CN102651589A - 连接电机定子接线的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及连接电机定子接线的系统和方法，具体地，一种用于连接定子线圈的接线对的设备。该设备包括具有一对电极和控制装置的工具。控制装置构造成控制所述电极以向所述接线对施加力从而将所述接线对的相邻接线朝着彼此推压；和在力被施加到所述接线对时，使电流在所述一对电极之间流过，并且因此流过被推压在一起的所述接线对。

Description

连接电机定子接线的系统和方法

技术领域

本技术领域大体上为与连接电机组件接线相关的系统和方法。

背景技术

在条绕电机组件中，通常采用钨惰性气体(TIG)和等离子焊接方法将接线焊接在一起以组装出定子。但是，这些焊接方法不能产生出具有足够一致性的高质量焊接。高质量焊接是必须的，因为如果一个焊接失效，则电机失效。因为单个电机可能需要几百个焊接点，所以重要的是，焊接过程应该高度稳健并且足以确保焊接质量同时减少焊接时间。

发明内容

各个实施方案提供了连接电机的定子接线的系统和方法。

在一些方面中，本发明更具体地涉及一种用于连接定子线圈的接线对的设备，该设备包括具有一对电极和控制装置的工具。控制装置构造成控制所述电极以向所述接线对施加力从而将所述接线对的相邻接线朝着彼此推压；和在力被施加到所述接线对时，使电流在所述一对电极之间流过，并且因此流过被推压在一起的所述接线对。

在一些方面中，本发明涉及一种用于连接定子线圈的接线对的设备，该设备包括具有辊式电极的工具，所述电极具有大体上圆形或椭圆形轮廓并且构造成沿着一排所述接线对的第一端滚动。该工具还具有尺寸设计和成形为接合在所述派中的接线对的第二端的对电极，和控制装置。控制装置构造成：在所述对电极定位在所述接线对的所述第二端附近的情况下使所述辊式电极在所述第一端处抵靠所述接线对滚压，以将所述接线对的接线朝着彼此推压。控制装置还构造成：在将力施加到所述接线对时，使电流在所述辊式电极和所述对电极之间流过，并且因此穿过在所述辊式电极和所述对电极之间被推压在一起的接线对。

在一些方面中，本发明涉及一种用于连接接线对的方法，该方法包括向接线对施加夹紧力，使电流通过所述接线对达所选择的时间段以将在所述接线对的接线之间的焊接位置加热至所选择的温度；和向所述接线对施加镦压力以从所述焊接位置中挤出镦压部。

本发明还提供如下方案：

1、一种用于连接定子线圈的接线对的设备，包括：

工具，所述工具包括：

一对电极；以及

控制装置，所述控制装置构造成：

控制所述电极以向所述接线对施加力从而将所述接线对的相邻接线朝着彼此推压；和

在力被施加到所述接线对时，使电流在所述一对电极之间流过，并且因此流过被推压在一起的所述接线对。

2. 如方案1所述的设备，其中：

所述接线对为第一接线对；并且

所述工具构造成同时连接所述第一接线对和至少一个其它接线对，包括所述控制装置构造成：

使力施加在所述第二接线对上以使所述第二接线对朝着彼此推压；和 

使电流经过被推压在一起的第二接线对以连接所述接线对。

3. 如方案2所述的设备，其中所述第一接线对和所述至少一个其它接线对定位在所述定子线圈的不同排中。

4. 如方案2所述的设备，其中：

所述第一接线对定位在一排所述定子线圈中；并且

所述至少一个其它接线对定位在不同排的所述定子线圈中。

5. 如方案2所述的设备，其中：

所述第一接线对定位在所述定子线圈的分度位置处；并且

所述至少一个其它接线对定位在所述相同的分度位置处。

6. 如方案2所述的设备，其中：

所述第一接线对定位在所述定子线圈的分度位置处；并且

所述至少一个其它接线对定位在不同的分度位置中。

7. 如方案2所述的设备，其中：

所述一对电极是第一对电极；和

所述工具包括第二对电极。

8. 如方案2所述的设备，其中：

所述第一对电极定位并且构造成连接所述第一接线对，所述第一接线对定位在第一排所述定子线圈中；并且

所述第二对电极定位并且构造成连接所述第二接线对，所述第二接线对定位在第二排所述定子线圈中。

9. 如方案2所述的设备，其中：

所述工具还包括至少一个导电间隔件；并且

所述控制装置还构造成将所述间隔件定位在所述第一接线对和所述第二接线对之间。

10. 如方案9所述的设备，其中所述导电间隔件的尺寸基本上等于在所述第一接线对和所述第二接线对之间的距离。

11. 一种用于连接定子线圈的接线对的设备，所述设备包括：

工具，所述工具包括：

辊式电极，其具有大体上圆形或椭圆形轮廓并且构造成沿着一排所述接线对的第一端滚动； 

对电极，其尺寸设计成和成形为接合在所述排中的所述接线对的第二端；以及

控制装置，所述控制装置构造成：

在所述对电极定位在所述接线对的所述第二端附近的情况下使所述辊式电极在所述第一端处抵靠所述接线对滚压，以将所述接线对的接线朝着彼此推压；和

在将力施加到所述接线对时，使电流在所述辊式电极和所述对电极之间流过，并且因此穿过在所述辊式电极和所述对电极之间被推压在一起的接线对。

12. 如方案11所述的设备，其中所述对电极为围绕着所述接线对的第二端的环形电极。

13. 如方案11所述的设备，其中：

所述接线对为在第一排的所述定子线圈中的第一接线对；

所述设备还包括第二对电极，其尺寸设计和成形为接合在第二排的所述定子线圈中的第二接线对的第二端。

14. 如方案13所述的设备，其中所述第二对电极为围绕着所述第二接线对的第二端的环形电极。

15. 一种用于连接接线对的方法，包括：

向接线对施加夹紧力；

使电流通过所述接线对达所选择的时间段以将在所述接线对的接线之间的焊接位置加热至所选择的温度；并且

向所述接线对施加镦压力以从所述焊接位置中挤出镦压部。

16.如方案15所述的方法，其中，夹紧力的量作为在使电流通过所述接线对时在所述焊接位置处待被产生的所期望的电阻量的函数来决定。

17. 如方案15所述的方法，其中：

所述接线对为定位在第一排中的第一接线对；并且

所述方法还包括

向所述第二接线对施加夹紧力；

使电流通过所述第二接线对以将在所述第二接线对之间的焊接位置加热至所选择的温度；并且

向所述第二接线对施加镦压力以从在所述第二接线对的接线之间的第二焊接位置挤出镦压部。

18. 如方案17所述的方法，还包括：将导电间隔件定位在所述第一接线对和所述第二接线对之间。

19. 如方案15所述的方法，其中：

采用一对电极来向接线对施加所述夹紧力；

所述一对电极用来使电流通过所述接线对达所选择的时间段以将在所述接线对的接线之间的焊接位置加热至所选择的温度；

所述一对电极用来向所述接线对施加所述镦压力以从所述焊接位置挤出镦压部；

所述一对电极包括辊式电极和对电极。

20. 如方案19所述的方法，其中所述对电极为环形电极。

前面广泛列出各个实施方案的一些方面和特征，其应该被解释为仅仅是对各个潜在应用的例举说明。可以通过按照不同的方式应用所披露的信息或者通过将所披露的实施方案的各个方面组合来获得其它有益的结果。除了由权利要求限定的范围之外，可以通过参照结合附图给出的示例性实施方案的详细说明来获得其它方面和更全面的理解。

附图说明

图1为根据示例性实施方案的电机的剖视图。

图2为图1的电机的定子的特写局部端视图。

图3为图1的电机的定子的局部端视图。

图4为图3的定子的局部透视图。

图5-8为根据示例性实施方案的用于连接图2-4的定子的接线对的设备和方法步骤的示意图。

图9为与图5-8的设备和方法相关的图形表示。

图10为图5-8的方法的方框图。

图11为根据示例性实施方案的构造成连接定子的接线对的设备和图2-4的定子的平面图。

图12为根据示例性实施方案的构造成连接定子的接线对的设备和图2-4的定子的平面图。

图13为根据示例性实施方案的构造成连接定子的接线对的设备和图2-4的两排定子的平面图。

图14为根据示例性实施方案的构造成连接定子的接线对的设备和三排定子的局部平面图。

图15为根据示例性实施方案的构造成连接定子的接线对的设备和图2-4的两排定子的局部平面图。

图16为根据示例性实施方案的构造成连接定子的接线对的设备和三排定子的局部平面图。

图17为根据示例性实施方案的构造成连接定子的接线对的设备和图2-4的两排定子的局部平面图。

图18为图17的设备的局部透视图。

具体实施方式

根据要求，这里公开详细的实施方案。必须理解的是，所披露的实施方案仅仅为例举说明，并且可以按照各种形式和替代形式及其组合来实施。如在这里所用的一样，术语“示例性”广泛用来指代用作例证、范例、模型或样式的实施方案。附图不必按比例绘制，并且一些特征可以放大或最小化以显示出具体部件的细节。在其它情况中，对于本领域普通技术人员而言公知的部件、系统、材料或方法没有详细描述以避免模糊本发明。因此，这里所披露的具体结构和功能细节不应该解释为限制性的，而是仅仅解释为权利要求的基础以及教导本领域普通技术人员的代表性基础。

在这里针对条绕电机例如包括机动车交流发电机的那些电机的制造和组装描述示例性实施方案。但是，应该理解的是，本公开的教导适用于连接在其它制造用途中的接线或条。

一般来说，在这里所述的系统和方法采用这里所称为的电阻镦压焊（upset welding）在接线之间提供可靠的连接。电阻镦压焊快速并且效率高，并且导致高质量并且耐久的焊接接线对。

电阻镦压焊组合了电阻焊接方法和镦压焊接方法的步骤。通常，电阻镦压焊包括采用电极向接线对施加夹紧压力并且通过采用这些电极通过引导电流穿过接线对在接线对的接线之间的界面处产生热。通过电流产生的热随接线对的电阻、电极材料、电极几何形状、在接线对上的电极压力或力、流经接线对的电流和施加电流的时间而变化。一般来说，沿着在电极之间的路径并且穿过接线对的例如在位于接线之间的界面处的电阻更大的位置从电流中产生更多的热。

电阻镦压焊包括向接线对施加力同时将接线对加热至升高的温度以在焊接位置处连接接线。接线在升高的温度下处于固体状态，并且在它们压在一起时塑性变形。所施加的力从焊接位置中将接线材料挤出，被称为镦压。热和镦压从焊接位置中清除了表面污染物(例如氧化物和油)以加强焊接部。在焊接部中的表面污染物会导致腐蚀或裂纹形成。

一般来说，在形成随接线对的连接部中，接线对的厚度明显减小。例如，在一些情况中，对的厚度从合并在一起的两根接线的原始厚度减小至接线的原始厚度的大约30%和大约50%(即，大约原始接线厚度中的一根的厚度)。待被连接的接线的宽度和长度将根据减小的厚度按比例增大。

为了更详细地说明这些系统和方法，在构造成通过采用电阻镦压焊方法连接电机定子的接线对的示例性设备之前描述示例性电机。

参照图1，电机10包括在壳体16内围绕着轴14转动的转子12和固定在壳体16的内壁上的定子18。定子18构造成与转子12的外圆周交界，并且轴14可转动地支撑在壳体16中。

皮带轮20固定到轴14的一端以便传递来自电机10的转矩或者将转矩传递到电机10。在电机10用作发电机例如交流发电机时，利用带将来自发动机(未示出)的转矩传递给轴14。在电机10用作发动机时，扭矩从轴14传递给皮带轮20。

滑环22固定在轴14的另一端上以给转子12提供电流或从转子12中接收电流，并且电刷24构成并且定位成与滑环22滑动接触。电机10还包括构成用来调节在定子18中产生的交变电压的幅值的调节器26和构成用来将在定子18中产生的交变电流转变成直流电流的整流器28。

转子12包括转子线圈30和一对磁极铁芯32a、32b。第一磁极铁芯32a通过转子线圈30的磁通量磁化为北极(“N”)，并且第二磁极铁芯32b通过转子线圈30的磁通量磁化为南极(“S”)。磁极铁芯32a、32b固定在轴14上，并且在转子线圈30的外侧表面附近相互接合。

对于将电机10用作发动机而言，转子线圈30构成并且定位成在电流经过转子线圈30时产生磁通量。电流例如由电池(未示出)通过电刷24和滑环24提供给转子线圈30。

在一些实施方案中，转子构建成包括永磁体。这种转子类型被称为永磁体(PM)转子或者感应转子。PM转子通常包括高传导条，例如贯穿转子叠片分布的包含铝、铜或其合金的条。

对于将电机10用作发电机而言，转子12在由促动器(例如发动机；未示出)供应的转矩通过附接到皮带轮20的带(未示出)传递给轴14时转动。转子12的转动产生用来产生电流的变化磁通量。

参照图1和4，定子18包括定子芯40和定子线圈42。定子线圈42包括接线60，还共称为条，它们如将在下面进一步说明的一样缠绕在定子芯40周围。通过改变由转子12转动产生的磁通量在定子线圈42中产生交变电流。施加在定子线圈42上的旋转磁场在定子线圈42中产生电动力。该交变电动力通过整流器28转变成直流电流，并且其电压由调节器26调节。

参照图2-4，下面将对定子线圈42的结构进行详细说明。定子芯40具有大体上圆柱形形状。定子芯40具有沿着轴向方向(即，在图5-7中所示的沿着轴14和转子12的第二轴线A2)延伸的多个槽50(参见图2和3)。而且槽50围绕着定子芯40的圆周以共同的角间距均匀间隔开和设置。

通过将接线段60(参见图2)连接成一个单元来构造定子芯42(参见图3和4)。在一些实施方案中，接线段60是粗规格铜接线。现在参考图2，接线段60首先构造成具有大体上U形，并且U形的笔直端部插入到相应的槽50中。在槽50外面延伸的接线段60的部分弯曲，如由在图2中的隐藏线所示，从而接线段60的端部62定位成连接在相邻接线对的接线段60的端部62，如图3和4所示。参见图2-4，自由端62a、62b扭转、弯曲、挤压在一起或者以其它方式定位成大致彼此对准。

接线段60的端部62连接成完成多个相位。例如，定子线圈42包括多个相，并且在每个相中的接线相互连接并且与其它相分开。为了例举说明，下面将对单对接线段60a、60b的自由端62a、62b连接的示例性方法进行更详细描述。之后，这对接线段60a、60b被称为接线对60a/60b。

现在将参照图5对连接接线对60a/60b的设备100进行描述。该设备100包括具有第一电极110和第二电极112的工具108。电极110、112构造成向接线对60a/60b施加力310(图6和7)，并且引导电流穿过接线对60a/60b。

电极的形状取决于焊接端部的要求。例如，在一些实施方案中的电极大体为平面的。在更特别的实施方案中，所述电极中的至少一个的大体平面沿着至少一个方向呈锥形以将材料流(接线材料等)限制于相应的至少一个方向。在一些情况中，使得电极面成锥形改善了焊接特性(例如，所得到的连接部的质量)。电极面的另一个更复杂形状的示例为梯形。梯形和其它更复杂形状在形成连接部中还将材料减小限制在接线对60a/60b的自由端处。

设备100包括控制装置或者定位装置，由附图标记120示意性地表示，该装置构造为相对于接线对60a/60b定位工具108更具体地说例如电极110、112。在一些实施方案中，定位装置120还操作成通过电极110、112将力310施加到接线对60a/60b。

定位装置120包括结构例如臂和指状件、电机和其它促动器、用于使得定子转动的促动结构、用于使得工具平移和转动的促动结构、用于改变电极间距离的促动结构、计算机数控(CNC)系统、其组合等。在下面更详细描述的实施方案中，定位装置120构造成将工具108和/或定子线圈42设置在某些角度位置处，也共称为分度位置。角度位置可以相对于轴14和转子12的中央轴线A2以弧度或度为单位来测量。通常，定位装置120构造成使得工具108和/或定子18运动到各个位置以便连接接线对60a/60b，并且还在处于用于连接接线对60a/60b的位置中时施加力。

继续参照图5，设备100还包括电源130，其构造成沿着在电极110、112之间的电流路径P(参见图6)提供电流。在电极110、112将接线对60a/60b夹在电极110、112之间时，在电极110、112之间产生出电流路径P，从而电流320能够从第一电极110穿过接线对60a/60b运动到第二电极112。例如，电源130包括电容，它们通过电极110、112存储和排放电能。在具有一组以上电极的实施方案中，电源包括用于每组电极的电容。

设备100还包括控制单元140，其构造成控制定位装置120和电源130。控制单元140包括具有处理器144和计算机可读介质例如存储器146的计算机142，存储器构造成存储计算机可执行指令。存储器146存储计算机可执行指令的由控制模块148表示的一个或多个程序模块，这些指令在由处理器144执行时使得控制单元140控制设备100执行在下面更详细描述的方法。例如，控制模块148的计算机可执行指令在由处理器144执行时使控制单元140根据在这里所述的方法同步化由电极110、112施加到接线对60a/60b的力和提供给电极110、112的电流320。

虽然在这里所述的方法有时可以在计算机可执行指令的总体背景中描述，但是本发明的方法还可以与其它程序模块结合实施和/或作为硬件和软件的组合。术语程序模块或其变型在这里广泛用来包括例程、应用、程序、部件、数据结构、算法等。程序模块可以在各种系统构架上实施，包括服务器、网络系统、单处理器或多处理器系统、微型计算机、大型计算机、个人计算机、手持式计算装置、移动设备、基于微处理器的可编程用户电子设备、其组合等。

计算机可读介质例如包括易失性介质、非易失性介质、可拆卸介质和不可拆卸介质。如在说明书和权利要求书中所使用，术语计算机可读介质及其变形指的是存储介质。在一些实施方案中，存储介质包括易失性和/或非易失性、可拆卸和/或不可拆卸介质，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可电擦写可编程只读存储器(EEPROM)、固态存储器或其它存储器技术、CD ROM、DVD、BLU-RAY或其它光盘存储器、磁带、磁盘存储器或其它磁性存储装置。

参照图5-10，下面将描述连接接线对60a/60b的方法200。该方法200通过设备100根据控制模块148的计算机可执行指令来进行。参照图5和10，定位步骤210包括通过用控制单元140控制定位装置120来将电极110、112定位成将接线对60a/60b设置在它们之间。定位步骤210可以包括将定子线圈42转动至分度位置、将附接有工具108的机器人臂转动至分度位置、使机器人臂延伸或回缩以将工具108径向地定位在距中央轴线A2的一径向距离处、伸展或收缩分别附接有电极110、112的机器人指以改变在电极110、112之间的距离、这些步骤的组合等。

电极110、112在分度位置处定位在接线对60a/60b的相对侧面上并且沿着从定子18的中央轴线A2向外延伸的第一径向轴线A1对准。第一电极110沿着径向轴线A1定位在接线对60a/60b内部，并且第二电极112沿着径向轴线A1定位在接线对60a/60b外部。这里，术语内部和外部用来描述相对于第二中央轴线A2的位置。第一电极110定位成接触第一接线60a，并且第二电极112定位成接触第二接线60b。在定子线圈42具有多排W接线对的实施方案中(参见图11-17)，电极110、112中的一个或两个构造成定位在位于相邻排W中的接线对60a/60b之间。

参照图 6、9和10，夹紧力步骤212包括在夹紧力间隔316期间使得电极110、112沿着第一径向轴线A朝着彼此移动以将接线60a、60b压在彼此上。控制单元140控制定位装置120以使得电极110、112朝着彼此运动。在电极110、112朝彼此运动时，它们接触接线60a、60b并且用力310在所期望的焊接位置150处将接线60a、60b按压在彼此上直到力310达到落入在夹紧力范围314内的夹紧力312。在焊接位置150处的电阻为夹紧力312的函数。具体地说，在焊接位置150处的电阻与夹紧力312成反比。焊接位置150处于接线60a、60b的界面处。电极110、112保持在适当位置以在夹紧力间隔316期间保持夹紧力312。

加热步骤214包括用控制单元140控制电源130以在加热间隔322期间通过电极110、112排出电流320。电流320增大至落入在目标电流范围326内的最大电流324或者朝着其增大。控制单元140引导电流320从第一电极110沿着电流路径P穿过接线对60a/60b，并且引导至第二电极112。电流320在相对短的时间t(加热间隔322)中排出以在焊接位置150处产生高度集中的热，如在下面更详细描述。方法200可以包括在加热间隔322和夹紧力间隔316之间的各种关系中的任一种，而不会脱离本发明的范围。例如，在一些实施方案中，夹紧力312在加热步骤214期间保持，从而加热间隔322与夹紧力间隔316共同延伸，或者落入在其范围内。在一些所设想的实施方案中，加热间隔322在夹紧力间隔316开始之前开始和/或在夹紧力间隔316之后结束。

电流320在它沿着电流路径P运动时在接线对60a/60b中产生热。如上所述，由设备100在接线对60a/60b的焊接位置150处施加的热量(H)(焦耳)为通过电极110、112排放的电流320(I)(安培)、在焊接位置150处的电阻(R)(欧姆)和施加电流320(I)的时间(t)(秒)的函数。例如，该函数在一些情况下为H=I²Rt。如也在前面所提到的一样，电阻(R)为夹紧力312的函数。

热量H使得在焊接位置150处的温度升高至在温度范围332内的焊接温度330。在一些实施方案中，接线60a、60b在温度范围332内保持为固态，并且能够塑性变形以结合接线对60a/60b。为了控制焊接温度330，通过控制单元140来选择和控制电流320和夹紧力312的轮廓。例如，可以优化电流320和夹紧力312的轮廓以最小化时间t(例如加热间隔322的时间)以便提高效率。

参见图7、9和10，镦压力步骤216包括通过使得电极110、112沿着第一径向轴线A1进一步靠近在一起来增大力310。在一些实施方案中，没有进行镦压力步骤216。在镦压力步骤216中，控制单元140控制定位装置120以使电极110、112进一步靠近在一起。使力310增大直到力310达到落入在镦压力范围342内的镦压力340。紧接着在加热间隔322之后或者与之重叠的镦压力间隔344期间向接线对60a/60b施加镦压力340。

在焊接温度330处于温度范围332内的情况下向接线对60a/60b施加镦压力340以塑性变形并且结合接线对60a/60b。镦压力340使得受热的接线对60a/60b塑性变形并且从焊接位置150挤出氧化金属的镦压部160(图7)。这样，在接线60a、60b的界面处产生出固态结合部(即，在接线对60a/60b的焊接位置150处)。镦压力340减小了接线对60a/60b的厚度，并且产生出应变以实现所期望的焊接强度。通常，这些应变太低而不能通过冷压结合来实现。

使电极110、112冷却(例如用水冷系统进行水冷)以降低焊接位置150的温度并且使得焊接部固化。参见图8和10，根据精加工步骤218，从连接的接线对60a/60b中拆除电极110、112，并且对下一个接线对重复方法200。

现在将对粗规格铜线60a/60b进一步描述该方法200的示例性用途。根据夹紧力步骤212，夹紧力312处于大约五十磅力至大约两百磅力的夹紧力范围314内。根据加热步骤214，使得电流320(I)在大约为1至大约10毫秒的范围内的时间t(加热间隔322)增大至落入在大约为20千安培至大约50千安培的电流范围326内的最大电流324。在焊接位置150处的相关电阻R非常小，并且取决于若干电阻(例如，电极的电阻，接线的电极至接线接触电阻和接线的接触电阻)。在焊接位置150处的焊接温度330为处在大约为700摄氏度至大约900摄氏度的温度范围332内。根据镦压力步骤216，镦压力340在大约为1000磅力至大约2000磅力的范围内。接线对60a/60b的原始厚度152在连接接线对60a/60b的过程中降低大约30%至大约70%。例如，将厚度降低大约30%以便在焊接位置150处提供足够的强度。精确控制镦压力340和镦压力340的持续时间以便控制焊接的接线对60a/60b的横截面。

现在将进一步详细地描述设备的示例性实施方案。一些设备相对于具有两排W1、W2的接线对的定子18来构造，而其它设备相对于具有三排W1、W2、W3的接线对60a/60b的定子来构造。但是，应该理解的是，这些教导通常可以应用于一排或多排接线对。在多个分度位置中的每一个处，所示的定子18包括接线对60a/60b，每排W中一个，它们沿着径向轴线A1对准。例如，在每排W中具有七十个接线对60a/60b的定子具有大约70个分度位置，并且每个分度位置对应于与排数相等的接线对数量。

参照图11，该设备100包括定位装置120，其构造成使得工具108绕着第二中央轴线A2(“z”轴)转动，使得定子18绕着中央轴线A2(“z”轴)转动，并且使得工具108沿着中央轴线A2上下平移，并且使得工具108沿着第一径向轴线A1(“x”轴)移进和移出，和/或使得电极110、112沿着径向轴线A1朝着彼此和远离彼此运动。这样，定位装置120构造成将电极110、112定位成连接在每一排W中的每个接线对60a/60b。

定子18和/或工具108的转动使得电极110、112沿着排W运动。移进和移出使得电极110、112在排W1、W2之间运动。上下平移使得电极110、112适应不同的接线对高度并且避免在运动时与接线对接触。可以采用转动和平移的组合来使得电极110、112相对于任一接线对定位以例如根据该方法200连接接线对。这样，图11的设备100能够灵活地用于焊接多种电极类型的具有各种高度、排间距、排数等的接线对60a/60b。例如，该设备100在140次循环次数中执行140次焊接。例如，每次焊接的循环时间可以小于大约1秒。

参照图12，该设备100相对于两排定子18来构造，并且包括一对工具108a、108b，每个工具具有一对电极110、112。工具108a、108b定位在不同的分度位置处。第一工具108a构造成连接内部排W1的接线对，并且第二工具108b构造成连接外部排W2的接线对。由于工具108a、108b同时焊接排W1、W2中的接线对60a/60b，所以该设备100在70次循环次数中进行了140次焊接。在该结构中，可以通过只是使得定子18或工具108a、108b转动到每个分度位置来实现对每个接线对的焊接。

参见图13和14，该设备100包括工具108，其构造成根据在这里所述的方法同时焊接在每个分度位置处的多个接线对。工具108包括多对电极110、112，它们所有都沿着径向轴线A1在每个分度位置处对准。每对电极110、112构造成连接在排W中的接线对60a/60b。在每种情况下，定位在排W之间的电极(例如在图13中的电极112a、112b和在图14中的电极112A、110b、112b、112c)通过绝缘间隔件400彼此绝缘以隔离穿过每一个相应的电极组和接线对的电流。图13的设备相对于两排式定子18来构造，而图14的设备相对于三排式定子来构造。在定子18包括70个分度位置时，图13的设备在70次循环次数中进行140次焊接，并且图14的设备在70次循环次数中进行210次焊接。与图12的设备一样，通过只是使得定子18或工具108转动至每个分度位置来实现对每个接线对的焊接。

图13的设备包括位于最外面接线对60a/60b外面的第一电极110b、在最外面接线对60a/60b和最里面接线对60a/60b之间的第二电极112b、第三电极112a和在最里面接线对60a/60b内的第四电极110a。第二电极112b和第三电极112a通过绝缘间隔件400分开。第一电极110b和第二电极112b构造成焊接最外面接线对60a/60b，并且第三电极112a和第四电极110a构造成焊接最里面接线对60a/60b。图14的设备是类似的，并且包括构造成焊接中间排接线对60a/60b的另外一组电极。该设备包括电极110a、112a、110b、112b、110c、112c和绝缘间隔件400a、400b。

在可选的实施方案中，采用多个工具来进一步减少循环次数。例如，在图13的设备包括所述工具中的两个的情况下，这种设备在35次循环次数中进行140次焊接。对于具有其它数量的工具的设备而言，该设备在等于70除以工具数量的循环次数中进行140次焊接。

参见图15和16，该设备100包括工具108，其构造成根据在这里所述的方法在分度位置处同时焊接多个接线对60a/60b。工具108包括一对电极110、112和一个或多个导电间隔件500。第一电极110在最里面接线对60a/60b里面，并且第二电极112在最外面接线对60a/60b外面。每个导电间隔件500构造成定位在位于在分度位置处对准的相邻排W中的接线对60a/60b之间。导电间隔件500具有厚度T3，其基本上等于在位于相邻排W中的接线对之间的距离T4。该一个或多个导电间隔件500提供了在接线对60a/60b之间的电流路径P并且在接线对60a/60b之间的传递力。对于在单个分度位置处的多个焊接部优化电流水平和力水平。导电间隔件500包括导电材料，其在该方法期间保持为固态并且具有在该方法期间最小化与接线对的粘附或结合的表面性能。这些材料包括钨等。在一些实施方案中，定位装置120使得间隔件500适当地定位在接线对60a/60b之间。

图15显示出具有构造成用于两排式定子的工具108的设备，其包括定位在位于相邻排W1、W2中的接线对60a/60b之间的导电间隔件500、定位在外面排接线对60a/60b的外面的第一电极112和定位在内部排接线对60a/60b的内部的第二电极110。电极110、112施加力以将接线对60a/60b压在导电间隔件500上，从而产生电流路径P。

图16显示出构造成用于三排式定子18的工具108的设备，其包括定位在位于相邻排W1、W2和W2、W3中的接线对60a/60b之间的导电间隔件500a、500b、定位在位于外面排W3中的接线对60a/60b外面的第一电极112和定位于内部排W1中的接线对60a/60b内部的第二电极110。第一导电间隔件500b定位在中间排W2和外部排W3之间，并且第二导电间隔件500a定位在中间排W2和内部排W1之间。电极110、112施加力以将内部接线对60a/60b和外部接线对60a/60b压到导电间隔件500a、500b，其压在中间接线对60a/60b上以产生电流路径P。

参见图17和18，该设备包括工具，其包括电极轮或辊式电极610、内部对电极（counter electrode）例如内环对电极612a和外部对电极例如外环对电极612b。在一些实施方案中，例如对于定子线圈只包括单排接线对60a/60b的情况只有一个对电极。虽然电极轮610可以具有各种形状而不脱离本发明的范围，但是在一些实施方案中电极轮具有大体上圆形或椭圆形轮廓。

定位装置构造成使得电极轮610抵靠最里面排W1的接线对60a/60b的内侧滚动以根据在这里所述的原理通过来自电流的热和压力迅速焊接接线对60a/60b。在一种情况下，电极轮610的轴线不动，并且定子围绕着电极轮610转动。在另一种情况下，电极轮610在定子的内部或外部旋转。

在电极轮610抵靠接线对60a/60b滚动时，其施加力以使接线对60a/60b抵压内部电极环612a。内部电极环612a压抵在位于电极环612a、612b之间的接线对60a/60b，这使接线对60a/60b压抵外部电极环612b以产生电流路径，包括在电极轮610和电极环612之间。

在一个实施方案种，电极轮610包括连续施加电流的单电极。在另一个实施方案种，电极轮包括多个电极，其分段以使得在每个接线对处出现的焊接操作分开。这里，该设备在电极轮610中的分段电极接触相关的接线对60a/60b时间歇地施加电流。在其中在相邻接线对60a/60b之间的距离较小的情况下在一些实施方案采用分段电极，由此避免了不受控放弧的可能性。

该设备隔离了在不同分度位置处的焊接过程。电极轮包括与分度位置相关的焊接段。在一些实施方案中，焊接段通过绝缘段例如在这里所述的分隔件彼此分开。

上述实施方案仅仅是为了清楚理解原理所给出的实施方式的示例性说明。在不脱离权利要求范围的情况下可以作出与上述实施方案相关的各种变形、变化和组合。所有这些变型、变化和组合都由该说明书和下面的权利要求书的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于连接定子线圈的接线对的设备，包括：

工具，所述工具包括：

一对电极；以及

控制装置，所述控制装置构造成：

控制所述电极以向所述接线对施加力从而将所述接线对的相邻接线朝着彼此推压；和

在力被施加到所述接线对时，使电流在所述一对电极之间流过，并且因此流过被推压在一起的所述接线对。

2. 如权利要求1所述的设备，其中：

所述接线对为第一接线对；并且

所述工具构造成同时连接所述第一接线对和至少一个其它接线对，包括所述控制装置构造成：

使力施加在所述第二接线对上以使所述第二接线对朝着彼此推压；和 

使电流经过被推压在一起的第二接线对以连接所述接线对。

3. 如权利要求2所述的设备，其中所述第一接线对和所述至少一个其它接线对定位在所述定子线圈的不同排中。

4. 如权利要求2所述的设备，其中：

所述第一接线对定位在一排所述定子线圈中；并且

所述至少一个其它接线对定位在不同排的所述定子线圈中。

5. 如权利要求2所述的设备，其中：

所述第一接线对定位在所述定子线圈的分度位置处；并且

所述至少一个其它接线对定位在所述相同的分度位置处。

6. 如权利要求2所述的设备，其中：

所述第一接线对定位在所述定子线圈的分度位置处；并且

所述至少一个其它接线对定位在不同的分度位置中。

7. 如权利要求2所述的设备，其中：

所述一对电极是第一对电极；和

所述工具包括第二对电极。

8. 如权利要求2所述的设备，其中：

所述第一对电极定位并且构造成连接所述第一接线对，所述第一接线对定位在第一排所述定子线圈中；并且

所述第二对电极定位并且构造成连接所述第二接线对，所述第二接线对定位在第二排所述定子线圈中。

9. 一种用于连接定子线圈的接线对的设备，所述设备包括：

工具，所述工具包括：

辊式电极，其具有大体上圆形或椭圆形轮廓并且构造成沿着一排所述接线对的第一端滚动； 

对电极，其尺寸设计成和成形为接合在所述排中的所述接线对的第二端；以及

控制装置，所述控制装置构造成：

在所述对电极定位在所述接线对的所述第二端附近的情况下使所述辊式电极在所述第一端处抵靠所述接线对滚压，以将所述接线对的接线朝着彼此推压；和

在将力施加到所述接线对时，使电流在所述辊式电极和所述对电极之间流过，并且因此穿过在所述辊式电极和所述对电极之间被推压在一起的接线对。

10. 一种用于连接接线对的方法，包括：

向接线对施加夹紧力；

使电流通过所述接线对达所选择的时间段以将在所述接线对的接线之间的焊接位置加热至所选择的温度；并且

向所述接线对施加镦压力以从所述焊接位置中挤出镦压部。

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