CN114731070A

CN114731070A - 用于电机的具有连续绕组的闭合槽定子和制造这种定子的方法

Info

Publication number: CN114731070A
Application number: CN201980102488.XA
Authority: CN
Inventors: 卢卡·法夫尔; 达维德·贝托尼
Original assignee: Mawei Power Control Technology Co ltd
Current assignee: Mawei Power Control Technology Co ltd
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2022-07-08
Also published as: US20220399772A1; WO2021095064A1; EP4059119A1

Abstract

描述了一种具有连续绕组的闭合槽定子（15），包括：第一内定子部（25），包括由空间（27）隔开的纵向齿（26），空间（27）被构造为形成定子（15）的闭合槽（14）的下部；第二外环形定子部（35），包括与齿（26）互补并构造成与第一定子部件（25）啮合的齿座（36），以形成闭合槽（14）和定子（15）;连续绕组，包括条带（11、21、31），该条带包括通过交错的第二区段（13）相互连接的第一区段（12），通过将第一区段（12）放置在齿（26）之间的空间（27）中，条带（11、21、31）被构造为缠绕在第一内定子部（25）上。进一步还描述了制造这种定子的方法。

Description

用于电机的具有连续绕组的闭合槽定子和制造这种定子的方法

本发明涉及一种用于电机的具有连续绕组的闭合槽定子和制造这种定子的方法。

特别地，本发明涉及一种具有闭合槽的旋转电机的定子，该定子包括使用金属板条制成的连续绕组。

已知的电机包括一个固定部，定子；和一个活动部，转子，它们同轴地布置在另一个内部。典型地，转子包括固定在旋转轴上的一组片材，并且被插入定子内部，该定子包括电绕组，用于产生使转子旋转的磁场。

定子通常具有环形形状并且包括多个径向槽，在这些径向槽内制造电绕组。

从国际专利申请WO2016188754中，已知一种具有闭合槽定子的电机，例如由永磁体助力磁阻的同步电机，其设置有用于封闭转子旁边的定子槽的壁，以获得闭合槽，这减少了由扭矩波动引起的问题，以及与之相关的振动和噪音。

为了制造具有闭合槽定子的电绕组，使用铜条带是公知的，铜条带在其中心部分弯曲以形成称为“发夹”的发夹状条带，以插入到定子的槽中。

当定子和槽的几何形状发生变化以及绕组方案发生变化时，条带的形状和弯曲角度也会发生变化。

这些条带从同一侧插入定子的槽中，每个条带的两个端子根据一定的方案插入不同的槽中，以获得组成想要的绕组所需的确切线圈数量；从槽中伸出的条带的端部通过扭转工艺弯曲，以防止它们脱出，然后在从焊接区域去除绝缘材料后相互焊接，以在不同的铜条带之间建立正确的连接，从而形成定子绕组。

这个已知的方法以通过树脂绝缘焊接区域结束。最后，通过将定子和条带的末端浸入树脂中，使它们成为一体。

用这种通过使用发夹制造绕组的已知工艺制造的定子存在一系列问题，这是由绕组中存在的几个焊点引起的，这导致电流通过的电阻增加，并且由于工艺复杂性，需要对焊接进行多种质量控制，由于难以将其插入定子槽，特别是闭合槽，具有与如需要用树脂绝缘绕组、工艺复杂性和对可用于条带的长度限制等相关的问题。

本发明的目的是通过用于电机的具有连续绕组的闭合槽定子和制造这种定子的方法来解决这些问题，由于存在于绕组中焊点的数量的急剧减少，其允许电机获得更好的效率，通过树脂降低绝缘性，降低绕组中电流通过的阻力，消除扭曲过程，减少过程中的质量控制，从而可以使定子上的绕组获得更大的有效长度、更低的成本、更好的绕组对槽的填充以及常规制造的电机具有更好的效率。

本发明的上述和其它目的和优点，如将由以下描述得出的，通过如独立权利要求中要求保护的用于电机的具有连续绕组的闭合槽定子和制造这种定子的方法来获得。

本发明的优选实施例和重要变化是从属权利要求的主题。

所有随附的权利要求均旨在为本说明书的组成部分。

很明显，如所附权利要求所示，可以对所描述的内容进行许多变化和修改（例如与形状、尺寸、结构和具有等效功能的部件有关），而不脱离本发明的范围。

本发明将通过参考附图作为非限制性示例提供的一些优选实施例来更好地描述，其中：

图1示出了用于本发明方法的电机定子内部的透视图；

图2示出了用于本发明方法的电机定子外部的透视图；

图3示出了用于本发明电机的定子连续绕组的视图；

图4示出了用于本发明电机的定子多个连续绕组的视图；

图5示出了本发明的定子内部的示意图；

图6示出了本发明的定子内部的透视图；以及

图7示出了本发明具有连续绕组的电机的定子透视图。

参考附图，下面将描述本发明的具有连续绕组的闭合槽定子15，其包括第一内定子部25，该第一内定子部25包括多个由空间27隔开的纵向齿26，该空间27构造成形成定子的闭合槽14的下部；以及第二外环形定子部35，其包括与第一定子部25中的齿26互补并构造成与第一定子部25啮合的多个齿座36，以形成闭合槽14和定子15。特别地，在第二定子部35中获得的所述齿座36被构造为与第一定子部25的齿26啮合，以通过第一内定子部25及第二外部35的相互滑动（例如沿定子15的轴线方向）形成闭合的定子槽14，形成例如燕尾型或其它已知联接型的联接。

本发明的具有闭合槽的定子15包括连续绕组，该连续绕组包括至少一个条带11、21、31，所述条带又包括多个第一区段12，所述多个第一区段12通过与其交错的多个第二区段13相互连接。通过将条带11、21、31的第一区段12放置在齿26之间的空间27中，所述至少一个条带11、21、31被构造为缠绕在第一内定子部25上。在优选的方式中，第一区段12相互平行，每个第一区段12的至少一端连接到第二区段13，绕组包括三个相互交错的条带11、21、31。

本发明的具有带连续绕组的闭合槽定子的制作工艺包括以下步骤：

在平面上弯曲至少一个条带的步骤，例如其截面的边尺寸在1mm和7mm之间，并且条带长度在400mm和1000mm之间，以在单件中制造至少一个条带11、21、31。通常对每个电相有一个条带11、21、31，例如在三相电流的情况下有三个条带11、21、31，每个条带11、21、31包括多个第一区段，优选地在形状和尺寸上相同并且相互平行，优选地基本上是直线的，被构造成插入定子15的闭合槽14内，并且通过多个第二弯曲区段13相互连接，以优选的方式在形状和尺寸方面相互相等，并且构造成保持在定子15的闭合槽14之外。具体地，第一区段12和第二区段13相互交错，每个第一区段12的至少一端连接到第二区段13，优选地，每个第一区段12的两端连接到两个不同的第二区段13。在一个优选的方式中，每个条带11、21、31的截面具有定子15的闭合槽14的截面的形状，使得一旦插入所述闭合槽14中，条带11、21、31完全填满它们；

设置定子15的步骤，所述定子15包括第一内定子部25，第一内定子部25包括多个由空间27隔开的纵向齿26，该空间27构造成形成定子的闭合槽14的下部；以及定子的第二外定子部35，其包括多个与第一定子部25的齿26互补并构造成与第一定子部25啮合，以形成闭合槽14和定子15的齿座36。特别地，在第二定子部35中获得的所述齿座36被构造为与第一定子部25的齿26啮合，以通过第一内定子部25和第二外部35的相互滑动（例如沿着定子15的轴线方向）形成闭合的定子槽14，以形成例如燕尾型或其他已知的联接类型的联接；

以所述三个相互交错的条带11、21、31的优选方式，通过放置所述至少一个条带11、21、31的第一区段12到齿26之间的空间27中，来在所述至少一个条带11、21、31的内定子部25上进行绕组的步骤；特别地，如图5所示，过第一内定子部25相对于条带11、21、31的相对旋转，条带11、21、31缠绕在第一定子部25上，以使其啮合在第一内定子部25的齿26之间，类似于链条如何啮合到齿轮的齿上；特别地，转数等于槽线圈的数量；

连接（优选地，焊接）每个条带11、21、31的两个自由端11a和11b、21a和21b、31a和31b的步骤；

以已知方式使焊点绝缘的步骤，例如通过滴落沉积的环氧树脂；

将第二外定子部35定位在第一内定子部25上的步骤，使得在第二外定子部35中获得的齿座36通过与第一外定子部25的齿26啮合，形成定子15的闭合槽14；

检查不同电相之间是否存在连接错误、焊接问题或短路问题的步骤；

树脂涂覆步骤，通过将从闭合槽14突出的条带11、21、31的端部和定子15的头部浸入配置为制造定子15和条带11、21 、31互为一体的树脂中，避免未来因振动而损坏。

有利地，根据本发明的用于电机的具有连续绕组的闭合槽定子和制造这种定子的方法能够显着减少绕组中存在的焊点数量，通过树脂降低绝缘性，降低绕组中电流通过的阻力，消除扭曲过程，减少工艺内部的质量控制，使其可以在定子上获得具有更大有效长度的绕组，成本更低，绕组更好地填充槽，并且通常制造的电机的效率更高。

Claims

1.一种具有连续绕组的闭合槽定子（15），包括：

第一内定子部（25），包括多个由空间（27）隔开的纵向齿（26），所述空间（27）构造成形成所述定子（15）的所述闭合槽（14）的下部；

第二外环形定子部（35），包括与所述第一定子部件（25）中的所述齿（26）互补的多个齿座（36），并且构造成与所述第一定子部（25）啮合，以形成所述闭合槽（14）和所述定子（15）；

包括至少一个条带（11、21、31）的连续绕组，所述条带包括多个第一区段（12），所述多个第一区段（12）通过与其交错的多个第二区段（13）相互连接，通过将所述第一区段（12）放置在所述齿（26）之间的空间（27）中，所述至少一个条带（11、21、31）构造成缠绕在所述第一内定子部（25）上。

2.根据权利要求1所述的具有连续绕组的闭合槽定子（15），其特征在于，通过所述第一内定子部（25）和所述第二外部（35）的相互滑动，在所述第二定子部（35）中获得的所述齿座（36）被构造为与所述第一定子部（25）的所述齿（26）啮合，以形成所述封闭的定子槽（14）。

3.根据权利要求1或2所述的具有连续绕组的闭合槽定子（15），其特征在于，所述第一区段（12）相互平行，每个第一区段（12）的至少一端连接到第二区段（13），并且所述绕组包括三个相互交错的条带（11、21、31）。

4.一种制造具有连续绕组的闭合槽定子（15）的方法，包括以下步骤：

在平面上弯曲至少一个条带以将至少一个条带（11、21、31）制成单件的步骤，所述条带（11、21、31）包括多个第一区段（12），其被构造为插入定子（15）的闭合槽（14）内，并通过多个第二弯曲区段（13）相互连接，所述第二弯曲区段（13）被构造为保持在所述定子（15）的所述闭合槽（14）外；

设置所述定子（15）的步骤，所述定子（15）包括

第一内定子部（25），所述第一内定子部（25）包括多个由空间（27）隔开的纵向齿（26），所述空间（27）被构造为形成所述定子的闭合槽（14）的下部；以及

所述定子的第二外环形部（35），包括与所述第一定子部（25）的所述齿（26）互补并被构造为与所述第一定子部（25）啮合的多个齿座（36），以形成所述闭合槽（14）和所述定子（15）；

在所述至少一个条带（11、21、31）的第一内定子部（25）上进行绕组的步骤，将所述条带（11、21、31）的所述第一区段（12）放入所述齿（26）之间的所述空间（27）；

连接每个条带（11、21、31）的两个自由端（11a、11b；21a、21b；31a、31b）的步骤。

5.根据权利要求4所述的制造具有连续绕组的闭合槽定子（15）的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

绝缘焊点的步骤；

检查是否存在连接错误、焊接问题或短路问题的步骤。

6.根据权利要求4或5所述的制造具有连续绕组的闭合槽定子（15）的方法，其特征在于，所述第一区段（12）与所述第二区段（13）相互平行并交错，每个所述第一区段（12）的至少一端连接到所述第二区段（13）。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的制造具有连续绕组的闭合槽定子（15）的方法，其特征在于，每个所述第一区段（12）的两端连接到两个不同的第二区段（13）。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的制造具有连续绕组的闭合槽定子（15）的方法，其特征在于，在所述第一内定子部（25）上制造并相互交错缠绕三个条带（11、21、31）。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的制造具有连续绕组的闭合槽定子（15）的方法，其特征在于，其包括用于每个电相的条带（11、21、31）。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的制造具有连续绕组的闭合槽定子（15）的方法，其特征在于，在制造所述绕组的步骤中，通过所述第一内定子部（25）相对于所述条带（11、21、31）的相对旋转，将所述条带（11、21、31）缠绕在所述第一定子部（25）与所述齿（26）之间的所述空间（27）中。