專利名稱：用于電機的冷卻組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總體涉及電機，更具體地，本公開涉及一種用于冷卻電機的定子的冷卻組件。
背景技術(shù)：
按常規(guī)方式，電機的定子由一組疊片制成，疊片設(shè)有由突出齒限定的線圈接收槽。在某些情況下，例如由矩形線材制成的預(yù)先繞制的線圈被插入這些線圈接收槽中。這些預(yù)先繞制的線圈包括要插入槽中的兩個大致縱向的腿部以及互連的并經(jīng)常與縱向的腿部整合的兩個大致彎曲的頭部。這些線圈頭部從疊片突出來，并且通常不與之接觸。當(dāng)電機工作時，在線圈中產(chǎn)生熱。因此，冷卻裝置設(shè)置成抽取來自疊片的熱，其中疊片與線圈接觸并因此被加熱。然而，常規(guī)的冷卻裝置通常只與疊片關(guān)聯(lián)，由于線圈頭部不與疊片接觸，因此從線圈頭部的熱抽取并不理想。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個示意性方面，提供一種用于電機的定子的冷卻裝置，電機的定子設(shè)有包括頭部的線圈；該冷卻裝置包括:冷卻體，其構(gòu)造成與定子接觸且設(shè)有相對的縱向端部；以及熱傳導(dǎo)材料，其嵌入線圈的頭部并接觸冷卻體。根據(jù)另一方面，提供一種電機的定子，包括:一組疊片，其設(shè)有縱向槽以及構(gòu)造成與冷卻體接觸的冷卻表面；包括插入疊片的縱向槽中的直部的至少一個線圈，該至少一個線圈包括縱向定位的頭部；與疊片的冷卻表面接觸的冷卻體，該冷卻體設(shè)有相對的縱向端部；嵌入線圈的頭部并接觸冷卻體的熱傳導(dǎo)介質(zhì)。根據(jù)再一方面，提供一種用于將電機定子的線圈的線圈頭部嵌入熱傳導(dǎo)介質(zhì)中的線圈頭部嵌入組件，該組件包括:底壁和外壁；安裝到底壁和外壁的外膜，該膜在所述膜和所述壁之間限定一腔；以及設(shè)置在所述壁中的一個上以通向腔中的壓縮空氣入口。根據(jù)又一方面，提供一種罐裝(pot)定子組件的線圈的頭部的方法，包括:在膜中引入一定量的熱傳導(dǎo)樹脂；將定子放置在膜中，定子包括設(shè)有縱向槽和構(gòu)造成與冷卻體接觸的冷卻表面的一組疊片、包括插入疊片的縱向槽中的直部的至少一個線圈以及與疊片的冷卻表面接觸的冷卻體，其中該至少一個線圈包括縱向定位的頭部；促使膜與定子大致一致；允許熱傳導(dǎo)樹脂固化。


在附圖中:圖1是在線圈頭部周圍安裝冷卻介質(zhì)之前的電機的定子的透視圖；圖2是根據(jù)第一示意性實施例的準(zhǔn)備插入線圈頭部嵌入組件中的圖1的定子的截面圖；圖3是類似于圖2的截面圖，圖示了定子已被插入線圈頭部嵌入組件中；
圖4是類似于圖2的截面圖，示出了被嵌入的線圈的第一頭部；圖5是類似于圖4的截面圖，其中冷卻介質(zhì)被固化；圖6是圖示了定子準(zhǔn)備使線圈的第二頭部插入嵌入組件中的截面圖；圖7是根據(jù)第二示意性實施例的插入線圈頭部嵌入組件中的圖1的定子的截面圖；圖8是類似于圖7的截面圖，示出了被嵌入的線圈的兩個頭部；圖9是類似于圖8的截面圖，其中冷卻介質(zhì)被固化；圖10是圖示了從嵌入組件移除的定子的截面圖；圖11是根據(jù)第三示意性實施例的被插入線圈頭部嵌入組件中的圖1的定子的截面圖。
具體實施例方式當(dāng)不定冠詞(a或an)與術(shù)語“包括”結(jié)合使用在權(quán)利要求和/或說明書中時可以指“一個”，但其也符合“一個或更多個”、“至少一個”和“一個或多于一個”的含義。類似地，詞語“另一個”可以指至少第二個或更多個。如本說明書和權(quán)利要求書中使用的，詞語“包括(comprising) ” (和其任意形式，諸如復(fù)數(shù)和單數(shù)形式)、“具有”(having)(和其任意形式，諸如復(fù)數(shù)和單數(shù)形式)、“包括(including) ” (和其任意形式,諸如復(fù)數(shù)和單數(shù)形式)或“包含(containing) ” (和其任意形式，諸如復(fù)數(shù)和單數(shù)形式)是包容性的或開放性的，并且不排除另外的、未記載的元件或工序。在本說明書中，在所附權(quán)利要求中，使用了本質(zhì)上是方向的、幾何的和/或空間的各種術(shù)語，諸如“縱向的”、“水平的”、“前”、“后”、“向上”、“向下”等。應(yīng)理解，該術(shù)語為便于描述而使用并只能在相對意義上使用，絕不應(yīng)視作對本公開的范圍的限制。通過閱讀下面的通過示例僅參考附圖給出的對于本發(fā)明的示意性實施方式的非限定性描述，用于電機的冷卻組件的其它目的、優(yōu)點和特征將變得更為明顯。總體說來，本文中所述的示意性實施例涉及對預(yù)先繞制的線圈的直的腿部和彎曲的頭部兩者冷卻的冷卻組件。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠利用其它類型的線圈將本文中所述的冷卻組件用在電機的設(shè)計中。本文中所述的示意性實施例還涉及線圈頭部嵌入組件，該線圈頭部嵌入組件用于將線圈的頭部嵌入熱傳遞材料中。附圖中的圖1以透視示了內(nèi)定子/外轉(zhuǎn)子電機(未示出)的定子10。定子10由多個堆疊的疊片12制成，疊片12設(shè)有向外突出的齒14，齒14限定線圈接收槽16，其中線圈18插入線圈接收槽16之間。堆疊的疊片12限定了大致圓柱形的內(nèi)表面20(見圖2)，使得其構(gòu)造成接收具有大致圓柱形外表面的冷卻體22，下文中將給出描述。如能夠更好地在圖2中看到的，預(yù)先繞制的線圈18包括與線圈的直的腿部26互連的頭部部分24。頭部24從疊片12的堆向外突出。因此，線圈頭部24只通過對流而不通過與定子10直接接觸被冷卻。定子10的冷卻組件包括大致圓柱形的冷卻體22，其插入定子10中以接觸它的內(nèi)表面，用于抽取由線圈18產(chǎn)生的熱。作為非限制性的示例，冷卻流體(未示出)能在冷卻組件的冷卻體22的通道(也未示出)中循環(huán)，以便從中抽取熱。可選地，鍵和鍵槽裝置(未示出)可設(shè)置在冷卻體22和定子10之間，以防止二者之間的相對旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本公開的一個方面，應(yīng)建議將線圈頭部嵌入在熱傳遞介質(zhì)中，而熱傳遞介質(zhì)還與冷卻體22接觸，以便由此直接從線圈頭部抽取熱?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖中的圖2，將描述根據(jù)第一示意性實施例的線圈頭部嵌入組件30。線圈頭部嵌入組件30包括由緊固在一起的底板34以及內(nèi)圓柱側(cè)壁35和外圓柱側(cè)壁36限定的腔32，內(nèi)柔性膜38和外柔性膜40分別通過各自托架42、44安裝到內(nèi)圓柱側(cè)壁35和外圓柱側(cè)壁36的自由端，其中托架42、44緊固到內(nèi)圓柱側(cè)壁35和外圓柱側(cè)壁36的自由端。膜38、40通過將其密封一起的圓柱機械組件46相互連接。組件46通過緊固件48安裝至底壁。組件46的接觸部分56包括通道58，其用意將在下文中描述。類似地，底板34包括通道33，其用意將在下文中描述。底板34包括壓縮空氣入口 50，其可附接常規(guī)的壓縮空氣噴嘴52，壓縮空氣噴嘴52可附接壓縮空氣源(未示出)。當(dāng)然，可使用到氣動回路(未示出)的其它類型的聯(lián)接，例如具有更持久性質(zhì)的類型。在此以熱傳導(dǎo)樹脂54形式所示的預(yù)定量的熱傳遞介質(zhì)灌注在膜38、40之間，并用于封裝線圈頭部24且填充頭部24和冷卻體22之間的區(qū)域。例如，能夠使用由CoolPolymer公司的D5506型制備的熱傳導(dǎo)樹脂。當(dāng)然，還能夠使用諸如由Contronics公司制備的Duralco 4538的其它材料。現(xiàn)在，轉(zhuǎn)到附圖中的圖2至圖6，將描述線圈頭部嵌入組件30的操作。圖2示出了準(zhǔn)備插入線圈頭部嵌入組件30中的轉(zhuǎn)子10，線圈頭部嵌入組件30已裝有預(yù)定量的熱傳導(dǎo)樹脂54。圖3示出了已插入線圈頭部嵌入組件30中的定子10。冷卻體22的自由端與機械組件46的接觸表面56保持接觸(見箭頭60)。如從圖4可看到的，壓縮空氣然后經(jīng)由壓縮空氣入口 50供給腔32 (見箭頭62)。由于通道33，壓縮空氣施加到膜38和40兩者，以便由此促使膜抵著定子10。通道58確保所有熱傳導(dǎo)樹脂最后處于冷卻體22的線圈側(cè)，從而嵌入線圈頭部24。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，插入線圈頭部嵌入組件30的熱傳導(dǎo)樹脂54的量使得當(dāng)壓縮空氣壓力如圖4中所示地定位膜38和40時剛好存在足夠的樹脂到達疊片14。圖5圖示了樹脂54的固化。這是根據(jù)樹脂生產(chǎn)廠家的說明完成的，同時保持腔32中受壓。當(dāng)樹脂已經(jīng)固化時，可以從腔32移除壓力，這允許膜38和40返回到它們原始的位置(見圖6)。然后，大量樹脂54重新導(dǎo)入膜38、40之間，并且線圈頭部嵌入組件30準(zhǔn)備嵌入如圖6中所看到的相對的線圈頭部。然后重復(fù)圖3到圖5的過程。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，與熱傳遞介質(zhì)接觸的機械組件46的部分是由容易使固化后的熱傳遞介質(zhì)釋放的材料制成，或者應(yīng)使用釋放劑以允許機械組件46的重新使用。類似地，膜38和40應(yīng)允許固化后的熱傳遞介質(zhì)被釋放?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖中的圖7至圖10，將描述根據(jù)第二示意性實施例的線圈頭部嵌入組件100。應(yīng)注意，由于線圈頭部嵌入組件30和100相似，下文中將僅對二者間的不同進行描述?？傮w說來，線圈頭部嵌入組件100構(gòu)造成同時在熱傳遞介質(zhì)中嵌入線圈的兩個相對的線圈頭部。因此，側(cè)壁102比大致圓柱形的冷卻體22高，而側(cè)壁104與冷卻體22差不多一樣聞。此外，線圈頭部嵌入組件100包括蓋120 (見圖8)，蓋120密封地閉合側(cè)壁102和104之間的開口，以允許在此之間形成真空，蓋120包括真空管道122，真空管道122設(shè)有允許將多余的樹脂轉(zhuǎn)移至溢流池110的溢流出口 124?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖中的圖7至圖10，將描述線圈頭部嵌入組件100的操作。圖7示出了已經(jīng)插入線圈頭部嵌入組件100中的轉(zhuǎn)子10，線圈頭部嵌入組件100已經(jīng)裝有預(yù)定量的熱傳導(dǎo)樹脂54。冷卻體22的自由端中的一個通過蓋120施加的壓力(見圖8)與機械組件46的接觸表面56保持接觸(見箭頭112)。如圖8中可看到的，壓縮空氣然后供給如上文中所述的線圈頭部嵌入組件100，同時在線圈和樹脂占據(jù)的空間中形成真空。多余的樹脂54通過真空通道122和溢流通道124轉(zhuǎn)移至溢流池110 (見箭頭126和 128)。應(yīng)注意，真空通道122定位成使得足夠的樹脂54與定子10保持接觸，以完全地嵌入線圈頭部24。圖9圖示了樹脂54的固化。這是根據(jù)樹脂生產(chǎn)廠家的說明完成的，同時保持加壓和真空。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，壓縮空氣壓力和/或真空能夠是脈沖式的。當(dāng)樹脂已經(jīng)固化，可以移除壓縮空氣壓力和真空，這允許膜38和40返回它們的原始位置(見圖10)。然后，可以從組件100取出定子10(見箭頭118)。將理解，所施加的真空有助于固化后的熱傳導(dǎo)樹脂的成型，之中沒有由被困其中的空氣產(chǎn)生的空隙。最后轉(zhuǎn)向附圖中的圖11，將描述根據(jù)第三示意性實施例的線圈頭部嵌入組件200。應(yīng)注意，由于線圈頭部嵌入組件200和在圖1至圖6圖示的線圈嵌入組件30非常相似，下文中只對它們之間的不同進行描述。如從該圖11能夠看到的，組件200和30之間的最大區(qū)別是省卻了內(nèi)壁35和相關(guān)聯(lián)的內(nèi)膜38這一事實。O型環(huán)202設(shè)置在機械組件46的上部上。定子10的冷卻體22布置在該O型環(huán)202上，以便由此將樹脂54保持在膜40和定子10之間。機械組件46已經(jīng)加以改進以形成導(dǎo)引件204，以便確保定子10相對于膜40的正
確放置。應(yīng)注意，當(dāng)應(yīng)用諸如200的組件時，在注入樹脂和施加氣壓之前，保持定子10抵靠在O型環(huán)202上(見箭頭60)。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，O型環(huán)202能夠用其它類型的墊片材料替代，可用于防止樹脂54滲出。應(yīng)注意，雖然本文中已經(jīng)將線圈頭部嵌入組件描述成由緊固且密封在一起的各種壁制成，但其它形式的結(jié)構(gòu)是可能的。雖然本文中已經(jīng)描述了堆疊的疊片定子，但能夠應(yīng)用其它的定子技術(shù)。此外，雖然本文中已經(jīng)描述了整體式定子，但分段式定子也能夠從上述提及的技術(shù)受益。類似地，雖然本文中描述的堆疊的疊片具有接收大致圓柱形冷卻組件的大致圓柱形的內(nèi)表面，但是將冷卻組件和定子相互連接的其它構(gòu)造也是可行的。例如，可使用多邊形的、帶鍵的、燕尾形的互連方式。雖然本文中描述的線圈頭部嵌入組件使用了通過機械組件相互連接的一對膜，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，能夠應(yīng)用其它的構(gòu)造。例如，能夠應(yīng)用粘附地或以其它方式保持至底壁32的單個膜。還應(yīng)注意，雖然一個壓縮空氣入口 52被圖示在各個實施例中，但能夠使用多于一個空氣入口。例如，一個空氣入口可設(shè)置在圓柱形的機械組件46的任一側(cè)上，以便由此省卻通道33。類似地，雖然空氣入口 52已示出為設(shè)置在底壁34上，但它能夠設(shè)置在側(cè)壁35和36中的一個上。另外，雖然上面描述了內(nèi)定子型電機，但更常規(guī)的外定子電機可設(shè)有如上面所描述的嵌入式線圈頭部。令人關(guān)注的是，膜40的應(yīng)用能夠有助于調(diào)整線圈頭部的位置，其在將線圈頭部插入疊片槽中期間可能已經(jīng)稍微變形。實際上，在由膜提供的氣壓之下的線圈頭部的壓縮是可能的。因此，具有更加可控的外形的定子得以產(chǎn)生。還應(yīng)注意，本文中并沒有詳細地描述冷卻組件的大致圓柱體的操作、結(jié)構(gòu)和組件。然而，在下面的專利和除此之外的公開的專利申請中描述的冷卻組件的一般原則能夠用于上文中描述的冷卻組件體。US6, 819，016、US6, 960，851,6, 992，411、W02010/012070A1和 W02010/081216A1。通過參考其全部內(nèi)容，這些文件因此被包含在本文中。應(yīng)理解，用于電機的冷卻組件在其應(yīng)用中并不局限于附圖中圖示的和上文中描述的構(gòu)造和部件的細節(jié)。用于電機的冷卻組件能夠采用其它的實施方式并且能夠以各種方式實踐。還應(yīng)理解，本文中使用的措詞或術(shù)語是用于描述的目的，而非限制性的目的。因此，盡管該用于電機的冷卻組件在上文中已經(jīng)通過其示意性實施方式進行了描述，但在不偏離本發(fā)明的精神、范圍和本質(zhì)的前提下，可對其做出修改。
權(quán)利要求
1.一種用于電機的定子的冷卻裝置，所述電機的定子設(shè)有包括頭部的線圈；所述冷卻裝置包括: 冷卻體，所述冷卻體構(gòu)造成與所述定子接觸，并且設(shè)有相對的縱向端部；以及 熱傳導(dǎo)材料，所述熱傳導(dǎo)材料嵌入所述線圈的頭部，并且接觸所述冷卻體。
2.按權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中，所述定子具有構(gòu)造成與所述冷卻體接觸的冷卻表面，并且其中所述線圈是由矩形線材制成的預(yù)先繞制的線圈。
3.按權(quán)利要求2所述的冷卻裝置，其中，所述定子的冷卻表面是大致圓柱形的，并且其中所述冷卻體是大致圓柱形的。
4.按權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中，所述熱傳導(dǎo)材料包括熱傳導(dǎo)樹脂。
5.一種電機的定子,包括: 一組疊片，所述疊片設(shè)有縱向槽，并且設(shè)有構(gòu)造成與冷卻體接觸的冷卻表面； 至少一個線圈，包括插入所述疊片的縱向槽中的直部，所述至少一個線圈包括縱向定位的頭部； 與所述疊片的冷卻表面接觸的冷卻體，所述冷卻體設(shè)有相對的縱向端部； 嵌入所述線圈的頭部并接觸所述冷卻體的熱傳導(dǎo)介質(zhì)。
6.按權(quán)利要求5所述的定子，其中，所述線圈是由矩形線材制成的預(yù)先繞制的線圈。
7.按權(quán)利要求5所述的定子，其中，所述疊片組的冷卻表面是大致圓柱形的，并且其中所述冷卻體是大致圓柱形的。
8.按權(quán)利要求5所述的定子，其中，所述熱傳導(dǎo)材料包括熱傳導(dǎo)樹脂。
9.一種用于將電機定子的線圈的線圈頭部嵌入到熱傳導(dǎo)介質(zhì)中的線圈頭部嵌入組件，所述組件包括: 底壁和外壁； 安裝到所述底壁和外壁的外膜，所述膜在所述膜和所述壁之間限定一腔；以及 設(shè)置在所述壁中的一個上以通向所述腔中的壓縮空氣入口。
10.按權(quán)利要求9所述的線圈頭部嵌入組件，還包括安裝至所述底壁的內(nèi)壁以及安裝至所述底壁和內(nèi)壁的內(nèi)膜，以在所述內(nèi)膜和所述內(nèi)壁之間產(chǎn)生一腔。
11.按權(quán)利要求10所述的線圈頭部嵌入組件，其中，所述內(nèi)膜和外膜是一體的，從而限定從所述內(nèi)壁到所述外壁的單個膜。
12.按權(quán)利要求10所述的線圈頭部嵌入組件，其中，所述內(nèi)壁和所述外壁通過緊固件安裝至底壁。
13.按權(quán)利要求10所述的線圈頭部嵌入組件，還包括機械組件，所述機械組件安裝至所述底壁，并且構(gòu)造成將所述內(nèi)膜和外膜互連至所述底壁。
14.按權(quán)利要求10所述的線圈頭部嵌入組件，還包括內(nèi)托架和外托架，分別將所述內(nèi)膜和外膜安裝至所述內(nèi)壁和外壁的自由端。
15.按權(quán)利要求9所述的線圈頭部嵌入組件，還包括施加到側(cè)壁的自由端的密封蓋。
16.按權(quán)利要求9所述的線圈頭部嵌入組件，其中，所述密封蓋包括真空出口。
17.按權(quán)利要求9所述的線圈頭部嵌入組件，其中，所述密封蓋還包括溢流出口。
18.按權(quán)利要求9所述的線圈頭部嵌入組件，其中，所述外壁是大致圓柱形的。
19.一種罐裝定子組件的線圈的頭部的方法，包括:在膜中引入一定量的熱傳導(dǎo)樹脂； 將定子放置在膜中，所述定子包括:一組疊片，設(shè)有縱向槽和構(gòu)造成與冷卻體接觸的冷卻表面；包括插入所述疊片的縱向槽中的直部的至少一個線圈，其中所述至少一個線圈包括縱向定位的頭部；以及與所述疊片的冷卻表面接觸的冷卻體； 促使所述膜與所述定子大致一致； 允許所述熱傳導(dǎo)樹脂固化。
20.按權(quán)利要求19所 述的方法，還包括從圍住所述線圈的空間抽真空。
全文摘要
本發(fā)明中描述了一種用于電機的定子的冷卻裝置，電機的定子設(shè)有包括頭部的線圈。冷卻裝置包括大致圓柱形的冷卻體，冷卻體設(shè)有相對的縱向端部。熱傳遞材料嵌入線圈的頭部并與冷卻體接觸。在本發(fā)明中還描述了一種線圈頭部嵌入組件以及方法。
文檔編號H02K9/22GK103095051SQ201210595850
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者B·卡彭蒂爾, Y·雷恩維萊 申請人:Tm4股份有限公司