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绝缘骨架及电机发明专利

更新时间:2024-07-01
绝缘骨架及电机发明专利 专利申请类型:发明专利;
地区:安徽-合肥;
源自:合肥高价值专利检索信息库;

专利名称:绝缘骨架及电机

专利类型:发明专利

专利申请号:CN202111263193.6

专利申请(专利权)人:惠而浦(中国)股份有限公司
权利人地址:安徽省合肥市高新区习友路4477号

专利发明(设计)人:朱婉婉,魏世民,张欢,许平建

专利摘要:本发明涉及一种绝缘骨架以及使用该绝缘骨架的电机,所述绝缘骨架包括主体环形部以及沿主体环形部外侧周向均匀设置的N个径向延伸的中空绝缘筒,所述中空绝缘筒远离主体环形部的一端设置有突出所述中空绝缘筒外周面的端部挡片,其中N为电机电机相数n的整数倍。所述电机包括定子和与定子同轴设置、位于定子外侧的外转子,所述定子具有上述的绝缘骨架和密封于中空绝缘筒中的铁芯。本发明的绝缘骨架在工艺上取消了绝缘纸的使用、简化生产过程的同时提高了定子绝缘性能且降低了定子高度,搭配配套的外转子实现了电机高度降低,体积功率提升,满足实际安装需求。

主权利要求:
1.一种绝缘骨架,其特征在于,包括主体环形部(1)以及沿主体环形部外侧周向均匀设置的N个径向延伸的中空绝缘筒(2),所述中空绝缘筒(2)远离主体环形部(1)的一端设置有突出所述中空绝缘筒外周面的端部挡片(21),其中N为电机相数n的整数倍,并且n≥3;
所述绝缘骨架注塑一体成型;所述中空绝缘筒的中空部为铁芯容腔,插入铁芯后,铁芯容腔的开口处密封;
所述主体环形部(1)上还设置有沿其外周面向正面延伸的正面挡片(11)、向背面延伸的背面挡片(12),所述主体环形部上还设置有沿其内周面上向正面延伸的内侧挡片(13),所述正面挡片(11)与内侧挡片(13)之间形成引线通道(A2);
所述正面挡片(11)在中空绝缘筒(2)两侧位置各开设有一个过线槽(A3),所述内侧挡片上开设有引线槽;
所述正面挡片(11)上设置有分层过线结构,所述分层过线结构由基本单元(PN)绕正面挡片(11)周期性重复形成;
所述基本单元(PN)横跨n个中空绝缘筒(2),包括在每个中空绝缘筒(2)两侧各开设一个的过线槽(A3),位于同一中空绝缘筒(2)两侧的所述过线槽(A3)等高,位于不同绝缘筒(2)两侧的过线槽(A3)的高度梯次顺序设置。
2.如权利要求1所述的绝缘骨架,其特征在于,所述主体环形部(1)的内侧面上均匀分布有至少三个固定座(3),所述固定座上设置有平行于所述主体环形部轴线的安装孔(31)。
3.如权利要求2所述的绝缘骨架,其特征在于,所述主体环形部(1)在相邻固定座(3)之间的内侧面上设置有进线板(41)和出线板(42),所述进线板和出线板上均设置有接线端子安装座(43)。
4.一种电机,其特征在于,包括:定子(P1)和与定子同轴设置、位于定子外侧的外转子(P2),所述定子包括如权利要求1‑3任一项所述的绝缘骨架和密封于所述中空绝缘筒内的铁芯。
5.如权利要求4所述的电机,其特征在于,其电机相数n为3,中空绝缘筒数量N为12。 说明书 : 绝缘骨架及电机技术领域[0001] 本发明涉及电机技术领域,具体涉及一种绝缘骨架及具有该绝缘骨架的电机。背景技术[0002] 电机作为转动部件的动力装置广泛运用在各类家用电器领域,在抽油烟机上,通过永磁同步变频电机驱动风扇转动将室内油烟抽出室外,对电器小型化轻量化的要求压缩了电机的安装空间,为此需要开发小体积大功率、体积功率高的电机产品。[0003] 现有的电机产品均是通过缠绕在铁芯上的线圈产生变化的磁场,从而驱动转子旋转。为了避免铁芯导致能量损耗、发热增加带来潜在的安全风险,生产时一般通过在铁芯与线圈之间铺设绝缘纸实现对铁芯的绝缘,使绕线过程复杂化,绕线过程中,绝缘纸可能发生折叠、移位,绝缘作用降低,而错误的使用方法可能导致绝缘纸绝缘失效,以上两点均会带来潜在的安全风险。发明内容[0004] 鉴于现有技术存在的上述问题,本发明旨在提供一种绝缘骨架及具有该绝缘骨架的电机。[0005] 本发明的技术方案如下:[0006] 一种绝缘骨架,包括主体环形部以及沿主体环形部外侧周向均匀设置的N个径向延伸的中空绝缘筒,所述中空绝缘筒远离主体环形部的一端设置有突出所述中空绝缘筒外周面的端部挡片,其中N为电机电机相数n的整数倍。[0007] 具体的,所述主体环形部上还设置有沿其外周面向正面延伸的正面挡片、向背面延伸的背面挡片,所述主体环形部上还设置有沿其内周面上向正面延伸的内侧挡片,所述正面挡片与内侧挡片之间形成引线通道。[0008] 具体的,所述正面挡片在两相邻中空绝缘筒之间的位置开设有两个过线口,所述内侧挡片上开设有引线槽。[0009] 优选的,所述正面挡片上设置有分层过线结构,所述分层过线结构由基本单元绕正面挡片周期性重复形成;所述基本单元横跨n个中空绝缘筒,包括在每个中空绝缘筒两侧各开设一个的过线槽,位于同一中空绝缘筒两侧的所述过线槽等高,位于不同绝缘筒两侧的过线槽的高度梯次顺序设置。[0010] 具体的,所述主体环形部的内侧面上均匀分布有至少三个固定座,所述固定座上设置有平行于所述主体环形部轴线的安装孔。[0011] 具体的,所述主体环形部在相邻固定座之间的内侧面上设置有进线板和出线板,所述进线板和出线板上均设置有接线端子安装座。[0012] 一种电机,包括定子和与定子同轴设置、位于定子外侧的外转子,所述定子具有上述的绝缘骨架和密封于所述中空绝缘筒内的铁芯。[0013] 具体的,所述电机的电机相数n为3,中空绝缘筒数量N为12。[0014] 本发明通过在绝缘骨架上设置的铁芯容腔以及特别设置的引线容腔,在取消绝缘纸、简化生产过程的同时实现了铁芯绝缘与定子高度降低,搭配配套的外转子实现了电机高度降低,体积功率提升,满足实际安装需求。附图说明[0015] 图1为本发明绝缘骨架正面示意图;[0016] 图2为本发明绝缘骨背面示意图;[0017] 图3为本发明分层过线结构示意图;[0018] 图4为本发明电机的示意图。[0019] 图中:[0020] 1主体环形部;2中空绝缘筒;3固定座;[0021] 11正面挡片;12背面挡片;13内侧挡片;[0022] 21端部挡片;22铁芯容腔;[0023] 31安装孔;[0024] 41进线板;42出线板;43接线端子安装座;44安装柱;[0025] A1线圈绕组区;A2引线通道;A3分层过线结构;A4引线槽;[0026] A31第一相过线槽;A32第二相过线槽;A33第三相过线槽;[0027] S1主体环形部外侧面;PN基本单元;[0028] P1定子;P2外转子;P3防护盖。具体实施方式[0029] 以下结合附图和具体实施例,对本发明进行详细说明,在本说明书中,名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构,且仅限于示意的目的。[0030] 图1为本发明的绝缘骨架正面示意图。在所述绝缘骨架的主体环形部1外侧周向均匀设置有N个径向延伸的中空绝缘筒2,N为电机相数n(下文n均为电机相数)的倍数,所述中空绝缘筒2远离主体环形部1的一端设置有突出所述中空绝缘筒外周面的端部挡片21,内部中空部分为铁芯容腔22。所述主体环形部1设置有沿其外周面分别向正面延伸的正面挡片11以及向背面延伸的背面挡片12,同时设置有沿其内周面向正面延伸的内侧挡片13。所述端部挡片21、正面挡片11、背面挡片12在中空绝缘筒2外周面隔离出线圈绕组区A1,所述正面挡片11与内侧挡片13之间形成引线通道A2。[0031] 所述主体环形部1的内侧面上均匀分布有三个固定座3,所述固定座上设置有平行于所述主体环形部1轴线的安装孔31。所述固定座3正面、反面均设置有联通主体环形部1内侧面与安装孔31的加强筋。在相邻固定座3之间的内侧面上设置有进线板41和出线板42,所述进线板41与出线板42背面通过加强筋与主体环形部1内侧面连接加固,正面设置有接线端子安装座43,所述进线板41上另设置有用于固定进线防护盖的安装柱44。[0032] 所述中空绝缘筒2的外侧在端部挡片21与正面挡片11、背面挡片12之间形成的线圈绕组区A1用于缠绕漆包线,相邻的两中空绝缘筒2之间的空间作为绕线时绕线针的活动空间,将所述端部挡片21局部突起的高度降低,从而扩大绕线针的活动空间,同时保证了对线圈绕组的阻挡停止作用。[0033] 所述内侧挡片13于接近所述进线板41与所述出线板42位置均设置有引线槽A4,该引线槽构成绕组接线以及电源线进出进线板41与出线板42的通道。[0034] 图3为主体环形部1的外侧面S1沿周向展开的局部示意图。所述正面挡片11上设置有分层过线结构,该分层过线结构为基本单元PN绕正面挡片11周期性重复形成,所述基本单元PN横跨n个中空绝缘筒,在绕线时根据永磁同步电机的工作原理,每n个相邻的中空绝缘筒2上缠绕的线圈应该依次顺序对应n个相位,在基本单元PN中每个中空绝缘筒2两侧各开设一个等高的过线槽A3,同在一个基本单元的不同绝缘筒边的过线槽A3的高度梯次顺序设置。不同基本单元PN中的位于同一相位的线圈需要与该相电源构成回路,为此一个简化方案是同相线圈之间通过穿过过线槽A3并经过引线通道A2的的引线连接,该引线部分经过对应于该相线圈的中空绝缘筒2两侧的相同高度的过线槽A3在引线通道A2中可以位于同一平面内。而由于不同相位的线圈相对应的中空绝缘筒2两侧的过线槽A3的高度不同,可以自然将不同相位的引线结构约束在引线通道A2内不同高度的平面内,形成相与相之间的引线分层。通过引线分层设计,使各相的引线部分层次分明,一方面降低了绕线过程中各相引线的干涉,另一方面,可以避免现有技术引线接触带来的可能由于引线绝缘受损造成的短路失火风险,提高电机的可靠性。[0035] 本实施例中N=12;n=3,因此上述基本单元横跨3个中空绝缘体,为此图中依次按高度梯次顺序设有第一相的过线槽A31,第二相的过线槽A32,第三相的过线槽A33,三相引线经梯次设置的过线槽A31、A32、A33在引线通道中分成互不干涉与接触的三层。[0036] 本实施例中所述中空绝缘筒截面为矩形,所述中空绝缘筒的中空部为铁芯容腔,容腔截面形状匹配铁芯截面形状设计,一般为矩形或者圆形,实际生产中将与中空绝缘筒的铁芯容腔尺寸相符的铁芯插入各中空绝缘筒的铁芯容腔中,然后在铁芯容腔的开口处使用励磁介质密封,从而将铁芯与外界通过绝缘骨架与励磁介质完全隔绝,实测上述即使进水后,亦能保证铁芯绝缘性,从而彻底杜绝了铁芯导电发热的可能,确保使用安全。[0037] 所述电机为永磁同步变频电机,其包括同轴设置的外转子P2和内定子P1,所述内定子包括所述绝缘骨架1、密封于所述中空绝缘筒2中的铁芯、以及绕制在线圈绕组区的n相线圈绕组。通过流经各相回路中的周期性电流使各中空绝缘筒上的线圈与铁芯组产生周期变化的磁场驱动靠近中空绝缘筒周向设置有永磁体的外转子P2转动,在所述进线板41与出线板42上可选设置有电源线的防护盖P3。[0038] 所述绝缘骨架采用注塑一体成型,简化了制造过程的同时,由于采用了铁芯密封设计,隔离了铁芯与外界,进一步提高了安全性,避免了铁芯短路通电后大量发热可能引起的安全隐患。由于采用了注塑一体成型,并且所述绝缘骨架的中空绝缘体均沿径向分布,方便地实现了绝缘铁芯从垂直轴线放置到在旋转平面内的径向平铺,压低了轴向高度,压缩了安装空间,提高了电机设备的体积功率。本实施例中的永磁同步电机功率220W,安装体积3 3约为1.108dm,其体积功率达到198W/dm。对比例中使用现有技术制作的电机功率200W,安3 3装体积约为1397dm .其体积功率约为143W/dm,本发明实施例体积功率相比现有技术提升38%。由于采用了分层过线设计本实施例中永磁同步电机的短路电流实测为2.165A,相比现有技术中短路电流普遍在2.5A以上,降低了13.4%,本发明的电机在1800V的电压测试条件下泄漏电流小于2mA,绝缘电阻大于500MΩ。[0039] 以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

专利地区:安徽

专利申请日期:2021-10-28

专利公开日期:2024-06-18

专利公告号:CN114123564B

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