丰田Prius B电机分析

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图1Prius电机B和减速器

图2为图1各部分名称

Prius定子

Prius定子由叠层定子薄片、铜线绕组、绝缘片、顶部和底部塑料绝缘盖，温度传感器和电气接口连接器。叠层定子薄片为240个电磁钢冲压件，铜线绕组由197个发夹式绕组组成，线圈的绝缘是由叠层薄片内部的织物层提供。电气接口包括三相接线端子、三端连接线和一个分割片。

图3定子组

叠层定子薄片为240片电磁钢冲压件，这些电磁钢冲压片被预制，然后压在一起形成堆栈，定子外轮廓为能够安装到减速器中提供了3个通孔安装孔。

图4定子薄片

图5定子堆栈

图6定子堆栈焊缝

图7发夹式绕组

Prius铜绕组被被称为发夹式绕组，在一个制造单元中，发夹式绕组设计是通过自动化设备将导线成型安装在转子中。铜线被预涂，每一条线末端被剥开，作为插入定子的预制件，单层绝缘层被用于同一槽中的所有发夹绕组与定子绝缘，将导线压入定子槽后，它们是后成型的，两端焊接在一起，然后焊接头通过浸渍涂抹上以成陶瓷涂层。

图8顶部塑料绝缘盖

图9底部塑料绝缘盖

层压叠层内0.007英寸的芳纶纸提供线圈绝缘，每个极槽包含一个绝缘体。定子线圈是安装接插件前涂上绝缘漆后装配，电机三相线从电机引出并涂上额外的绝缘层，电气接口包括三端连接线，三相带孔铜端子和一个分割片，分割片是被过模压在三端连接线上，三相铜端子被压在三相线的末端输出，然后被焊接在定子铜导线的末端。

图10三相铜端子

图11三相铜端子线夹

Prius转子

转子组由主叠层、端板组、磁铁、轮毂、小层压栈、轴承衬套、轴环、螺母、中心轴和垫片组成。主叠层包含174个电磁钢冲压件。端板封闭转子的每一端。共40个磁铁安装在层压板堆叠的槽内。磁铁被排列成10个磁极，四个磁铁组成一个磁极，两个磁铁被安装在一个槽中(每个磁极两个槽)。在工艺选择阶段，发现磁铁是钕基的。垫片和螺母将叠层板固定到位。小层压栈被轴环固定。中心轴是一种经过机械加工的棒材结构，具有冷却叠层结构的功能。转子的叠层数确实比定子的叠层数多66层。

图12转子

转子堆栈由174块冲压电磁钢板组成，比定子中使用的240片要少。这种布置在牵引电机设计中并不典型，因为转子层压通常是由定子层压的中心截距产生的。这种方法可以使丰田将定子和转子的铁损耗降到最低，但是，除非他们有另一台机器来使用，否则定子的切割会导致更高的刮料成本。叠层先被预压，然后压在一起形成一个成品叠层。定子内部轮廓也提供了一种在被压到中心轴上时进行对准的方法。此外，还有五种不同的层压板型材，用于通过油对转子进行内部冷却，这是不寻常的，因为这个解决方案需要更复杂的工具来生成不同的通道。

图13转子堆栈

图14转子断层

转子包括两个盖板，如下图所示，一个在顶部，一个在底部。盖板盖在磁铁上。为了便于安装，板上还包括一个定位功能。

图15转子上下盖板

转子包含10根磁极，每根磁极的每一节都有两个相同的磁铁插入槽对。

磁铁到达叠层的末端。在工艺选择阶段，发现磁铁是钕基的

图16转子10极磁铁配置

图17转子磁铁

转子中心轴是由棒材加工、去毛刺、感应硬化然后清洗而成。中心轴包含用于叠层压机安装的功能，包括键槽对齐。靠近轮毂中部的加工孔(交叉钻孔)与层压板堆中形成的用于冷却的空腔对齐。

图18转子中心轴

中心轴也包含一个轴承，如下所示。它与传输中的组件对齐。轴承被认为是一种商品，并被压入轴的末端。

图19中心轴轴承

中心轴的一端装有一个速度传感器目标轮。目标轮由八个冲压层组成，通过轴环压紧在轴上。

图20传感器目标轮

转子内部为油冷却。这是由交叉钻孔在中心轴与转子叠层上腔对齐。不同的层压板放置提供了一个大部分均匀分布的油在顶部和底部之间。

图21转子冷却