一种用于平面电机的具有散热结构的模块化线圈阵列制造技术

一种用于平面电机的具有散热结构的模块化线圈阵列；具有散热、温度传感功能；结构上包括线圈、温度传感器、散热罩、散热底座、定位销、电气插接组件、冷却液流道接口和固定底座等；采用模块化的结构实现线圈的固定定位；温度传感器安装在线圈底面上，用于监控线圈温度；电气插接实现线圈供电与温度传感器接线的快速连接；散热罩、散热底座和冷却液流道接口等组成线圈模块的散热系统，冷却液从线圈下方流过；电气接线和冷却液流道各自可以模块化扩展；与现有技术相比，散热结构、电气插接组件、温度检测装置与线圈为集成结构，具有标准接口，便于扩展，进而实现线圈阵列的快速、高效装配。

【技术实现步骤摘要】
一种用于平面电机的具有散热结构的模块化线圈阵列
本专利技术涉及一种用于平面电机的具有散热结构的模块化线圈阵列，特别涉及模块化结构与连接方式；
技术介绍
永磁式平面电机的主要组成为磁钢和线圈，为实现大推力或大行程，往往需要使用多个磁钢与多个线圈，分别形成磁钢阵列与线圈阵列；除线圈本身之外，线圈阵列中还包含散热装置、电气连接件；现有平面电机中的线圈、散热装置和电气连接件均需要单独设计，散热装置多为多线圈共用的一体式结构，散热效果有限，电气连接件的种类、数量和布局方式需要在线圈数量确定后再进行规划；这使得当电机设计需求(通常为行程或推力需求)改变时，需要重新进行上述结构设计，增加设计难度和设计周期；在线圈阵列装配时，线圈引出线、传感器引线与散热水管等数量繁多，大大增加了装配调试难度；综上，现有平面电机中，线圈阵列设计与装配难度均较大，极大地制约了平面电机的应用范围，因此需要在线圈阵列现有结构的基础上，提炼出一种阵列方式，在保证各线圈散热需求的基础上，降低其设计、装配成本，缩短相应电机的制造周期；
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种用于平面电机的具有散热结构的模块化线圈阵列，其优势在于可以提供一种便于安装与扩展的模块化的线圈结构，在保证其散热需求的基础上，解决平面电机中线圈阵列设计与装配难度大的问题；本专利技术的技术方案如下：一种用于平面电机的具有散热结构的模块化线圈阵列，其特征在于：线圈阵列中各线圈模块之间采用端部连接器或中间连接器连接，每个线圈模块包括上部和下部两部分；上部分包含散热罩、线圈、温度传感器、散热底座和母插接组件，所述的线圈安装在散热罩和散热底座之间，线圈通过涂抹导热材料分别与散热罩和散热底座接触；并通过拉紧螺钉与线圈和散热罩实现紧固定位；所述温度传感器布置在线圈下表面，并以导热胶实现定位固定；散热底座内设有冷却液流道和上部接线通道；温度传感器的引出线与线圈上的线圈引出线通过上部接线通道穿过散热底座连接在母插接组件上，该母插接组件安装在散热底座的底部；下部分包含公插接组件、定位销和固定底座；所述固定底座与散热底座通过定位销定位；所述冷却液流道设有两个流道外部端口，每个流道外部端口通过端部连接器或中间连接器连接，用以形成联通的流道。优选地，在散热罩内部设有向下伸出的线圈上定位柱，散热底座通过拉紧螺钉与散热罩中的线圈上定位柱内的螺纹实现紧固定位。优选地，在散热底座上设有向上伸出的线圈下定位柱，散热底座通过拉紧螺钉与散热底座上的线圈下定位柱内的螺纹实现紧固定位。所述线圈采用圆形线圈、方形线圈或矩形线圈类型中的一个线圈，或采用一种类型中多个线圈的组合。本专利技术所述的冷却液流道的结构形式为口字型流道、日字型流道、环形流道或一字型流道。本专利技术所述的母插接组件和公插接组件各自的接头数目大于或等于5个。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：本专利技术所述的线圈模块，采用统一的安装接口、冷却液流道接口及电气插接接口，能够实现按需选择、插接式装配，大大降低装配难度；线圈模块结构相同，能够实现互换通用，降低线圈阵列配置难度；此外，线圈模块采用散热罩的结构形式，能够降低线圈上表面温度，增强散热效果，提升电机承载能力，且模块中含有温度传感器，有利于散热效果和线圈寿命检测。附图说明图1为本专利技术所述模块化线圈阵列主要单元的示意图。图2为本专利技术所述线圈模块上部的结构示意图。图3为本专利技术所述线圈模块下部的结构示意图。图4为本专利技术所述线圈模块上部的正视图。图5为沿图4中路径A-A所取的剖视图。图6为沿图5中路径B-B所取的剖视图。图7为沿图5中路径C-C所取的剖视图。图8表示多个线圈模块连接的示意图。图9为多个线圈模块的冷却液通道和下部电气接线通道的示意图。图10为另一种散热底座实施例的示意图。图11为另一种散热底座实施例的冷却液流道剖面图。图12a-12d分别表示散热底座中不同冷却液流道的结构形式。图13a-13c分别表示不同的线圈结构形式。图中：1－上部；11-散热罩；111-线圈上定位柱；12-线圈；121-线圈引出线；13-温度传感器；14-散热底座；141-冷却液流道；142-上部接线通道；143-线圈下定位柱；144-流道加工孔；145-第一流道外部端口；146-第二流道外部端口；15-母插接组件；16-拉紧螺钉；2-下部；21-固定底座；211-下部接线通道；22-公插接组件；23-定位销；3-端部连接器；4-中间连接器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的原理、结构和具体实施方式做进一步的说明；图1为本专利技术所述模块化线圈阵列主要单元的示意图；线圈模块分为上部1和下部2两部分，端部连接器3和中间连接器4用于模块冷却液流道的引出或连接，其中上部1和下部2配套使用，端部连接器3和中间连接器4需根据实际需求选取；上部1的装配关系如图2所示，主要由散热罩11、线圈12、温度传感器13、散热底座14和母插接组件15组成；图4示出了完全装配的上部1的外形，图5至图7示出了其内部结构布局；线圈12安装在散热罩11中，线圈上表面和内外侧面与散热罩通过涂抹导热材料(如导热胶等)实现接触，线圈12下表面与散热底座14上表面同样通过涂抹导热材料实现接触，并通过拉紧螺钉16和线圈上定位柱111内的螺纹实现紧固定位；为避免散热底座14对测量数据的影响，温度传感器13用导热胶固定在线圈12下表面，不与散热底座14接触；散热底座14中布有冷却液流道141，流道集中在线圈下方区域内，利用流动的冷却液带走线圈中的热量，进而降低线圈温度；每个散热底座14上的冷却液流道141有第一流道外部端口145和第二流道外部端口146两个端口，用于流道的引出或连接，温度传感器13以及线圈引出线121通过上部接线通道142穿过散热底座14连接在母插接组件15上，冷却液流道141和上部接线通道142在结构上完全隔离；母插接组件15安装在散热底座底部，母插接组件下表面不突出于散热底座下表面；所有电气信号通过母插接组件15传递，因此母插接组件中的接头数量不得少于5个；图3示出了下部2的装配结构，包含固定底座21、公插接组件22和定位销23；公插接组件22安装在固定底座21中，其上端与母插接组件15配合，下端连接图中未示出的线缆，线缆通过下部接线通道211将电气信号传递出模块；定位销23用于散热底座14和固定底座21的定位，保证上部1和下部2的准确对接，同时也保证模块间组合时冷却液流道的对准和联通；图8示出了多个模块组成行组件的情况；上部1和下部2一一对应，根据实际连接需求选择端部连接器3或中间连接器4对流道进行引出或连接，其中端部连接器3用于位于行组件两端的模块中冷却液流道141的引出，中间连接器4用于相邻两模块冷却液流道141的连接；端部连接器3或中间连接器4与第一流道外部端口145或第二流道外部端口146连接，连接处均以O型圈密封；模块间装配时，首先安装下部2，然后以定位销23和散热底座14的底面组成定位基准，用于定位上部1；各组件之间可以采用螺钉连接、胶接等常见紧固方式；图9示出了多个线圈组成行组件时整体的冷却液通道和下部电气接线通道的示意图，整体的冷却液通道由冷却液流道141和中间连接器4内部的流道相互连接，由端部连接器3内的流道引出，一个行组件共用冷却液；对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于平面电机的具有散热结构的模块化线圈阵列，其特征在于：线圈阵列中各线圈模块之间采用端部连接器(3)或中间连接器(4)连接，每个线圈模块包括上部(1)和下部(2)两部分；上部分包含散热罩(11)、线圈(12)、温度传感器(13)、散热底座(14)和母插接组件(15)，所述的线圈(12)安装在散热罩(11)和散热底座(14)之间，线圈(12)通过涂抹导热材料分别与散热罩(11)和散热底座(14)接触；并通过拉紧螺钉(16)与线圈和散热罩(11)实现紧固定位；所述温度传感器(13)布置在线圈(12)下表面，并以导热胶实现定位固定；散热底座(14)内设有冷却液流道(141)和上部接线通道(142)；温度传感器(13)的引出线与线圈(12)上的线圈引出线(121)通过上部接线通道(142)穿过散热底座(14)连接在母插接组件(15)上，该母插接组件(15)安装在散热底座(14)的底部；下部分包含公插接组件(22)、定位销(23)和固定底座(21)；所述固定底座(21)与散热底座(14)通过定位销(23)定位；所述冷却液流道(141)设有两个流道外部端口，每个流道外部端口通过端部连接器(3)或中间连接器(4)连接，用以形成联通的流道。...

【技术特征摘要】
1.一种用于平面电机的具有散热结构的模块化线圈阵列，其特征在于：线圈阵列中各线圈模块之间采用端部连接器(3)或中间连接器(4)连接，每个线圈模块包括上部(1)和下部(2)两部分；上部分包含散热罩(11)、线圈(12)、温度传感器(13)、散热底座(14)和母插接组件(15)，所述的线圈(12)安装在散热罩(11)和散热底座(14)之间，线圈(12)通过涂抹导热材料分别与散热罩(11)和散热底座(14)接触；并通过拉紧螺钉(16)与线圈和散热罩(11)实现紧固定位；所述温度传感器(13)布置在线圈(12)下表面，并以导热胶实现定位固定；散热底座(14)内设有冷却液流道(141)和上部接线通道(142)；温度传感器(13)的引出线与线圈(12)上的线圈引出线(121)通过上部接线通道(142)穿过散热底座(14)连接在母插接组件(15)上，该母插接组件(15)安装在散热底座(14)的底部；下部分包含公插接组件(22)、定位销(23)和固定底座(21)；所述固定底座(21)与散热底座(14)通过定位销(23)定位；所述冷却液流道(141)设有两个流道外部端口，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鸣，朱煜，袁丁，李鑫，刘峰，杨开明，成荣，胡金春，
申请(专利权)人：清华大学，北京华卓精科科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11