分段式无刷定子互连系统技术方案

提供了一种分段式无刷定子互连系统。该分段式无刷定子互连系统包括多个部段，每个部段都包含具有导磁材料的齿、围绕该齿的电线圈以及至少一个绝缘体。该分段式无刷定子互连系统还包含：多个连接器，每个连接器都包含第一端子和第二端子，该第一端子适于插入到至少一个绝缘体中并且与所述多个部段中的每一个部段的电线圈联接；以及电路板，该电路板联接到输入电力线并且包含适于容纳所述多个连接器的第二端子的孔口。当第二端子被容纳在孔口中时，电路板与所述多个部段中的每个部段的电线圈联接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分段式无刷定子互连系统相关申请的交叉引用该专利申请根据35U.S.C.§111(a)提交并且要求享有于2015年10月9日提交的美国临时专利申请No.62/239,370在35U.S.C.§119(e)下的优先权，该美国临时专利申请出于任何目的以其整体通过引用并入本文。
本文公开的主题总体上涉及马达技术，并且更具体地涉及组装马达的分段式定子的互连系统和方法。
技术介绍
在无刷旋转马达中，转子通常包括定位在被称为“电极”的延伸部上的永磁材料。马达的定子可以包括独立的部段(称为“齿”)，其中每个部段都缠绕有线圈。定子部段中的线圈被通电以产生电磁场。在定子线圈中产生的电磁场与转子的永磁体相互作用以引起转子的扭矩和旋转。通过控制在定子的齿的线圈中产生的电流的极性，转子可以连续地旋转。定子可以由单齿层叠部段构成。每个部段都可以单独绝缘然后缠绕。然后通常将相同缠绕的部段组装成圆形形状作为完整的电枢定子。当安装在马达外壳中时，该组件可永久保持此圆形形状。在壳体中安装之前，组装的定子可以在制造电互连部的同时通过机械夹具或固定装置被临时保持。缠绕在每个定子部段上的线圈通常具有起始线端和结束线端(统称为“线圈端子”)。取决于特定部段在组装定子内的位置，线圈端子可以与另一个线圈串联地或并联地连接到中性线，或连接到电源线。线圈端子的接线由于以下事实而变得复杂：为了产生适当的运动，在定子中产生的电磁场的极性在时间上交替变化。接线的复杂性又影响线圈缠绕在定子部段上的方式。通常，每个定子部段的接线是单独完成的，而不是以统一、一致的方式完成。单独的接线增加了最终马达产品的复杂性和成本，还影响了性能参数。特别是，使用当前的互连方法，难以优化铜填充量，该铜填充量是位于定子部段之间的空间中的铜量。所需要的是用于为无刷马达的分段式定子的线圈提供互连的系统和方法，其提高了组装效率并优化了铜填充。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了电马达的定子。定子包含：多个部段，每个部段都包含具有导磁材料的齿、围绕齿的电线圈以及至少一个绝缘体；多个连接器，每个连接器都包括第一端子和第二端子，所述第一端子适于插入所述至少一个绝缘体中并且适于与所述多个部段中的每个部段的电线圈联接；以及电路板，该电路板联接到输入电力线并且包含适于容纳所述多个连接器的第二端子的孔口。当第二端子被容纳在孔口中时，电路板被联接到多个部段中的每个部段的电线圈。所有多个部段的电线圈可以以相同的方向缠绕。所有多个部段的电线圈可以是绕线筒缠绕的。另外，多个连接器的第二端子可以包括弹簧元件。弹簧元件可以适于在插入到电路板的孔口中时压缩并且在连接器和电路板之间提供牢固的机械和电连接。电路板可以包括用于将输入电力线连接到多个部段的电线圈当中的特定电线圈以提供换向的电路。特别地，电路可以将输入电力线联接到多个部段的电线圈当中的特定电线圈以使3相电马达换向。电路板可以具有环形形状。多个部段中的至少一个绝缘体可以包括用于容纳多个连接器的第一端子的容纳部。多个连接器的第一端子可以包括插脚，该插脚适合于切入多个部段的电线圈中并且与其形成电连接。定子的多个部段的齿可以由层叠分段构成。在另一个实施例中，提供了一种组装包含多个部段的马达定子的方法，所述多个部段中的每一个部段都具有缠绕的电线圈。该方法包括：在空间上布置多个部段以用于组装；将多个连接器的第一端子联接到所述多个部段，每个部段联接至少一个连接器，每个连接器都与其联接到的相应部段的电线圈形成电连接；以及将电路板压配到所述多个连接器的第二端子上，该电路板将所述多个部段的电线圈通过所述多个连接器联接到输入电力线。该方法可以包括沿相同的方向缠绕所有多个部段的电线圈。例如，电线圈可以是绕线筒缠绕的。电路板可以包括用于容纳多个连接器的第二端子的孔口。多个连接器的第二端子可以包括弹簧元件。该方法还可以包括将多个连接器的第一端子插入到在多个部段上的绝缘体中形成的容纳部中。通过将多个连接器的第一端子插入到绝缘体的容纳部中，可以在多个部段的电线圈中形成切口，这些切口在电线圈和多个连接器之间提供电连接。电路板可以包括用于将输入电力线连接到多个定子的电线圈当中的特定电线圈以实现换向的电路。本文公开的用于无刷DC的分段式定子可以在广泛的应用和设置中被部署在马达上。这些设置可以包括以下任何一项：食品和饮料加工；包装和转化；药物；材料成形；医学实验室和自动化；机器人；印刷；贴标签；航空航天；轮胎和橡胶；邮政分拣；自动车辆；以及石油和天然气工业。附图说明根据以下结合附图的描述，本专利技术的特征和优点是显而易见的，其中：图1是根据本文教导的示例性分段式定子和组装系统的分解图；图2是根据本文教导的呈组装形式的定子的立体图；图3是根据本文教导的插入绝缘体的容纳部中的示例性绝缘位移连接器(IDC)的横截面图；图4A是根据本文教导的在将端子插入到孔口中之前的IDC端子和压配PCB的孔口的横截面图；图4B是根据本文教导的在将端子插入到孔口中之后的IDC端子和压配PCB的孔口的横截面图；图5是示出根据本文教导的定子的部段和压配PCB的示例性电路的示意图；图6A是压配PCB130的顶视图，示出了根据本文教导的与孔口的电连接的示例性配置；图6B是压配PCB130的顶视图，示出了图6A的压配PCB以与图6A所示不同的取向定位；图7是根据本文教导组装分段式马达的方法的流程图。具体实施方式本文公开了一种无刷DC(直流)马达定子和相关联的定子组装的方法。在组装方法中，使用压配印刷互连电路板(“压配PCB”)将定子的单独缠绕的部段电连接在一起以完成定子电路。压配PCB的一个特殊优点是组装简化，从而减少了人力、时间和成本。使用压配PCB可以消除对焊接定子线圈端子的多个连接部的需要。另外，也会减少或消除与焊接有关的质量问题，例如断裂接头或冷接头。转到图1，示出了定子100和组装系统的分解图。定子100包括多个单独的部段，诸如部段102和部段104。尽管图1中示出的示例性定子100包括十二个部段，但是可以使用其它数量的部段。为了便于描述，将针对单个部段102描述每个部段的部件。部段102包括由导磁材料制成的齿形元件(“齿”)106。齿106可以由材料的层叠分段构成以减少热损失。齿106的上端用上绝缘体110覆盖，齿106的下端用下绝缘体112覆盖。绝缘体110、112可以通过注射成型或类似的组装技术形成在齿106上。上绝缘体110和下绝缘体112两者都限定了凹部，这些凹部提供了可将线圈115围绕齿106缠绕的空间。线圈通常由缠绕的铜制成，但可以采用或添加其它金属、合金和导电材料。另外，上绝缘体110包括均适于容纳绝缘位移连接器(“IDC”)端子的容纳部116和118。为了说明的目的，示例性的绝缘位移连接器(IDC)122和124被图示为悬置在相应的容纳部116和118上。如所示出的，IDC122的第一端子适于被容纳在上绝缘体110的容纳部116中，并且IDC124的第一端子适于被容纳在上绝缘体110的容纳部118中。线圈115的起始线(未示出)被路由到IDC端子122，并且线圈115的结束线(也未示出)被路由到IDC端子124。示出了在定子100上方悬置的环形压配互连电路板(在下文中称为“压配PCB”)130。压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分段式无刷定子互连系统，包括：多个部段，每个所述部段都包含具有导磁材料的齿、围绕所述齿的电线圈以及至少一个绝缘体；多个连接器，每个连接器都包含第一端子和第二端子，所述第一端子适于插入所述至少一个绝缘体中并且与所述多个部段中的每个部段的电线圈联接；其特征是，包括：电路板，所述电路板联接到输入电力线并且包含适于容纳所述多个连接器的第二端子的孔口；其中当所述第二端子被容纳在所述孔口中时，所述电路板被与所述多个部段中的每个部段的所述电线圈联接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.09 US 62/239,3701.一种分段式无刷定子互连系统，包括：多个部段，每个所述部段都包含具有导磁材料的齿、围绕所述齿的电线圈以及至少一个绝缘体；多个连接器，每个连接器都包含第一端子和第二端子，所述第一端子适于插入所述至少一个绝缘体中并且与所述多个部段中的每个部段的电线圈联接；其特征是，包括：电路板，所述电路板联接到输入电力线并且包含适于容纳所述多个连接器的第二端子的孔口；其中当所述第二端子被容纳在所述孔口中时，所述电路板被与所述多个部段中的每个部段的所述电线圈联接。2.根据权利要求1所述的分段式无刷定子互连系统，其中，全部所述多个部段的所述电线圈都沿相同方向缠绕。3.根据权利要求2所述的分段式无刷定子互连系统，其中，全部所述多个部段的电线圈都是绕线筒缠绕的。4.根据权利要求1所述的分段式无刷定子互连系统，其中，所述多个连接器的所述第二端子包含弹簧元件。5.根据权利要求4所述的分段式无刷定子互连系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·诺齐，S·道森，
申请(专利权)人：科尔摩根公司，
类型：新型
国别省市：美国,US