具有電母線的電氣機(jī)器及其制造方法
【專利說(shuō)明】具有電母線的電氣機(jī)器及其制造方法
[0001]相關(guān)領(lǐng)域的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)涉及在2012年12月5日提交的題目為電氣機(jī)器和附件的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.61/733,552(代理人案號(hào)N0.22888-0080);在2012年12月5日提交的題目為場(chǎng)效應(yīng)晶體管整流器橋構(gòu)造的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.61/733，838(代理人案號(hào)N0.22888-0081);和在2012年12月5日提交的題目為“用場(chǎng)效應(yīng)晶體管半電橋電路整流交流信號(hào)的系統(tǒng)、方法和電路”(代理人案號(hào)N0.22888-0082);并且其涉及并且聲明在2012年12月4日提交的題目為用于提供電氣機(jī)器中的供電母線的系統(tǒng)、裝置和方法的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.61/733，263的優(yōu)先權(quán)(代理人案號(hào)N0.22888-0079)。所有上述專利申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容均以引用方式并入本發(fā)明。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開(kāi)涉及電氣機(jī)器和用于電氣機(jī)器的電母線以及它們的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004]電氣機(jī)器可以包括定子、相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子以及殼體，所述殼體構(gòu)造成接收定子和轉(zhuǎn)子。殼體典型地相對(duì)于轉(zhuǎn)子定位定子，以形成轉(zhuǎn)子和定子之間的磁通，并且可以包括蓋，所述蓋構(gòu)造成包封電氣機(jī)器的各部分。一些電氣機(jī)器還包括風(fēng)扇，所述風(fēng)扇隨著轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，并且形成從定子移除熱量的冷卻系統(tǒng)的一部分，所述定子典型地包括定子芯和定子繞組。通常，每個(gè)定子繞組對(duì)應(yīng)于交流信號(hào)的相位。例如，具有三個(gè)獨(dú)立定子繞組的電氣機(jī)器可以是三相電氣機(jī)器，其中，交流電流信號(hào)中的每一個(gè)的相位與另外兩個(gè)相位分離開(kāi)120度。類似，六相位電氣機(jī)器可以具有六個(gè)獨(dú)立的定子繞組。
[0005]電氣機(jī)器可以接收和/或產(chǎn)生用于它們操作的外部轉(zhuǎn)矩。接收外部轉(zhuǎn)矩的電氣機(jī)器通常作為發(fā)電機(jī)操作，而產(chǎn)生外部轉(zhuǎn)矩的電氣機(jī)器通常作為電動(dòng)機(jī)操作。仍有其它電氣機(jī)器選擇性地或作為發(fā)電機(jī)或者作為電動(dòng)機(jī)操作。由作為電動(dòng)機(jī)操作的電氣機(jī)器接收的電流誘發(fā)產(chǎn)生作用于轉(zhuǎn)子上的機(jī)械轉(zhuǎn)矩；作為發(fā)電機(jī)操作的電氣機(jī)器根據(jù)施加到轉(zhuǎn)子的機(jī)械轉(zhuǎn)矩而產(chǎn)生電流或者電壓。在任意一種情況中，均可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的方式引導(dǎo)交流電流通過(guò)定子的電氣繞組。
[0006]用發(fā)電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能或者用電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能能夠因電阻損耗和切換損耗而產(chǎn)生大量熱量。改進(jìn)電氣機(jī)器的設(shè)計(jì)以增加能量效率(諸如減小這種損耗)是令人期望的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本公開(kāi)的電氣機(jī)器包括電母線，所述電母線構(gòu)造成提供了改進(jìn)的功能性能和制造優(yōu)勢(shì)；電母線例如可以是供電母線。在此公開(kāi)的供電母線提供了用于在電子裝置的端子與電氣機(jī)器的供電端子之間傳導(dǎo)電流的平行路徑。另外，供電母線可以構(gòu)造成提供這樣的表面，電阻焊接機(jī)的焊條施加到所述表面，以將電子裝置的端子電阻焊接到供電母線。
[0008]作為一個(gè)示例，在此公開(kāi)的電母線的一個(gè)實(shí)施例包括單個(gè)導(dǎo)體，所述單個(gè)導(dǎo)體構(gòu)造成用于聯(lián)接到電氣機(jī)器的供電電壓接口?？梢孕纬蓡蝹€(gè)導(dǎo)體以包括第一導(dǎo)電部分和第二導(dǎo)電部分，每個(gè)導(dǎo)電部分構(gòu)造成接觸電子裝置的端子。電子裝置的端子可以涂覆有或者鍍有有助于形成端子與電母線之間的焊接聯(lián)結(jié)點(diǎn)的材料。第一導(dǎo)電部分和第二導(dǎo)電部分可以定位成使得它們都保持與電氣機(jī)器中的電子裝置的端子接觸，其中，電子裝置的端子布置在第一導(dǎo)電部分和第二導(dǎo)電部分之間。
[0009]第一導(dǎo)電部分和第二導(dǎo)電部分可以電阻焊接到電子裝置的端子。例如，電阻焊接機(jī)的焊頭可以接觸單個(gè)導(dǎo)體，以將第一導(dǎo)電部分和第二導(dǎo)電部分機(jī)械保持抵靠在布置在它們之間的電子裝置端子的相對(duì)表面上。電阻焊接機(jī)將電能提供到焊頭或者提供到焊頭之間，以誘發(fā)穿過(guò)單個(gè)導(dǎo)體和電子裝置的端子的電流，并且電流可以通過(guò)每個(gè)導(dǎo)體部分、與導(dǎo)體部分相抵接的端子上的任何涂層或者鍍層、和端子。由電流產(chǎn)生的熱量形成端子與第一導(dǎo)電部分之間的第一焊接聯(lián)結(jié)點(diǎn)以及端子與第二導(dǎo)電部分之間的第二焊接聯(lián)結(jié)點(diǎn)。母線可以由單根擠出或者拉制的金屬絲形成，所述擠出或者拉制的金屬絲可以由銅或者銅合金制成，其中，第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分均具有與電阻焊接機(jī)的焊頭和電子裝置觸點(diǎn)的端子相接觸的裸銅區(qū)域。電阻焊接機(jī)將電壓或者電流施加到裸銅區(qū)域，以在第一導(dǎo)體部分的裸銅區(qū)域與第二導(dǎo)體部分的裸銅區(qū)域之間產(chǎn)生電流，其中，電流還穿過(guò)端子和端子上的涂層或者鍍層。電流電阻加熱端子和與端子接觸的銅材料，以形成第一焊接聯(lián)結(jié)點(diǎn)和第二焊接聯(lián)結(jié)點(diǎn)。
[0010]根據(jù)本公開(kāi)的電氣機(jī)器的某些實(shí)施例包括電子模塊，所述電子模塊連結(jié)到母線，所述電子模塊包括具有結(jié)合區(qū)域的端子。電母線可以包括第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分以及由第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分形成的端子接觸部分。端子接觸部分構(gòu)造成匹配電氣機(jī)器的供電端子組件，由此第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分都與供電端子組件電連通。第一導(dǎo)體部分具有連結(jié)到電子模塊的端子的結(jié)合區(qū)域的端子接觸區(qū)域，而且第二導(dǎo)體部分具有連結(jié)到電子模塊的端子的結(jié)合區(qū)域的端子接觸區(qū)域，由此電子模塊的端子通過(guò)母線的第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分兩者與供電端子組件電連通。在一些實(shí)施例中，第一導(dǎo)體部分的端子接觸區(qū)域和第二導(dǎo)體部分的端子接觸區(qū)域位于其連接區(qū)域中，并且電阻焊接到電子模塊的端子的結(jié)合區(qū)域。在一些實(shí)施例中，第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分的連接區(qū)域基本彼此平行。第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分的橫截面形狀可以是基本圓形的，但是在一些替代實(shí)施例中，可以為基本矩形的(如在此使用的，矩形包括正方形)。在一些實(shí)施例中，第一導(dǎo)體部分的端子接觸區(qū)域可以包括形成第一導(dǎo)體部分的結(jié)合區(qū)域的沖壓表面區(qū)域。類似地，第二導(dǎo)體部分的端子接觸區(qū)域也還可以包括形成第二導(dǎo)體部分的結(jié)合區(qū)域的沖壓表面區(qū)域。
[0011]根據(jù)本公開(kāi)的用于制造電氣機(jī)器的方法的實(shí)施例包括用于將母線與電子模塊附接的處理。這種處理可以包括提供具有端子的電子模塊，所述端子具有結(jié)合區(qū)域；和提供母線，所述母線包括具有連接區(qū)域的第一導(dǎo)體部分和具有連接區(qū)域的第二導(dǎo)體部分。母線相對(duì)于電子模塊定位成使得端子的結(jié)合區(qū)域靠近第一導(dǎo)體部分的連接區(qū)域和第二導(dǎo)體部分的連接區(qū)域。然后，將電能施加到第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分，以將第一導(dǎo)體部分的連接區(qū)域和第二導(dǎo)體部分的連接區(qū)域電阻焊接到端子的結(jié)合區(qū)域。第一導(dǎo)體部分的連接區(qū)域和第二導(dǎo)體部分的連接區(qū)域均可以包括結(jié)合表面區(qū)域。為了形成聯(lián)結(jié)點(diǎn)，可以將機(jī)械力施加到第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分，以使得第一導(dǎo)體部分的結(jié)合表面區(qū)域和第二導(dǎo)體部分的結(jié)合區(qū)域與端子的結(jié)合區(qū)域相接觸。為了有助于電阻焊接聯(lián)結(jié)點(diǎn)，第一導(dǎo)體部分的連接區(qū)域和第二導(dǎo)體部分的連接區(qū)域均可以包括焊頭接觸區(qū)域。電能通過(guò)焊接機(jī)的第一焊頭和第二焊頭施加到第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分，所述第一焊頭和第二焊頭分別放置成與第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分的焊頭接觸區(qū)域相接觸。
[0012]在根據(jù)本公開(kāi)的用于制造電氣機(jī)器的方法的一些實(shí)施例中，將母線定位成使得電子模塊的端子布置在第一導(dǎo)體部分與第二導(dǎo)體部分之間。另外，可以通過(guò)使用焊接機(jī)的第一焊頭和第二焊頭將電子模塊的端子夾捏在第一導(dǎo)體部分的結(jié)合表面區(qū)域和第二導(dǎo)體部分的結(jié)合表面區(qū)域之間來(lái)施加機(jī)械力。
[0013]本公開(kāi)提供了一種電氣機(jī)器，所述電極包括:定子；由定子支撐并且相對(duì)于定子可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；供電端子組件；和電連接到定子的電子模塊。電子模塊包括端子，所述端子具有至少一個(gè)結(jié)合區(qū)域。電母線附接到供電端子組件，并且包括第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分，所述第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分均具有連結(jié)到電子模塊的端子的結(jié)合區(qū)域的連接區(qū)域。電子模塊的端子通過(guò)第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分電連接到供電端子組件。
[0014]電氣機(jī)器的另一方面在于:第一導(dǎo)體部分的連接區(qū)域和第二導(dǎo)體部分的連接區(qū)域分別附連到電子模塊的端子的結(jié)合區(qū)域。
[0015]電氣機(jī)器的另一方面在于:母線還包括端子接觸部分，所述端子接觸部分布置在第一導(dǎo)體部分與第二導(dǎo)體部分之間，其中，端子接觸部分附接到供電端子組件。
[0016]電氣機(jī)器的又一方面在于:端子接觸部分構(gòu)造成至少部分地環(huán)繞供電端子組件的供電電壓接線柱。
[0017]電氣機(jī)器的另一方面在于:第一導(dǎo)體部分的連接區(qū)域基本平行于第二導(dǎo)體部分的連接區(qū)域。
[0018]電氣機(jī)器的另一方面在于:電子模塊的端子布置在第一導(dǎo)體部分的連接區(qū)域與第二導(dǎo)體部分的連接區(qū)域之間。
[0019]電氣機(jī)器的又一方面在于:第一導(dǎo)體部分的連接區(qū)域包括整平的接觸區(qū)域，并且第二導(dǎo)體部分的連接區(qū)域包括整平的接觸區(qū)域，每個(gè)整平的接觸區(qū)域適于分別面對(duì)面接觸地抵接電子模塊的端子的結(jié)合區(qū)域。
[0020]電氣機(jī)器的另一方面在于:第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分均具有導(dǎo)體段，所述導(dǎo)體段具有第一橫截面形狀，并且第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分的連接區(qū)域具有相應(yīng)的與第一橫截面形狀顯著不同的橫截面形狀。
[0021]電氣機(jī)器的又一方面在于:第一橫截面形狀是基本圓形的，并且連接區(qū)域的橫截面形狀均具有基本平坦部分，所述平坦部分適于分別面對(duì)面地抵接電子模塊的端子的結(jié)合區(qū)域。
[0022]電氣機(jī)器的另一方面在于:第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)