CN1711667A - 一种带有改进导体绕组装置的多相电磁设备 - Google Patents

一种带有改进导体绕组装置的多相电磁设备 Download PDF

Info

Publication number
CN1711667A
CN1711667A CNA2003801031632A CN200380103163A CN1711667A CN 1711667 A CN1711667 A CN 1711667A CN A2003801031632 A CNA2003801031632 A CN A2003801031632A CN 200380103163 A CN200380103163 A CN 200380103163A CN 1711667 A CN1711667 A CN 1711667A
Authority
CN
China
Prior art keywords
winding
sub
end turn
phase
equipment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2003801031632A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100407551C (zh
Inventor
迪安·詹姆士·帕特森
拜伦·约翰·肯尼迪
史蒂文·彼得·卡米莱里
本杰明·大卫·盖梅尔
马修·坎贝尔·格雷夫斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
In Motion Technologies Pty Ltd
Original Assignee
In Motion Technologies Pty Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by In Motion Technologies Pty Ltd filed Critical In Motion Technologies Pty Ltd
Publication of CN1711667A publication Critical patent/CN1711667A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100407551C publication Critical patent/CN100407551C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/06Embedding prefabricated windings in machines
    • H02K15/062Windings in slots; salient pole windings
    • H02K15/065Windings consisting of complete sections, e.g. coils, waves
    • H02K15/066Windings consisting of complete sections, e.g. coils, waves inserted perpendicularly to the axis of the slots or inter-polar channels
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49009Dynamoelectric machine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/4902Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49073Electromagnet, transformer or inductor by assembling coil and core

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

一种带有n个绕组相位(n>2)的多相位电磁设备,其中,每个相位都由绞合成环带状设置的单个半导体绞合线制成。该绕组被设置使其装配在成槽的磁性导电基座上,实现最大n-1端匝交叠,以便最优化槽组装密度。优选的设置也能使产生有利于整个设备有效组装的整洁的和紧凑的端子。该绕组由装配在基座上电连接的离散线架制成,或者由多个连续形成的子绕组制成。后一种过程会特别使绕组装配过程完全自动化或者部分自动化。

Description

一种带有改进导体绕组装置的多相电磁设备
技术领域
本发明涉及一种多相位电磁设备,例如使用了里面缠有电导绕组的齿状或者槽状的磁导结构的电动机、发电机和变压器。
背景技术
本发明被开发主要用于轴向磁通的电动机并会根据此应用进行详细描述。但是,本领域的普通技术人员同样也回理解本发明的原理可以等效地适用于径向磁通电动机或发电机,而且实际上还适用于任何其它包括槽状磁导结构的电动设备。
整个本说明书中所做的关于现有技术的讨论不可以被看作承认这样的现有技术被广泛获知或者构成此领域内的部分常识知识。
当试图最优化多相位电磁设备(例如上面所描述类型的电动机)的功率大小比或者功率重量比时,在磁性导电基底(base)的电子导体相位绕组的组装和间距就是一个重要的因素。考虑到了在磁通受到限制的磁导基底的使用具有已知的有效集中于磁场的优势。由于磁通量更集中而增进了电动机的功能,同时由于可以存在于固定和运动部件中的气体间隙最小间距的增加,就减少了加工和操作容差所必须的精度。
为了优化设备的功率密度,最好有一个基底和绕组设置能够优化所必须的磁导基底的大小和数量。这样就通过减少构造材料来相应地减少了设备的成本,同时还减少了现在设备运行时候基底物质内的寄生损失。
存在的具体问题是,举例来说,已知的三相电动机中,相位绕组绕成波浪或者圈状逐渐形成具有相位偏移叠在另一个上的一个相位绕组。由于槽间范围内的独立相位绕组之间的物理干扰,就是所谓的端匝(end turn),因为在有些地方必然存在三个绕组占据相同端匝空间,这样就导致不平均的线槽组装(slot packing)。这就意味着槽和基底必须调整大小来容纳三个绕组,即使有些槽只需要容纳一个绕组,这样就导致基底中有多余的容限和材料。进一步说,由于增加了的槽深度和每个槽的不均匀组装,这种布置的无效(non-active)端匝就必须变得相当长。这样就会导致端匝体积变大,使得当机架空间很小时很难采用这样的电动机。进一步讲,这对于昂贵的导体绕组材料来说是种浪费,同时由于加长的导体中产生的不必要的欧姆热量,也会对操作的有效性产生明显的负效应。
一种可供选择的方案是还在使用相当长的无效端匝的时候采用,给每个端匝足够的空间来彻底消除其它端匝的影响,同时彻底填满每个槽,然而,在此例中禁止使用的长端匝带来了与前面提及的技术同样的浪费和效率问题。
申请人提出的一种解决方案是为轴向磁通电动机提供一个三相多重导体束,波状绕组设置来达到槽间的最大两个相位端匝重叠,这样使减少了的端匝长度围绕电动机外围的大多数。然而这种安置还是需要在每个相位绕组的末端与多重导体进行外部连接。这样就不可避免地导致一系列凸出连接,其径向地超出了集中于一个地点的绕组的剩余部分,使对电动机进行有效封装几乎成为不可能。进一步说这种处理是劳动密集型的,并且也不适用对那些用此设计会反过来影响经济生存能力的任何自动化形式。
本发明的目的是为了克服或者改进上面讨论过的现有技术中的一个或多个缺点,提供一个有用的选择。
发明内容
根据本发明的第一部分,提供了一个含有n个绕组相位的多相电磁设备(n远>2),所述设备包括:
n个独立的电导体相位绕组,其中每个完整的相位绕组处于连续的电子导体绞合线形式;
一个磁导基底,含有多个线槽,适用于容纳其中的相位绕组的活动部分;
每个所述的相位绕组构成了一系列的互联圈状子绕组,每个子绕组定义了两个活动臂,这两个臂沿着基底中的两个分隔的不相邻槽延伸,活动臂靠一种或者多个适当形成的端匝连接,和/或用连接有邻近子绕组或端子的连接臂;
其中,所述相位绕组被设置成使相位绕组与带有n-1子绕组端匝交叠在一起的磁导基底装配在一起,同时端匝的长度也最小化。
优选地,该端匝的每个从形成活动臂的平面偏移,以在互相重叠的端匝之间提供空隙,以及优化在磁导基底的槽中的电导体的组装密度。
在一个优选形状的设备中,该设备含有三个相位绕组,其每个绕组由圈状子绕组构成,子绕组包括两个或多个定义了两个活动臂的全环状导体绞合线,这两个活动臂由两个端匝互联,每个臂和端匝包括两个或多个一般的共同伸展的导体绞合线,具有定义了相应连接臂导体的来自所述的环的输入和输出导线。以一种形式,该设备含有可供选择的朝相反方向绕在一起的子绕组,带有完整的交织成像交织线的相位绕组来实现n-1端匝组装配置。
在第一形状中,圈状子绕组由离散的线架构成,这些线架包括多个导体绞合线匝,每个匝的连接点与相邻的同样相位的线架相连接。在此形状中,连接臂被设置成在紧邻磁导基底的间隙中延伸。在备选形状中,圈状相位绕组由连续长度的导体绞合线构成用来形成互相连接的圈状子绕组,这种圈状子绕组结构特别适于大批量的生产技术。
根据本发明的生产三相设备的第一优选方法包括下面的步骤:先通过缠绕单根导线在一成型器上来生成互联在一起的一串圈状子绕组,此子绕组含有合适成形的端匝,其然后可以装配在基底上,或者先把相位交织在一起再装配在基底上,或者直接装配到基底上时直接交织在一起。在另一种形状中,采用了扩展的端连接器,从而避免了去交织交叠在一起的端匝的需要。通过下面所描述的把每个相位变成两个独立的半线(string)来达到目的。
根据本发明的第二个具体例子,提供了一个含有n个绕组相位的多相电磁设备(n远>2)。此设备包括:
n个独立的电导体相位绕组,每个相位绕组由单根导电绞合线制成;
一个含有大量槽的磁导基底,这些槽适合于用来容纳其中的相位绕组的活动部分;
每个所述的相位绕组包括一系列相隔的活动臂,这些臂沿基底内不相邻的槽的间隔部分延伸,每个活动臂与排成连续的波浪状的端匝或者端子相连;
其中所述的相位绕组如此配置,使得在把相位绕组与磁导基底装配中存在最大n-1交叠的子绕组端匝,同时还使端匝的长度最小化。
优选地,相位绕组交织成交织状以实现n-1个端匝组装结构。
在一个较优形状中,每一个相位绕组由片状导体材料挤压成单个厚度而形成;
在一个较优形状中,多相电磁设备包括一个三相轴向的磁通电动机或者发电机。
附图说明
以下面的附图为参考举例详细说明本发明的优选实施例。
图1是现有技术的带有n-1交叠波状绕组的三相多重导体绞合线轴向磁通定子的照片,显示凸出的导体绞合线末端连接;
图2是现有技术的三相绕组槽组装设置的示意图;
图3是第一实施例的照片,图中三相轴向的磁通定子根据本发明的第一部分缠在一起;
图4是为依据本发明的三相设备的n-1端匝交叠绕组设置的示意图;
图5是由计算机产生的图3所示的缠绕定子的透视示意图,为了清楚起见图中含有末端端子;
图6是由计算机产生的不带三相绕组的图5中所示定子的成槽的磁导基底的示意图;
图7是由计算机产生的只显示图5中三相绕组不带磁导基底的透视示意图;
图8是由计算机产生的两个圈状子绕组或者线架例子的透视示意图,这两个例子将在相反的缠绕方向的图5中使用;
图9是由计算机产生的互相缠绕的线架的示意图,显示线架相对于每个相位的位置,将在图5的例子中使用;
图10是由计算机产生的将在图5例中使用的三个单完全相位绕组中的一个的透视示意图;
图11是由计算机产生的根据本发明的第二方面的另一个实施例的透视示意图,其为每个相位绕组仅用单导体导线绞合线,取消了末端连接的需要;
图12是由计算机产生的图11例中使用的三个完全相位绕组中的一个的透视示意图;
图13是由计算机产生的侧面示意图,显示为了允许连续绕组为末端连接的备选位置;
图14是由计算机产生的透视示意图,显示为了允许连续绕组为末端连接的有备选配置的半完全绕组;
图15是由计算机产生的透视示意图,显示现有技术的压力构件以及根据本发明适用于成型以而形成端匝配置的压力构件;
图16是由计算机产生的透视示意图,显示用于根据本发明的形成带有偏移端匝的带状子绕组的加长绕组成型器;
图17是由计算机产生的透视示意图,显示了一个根据本发明的圈状子绕组和磁导基底的线性配置。为便于解释的目的,此磁导基底被扩展用以显示槽的位置。
具体实施方式
图1示出了一个完全的现有技术的带有波状绕组设置的三相轴向磁通电动机(发电机)定子,显示图中1、2、4所标凸出连接的问题,在这三处每个相位的多重导体绞合线被连接在一起。在这点上很清楚地看出定子半径的增加。这对于那些要增加电动机周围所需的轴同心直径清除的水平和同时增加可能用到的组装物花费和大小的形式的电动机绕组是个明显的缺点。这样生产出来的绕组也非常复杂,尤其是那些需要用到昂贵的并且不经济的铜板的CNC生产,或者需要很高复杂程度的夹具绕组,因为需要许多不同半径的不同弯曲。作为复杂性的一个额外水平,一旦绕组的一个单导线绞合线被完成,每个匝需要端连接,这就需要标出每个单独端并保证恰当的端被连在一起,并且在一定的限定空间内相互绝缘。这种处理的自动化是非常困难的。
图2是一个采用现有普通技术来堆叠在成槽的磁导基底中的三相绕组的示意图,为显示线性电动机(发电机)定子而不是轴向磁通或者径向磁通定子,本图进行了简化。图中显示出三个相位5、6和7,以及成槽的磁导基底8。图中7前下方显示的端匝区域表明三个相位端匝交叠的区域。在这个区域内由于所有的三个相位干扰或交叠,所以被定义为一个常规的n相位n交叠绕组系统。从图中可以看出,绕组交叉部分中只有一小部分适于槽区域,所以槽组装密度很低。一种现有技术的可选方法是使用极端加长的端匝,其可以被交叠而不会对槽组装密度产生严重的损坏,但是这种方法必须承受材料需求的增加和加长的端匝中的欧姆热量损失。这些用来在槽内堆叠一个绕组的方法来创建每个绕组单独缠绕在前一个绕组顶部是很简单的,但无论从材料使用还是电子效率角度看,这些方法都不是有效的方案。
图4是一个与图2相同类型的简化图,但是显示一个根据本发明的一部分的改进的绕组堆叠设置,从而减少端匝干涉。该图显示对一个三相系统仅有两个相互干涉的端匝,以下n-1交叠在n相位。
图3显示了一个根据本发明的第一方案的完整的第一实施例的三相轴向磁通电动机/发电机定子。图中所显示的被插入在成槽的磁导基底的传导绕组可以通过好几种方法来构建。第一种方法是创建独立的圈元件或者每个都带尾部末端的圈状绕组组成的线架。上述元件中的一半缠绕成向前的绕组方向,而另一半缠绕成反方向。然后把反向缠绕的圈状元件彼此相邻放在成槽的磁导结构上。再把向前缠绕的圈状绕组元件用镜像的方式置于反向缠绕的圈状绕组元件顶部的剩余的空槽中。然后在每个相位的线架的尾部末端被互相连接来形成末端连接,每个被连在一起的相位的一个末端形成星形点并且剩下的自由末端作为电动机/发电机的终端点。末端连接需要在结构9的顶部和结构10的底部都要进行。图3还显示了一个详细的作为例子的导体设置,而不是下面讨论说到的由计算机产生的含有绕组的封装。从本图还应该注意到由于端匝的长度的变化,每个单独的子绕组的每圈长度会有改变。这种变化趋向于全部的子绕组端匝封装而形成与锥形表面类似的每个子绕组末端的形状,这样的特点是沿着圆周方向而不会与相邻线架的端匝发生干扰。
图5显示了图3所示的本发明的第一方案的一个计算机产生的模型。为了清楚起见,三个独立相位的每个都用不同的阴影显示。在图3中显示了上部13和下部11的端连接。为了简便,绕组带有矩形交叉部分,用以反映一般具有在图3中详细显示的导体绞合线多重环的封装。绕组终端点12、14、15、16、17和18显示了每个相应的相位的起点和末端。一般地这些终端中的三个用一种已知的方式连在一起来形成星形点,而剩下的三个被用作三个电动机相位终端,其改变会导致电动机的方向和相位以已知的和可预测的方式有所改变。
图6只显示图5中的移去了绕组的磁导基底部分。在该结构中的槽在此示意图中可被清楚地看见。
图7只显示具有图5所示的末端终端的三相绕组部分,并不显示磁导基底。就像图5中一样,三个独立的相位19、20、21用不同的阴影来显示。
图8显示两种适用于图3和图5中所示实施例的离散的圈状子绕组或“线架”。这两个显示的圈状元件被朝相反方向缠绕并且是不同的,被称作上线架和下线架。端匝的弯曲方向与两个线架相同,连接臂的位置被反转过来以适应反转过来的绕组方向。每个线架由两个或者多个的共同扩展的电导线绞合线组成,就是前边提到的计算机产生的简化图中只显示的那些将密封导线绞合线的封装。每个子绕组定义了两个当放置在基底范围内沿着两条间隔的不相邻槽扩展的活动臂26,由合适的端匝23、24、25和用于连接邻近子绕组或终子22的两条连接臂连接。优选地,如图中所示,底下线架的端匝都向下弯曲,而上面线架的端匝都向上弯曲。理想情况下,连接臂不直接径向地外扩展,因为这样会干扰到端匝。相反,上述臂一般沿轴向上或下扩展,恰好适合填入由端匝和基底间形成的缝隙,有助于控制设备的总体包装体积。图9是图7一部分的特写,只显示了4个线架。该图被包括在一起来表明每个线架与相邻线架的相对位置。本图中的两个线架28具有同样的相位绕组并因此由末端连接器27连接。
图10显示一个适于图3和图5中所示的实施例的单个完整的相位绕组。这个具体的绕组由4个上线架和4个下线架组成并显示绕组端子。当使用离散的线架采用前面提到的方法来制作以图10中为例的完整的绕组时,则需要8个独立的线架,并且每个末端都必须采用压接法和焊接法进行电连接。一般地,在线架已经被插入成槽的磁导基底后应该完成末端的连接。
另一种方法和结构涉及在每圈仅有单导体的圈状绕组,其只有单导体绞合线被使用而不是两个或者更多共存导线绞合线。以上这些可以通过锤锻法、压制法或类似的方法很容易地实现。用这种方法作制成的绕组可以被称作为单匝绕组,因为不需要末端连接所以非常简单并且可能看起来像图11中显示的轴向磁通例子。部件(features)29、30、31、32、33和34表示这个三相绕组的末端端子,并且可以用前面图5中所描述的同样方法进行连接。这种方法对于一些特殊的需要高电流、转距和/或效率的情况下具有优点,制作也很简单,但是因为不能改变每个圈子的匝的数量所以不是很灵活。因为所有的三个绕组都相同,可以为了简便把绕组单独制成,或者同时合并星形点和终端点来同时制作所有的三个绕组。图12中显示了用这种方法制成绕组的示意图。需要指出,这个绕组不需要线架,“末端连接区域”还需要来交叠其他的相位,并且此末端连接区域还需要或向上或向下弯曲来形成所需的空隙。与多环方案相似,单环绕组保留端匝部件35、36和活动臂37,但是并不需要连接臂而且可以省略掉。
侧视示例图13显示了一个含有三个相位38、39和40的完整的绕组,然而在图中也标出了一个连接臂的备选位置。这个备选位置允许所有的三个相位被连续互联的方式缠绕。这些相位因此被连续缠绕不需要电互相连接,否定了单独进行末端连接的需求。要制成所示的相位可以先形成一串连接的线架或者由单位长度导体的子线架,优选的,使用图3中描述过的厚电线情况下的CNC电线成型过程或者在更柔韧更薄的导线绞合线情况下用备选的热粘结空气卷成型过程(thermally-bonded air coil forming process)。在此过程后,整个的相位可能会绞在一起并且整个的绕组然后被直接插入磁导成槽的基底。可选的,通过仔细记录插入顺序,该相位能被绞在一起作为插入过程的一部分。先从标为a的子绕组开始然后插入临近的子绕组c使子绕组b可以被插入。通过弯折相位38和39的第一和第二子绕组之间的连接臂,相位38可以被弯曲到相位39之下然后插入子绕组c。接下来是子绕组d,相位39围绕相位40弯曲,并且插入子绕组g。类似地f也很容易被插入,相位40绕相位38弯曲,然后插入子绕组I,一直这样处理下去。因为这个过程十分简单,可以由熟练的手工劳动完成,也可以很容易地适用于自动化处理,并且对厚和薄的电线都会处理的很好。
在某些情况下,可能会需要利用带有许多匝的细导体来制作子绕组,并且会使用一个简单和全部的绕组制作的自动处理。在这种情况下,可以优选地增加图14中所示的连接臂44、45和46的长度,这样会增加整个绕组的所需要的导体的数量,但是会使在任一个顶部线架成形前,整个的底部线架都已成形,同时也取消了互联线架之间交替端匝向上和向下的需求。这个绕组可以通过与欧洲专利申请EPO124267中所描述的类似的方法来实现,但是要用到一个改进的压板(press plate)。图15显示了EPO124267中所公布的最初的压板设计47和显示了端匝成形区域48的改进设计。一个在图16中所示的使用改进的压板49和加长绕组成形器的设置,可以有一个螺旋形式成形的绕组52,把导体以圈状53直接脱落到磁导基底51。一旦想要的匝数已被缠绕出来,压板49就下降并且执行坚定地挤压子绕组入槽和形成端匝偏移的功能。使用图14所示的较长连接臂的处理,整个底部的子绕组用这种方式形成。一旦这个完成以后,可以重复槽结构的绕组夹具以及与磁导基底同样的成形这个过程,把所得到的第二套底部的子绕组反转来形成一套最初的曾经转换的磁导基底的顶部绕组。在这种情况下可能必须有12个端子而不是通常的6个终端,但是,这个过程会减少构建的时间并且在某些情况下会带来额外的优势。
作为本发明范围内的某个示例,并为了清楚起见,图17描述了一个结合本发明的三相线性定子。三个相位54、55和56与磁导基底57一起显示。本领域内的技术人员应该能理解,可以改变这个线性定子的形状,使得基底每个末端的垂直边弯曲来满足将形成的轴向磁通定子,同时如果基底的每个末端的水平边被弯曲以使内部和外部的转子轴向磁通定子形成,这取决于上边或下边的水平边是否被使用。从这点看,很清楚本发明很好地适用于每个几何设置。
相应的,本发明已经参照特定的轴向磁通电动机例子进行了描述,因此本领域内的普通技术人员会看到不同部分会被有许多其他形式的具体实施。特别的本发明适合一般的径向磁通电动机(发电机)几何形状的内外转子变化。本发明可以被等效地应用到其他的电磁应用中,例如需要改进组装密度情况下的变压器绕组。在所有的情况下,本发明适用于n远大于2并且导电绕组被缠绕在磁导基底上的n相位系统。

Claims (31)

1、一个带有n个绕组相位的多相电磁设备(n远大于2),所述设备包括:
n个独立的电导体相位绕组,每个完整的相位绕组是连续电导体绞合线形式;
一个带有多个槽来适于容纳其中的相位绕组的活动部分的磁导基底;
每个相位绕组包括一系列互相连接的圈状子绕组,每个子绕组定义了两个沿着基底中不相邻的槽的两边扩展的活动臂,该活动臂由一个或多个适当形式的端匝和/或两个用于连接相邻子绕组或者端子的连接臂连接;所述形成的活动臂和端匝或端匝的每一个都包括一个或者多个共同扩展的电导体绞合线;并且
其中所述的相位绕组被设置成使相位绕组与具有最大数目n-1子绕组端匝互相交叠的磁导基底装配在一起,端匝的长度同时最小化。
2、根据权利要求1所述的设备,其中所述端匝或者这些端匝从水平面偏移,其中形成活动臂来提供交叠的端匝之间的空隙,以便最优化磁导基底的槽中的电导体的组装密度。
3、根据权利要求2所述的电磁设备,其带有三个相位。
4、根据权利要求3所述的设备,其中所述的圈状子绕组包括两个或者多个完全回路,该回路定义了由两个端匝互连的两个活动臂,每个臂和端匝包括其中的两个或者多个共同延伸的导体绞合线,以及从所述定义了相应的连接臂的回路中的输入和输出的导线。
5、根据权利要求4所述的设备,该设备带有三相绕组,其中每个都是由带有备选的在反方向缠绕的子绕组的圈状子绕组制成。
6、根据权利要求4所述的设备,其中所述备选的子绕组带有相反方向上的端匝偏移。
7、根据权利要求4所述的设备,其中连接臂被设置成沿着紧靠磁导基底邻近所形成的间隙延伸,有助于减少全部装配的空间。
8、根据权利要求4到7中任一项的设备,其中,圈状子绕组由包含许多回路导体绞合线的离散形式的线架组成,所述导体导线束每端都带有用来连接同相位的相邻线架的连接臂。
9、根据权利要求4到7中任一项的设备,其中圈状子绕组由用来形成互连圈状子绕组的连续长度的导体导线束制成。
10、根据权利要求6所述的设备,其中所述完整的n个相位绕组互连成交织线状设置,使n-1端匝在装配进磁导基底的部件上交叠。
11、根据权利要求5所述的设备,其中所述连接臂位于不同的角落,用于相比于正向缠绕的圈状子绕组反向缠绕圈状子绕组。
12、一种制造如权利要求10所述设备的方法,其圈状子绕组缠绕在独立的成型器上来产生单独的然后以预定的顺序和间隔堆叠成槽状的磁导基底中的“线架”,来达到n-1个最大数目的端匝交叠并且线架连接臂随后被用电连接成交织线设置来形成互连的相位。
13、一种制造如权利要求10所述设备的方法,其完整的相位绕组通过直接把导体绞合线缠绕进成槽的磁导基底来形成。
14、一种制造如权利要求10所述设备的方法,其每个相位由使用合适的缠绕机和/或成型器的单个连续的导线绞合线缠绕来创建一系列互相连接的圈状子绕组。
15、根据权利要求14所述的方法,其中每个相位是由相对薄和柔韧的电导体绞合线制成,该绞合线使用空气缠绕机器被缠绕在所述的线上。
16、根据权利要求15所述的方法,其中备选的相反偏移端匝通过在不同的恰当设置的成型器上缠绕来实现。
17、根据权利要求15所述的方法,其中备选的相反偏移端匝通过在相同成型器上但是朝相反方向的缠绕来实现。
18、根据权利要求15所述的方法,其中先缠绕平面的圈状子绕组,然后使用冲压操作来依次实现交互的相反端匝弯曲。
19、根据权利要求15所述的方法,其中使用热粘合的导线,使最后形成的子绕组能够被加热来粘结子绕组的回路来成为一个单独的固定元件。
20、根据权利要求14所述的方法,其中每个相位由相对厚的导体绞合线制成并且用CNC导线成型机来缠绕。
21、根据权利要求15或20所述的方法,其中所述完整的相位先被交织在一起,然后再装配到磁导基底中。
22、一种制造如权利要求14所述的三相设备的方法,其中该装配方法包括以下步骤:
把第一个相位线的一个末端子绕组的活动臂放置在之间带有最先两个有空槽的导电基底的两个槽中;
把第二个相位线的一个末端子绕组的活动臂放置在之间带有第二个的两个空槽的邻近第一个相位子绕组的基底中的两个槽中;
然后把第三个相位线的一个末端子绕组的活动臂放置在装配的最先的两个相位间的所述第一个和第二个空槽中的一个;以及
人工地或自动地把余下的子绕组插入交错的绞线对来进行交织设置,产生最大的两个交叠端匝。
23、根据权利要求4所述的设备,其中每个相位包括第一组互连的圈状子绕组,其在第一方向上全部具有端匝偏移,以及包括第二套互连的圈状子绕组,其在相反方向具有端匝偏移,且每个子绕组都带有一个扩展的末端连接器,从而使交织操作只在那些带有相同方向的端匝偏移的相位部分进行,而避免在第一组和第二组的交叠端匝之间进行交织操作。
24、一种制造如权利要求23所述的三相设备的方法,包括以下步骤:
使用成型装置从单个连续的绞合线来缠绕每个相位的最先半个部分以产生都在第一方向上形成的端匝的互连的圈状子绕组的第一半线;
使用成型装置从单个连续的绞合线来缠绕每个相位的第二个部分以产生都在相反的第二个方向上形成的端匝的互连的圈状子绕组的第二半线;
把所述的绞合状设置的每个相位的第一半装配在所述的基底上,没有任何端匝交叠,并且在活动臂之间具有间隙;
把所述每个相位的第二半以相似的方式装配,使每个相位的所述第二半被设置装入所述磁导基底中的所述间隙中。
25、根据权利要求24所述的方法,其中所述每个相位的第一半被直接装配进磁导基底,而每个相位的第二半被装配在映射基底的夹具,然后将所装配的每个相位的第二半移动到磁导基底上。
26、所述权利要求3中的设备,其中每个圈状子绕组带有仅包括单个长度导电体绞合线的活动臂,因此产生由一系列间隔的沿基底中不相邻槽的间隔部分延伸的活动臂构成的波状的绕组形式,每个活动臂与端匝或者端子在交替端连接,从而消除了独立的连接臂的需求。
27、根据权利要求26所述的设备,其中每个所述的端匝或端子都从形成活动臂的平面偏移,以在交叠的端匝间提供空隙,并且这样来优化在磁导基底的槽中的电导体的组装密度。
28、根据权利要求26所述的设备,其中每个相位绕组被作为简单压块或者铸造元件来制造。
29、根据权利要求3所述的设备,该设备具有一个轴向的磁通结构。
30、根据权利要求3所述的设备,该设备具有一个径向的磁通结构。
31、根据权利要求3所述的设备,该设备具有一个线性结构。
CN2003801031632A 2002-11-15 2003-11-13 一种带有改进导体绕组装置的多相电磁设备 Expired - Fee Related CN100407551C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2002952687A AU2002952687A0 (en) 2002-11-15 2002-11-15 Poly-phase electromagnetic device having improved conductor winding arrangement
AU2002952687 2002-11-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1711667A true CN1711667A (zh) 2005-12-21
CN100407551C CN100407551C (zh) 2008-07-30

Family

ID=28796073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2003801031632A Expired - Fee Related CN100407551C (zh) 2002-11-15 2003-11-13 一种带有改进导体绕组装置的多相电磁设备

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7521834B2 (zh)
EP (1) EP1563584A1 (zh)
JP (1) JP2006511183A (zh)
CN (1) CN100407551C (zh)
AU (1) AU2002952687A0 (zh)
CA (1) CA2504685A1 (zh)
NZ (1) NZ539702A (zh)
WO (1) WO2004047253A1 (zh)
ZA (1) ZA200504846B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106537732A (zh) * 2014-04-29 2017-03-22 蓝天公司 设有优化线圈的旋转电机的定子
CN107078579A (zh) * 2014-11-17 2017-08-18 冯哈伯微电机有限公司 气隙式绕组
CN110417154A (zh) * 2019-08-15 2019-11-05 上海大学 一种轴向磁通永磁同步电机的定子
CN113113977A (zh) * 2020-01-10 2021-07-13 浙江盘毂动力科技有限公司 一种轴向磁场电机的绕组结构及绕制方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20045227A (fi) * 2004-06-17 2005-12-18 Saehkoe Rantek Oy Sähkökone
WO2008071147A2 (de) * 2006-12-14 2008-06-19 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Elektrische maschine und verfahren zum herstellen einer solchen
US8269393B2 (en) * 2009-06-18 2012-09-18 Hamilton Sundstrand Corporation Crowned end winding support for main wound field of a generator
US20130002066A1 (en) * 2010-04-28 2013-01-03 Launchpoint Technologies, Inc. Lightweight and efficient electrical machine and method of manufacture
US10574110B2 (en) 2010-04-28 2020-02-25 Launchpoint Technologies, Inc. Lightweight and efficient electrical machine and method of manufacture
JP5663206B2 (ja) * 2010-06-04 2015-02-04 本田技研工業株式会社 ステータ及びその巻線方法
CN103577654B (zh) * 2013-11-21 2018-01-02 上海电气集团股份有限公司 一种大型汽轮发电机定子线棒的有限元精确建模方法
FR3020218B1 (fr) * 2014-04-17 2017-11-17 Valeo Equip Electr Moteur Procede de matricage simultane d'un ensemble de conducteurs d'une nappe de bobinage et outillage correspondant
DE102014213506A1 (de) * 2014-07-11 2016-01-14 Robert Bosch Gmbh Wicklungselement für eine Axialflussmaschine, Statoreinheit für eine Axialflussmaschine sowie Verfahren zur Herstellung einer Statoreinheit für eine Axialflussmaschine
WO2019059228A1 (ja) * 2017-09-22 2019-03-28 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ステータおよびステータコイル
US10951098B2 (en) 2018-03-27 2021-03-16 Regal Beloit America, Inc. Method of manufacturing an axial flux motor
US10916984B2 (en) 2018-03-27 2021-02-09 Regal Beloit America, Inc. Axial flux rotor and axial flux electric machine
US11394282B2 (en) * 2018-08-10 2022-07-19 Borgwarner Inc. Method of forming a component for an electric machine
CN113193717B (zh) * 2020-01-14 2022-04-29 浙江盘毂动力科技有限公司 轴向磁场电机、定子总成及定子绕组工艺
CN114629276B (zh) * 2022-04-01 2024-03-01 浙江极氪智能科技有限公司 一种电机绕组及定子组件

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU577779B2 (en) * 1983-03-31 1988-10-06 Vensel Pty. Limited Winding and insulation insert device
US4598223A (en) * 1984-12-21 1986-07-01 Sundstrand Corporation End turn construction for dynamoelectric machines
US4678931A (en) * 1985-10-18 1987-07-07 General Electric Company Armature winding for large turbine generator
CN1106584A (zh) * 1994-10-31 1995-08-09 白侠斌 新结构发电机
WO1997027663A1 (en) * 1996-01-22 1997-07-31 Illinois Tool Works Inc. Axial pole motor
US5780949A (en) * 1996-01-29 1998-07-14 Emerson Electric Co. Reluctance machine with auxiliary field excitations
US5982067A (en) * 1996-05-20 1999-11-09 General Motors Corporation Brushless DC motor having reduced torque ripple for electric power steering
US5994812A (en) * 1996-10-29 1999-11-30 Siemens Canada Limited D.C. motor phase windings and their commutation
JP2000270506A (ja) * 1999-03-19 2000-09-29 Honda Motor Co Ltd モータのステータ構造
EP1109296B1 (en) * 1999-12-14 2003-06-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Alternator
JP3490659B2 (ja) * 2000-02-29 2004-01-26 三菱電機株式会社 交流発電機
JP4014071B2 (ja) * 2000-03-13 2007-11-28 三菱電機株式会社 交流発電機及びその巻線アッセンブリ並びに巻線アッセンブリの製造方法
DE10119776A1 (de) * 2000-04-27 2001-11-08 Denso Corp Stator einer Drehfeldmaschine und Verfahren zu seiner Herstellung
JP2002112593A (ja) * 2000-09-27 2002-04-12 Hideo Kawamura 複数系統の電力発電特性を持つ発電装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106537732A (zh) * 2014-04-29 2017-03-22 蓝天公司 设有优化线圈的旋转电机的定子
CN106537732B (zh) * 2014-04-29 2019-03-08 蓝天公司 设有优化线圈的旋转电机的定子
CN107078579A (zh) * 2014-11-17 2017-08-18 冯哈伯微电机有限公司 气隙式绕组
CN110417154A (zh) * 2019-08-15 2019-11-05 上海大学 一种轴向磁通永磁同步电机的定子
CN110417154B (zh) * 2019-08-15 2020-04-14 上海大学 一种轴向磁通永磁同步电机的定子
CN113113977A (zh) * 2020-01-10 2021-07-13 浙江盘毂动力科技有限公司 一种轴向磁场电机的绕组结构及绕制方法
CN113113977B (zh) * 2020-01-10 2022-10-04 浙江盘毂动力科技有限公司 一种轴向磁场电机的绕组结构及绕制方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006511183A (ja) 2006-03-30
CN100407551C (zh) 2008-07-30
AU2002952687A0 (en) 2002-11-28
US20060232158A1 (en) 2006-10-19
NZ539702A (en) 2007-10-26
EP1563584A1 (en) 2005-08-17
CA2504685A1 (en) 2004-06-03
ZA200504846B (en) 2006-08-30
US7521834B2 (en) 2009-04-21
WO2004047253A1 (en) 2004-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1711667A (zh) 一种带有改进导体绕组装置的多相电磁设备
CN114204708B (zh) 定子、扁线电机、动力总成和车辆
CN109327094B (zh) 一种72槽6层以上扁铜线叠绕组结构、新能源汽车
CN112438009A (zh) 用于开关磁阻电机的成形定子绕组及其制造方法
CN111146891A (zh) 一种电机定子
CN110829659A (zh) 一种发卡绕组式电机定子及电机
CN112928836B (zh) 一种插针绕组式定子及电机
CN109167452B (zh) 一种轴向磁场电机定子组件及装配方法
CN210693604U (zh) 一种电机定子和扁线立绕电机
US20110210641A1 (en) Armature of electric motor and electric motor
CN110121828A (zh) 包括具有多层端匝的定子的电机
CN115528842A (zh) 扁铜线电机绕组结构
KR20230159473A (ko) 회전 전기기계 장치 및 고정자 권선의 제조 방법
CN212784942U (zh) 用于永磁电机的线圈换位结构及具有该结构的永磁电机
CN114844269A (zh) 一种单节距的成型硬绕组嵌装结构及换位绕线方法
CN209562274U (zh) 一种扁铜线线圈、扁线电机定子及扁线电机
CN216959482U (zh) 一种叠绕扁线绕组的绕线装置及扁线电机
WO2024109323A1 (zh) 定子组件及其电机
CN214255900U (zh) 一种盘式定子绕组及电机
CN218771485U (zh) 一种多层扁线绕组及定子组件
EP4092876A1 (en) Axial magnetic field electric motor, stator assembly, and stator winding process
CN217216149U (zh) 一种具有小宽窄比导线的定子组件及电机
CN218569962U (zh) 一种定子绕组、定子、电机和车辆
CN212231200U (zh) 一种72槽8极扁铜线绕组结构
CN218603255U (zh) 一种具有田字形方导线的定子组件及电机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080730

Termination date: 20101113