CN103947084A - 用于用在电机中的绕组骨架以及绕组装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于以所定义的方式施加线圈绕组的绕组骨架（1），该绕组骨架包括：-用于套装到柱状的齿组件上的绕组区段（2）；-槽结构（3），该槽结构布置在所述绕组区段的至少一个区域中并且横向于绕组轴线延伸，用于接纳绕组线；其中所述槽结构（3）具有横截面，该横截面则具有两个彼此对置的、优选平坦的侧面（7），所述侧面朝所述槽结构（3）的底面（6）的方向逐渐变细。

Description

用于用在电机中的绕组骨架以及绕组装置

技术领域

本发明涉及具有线圈绕组的电机，所述线圈绕组借助于绕组骨架被施加到组件齿上面。此外，本发明涉及用于施加线圈绕组的、尤其绝缘片的形式的绕组骨架。

背景技术

电机一般具有电磁的、构造为线圈绕组的形式的组件。将所述线圈绕组相应地围绕着定子的或者转子的一根或者多根齿来卷绕，用于产生励磁磁场。对于围绕着一个单个的组件齿的线圈绕组来说，螺旋状地施加所述线圈绕组的线匝，其中所述线匝分多个层来布置。所述线匝的一种优选的布置方式是所谓的正柱状的（orthozyklisch）的绕组。对于正柱状的绕组来说，所述线圈绕组的一个层的导线以其圆周的至少30%处于在其下面的层的各个线匝之间的匝谷中。

为了在所述组件齿与所述线圈绕组之间保证足够的绝缘，经常将绝缘片设置为绕组骨架，所述绝缘片布置在所述线圈绕组与所述组件齿之间。也可以通过以下方式来简化将所述线圈绕组施加到所述电机的组件齿上这个过程：在套装到所述组件齿上之前给所述绕组骨架绕线，从而在绕线时可以防止通过定子几何形状引起的妨碍。

为了在线圈卷绕时有利于绕组的正柱状的构造，对所述绕组骨架进行预压印。所述压印的压花结构具有槽结构。所述槽结构能够使人以所定义的方式放置所述线圈绕组的线匝的第一层、所谓的底层。所述槽的宽度一般相当于所使用的绕组线的最大可能的直径或者与其相匹配。

以往所使用的、具有半圆的横截面的槽结构可能在层构造中导致绕线误差，因为处于所述槽结构内部的各个线匝可能由于其它布置在其上面的绕组层的压力而移动，尤其在所述槽结构的宽度大于所述绕组线的实际上的直径时可能会移动。可能这样的情况，因为所述槽结构的宽度一般相当于所述绕组线的最大出现的直径，但是所述绕组过程和所述绕组线的、随之出现的弯曲度以及在供线轴上的卷绕导致所述绕组线的实际上的直径的变化尤其是降低。由此可能出现以下情况：所述绕组线以仅仅一个支承点抵靠在所述线组骨架的槽结构中，由此无法防止各个线匝的、沿着横向方向（也就是说沿着所述线圈绕组的轴向的方向）的移动。

这一方面可能在卷绕过程中导致缺点。另一方面，紧接着的校准过程可能导致：所卷绕的层的线匝被撑开。在卷绕线圈绕组之后进行的校准过程中，将完全卷起的线圈绕组压紧在一起，用于将所述线匝压实并且在矩形线圈的纵侧上面挤开所述绕组线的鼓肚。所述绕组线在仅仅一个支承点上支承在所述槽结构中这种情况阻碍从所述绕组线经过所述绕组骨架均匀地并且足够地散热给所述电机的组件齿。

发明内容

因此，本发明的任务是，在线圈卷绕时简化正柱状的层构造的制造过程并且尤其避免通过所述校准过程引起的上述缺点并且改进从所述绕组线中散热的情况。

该任务通过一种按权利要求1所述的、用于用在电机中的绕组骨架以及一种按并列权利要求所述的绕组装置得到解决。

本发明的其它有利的设计方案在从属权利要求中得到了说明。

按照第一方面，设置了一种用于以所定义的方式施加线圈绕组的绕组骨架。所述绕组骨架包括：

-用于套装到柱状的齿组件上的绕组区段；

-槽结构，该槽结构布置在所述绕组区段的至少一个区域中并且横向于绕组轴线延伸，用于接纳绕组线；

其中所述槽结构具有横截面，该横截面则具有两个彼此对置的、优选平坦的侧面，所述侧面朝所述槽结构的底面的方向逐渐变细。

上述绕组骨架的构思在于，如此构造所述槽结构，从而不管所述绕组线的、由于制造过程而变化的直径所述绕组线在两个支承点上（在横截面中看）支承在所述槽结构中。这可以通过以下方式得到保证：所述槽结构设有彼此对置的倾斜的侧面。所述倾斜的侧面具有沿着接纳方向逐渐变细的宽度。然后将在卷绕时加入的绕组线保持在彼此对置的侧面上。

由此可以保证，所述绕组线以两个支承点被保持在所述绕组骨架中，从而在卷绕过程中并且在紧接着的校准过程中不会改变所述绕组线的位置。此外，所述绕组线支承在两个支承点上这种方式引起从所述绕组线到所述绕组骨架中的得到改进的散热效果。

此外，所述槽结构的横截面可以为梯形或者三角形。尤其一个或者两个侧面的、关于所述槽结构的深度方向的角度可以处于10°与40°之间。

按照一种实施方式，可以在所述绕组区段的轴向的端部上设置限制件，该限制件垂直地朝所述卷绕轴线的方向向外延伸。

按照另一方面，设置了一种具有上述绕组骨架的绕组装置，其中所述绕组线被加入到所述绕组区段的槽结构中。

此外，所述绕组线的直径和所述槽结构的横截面可以如此彼此相协调，使得所述绕组线抵靠在所述两个侧面上。

在所述绕组线与所述槽结构的底面之间可以设置间距。

作为替代方案，所述绕组线可以接触所述槽结构的底面并且在所述侧面的变形的情况下抵靠在这些侧面上。

所述绕组线可以分多个层以正柱状的布置方式来布置。

附图简短说明

接下来借助于附图对本发明的优选的实施方式进行详细解释。附图示出：

图1是绕组骨架的透视图；

图2是一截取部分，该截取部分示出了所述绕组骨架的槽结构的横截面；并且

图3是一截取部分，该截取部分示出了在校准过程之后经过卷线的绕组骨架的状态。

具体实施方式

图1示出了用于套装到电机的组件齿上的绕组骨架1的透视图。尤其所述绕组骨架1可以为了构造用于电机的定子而套装到定子齿或者定子齿分段上。所述绕组骨架1优选由电绝缘的材料、比如塑料构成。

此外，所述绕组骨架1可以具有柱状的横截面，从而可以将其沿着轴向的方向推到组件齿上。作为替代方案，如在图1中示出的那样，所述绕组骨架1设有敞开的一侧，从而尤其在其具有加宽的齿顶的情况下可以将其从侧面推到组件齿上。而后为了完全使所述组件齿与所述绕组绝缘，必须将两个这样的绕组骨架从对置的侧面套装到所述组件齿上。

所述绕组骨架1具有基本上柱状的绕组区段2，该绕组区段如在图1中示出的那样可以构造为三侧面的结构或者不过也可以构造为两侧面或者四侧面的结构（用于完全包围所述定子齿）。所述绕组骨架1沿着轴向的方向通过较高地伸出的限制件4沿着离开所述轴线的方向受到限制。所述限制件4防止线匝从施加到所述绕组骨架1上的线圈绕组上滑落，方法是：其形成用于所述线圈绕组的侧面的限制件。

所述柱状的区段2全部或者部分设有槽结构3，所述槽结构相应地横向于所述绕组骨架1的轴向的方向延伸。所述槽结构3确定有待卷绕到这个绕组骨架1上的绕组线8的区段的、在所述绕组线的底层中的布置方式。通过所述绕组线8的、在所述底层中的所定义的布置方式，一般也预先给定紧随其后的绕组层的线匝的位置，方法是：将所述绕组线8插入到在所述底层中的线匝之间的相应的间隙中。此外，所述绕组骨架1可以设置夹紧缝隙5，所述夹紧缝隙固定着所述线圈绕组的两个端部。

在图2中详细示出了槽结构3连同所插入的绕组线8的横截面。可以看出，所述槽结构3的横截面基本上构造为梯形，该梯形具有平行于所述绕组平面伸展的底面6以及相对于其倾斜的、优选平坦的侧面7。如此设置所述侧面7的斜度，使得所述槽结构3的宽度沿着与所述底面6相反的方向加宽。所插入的绕组线8碰到所述两个侧面7并且由于其关于轴向的位置的斜度而通过所述侧面得到保持。

优选如此规定所述底面6的宽度，从而将所述绕组线8保持在所述侧面7上，而所述绕组线8没有碰到所述底面。尤其所述槽结构3具有深度h，该深度大于所述绕组线8的一半的直径d/2。但是也可以设想具有比所述绕组线8的一半的直径d/w小的深度h的槽结构3。所述侧面7的斜度相应地在10°与40°之间，优选为20°。所述侧面7的斜度可以相同或者不同。

所述绕组线8的、离开槽结构3的在所述底层中的相应的底面6的间距在校准过程之前优选为将所述绕组线8包围的绝缘层的宽度的1到100倍。优选如此选择这个间距，从而可以通过朝所述底面6的方向的力的作用来克服该间距，并且更确切地说要么通过所述槽结构3的侧面7的变形要么通过所述绕组线8的变形来克服该间距。

作为替代方案，所述槽结构3的横截面也可以为三角形，也就是没有在彼此对置的侧面7之间设置底面6。这样的槽结构3的优点是，可以特别容易地设置该槽结构。

在图3中示出了经过绕线的绕组骨架1的横截面。可以看出两个绕组层，这两个绕组层布置在所谓的正柱状的绕组中。对于所述正柱状的绕组来说，所述线圈绕组的一个层的导线以其圆周的至少30%处于在其下面的层的各根线匝之间的匝谷中，用于实现特别高的绕组密度。但是由此也有较高的力作用于相应地处于其下面的绕组层的相邻的线匝。通过所述槽结构3的所建议的几何形状，这个力由所述槽结构3的侧面7来承受并且将所述绕组线8保持在其位置上。

利用双点支承结构的使用，在制造所述线圈绕组时防止所述绕组线8在所述绕线骨架1上面轴向移动。由此可以在预先给定的公差范围之内对不同厚度的绕组线8进行加工。此外，在所述侧面7上设置两个接触位置的方式在施加另一层线匝时防止撑开所述底层的各个线匝。换句话说，所述线匝的、在底层中的位置不会通过布置在其上面的层的线匝的压力来改变。

除了通过具有双点支承结构的绕组骨架1来明显改进地固定所述绕组线8之外，所述具有倾斜的侧面7的槽结构3的形状同样积极地影响朝所述绕组骨架1中的散热。通过在所述绕组线8与所述绕组骨架1的接触位置上的双重的接触，热传导的区域加倍。这间接地影响了热传导阻力并且降低该热传导阻力，由此整个电机的散热得到改进，在所述电机中使用如此经过绕线的绕组骨架1。

通过在倾斜的侧面7上设置接触位置的方式，在校准过程中可以做到这一点：通过所述绕组线8的接触在朝向所述底面6的位置上产生另一个接触位置，其中在给所述绕组骨架1绕线之后朝所述绕组骨架1的方向挤压所述绕组。由此可以形成额外的热传导区域。

Claims (9)

1. 用于以所定义的方式施加线圈绕组的绕组骨架（1），包括：

-用于套装到柱状的齿组件上的绕组区段（2）；

-槽结构（3），该槽结构布置在所述绕组区段的至少一个区域中并且横向于绕组轴线延伸，用于接纳绕组线；

其中所述槽结构（3）具有横截面，该横截面则具有两个彼此对置的、优选平坦的侧面（7），所述侧面朝所述槽结构（3）的底面（6）的方向逐渐变细。

2. 按权利要求1所述的绕组骨架（1），其中所述槽结构（3）的横截面为梯形或者三角形。

3. 按权利要求2所述的绕组骨架（1），其中一个或者两个侧面（7）的、关于所述槽结构（3）的深度方向的角度处于10°与40°之间。

4. 按权利要求1到3中任一项所述的绕组骨架（1），其中在所述绕组区段的至少一个轴向的端部上设置了限制件，该限制件垂直地朝所述绕组轴线的方向向外延伸。

5. 具有按权利要求1到4中任一项所述的绕组骨架（1）的绕组装置，其中所述绕组线（8）被加入到所述绕组区段（2）的槽结构（3）中。

6. 按权利要求5所述的绕组装置，其中所述绕组线（8）的直径和所述槽结构（3）的横截面如此彼此相协调，使得所述绕组线（8）抵靠在所述两个侧面（7）上。

7. 按权利要求6所述的绕组装置，其中在所述绕组线（8）与所述槽结构（3）的底面（6）之间设置了间距。

8. 按权利要求6所述的绕组装置，其中所述绕组线（8）接触所述槽结构（3）的底面（6）并且在所述侧面的变形的情况下抵靠在这些侧面上。

9. 按权利要求5到8中任一项所述的绕组装置，其中所述绕组线（8）分多个层以正柱状的布置方式来布置。