CN107428258A - 电动马达所用的连续绕组 - Google Patents

Abstract

一种磁性连续绕组，包括：第一线圈；以及至少一个附加线圈，其相对于所述第一线圈的位置在至少一个方向上大致固定于适当位置。通过向所述第一线圈和所述至少一个附加线圈涂敷树脂以使所述第一线圈和各附加线圈大致粘结来形成芯。

Description

电动马达所用的连续绕组

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年9月30日提交的美国临时申请62/235,436和2015年2月8日提交的美国临时申请62/113,511的优先权，在此通过引用明确包含这两个申请的全部内容。

技术领域

本公开涉及电动马达领域。更特别地，本公开涉及直线电动马达所用的连续绕组。

背景技术

直线马达是如下的电动马达，其中该电动马达使其定子和转子“展开”，使得代替产生转矩，该电动马达沿着其长度产生直线力。这可用于包括高速运输系统的各种目的。通常，马达的芯是由层压钢预制而成的。然后，在制造期间，使线圈以集中绕组配置或分布绕组配置缠绕芯。在分布绕组模式中，诸如在使用轴偏移了120°的3个正弦分布绕组作为具有2个极的3相AC机所用的定子的情况下等，相邻的线圈可以重叠。

中压(MV)由电气和电子工程师协会(IEEE)定义为1kV～100kV。对于诸如以中压进行工作的马达等的马达，有时从线圈和芯之间除去空气。可以利用包括真空压力浸渍和清漆浸渍的多个不同工艺来除去空气。然后，将组装后的线圈和芯从制造厂运送到现场。

分布绕组配置产生与集中绕组配置所创建的分布相比更具正弦形的马达磁场(MMF)分布。由于正弦形的马达磁场分布减少了空间谐波，因此这是可取的。对于感应马达，空间谐波可能会向系统内引入大量损耗和推力波动。在这些损耗和波动可能会使系统不切实际或不可扩展的情况下，感应马达所用的分布绕组配置需要尽可能高效。

附图说明

根据以下结合附图考虑的通过示例的方式图示系统的实施例的描述，将理解关于作为系统的特性的新颖特征(系统的结构和操作方法这两者)、以及系统的更多目的和优点。然而，应当明确地理解，附图仅仅是为了图示和描述，并且它们不意图作为对系统的限制的定义。为了更全面地理解本公开以及其其它目的和更多特征，可以结合以下典型且非限制性附图来参考本公开的以下详细描述，其中：

图1是示出根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的块中的线圈的实施例的侧视图；

图2是示出根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的块中的线圈的实施例的另一立体图；

图3是示出根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的块中的线圈的实施例的顶视图；

图4是示出根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的线圈的连续绕组配置的顶视图；

图5是根据本公开的方面的用于制造电动马达所用的连续绕组的方法；

图6a是根据本发明的方面的包括电动马达所用的连续绕组的块的运输系统的切割侧视图；

图6b是根据本公开的方面的包括电动马达所用的连续绕组的块的运输系统的主视图；

图7是根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的一组互连块；

图8a是根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的块；

图8b是根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的块；

图9a是根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的线圈的正视图；

图9b是根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的线圈的顶视图；

图10示出根据本公开的方面的用于构建电动马达所用的连续绕组的块的系统；

图11示出根据本公开的方面的用于构建电动马达所用的连续绕组的块的另一系统；

图12示出根据本公开的方面的用于制造电动马达所用的连续绕组的另一方法；以及

图13示出根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的块的顶视图。

具体实施方式

有鉴于上述，因而本公开通过其各方面、实施例和/或特定特征或子组件中的一个或多个，旨在带来如以下具体所述的优点中的一个或多个。

这里所述的方法是例示性示例，并且如此并不意图要求或暗示按所呈现的顺序进行任何实施例的任何特定工艺。诸如“之后”、“然后”、“接着”等的词语并不意图限制工艺的顺序，而是这些词语用于引导读者浏览这些方法的说明。此外，例如使用冠词“a”、“an”或“the”的单数形式针对要求保护的元件的任何参考不应被解释为将该元件限制为单数。

如这里所述，将一系列线圈配置到一起以形成绕组。向线圈涂敷树脂以形成块。使一系列块互连以形成连续绕组。连续绕组形成可用在直线马达中的定子。

图1是示出根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的块100中的线圈110的实施例的侧视图。如已知的，绕组的中央部分的开放区域已知为芯或磁芯。在图1中，六个线圈110被示出为对齐到一起以形成绕组，并且被模塑成块。线圈110例如可以由铜制成。

在图1中，指定各线圈110的箭头指向各线圈110的顶部。线圈110包括左侧线圈部分110a和右侧线圈部分110b这两个部分。左侧线圈部分110a和右侧线圈部分110b相对于彼此发生偏移。各线圈110的左侧线圈部分110a位于图1所示的各线圈110的顶部的左侧。各线圈110的右侧线圈部分110b位于图1所示的各线圈110的顶部的右侧。

左侧线圈部分110a和右侧线圈部分110b的偏移使这两个部分大体配置于偏移但平行的两个不同的面上或者大体沿着这两个不同的面配置。最左侧的五个线圈110各自的右侧部分110b位于紧挨右侧的线圈110的以相似方式偏移的右侧部分110b中。最右侧的五个线圈110各自的左侧部分110a位于紧挨左侧的线圈110的以相似方式偏移的左侧部分110a中。如图所示，由一个线圈110的一部分向相邻线圈110提供的支撑在包括水平分量和垂直分量的多个方向上。因此，该支撑在图1中被指定为X和Y的正交方向上。

如这里所述，可以利用包括互锁、嵌套和/或交织的各种术语来描述一个线圈相对于相邻线圈的关系。

图1还示出利用箍筋195使线圈110在多个部位以物理方式箍到一起。可以在模塑工艺中涂敷树脂之前，使用箍筋195来将线圈110箍到一起。模制件本身在图中被指定为115，并且施加模制件以将线圈110包围到一起，从而形成块100。

在图1中，块100被示出为包括六(6)个线圈。然而，块100可以由多于或少于六(6)个线圈构成，并且一系列块各自可以具有相同数量的线圈或者不同数量的线圈。如果各块具有相同数量的线圈，则制造工艺可以更加高效，而如果一些块不具有相同数量的线圈，则向实际制造运输系统所用的长型直线马达的工艺提供附加量的通用性。

如这里所述的用于直线机的连续绕组的块还利用磁性连续绕组的益处。这些益处包括：

●空间谐波减少

●芯损耗降低

●感应二次绕组上的涡电流减少

●由于分段而发生的不均匀MMF分布不存在。

如图1所示的块100可被形成为从上到下约三英尺高且从左到右约五英尺宽，并且可以重约几百磅。为了构建如这里所述的运输系统，可以将数十个、数百个或甚至数千个块100可以对齐并且串联连接。

这里所述的电动马达所用的连续绕组的一个实施例包括用以使不同的块和具有多个块的分段(segment)连接到一起的接头。可用来使块互连的接头包括槽接头和拼接接头。可以使用任何接头系统，其中该接头系统使得绕组配置能够：

●创建连续或大体连续的磁力

●使线圈的离散块和/或线圈的多个块的离散段之间的磁隙最小化或者消除这些磁隙

图2是示出根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的块200中的线圈210的另一立体图。在图2中，块200可以是从不同角度示出的、与图1中的块100相同的块。从图2所示的角度，可以看出，块200可以与相邻块(未示出)对齐。线圈210的向右凹进的部分相对于线圈210的向左凹进的部分发生偏移。同样，向线圈210施加模制件215，使得如此得到的块200包括彼此偏移的两个部分。该偏移使得块200的最左侧线圈210的右侧部分位于该页上紧挨左侧的另一块200(未示出)中的线圈210的以相似方式偏移的右侧部分中，并且使得块200的最右侧线圈210的左侧部分位于该页上紧挨右侧的另一块200(未示出)中的线圈210的以相似方式偏移的左侧部分中。

因此，图1的线圈110和图2的线圈210呈嵌套，以由相邻线圈在多个维度和方向上支撑。分别包括多个线圈110和210的块100和200各自还可以与其它块嵌套，以由相邻块在多个维度和方向上支撑。

图3是根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的块中的线圈的实施例的顶视图。在图3中，仅向块300的上部的线圈310施加模制件315。利用箍筋395使线圈310箍到一起，并且在图3所示的上部箍筋395的顶部施加模制件315。利用箍筋395箍到一起可以由在模塑之前还将线圈310放置于适当位置的系统来自动进行。如从图3应当清楚，可以使用多种模制件结构来形成具有多个线圈310的块300。通过选择性地向线圈300的仅一部分施加模制件，可以降低模塑工艺的成本和复杂度。图3中的模制件315使得形成可以以彼此相邻的方式对齐并且连接的块300。

在图3的实施例中，线圈310的偏移使得块300的最左侧线圈310的右侧部分位于该页上紧挨左侧的另一块300(未示出)中的线圈310的以相似方式偏移的右侧部分中，并且使得块300的最右侧线圈310的左侧部分位于该页上紧挨右侧的另一块300(未示出)中的线圈310的以相似方式偏移的左侧部分中。因此，线圈310和块300全部嵌套，以由相邻块在多个维度和方向上支撑。

这里，诸如“嵌套”、“支撑”和“互锁”等的术语通常至少要求限制个体线圈或块在两个正交方向上的移动。限制移动可以是相对或绝对的，并且通常表示在两个正交方向中的任意方向上移动的任何尝试均导致由相邻线圈和/或块施加了反作用力。该反作用力至少可以是由于相邻线圈或块的惯性而产生的，但也可以是由于利用箍筋或者与运输管道的任何类型的固定连接将线圈或块固定在适当位置处而产生的。当然，如这里所述，可以利用箍筋195、295、395使线圈箍到一起，并且还可以利用模制件115、215和315使线圈模塑到一起。因此，应当理解，在向线圈施加任何这种箍筋和模制件之前，这里所述的嵌套处于适当位置。

图4是示出根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的块中的线圈的连续绕组配置的顶视图。在图4中，一系列线圈410在没有箍到一起或模塑的情况下对齐。在图4中还示出多个线圈410所用的引线411。在图4中，在施加箍筋或模制件之前，将线圈410嵌套。在系统地施加箍筋和模制件以创建块之前，线圈410可以相对于彼此按固定间距对齐。

图5是根据本公开的方面的用于制造电动马达所用的连续绕组的方法。在图5中，工艺通过在S501中针对线圈和块设置间距公差而开始。作为一个(非限制性)示例，预期大致相同的相邻线圈可在诸如接近顶部和接近底部等的两个末端处接触，并且预期可在中央维持三(3)英寸的间距。线圈的“顶部”和“底部”可被视为任何线圈的外周上的相对末端处的任何点所满足的任意指定。可选地，“顶部”或“底部”可以包括包含引线的一侧上的点的末端和相对末端上的点。可以在相邻线圈上的两(2)个或更多个点处设置间距，以确保线圈在如此得到的块中一致地对齐。

在S505中，获得块的一组线圈。这些线圈可以是由制造这里所述的块的相同实体所制造的。可选地，可以从外部供应商获取线圈，并且可以将这些线圈放置在制造系统可以检索到这些线圈的供给区域中。在S510中，这些线圈按S501中所设置的容许间距对齐。这些线圈可以放置在彼此按固定距离预设的预设保持件上、处或中。可选地，这些线圈可以放置在固定面或结构上、处或中，然后相对于彼此按固定距离单独对齐。可以针对各线圈上的特定点(诸如在末端或者在特定方向上相对于末端的设置距离处)设置或确认间距。

S510的动作包括使线圈相对于彼此按任何嵌套排列(诸如分布绕组等)对齐。例如，可以将第一线圈放置在表面上，然后可以使第二线圈协调到由第一线圈的表面在多个正交方向上支撑的嵌套位置中。然后，可以使第三线圈协调到由第二线圈的表面在多个正交方向上支撑的嵌套位置中，等等，直到块的完整绕组完成为止。

在S511中，使对齐后的线圈互连。这些线圈可以通过如上所述的箍到一起、通过如上所述的嵌套或者通过任何其它动作互连，以确保相邻线圈的至少两个相似部分从物理上彼此接触。S511可以包括在图5的前述步骤中已进行的互连以外的附加连接。可选地，在已经适当地进行了线圈之间的互连的情况下，工艺可以不包括单独的S511。

在S530中，对由多个线圈形成的绕组进行模塑以形成块。在模塑之前，使该绕组的线圈对齐且互连。诸如在线圈配置在可以填充模塑材料的预设器皿中的情况下等，可以系统地施加模制件。在期望物理特性和电磁特性大体相同的块的情况下，这种预设器皿是有用的。

当然，在S530中，还可以在受控工艺中而不是在预设工艺中选择性地施加模制件。即，可以使用来自视觉和感官监视器的反馈、而不是每次简单地利用相同量的模制件向容器填充线圈，来在迭代工艺中施加模制件。

步骤S530的模塑工艺包括涂敷树脂。对于气隙绕组，可以利用压缩或注塑聚合物来进行S530中的模塑工艺。对于钢芯，可以使用S530中的模塑工艺来使用通常由聚合物箍筋中的磁粉形成的各种可模塑软磁材料来制造块。使用软磁材料，模塑工艺提供提高电机中的通量密度的高磁导率。该高磁导率有助于避免与直线马达的电磁功能的干扰，并且可以提高结构完整性。

在S550中，将通过模塑所形成的对齐块紧固至共用元件。可以通过使各块紧固至同一元件来使两个相邻块间接地紧固到一起。例如，两个模塑后的块各自可以使用粘合剂、螺丝、钉子或可用于使块紧固至板的任何其它元件而安装至同一板。这样，各组相邻块可以紧固至共用元件，使得大部分或所有的块紧固至两个共用元件：一个共用元件与前一块(在存在的情况下)共用，并且另一共用元件与下一块(在存在的情况下)共用。可选地，可以使运输系统的分段或整体所用的所有块紧固至诸如连续轨道或管道等的相同共用元件。

在S560中，将对齐且紧固的块安装在运输系统的轨道或其它组件上、沿着该轨道或其它组件安装或者安装至该轨道或其它组件。这些块可以如这里所述串联地沿着管道安装，并且可以单独或按组连接至电源。然后，可以使用电源来向沿着运输系统移动的车辆(包括在运输系统的管道内移动的舱)供电。在与本申请同一日提交的标题为“Transportation System”的共同受让人的美国专利申请编号(代理人案号P48556)中公开了运输系统的示例，其全部内容通过引用而被明确包含于此。

图6a是根据本公开的方面的包括电动马达所用的连续绕组的块的运输系统的切割侧视图。在图6a中，管道600与地铁隧道、或者运输吊舱可以行驶的管道类似。电磁系统向穿过管道600的吊舱698通电。电磁系统可以包括各吊舱698上所设置的磁体、以及包括如这里所述形成连续绕组的线圈的对齐且互锁的块620的系统。

可以以降低吊舱698在穿过管道600时所遇到的阻力的方式使管道600减压(成真空)。这样，吊舱698可以使用包括对齐且互锁的块620的电磁系统来实现更快的速度。

图6b是根据本公开的方面的包括电动马达所用的连续绕组的块的运输系统的主视图。在图6b中，管道600包括轨道支撑件650和块620。块620是这里所述的嵌套线圈的互连模塑块。

在图6b中，吊舱698被示出为与磁性元件699(转子)分开。然而，磁性元件699可以是吊舱698的组件。这样，可以在吊舱698穿过管道600时动态地生成电磁力。

轨道支撑件650在图6b中被示出为水平线，但可以具有与这里所述的块620有关的各种配置(参见通过以上引入而包含的共同受让人的美国专利申请(代理人案号P48556))。例如，块620可以安装在轨道支撑件650的下方、轨道支撑件650的顶部、轨道支撑件650的两个组件之间、或者紧挨着轨道支撑件650的一个组件。在一个实施例中，轨道支撑件650可以包括例如安装于管道600的底部中央的一个垂直引导轨，并且块620可以与导轨平行对齐，作为串联对齐的一系列块620，以形成连续绕组。向块620供电，以生成与磁性元件699一起进行工作的电压，从而产生推动吊舱698通过管道600的电磁力。这样，磁性元件699和供电块620形成直线马达。

图7是根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的一组互连块。在图7中，块720利用接头730连接至块721。块721利用接头731连接至块722。块722利用接头732连接至块723。块723利用接头733连接至块724。

在向线圈施加模制件以形成块730～733时，可以将接头730、731、732和733安装在块720～723中。可选地，可以在模制件干燥并且形成块之后，将接头安装在各块上。在任何情况下，例如作为用于构建块720～724的系统制造工艺的结果，接头730～733可以大体相同。如上所述，在包括块720～724的直线马达中，块720～724与吊舱上的磁性元件一起进行工作。在直线马达中，块720～724用作定子，并且磁性元件用作转子。可以使用大体相同的接头730～733来将块720～724对齐且互锁，以形成磁性连续绕组。

图8a是根据本公开的另一方面的电动马达所用的连续绕组的块的另一示例。在图8a中，块820包括线圈810。线圈810各自包括引线811。图8b是根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的块。在图8b中，块820包括线圈810，其中这些线圈810各自包括引线811。

在图8a中，线圈810被示出为从左向右嵌套在彼此内，仿佛铺设最左侧的平面状线圈810、然后各附加的平面线圈810从左向右连续地铺设在下一个的上方一样。在图8b中，线圈810被示出从右向左嵌套在彼此内，仿佛铺设最右侧的平面线圈810平铺、然后各附加平面绕组从右向左连续地铺设在下一个的上方一样。然而，在如这里所述的嵌套在正交方向上提供支撑(例如，参见图2的线圈210)的情况下，图8a和8b中的线圈810将是多平面的。例如，图8a可以是示出线圈810的仅后半部分的切割图，其中在从上方观看的情况下，各线圈810形成为“V”的形状。这样，在最初设置了最左侧线圈810之后，将各线圈810从右插入左侧的下一绕组810。同样，图8b可以是示出线圈810的仅后半部分的切割图，其中在从上方观看的情况下，各线圈810形成为“V”的形状。这样，在最初设置了最右侧线圈810之后，将各绕组810从左插入右侧的下一线圈810中。如此得到的线圈810的结构导致嵌套线圈在x方向上横向移动或者在z方向上前/后移动被限制。

图9a是根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的线圈910的正视图。在图9a的视图中，在线圈910的中央示出虚垂线。该虚垂线被示出为表示线圈910的一侧相对于线圈910的另一侧基本偏移(例如，参见图1)。线圈910的左侧向着右侧的后方偏移，或者线圈的右侧向着左侧的后方偏移。这样，线圈910的左侧可以嵌套到位于所示的线圈的左侧的另一线圈910的左侧内，并且线圈910的右侧可以嵌套到位于所示的线圈的右侧的另一线圈910的右侧内。

尽管在图9a中仅示出一个线圈910，但是可以使用一组嵌套的线圈910来构建如这里所述的块，并且可以使用一组块来构建电动马达所用的连续绕组。在大型运输系统的情况下使用任意数量，可以使具有成千上万个这种线圈910的数千个块对齐并持续数公里(或更长)，以构建如这里所述的运输管道中的吊舱所用的直线电动马达的大型连续绕组。例如，形成绕组的磁性连续块可以分布在长的运输管道中或周围的几十公里内。

图9b是根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的线圈910的顶视图。在图9b中，线圈910的左侧被示出为相对于线圈910的右侧发生偏移。图9b的顶视图的上下文与图9a的顶视图的上下文相同，只要线圈910的左侧嵌套到位于左侧的另一线圈910内、而反过来位于右侧的线圈910嵌套到图9b所示的线圈910的左侧内即可。同样，线圈910的右侧嵌套到位于右侧的另一线圈910内，而反过来位于左侧的线圈910嵌套到图9b所示的线圈910的右侧。因而，可以将数十、数百、数千或数万个线圈对齐且嵌套，以构建用于运输系统的电动马达所用的连续绕组。

图10示出根据本公开的方面的用于构建电动马达所用的连续绕组的块的系统。在图10中，容器1050包括壁部和底部以形成具有开放顶部的盒状结构。间隔件1055作为容器1050的固定组件或者容器1050中所安装的固定配件而配置在容器1050内。可选地，模具可以具有与标尺相似的位置标识符，以提供相对于彼此的正确线圈放置。作为又一替代例，间隔件可以固定在线圈1010之间，并且与线圈一起共同模塑。

设置间隔件1055，以使线圈1010相对于彼此按固定距离定位于大体相同的位置。在图10中，线圈1010固定至位于线圈1010的最底部的间隔件1055。然而，线圈1010可以固定至位于线圈1010的更高位置的间隔件，诸如间隔件1055是高于容器1050的底部的结构的组件的情况等。间隔件例如可以由钢制成。

在图10中，一旦线圈1010在容器1050中的间隔件1055上对齐，则可以经由喷管1060施加模制件。例如，容器1050可以填充模制件，直到模制件达到容器1055的顶部或者传感器系统所监测的另一点为止。

容器1050可以是以与图10所示的盒状结构相比更为复杂的方式构造成的，从而减少需要施加于呈间隔且嵌套的线圈1010的模制件的量。例如，容器1050可以在中部或上部的高处包括多个附加间隔件(未示出)，以在多个点处附加地确保线圈1010之间的间距一致。这些附加间隔件还可以使得减少为了形成块而经由喷管1060所施加的模制件的量。作为另一替代例，可以通过减少模具中的包围线圈1010的部分来减小所需的模具的体积。

在任何情况下，一旦经由喷管1060施加了模塑材料，则将这里所述的块从容器1050和间隔件1055移开或去除。使用一个或多个相同或基本相同的容器1050使得产生线圈1010之间的间距均一的均一或大体均一的块。然后，可以在工艺中使这些均一的块对齐，以得到如这里所述的电动马达所用的连续绕组。

图11示出根据本公开的方面的用于构建电动马达所用的连续绕组的块的另一系统。在图11中，容器1150具有配置于底部的间隔件1155。在喷管1160向容器1150填充模制件之前，将线圈1110放置到容器1155中。由于仅向容器1150的指定部分施加模制件，因此与图10的实施例相比，图11的实施例得到线圈1110的实质上更大的部分被模塑在模塑材料中，从而形成与图10的线圈1010相比更大的块。

当然，可以以包括转移、压缩、注塑和真空压力浸渍的各种方式来施加模制件。

图12示出根据本公开的方面的用于制造电动马达所用的连续绕组的另一方法。在图12中，该工艺从在S1205中获得第一线圈开始。在S1210中，将线圈放置在诸如图10的容器1050和图11的容器1150等的模塑容器中。将线圈放置在预定位并间隔开的保持件上。如果另一线圈已放置在容器中，则新的线圈嵌套到相邻线圈内，从而保持在该预定位的保持件中的相对于该相邻线圈固定的位置。

在S1211中，判断最近放置的线圈是否是最后一个线圈。如果该线圈不是制造中的块的最后一个线圈(S1211＝“否”)，则在S1212中获得另一线圈，并且将下一线圈放置在S1210中定位并间隔开的模塑容器中。如果该线圈是制造中的块的最后一个线圈(S1211＝“是”)，则在S1222中，在容器内针对制造中的块贴附接头。

在S1225中，确认线圈之间的间距，并且在S1230中，将模制件倒入模塑容器中以形成模塑块。在S1235中，使模塑块冷却。在S1245中，确认块的特性，并且如果这些特性在公差内，则该块被批准作为如这里所述的连续绕组的一部分进行安装。

图12的制造工艺可以使用为了模塑而利用定位销或引脚进行定位的单独线圈。各线圈可以相对于块中的其它线圈位于预先确定的特定绝对位置。反过来，这使得如此得到的多个块大体相同。对模具进行填充和加工以使气泡最少。

通过图12的工艺所得到的块提供了结构完整性。块中的各线圈从策略上是相对于穿过对齐后的线圈和块的芯的磁轴而定位的。即，线圈和块的放置和对齐提供了穿过这些线圈和块的磁芯的连续性。

可以在非现场进行图12以及S530的工艺，然后可以沿着轨道运送块并将这些块安装于适当位置。可选地，可以使用移动式施工设施来在现场组装并模塑这些块。与在何处构建这些块无关地，结果是在多个块的相邻线圈、相邻块和相邻分段之间没有留有实质的磁隙的分段式分布绕组配置。

图12的单次模塑工艺减少了与芯制造相关联的制造时间、人力和成本。块中的气穴与传统的制造方法相比为最少程度，从而由于在一定程度上减少了气穴、因而降低了电晕放电对绝缘的降解作用。与通常需要两个工艺来制造传统的层压钢芯的传统方法相比，该工艺还制造了封闭式绕组，以通过一次工艺向该绕组提供结构刚性。

由于使用柔性模塑工艺来形成芯，因此根据正利用的马达的类型和要施加于马达的诸如大小和放置制约等的制约，可以将通过模塑所产生的块的架构定制设计为任何数量的配置。这里所述的模塑可用于包括分段式直线马达或发电机芯、分段式旋转马达或发电机芯、以及利用非分段式芯所用的绕组安装的单次工艺芯制造的系统。

图13示出根据本公开的方面的电动马达所用的连续绕组的块的顶视图。在图13中，块1320a、1320b、1320c、1320d和1320e被示出为对齐到一起以形成电动马达所用的连续绕组。当然，少于五个或多于五个块可以对齐到一起以形成连续绕组。另外，连续绕组可以包括各自包括多个块并且被单独供电且动态控制的分段。在与本申请同一日提交的标题为“Dynamic Linear Stator Segment Control”的共同受让人的美国专利申请号(代理人案号P48991)中公开了直线马达的定子所用的分段式连续绕组的示例，其全部内容通过引用而被明确包含于此。

各块1320a、1320b、1320c、1320d和1320e包括诸如图1的线圈110、图2的线圈210、图3的线圈310和图4的线圈410等的多个线圈。此外，在从顶部或侧部观看时，块1320a、1320b、1320c、1320d和1320e可以具有与线圈相同或基本相似的分布。例如，块1320a、1320b、1320c、1320d和1320e可以包括诸如图9b的顶视图所示的线圈910等的线圈。

此外，块1320a、1320b、1320c、1320d和1320e各自可以利用相同或基本相似的接头的组来连接，而无论这些接头是在模塑期间内置于块的还是这些接头是之后添加至块的。这些接头可以容许块1320a、1320b、1320c、1320d和1320e之间的相对移动(诸如热膨胀等)，但是除了例如接头所容许的移动以外，这些块相对于彼此的位置基本固定于适当位置。

因此，电动马达所用的连续绕组包括线圈的块。这些块被制造且定位成相邻的块彼此连续连接。将这些块内的线圈嵌套，或者甚至在施加模塑之前将这些块内的线圈在至少两个正交方向上互锁或交织。即使在利用分布绕组配置的情况下，相邻块也产生磁性连续绕组。

尽管已经参考若干典型实施例描述了电动马达所用的连续绕组，但是应当理解，已经使用的词语是用于描述和图示的词语，而不是用于限制的词语。可以在各方面没有背离电动马达所用的连续绕组的范围和精神的情况下，在所附权利要求书的范围内，如目前所述和所修改那样作出改变。尽管已经参考特定部件、材料和实施例描述了电动马达所用的连续绕组，但是电动马达所用的连续绕组不意图限于所公开的细节；相反，电动马达所用的连续绕组可以扩展到所有功能等同的结构、方法和用途，诸如在所附权利要求书的范围内的结构、方法和用途等。

尽管本说明书描述了可以在特定实施例中实现的组件和功能，但是本公开不限于这样的组件、功能和实施例。

这里描述的实施例的图示意图提供对各种实施例的结构的大致了解。这些图示不意图用作对这里描述的公开内容的所有元素和特征的完整描述。对于阅读了本公开的本领域技术人员来说，许多其它实施例将变得显而易见。可以利用其它实施例并从本公开中得到其它实施例，使得可以在不偏离本公开的范围的情况下作出结构和逻辑替换以及改变。另外，图示仅仅是代表性的，并且可能不会按比例绘制。可以使图示内的某些比例增大，同时可以使其它比例减小。因此，本公开和附图被认为是说明性的而非限制性的。

这里，本公开的一个或多个实施例可以单独地或共同地由术语“本发明”所指代，这仅是为了方便，并且不意图将本申请的范围自行限制为任何特定发明或发明构思。此外，尽管这里图示并描述了特定实施例，但是应当理解，被设计为实现相同或相似目的的任何后续配置可以代替所示的特定实施例。本公开意图覆盖各种实施例的任何和所有后续的适应或变化。对于阅读了描述的本领域技术人员来说，以上实施例和这里没有具体描述的其它实施例的组合将变得显而易见。

根据本公开的方面，一种磁性连续绕组，包括：第一线圈；以及至少一个附加线圈，其相对于所述第一线圈的位置在至少一个方向上大致固定于适当位置。所述磁性连续绕组还包括芯，所述芯是通过向所述第一线圈和各附加线圈涂敷树脂以使所述第一线圈和所述至少一个附加线圈大致粘结所形成的。

根据本公开的另一方面，所述第一线圈和所述至少一个附加线圈形成在分布绕组中。

根据本公开的又一方面，所述第一线圈和所述至少一个附加线圈绝缘。

根据本公开的还一方面，利用树脂粘结的多个线圈构成预定大小和形状的块。

根据本公开的另一方面，所述块具有使得所述块和至少一个其它块能够大致互锁以形成连续绕组的形状。

根据本公开的又一方面，所述块和所述其它块彼此间隔开，以提供针对热膨胀的公差。

根据本公开的又一方面，所述块和所述其它块是使用大致相同的接头而接合的。

根据本公开的另一方面，所述块和所述其它块紧固至同一引导件。

根据本公开的还一方面，所述块和所述其它块在被紧固至所述引导件之前是沿着轨道安装的。

根据本公开的还一方面，通过将线圈放置在模具中并且通过转移、注塑、压缩或真空压力浸渍来涂敷所述树脂。

根据本公开的另一方面，所述树脂包括向所述第一线圈和所述至少一个附加线圈涂敷并且固化的基于聚合物的液体。

根据本公开的还一方面，所述间隔件维持所述至少一个附加线圈其中之一和第一线圈之间的物理分离。

根据本公开的还一方面，向所述块施加电压。

根据本公开的另一方面，向所述块施加高达8410伏的电压。

根据本公开的还一方面，模具用作所述第一线圈和所述至少一个附加线圈所用的绝缘件。

根据本公开的还一方面，所述树脂具有热F级特性。

根据本公开的另一方面，所述磁性连续绕组与固定至穿过大致真空的运输管道的吊舱协作地用作低压运输系统中的固定组件。

根据本公开的还一方面，所述磁性连续绕组是直线马达中的组件。

根据本公开的方面，一种磁性连续绕组的制造方法，包括：使第二线圈与第一线圈在至少一个方向上固定地对齐到适当位置；以及向所述第一线圈和所述第二线圈涂敷树脂，以使所述第一线圈和所述第二线圈大致粘结。

根据本公开的另一方面，使用间隔件来使所述第一线圈和所述第二线圈相对于彼此大致固定，并使块的边缘大致固定。

根据本公开的还一方面，所述第一线圈、所述第二线圈以及所述间隔件共同模塑在所述树脂内。

根据本公开的还一方面，将所述第一线圈和所述第二线圈放置在模具中，并且使用转移、注塑、压缩或真空压缩浸渍来涂敷所述树脂。

如这里所述，分布绕组配置包括彼此重叠、互锁、交织或连接的相邻线圈(或相位)。可以使用于构建具有多个线圈的块的工艺自动化，使得可以在涂敷树脂以完成块之前，由机器将线圈放置在平台上并且使这些线圈间隔开。尽管在各块中使用多个线圈并且尽管多个块是单独设置并对齐的，但该工艺得到大体上磁性连续的芯。而这样提供了可用于运输系统的连续绕组组件，其中该连续绕组组件可以包括数千个连续对齐且互锁的块，从而形成延伸多达数十公里的用于大型直线马达的连续绕组。结果，这种大型直线马达可以高效地用在高速运输系统中，以高速推进车辆/吊舱通过该运输系统。

本公开的摘要被提供成符合37C.F.R.§1.72(b)，并且在了解到其将不会用于解释或限制权利要求书的范围或含义的情况下提交。另外，在前述具体实施方式中，各种特征可以组合在一起或者为了简化本公开而在单个实施例中描述。本公开不应被解释为反映所要求保护的实施例要求比各权利要求中明确记载的特征更多的特征的意图。相反，如以下权利要求所反映的，本发明的主题可以涉及任何公开的实施例中的不到全部的特征。因此，将以下权利要求并入到具体实施方式中，其中各权利要求独自定义其自身所要求保护的主题。

提供所公开的实施例的前述描述以使得本领域的任何技术人员能够制作或使用本公开。正因如此，以上公开的主题被认为是说明性的而非限制性的，并且所附权利要求意图覆盖落在本公开的真实精神和范围内的所有这样的修改、改进和其它实施例。因此，为了使法律所允许的范围最大化，本公开的范围由以下权利要求及其等同项的最广泛的允许解释来确定，并且不应受到前述具体实施方式的约束或限制。

Claims (23)

1.一种磁性连续绕组，包括：

第一线圈；

至少一个附加线圈，其相对于所述第一线圈的位置在至少一个方向上大致固定于适当位置；以及

芯，其是通过向所述第一线圈和所述至少一个附加线圈涂敷树脂以使所述第一线圈和各附加线圈大致粘结所形成的。

2.根据权利要求1所述的磁性连续绕组，其中，

所述第一线圈和所述至少一个附加线圈形成在分布绕组中。

3.根据权利要求1所述的磁性连续绕组，其中，

所述第一线圈和所述至少一个附加线圈绝缘。

4.根据权利要求1所述的磁性连续绕组，其中，

所述第一线圈、所述至少一个附加线圈以及所述芯形成块。

5.根据权利要求4所述的磁性连续绕组，其中，

所述块具有使得所述块和至少一个其它块能够大致互锁以形成连续绕组的形状。

6.根据权利要求5所述的磁性连续绕组，其中，

所述块和所述其它块彼此间隔开，以提供针对热膨胀的公差。

7.根据权利要求5所述的磁性连续绕组，其中，

所述块和所述其它块是使用大致相同的接头而接合的。

8.根据权利要求5所述的磁性连续绕组，其中，

所述块和所述其它块紧固至同一引导件。

9.根据权利要求8所述的磁性连续绕组，其中，

所述块和所述其它块是沿着轨道定位的。

10.根据权利要求1所述的磁性连续绕组，其中，

通过将所述第一线圈和所述至少一个附加线圈放置在模具中并且使用转移、注塑、压缩或真空压力浸渍来涂敷所述树脂。

11.根据权利要求1所述的磁性连续绕组，其中，

所述树脂包括向所述第一线圈和所述至少一个附加线圈涂敷并且固化的基于聚合物的液体。

12.根据权利要求1所述的磁性连续绕组，其中，还包括：

间隔件，用于维持所述至少一个附加线圈其中之一和所述第一线圈之间的物理分离。

13.根据权利要求4所述的磁性连续绕组，其中，

在向所述块施加电压的情况下，生成力。

14.根据权利要求13所述的磁性连续绕组，其中，

向所述块施加高达8410伏的电压。

15.根据权利要求1所述的磁性连续绕组，其中，

模具用作所述第一线圈和所述至少一个附加线圈所用的绝缘件。

16.根据权利要求1所述的磁性连续绕组，其中，

所述树脂具有热F级特性。

17.根据权利要求1所述的磁性连续绕组，其中，

所述磁性连续绕组与固定至穿过大致真空的运输管道的吊舱协作地用作低压运输系统中的固定组件。

18.根据权利要求17所述的磁性连续绕组，其中，

所述低压运输系统是大致真空的运输管道。

19.根据权利要求1所述的磁性连续绕组，其中，

所述磁性连续绕组是直线马达中的组件。

20.一种磁性连续绕组的制造方法，包括：

使第二线圈与第一线圈在至少一个方向上固定地对齐到适当位置；以及向所述第一线圈和所述第二线圈涂敷树脂，以使所述第一线圈和所述第二线圈大致粘结。

21.根据权利要求20所述的制造方法，其中，

使用间隔件来使所述第一线圈和所述第二线圈相对于彼此大致固定，并且使块的边缘大致固定。

22.根据权利要求21所述的制造方法，其中，

所述第一线圈、所述第二线圈以及所述间隔件共同模塑在所述树脂内。

23.根据权利要求20所述的制造方法，其中，

将所述第一线圈和所述第二线圈放置在模具中，并且通过转移、注塑、压缩或真空压缩浸渍来涂敷所述树脂。