CN102474138B - 电气装置定子以及用于缠绕的方法 - Google Patents

Abstract

一种定子区段，该定子区段具有护铁部和仅一个齿部，护铁部包括具有楔合形状的保持器接合面，特别地为切口。

Description

电气装置定子以及用于缠绕的方法

技术领域

本公开涉及电机。本公开更特别地涉及包括定子齿的电机定子，以及用于组装将要被缠绕的定子齿的系统和方法。

背景技术

用于电机的、包括多个定子齿的定子通常被构造用于外部转子或内部转子，并且已经为使用各种方法来安装电路(例如，绕组)做好准备。例如，在一些系统中，由所要求的材料(例如，铁)冲压或以另外的方式制造(例如，激光切割)而成的多个叠片可以是带连续的360度护铁的圆形形状并包括所有的定子齿。这些叠片被组装在一起(例如，成层地)，使得在这样的组装之后得到整个的360度定子芯。然而，将电路应用到已经以此方式组装的定子的齿上会是特别困难的，尤其是在定子被构造用于内部转子操作和/或定子的尺寸相对较小的情况下，更是如此。

用于准备定子的另一个方法涉及将定子齿分成多个定子区段，该多个定子区段具有护铁部以及在护体部上的一个或更多齿。这些定子区段中的每个定子区段由各自具有护铁以及一个或更多齿的多个叠片形成。叠片可以组装在一起(例如，成层地)，以形成定子区段。然后定子区段可以被连接(例如通过它们的护铁)，以形成完整的定子芯(即，环绕360度)。然而，这种组装方法可能是困难的，这是因为各个叠片尤其是还由于形状和/或尺寸而不能被容易地稳定和/或控制。

与定子相关的电路通常由例如呈集中绕组或分布绕组构型的一系列金属线的绕组(例如，铜线圈)或其他适当的材料准备。在已经实施了分段处理的情况下，可以在将各个定子区段组装成完整的定子之前应用这些绕组。例如，当以任意所期望的方法应用绕组时，形成定子区段的每组叠片可以被保持在缠绕夹具或其他适当的装置中。

理想的是：将这些绕组与定子齿隔离开，并且因此，隔离装置通常在缠绕之前插入每个定子区段之间的槽口中。这种隔离装置可以包括能够被松动地配装至多个部分中的纸或其他适当的隔离材料的片材。当用金属线缠绕定子区段时，隔离装置通过形成绕组的金属线圈而被保持在适当的位置。

除了被插入每个齿的多个部分中的隔离装置，通常还已经在缠绕之前在每组叠片的端部处设置隔离构件以隔离与定子齿相关联的端部。这种端部隔离件可以包括塑性的“盖”或其他材料，并且这种端部隔离件类似于隔离材料已经通过绕组被保持在适当的位置。

关于用于制造定子齿的当前方法存在有许多的问题。例如，由于完整的定子通常呈圆形形状，每个齿的护铁可以具有倒圆的底面，呈现出将要由完整定子的表面形成的圆的一段弧。这种倒圆的边缘尤其还可能导致难于将多个叠片固定至单个缠绕夹具以及导致在缠绕期间缺乏稳定性。另外，由于形成齿的多个叠片有时在缠绕之前没有彼此固定，将多个叠片固定在缠绕夹具中会是麻烦的并且难于在不发生叠片之间的未对准或松动的情况下得以实现。这在执行施加了相对较大的力的缠绕过程时可能是非常普遍的(例如，开槽针缠绕工艺(open slot needlewinding process))，导致相对较高的金属线张力。

关于隔离元件，在齿的部分内以及在叠片组的端部中可能还存在另外的问题。例如，由于这些隔离元件通常在缠绕之前松动地配装到它们的相应位置中，所以可能会发生未对准和/或完全的分离。在缠绕过程期间发生这种隔离部件的遗失可导致在制造过程期间基于时间和材料损失的成本增加。

一些参考文献描述了具有槽口和/或空洞的定子叠片，这些槽口和/或空洞通过用于叠片的切割或冲压工艺而制成。例如，法国专利FR 2109 301描述了用于制造构成定子的多个叠片的方法，所述叠片由金属片材压制以产生成系列的齿。存在于具有至少两个定子齿的护铁上的切口是通过用于叠片的切割工艺而产生的，并且所述切口被构造成使得能够围绕定子的外围放置间隔构件。另外，日本专利申请JP 55103061描述了存在于具有三个定子齿的单个护铁上的空洞，以使特定金属片材的产量最大化。然而，这些参考文献都没有解决以上讨论的缠绕问题。

美国专利No.6,532,645描述了用于金属线缠绕以及使用多个保持构件制造电机的方法和装置。然而，这些方法和装置没有满足利用以简单且有效的构型安装有多个组件的单个缠绕夹具的要求，并且没有解决与保持隔离元件相关联的问题。

美国专利公开2005/0051661描述了用于缠绕定子齿的装置。然而，齿在活动的缠绕夹具中被保持为间隔开。即使这种构型为组装用于缠绕的多个松动的叠片的麻烦工作或与上述隔离材料相关联的问题提供有帮助，那也是很少的帮助。

因此，存在有对用于缠绕定子齿的如下系统和方法的需求：该系统和方法使得能够相对较容易地组装叠片以及牢固地保持叠片，同时也提供用于在缠绕过程期间将所需的隔离装置保持在适当的位置的系统。

发明内容

根据一些方面，本公开指向定子区段。该定子区段可以包括仅一个齿部以及护铁部，护铁部具有呈楔合形状的保持器接合面。

以此设置构造的定子齿可以使组装定子区段叠片的工作易化，并且还在缠绕期间提供对这种叠片的牢固保持，使得减少了在制造期间由于以下方面引起的浪费：尤其如在组装期间的不适当对准、叠片在缠绕期间的未对准以及叠片的弯曲。

在一些实施方式中，定子区段还包括多个定子叠片，所述多个定子叠片包括磁性材料。

在一些实施方式中，保持器接合面位于护铁的外围表面处并且包括开口至护铁部的三个表面的沟道。

在一些实施方式中，与保持器接合面相关联的对称轴线和与齿部相关联的对称轴线基本上共线。

在一些实施方式中，还可以设置有端盖，该端盖包括端盖楔合接合面，端盖接合面至少部分地呈楔合并且构造成与保持器接合面的外围基本上一致。

在一些实施方式中，定子区段可以包括：在定子区段的面上的形成端盖孔接合面的孔口，以及与端盖相关联并被构造用于接合端盖孔接合面的定子区段接合部。

与端盖孔接合面或端盖楔合接合面相关联的对称轴线可以和与定子区段相关联的对称轴线基本上共线。

端盖可以包括不导电材料，例如注射模制的塑性材料。端盖还可包括隔离件接合段，隔离件接合段可以包括构造成在一个或多个隔离材料上施加力的一个或多个突出部。

根据另外的方面，本公开涉及一种定子芯，该定子芯包括以上描述的并被组装在一起的多个定子区段。

根据又一方面，本公开涉及用于缠绕定子区段的方法。该方法包括通过一个或多个定子区段的保持器接合面来保持这一个或多个定子区段，并绕一个或多个定子区段中的每个定子区段的齿部缠绕一圈或多圈金属线。

根据又一方面，本公开指向一种定子区段与保持器系统。该定子区段与保持器系统可以包括具有楔合形状的保持器以及由多个定子叠片形成的定子区段。定子区段可以包括齿部以及护铁部，护铁部具有保持器接合面。保持器接合面具有楔合形状并被构造成容置保持器，保持器构造成与缠绕夹具和保持器接合面面接合，使得多个定子叠片在缠绕过程期间在缠绕夹具上保持处于基本固定的位置中。

这种系统基于以下方面而可以为承担组装定子叠片以及缠绕定子齿的任务的操作者或机器提供帮助：能够容易地将叠片组装在缠绕夹具上，并随后将包括有任意数量的已组装的定子齿的缠绕夹具运输到缠绕机或例如试验台。这种系统尤其还可以进一步减少在组装期间的不适当对准、叠片在缠绕期间的未对准、以及叠片的弯曲等。

在一些实施方式中，保持器固定至缠绕夹具、以及可以与缠绕夹具一体地形成。

在一些实施方式中，保持器接合面与保持器之间的相互作用在多个定子叠片中的至少一个定子叠片与缠绕夹具之间形成过盈配合。

在一些实施方式中，保持器接合面是切口状的楔合形状。

在又一方面中，本公开指向用于定子区段的端盖。端盖可以包括呈楔合形状的端盖楔合接合面和/或定子区段接合部、以及构造成接合一个或多个隔离材料的隔离件接合段。

根据本公开所构造的端盖可以基于由绕组通过端盖所施加的力而为已组装并已缠绕的定子区段提供更多的稳定性。此外，由于这种端盖构造成在缠绕操作期间稳固地保持在适当的位置，充分地减少了不对准的可能性。

另外，由于所设置的隔离件接合段，这种构型能够使在缠绕之前松动地配装至定子齿之间的相应的槽口中的隔离元件连续使用。所述段构造成将隔离材料保持在适当的位置，从而减少了耗费成本的未对准和/或分离情况的发生。因此，定子制造成本可以基于例如减少浪费而得以降低。

端盖可以包括注射模制的塑性材料，并且隔离件接合段可以包括远离端盖的面延伸的突部，所述面构造成与定子区段的端部面接合。

附图说明

图1A是符合本公开的实施方式的、安装有多个定子区段的示例性缠绕夹具的图示；

图1B是符合本公开的实施方式的另一个示例性缠绕夹具的一部分的图示，其中示出安装在该示例性缠绕夹具上的多个定子区段中的一个定子区段；

图1C是图1B中示出的那一部分的截面图示；

图2A是符合本公开的实施方式的示例性定子区段叠片的图示；

图2B是符合本公开的实施方式的另一个示例性定子区段叠片的图示；

图2C是符合本公开的实施方式的、与定子齿之间的互连段相关联的一组形状的图示；

图2D是符合本公开的实施方式的、与定子齿之间的互连段相关联的另一组形状的图示；

图2E是符合本公开的实施方式的、在组装定子芯之后利用保持器接合面实现的示例性间隙的平面局部图示；

图3A是符合本公开的实施方式的示例性端盖；

图3B是符合本公开的实施方式的、安装在定子区段上的端盖的示例性图示；

图3C是符合本公开的实施方式的、以正视图和三维视图示出的可替代的端盖的示图；

图4是符合本公开的实施方式的、用于准备缠绕定子齿的示例性方法的流程图；

图5示出根据本公开的实施方式的、用于放置隔离材料的示例性构型；

图6是根据本公开的实施方式的、在放置隔离材料之后安装端盖的示例性图示。

图7A是符合本公开的“楔合(dovetail)”连接的凸出部和凹进部的示例性形状的图示；

图7B是符合本公开的“楔合”连接的凸出部和凹进部的另一组示例性形状的图示；

图7C是符合本公开的“楔合”连接的凸出部和凹进部的另一组示例性形状的图示；以及

图7D是符合本公开的“楔合”连接的凸出部和凹进部的另一组示例性形状的图示。

具体实施方式

可以实现各种定子实施方式，以在如下电机中使用：例如电马达、发电机或其他电气装置，并且各种定子实施方式与尤其是定子相结合使用，以执行各种操作(例如，执行工作、产生电流等)。这种定子因此尤其还可包括具有护铁和齿部的定子区段(例如，包括多个叠片)、绕组以及隔离元件。

图1A是在为缠绕做准备时、安装有多个定子区段105(由定子区段叠片110形成)的示例性缠绕夹具100的图示，图1符合本公开的实施方式。缠绕夹具100尤其还可以包括：例如，安装板103、定子区段保持器107以及各种夹具固定装置180等。缠绕夹具100的总体构型仅为示例性的，并且本领域的技术人员将认识到可以根据本公开实现缠绕夹具100的不同实施方式。

安装板103构造成容置一个或更多定子区段保持器107，使得定子区段105保持在安装板103上并且因此保持在缠绕夹具100上。安装板103可以由任意适当的材料(例如，金属、塑性材料等)制成，并且安装板103可以基于例如将要被缠绕的定子齿的数量以及这种定子齿的尺寸而具有任意适当的尺寸(例如，具有宽度W)。安装板103可以包括能够运输缠绕夹具100和/或将缠绕夹具100附接到缠绕机的许多的特征180。根据特定的缠绕应用的要求，特征180可以包括各种紧固件、连接点等。本领域的技术人员将认识到特征180的特性和位置尤其还可以根据例如运输方法、应用和/或缠绕机等考虑因素而改变。因此，任何这种构型趋于落入本公开的范围内。

本领域的技术人员将认识到安装板103可以进一步包括另外的特征，以便于使用定子区段叠片110(例如，成型表面)来组装定子区段105。例如，如图1B和图1C所示，安装板103的面上设置有成型的凹入表面，以便于容置定子区段105的护铁102的凸起的圆形表面。这种轮廓可以具有任意所期望的尺寸以及形状，以便于容置与定子区段105相关联的具有各种尺寸和形状的护铁120。例如，这种轮廓可以是凸起的并构造成容置护铁120的凹入表面。

定子区段保持器107构造成与多个定子区段叠片110面接合(例如，容置并保持)(如图2A和图2B所示)、并且构造成在缠绕过程(例如，开槽针缠绕、线轴缠绕等)期间将定子区段叠片110基本保持在缠绕夹具110上的适当位置中。例如，定子区段保持器107可以包括适于与叠片面接合以及保持叠片的一个或多个材料段(例如，钢、铝、塑料等)，所述材料段具有大致“楔合”形状并可以包括例如渐缩部分133，渐缩部分133设计成便于接纳一个或更多叠片110。本领域的技术人员将认识到如在本文中使用的术语“楔合”总体来源于一类连接装置，其中所述连接装置通过各自具有基本互补的形状(例如，梯形的、菱形的、椭圆形的等)的互补的凸出部和凹进部形成，该互补的凸出部和凹进部被构造成与其配对物协作，以提供使两个部件至少部分地固定的力和/或反作用力。换句话说，由于使凸出部和凹进部相连，会产生力使得凸出部和凹进部可以保持连接。凸出部包括材料部而凹进部包括材料空穴(即，凹槽或槽口)，所述材料部和材料空穴各自具有彼此互补的形状。图7A-图7D是用于本公开的“楔合”连接的凸出部(M)和凹进部(F)的示例性形状的图示。本领域中的技术人员将认识到如下任意形状组合趋于落在本公开的范围内：包括具有互补形状的凸出部和凹进部，以产生协作使得两个部件之间至少部分地固定。

一个或更多定子区段保持器107可以沿着安装板103的宽度W延伸，并以使定子区段保持器107基本固定的任意适当的方式固定至安装板103。例如，定子区段保持器107可以包括一个或更多紧固件(例如，可重复使用的螺钉)、夹子(例如，与定子区段保持器107一体地制造的)和/或构造成与安装板103接合的其他卡紧构件。在一些实施方式中，定子区段保持器107可以可操作地接合在安装板103内，以允许定子区段保持器107沿着轴线Y运动，轴线Y可对应于基本对称轴线S(在下文中讨论)。图1C示出包括以可操作的方式与安装板103接合的定子区段保持器107的缠绕夹具100的一部分的截面。在该实施方式中，定子区段保持器107可以沿着轴线Y延伸穿过安装板103，使得楔合部出现在安装板103的第一面上，而受力部134位于安装板103的第二面(例如，底面)附近。这可以允许固定部134与力生成装置(例如，机械装置，张紧螺栓等)接合，以在被安装于定子区段保持器107上时在叠片110上施加力(例如，可滑动的牵拉)。例如，受力部134可以与能够使适当的力(例如，拉力)被施加于受力部134上的的机器(未示出)接合，这又会产生通过定子区段保持器107施加在定子区段105以及已经安装在定子区段保持器107上(例如，通过护铁120的楔合部)的与定子区段105相关联的叠片110上的力。可以使用任意适当的机器，例如，气动的、液压的、机械的(例如，螺纹张紧装置)等。

在一些实施方式中，定子区段保持器107还可以通过加热(例如，点焊)固定至安装板103和/或被夹到安装板103上。可替代地，在一些实施方式中，定子区段保持器107可以通过以下方式与安装板103一体地(例如，整体地)制成：例如通过配置用于从安装板103去除材料以在安装板103的表面上形成楔合成形的定子区段保持器107的加工工艺。可以使用各种方法用于制造与安装板103相结合的定子区段保持器107(例如，模制工艺)，所有的这些方法趋于落入本公开的范围内。

定子区段保持器107尤其是还根据以下各种考虑因素而沿着安装板103的长度间隔开：例如叠片构造(例如，连续的或单独的)、与定子相关联的叠片的数量、缠绕方法(例如，开槽针缠绕)、绕组类型(例如，集中绕组或分布绕组)、定子和/或齿的尺寸(例如，曲率半径)，以及缠绕机特性。在一些实施方式中，这种间隔是可调节的，例如在使用夹子或其他可重复使用的紧固装置来将定子区段保持器107固定至安装板103的情况下。在这些实施方式中，基于各种因素，使用者可以将定子区段保持器107定位在沿着安装板103的用于固定的长度的任意所需的位置处。另外，这可以允许与一个或更多定子相关联的多组定子区段被固定至安装板103并且同时被缠绕，因此获得潜在的成本节约。

图2A和图2B示出了示例性定子区段叠片110，多个定子区段叠片110被组装以形成完整的定子区段105(例如通过安装在定子区段保持器107上来组装)。定子区段叠片110尤其还包括：也被称为齿115的运端；护铁120，齿115从护铁120延伸；以及，互连段114和116(在一些实施方式中)。在一些实施方式中，例如在图2A和图2B中所示出的实施方式中，齿115尤其还可以包括极靴150，极靴150构造成支承与定子区段105相关联的一个或更多绕组。重要的是注意，极靴150可以按照需要实现或不实现，而在此仅意在作为示例性的。

定子区段叠片110由任意适当的材料制成(例如，磁性材料如钢、铁等)，并且可以被压制、机加工和/或以另外的方式制造成任意所需的尺寸和形状。定子区段叠片110的尺寸、设计以及制造尤其还可以考虑如下各种因素：例如强度、重量、磁通量、涡电流的产生、冷却以及马达尺寸。

在一些实施方式中，与定子区段叠片110相关联的形状可以根据马达构型来确定。例如，在定子构造成与外部转子一起实现的情况下，护铁120可以相对于齿115具有大致凸起形状。在另外的示例中，在定子构造成与内部转子一起实现的情况下，护铁120可以相对于齿115具有大致凹入形状，如图2A和图2B所示。与护铁120相关联的曲率半径尤其还可以进一步基于例如马达尺寸、定子齿的数量以及所需的功率这样的设计考虑因素。

在包括有互连段114和116的实施方式中，可以便于将定子区段105的每个护铁120连接至另外的护铁120。在该实施方式中，第一互连段114可以具有构造成与存在于第二互连段116上的突出部面接合的凹槽、沟道或孔。例如，与互连段114和116相关联的形状可以包括在图2C和图2D中示出的形状(例如，半圆或带角的形状)。另外，形状可以包括就本文中所述“楔合”所描述的那些形状。因此，当连接两个或更多定子区段105时，第一互连段114与第二互连段116接合以便于尤其是定子的对准和组装。这种设置可以既存在于单个定子区段叠片的情况，也存在于制成为叠片的预连接串的叠片的情况。

护铁120的侧面和/或互连段114和116的面(当存在时)，在它们的面之间保持预定的角度α，使得当组装时，形成具有所需直径的定子。这种角度可以基于定子中所要包括的定子区段105的数量(例如，在要包括有12个定子齿的情况下，α等于30度)。

每个定子区段叠片110可以具有基本对称轴线S，每个定子区段叠片110关于所述基本对称轴线S是基本上对称的，并且因此齿115关于所述基本对称轴线S是基本上对称的。在一些实施方式中，可发生一些偏离对称的情况，例如，以允许尤其是与定子区段叠片110相关联的互连段114和116交替地定位、便于定子齿的互连性。本领域的技术人员应当理解：鉴于这种构型，大体对称应被视为绕轴线S而存在。

在一些实施方式中，定子区段叠片110可以使用各种制造技术加工成通过材料件相互连接的(例如，铰接的)连续的“串”的模块式叠片和/或单独的叠片。

为了使定子区段叠片110能够沿着定子区段保持器107对准并组装，定子区段叠片110的护铁120尤其还包括楔合保持器接合面125。例如，在定子区段叠片110的制造过程期间、或者与定子区段叠片110的制造过程分离地，可从护铁120去除材料，使得在护铁120中形成楔合空穴(即，凹进部)。在一些方式中，这种保持器接合面125包括开口至护铁部的三个表面(例如，前面、背面以及底面或外围)的沟道或孔。

保持器接合面125可以构造成使得当被安装在定子区段保持器107上时，可产生过盈配合，从而使得能够在定子区段叠片110上产生另外的保持力。例如，当将定子区段叠片110安装到定子区段保持器107上时，缠绕夹具100与定子区段叠片110的底面之间在保持器接合面125附近的位置处的间隙可能为负，由此得到施加在两部件之间的压缩力，并因此得到另外的保持力。另外，如上所述，在定子区段保持器107被以可操作的方式接合在安装板103内并构造成与提供力的机器接合的情况下，这种力可以得到加强。

尽管本公开主要关注护铁120包括楔合部的凹进部F的实施方式，但是在一些实施方式中，可能理想的是实施如下调换的实施方式：其中护铁120包括楔合部的凸出部M。在这种实施方式中，定子区段保持器107可以实施为形成凹进部F的凹槽和/或沟道。例如，安装板103可以包括一系列楔合沟道，这一系列楔合沟道具有与存在于定子区段叠片110的护铁120上的材料形状互补的形状。本领域的普通技术人员将认识到这种实施趋于落在本公开的范围内。

在一些实施方式中，与保持器接合面125相关联的对称轴线可以和与定子区段105相关联的对称轴线S基本上共线。例如，保持器接合面125可以被对准以保持定子区段叠片110的大致对称。本领域的普通技术人员将认识到保持器接合面125可定位于与定子区段叠片110相关联的任意所需位置中，特别是在护铁120上。

保持器接合面125在已组装的定子的操作期间可以提供另外的用途。图2E是符合本公开的实施方式的、在组装定子芯202之后利用保持器接合面125实现的示例性间隙270的平面局部示图。为了清楚起见，在图2E中未示出端盖300和绕组。如图所示，类似于定子区段保持器107，间隔件265可包括楔合材料段，并且可以在安装定子壳290之前将间隔件265插入保持器接合面125中，以在定子壳290与护铁120之间形成间隙或沟道270。然后，可以出于各种目的例如冷却而使流体(例如，空气)在定子操作期间在定子壳290和护铁120之间流动。另外，间隔件280可以制成中空的以包括冷却通道280，使得流体(例如，空气)可以穿过中空材料段，加强对定子的冷却。本领域的普通技术人员将认识到，可以出于各种目的，例如冷却、涡电流控制等，而就保持器接合面125实现各种构型。所有的这些实现趋于落在本公开的范围内。

在一些实施方式中，护铁120的前面和背面各自还可包括一个或更多端盖孔接合面130。端盖孔接合面130可构造成与定子区段端盖300(图2B中未示出)面接合，以便于尤其是例如在缠绕过程期间将端盖300保持在适当的位置。如图2B所示，端盖孔接合面130可以包括设置于定子区段叠片110上——特别是护铁120上——的所需位置处的具有所需的形状和尺寸的孔口或孔。例如，端盖孔接合面130可以是圆形的、半圆形的、正方形的、梯形的、三角形的或任意其他所需形状的空穴或突出部。在一些实施方式中，端盖孔接合面130可以包括与保持器接合面125相关联地定位的半圆形空穴。在该示例中，与端盖孔接合面130相关联的对称轴线可以和与定子区段叠片110(以及因此与定子区段105)相关联的对称轴线S和/或与保持器接合面107相关联的对称轴线基本上共线。可替代地，端盖接合面130可以根据要求而独立于保持器接合面125定位。

在一些实施方式中，例如在端盖接合面包括孔的情况下，与定子区段105相关联的预定数量的定子区段叠片110可以包括端盖孔接合面130。在该实施方式中，包括有端盖孔接合面130的定子区段叠片110可以定位在定子区段105的第一端处以及定子区段105的第二端处。例如，包括有构造成空穴的端盖孔接合面130的数量为X的定子区段叠片110可以放置在定子区段保持器107上，随后放置不包括端盖孔接合面130的预定数量的定子区段叠片110，随后放置包括有端盖孔接合面130的另外的数量玩儿X的叠片。因此，结果可以是在护铁120的每个面上有盲孔或孔口。可替代地，在所有的定子区段叠片110都包括具有空穴的端盖孔接合面130的情况下，可在护铁120中产生通孔或贯通孔口。

尽管未示出，在一些实施方式中，端盖孔接合面130可以可替代地包括从护铁120延伸的突出部。例如，定子区段叠片110可以包括孔口，所述孔口在定子区段叠片110被组装时形成延伸贯穿定子区段105的长度的孔。杆或其他装置可以插入穿过该孔例如以将另外的力引到定子区段叠片110上，并且杆或其他装置也延伸超出定子区段105的长度。这种延伸可在定子区段105的面上形成突出部，该突出部例如可以形成与端盖300上的孔口的面接合。本领域的普通技术人员将认识到可以实现其他类似的构型，例如通过定子区段105中的孔进行塑性材料的注射模制，以在定子区段105的面上形成突出部。

尽管本文中的论述指向存在单个端盖孔接合面130的情况，但是，多于一个端盖孔接合面130可以存在于定子区段105的面上的不同位置处。每个这种端盖孔接合面130的尺寸和形状可以改变，并且可以构造用于与端盖300上的相应的齿接合段325面接合。

图3A是符合本公开的实施方式的示例性端盖300。端盖300构造成尤其还用于对定子区段105的端部进行隔离、对绕定子区段的绕组(绕组未示出)进行支承、以及施加与绕组相关联的力以将定子区段叠片110保持在适当的位置。端盖300包括任意适当的隔离材料，例如塑性材料(例如注射模制的塑性材料)、陶瓷材料和/或复合材料，并且端盖300可以具有任意所需的形状，特别是鉴于与定子区段105相关联的几何构型。

除了其他项(例如金属线导引装置)以外，端盖300尤其还可以包括齿接合段325、隔离件接合段310、端盖面315以及绕组止挡件320。端盖面315可以具有齿接合段325，并可以因此构造成支承在定子区段105的面上。端盖面315可以是大致平的和/或与定子区段105的在其上支承端盖面315的面相关联的轮廓相配。绕组止挡件320可以构造成为定子区段105上的绕组(未示出)提供支承，特别是在这种绕组可能具有从初始缠绕位置滑动或以另外的方式移动的趋势的情况下。

齿接合段325构造成与存在于护铁120和/或定子区段105上的端盖孔接合面130接合。因此，齿接合段325可以包括便于与端盖孔接合面130接合的突出部或其他适当的特征(例如孔/孔口)。例如，在定子区段105的第一面上已经设置有半径为R的半圆形端盖孔接合面130的情况下，具有近似等于或略小于R的半径的半圆形突出部可以设置为端盖300上的齿接合部325。这种突出部可以被模制或以另外的方式制造在端盖300上，或在一些实施方式中，这种突出部可以被紧固至端盖300。

尽管本文中的论述指向存在单个齿接合段325的情况，但是多于一个的齿接合段325可以设置在端盖300上。每个这种齿接合段325在尺寸和形状方面可以改变，并且可以构造用于与护铁120上和/或定子区段105上的相应的端盖接合面面接合。例如，根据需要，端盖300上可以存在有2个、3个、4个或更多个齿接合段。

隔离件接合段310构造成与插入在定子区段105与定子绕组(未示出)之间的隔离材料510(如图5所示)面接合并对该隔离材料510进行保持。隔离件接合段310因此包括与端盖300模制在一起或被以另外的方式固定至端盖300的一个或更多突出部、凸块、延伸部或其他适当的构型。隔离件接合段310被对准，使得当齿接合段325与端盖孔接合面130相接合时，隔离件接合段310的至少一部分沿着定子区段105的长度延伸。例如，隔离件接合段310可以是倾斜的，使得当端盖300安装在定子区段105上时，隔离件接合段310基本上平行于极靴150(当存在有极靴150时)突出并抵靠极靴150(例如，垂直于极靴150的表面)施加力。在另外的示例中，隔离件接合段310可以构造成平行于齿115延伸，以抵靠齿115(例如，垂直于齿115的表面)施加力，使得可以保持任何被插入的隔离材料510。

图3B是安装在定子区段105的端部上的端盖的示例性图示。如可以在图3B中所看到的，齿接合段325可以接合在端盖孔接合面130内，并且隔离件接合段310可以构造成接触位于隔离件接合段310与例如极靴150和/或齿115之间的隔离材料510、或者以另外的方式在该隔离材料510上施加力。例如，一层或更多层的隔离材料510(例如，非导电性材料如纸、塑料、复合材料等)可以设置成在定子极靴150(当存在时)和/或齿115与护铁120之间与定子区段105接触。在设置这种隔离材料510(图3B中未示出)之后，端盖300可以定位成使得隔离件接合段310在隔离材料510上滑动并压靠隔离材料510，从而将隔离材料510基本上保持在预定的位置中。

图3C是符合本公开的实施方式的可替代的端盖300的正视图和三维视图的图示。在该实施方式中，端盖300可以包括与设置在定子区段叠片110上的保持器接合面125类似的端盖楔合接合面345，即构造成与定子区段保持器107面接合的楔合成形的沟道、凹槽或孔。端盖楔合接合面345可以与齿接合段325结合而存在、或者代替齿接合段325而存在。因此，端盖楔合接合面345可以构造成与定子区段保持器107面接合，从而允许以与组装定子区段叠片110相似的方式(例如，对准并压到位)安装端盖300。

特别地，可预期的是：在一些实施方式中，将端盖300注射模制成与定子区段105接触。例如，安装在安装夹具100上的定子区段105可以被插入到构造成容置这种装置的模具中。随后，可以使用热塑性材料或其他适当材料注射模制隔离材料510和端盖300，以有效地封装部分的定子区段105，从而形成端盖300。

本公开的系统和方法尤其还能够实现电气装置定子的制造，便于提高制造效率以及减小组装时间和减少浪费。图4是符合本公开的实施方式的用于准备缠绕定子齿的示例性方法的流程图400。为了清楚起见，在下面的讨论中还将参照图5和图6。当获得所需数量的定子区段叠片110以及适当地安装有(例如，夹有)定子区段保持器107的安装板103时，定子区段叠片110可以经由保持器接合面125装载至定子区段保持器107上(步骤405)。例如，定子区段叠片110可以与定子区段保持器107对准，使得可以利用下压运动使保持器接合面125与定子区段保持器107沿着安装板103的宽度W接合。如果需要，将定子区段叠片110如此组装至定子区段保持器107上可使得在定子区段叠片110与缠绕夹具100和定子区段保持器107中的至少一个之间形成过盈配合。

在一些实施方式中，定子区段叠片110可以逐个地放置或以任意所需的组合成组地放置。此外，在需要的情况下，可以将定子区段叠片110在固定至安装板103之前组装到定子区段保持器107上。另外的定子区段叠片110可以沿着定子区段保持器107组装直到获得所需的齿尺寸为止。用于组装定子区段105的定子区段叠片110的数量可以例如基于叠片的厚度。此操作可以按照需要重复以准备用于在缠绕夹具100上进行缠绕的所需数量的定子齿。

特别地，松动的定子区段叠片110可以供应为任意指定长度的相应的松动层叠，该松动层叠具有临时性保持材料以保持层叠内的定子区段叠片110之间的相应性(例如，带、弹性件、绳包等)。这个方法甚至可以在样机制造期间使用，由此能够实现经由叠片冲压工具或者如果需要的话通过激光切割叠片的制造。这种设置还可在缠绕之前移除临时性保持材料的情况下便于加载至定子区段保持器107上。

在一些实施方式中，在将所需数量的定子区段叠片110置于定子区段保持器107上之后，安装板103可以与构造成为了施加力而将力引入受力部134的机器接合，从而通过保持器接合面125保持定子区段105(步骤407)。例如，安装板103可以接合在构造成在受力部上产生拉力的气动机器上，从而获得通过保持器接合面125作用于定子区段叠片110上的力。

然后，隔离材料510可设置在与定子区段105相关联的所需位置中(步骤410)。例如，图5示出隔离材料510的示例性构型，其中隔离材料510包括例如已经预折叠为所需形状的纸质片材，从而便于将隔离材料510插入定子区段105之间(例如，极靴150和护铁120之间)的空间中。可以根据需要重复步骤410，以放置适量的隔离材料(例如，在将被缠绕的每个定子区段105之间)。

安装隔离材料510之后，端盖300可以被对准并安装在定子区段105和/或定子区段保持器107上(步骤415)。例如，端盖300可以被对准使得滑动运动可以使端盖楔合接合面345与定子区段保持器107接合、和/或使齿接合段325和端盖孔接合面130接合。在一些实施方式中，在部分的端盖300(例如，端盖楔合接合面345)与定子区段105和/或夹具100的相应表面之间可产生过盈配合。图6是安装端盖300的示例性图示，示出与定子区段保持器107接合的端盖楔合接合面345以及与隔离材料510接合的隔离件接合段310。

在安装了端盖300的情况下，缠绕夹具100可以固定至缠绕机和/或以另外的方式运输/放置以为缠绕(例如，开槽针缠绕工艺)做好准备(步骤420)。

如在本文中所使用的缠绕应当表示将电线圈安装到定子区段105上的任意过程。例如，缠绕可以使用绕轴线转动并围绕定子区段105的表面配设金属线的机器来进行。可替代地，例如在没有极靴150的情况下，预制造的线圈或“绕组”(即，金属线已经被准备成所需数量的圈)可以被插在齿115上并通过任意适当的方法(例如，粘附、过盈配合等)固定在适当的位置中。

一旦定子区段105已经被组装以及被缠绕，则单独的齿可以被从缠绕夹具100上移开(例如，力被松开，并且从定子区段保持器107移除定子区段105)并被组装到完整的定子芯中。例如，每个定子区段105可以通过互连段114和116来连接至另外的定子区段105。在组装成定子芯之后，在需要的情况下，间隔件265可以被插入保持器接合面125中，并且可以安装定子壳290。

贯穿本公开，用语“至少一个”意在包括所参照目标或动作中的一个和/或单个实现。此外，对于本领域技术人员而言明显的是，可以对所公开的电气装置定子和用于制造的方法进行各种修改和改变。根据对所公开的系统和方法的说明和实践的考虑，其他实施方式对于本领域的技术人员而言将是明显的。倾向于将说明和示例仅视为示例性的，真正的范围由权利要求及其等效方案来指示。

Claims (22)

1.一种定子芯，所述定子芯包括多个组装在一起的定子区段(105)，每个定子区段(105)包括：

仅一个齿部(115)；

护铁部(120)，所述护铁部包括具有楔合形状的保持器接合面(125)；以及

端盖(300)，所述端盖(300)包括隔离件接合段(310)，

其中，一个隔离元件(510)被插入到相邻的定子区段(105)之间的相应空间中，所述隔离元件松动地配装到相应的所述空间中，并且所述隔离件接合段(310)构造成对对应的所述空间中的所述隔离元件(510)进行保持。

2.根据权利要求1所述的定子芯，其中，所述端盖包括端盖楔合接合面(345)，所述端盖楔合接合面至少部分地呈楔合形状。

3.根据权利要求1或2所述的定子芯，还包括：

孔口，所述孔口位于所述定子区段的面上，所述孔口形成端盖孔接合面(130)；以及

定子区段接合部(325)，所述定子区段接合部(325)与所述端盖相关联并构造为用于接合所述端盖孔接合面。

4.根据权利要求3所述的定子芯，所述端盖孔接合面(130)和所述定子区段接合部(325)为半圆形。

5.根据权利要求3所述的定子芯，所述定子区段接合部具有这样的半径：所述半径在所述定子区段接合部被插入到所述端盖孔接合面(130)中时足以形成过盈配合。

6.根据权利要求1所述的定子芯，其中，与所述保持器接合面相关联的对称轴线和与所述定子区段相关联的对称轴线(S)基本上共线。

7.根据权利要求1所述的定子芯，其中，所述定子区段还包括多个定子区段叠片(110)，所述定子区段叠片(110)包括磁性材料。

8.根据权利要求1所述的定子芯，其中，所述保持器接合面位于所述护铁部的外围表面处。

9.根据权利要求2所述定子芯，其中，所述端盖楔合接合面的外围构造成与所述保持器接合面的外围基本上一致。

10.根据权利要求2所述的定子芯，其中，与所述端盖孔接合面或所述端盖楔合接合面相关联的对称轴线和与所述定子区段相关联的对称轴线基本上共线。

11.根据权利要求1所述的定子芯，其中，所述端盖包括非导电材料。

12.根据权利要求1所述的定子芯，其中，所述端盖包括注射模制的塑性材料。

13.根据权利要求1所述的定子芯，其中，所述隔离件接合段包括一个或多个突出部，所述一个或多个突出部构造成在所述定子区段的一部分以及对应的所述空间中的所述隔离元件(510)上施加力。

14.一种用于缠绕定子区段的方法，包括：

将根据权利要求1所述的定子芯的一个或多个定子区段通过保持器接合面保持在缠绕夹具上；

相对于所述定子区段对一个或多个隔离元件进行定位，其中，将一个隔离元件插入到相邻的定子区段之间的相应空间中；

与所述一个或多个定子区段中的一个定子区段相关地保持所述端盖，以保持对应的所述空间中的所述隔离元件；以及

围绕所述一个或多个定子区段中的每个定子区段的所述齿部缠绕一圈或多圈金属线。

15.一种用于组装将要被缠绕的定子齿以便获得根据权利要求1所述的定子芯的系统，包括：

多个定子区段；

缠绕夹具(100)，所述多个定子区段安装在所述缠绕夹具(100)上；

具有楔合形状并且固定至所述缠绕夹具的保持器(107)；

构造成与所述保持器面接合的端盖(300)；每个定子区段(105)由多个定子叠片(110)形成并且包括：

齿部(115)；以及

护铁部(120)，所述护铁部包括保持器接合面(125)，所述保持器接合面具有楔合形状并构造成容置所述保持器，

其中，所述保持器与所述缠绕夹具(100)和所述保持器接合面面接合，使得在缠绕过程期间，所述多个定子叠片和所述端盖在所述缠绕夹具上保持处于基本固定的位置中。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述保持器与所述缠绕夹具一体地形成。

17.根据权利要求15或16所述的系统，其中，所述保持器接合面与所述保持器之间的相互作用在所述多个定子叠片中的至少一个定子叠片与所述缠绕夹具之间形成过盈配合。

18.根据权利要求15所述的系统，其中，所述保持器接合面为切口状的楔合形状。

19.根据权利要求15所述的系统，所述端盖(300)还包括：

呈楔合形状的端盖楔合接合面、和/或定子区段接合部(325)；以及

构造成接合隔离元件(510)的隔离件接合段(310)。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述端盖包括注射模制的塑性材料。

21.根据权利要求19或20所述的系统，其中，所述隔离件接合段包括远离所述端盖的面延伸的突出部，所述面构造成与定子区段的端部面接合。

22.一种用于组装将要被缠绕的定子齿以便获得根据权利要求1所述的定子芯的系统，包括：

多个定子区段；

缠绕夹具(100)，所述多个定子区段安装在所述缠绕夹具(100)上；

具有楔合形状并且固定至所述缠绕夹具的保持器(107)，

其中，每个定子区段包括：

仅一个齿部(115)；

护铁部(120)，所述护铁部包括保持器接合面(125)，所述保持器接合面(125)为具有楔合形状的切口；

端盖(300)，所述端盖包括端盖楔合接合面(345)，所述端盖楔合接合面至少部分地呈楔合形状；

孔口，所述孔口位于所述定子区段的面上，所述孔口形成端盖孔接合面(130)；以及

定子区段接合部(325)，所述定子区段接合部(325)与所述端盖相关联并构造成用于接合所述端盖孔接合面。