一种电机及其成型绕组端部固定结构的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种成型绕组端部固定结构。本实用新型还涉及一种电机。


背景技术：

2.随着高效节能电机的推广，电机的设计逐渐向小型化、重量轻、低成本的方向发展。
3.电机的主要组成部件包括定子、转子、定子绕组、转子绕组、集电环等，其中，电机绕组端部是电动机绕组机械强度最薄弱的部分，绕组端部机械强度的加强，使绕组端部增强抵抗电动机振动、电磁力、通风等引起的破坏力。而定子绕组端部在机械上的可靠性固定和防止两倍频电磁振动造成的危害成为重中之重。
4.以电动轮自卸车的牵引电机为例，该牵引电机一般安装在轮毂内部，由于安装空间的限制，对电机的轴向尺寸要求较为严格，导致绕组端部轴向空间不足。传统的牵引电机中的安装方法，是将细长型的集电环布置在绕组端部的轴向中心线上，然后通过绑扎带与线圈鼻部的引线绑扎成一体。但由于轴向空间的限制，无法将集电环布置在绕组端部轴心位置，并且无法按照常规方法进行绕组端部并头。同时，在现有技术中，定子绕组的引线并头需要承受集电环的重量，并且电机在运行过程中不可避免地存在较大的振动冲击，若定子绕组的端部强度不足，容易对定子绕组的引线绝缘性能造成损害，甚至出现引线断裂等问题。
5.因此，如何提高定子绕组端部的固定稳定性和结构强度，同时减小对电机内轴向空间的占用，是本领域技术人员面临的技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种成型绕组端部固定结构，能够提高定子绕组端部的固定稳定性和结构强度，同时减小对电机内轴向空间的占用。本实用新型的另一目的是提供一种电机。
7.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种成型绕组端部固定结构，包括安装于壳体内并压紧在定子铁芯端面上的压圈、安装于所述壳体内并分布于定子绕组端部的外侧区域的集电环组件、沿周向紧箍在所述定子绕组外侧壁上的硬端箍、连接于所述压圈与所述集电环组件之间并沿周向分布的若干个固定连接板，以及将所述固定连接板与所述硬端箍连接为一体的中间连接件。
8.优选地，所述中间连接件为绑扎带或弹性绳。
9.优选地，所述集电环组件包括沿径向分布为两层的导流环和分布于两层所述导流环之间的绝缘层。
10.优选地，各层所述导流环均沿轴向分布有2个，且轴向上相邻的两个所述导流环的端面之间填充有绝缘垫板。
11.优选地，各层所述导流环的外端面上贴附设置有绝缘端板。
12.优选地，所述绝缘层、所述绝缘垫板与所述绝缘端板通过连接紧固件沿轴向贯穿并连成一体。
13.优选地，所述固定连接板的两端弯折成连接部，且其中一端所述连接部与所述压圈的表面可拆卸连接，另一端所述连接部与所述连接紧固件相连。
14.优选地，两端所述连接部之间设置有若干根用于提高所述固定连接板的结构强度的加强筋。
15.优选地，还包括涂覆于所述定子绕组的端部表面、用于保护绝缘层的防护层。
16.本实用新型还提供一种电机，包括壳体和设置于所述壳体内的成型绕组端部固定结构，其中，所述成型绕组端部固定结构具体为上述任一项所述的成型绕组端部固定结构。
17.本实用新型所提供的成型绕组端部固定结构，主要包括压圈、集电环组件、硬端箍、固定连接板和中间连接件。其中，压圈安装在电机的壳体内，并压紧在定子铁芯的端面上。集电环组件安装在壳体内，主要起到现有技术中集电环的作用，不同的是，集电环组件整体分布在定子绕组的端部外侧区域(而非轴向中心区域)。硬端箍沿周向紧箍在定子绕组(为形状固定的成型绕组)的外侧壁上，将定子绕组整个夹紧固定。固定连接板连接在压圈与集电环组件之间，起到连接作用和支承集电环组件的作用，将集电环组件与压圈连接成一体。固定连接板设置有多个，并且沿周向方向分布，以提高对集电环组件的连接稳定性和支承稳定性。中间连接件连接在固定连接板与硬端箍之间，主要用于将固定连接板与硬端箍连接成一体。如此，由于硬端箍紧固住定子绕组，又通过中间连接件与固定连接板连接成一体，而固定连接板又将集电环组件与压圈连接成一体，因此使得压圈、定子绕组和集电环组件连接成一个整体，相当于整个定子绕组的端部结构均安装在定子铁芯的端面上，从而能够提高定子绕组端部的固定稳定性和结构强度，相比于现有技术，集电环组件分布在定子绕组的端部外侧区域，有效减小了对电机内轴向空间的占用，并且不再由绕组引线并头后承受集电环组件的重量，而是由固定连接板进行支承，因此还能够避免对定子绕组的引线的绝缘性能造成损害，防止引线受到冲击振动而断裂。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
20.图2为图1中所示的集电环组件的具体结构示意图。
21.图3为图1中所示的固定连接板的具体结构示意图。
22.其中，图1—图3中：
23.壳体—1，压圈—2，定子绕组—3，集电环组件—4，硬端箍—5，固定连接板—6，中间连接件—7，连接紧固件—8；
24.导流环—41，绝缘层—42，绝缘垫板—43，绝缘端板—44，连接部—61，加强筋—62。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.请参考图1，图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
27.在本实用新型所提供的一种具体实施方式中，成型绕组端部固定结构主要包括压圈2、集电环组件4、硬端箍5、固定连接板6和中间连接件7。
28.其中，压圈2安装在电机的壳体1内，并压紧在定子铁芯的端面上。一般的，压圈2可选用一定厚度的钢板。为避免对定子绕组3造成干涉，压圈2呈环状，中心开设有通孔。
29.集电环组件4安装在壳体1内，主要起到现有技术中集电环的作用(集流导流)，不同的是，集电环组件4整体分布在定子绕组3的端部外侧区域(而非轴向中心区域)。一般的，集电环组件4整体呈环状，且轴向长度较短，径向长度尺寸较明显，且大于压圈2的内径，整体形状较扁，适用于轴向空间受限而径向空间较大的应用场景。
30.硬端箍5沿周向紧箍在定子绕组3(为形状固定的成型绕组)的外侧壁上，将定子绕组3整个夹紧固定。一般的，该硬端箍5呈环状，并且其内壁与定子绕组3的外壁紧贴。为提高硬端箍5对定子绕组3的紧箍程度，优选地，该硬端箍5具有弹性，可进行弹性径向收缩，并且在自然状态下，该硬端箍5的内径略小于成型的定子绕组3的外径(如90％)，从而能够弹性力提高对定子绕组3的紧箍程度。
31.固定连接板6连接在压圈2与集电环组件4之间，起到连接作用和支承集电环组件4的作用，将集电环组件4与压圈2连接成一体。固定连接板6设置有多个，并且沿周向方向分布，以提高对集电环组件4的连接稳定性和支承稳定性。一般的，各个固定连接板6可沿着压圈2的外缘在周向方向上均匀分布，其具体分布数量不定，从而使多个固定连接板6同时连接和支承集电环组件4。中间连接件7连接在固定连接板6与硬端箍5之间，主要用于将固定连接板6与硬端箍5连接成一体。
32.如此，由于硬端箍5紧固住定子绕组3，又通过中间连接件7与固定连接板6连接成一体，而固定连接板6又将集电环组件4与压圈2连接成一体，因此使得压圈2、定子绕组3和集电环组件4连接成一个整体，相当于整个定子绕组3的端部结构均安装在定子铁芯的端面上，从而能够提高定子绕组3端部的固定稳定性和结构强度。相比于现有技术，集电环组件4分布在定子绕组3的端部外侧区域，有效减小了对电机内轴向空间的占用，并且不再由绕组引线并头后承受集电环组件4的重量，而是由固定连接板6进行支承，因此还能够避免对定子绕组3的引线的绝缘性能造成损害，防止引线受到冲击振动而断裂。
33.在关于压圈2的一种优选实施例中，为方便各个固定连接板6在压圈2上的连接安装，本实施例在压圈2的端面外缘区域沿周向方向开设有若干个螺纹孔，从而可使各个固定连接板6的一端通过螺栓、螺钉等紧固件与压圈2形成螺纹连接，进而便于安装与拆卸。当然，固定连接板6与压圈2之间的连接方式并不仅限于螺纹连接，其余比如通过铆钉、卡接等形成可拆卸连接或者焊接等固定连接也同样采用。
34.在关于中间连接件7的一种优选实施例中，为方便固定连接板6与硬端箍5之间的连接，本实施例中，中间连接件7具体可采用绑扎带。如此，由于绑扎带具有弹性，适应于狭
窄空间，且韧性较高、操作方便。当然，中间连接件7还可采用弹性绳等形式。
35.如图2所示，图2为图1中所示的集电环组件4的具体结构示意图。
36.在关于集电环组件4的一种优选实施例中，该集电环组件4主要包括导流环41、绝缘层42、绝缘垫板43和绝缘端板44。其中，导流环41同时设置有4个，且在径向方向上形成内外两层的分布形式，同时在轴向方向上也分为两列。如此设置，相比于现有技术中4个导流环41均呈轴向方向分布的结构，本实施例中的导流环41的分布结构能够大幅缩减轴向长度，减小对电机内轴向空间的占用，同时合理利用了电机内的径向空间，提高了空间利用率。
37.同时，为保证各个导流环41的绝缘性能，本实施例在径向方向上的两层导流环41之间设置了绝缘层42，并且在轴向方向上，于两列导流环41的相邻端面之间填充有绝缘垫板43，同时于两列导流环41的左右端面上贴附设置有绝缘端板44。此外，两端位置的绝缘端板44或者中间位置的绝缘垫板43还可与相邻的绝缘层42连接成一体，形成一体成型结构。一般的，绝缘层42、绝缘垫板43和绝缘端板44可均采用玻璃布板。
38.进一步的，为将各个导流环41与绝缘层42、绝缘垫板43和绝缘端板44连接成整体，本实施例在绝缘层42、绝缘垫板43和绝缘端板44的圆心区域处均开设有通孔，同时通过连接紧固件8进行依次贯穿固定，并在连接紧固件8的两端通过螺母紧固。
39.如图3所示，图3为图1中所示的固定连接板6的具体结构示意图。
40.另外，为提高固定连接板6与集电环组件4之间的连接稳定性，本实施例中，固定连接板6的两端部分弯折形成连接部61，整体呈凹型或u型。如前所述，其中一端连接部61可通过螺栓等紧固件与压圈2的端面相连，而另一端连接部61可延伸至紧贴在绝缘端板44的表面上，并通过连接紧固件8进行贯穿固定。
41.进一步的，考虑到固定连接板6的中间部分中空，具有槽状镂空，为此不可避免地导致结构强度下降，为提高固定连接板6的结构强度，本实施例在固定连接板6的两端连接部61之间设置了若干根加强筋62，以通过各根加强筋62的连接作用，将两端连接部61互相拉紧，并在两端连接部61形成支撑结构，提高对集电环组件4的支承稳定性，同时也能降低冲击振动对固定连接板6的影响。一般的，各根加强筋62的两端分别焊接在两端连接部61的内表面上。
42.另外，为防止定子绕组3的绝缘层42在电机运行过程中受到损害，本实施例在定子绕组3的端部表面上涂覆有一层防护层，具体的，该防护层可为聚氨酯层等。基于同样的考虑，还可将定子绕组3的引线并头后弯折到绕组鼻部之间的缝隙中，从而利用绕组鼻部的作用阻挡在电机运行过程中产生的气流中的沙尘杂质的冲击，防止定子绕组3的端部绝缘层42受到磨损。
43.本实施例还提供一种电机，主要包括壳体1和设置于壳体1内的成型绕组端部固定结构，其中，该成型绕组端部固定结构的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。
44.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。