元件可以是压配合，桩铆接。值得注意的是，头部冷却元件可以具有液体冷却通道(未示出)，其允许从头部冷却元件中直接散热。值得注意的是，上述电机的定子是由叠片堆叠而成，可以使用其他技术，例如由烧结的铁磁粉压制成的定子。还值得注意的是，这里没有具体描述冷却装置的基本上圆柱形的主体的操作、结构和安装。但是在下面的专利和公开的专利申请中所描述的冷却装置的一般原理可用于上述冷却装置主体。US 6819016 ；US 6960851 ；6992411 ；W0 2010/012070A1 ;和 W02010/081216A1。这些文献通过参考的方式一并包含在这里。可以理解的是用于电机的冷却装置的应用没有局限在上述描述和附图中所说明的结构和部件的细节中。用于电机的冷却装置可具有其他实施例和以多种方式实施。还可以理解的是这里使用的措辞或术语是为了说明的目的而不是限制。因此，虽然本发明的用于电机的冷却装置是以实施例的方式进行说明，但是可以在不脱离其发明构思、范围和性质的基础上进行修改。
权利要求
1.一种用于设置有线圈的电机定子的冷却装置，该线圈具有头部，所述冷却装置包括: 基本上圆柱形的冷却主体，其具有相对的纵向端部；以及 头部冷却元件，其安装在基本上圆柱形的冷却主体的一个纵向端部上；头部冷却元件配置为围绕线圈的头部并容纳导热材料。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其中所述线圈是由矩形导线制成的预缠绕线圈。
3.根据权利要求1所述的冷却装置，其中所述定子具有与基本上圆柱形的冷却主体接触的圆柱形冷却表面。
4.根据权利要求1所述的冷却装置，其中所述头部冷却元件具有基本上圆枕的形状并包括具有孔的环形凸缘，该孔的结构和尺寸配置为允许紧固件将头部冷却元件安装在基本上圆柱形的冷却主体的一个纵向端部上。
5.根据权利要求4所述的冷却装置，其中所述环形凸缘包括向内突出的三角形肩部。
6.根据权利要求1所述的冷却装置，其中所述导热材料包括导热树脂。
7.根据权利要求1所述的冷却装置，进一步包括第二头部冷却元件，其安装在主体的另一个纵向端部上。
8.根据权利要求1所述的冷却装置，其中所述头部冷却元件集成在基本上圆柱形的冷却主体上。
9.根据权利要求1所述的冷却装置，其中所述头部冷却元件具有纵向开槽的外部边缘。
10.根据权利要求9所述的冷却装置，其中所述外部边缘的槽在头部冷却元件的圆形部分中延伸。
11.一种用于电机的定子，该定子包括: 冷却表面； 多个槽，其配置为在其中容纳线圈，每个线圈具有位于线圈的纵向端部的头部； 基本上圆柱形的冷却主体，其具有相对的纵向端部和配置为与定子的冷却表面接触的冷却表面； 头部冷却元件，其安装在基本上圆柱形的冷却主体的一个纵向端部上；所述头部冷却元件配置为围绕线圈的头部并在其中容纳导热材料。
12.根据权利要求11所述的定子，其中所述头部冷却元件具有基本上圆枕的形状并包括具有孔的环形凸缘，该孔的结构和尺寸配置为允许紧固件将头部冷却元件安装在基本上圆柱形的冷却主体的一个纵向端部上。
13.根据权利要求12所述的定子，其中所述环形凸缘包括向内突出的三角形肩部。
14.根据权利要求11所述的定子，其中所述导热材料包括导热树脂。
15.根据权利要求11所述的定子，其中进一步包括第二头部冷却元件，其安装在主体的另一个纵向端部上。
16.根据权利要求11所述的定子，其中所述头部冷却元件集成在基本上圆柱形的冷却主体上。
17.根据权利要求11所述的定子，其中所述头部冷却元件具有纵向开槽的外部边缘。
18.根据权利要求17所述的定子，其中所述外部边缘的槽在头部冷却元件的圆形部分中延伸。
全文摘要
本发明涉及一种用于电机定子的冷却装置，该电机定子的线圈具有头部。冷却装置包括具有相对的纵向端部的基本上圆柱形的冷却主体和安装在基本上圆柱形的冷却主体的一个纵向端部上的至少一个头部冷却元件；头部冷却元件配置为围绕线圈的头部并在其中容纳导热材料。
文档编号H02K1/16GK103095050SQ20121056631
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者S·波林, B·卡彭蒂尔, B·马蒂诺 申请人:Tm4股份有限公司