CN1269918A - 制造波形分布绕组的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制造波形分布绕组的方法和设备。为了加速迄今实际应用的制造波形分布绕组的方法,建议,在同心的线圈组(50)脱出后,样板(12)与线圈架(38)之间相对转位,接着在样板(12)上卷绕同相的另一个与先前的线圈组有接线(52)的同心线圈组(54)并脱入线圈架(38)中。

Description

制造波形分布绕组的方法和设备
本发明涉及一种制造用于尤其是那些具有多极数的电动机或发电机的波形分布绕组的方法以及一种实施此方法的设备。
在简单的波形非分布绕组中(见EP 0226550 B1，图1)，每一相是单个波形相绕组，它被拉入定子中在定子槽和在定子绕组端部内有相同的匝数。这样做的缺点是在定子内置入的三个相形成交叉，这些交叉不必要地增大了绕组端部，并由此除了其他一些缺点外尤其妨碍达到高的占空系数。因此通常更喜欢用所谓波形分布绕组，其中在定子槽内的线段在定子的每个端部部分处于一个圆周方向和部分处于另一个圆周方向(见DE 2921114，图2)。因此一相的这些绕组端部是分散的并与另一些有相同布局的相共同构成一个比较狭窄的绕组端部。
当例如按DE 2351952 B2或DE 3120865 A1的波形绕组预绕成基本上圆的，然后变形为星形或波形截面并拉入时，虽然也能制成双层波形绕组，但这两层不可能不断线地连续卷绕，而是必须在拉入后(此时产生在DE 3522085 C2中所说明的情况)通过所谓的绕组接线互相连接。
最后，由DE 4244488 C1还已知借助于一个相对于固定的样板旋转的绕线嘴制成同心的波形绕组，以及如说明的那样还能不断线地制成分布绕组。不过后面这种情况只有借助于一种在公开文件中未表示的昂贵的纵向拉入装置才有可能。在卷绕第二线圈组时要示将已脱出的第一线圈组的尾端借助于纵向拉入装置固定。在这种方法中，除了需要昂贵的纵向拉入装置处，存在的缺点是线圈由旋转的绕线嘴卷绕。由此至多可加工两根并联绕线。造成这种限制的原因是，旋转的绕线嘴是一个有多次绕线转向的锭翼。尤其是发电机需要制造双重以上并联的多重绕组并因而超出已知设备的极限，因为在双重并联绕组时在锭翼中和样板上已产生交叉，它们影响拉入和在绕组端部的分布。
因此本发明的目的是成功创造前言所述类型的方法和实施此方法适用的设备，它们允许用短的周期时间制造在线圈组之间有接线的分布绕组和加工多重并联绕线。
按本发明为达到上述目的采取的措施是，在同心的线圈组50脱出后在样板12与线圈架38之间相对分度转位，接着在样板12上卷绕同相的另一个与先前的线圈组50有接线52的同心线圈组54并脱入线圈架38内。
本发明提供的优点是，卷绕第二线圈组在无需昂贵的纵向拉入装置的情况下完成，因为第一线圈组的尾端在脱出后倾斜地通过样板凸块的侧面导引，所以在卷绕第二线圈组时绕线被样板引动。在某些情况下，尤其当线较细时，需要一个压紧装置将已经卷好的第一线圈组制止在线圈架内和定位，以便在卷绕第二线圈组时绕线不会从线圈架拖曳而是只能从导线嘴拉出。
另一个优点在于，尤其可为发电机定子加工所需的多重并联线(目前为4重关联)，不会因此在各线之间产生交叉，因为各线保持直接从备用线筒经导线嘴导引到样板上。本发明还允许加工多重的(目前为4重并联的)所需并联线。
本发明还可设计为一相分为多于两个线圈组。这意味着例如一相分成六个线圈组。在这种情况下虽然周期时期加长，但在定子中形成更好的绕组端部分布。这样做不会对本发明的思想有任何改变，即卷绕具有绕组接线的六个线圈组。为达到这一点在卷绕另一个线圈组时样板和线圈架同步旋转，并因而已卷绕好的线圈组也被置入线圈架内。同步旋转借助于一根来自样板的中央传动杆，它连接在拉入星(Einziehstern)内并通过样板驱动装置使之一起旋转。
下面借助于附图表示的实施例进一步说明本发明。其中：
图1波形绕组的卷线设备和有一个线圈组的线圈架；
图2与图1相同的设备但有两个线圈组；
图3通过图1的横截面；
图4通过图2的横截面；
图5两个线圈组的线路图。
图1和2在纵剖面内表示本发明的实施形式，有关的卷绕原理已在DE-OS4306624中详细说明。绕线器10由样板12和模具14、16和18组成，它们设计为可通过未进一步表示的电动机绕公共轴线20旋转，以及绕线器还包括一个位置固定地设置的导线嘴22。沿轴线20设有一根可与样板12同步旋转的传动杆32，它可与线圈架38构成形锁合连接。在传动杆32上固定了一个控制压紧装置36的凸块34。
线圈架38在本例中由一个个沿圆周排列的拉入薄片(Einziehlamellen)40组成，薄片之间形成容纳卷绕好的线圈的缝。在拉入薄片40中央设拉入星44，后者可与传动杆32连接。整个线圈架38通过轴承46可相对于图中未表示的外壳旋转地支承，并可借助于驱动电机48相对于样板12分度转位到另一个角向位置。线圈架38的转位也可以通过传动杆32进行。
图1表示已卷绕好带有去导线嘴的接线52并已从样板12脱入线圈架38内的第一线圈组50。
图2表示与图1相同的视图，但有第二线圈组，其中绕组接线52在卷绕第二线圈组54时自动地没有不必要的长度地在两个线圈组50和54之间形成并连成一个整体。
图3和图4表示通过图1和图2的横截面并详细表示了设在导线嘴22与样板12之间的切断刀24和导线头26，后者将绕线始端28输入在样板12上的夹紧器30。
在本例的情况下，样板12由六个向外指的凸块组成，而模具14、16和18由六个向里指的凸块组成。模具14、16和18通过图中未表示的(如已在DE-OS4306624中说明的那样的)波形轨道控制。此外，模具14、16和18可通过没有表示的单独的驱动装置附加地沿径向自由操纵。
图3表示了第一线圈组50的绕线头28和尾56。
图4表示第一线圈组50放在样板凸块上的尾端56，它同时也是第二线圈组54的始端，以及表示了第二线圈组54的尾端56。
图5只表示线圈组50和54卷绕好的线路图，为了更好地说明，图中完整表示了第一线圈组50，第二线圈组54只画了一半。
借助于图5可以详细说明已提及的本发明提出的目的。若如已知的那样只卷绕第一(波形绕组)线圈组50并拉入定子中，则绕组端部有与在一个槽内存在的线相同的匝数。
但若卷绕所谓的“分布绕组”，则一相的匝数二等分，其中第一线圈组50卷绕匝数的一半，然后接着用绕组接线卷绕具有匝数的第二个一半的第二线圈组54，所以在将此相拉入槽内后形成要求的线量，但在绕组端部的匝数各分布二分之一。这样做的优点是，绕组端部不象简单波形绕组中那样有那么多覆盖层，当在定子内拉入三相时对绕组端部的影响更大。
下面详细说明按本发明的方法和设备的工作方式。
图3表示通过导线嘴22通向导线头26的绕线始端28。导线头26与线始端28一起借助于图中未表示的驱动装置运动并将其导往样板12和转交给夹紧器30。接着，样板12与模具14、16和18一起顺时针方向旋转以及卷绕具有为一相所需要的二分之一匝数的第一线圈组50。在完成了第一线圈组50的卷绕后只有在其尾端56如图3中所表示的那样时才结束。然后仅模具16沿径向朝中心移动到其终端位置并将此尾端放在拉入薄片40上。因此第一线圈组50卷绕好以及样板12可插入线圈架38内，线圈组50借助于脱模器60从样板12脱出。
为了卷绕第二线圈组54，样板12必须从线圈架38移出直至在离拉入薄片40上方很近的卷绕位置，以便接着借助于驱动装置48使线圈架38相对于样板12按一个极距转位。
在此例中这是反时针方向转30°，所以尾端56如图4所示定位。此尾端56现在是第二线圈组54的始端，它现在如图1所示从线圈架38到导线嘴22倾斜延伸。为了改善在卷绕时绕线的引动，样板12可下沉至拉入薄片40的区域内第一线圈组50上方，此时模具14、16和18留在它们在拉入薄片40上面的位置。
因为线的这种倾斜导引也通过样板12凸块侧面，所以现在在卷绕第二线圈组54时绕线可方便地被样板12带动。
不过在卷绕前首先将传动杆32移入拉入星44并在那里形锁合地连接，以便在样板12旋转时同步带动线圈架38旋转。线圈架38与样板12的同步旋转也可以在卷绕第一线圈组50时已经进行。在某些情况下在卷绕第二线圈组54之前需要压紧装置36将已卷好的第一线圈组50制止在线圈架38内并定位，为的是在卷绕第二线圈组54时绕线不是从线圈架38拖曳，而是只来自于导线嘴22。在第二线圈组54卷绕后处于第一和第二线圈组之间的压紧装置36借助于凸块34向一内部空腔内绕支点62向外操纵。在图1和图2中压紧装置36的这种向外操纵象征性地表示在从中心线起的左侧。提升装置64可被控制为使第一线圈组50保持在拉入薄片40上边缘之下所期望的位置，以及压紧装置36被固定为能保证第二线圈组54可靠卷绕。
如已提及的那样，尾端56亦即第二线圈组54的始端在线圈架38转位后处于如图1和4所示的位置。现在样板12与线圈架38一起逆时针旋转并因而从导线嘴22拉出绕线和使之变形为第二波形线圈组54。
卷绕后第二线圈组54的尾端58如图4中所示处于模具18前。现在模具18借助于没有表示的驱动装置沿径向朝中央移至其终端位置，所以尾端58弯曲在拉入薄片40上。由此第二线圈组54也完成卷绕。
因为此第二线圈组54相对于第一线圈组磁极错开和反向卷绕，所以在第二线圈组54脱入线圈架38内后形成如图5所示的绕组线路图。因此绕组接线52在卷绕第二线圈组54时没有不必要的长度在两个线圈组50和54之间自动构成并连为一体。最后在用切断刀24切断尾端58后将传动杆32移出线圈架38。现在线圈架38例如可借助于图中未表示的圆台从卷绕位置转出并转入一新的线圈架。在移出传动杆32的同时带动凸块34，由此使压紧装置36向里回转，从而使压紧装置释放线圈组。
有利之处还在于借助于此设备还可以卷绕多重并联线。
当然可以顺序卷绕无数个与先前卷好的线圈组有绕组接线的其他线圈组。在定子内线圈组的设计轴线只有一条。一相分成的线圈组越多在定子内绕组端部的分布就越好，不过这样做由于频繁地使样板12相对于线圈架38转位，因而对循环时间造成不利的影响。

Claims (8)

1.制造用于尤其是那些具有多极数的电动机或发电机的波形分布绕组的方法，其中，一相的第一线圈组波形地绕制在可相对于位置固定的导线嘴旋转的样板上，再从样板转移到轴向对齐的线圈架中，其特征为：在同心的线圈组(50)脱出后，样板(12)与线圈架(38)之间相对转位，接着在样板(12)上卷绕同相的另一个与先前的线圈组(50)有接线(52)的同心线圈组(54)并脱入线圈架(38)中。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为：下一个线圈组(54)与前一个线圈组(50)反向卷绕。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征为：在样板(12)旋转时从导线嘴(22)拉出多重并联线。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征为：在卷绕另一个线圈组(54)时样板(12)和线圈架(38)同步旋转。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征为：压紧装置(36)将第一线圈组(50)抑制在线圈架(38)中，直到卷绕好第二线圈组(54)。
6.实施按照权利要求1至5之一所述方法的设备，其特征为：在同心线圈组(50)借助脱模器(60)脱出后，样板(12)与线圈架(38)之间通过驱动装置(32或48)相对转位，接着在样板(12)上卷绕同相的另一个与先前的线圈组(50)有接线(52)的同心线圈组(54)，并借助脱模器(60)脱入线圈架(38)中。
7.按照权利要求6所述的设备，其特征为：在卷绕另一个线圈组(54)时样板(12)和线圈架(38)借助于一根可连接在拉入星(44)内的传动杆(32)同步旋转。
8.按照权利要求6所述的设备，其特征为：压紧装置(36)在卷绕第二线圈组(54)时抑制住第一线圈组(50)并可向内部借助凸块(34)向外操纵。
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