CN110350696B - 形成定子组件的方法 - Google Patents

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Abstract

一种形成定子组件的方法包括提供具有多个狭槽的定子，以及配置为插入多个狭槽中的多个导体。该方法包括获得多个导体的相应第一形状，使得处于相应第一形状的多个导体形成共享公共中心的同心弧。获得相应第一形状包括形成相应第一部分、相应第二部分和在相应第一部分和相应第二部分之间的相应转折部分。该方法包括获得多个导体的相应第二形状，其包括使相应第一部分在相应第一弯曲部处弯曲以获得相应第一腿部和相应第一臂，以及使相应第二部分在相应第二弯曲部处弯曲以获得相应第二腿部和相应第二臂。

Description

形成定子组件的方法
引言
本公开涉及一种形成定子组件的方法。电机通常包括具有多个绕组的定子和在定子内可旋转的转子。在发电机模式中，转子的旋转在定子绕组中感应出电压，用于为外部负载供电，诸如对电池组充电。替代地，如果电流通过定子绕组，则励磁线圈可以使转子旋转，并且机器将用作电动机。定子绕组可包括多个混合表面，该多个混合表面不允许从3-D模型设计直接转换为成形工具，需要技术人员进行修改。
发明内容
本文公开了一种形成定子组件的方法。该方法包括提供具有多个狭槽的定子，以及配置为插入多个狭槽中的一个或多个中的多个导体。定子限定定子边缘和中心轴线。该方法包括获得多个导体的相应第一形状，使得处于相应第一形状的多个导体形成共享公共中心的同心弧。获得相应第一形状包括形成相应第一部分、相应第二部分和在相应第一部分和相应第二部分之间的相应转折部分。
该方法包括获得多个导体的相应第二形状，包括：使相应第一部分在相应第一弯曲部处弯曲以获得相应第一腿部和相应第一臂，以及使相应第二部分在相应第二弯曲部处弯曲以获得相应第二腿部和相应第二臂。该方法包括以特定方式使导体成形和以特定方式将它们定位在多个狭槽中，以提供高构建质量和可重复性。
多个导体可以包括第一导体、第二导体和第三导体。获得多个导体的相应第二形状可以包括使第二导体的相应第一弯曲部弯曲以在第一导体和第二导体之间产生第一斜出角度。获得相应第二形状可以包括使第三导体的相应第一弯曲部弯曲以在第二导体和第三导体之间产生第二斜出角度。在一个实施例中，第一斜出角度是2度并且第二斜出角度是3度。
该方法可包括相对于定子边缘将多个导体定位在多个狭槽中，使得相应参考线与相应第二弯曲部形成90度角。相应第二腿部限定相应第一切线，并且相应第二臂限定相应第二切线。相应第一切线在相应交叉点处与相应第二切线相交。相应参考线在定子边缘处被限定在相应交叉点和中心轴线之间。
该方法可以包括将多个导体定位在多个狭槽中，以沿轴向方向限定在多个导体中的相邻导体之间的相应轴向间隔。多个导体可以定位成使得相应轴向间隔在轴向方向保持恒定，从而远离定子边缘。该方法可以包括使冷却剂在相应轴向间隔中流动。在一个实施例中，相应轴向间隔在0.10mm和1.0mm的范围之间。在另一实施例中，相应轴向间隔在0.13mm和0.5mm的范围之间。
该方法可以包括将多个导体定位在多个狭槽中，以沿轴向方向限定在多个导体中的相邻导体之间的相应轴向间隙。多个导体可以定位成使得相应间隙在远离定子边缘的轴向方向逐步增大。获得相应第一形状可以包括使相应转折部分弯曲以产生第一、第二、第三和第四转折段，使得第一、第二、第三和第四转折段中的每一个以可测量表面为特征。
获得相应第一形状可以包括将多个导体放置在第一模具中，第一模具被精确切割，使得处于相应第一形状的多个导体形成共享公共中心的同心弧。获得相应第二形状可以包括将多个导体中的至少一个放置在第二模具中。获得相应第一形状和/或相应第二形状可以包括将多个导体中的至少一个放置在一组辊之间，该一组辊包括第一辊、第二辊和第三辊。第一辊可以配置为沿着多个导体中的至少一个的相应第一边缘来回移动。第二辊和第三辊可以配置为固定的并且沿着相应第二边缘定位，该相应第二边缘与多个导体中的至少一个的相应第一边缘相对。
当结合附图时，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点从用于执行本公开的最佳模式的以下详细描述是显而易见的。
附图说明
图1是具有多个导体的定子组件的示意性透视图；
图2是形成图1的定子组件的方法的流程图；
图3是处于在模具内形成的相应第一形状的多个导体的示意性透视图；
图4是定位在一组辊之间的多个导体中的一个的示意性局部侧视图；
图5是处于相应第二形状的多个导体的示意性局部透视图；
图6是在模具上处于相应第二形状的多个导体中的一个的示意性局部透视图；
图7是处于相应第二形状的多个导体的示意性局部侧视图；
图8是示出了其相对于定子边缘的位置的处于相应第二形状的多个导体中的一个的示意性局部侧视图；以及
图9是穿过图1的轴线9-9截取的定子组件的示意性局部部分透视部分截面图。
具体实施方式
参照附图，其中相同的附图标记表示相同的部件，图1示意性地示出了定子组件10。定子组件10可以是电机的一部分，包括但不限于多相交流感应电机。定子组件10包括定子叠片组12。定子组件10可以采取许多不同的形式并且包括多个和/或替代的部件和设施。图2是形成图1的定子组件10的方法100的流程图。方法100不需要以本文所述的特定顺序来应用。此外，应当理解，可以省略一些步骤。
根据图2的框102，方法100包括将具有多个狭槽14的定子叠片组12设置在从定子叠片组12径向延伸的间隔开的齿之间。参照图1，定子叠片组12限定沿纵向方向的中心轴线C和定子边缘E。根据图2的框104，方法100包括提供配置为插入多个狭槽14中的一个或多个中的多个导体16(在图1和图3-9中示出)。框104包括框104A和104B。根据框104A，方法100包括获得多个导体16的相应第一形状S1。如下所述，根据图2的框104B，方法100包括获得多个导体16的相应第二形状S2。
图3是处于相应第一形状S1的多个导体16的示意图。根据图2的框104A，并且参照图3，获得相应第一形状S1，使得多个导体16形成共享公共中心O的同心弧20。参照图3，多个导体16可包括第一导体22、第二导体24和第三导体26。多个导体16的数量可以基于现有的应用而变化。相应第一形状S1可以通过将多个导体16放置在如图3所示的第一模具28中获得。第一模具28配置为精密切割为具有轮廓29，使得相应第一形状S1形成共享公共中心O的同心弧20。第一模具28可由铸铁、钢和陶瓷组合制成。可以采用获得相应第一形状S1的其他合适方法。
参照图3，多个导体的相应第一形状S1包括相应第一部分30、相应第二部分32和在相应第一部分30和相应第二部分32之间的相应转折部分34。参照图3，获得相应第一形状S1包括使相应转折部分34弯曲以产生第一转折段36、第二转折段38、第三转折段40和第四转折段42，使得第一转折段36、第二转折段38、第三转折段40和第四转折段42中的每一个以可测量表面为特征，即，具有可以容易地测量的不同面。
相应转折部分34可以使用一组辊来弯曲，该一组辊包括如图4所示的第一辊R1、第二辊R2和第三辊R3。在一个实施例中，第一辊R1可以配置或编程为沿着多个导体16中的至少一个的相应第一边缘43A来回移动。参照图4，第二辊R2和第三辊R3可以配置为固定的并且沿着相应第二边缘43B定位，该相应第二边缘43B与相应第一边缘43A相对。第一辊R1、第二辊R2和第三辊R3可以配置为具有不同尺寸，例如，第一辊R1可以小于第二辊R2和第三辊R3。
根据图2的框104B，方法100包括获得多个导体16的相应第二形状S2，如图5-8所示。参照图5，获得相应第二形状S2包括：使相应第一部分30在相应第一弯曲部44处弯曲以获得相应第一腿部46和相应第一臂48，以及使相应第二部分32在相应第二弯曲部50处弯曲以获得相应第二腿部52和相应第二臂54。相应第一腿部46、相应第一臂48、相应第二腿部52、相应第二臂54可以以相应可测量表面为特征。。在一个示例中，相应第一弯曲部44大约位于相应第一部分30的总长度的中间，并且相应第二弯曲部50大约位于相应第二部分32的总长度的中间。
参照图6，相应第二形状S2可以通过将多个导体16放置在第二模具56中来获得。第二模具56可以精密切割为具有轮廓58，该轮廓58配置为帮助形成真实的可测量表面。另外，使相应第一部分30在相应第一弯曲部44处弯曲可以使用图4中所示的第一辊R1、第二辊R2和第三辊R3来执行。应当理解，可以采用其它合适方法。
现在参照图7，获得相应第二形状S2(根据图2的框104B)可以包括使第二导体24的相应第一弯曲部44弯曲，以在第一导体22和第二导体24之间产生第一斜出角度(θ1)。获得相应第二形状S2可以包括使第三导体26的相应第一弯曲部44弯曲以在第二导体24和第三导体26之间产生第二斜出角度(θ2)。使相应转折部分30弯曲可以使用图4所示的第一辊R1、第二辊R2和第三辊R3来进行。可以采用其它合适方法。在一个实施例中，第一斜出角度(θ1)是2度并且第二斜出角度(θ2)是3度。参照图7，第一空间d1(在第一导体22和第二导体24之间)和第二空间d2(在第二导体24和第三导体26之间)配置为沿轴向方向A逐渐增大，从而远离定子边缘E。轴向方向A平行于图1的中心轴线C。在层之间以连续增加的量“斜出”的增加空间允许冷却剂59在多个导体16之间流动，并且导致定子组件10的寿命增加。
根据图2的框106，方法100包括在第一配置60(在图8中示出)和第二配置70(见图9)中的至少一个中相对于定子边缘E将多个导体16定位在多个狭槽14中。参照图1，多个导体16可在定子叠片组12的冠部侧17处插入到多个狭槽14中，其中每个腿部定位在不同的狭槽中。一旦多个导体16中的每一个被拧入多个狭槽14中，它们相应的远侧部分就可以被单独地扭转(见图1中的扭转侧18)并且连接到多相AC绕组。
图8中示出了第一配置60。参照图8，相应第二腿部52限定相应第一切线61，并且相应第二臂54限定相应第二切线62。参照图8，相应第一切线61在相应交叉点64处与相应第二切线62相交。相应参考线67被限定在相应交叉点64和定子边缘E处的点66之间。多个导体16可以定位成使得相应参考线67与相应第二弯曲部50形成90度的角度68。在非限制性实施例中，点66可以与定子叠片组12的中心轴线C重合(见图1)。
第二配置70在图9中示出，其为穿过图1的轴线9-9截取的示意性局部部分透视部分截面图。第二配置70以多个导体16中的相邻导体之间的相应间隙80和相应轴向间隔90为特征。参照图9，多个导体16限定在多个导体16中的相邻导体之间的相应间隙80，诸如第一间隙81、第二间隙82、第三间隙84、第四间隙86、第五间隙88。相应间隙80沿垂直于轴向方向A的径向方向延伸。多个导体16可以定位成使得相应间隙80在轴向方向A逐步增大，从而远离定子边缘E。轴向方向A平行于图1的中心轴线C。
参照图9，多个导体16沿轴向方向A限定在多个导体16中的相邻导体之间的相应轴向间隔90，诸如第一轴向间隔91、第二轴向间隔92、第三轴向间隔94、第四轴向间隔96。多个导体16可以定位成使得相应轴向间隔90沿轴向方向A相对于定子边缘E保持恒定。在一个示例中，相应轴向间隔90在约0.10和1.0mm的范围之间。在另一示例中，相应轴向间隔90在约0.13mm和0.50mm的范围之间。相应轴向间隔90配置为足够大，以允许冷却剂59在多个导体16之间流动。
总之，方法100包括以特定方式使多个导体16成形和以特定方式将它们定位在定子组件的多个狭槽14中，以提供高构建质量和可重复性。方法100提供了减少设计时间的技术益处和从3-D模型设计到制造的能力。方法100允许在每个表面上产生真实的可测量表面，从而允许产生更精确的模具叶片表面。
详细描述和附图或图支持和描述本公开，但是本公开的范围仅由权利要求限定。尽管已经详细描述了用于执行所要求保护的本公开的一些最佳模式和其他实施例，但是存在用于实践所附权利要求中限定的本公开的各种替代设计和实施例。此外，附图中所示的实施例或在本说明书中提及的各实施例的特性不一定被理解为彼此独立的实施例。相反，可以将实施例的一个示例中描述的每个特性与来自其他实施例的一个或多个其他期望特性组合，从而导致不按文字或参考附图来描述其他实施例。因此，这种其他实施例落在了所附权利要求的范围的框架内。

Claims (9)

1.一种形成定子组件的方法，所述方法包括：
提供具有多个狭槽的定子，所述定子限定定子边缘和中心轴线；
提供配置为插入到所述多个狭槽中的一个或多个中的多个导体；
获得所述多个导体的相应第一形状，使得处于所述相应第一形状的所述多个导体形成共享公共中心的同心弧；
其中获得所述相应第一形状包括形成相应第一部分、相应第二部分和在所述相应第一部分和相应第二部分之间的相应转折部分；以及
得所述多个导体的相应第二形状，其包括使所述相应第一部分在相应第一弯曲部处弯曲以获得相应第一腿部和相应第一臂，以及使所述相应第二部分在相应第二弯曲部处弯曲以获得相应第二腿部和相应第二臂
其中所述多个导体包括第一导体、第二导体和第三导体，并且获得所述多个导体的所述相应第二形状包括：
使所述第二导体的所述相应第一弯曲部弯曲以在所述第一导体和所述第二导体之间产生第一斜出角度；以及
使所述第三导体的所述相应第一弯曲部弯曲以在所述第二导体和所述第三导体之间产生第二斜出角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一斜出角度是2度，并且所述第二斜出角度是3度。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
相对于所述定子边缘将所述多个导体定位在所述多个狭槽中，使得相应参考线与所述相应第二弯曲部形成90度角；
其中所述相应第二腿部限定相应第一切线，所述相应第二臂限定相应第二切线，所述相应第一切线在相应交叉点处与所述相应第二切线相交；并且
其中所述相应参考线在所述定子边缘处被限定在所述相应交叉点和所述中心轴线之间。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
定位所述多个导体以沿轴向方向限定在所述多个导体中的相邻导体之间的相应轴向间隔；
将所述多个导体定位在所述多个狭槽中使得所述相应轴向间隔在远离所述定子边缘的所述轴向方向保持恒定。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
使冷却剂在所述相应轴向间隔中流动；并且
其中所述相应轴向间隔在0.10mm和1.0mm的范围之间。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
定位所述多个导体以沿径向方向限定在所述多个导体中的相邻导体之间的相应间隙；以及
将所述多个导体定位在所述多个狭槽中，使得所述相应间隙在远离所述定子边缘的轴向方向逐渐增大。
7.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述相应第一形状包括：
使所述相应转折部分弯曲以产生第一、第二、第三和第四转折段，使得所述第一、第二、第三和第四转折段中的每一个以可测量表面为特征。
8.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述相应第一形状包括：
将所述多个导体放置在第一模具中，所述第一模具被精确切割，使得处于所述相应第一形状的所述多个导体形成共享所述公共中心的所述同心弧。
9.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述相应第二形状包括：
将所述多个导体中的至少一个放置在一组辊之间，所述一组辊包括第一辊、第二辊和第三辊；
其中所述第一辊配置为沿着所述多个导体中的所述至少一个的相应第一边缘来回移动；并且
其中所述第二辊和所述第三辊配置为固定的并且沿着相应第二边缘定位，所述相应第二边缘与所述多个导体中的所述至少一个的所述相应第一边缘相对。
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