CN110224559A - 绕线转子或定子及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造绕线转子或定子(1)的方法，该转子或定子(1)具有四个以上磁极的，优选地该方法用于制造转子，该转子或定子包括设置有极靴(17)的齿(11)，该方法包括用于每个磁极的以下步骤：a)通过在该磁极的齿的一部分(32)上卷绕至少一根导线来制作部分绕组(20a)，该部分(32)沿该磁极在该磁极的极靴(17)与垂直于该磁极的轴线并且相切于相邻磁极的极靴(17)的平面(Pmin)之间轴向地延伸；b)将恰当制作的部分绕组(20a)向齿的基部推回，并且释放齿的已用于卷绕的所述部分(32)；c)重复步骤a)以在齿的恰当释放的部分上制作另一个部分绕组(20b)。

Description

绕线转子或定子及其制造方法
技术领域
本发明涉及旋转电机的绕线转子的制造。本发明还应用于齿状绕线定子的制作。
背景技术
已知的做法是：使用包括臂的绕线机来制作具有四个磁极的马达绕线转子，该臂布置成将线卷绕在转子的每一齿的整个高度上。
这种绕线技术被称为“飞绕线”，其速度特别快，但是仅用于具有四个磁极的机器，因为对于数量更多的磁极，齿的极靴阻碍了通过齿的附近而进入齿的操作。
因此，对具有四个以上的磁极的机器转子通过使用更复杂的技术来进行绕线，并且绕线操作费时更长。
在专利US 4340186中描述了被研制用于对具有四个以上的磁极的转子进行绕线的机器的一个示例。
存在进一步改进绕线转子的需求，特别是简化绕线转子的制造，从而允许绕线操作能够在获得相对高的填充系数的同时以更高的速度执行。
发明内容
本发明通过用于制造具有四个以上的磁极的绕线转子或绕线定子的方法满足了这种需求，该转子或定子包括设置有极靴的齿，该方法包括用于每个磁极的以下步骤：
a)通过在该磁极的齿的一部分上卷绕至少一根导线来制作部分绕组，该磁极的齿的一部分沿该磁极在该磁极的极靴与垂直于该磁极的轴线并且相切于相邻磁极的极靴的平面之间轴向地延伸；
b)将恰当制作的部分绕组推向齿的基部，并且释放齿的已用于卷绕的所述部分；
c)重复步骤a)以在齿的恰当释放部分上制作另一个部分绕组。
尽管转子或定子的极性较高，但本发明使得能够继续受益于飞绕线技术的优点。
每个部分绕组的卷绕可以在所述部分的对应于整个绕组窗口的整个长度上实施，或者作为变型，仅在所述部分的一部分上进行。在这种情况下，并非使用卷绕窗口的全部宽度。
上述步骤b)以相对简单的自动方式实施，并且也不会减慢转子或定子制造时间。
通过在同一个磁极的两个部分绕组之间放置间隔件能够充分利用存在的部分绕组。该间隔件能够有助于轴向地限制齿上的部分绕组，并且能够有助于转子或定子的冷却，特别是在间隔件被用于特别是空气的制冷剂循环的至少一个通道穿过时。
本发明使得能够使用有序导线(ordered conductor)来容易地制作具有良好填充系数的部分绕组。
本发明特别适于具有六个磁极的转子或定子，但是也可以应用于具有四个磁极以上的其他机器。转子或定子可以被一个磁极接一个磁极的卷绕。作为变型，多个磁极同时进行卷绕，特别是完全相对的磁极。
每个磁极可以仅包括两个部分绕组。特别是对于具有六个磁极的转子或定子而言可以是这种情况，对于这种转子或定子极靴之间的间隙使得能够制作相对高的部分绕组。
两个部分绕组可以制作为两个部分绕组之间的导线具有连续性。换句话说，从一个部分绕组到另一个部分绕组的导线没有切断。可以先卷绕第一部分绕组，然后在不切断电线的情况下卷绕第二部分绕组。
根据本发明的另一方面，本发明的另一主题是具有四个磁极以上的旋转电机的转子或定子优选地通过实施根据本发明如上文所限定的方法获得，包括：
-齿，该齿设置有极靴；
-至少两个部分绕组，至少两个部分绕组在每个齿上布置成彼此延伸的形式。
转子或定子可以正好具有六个齿。
转子或定子可以包括在每个磁极的两个部分绕组之间的间隔件，在每个磁极的部分绕组多于两个的情况下，在该磁极的至少两个部分绕组之间、或者在该磁极的所有部分绕组之间具有间隔件。
优选地，上述间隔件被至少一个通风通道穿过。
优选地，部分绕组以串联的方式电连接。
可以在部分绕组与对应的齿之间插入具有低摩擦系数的材料片。根据上文所限定的方法，在转子或定子的制造期间将部分绕组推向齿的基部时，这种片可以使部分绕组易于滑动。
每个磁极极可以正好具有两个部分绕组，但是本发明还包含每个磁极均具有两个以上的部分绕组的变型。
附图说明
通过阅读以下本发明的示例性非限制性实施方式的详细描述并且研究附图，本发明将被更好地理解，在附图中：
-图1示意性地示出了根据本发明的转子的示例的立体图；
-图2是图1的转子的横截面；
-图3示出了图2的细节；
-图4示出了分离状态的转子芯；以及
-图5A至图5D示出了转子绕组方法。
具体实施方式
根据图中所示的本发明的转子1包括磁芯10，磁芯10被称作电枢并且可以由一束叠置的磁板形成。
该磁芯10包括齿11，齿11在它们的基部处通过环形部件12连接，环形部件12设置有用于安装轴的中心孔13，该轴未被示出。
在所考虑的示例中，转子1具有六个磁极并且包括六个齿11。
如图所示，通风通道14可以制作在齿11之间。这些通道14可以形成在环形部件12与分隔部分16之间，分隔部分16定向成与相邻齿11的纵向轴线X成直角。
在所示的示例中，每个齿11在它的基部每侧具有两个通道14，应理解的是，没有通风通道、或具有不同数量的通道的其他布置是可能的。
每个齿11在它的径向最外端处具有两个极靴17，也称为极尖。
每个齿的径向外边缘18优选地为以转子的旋转轴线为中心的圆形。如图所示，极靴17的径向内侧面19优选地与对应的齿11的纵向轴线X成直角。
每个齿11承载磁极绕组20，该磁极绕组由两个部分绕组20a和20b形成，两个部分绕组20a与20b以串联的形式电连接，并且通常以串联、或作为变型以两个平行通道的方式电连接至其他磁极，并且在这种情况下，优先与同名的磁极串联。
径向最内侧的绕组20a承载在位于相应的齿11的基部的分隔部分16上。
径向最外侧的绕组20b承载在极靴17的面19上。
如果需要，则在磁芯与每个部分绕组之间插入电绝缘材料片，该片未被示出。
如图所示，间隔件25可以插入在同一磁极的部分绕组20a与20b之间，以便将绕组20a和20b保持在适当位置。
优选地，这些间隔件25由诸如铝的导热性好的材料制成，并且被至少一个通风通道穿过，例如，如图所示的两个通道26。
如图所示，带有散热翅片的散热槽30可以在磁极间隔空间31中抵靠部分绕组20a和20b固定。
这些散热槽30能够由它们的径向最外侧的纵向边缘而抵靠相邻的极靴17的面19，并且大体径向向内延伸至相邻的分隔部分16。
如图所示，散热槽30的翅片的高度可以是可变的，使得容纳于同一个极间空间31中的两个散热槽30之间形成的间隔具有基本上恒定的宽度。
现在将参照图5A至图5D描述用于制造转子1的方法。
图5A示出，通过平面Pmax和Pmin，间隙可用于通过在齿周围卷绕至少一根导线而对齿进行卷绕。该间隙轴向地界定齿11的一部分32，该部分32将用于卷绕第一部分绕组20a。
为了产生这种绕组，可以使用所谓的“飞绕线”技术，该技术包括使用围绕齿旋转的移动臂。
如图5A所示，如果需要，可以在齿11周围布置例如由PTFE制成的滑动片33。在其他图中没有示出这种片。
图5B示出了在平面Pmax与Pmin之间第一部分绕组20a制作完成之后的齿11。该第一部分绕组20a可以具有有序绕组(ordered winding)，其具有圆形或非圆形截面的导线，例如正方形或矩形。
一旦部分绕组20a制作完成，则它就沿齿11朝向齿11的基部移动，直到它紧靠分隔部分16。
这种运动可以使用例如在卷绕之前引入到在极靴17下面的元件来实现或使用抓持部分绕组并将其朝向齿根驱动的夹爪来实现。
如图5C所示，一旦部分绕组20a位于凹口的底部，就可以在齿11上与卷绕第一部分绕组20a的相同点处进行卷绕第二部分绕组20b，如图5D所示。
接下来，可以将间隔件25放置在适当的位置，接着是散热槽30，以便获得图3所示的布置。
部分绕组的匝数范围例如为10匝至200匝。线的铜直径范围例如为0.315mm至1.6mm。显然，本发明不限于所示的示例。
以上参照附图描述的内容也能应用于定子电枢的卷绕。
此外，可以在每个齿上布置多于两个的部分绕组，或者为芯提供其他形式，例如，极靴从一个齿到另一个齿的尺寸不同。
可以在小于由平面Pmax与Pmin限定的卷绕窗口的宽度的高度上制造部分绕组，例如因为极靴的内表面19不再是平面，并且不再与齿11的径向轴X成直角而是朝向旋转轴线凹入，以便形成例如冷却通道，或者，如果需要的话，形成多个绕组间的通道。
如果需要，特别是在定子的情况下，部分绕组的高度可以是不相等的。
齿可以是螺旋形的，以便减小转矩波动。

Claims (12)

1.一种用于制造绕线转子或定子(1)的方法，所述转子或定子(1)具有四个以上的磁极并且包括齿(11)，所述齿(11)设置有极靴(17)，所述方法包括用于每个磁极以下步骤：
a)通过在磁极的齿的一部分(32)上卷绕至少一根导线来制作部分绕组(20a)，所述部分(32)沿所述磁极在所述磁极的极靴(17)与垂直于所述磁极的轴线并且相切于相邻磁极的极靴(17)的平面(Pmin)之间轴向地延伸；
b)将适当制作的所述部分绕组(20a)朝向所述齿的基部推回，并且释放所述齿的已用于卷绕的所述部分(32)；
c)重复步骤a)以在所述齿的适当释放的部分上制作另一个部分绕组(20b)。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括在同一个磁极的所述部分绕组(20a、20b)之间放置间隔件(25)。
3.根据权利要求1所述的方法，所述转子或定子具有六个磁极。
4.根据权利要求1所述的方法，所述转子或定子被一个磁极接着一个磁极地卷绕。
5.根据权利要求1所述的方法，每个磁极仅包括两个部分绕组(20a、20b)。
6.一种旋转电机的转子或定子，所述转子或定子具有四个或更多个磁极，所述转子或定子包括：
-齿(11)，所述齿(11)设置有极靴(17)；
-至少两个部分绕组(20a、20b)，所述至少两个部分绕组(20a、20b)在每个齿上在彼此的延伸上布置。
7.根据权利要求6所述的转子或定子，所述转子或定子正好具有六个齿。
8.根据权利要求6所述的转子或定子，所述转子或定子包括位于所述两个部分绕组之间的间隔件(25)。
9.根据权利要求8所述的转子或定子，所述间隔件(25)被至少一个通风通道(26)穿过。
10.根据权利要求6所述的转子或定子，所述部分绕组以串联的形式电连接。
11.根据权利要求6所述的转子或定子，所述部分绕组与相应的齿之间插入有具有低摩擦系数的材料片(33)。
12.根据权利要求6所述的转子或定子，每个磁极正好具有两个部分绕组。
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