CN110875666B - 具有由极链形成的定子且具有包漆铝线的无接触布线的电机 - Google Patents

Abstract

一种电机定子，包括极链，其由多个直变压器片的堆叠体制成，并且通过弯曲堆叠的变压器片而被变圆为圆形构造，其中所述极链具有多个极部分，每个极部分包括极齿；多个绕组芯，其附接至相应的极齿用于容纳包括电线的三相绕组的线圈；其中，所述三相绕组的相应相的电线被布线为在空间上彼此分离，并且围绕极链沿着相邻的绕组芯在相邻绕组芯之间的极链的轴向端部表面处不具有相互接触；并且其中，电线被支撑和引导，使得在将极链从其直形构造变圆为其圆形构造时，电线相对于极链的位置基本上被维持。

Description

具有由极链形成的定子且具有包漆铝线的无接触布线的电机

技术领域

本发明涉及电机及其制造方法的技术领域，特别地，涉及具有由定子上的包漆铝线制成的绕组的电机，该定子通过使直形极链变圆而形成。这种电机可以用在家用电器中，作为洗衣机或洗碗机中的循环泵，并且可以构造成无刷DC电机(BLDC电机)。

背景技术

电机通过将绝缘电导体(优选是包漆铜线)分别绕制到每一相(例如，U、V、W相)的绕组芯上来制造。当绕组芯上的一个线圈的绕制完成时，绝缘电导体被布线到下一绕组芯以绕制下一个相的线圈。在完成相的所有线圈的绕制之后，将绝缘电导体引出到接触点。所有其他相根据这一操作依次或并行地制造。

定子的铁芯可以由最初的直形极链形成，该链包括多个堆叠的变压器板，这些变压器板具有直的或线性的构造并且包括多个极齿，其中相邻的极齿通过薄的弯曲部分彼此连接。通过在弯曲部分弯曲并连接极链末端的相应极齿，堆叠的铁芯被变圆成其最终的圆形构造。极链的各个线圈(绕组)可以缠绕在线性或直线状态下的极链的各个极齿上，或者缠绕在变圆的圆形状态下的极链的各个极齿上。将线圈缠绕在极链的直线状态是有利的，因为各个极齿之间的距离较大并且有更多的空间可用于电线铺设工具，因此，铺设各个(三个)相的电线和线圈的绕制可以更容易和更快地进行。如果在绕制线圈之后将极链变圆，则相邻极齿之间的槽的宽度可以有利地设计(例如，更小)，从而导致电机的齿槽转矩更低，因为没有必要提供用于引导电线铺设工具经过相邻极齿之间的槽的空间。

线圈通常由包漆铜线绕制而成。包漆铝线可以是替代品，但是被认为难以处理，通常需要不同的定子设计。对于圆形铜线(无绝缘)，裸电导体的电导率约为58.5m/Ω·mm²。铝的电导率相当低，约为35.85m/Ω·mm²。因此，当使用包漆圆铝线代替铜线时，必须根据相应的导电率的比例扩大电线的电线横截面积，以避免功率损失的增加，并使得具有类似功率和温度特性的电机成为可能。在这种情况下，与铜线相比，包漆铝线的横截面积应增加约3/2倍。结果，铁板堆叠(铁芯)和电机的所有机械部件也必须扩大，以适应增大的线体积。

此外，由于铝线的弹性极限和抗拉强度，包漆铝线的可加工性与铜线相比受到限制，如表1所示，显示了典型的铜和铝材料(E-CU和E-Al F7)的一些物理特性，用于包漆线。此外，例如，关于散热而言，电机的热管理在这种情况下受到影响。

表格1

电导体(例如，圆形铜线或铝线)的绝缘部通常是涂层或覆盖物(例如，清漆或搪瓷清漆，例如聚氨酯、聚酯酰亚胺、聚酰亚胺)，用于抵抗电压并防止相邻线之间的短路。在绕制操作期间，涂层受到相当大的应力，特别是在线的弯曲和拉伸区域中。此外，包漆线的制造商指示，这种电线的绝缘涂层最初每30个运行米具有多达40个缺陷点。这些缺陷点无论是从一开始就存在还是由电线铺设过程中的应力产生，都是由于电短路引起的最常见的电机故障源。在线圈内的相邻导线层之间，电压差通常仅为几伏。然而，在电机的不同相之间出现更高的电压，因此电线涂层的任何缺陷点可能更容易引起火花和短路。如上所述，由于不同的材料特性，铝线的绝缘涂层比铜线更容易受到这种缺陷的影响。铜线和铝线的成本随时间显着变化，因此使用铝线用于这种电机绕组具有经济意义。

发明内容

本发明的目的是改进上述电机，并提供一种电机设计，允许可选地使用铝或铜线用于定子绕组，同时确保低的电机故障率。

这一目的通过根据本发明的电机来解决。说明书还给出了涉及本发明的有利的进一步发展。

在本发明的第一方面，提供了一种电机定子，包括极链，其由多个直变压器片的堆叠体制成，并且通过弯曲堆叠的变压器片而被变圆为圆形构造，其中所述极链具有多个极部分，每个极部分包括极齿；多个绕组芯，其附接至相应的极齿用于容纳包括电线的三相绕组的线圈；其中，所述三相绕组的相应相的电线被布线为在空间上彼此分离，并且围绕极链沿着相邻的绕组芯且在相邻绕组芯之间的极链的轴向端部表面处不具有相互接触；并且其中，电线被支撑和引导，使得在将极链从其直形构造变圆为其圆形构造时，电线相对于极链的位置基本上被维持。

所述电线可以在三个轴向上分离的布线平面中布线，所述布线平面沿着圆形极链的轴线具有不同的轴向水平，其中，每个电线被基本上布线在所述平面中的相应一个中。可替代地，所述电线可以布线在沿径向分离的布线表面(圆柱形表面)中。

可选的，每个绕组芯还可以包括支撑器件，其配置为在进入或离开绕组芯上的线圈时，支撑和引导相应的电线至分离的布线平面中的相应的一个。

附加或替代地，每个绕组芯还可以包括支撑分隔器件，其被形成为绕组芯的线圈空间边界壁中的凹口，所述凹口具有深度，该深度被设置为使得凹口的底部线位于布线平面中的一个的轴向水平处。可选地，至少一个支撑分隔器件还包括绕线分级器件。

附加或替代地，绕组芯还包括绕线位移器件，其位于绕组芯的线圈空间的内侧壁处。

在一些实施例中，每个绕组芯还可以包括支撑销，该支撑销被配置为沿着空间上分离的布线路径支撑电线，并将电线从一个绕组芯沿着空间上分离的布线路径引导引导到相邻绕组芯。在一些实施例中，支撑销可以被配置为支撑电线，并在轴向分离的布线平面中将电线从一个绕组芯引导到相邻的绕组芯。可选地，所述支撑销可以包括肩部或凹口，以支撑电线并防止电线的轴向移动。附加地或替代地，所述支撑销可以具有叉形构造，以分离地支撑电线并防止电线的轴向移动。

在一些实施例中，所述支撑销可以被定位成使得电线从绕组芯沿着从一枢转轴线附近经过或与该枢转轴线交叉的路径被引导至相邻的绕组芯，当极链被变圆为其圆形构造时，相邻的极齿围绕所述枢转轴线枢转。

在一些实施例中，面向定子圆周方向的绕组芯(200)的线圈空间的外侧壁具有的倾斜角度(γ)大于面向定子轴向方向的线圈空间的窄侧的倾斜角度(a)，其中角度(a)和(γ)之间的差值(β)优选设定为5°至25°，更优选设定为10°至15°。

三相绕组的电线可以优选地是由铝或铝合金制成的包漆线。

在第二方面，本发明提供了一种制造电机的定子的方法，包括以下步骤：堆叠多个直的变压器片以形成具有多个极部分的直形极链形式的堆叠磁芯，每个极部分具有极齿；将分离的绕组芯附接至每个极齿；在相应的绕组芯上绕制多个电线，其中电线交替地绕制在连续的绕组芯上以形成多相绕组，并且其中，电线沿着空间上分离的布线路径从一个绕组芯布线到相邻的绕组芯；通过将直形极链弯曲成圆形构造并联接极链的相对端来使直形极链变圆，其中，电线在极链处被支撑和引导，使得在将极链变圆的同时，电线相对于极链的位置基本上被维持。

优选地，电线在轴向分离的布线平面中布线在相邻的绕组芯之间。替代地，电线可以在径向分离的圆柱形绕组表面中在相邻的绕组芯之间布线。

下面将结合附图描述本发明的其他优点和优选实施例。在以下描述中使用的表述“左”、“右”、“下”和“上”参考附图，在排布中，可以在正常方向上读取所使用的附图数字和附图标记。

附图说明

图1是处于其圆形构造的根据本发明的电机的定子的透视图。

图2是图1的定子的直形极链在绕制线圈之后且在将极链变圆至其圆形构造之前的透视图；

图3是图1和2的定子的直形极链的透视图，其在绕制操作之前承载绕组芯；

图4是图3的标记部分的放大视图，示出了绕组芯的细节；

图5是表示根据本发明的支撑器件分隔器的水平示意的表格；

图6是在将极链变圆为其圆形构造之后，将极链的端部彼此连接的连接部分的放大视图；

图7是表示与绕组芯的拾取槽接合的工件拾取器工具的放大图；

图8是表示电机三相的各个线圈的互连的电路图；

图9是表示根据本发明的绕组芯的横截面的局部剖视图；

图10是根据本发明的定子的示意性剖视图；

图11是根据本发明的定子的一部分的透视图；

图12是表示在定子线圈之间放置的非接触线的透视图；

图13a是根据本发明的直形极链的堆叠铁芯的透视图；

图13b是根据本发明的直形极链的单个铁片的平面图；

图13c是图13b的铁片的端部的放大图；

图14是根据本发明的绕组芯的一部分的放大视图；

图15是安装在直形极链的铁芯上的单个绕组芯的透视图。

具体实施方式

参考图1，本发明提供一种电机，其具有外定子100和内转子(未示出)。转子优选地是永磁体转子，并且定子优选地是电子换向的三相定子，使得电机是无刷直流电机，通常称为BLDC电机。例如，这种电机可用于驱动洗碗机或洗衣机或类似家用电器或例如工业装置中的循环泵。

具体地，本发明提供了一种电机的定子，其中定子被设计为极链(pole chain)100，其由变压器片120(通常是铁片)的堆叠体111形成，其初始时具有直线或线性构造并且形成定子的磁芯。铁片的堆叠体111如图13a所示，且单个的铁片120如图13b所示。根据定子极链100的极数，铁片120包括多个极部130。在本实施例中，极链包括九个极，然而，根据电机的设计，任何其他数量的极也是可行的。每个极部分130通过弯曲部分132连接到相邻的极齿130。当直形极链100被变圆为其圆形构造以形变圆形定子时，铁片120的堆叠体111在相应的弯曲部分132处弯曲，并且极链的相对端部在接头连接部110处彼此联接，这在图13c中示出。铁片120的接头连接部分110具有相对于极部的内基线倾斜80°的凹槽，使得夹具110b可以将极链的两端部接合并彼此联接，如图6所示。附加地或替代地，可以通过点焊110a、110c或其他联接技术来固定接头连接部110。点焊110a、110c与夹具110b组合的优选使用在稳定性和可靠性方面是有利的。

每个极部分130具有极齿131，极齿形成面向转子的内极表面，在将极链变圆为其圆形构造之后，形成具有内径Di的定子的内表面。然后，极部分130的弯曲的相对侧形成具有直径Do的定子的外表面。相邻的极齿131之间的弯曲部分132包括铁片材料的相对薄的桥接部，其可以在不分离相邻的极齿131的情况下弯曲，并且具有面向极齿侧面的成角度的凹口，并且具有大约q＝360°/n(其中n是极数)的开口角度q。在本实施例中，这导致q＝40°，使得在圆形构造中，成角度的凹口的侧表面彼此邻接，在相邻的极齿的侧表面之间几乎没有间隙。这提供了良好的磁特性并确保了电机的低功率损耗时的高功率，而不需要用于改善磁路中的磁通量的附加器件，例如附加的外磁环元件。圆形极链100的示意图示于图10中。与常规矩形铁片堆叠体400相比，定子100的极链设计是有利的，如图10中薄的外轮廓所示，因为总体上需要较少的铁材料来获得具有类似功率特性的电机。而且，外磁路的内径可以做得更大，从而有更多的空间用于容纳绕组线圈。在图10中，用阴影区域114表示绕组线圈的额外空间。

定子100的极链设计显著地有利于绕制操作，因为直形极链100的相邻极齿131之间的空间比常规矩形铁芯设计400中的空间大得多，从而可以更容易且更快速地在围绕每个极齿131的路径112上移走绕线工具末端113，如图2所示。而且，这需要不太复杂的绕线工具和机器，提高了可靠性并降低了定子100的制造过程的成本。此外，这使得能够使用具有更大直径的铝线，而与使用铜线相比，每个绕组芯上的绕组匝数可以保持不变。因此，圆形极链100的相邻极齿131之间的绕制空间可以被更大程度地利用(更高的填充系数)，使得能够在铜线和铝线之间自由选择而不需要更大直径的定子。因此，不必扩大整个电机和相关部件。

通过堆叠多个铁片120以形成极链的直堆叠体111来制造本发明的定子100，如图13a所示。随后，每个极部分130的极齿131设置有单独的绕组芯200，其优选地由塑料或其他绝缘材料制成。优选地，绕组芯200围绕极齿注塑成型，以便在线圈和铁芯之间提供增强的传热特性，以及最终定子的高稳定性。由两个或更多个部件形成绕组芯200也是可行的，其然后通过搭扣连接或任何其他连接方法安装到极齿131上。在图3中示出了包括铁芯堆叠体111和用于九个极的九个绕组芯的最终极链。优选地，其中两个绕组芯200具有用于接触端子的相应保持器，接触端子用于将定子100连接到外部驱动电路，例如星点端子保持器(star point terminal holder)210和相端子保持器212，如图2所示。星点端子保持器210和相端子保持器212可以与绕组芯200一体形成，或者可以是单独的元件，例如，它们可以通过燕尾形联接而附接到绕组芯200的主体。在本实施例中，定子极链100包括九个极齿131，其与三相绕组的三相L1，L2，L3相关联。具体说，连续的一系列极齿131交替地与三相相关联。换句话说，图3中的极齿1a，2a，3a上的线圈与相L1相关联并且利用单根连续的电线1绕制，当该电线从极齿1a到极齿1b布线时，该电线经过其他相的中间极齿，等等。因此，极齿2a，2b，2c上的线圈利用单根连续的电线2绕制，而极齿3a，3b，3c上的线圈利用单根连续的电线3绕制。极链100的直构造允许使用两个或三个绕线工具至少部分同时地进行三相L1，L2，L3的绕线操作。

在本实施例中，优选使用三相L1，L2，L3的星形连接或Y形连接。然而，通过微小的改变，也可以使用诸如三角形(delta)连接的其他构造。当绕制单相L1时，例如，电线1连接到星点端子保持器210处的星点端子211，并且布线到第一极齿1c，以将线圈1c绕制在相应的绕组芯200上。随后，电线1被布线经过极齿3b和2b并到达极齿1b，在该处，相L1的第二线圈1b围绕相应的绕组芯200绕制。在经过极齿3a和2a之后，电线被布线到极齿1a以绕制相L1的最后线圈1a，并且最终在相端子保持器212处被布线到端子L1。随后或同时，电线2和3沿着极链100从星点端子211经由相应的极齿2c，2b，2a和3c，3b，3a以与电线1类似的方式布线到相端子L2和L3。布线方向也可以相反，使得电线1，2，3的布线和排布在相位端子L1，L2，L3处开始，并且在星点端子211处结束。在端子处使用的连接技术优选地是绝缘部移位技术，其中接触刀片切穿电线的涂层，并且当电线被夹在这些刀片之间时建立电接触。这使得能够在端子处快速且可靠地实现电线接触，同时将接触端子的数量保持在最小程度以提高电机的可靠性。

最后，在完成所有三相的绕制之后，通过在弯曲部分132或铁片120处将其弯曲并在接头连接部110处将极链100的相对端联接，将直形极链100变圆为其圆形形式。

优选地，电线1，2，3布线在各个线圈1a，1b，1c，2a，2b，2c，3a，3b，3c之间，使得电线不会彼此接触。换句话说，电线1，2，3沿着相应的绕组芯200的顺序无接触地布线，使得电线1，2，3在整个布线路径上在空间上彼此分离。这防止了相L1，L2，L3之间的任何短路，否则可能由于包漆线1，2，3的绝缘涂层的缺陷以及在这些相之间发生的高电压而导致短路。以最简单的形式，电线1，2，3之间的空间距离可以是包漆线表面之间的空气距离，或者可以由优选地由与绕组芯相同的材料形成的额外绝缘器件提供。

电线1，2，3沿着极链100的无接触的布线可以通过不同方式获得，这些在下面描述并且可以分别单独使用或组合使用。

电线1，2，3之间的空间距离可以优选地通过将电线大致在分离的平面中布线而获得，所述平面相对于圆形定子100的轴线具有不同轴向位置。附加地或替代地，还可以将电线1，2，3大致在分离的圆柱形表面中布线，以获得在它们之间的空间距离。

在定子100的优选实施例中，三相U，V，W的电线1，2，3根据绕制方案铺设和布线，该绕制方案在下面结合图5和图8进行说明。利用该方案，电线1从星点端子211布线，以在具有轴向位置或水平“a”＝0的平面内进入线圈1c的绕组芯200，其中0是相对于电机轴线上任意定义的参考点的轴向距离。然后，电线1在具有轴向位置或水平“b”＝0的同一平面内离开线圈1c，并且在该平面内布线以进入同样在该水平“a”＝0的下一个线圈1b。换句话说，水平“a”表示电线进入线圈时的轴向位置，水平“b”表示电线离开线圈时的轴向位置。随后，电线1在水平0处离开线圈1b，并在这一水平处布线为进入相L1的最后线圈1a。电线1在水平+2的平面中离开线圈1a，这意味着该平面轴向移动两个单位，其中一个单位表示不同相的电线之间的空间距离的期望最小值。以类似的方式，电线2从星点端子211布线以在水平0处进入线圈2c，在水平+1处离开线圈2c，布线为在水平+1处进入线圈2b，在水平+1处离开线圈2b，以在该水平处布线为进入线圈2a，并最终在水平+2处离开线圈2a，在该水平处它被布线至相端子L2。此外，电线3从星点端子211布线为在水平0处进入线圈3c，在水平+2处离开线圈3c，布线为在水平+2处进入线圈3b，在水平+2处离开线圈3b，以在该水平处布线为进入线圈3a，并最终在水平+2处离开线圈3a，在该水平处它被布线至相端子L3。这一绕线方案确保电线1，2，3的布线平面大致沿着整个极链100保持恒定，使得电线不需要彼此交叉或交换布线平面，这使得能够快速且简单地进行铺设操作。例如，可以实现类似的布线方案，将电线按水平0、+1和+2铺设在具有径向距离的不同圆柱形表面中。

通过使用多个电线引导和支撑器件，获得电线1，2，3在轴向分离的平面内从一个线圈到另一个线圈的布线，所述电线引导和支撑器件优选地与绕组芯200一体形成，使得在完成绕制操作之后，在从直形极链100变圆为其圆形构造时，将电线1，2，3保持就位。

在优选实施例中，每个绕组芯200包括作为支撑器件的支撑销261a，261b，其在沿着两个相邻线圈之间的路线的专用点处支撑电线1，2，3。例如，图12中示出了两个支撑销261a，261b，并且构造成在不同平面或轴向水平支撑若干电线，如上所述。然而，可以提供更多或更少的支撑销以实现该效果。支撑销261a，261b可以包括肩部或者可以在不同的轴向水平处具有不同的直径，或者可以具有圆锥形状，以改善电线的接合并防止电线的不期望的移动。附加地或替代地，支撑销261a，261b可以具有叉形构造，以便以空间分离的方式容纳和支撑电线。支撑销261a，261b优选地定位成使得电线1，2，3在枢转轴线附近经过或与枢转轴线相交的路径上从一个极齿131的绕组芯200引导到相邻极齿131的绕组芯20，当将极链100变圆为其圆形构造时，相邻的极齿131围绕该枢转轴线枢转，使得电线1，2，3的张力基本上不变，并且电线可靠地保持就位。或者，可以优选地布置支撑销261a，261b，使得电线1，2，3的张力稍微增大或减小，例如，以便针对在电机操作期间的电线的预期热膨胀获得被认为是期望的比张力(specific tension)。电线1，2，3可以通过仅部分地围绕支撑销261a，261b而经由它们来布线，或者可以以多于一圈的方式绕制在销上。后一种选择使得支撑销261a，261b能够提供应变释放效应，使得一个电线部分中的任何张力至少不完全传递到相邻的线部分。而且，通过围绕销将电线绕制多于一圈，阻碍了电线的不期望的轴向移动。将电线围绕销铺设多于一圈和/或在不同相L1，L2，L3的不同电线1，2，3之间围绕销改变绕制方向也能够改变布线平面，并进一步改变不同相的电线之间的距离，如果需要的话。另外的引导器件260可以设置在每个绕组芯200处，并且可以定位成使得特别是电线1，2，3中的两根电线在支撑销261a，261b之间被引导经过引导器件260，以便通过增加电线张力和/或围绕支撑销261a，261b的电线的接触角来改善支撑功能，所述两根电线经过相应的绕组芯200并且不进入这一绕组芯的绕制空间或线圈。引导器件260可以被配置为具有弹性并且对引导的电线施加期望的张力。支撑销261a，261b和/或引导器件260可具有一个或多个凹槽或凹口，其基本上垂直于转子的轴线延伸，以便改善支撑功能并阻止电线的轴向移动。

在另一实施例中，其可与上述实施例结合，绕组芯200包括与接收线圈的线圈空间或绕制空间相邻的支撑器件250a，205b，如图4和12所示。支撑器件250a周向地位于极齿131的一侧并支撑和引导进入线圈的电线，同时支撑器件250b相对于极齿131位于相反侧，并支撑和引导离开线圈的电线。支撑器件250a，250b优选地是线圈空间边界部分(其限定和限制在其中围绕极齿131绕制电线的空间)的一部分，并且分别通过形成支撑器件分隔器251a，251b的凹口相对于剩余的线圈空间边界部分分离或限定。在这种情况下，相应的电线1，2，3从支撑销261a被布线到支撑器件250a和支撑器件分隔器251a的底部线，以进入线圈空间。电线离开线圈空间并由支撑器件分隔器251b和支撑器件250b支撑和引导，并进一步沿着指向相邻极齿131的下一个绕组芯200的方向布线到支撑销261b。为了将电线从/向具有特定水平“a”或“b”的期望布线平面布线，支撑器件分隔器251a，251b优选地被配置成使得相应的凹口深度适合于期望的布线水平“a”或“b”。换句话说，在该实施例的优选的进一步发展中，各个绕组芯200具有不同成形的支撑器件分隔器251a，251b，使得电线以期望的轴向水平进入和离开线圈空间。因此，例如，线圈3c的绕组芯200在支撑器件分隔器251a处具有深凹口，提供“a”＝0的布线水平，并且在支撑器件分隔器251b处具有浅凹口，提供“b”＝+2的布线水平，同时，线圈2b的绕组芯200在两个支撑器件分隔器251a，251b处具有相同介质深度的凹口，用于提供“a”＝“b”＝+1的相同布线水平，这可以从图5的表格得出。

支撑器件250a，250b和支撑器件分隔器251a，251b优选地布置和成形为使得它们可以提供应变消除效果，以除了上述引导功能之外确保电线1，2，3的期望张力，并且可以通过提供用于引导空气流过定子100的开口和通道来改善通过定子100的空气循环。

在绕组芯200的进一步发展中，其可以与定子100的上述实施例结合，绕组芯200包括绕线分级器件(wire gradation means)270和绕线位移器件280，其使相应的电线1，2，3能够进入绕组芯200的线圈空间，而不会通过拉伸和挤压而对电线及其涂层施加不希望的应力。当进入的电线被之后的绕组匝层覆盖时，可能发生这种拉伸或挤压。为了避免这种不希望的应力施加在进入的电线上，支撑器件分隔器251a可以优选地具有倾斜通道形式的绕线分级器件270或凹口，所述倾斜通道具有至少一个电线直径的初始深度，如图14和15所示，使得电线基本沿绕制方向(并且不垂直于绕制方向)逐渐地引入线圈空间中，并且不会受到急剧弯曲或扭结。然后，之后的电线绕组匝层可以平滑地铺设在进入的电线附近，而不会在其上施加任何不希望的应力。绕线分级器件270的通道形状可以具有大于一个电线直径的合适宽度，使得电线在被随后的绕组匝覆盖之前可以在通道内横向移动，并且因此可以补偿线圈外部的电线的热膨胀。

作为绕线分级器件270的替代或补充，绕组芯200可以包括在绕组芯200的线圈空间边界部分(壁)的内表面处的具有倾斜突起的形式的绕线位移器件280，其具有等于至少一个电线直径的最大突起高度，并且在朝向线圈的外表面的方向上减小高度，如图14和15所示。绕线位移器件280构造成将之后的绕组匝层推离或移位远离进入线，使得它们不会将不期望的应力施加到进入线。当进入线圈空间时或在随后的绕组层的绕制期间，绕线分级器件270和绕线位移装置280减小或防止电线的横截面积的任何减小。进入电线的横截面积的这种减小也可以是由电机运行期间的热应力引起的，导致电线张力变化或电线运动。

如图9所示，在可以与上述实施例结合的本发明的另一个实施例中，前述实施例的绕组芯200可以在面向邻近极齿131的外侧处(相较于面向轴向的窄侧)具有不同地倾斜的线圈空间(绕线空间)边界壁。具体地，在外侧壁和绕线空间底部的会合线221处的角度γ比窄侧壁和绕线空间的底部的会合线220处的角度a大出角度β，如图9所示，这样γ＝a+β。这两角度之间的差β优选设定为5°至25°，更优选设定为10°至15°。以这种方式，绕线空间在极齿的外侧处扩大，即，具有更多的绕线空间，从而可以实现绕组层的更均匀的铺设。因此，可以获得更均匀的“正圆”绕组，其在线圈的外侧具有较小的凸起。

在另一个实施例中，绕组芯200包括位于圆形极链100外侧的拾取槽或凹槽217。拾取槽构造成与工件夹具318接合，工件夹具318在绕线操作期间和/或在将极链100变圆为其圆形构造时的弯曲期间保持极链100，如图4和图7所示。另外，定位肩部219可设置在绕组芯处，绕组芯也通过工件夹具或保持器318接合。结合设置在绕组芯200的窄侧处的可选支撑腹板215，以及在圆形极链100外侧的可选绕组芯脊222，在整个制造过程期间对极链100的操作在其直线及其圆形构造方面均得到改善，因为当在两个处理步骤之间在表面上累积极链100时，突出的脊222和突出的支撑腹板215防止包漆线1，2，3接触会损坏电线及其绝缘涂层的表面。此外，支撑腹板215和绕组芯脊222也可用于通过形状配合或强制配合将轴向力和/或周向力传递到电机的其他部件，从而在电机操作期间产生的驱动力可被接收并适当导出。

上述每个实施例和相应的单独的特征，单独地或组合地，能够实现或有助于可选地使用铝线代替铜线而不增加电机的定子的总尺寸，并且通过降低由于铝线的更具挑战性的处理特性而导致的绝缘缺陷和短路的可能性，不增加电机的故障率。本发明使得电机(例如BLDC电机)的制造商能够替代性地以具有相同的定子设计或相同设计或构造的电机使用铝线或铜线。铝线或包漆铝线还可包括由铝合金制成的线。自粘接线也可用作电线1，2，3。

本发明的定子可用于具有内转子的电机。极链100的设计可以适于使得上述实施例也可以用具有外转子的电机实现(在这种情况下，在将极链变圆到其圆形构造之后，极齿径向向外面向)。电机可以是AC电机或DC电机，并且可以电子换向。具有根据本发明的定子的电机可以设计为湿转子泵，其包括在定子和转子之间的间隙中的转子罐。

附图标记列表

1 相L1的电导体

1a，1b，1c 相L1的线圈

2 相L2的电导体

2a，2b，2c 相L3的线圈

3 相L2的电导体

3a，3b，3c 相L3的线圈

L1 相L1的端子

L2 相L3的端子

L3 相L3的端子

100 极链(定子)

110 接头连接部

111 片堆叠体

112 绕线工具路径

113 绕线工具末端

116 电机的纵向轴线

120 铁片

130 极部分

131 极齿

132 弯曲部分

200 绕组芯

210 星点端子保持器

211 星点端子

212 相端子保持器

215 支撑腹板

217 拾取槽

219 定位肩部

220 角度阿尔法(α)

221 角度伽马(γ)

222 绕组芯脊

250a，250b 支撑器件

251a，251b 支撑器件分隔器

260 引导器件

261a，261b 支撑销

270 绕线分级器件

280 绕线位移器件

318 工件夹具

Claims (12)

1.一种用于电机的定子，包括：

极链(100)，其由多个直变压器片(120)的堆叠体(111)制成，并且通过弯曲堆叠的变压器片(120)而被变圆为圆形构造，其中，所述极链(100)具有多个极部分(130)，每个极部分包括极齿(131)；

多个绕组芯(200)，其附接至相应的极齿(131)用于容纳三相绕组的线圈(1a，1b，1c，2a，2b，2c，3a，3b，3c)，所述三相绕组包括用于每一相的单根连续电线(1，2，3)；

其中，所述三相绕组的相应相(L1，L2，L3)的电线(1，2，3)被布线为在空间上彼此分离，并且围绕极链(100)沿着相邻的绕组芯(200)且在相邻绕组芯(200)之间的极链(100)的轴向端部表面处不具有相互接触；

其中，电线(1，2，3)被支撑和引导，使得在将极链(100)从其直形构造变圆为其圆形构造时，电线(1，2，3)相对于极链(100)的位置被维持；

其特征在于，

所述电线(1，2，3)包括第一电线(1)、第二电线(2)、第三电线(3)，它们在三个轴向上分离的布线平面中布线，所述布线平面沿着圆形极链(100)的轴线具有不同的轴向水平，其中，第一电线(1)被布线在线圈(1a，1b，1c)之间且在所述布线平面中的第一平面(0)中，第二电线(2)被布线在线圈(2a，2b，2c)之间且在所述布线平面中的第二平面(+1)中，第三电线(3)被布线在线圈(3a，3b，3c)之间且在所述布线平面中的第三平面(+2)中；

其中，每个绕组芯(200)还包括支撑分隔器件(251a，251b)，所述支撑分隔器件被形成为绕组芯(200)的线圈空间边界壁中的凹口(251a，251b)，所述凹口具有深度，该深度被设置为使得凹口的底部线位于布线平面(0，+1，+2)中的一个的轴向水平处；

其中，用于第三电线(3)的第一线圈(3c)的绕组芯(200)中的第一个具有对应于第一平面(0)的电线进入凹口(251a)和对应于第三平面(+2)的电线离开凹口(251b)；

其中，用于第二电线(2)的第一线圈(2c)的绕组芯(200)中的第二个具有对应于第一平面(0)的电线进入凹口(251a)和对应于布线平面(+1)的电线离开凹口(251b)；

其中，用于第二电线(2)的最后线圈(2a)的绕组芯(200)中的第三个具有对应于第二平面(+1)的电线进入凹口(251a)和对应于第三平面(+2)的电线离开凹口(251b)；

其中，用于第一电线(1)的最后线圈(1a)的绕组芯(200)中的第四个具有对应于第一平面(0)的电线进入凹口(251a)和对应于第二平面(+2)的电线离开凹口(251b)。

2.根据权利要求1所述的定子，

其中，每个绕组芯(200)还包括支撑器件(250a，250b)，其配置为在进入或离开绕组芯(200)上的线圈时，支撑和引导相应的电线(1，2，3)至分离的布线平面中的相应的一个。

3.根据权利要求1所述的定子，

其中，至少一个支撑分隔器件(251a)还包括绕线分级器件(270)。

4.根据权利要求1所述的定子，

其中，绕组芯(200)还包括位于绕组芯(200)的线圈空间的内侧壁处的绕线位移器件(280)。

5.根据权利要求1所述的定子，

其中，每个绕组芯(200)还包括支撑销(261a，261b)，所述支撑销被构造为支撑电线(1，2，3)，并且将电线(1，2，3)从一个绕组芯(200)沿着空间上分离的布线路径引导到相邻的绕组芯(200)。

6.根据权利要求5所述的定子，

其中，所述支撑销(261a，261b)被构造为支撑电线(1，2，3)，并在空间上分离的布线平面中将电线(1，2，3)从一个绕组芯(200)引导到相邻的绕组芯(200)。

7.根据权利要求5或6所述的定子，

其中，所述支撑销(261a，261b)包括肩部或凹口，以支撑电线(1，2，3)并防止电线(1，2，3)的轴向移动。

8.根据权利要求5或6所述的定子，

其中，所述支撑销(261a，261b)包括叉形构造，以分离地支撑电线(1，2，3)并防止电线(1，2，3)的轴向移动。

9.根据权利要求5或6所述的定子，

其中，所述支撑销(261a，261b)被定位成使得电线(1，2，3)从绕组芯(200)沿着从一枢转轴线附近经过或与该枢转轴线交叉的路径被引导至相邻的绕组芯(200)，当极链(100)被变圆为其圆形构造时，相邻的极齿(131)围绕所述枢转轴线枢转。

10.根据权利要求1所述的定子，

其中，面向定子圆周方向的绕组芯(200)的线圈空间的外侧壁具有的倾斜角度(γ)大于面向定子轴向方向的线圈空间的窄侧的倾斜角度(a)，其中角度(a)和(γ)之间的差值(β)设定为5°至25°。

11.根据权利要求10所述的定子，其中，所述差值(β)进一步设定为10°至15°。

12.根据权利要求1所述的定子，

其中，所述电线(1，2，3)是由铝或铝合金制成的包漆线。