CN101534028A - 用于具有平行连接的棒绕定子的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于具有平行连接的棒绕定子的方法和设备。其中具有平行连接的棒绕定子结构的特征在于比传统标准绕组短的端部圈长度。定子包括设置在多个细槽内的内绕组组和外绕组组，其中内绕组组平行于外绕组组，并且每个绕组组包括多个相；并且其中内绕组组和外绕组组在多个细槽内交错一个细槽。

Description

用于具有平行连接的棒绕定子的方法和设备
交叉参考
本申请要求2007年11月29日提交的美国临时专利申请NO.60/991306的优先权。
技术领域
本发明总体涉及一种与例如混合车辆相结合使用的电马达，并且更特别是涉及一种具有平行连接的棒绕定子。
背景技术
传统分布的马达绕组使用多圈圆线和连接来实现所需的连接性能。采用这些机器，最终的绕组和连接通常通过预模来形成，以便制造马达的最终成形的端部圈。这种类型的设计在许多方面是不能令人满意的。例如，这种技术通常具有减小的热性能、增加的轴向长度以及较低的细槽填充。
相比之下，由于其较大的端部圈表面面积，在定子中使用细销或棒绕构造具有优于标准线的热性能。但是，在总长度受到限制时，棒绕定子的较短端部圈长度增加了机器的有效堆叠长度。
因此，希望提供一种紧凑、可制造并具有改善热性能的改善棒绕定子结构。结合附图以及前面的技术领域和背景技术，从随后的详细描述和所附权利要求中，将明白本发明的其它所需特性和性能。
发明内容
具有平行连接的棒绕定子结构的特征在于比传统标准绕组短的端部圈长度。在一个实施例中，定子包括设置在多个细槽内的内绕组组和外绕组组，其中内绕组组平行于外绕组组，每个绕组组包括多个相，并且内绕组组和外绕组组错开一个细槽。
附图说明
结合以下附图，通过参考详细描述和权利要求，可以得出本发明的完全理解，其中类似的参考标号在所有附图中表示类似元件。
图1表示示例性定子的导线侧上的示例性连接
图2-4表示按照一个实施例的定子连线图；以及
图5表示按照一个绕组构造的示意细槽配置。
图6表示按照一个实施例的绕组构造的侧视图；
图7表示按照一个绕组构造的示意细槽配置；以及
图8表示按照一个实施例的绕组构造的立体图。
具体实施方式
下面的详细描述本身是示例性的，并且不打算限制本发明或本申请以及本发明的使用。另外，不打算局限于前面的技术领域、背景技术、发明内容或下面的详细描述中提出表示或暗示的原理。这里对于功能和/或逻辑块部件和不同的处理步骤描述本发明。应该理解到这些块部件可以通过构造成进行特定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件来实现。为了简明目的，这里不描述与电马达、定子、绕组、磁性和类似物相关的传统技术和系统。
通常，本发明涉及用于电马达以及其它这样的机器中的棒绕定子的改善绕组方案。通常，棒绕定子具有比传统标准绕组短的端部圈长度。
图1是按照本发明的定子的导线侧上示例性连接的视图。如所示，绕组100包括四个层，其中每个细槽(例如细槽3、7和11)各自包括四个导体。层如下面方式编号，其中最靠近定子内直径(ID)的导体在层1上，而最靠近外直径(OD)导体在层4上。
绕组100采用连接绕组的层2和3(图1均未示出)的六个常用跨接线102。为了允许中性跨接线连接，这些层设计成终止于层1和4，使得中性连接(105)放置在定子OD和ID上，其中这不增加定子的总体尺寸。
图1还示出了去往相U(110)、相V(120)以及相W(130)的连接。如公知那样，棒绕定子的细槽内的导体通过将细销插入每个细槽来形成。在插入之后，细销腿向外弯曲，以便通过焊接形成从一个细销到另一细销的连接。以此方式，棒绕定子绕组形成波浪式绕组图案。
通常，对于半自动机器绕组来说，本发明的定子的传统标准模式需要35-40mm长的端部圈长度。这种长端部圈长度限制了扭矩产生所需的可得到的有效堆叠长度。在总长度受到限制时，棒绕定子的较短端部圈长度增加了机器的有效堆叠长度。但是，如上所述，由于棒绕定子构造的性质，需要在层和相之间具有紧凑连接。
由于需要减小定子堆叠长度，定子长度增加通常减小了机器性能。但是，绕组100的构造使得来自于层1和4的相导线允许灵活地达到适当的电连接点。
示例性实施例的绕组图案在图3-5中表示。相U(200A)在图2中表示，相V(200B)在图3中表示，并且相W(200C)在图4中表示。所示的绕组构造包括大部分的全节距细销(图1的104)，以便形成基本波浪式绕组图案。每个平行绕组的每相使用两个短节距细销(图1的106)，以便形成围绕定子周边的相邻波浪型图案。这造成相同的相定位在相邻细槽内。
通常，绕组100的构造形成一个细槽的交错，如图5示意所示。构造500在多个细槽内包括标示有其相应相(U、V、W，各自具有+或-标示)的绕组504。结果是层4和3内的相相对于层1和2内的相偏移一个细槽。
所述实施例提供绕组构造100，实现了平行连接的绕组组以及内绕组组和外绕组组之间一个细槽的交错。另外，所有的相导线、中性和跨接线连接与焊接端相对地位于定子端上。另外，该结构具有相同的层对层的跨接线，以及采用全节距和短节距细销的绕组构造。其结果是具有短端部圈长度和紧凑电连接的马达定子。在焊接端上没有相导线、中性连接或跨接线，更容易高质量地制造定子。
虽然在以上详细描述中给出至少一个示例性实施例，应该理解到可具有大量变型。还应该理解到这里描述的一个或多个示例性实施例不打算以任何方式限制本发明的范围、实用性或构造。相反，以上详细描述将为本领域普通技术人员提供方便的指导，以实施所描述的一个或多个实施例。应该理解到可以在元件的功能和配置中进行多种变化，而不偏离本发明的范围及其法律等同范围。

Claims (20)

1.一种棒绕定子，包括：
设置在多个细槽内的内绕组组和外绕组组；
其中内绕组组平行于外绕组组，并且每个绕组组包括多个相；以及
其中内绕组组和外绕组组在多个细槽内交错一个细槽。
2.如权利要求1所述的棒绕定子，其特征在于，每个内绕组组和外绕组组包括多个全节距细销，并且每个绕组组的每个相包括至少两个短节距细销。
3.如权利要求2所述的棒绕定子，其特征在于，每个绕组组准确地包括两个短节距细销。
4.如权利要求1所述的棒绕定子，其特征在于，棒绕定子具有定子端和焊接端，还包括都位于定子端处的多个跨接线连接、多个相导线以及中性连接。
5.如权利要求1所述的棒绕定子，其特征在于，绕组的特征在于每个细槽内的四层。
6.如权利要求1所述的棒绕定子，其特征在于，多个相包括三个相。
7.一种制造内永磁体机器的方法，该方法包括：
提供具有多个细槽的定子；
在多个细槽内提供内绕组组和外绕组组，使得内绕组组平行于外绕组组，各自绕组组包括多个相，并且内绕组组和外绕组组在多个细槽内交错一个细槽；以及
使得定子与转子磁性相互作用。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，每个内和外绕组组包括多个全节距细销，并每个绕组组的每个相包括至少两个短节距细销。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，每个绕组组准确地包括两个短节距销。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，棒绕定子具有定子端和焊接端，还包括都位于定子端处的多个跨接线连接、多个相导线以及中性连接。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，绕组的特征在于每个细槽内的四层。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，多个相包括三个相。
13.一种构造成与车辆结合使用的牵引马达，牵引马达包括相互磁性作用的定子和转子，其中定子包括位于多个细槽内以承载多个相的多个平行绕组，其中至少一个绕组相对于第二绕组交错一个细槽。
14.如权利要求13所述的牵引马达，其特征在于，每个内和外绕组组包括多个全节距细销，并且每个绕组组的每个相包括至少两个短节距细销。
15.如权利要求14所述的牵引马达，其特征在于，每个绕组组准确地包括两个短节距细销。
16.如权利要求13所述的牵引马达，其特征在于，棒绕定子具有定子端和焊接端，还包括都位于定子端处的多个跨接线连接、多个相导线以及中性连接。
17.如权利要求13所述的牵引马达，其特征在于，绕组的特征在于每个细槽内的四层。
18.如权利要求13所述的牵引马达，其特征在于，多个相包括三个相。
19.如权利要求13所述的牵引马达，其特征在于：
多个相包括三个相；
在每个细槽内具有标示为层1、层2、层3和层4的四个层；以及
层4和3相对于层1和2偏移一个细槽。
20.如权利要求19所述的牵引马达，其特征在于，层2和3通过多个跨接线连接。
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