CN111937275A - 用于制造绕组组件的绕组接线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制造电机的绕组组件(1)——特别是定子——的绕组接线的方法，其中，绕组组件(1)具有在周向上交替的齿和轴向槽(5)，在放置过程中在每个轴向槽(5)中放置至少一个导电的绕组条(7)，该绕组条在绕组组件(1)的至少一个轴向端面(21)处以条端部(11)伸出，在接线过程中条端部穿过电路板(13)的通孔(15)并与之电连接。根据本发明，为了与电路板(13)电连接，绕组条(7)的条端部(11)与电路板(13)的至少一个导体线路(19)直接电接触。条端部(11)以伸出量(Δa)伸出电路板通孔(15)。在进行电接触之后，条端部(11)的伸出量(Δa)在不被弯曲加工的情况下与条端部(11)和电路板通孔(15)轴向对齐。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于制造绕组组件/绕组载体(即定子)的方法，以及根据权利要求10的这种绕组组件。本发明尤其涉及一种电机的定子的绕组接线。
背景技术
在当前的实践中，电机的定子使用所谓的“嵌线技术”来缠绕。由模板绕线机/定形绕线机生产松散的铜线线圈，然后借助嵌线工具将其半自动或全自动地嵌入定子的纵向路径中。该方法的缺点是：在生产技术方面很复杂的进一步的处理步骤，即手动设置相间绝缘、接线(布线互连)、中间成形、脱模以及包扎。接线是通过手动放置绕组线来进行的，其中绕组线的端部根据预定的接线方案彼此接触，具体而言，例如形成三相以及至少一个星形接点。
上述嵌线技术原则上仅限于使用圆线。但是，当使用圆线时，结果是轴向槽中的铜填充程度相对较低，这反映了铜横截面与相应轴向槽的空槽面积之间的比率。除了采用嵌线技术外，绕组组件还可以使用发夹技术来缠绕。在采用发夹技术时，使用U形的金属叉，其叉支腿放置在轴向槽中。两个叉支腿通过叉连接段相连接。放置过程之后，U形的金属叉的叉支腿将其叉自由端从轴向绕组组件端面伸出。该叉自由端根据预定的接线方案彼此电连接。
从DE 10 2015 221 923 A1中已知一种用于制造绕组组件的通用方法，其中将导电绕组条放置在定子的轴向槽中。放置在轴向槽中的绕组条的条端部伸出轴向定子端面。在接线过程中，将条端部插入电路板上的通孔中。随后将条端部以大约45°的角度倾斜放置在接触位置，在该位置，条端部与位于电路板上的汇流排电接触。
上述将绕组条的条端部置于其倾斜的接触位置的弯曲过程，带来了相应的工具成本和相应的过程时间。另外，绕组条的斜置的条端部与布置在电路板上的汇流排之间的电接触导致了整体上空间密集的绕组端头。
从EP 1 578 003中已知一种具有用于绕组系统的线路接线的装置的电机。用于使绕组系统的线路接线的装置具有柔性电路板，该柔性电路板固定在定子的径向外周面上并且可以与放置在定子的轴向槽中的导线连接。
发明内容
本发明的出发点是常规的发夹式定子。传统的发夹式结构会导致两侧都很高的绕组端头，并且一侧的交叠会造成相应的工具成本。交叠端的激光焊接会导致较长的处理时间。
本发明的目的在于，提供一种用于电机的绕组组件(即定子)以及一种用于制造这种绕组组件的方法，其中，与现有技术相比实现了生产工艺简单并且在操作上可靠的绕组接线。
该目的通过权利要求1或10的特征来实现。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施方案。
根据权利要求1的特征部分，绕组条的条端部不与布置在电路板上的汇流排电接触，而是直接与电路板的至少一个导体线路电接触，该导体线路通常通过薄铜层例如蚀刻或以另一种方式施加。
与现有技术有关的工艺方面在于，各个条端部以一伸出量突出到电路板通孔外，在进行电接触之后，该伸出量保持与条端部以及电路板通孔轴向对齐，而没有额外的弯曲加工。
与上述的本发明的出发点(即传统的发夹式结构)相比，根据本发明，借助电路板，消除了复杂的工艺步骤，即交叠或单独的激光焊接，以及消除了难以引入相绝缘的缺点。
电路板通孔的开口边缘区域优选由导体线路的导体材料形成。在这种情况下，穿过电路板通孔的条端部可以导电的方式连接到导体线路，例如通过钎焊或激光焊接。
在技术上的一种实施方式中，在放置过程之后，相应的绕组条可以从两个相对的轴向绕组组件端面分别伸出条端部。在这种情况下，可以在两个轴向绕组组件端面上各自布置与相应的条端部电接线的电路板，如上所述。
导体线路可以任意地布置在电路板上。特别地，导体线路可以位于电路板的所有存在的位置上。
在另一实施变形中，电路板可以在两侧具有导体线路，该导体线路可以与条端部电接触。替代或附加于此，电路板可以具有多层结构，其中多个子电路板彼此堆叠。该子电路板必要时可以具有至少部分地在堆叠方向上彼此对齐地定位的通孔，绕组条的条端部穿过所述通孔。条端部可以优选地与子电路板之一电接触。
并非必须使(绕组)条全部穿过子电路板。相反，在(绕组)条与例如第一子电路板电接触的情况下，(绕组)条可以终止于第一子电路板，而不必在随后的子电路板中提供通孔。另一方面，如果要在(绕组)条和第二子电路板之间形成电接触，则(绕组)条可以穿过第一子电路板中的通孔并终止于第二子电路板。
中间条以其条中段放置在相应的轴向槽中。与条中段相邻的是至少一个轴向伸出绕组组件的条端部。为了增加铜的填充程度，优选的是，条中段具有矩形的横截面。以此方式，绕组条可以以高充填密度堆叠在相应的轴向槽中。与条中段相比，与条中段邻接的条端部可以具有减小的横截面或近似相同的横截面，并且具有圆形横截面，具有圆形横截面的条端部可以以较小的孔隙插入设计为接触孔的电路板通孔中。
应该注意，(绕组)条不是必须在槽的外部笔直地延伸。对此的一种替代方案是，(绕组)条可以相对于彼此扩展或弯曲，以便能够在不缩减的情况下插入电路板中。如上所述，条端部和条中段的横截面轮廓可以不同，而它们的横截面面积基本上保持相同。例如，条中段可以具有矩形的横截面，而利用挤压过程使条端部获得圆形的横截面。因此，条端部和条中段可以具有不同的横截面几何形状，而它们的横截面面积可以基本上相同。
通过钎焊或激光焊接，可以同时将绕组条机械地保持在电路板上并电连接到电路板上。
在条端部与电路板之间钎焊连接的情况下，优选的是，各个轴向绕组组件端面的所有条端部的钎焊过程在焊料浴中进行。另外，关于电机的性能，优选的是，将多个绕组条布置在绕组组件的一个相应的轴向槽中。然而，作为替代方案，也可以将绕组条一个接一个地直接放置在绕组组件的轴向槽中。
当进行放置在轴向槽中的绕组条的电接线时，优选的是，至少其中两个绕组条不并联电连接。为了减少所谓的趋肤效应，如果多个绕组条在轴向槽中并联连接，则也可能是有利的。
蚀刻(或以其他方式施加)到电路板上的铜导体线路可以任意的方式施加。例如，电路板可以具有多个铜导体线路位置。在电路板上还可以应用有用于与电机的功率电子设备相连接的相连接元件和/或其他的电气部件。
附图说明
下面参考附图描述本发明的实施例，其中：
图1示出了在进行接线过程之后的定子的局部透视图，
图2示出了定子与从其上拆开的电路板的、与图1相对应的视图，图3至图5分别是展示出接线过程的局部侧视图，和
图6是示出绕组条的条端部与多层电路板之间的电接触的示意图。
具体实施方式
在图1中示出了电机的圆柱形定子1，其在径向内部界定了转子孔3，未示出的转子以可绕转子轴线R旋转的方式安装在该转子孔3中。定子1具有朝内的且在周向上错开角度地布置的纵向槽5，在该纵向槽中按相序放置有线圈组。在图1中，线圈组不是通过圆形材料的绕组线形成的，而是由如图2至图5所示的横截面相比更大的绕组条7形成的。每个绕组条7具有放置在相应的轴向槽5中的条中段9，该条中段9具有大横截面的、矩形的条横截面。在条中段9两侧邻接有较小横截面的、圆柱形的条端部11。在图1中，条端部11通过钎焊连接L与铜导体线路13电接触，通过该铜导体线路13将放置在定子1中的所有绕组条7互相电接线。
应当注意的是，减小条端部11的横截面不是绝对必要的。除非另有可能，否则可能需要对矩形线进行压圆以确保接触。
如从图2至图5示例性地示出的，在每个轴向槽5中，总共四个绕组条7以其横截面为矩形的条中段9彼此堆叠。替代于此，可以任意地选择绕组条7的数量。例如，每个轴向槽5可以使用六个或甚至八个绕组条7。在图1中，绕组条7的条端部11穿过接触孔15(图2)，并通过钎焊连接L与相应导体线路19的焊眼17电接触。
在制造定子的过程中，首先在放置过程中将绕组条7铺放在所有轴向槽5中。随后进行接线过程，在该过程中绕组条7彼此电接线。为此，根据图2或图3，将电路板13旋转在定子1的轴向两侧，并沿组装方向I将其推到从定子端面21突出的条端部11上，使得条端部21穿过电路板13的相应的接触孔15，如图4中所示，特别是，分别直至在相应的轴向定子端面21上形成的轴向止挡部23。根据图4，条端部21分别以伸出量Δa突出于电路板13之外。条端部21的伸出量Δa仍然与相应的条端部11或条中段9沿轴向纵向地对齐。
随后进行电接触，其中，使条端部11的相应伸出量Δa与导体线路19的包围接触孔15的焊眼17形成焊接连接L，如图5所示。导体线路19根据图1或图2布置在与相应的定子端面21相背的电路板侧。
在图6中粗略地示意性地示出了在绕组条7的条端部11与电路板13之间的另外的电接触。与前面的附图不同，图6中的电路板13被实现为多层结构，在该多层结构中例如(但不限于此)两个子电路板25在此彼此堆叠。子电路板25形成多层电路板的各层，其中设置有接触孔15，这些接触孔在堆叠方向上彼此对齐地定位，绕组条7的条端部11穿过这些接触孔。条端部11通过所示的焊接点L与上、下子电路板25电接触。从图6可知，在下方的子电路板25的下侧上形成有焊料填充部/焊料弯月部。如图6所示，可选地，根据焊料的积累，在上方的子电路板25的上侧也形成焊料填充部。
Claims (8)
1.一种用于制造电机的绕组组件(1)——特别是定子——的绕组接线的方法，
其中，绕组组件(1)具有轴向槽(5)，
在放置过程中在每个所述轴向槽(5)中放置至少一个导电的绕组条(7)，绕组条(7)在所述绕组组件(1)的至少一个轴向端面(21)处以条端部(11)伸出，在接线过程中使所述条端部穿过电路板(13)的通孔(15)并与电路板(13)电连接，
其中，为了与电路板(13)电连接，绕组条(7)的条端部(11)与电路板(13)的至少一个导体线路(19)直接电接触，
其中，条端部(11)具有伸出电路板通孔(15)的伸出量(Δa)，
其中，在电接触后条端部(11)的伸出量(Δa)在不被弯曲加工的情况下沿轴向与条端部(11)和电路板通孔(15)对齐，
其中，绕组条(7)在放置过程后分别以条端部(11)从相对置的轴向的两个绕组组件端面(21)伸出，并且在两个轴向绕组组件端面(21)上分别布置有至少一个电路板(13)，该电路板与相应的条端部(11)连接，
其中，绕组条(7)具有放置在轴向槽(5)中的条中段(9)，该条中段邻接于轴向伸出绕组组件(1)的条端部(11)，
其特征在于，
绕组组件(1)具有在周向上交替的齿和轴向槽(5)，
在绕组组件(1)的一个相应的轴向槽(5)中布置多个绕组条(7)，
条中段(9)和条端部(11)具有不同的横截面，
条中段(9)具有矩形横截面，而条端部(11)具有圆形横截面，该圆形横截面与所述矩形横截面相比横截面积减小或者是通过对矩形线进行压圆而制成的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述电路板通孔(15)的开口边缘区域由所述导体线路(19)的导体材料形成，
所述条端部(11)——例如通过钎焊或激光焊接——与所述导体线路(19)导电连接。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述导体线路(19)任意地布置在所述电路板(13)中，
特别地，导体线路能位于电路板的所有存在的位置上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
所述电路板(13)具有多层结构，其中多个子电路板(25)彼此堆叠，优选地，所述子电路板(25)形成多层电路板的层，
其中，必要时所述子电路板(25)具有至少部分地在堆叠方向上彼此对齐地前后定位的通孔(15)，所述条端部(11)穿过所述通孔，
其中，所述条端部(11)与其中至少一个子电路板(25)电接触。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，
绕组条(7)不是必须在所述轴向槽(5)的外部笔直地延伸，而是能够替代于此地、使绕组条(7)相对彼此扩展或弯曲，以便能在不缩减的情况下没入到所述电路板(13)中，和/或
所述条端部(11)和所述条中段(9)的横截面轮廓能够是不同的，而它们的横截面面积基本相同。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，
在所述绕组组件(1)的轴向槽(5)中的多个绕组条(7)中的至少两个不并联电连接。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
所述电路板(13)具有多个铜导体线路(19)位置。
8.一种电机的绕组组件，尤其是定子，该绕组组件利用根据前述权利要求中的任一项所述的方法制造。
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