IT201800006494A1 - Apparato e metodo per il modellamento di hairpin - Google Patents

Apparato e metodo per il modellamento di hairpin Download PDF

Info

Publication number
IT201800006494A1
IT201800006494A1 IT102018000006494A IT201800006494A IT201800006494A1 IT 201800006494 A1 IT201800006494 A1 IT 201800006494A1 IT 102018000006494 A IT102018000006494 A IT 102018000006494A IT 201800006494 A IT201800006494 A IT 201800006494A IT 201800006494 A1 IT201800006494 A1 IT 201800006494A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
legs
conductors
basic
hairpin
deformation
Prior art date
Application number
IT102018000006494A
Other languages
English (en)
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 filed Critical
Priority to IT102018000006494A priority Critical patent/IT201800006494A1/it
Priority to BR112020026030-4A priority patent/BR112020026030A2/pt
Priority to MX2020012762A priority patent/MX2020012762A/es
Priority to JP2020564876A priority patent/JP7384834B2/ja
Priority to CN201980041734.5A priority patent/CN112385127B/zh
Priority to EP19742938.4A priority patent/EP3811504A1/en
Priority to CA3101428A priority patent/CA3101428A1/en
Priority to KR1020207036652A priority patent/KR20210021994A/ko
Priority to PCT/IB2019/055197 priority patent/WO2019244090A1/en
Priority to US17/254,052 priority patent/US11962206B2/en
Publication of IT201800006494A1 publication Critical patent/IT201800006494A1/it
Priority to JP2023101657A priority patent/JP2023134484A/ja

Links

Classifications

    • 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
    • H02K15/04Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • H02K15/0414Windings consisting of separate elements, e.g. bars, hairpins, segments, half coils
    • H02K15/0421Windings consisting of separate elements, e.g. bars, hairpins, segments, half coils consisting of single conductors, e.g. hairpins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/04Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • 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
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/024Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with slots
    • 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
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)

Description

Apparato e metodo per il modellamento di hairpin
[0001] La presente descrizione si pone nel campo dei dispositivi configurati per modellare gli hairpin con cui formare un gruppo di avvolgimento statorico o rotorico.
Stato della tecnica
[0002] È noto e oramai diffuso realizzare statori o rotori di macchine elettriche, quali generatori o motori elettrici ad esempio per applicazioni in veicoli elettrici ibridi (HEVs), in cui l’avvolgimento statorico o rotorico è formato da una pluralità di conduttori a barra ripiegati e variamente interconnessi fra loro in modo da realizzare avvolgimenti elettrici anche detti “avvolgimenti a barra”. Tali conduttori a barra ripiegati sono anche detti “conduttori hairpin” o semplicemente “hairpin”. Gli avvolgimenti a barra possono essere costituiti da uno o più gruppi di avvolgimento concentrici, talvolta noti come “corone”, ciascun gruppo di avvolgimento essendo già un avvolgimento in sé (“winding set”).
[0003] In particolare, appartengono allo stato della tecnica nota avvolgimenti con hairpin aventi una sezione trasversale circolare (anche detti “conduttori a filo tondo”) o rettangolare, o ancora conduttori a geometria di sezione trasversale variabile lungo la lunghezza (ad es. conduttori tondi e resi rettangolari nella parte ospitata in cava). A tale proposito, per filo conduttore “rettangolare” o “quadrato” si intende nella presente descrizione un filo avente quattro lati sostanzialmente piatti, ciascuno unito ai lati adiacenti, tipicamente da un bordo arrotondato. Sono noti conduttori a barra aventi una sezione trasversale di forma trapezoidale.
[0004] I suddetti conduttori a barra vengono preformati usualmente mediante piegatura ad “U” o a “P” a partire da conduttori a barra rettilinei. Il brevetto statunitense US 7,480,987 descrive un esempio di metodo di preformatura di conduttori a barra rettilinei per formare gli hairpin. I conduttori preformati a “U” o “P”, spesso denominati nel settore anche “conduttori preformati basici”, presentano tipicamente due gambe affiancate di uguale o differente lunghezza aventi ciascuna una porzione di estremità libera ed una opposta porzione di estremità raccordata, tramite una porzione di raccordo a ponte, all’altra delle due gambe. Poiché le porzioni di estremità sporgono quando inserite nel rotore o statore, esse verranno d’ora in poi chiamate “porzione sporgente libera” ed “opposta porzione sporgente raccordata”. La porzione sporgente raccordata può anche essere chiamata “porzione di testa”.
[0005] Facendo riferimento alla Fig. 1(a), un hairpin 255 è preformato a partire da un conduttore lineare (non mostrato), piegandolo a formare una prima gamba 255a con una relativa estremità di porzione sporgente libera 255aE ed una seconda gamba 255b con una relativa estremità di porzione sporgente libera 255bE. La piegatura forma allo stesso tempo una connessione a ponte 255c tra le due gambe 255a, 255b. L’hairpin preformato in questo esempio ha una forma di una “U” schiacciata. Per realizzare, ad esempio, uno statore di macchina elettrica, è noto sottoporre gli hairpin preformati ad “U” o a “P” a due differenti tipi di torcitura.
[0006] Un nucleo di statore o rotore di macchina elettrica a flusso magnetico radiale è sostanzialmente un anello avente due facce piane e due superfici cilindriche, aventi generatrici perpendicolari alle due facce piane e parallele all’asse di rotazione del rotore della macchina elettrica. A quest’ultimo asse si riferiscono le direzioni radiale, circonferenziale e assiale menzionate nel seguito, se non altrimenti specificato. Una delle due superfici cilindriche è adiacente almeno in parte al traferro della macchina elettrica, della quale detto statore o rotore fa parte, e definisce un insieme di cave, nelle quali vengono ospitate le parti rettilinee dell’avvolgimento. Le due superfici piane sono distinte in superficie o lato di inserimento e superficie o lato opposto a quello di inserimento. Le parti dell’avvolgimento che sporgono al di fuori di detto nucleo sono dette testate. Alla testata sporgente dal lato opposto a quello di inserimento appartengono le estremità delle porzioni libere dei conduttori, che nella maggior parte sono soggette a saldatura. Se sono presenti nell’avvolgimento porzioni sporgenti raccordate a ponte, esse appartengono alla testata sporgente dal lato di inserimento. Le porzioni sporgenti dal lato di inserimento, siano esse libere o raccordate a ponte, sono indicate nel seguito come porzioni sporgenti lato inserimento.
[0007] La regione del nucleo di statore o di rotore presente tra una cava e un’altra adiacente è detta dente. Il numero di denti è pari al numero di cave. La parte di raccordo dei denti del nucleo è detto giogo, che definisce una porzione di ciascuna cava e si trova rispetto ad essa dal lato opposto alla apertura di cava sul traferro della macchina.
[0008] La cava può essere divisa in una matrice di posizioni in ciascuna delle quali può essere collocata una gamba di un conduttore basico. I conduttori ospitati nella stessa posizione radiale delle cave definiscono un cosiddetto strato di avvolgimento.
[0009] In un primo tipo di torcitura, anche detta “torcitura dal lato inserimento”, i conduttori preformati basici vengono opportunamente inseriti in apposite tasche o “cave” radialmente allineate realizzate in un dispositivo di torcitura che è adatto a deformare, dopo l’inserimento, tali conduttori. Il dispositivo di torcitura serve essenzialmente a “divaricare” le gambe della forma a “U” o a “P” per far sì che le due gambe di ciascun conduttore, dopo aver estratto quest’ultimo dal dispositivo di torcitura, possano essere successivamente inserite in una corrispondente coppia di cave di un nucleo statorico che sono fra loro angolarmente sfalsate di una distanza predefinita sostanzialmente pari alla distanza angolare tra le cave in cui le gambe sono successivamente inserite, e radialmente distanziate della distanza radiale tra le posizioni in cava rispettivamente occupate dalle gambe.
[0010] A partire da un hairpin preformato, ad esempio ma non esclusivamente come nella Fig. 1(a), si va a formare un hairpin nella forma idonea al suo inserimento nello statore (o rotore) allargando le gambe 255a, 255b e sagomando la connessione a ponte 255c, per ottenere ad esempio la forma nella Fig. 1(b). Con 255p si indica il passo (pitch) dell’hairpin, ovvero la distanza lineare, o la distanza angolare, o la distanza in termini di passi di cava, tra le gambe. È da notare che in questo caso la sommità centrale 255c2 dell’hairpin formato è la zona dove la sezione del conduttore subisce una rotazione di 180° rispetto alla superficie mediana dell’hairpin (superficie che passa all’interno dell’hairpin e include le due gambe).
[0011] La domanda di brevetto pubblicata al numero US 2009/0178270 descrive un esempio di metodo di torcitura dal lato inserimento per la torcitura a passo uniforme dei conduttori a barra preformati dopo l’inserimento di questi nelle tasche di un dispositivo di torcitura, in cui gli hairpin hanno sezione rettangolare.
[0012] Secondo la tecnica nota ed in riferimento alla Fig. 2, gli hairpin possono essere anche ottenuti per stampaggio, processo nel quale un conduttore rettilineo viene pressato contro un contrasto con un sistema di tipo “punch and die”. La Fig. 2(a) mostra un tale conduttore stampato; esso non presenta una sezione trasversale che ruota rispetto alla superficie mediana dell’hairpin.
[0013] Questo hairpin stampato o anche un hairpin preformato e divaricato, ottenuto come sopra, può essere sottoposto alla cosiddetta “torcitura lato saldatura”, nel qual caso si può introdurre la rotazione di cui sopra e una forma “a scalino” delle porzioni sporgenti delle gambe 255a e 255b, dove ad esempio la gamba 255a presenta una prima porzione rettilinea 255a1, una porzione a gradino 255a2 e una seconda porzione rettilinea 255a3 (sostanzialmente corrispondente alla porzione 255aE della Fig. 1), come in Fig. 2(b).
[0014] Facendo riferimento alla Fig. 3, la forma della porzione sporgente lato inserimento, ossia della connessione a ponte 255c, per un hairpin stampato, può comprendere tre porzioni 255c1, 255c3 e 255c2 iniziando dalla connessione alla seconda gamba 255b e finendo alla connessione alla prima gamba 255a (nascoste nella vista di Fig. 3). La porzione 255c1 ha una direzione di estensione principale B ed un raggio di curvatura RB, la porzione 255c3 una direzione di estensione principale A ed un raggio di curvatura RA, la porzione 255c2 una direzione di estensione principale C (ed eventualmente una sua curvatura, non indicata). Con α1 è indicato l’angolo tra le direzioni A e C, con α2 l’angolo tra le direzioni A e B e con α3 l’angolo tra le direzioni B e C, uguale alla somma degli angoli α1 e α2. Questa è solo una delle forme finali possibili di un hairpin, ogni altra forma con differenti porzioni e sagomature, sia della porzione a ponte sia delle gambe è utilizzabile con l’apparato ed il metodo secondo la presente descrizione.
[0015] Ancora, esistono conduttori denominati “I-pin, termine con il quale si intende un conduttore da ospitare in una singola cava e, quando nella cava, avente le porzioni con estremità libere sporgenti da entrambe le facce piane del nucleo statorico. Le estremità dell’I-pin si possono saldare ad estremità di altri conduttori sporgenti dalle cave o ad elementi terzi (ad esempio, bus bar, occhielli) oppure possono svolgere la funzione di terminali di fase. Le porzioni possono essere soggette a piega del tipo “lato saldatura”. Un esempio di I-pin si può trovare nei conduttori indicati con i riferimenti 81-83 nel documento US7622843B2. Sono noti anche i “conduttori a forma di W” (“W-shaped conductors”), si veda ad esempio ancora il brevetto US 7,622,843 B2. Un conduttore a W può essere formato per saldatura di un hairpin stampato con un I-pin, oppure con saldatura di un quarto conduttore con i tre I-pin.
[0016] Ulteriormente, e facendo riferimento alla Fig. 4, esiste un hairpin stratificato (“stranded”) con ribaltamento della sezione trasversale nel punto di piega (Fig. 4(a)) oppure con trasposizione continua lungo le porzioni dell’hairpin ospitate in cava (Fig. 4(b); US 3837072). Una variante non rappresentata può essere un hairpin analogo privo di ribaltamento.
[0017] Nel seguito, tutti i sopra descritti tipi di hairpin e anche gli I-pin e i W-pin verranno ricompresi nella dizione “conduttori basici”.
[0018] Dopo essere stati sottoposti al primo tipo di torcitura o dopo essere stati stampati, i conduttori basici vengono tipicamente pre-assemblati in un gruppo di avvolgimento come sopra menzionato. L’apparato di preassemblaggio avrà una serie di cave in cui inserire le gambe di ciascun hairpin, e sarà in generale differente dal dispositivo di torcitura.
[0019] Il gruppo di avvolgimento viene poi inserito in blocco nelle cave del nucleo statorico attraverso un primo lato dello stesso (cosiddetto “lato inserimento” o “faccia di inserimento”) con le rispettive porzioni libere sporgenti da un secondo lato del nucleo (cosiddetto “lato saldatura” o “lato di connessione” o “faccia di saldatura” o “faccia di fuoriuscita”) opposto al primo lato.
[0020] In base allo specifico schema di avvolgimento da realizzare, le porzioni libere dei conduttori basici sporgenti dal lato saldatura possono essere quindi sottoposte ad un secondo tipo di torcitura, anche detta “torcitura dal lato saldatura”, per esempio dopo essere state inserite in tasche realizzate in un’apposita attrezzatura di torcitura. L’attrezzatura di torcitura ha qui lo scopo di piegare o torcere le porzioni libere dei conduttori per sagomare opportunamente tali porzioni libere e permettere conseguentemente di effettuare le appropriate connessioni elettriche fra i conduttori al fine di completare l’avvolgimento. La domanda di brevetto pubblicata al numero US 2009/0302705 descrive un esempio di metodo di torcitura dal lato saldatura del tipo sopra discusso.
[0021] È un problema sentito quello di aumentare il numero di fili in cava statorica compattando gli ingombri della macchina elettrica, aumentando il numero di layer nella cava statorica, minimizzando gli spazi d’aria in cava e massimizzando il rapporto tra volume di rame inserito in cava e volume disponibile, al netto del volume occupato dai materiali per l’isolamento.
[0022] A tale proposito, è da notare che alcune deformazioni indesiderate nelle porzioni di raccordo, impediscono l’elevata compattezza radiale e l’assemblaggio della corrispondente testata dell’avvolgimento e di conseguenza ostacolano un maggiore riempimento di cava, soprattutto quando l’avvolgimento ha un elevato numero di conduttori per cava. Le deformazioni indesiderate delle porzioni di raccordo di una corona di avvolgimento causano una distanza indesiderata tra gli strati della stessa corona, ossia la minima distanza radiale tra le gambe interne e quelle esterne della corona di avvolgimento. Inoltre, in avvolgimenti con più corone di avvolgimento, le deformazioni indesiderate delle porzioni di raccordo comportano una distanza minima indesiderata tra gambe di strati adiacenti di corone di avvolgimento diverse. Questo può essere ad esempio dovuto anche alla deformazione e alla rotazione della sezione del filo in alcuni punti di piega della porzione di raccordo ed ha effetti negativi sul riempimento di cava. In altri termini, per quanto si possa compattare radialmente la testata dell’avvolgimento, tra le parti rettilinee dei conduttori ospitate in cava risulta esserci maggiore distanza che in testata, per colpa delle deformazioni indesiderate sulle porzioni di raccordo.
[0023] È quindi sentita l’esigenza di un dispositivo ed un procedimento che permettano di migliorare il rapporto tra volume di rame e volume disponibile in cava. In particolare, a tal fine, è sentita l’esigenza di permettere l’assemblaggio di gruppi di avvolgimento statorici o rotorici con elevato riempimento dello spazio di cava deformando le porzioni sporgenti lato inserimento di un avvolgimento con un attrezzo regolabile in funzione delle possibili diverse proprietà meccaniche del filo.
Scopo e oggetto dell’invenzione
[0024] Scopo della presente invenzione è fornire un dispositivo di modellatura di hairpin che permetta maggiore riempimento dello spazio di cava nell’assemblaggio di gruppi di avvolgimento statorici o rotorici.
[0025] È ulteriore scopo specifico della presente invenzione un procedimento che usi il dispositivo scopo dell’invenzione per la modellatura di hairpin, al fine di ottenere statori o rotori con una maggiore densità di conduttori basici.
[0026] È oggetto della presente invenzione un dispositivo o apparato e/o un metodo secondo le allegate rivendicazioni.
[0027] È ulteriore oggetto della presente invenzione uno statore o un rotore di macchina elettrica, in cui sono inseriti uno o più gruppi di avvolgimento di un avvolgimento a barre ottenuti tramite il metodo e/o il dispositivo dell’invenzione, secondo le allegate rivendicazioni di statore o rotore.
[0028] È ancora ulteriore oggetto della presente
invenzione una macchina elettrica che utilizza uno
statore e/o un rotore ottenuto dall’invenzione, secondo
l’allegata rivendicazione di macchina elettrica.
Descrizione dettagliata di esempi di realizzazione
dell’invenzione
Lista delle figure
[0029] L’invenzione verrà ora descritta a titolo
illustrativo ma non limitativo, con particolare
riferimento ai disegni delle figure allegate, in cui: - la figura 1 mostra in (a) un hairpin preformato ad
U schiacciata, ed in (b) un hairpin formato, secondo
la tecnica nota;
- la figura 2 mostra in (a) un conduttore stampato,
ed in (b) un conduttore dopo essere stato sottoposto
a torcitura lato saldatura;
- la figura 3 mostra l’hairpin della figura 1(b) o
2(a) dall’alto, secondo la tecnica nota;
- la figura 4 mostra in (a) un hairpin stratificato
(“stranded”) con ribaltamento della sezione
trasversale nel punto di piega ed in (b) con
trasposizione continua lungo le porzioni
dell’hairpin ospitate in cava;
- la figura 5 mostra lo spostamento angolare della
porzione di hairpin lato inserimento in (a) nel caso
di un hairpin pre-assemblato secondo la tecnica
anteriore e in (b) come modellato singolarmente
secondo la presente descrizione;
- la figura 6 mostra un dispositivo di modellamento di hairpin secondo una forma realizzativa della presente descrizione che consente di allargare gli hairpin contemporaneamente, utilizzando un cuneo divaricatore;
- la figura 7 mostra due stati di un dispositivo di modellamento secondo una forma realizzativa della presente descrizione, in (a) uno stato di riposo iniziale nel quale è inserito l’hairpin di partenza come nella figura 5(a), ed in (b) uno stato finale di modellatura in cui l’hairpin è modellato come nella figura 5(b);
- la figura 8 mostra in (a) e (b) due sezioni del dispositivo di figura 7 rispettivamente nelle direzioni A-A in (a) e B-B in (b);
- la figura 9 mostra in (a) e (b) una vista dall’alto del dispositivo di figura 7 nei due corrispondenti stati di azionamento della figura 7;
- la figura 10 mostra una vista prospettica del dispositivo delle figure da 7 a 9, nella posizione di riposo iniziale;
- la figura 11 mostra una linea di produzione di hairpin modellati, in cui è inserito il dispositivo della presente descrizione;
- la figura 12 mostra il dettaglio della posizione del dispositivo della presente descrizione nella figura 11;
- la figura 13 mostra la disposizione di hairpin lato inserimento durante la formazione di un gruppo di avvolgimento, secondo la tecnica nota;
- la figura 14 l’interferenza che si può verificare tra parti di raccordo adiacenti appartenenti a corone diverse, evitabile utilizzando il metodo della presente invenzione;
- la figura 15 mostra una parte dei conduttori basici di un avvolgimento ottenuti secondo il metodo della presente invenzione, essendo l’altra parta nascosta, per facilitare la visualizzazione della piega delle parti di raccordo, di entità differente per ciascuna corona; nel dettaglio si evidenzia il beneficio del presente metodo, nella distanza tra le porzioni di raccordo di corone diverse, utile principalmente al riempimento di cava;
- la figura 16 mostra in (a) un gruppo di avvolgimento multi-corona ottenuto secondo la presente descrizione lato inserimento, ed in (b) il dettaglio degli spazi tra le corone; e
- la figura 17 mostra in (a) un gruppo di avvolgimento multi-corona ottenuto secondo la tecnica nota lato inserimento, ed in (b) il dettaglio degli spazi tra le corone.
[0030] Si specifica qui che elementi di forme di realizzazione differenti nel seguito descritti possono essere combinati insieme per fornire ulteriori forme di realizzazione senza limiti rispettando il concetto tecnico dell’invenzione, come il tecnico medio del ramo intende senza sforzo da quanto nel seguito descritto e rivendicato.
[0031] La presente descrizione inoltre fa riferimento alla tecnica nota per la sua implementazione, riguardo alle caratteristiche di dettaglio non descritte, come ad esempio elementi di minore importanza usualmente utilizzati nella tecnica nota in soluzioni dello stesso tipo.
[0032] Quando si introduce un elemento si intende sempre che può essere “almeno uno” o “uno o più” salvo diversamente indicato in modo esplicito.
[0033] Quando si elenca una lista di elementi o di caratteristiche in questa descrizione si intende che il trovato secondo la presente descrizione “comprende” oppure alternativamente “è composto di” tali elementi.
[0034] Nelle annesse figure, elementi uguali o simili potranno essere indicati mediante gli stessi riferimenti numerici.
[0035] Ai fini della presente descrizione, le espressioni “radiale” o “circonferenziale” o altre simili espressioni definite rispetto ad una direzione od un asse, vanno riferite ad una circonferenza giacente su un piano ortogonale a tale direzione o asse e che ha il centro su detta direzione o asse. Inoltre, ai fini della presente descrizione, l’espressione “angolarmente spaziato” (o altre simili espressioni) definita rispetto ad una direzione od asse, va riferita all’angolo fra due raggi di una circonferenza giacente su un piano ortogonale a tale direzione o asse e che ha il centro su detta direzione o asse.
Forme di realizzazione dell’invenzione
[0036] La presente descrizione riguarda un dispositivo (o apparato o assieme) ed un metodo per il modellamento di hairpin (vantaggiosamente in rame, a sezione circolare o non-circolare) precedente al loro pre-assemblaggio in un gruppo di avvolgimento a barre per statore o rotore. Nel seguito si farà indifferentemente riferimento ad “hairpin” per intendere “conduttore hairpin” o “conduttore basico”. Con “conduttore basico” si intende ricomprendere un hairpin con gambe allargate (con gambe non piegate sul lato di saldatura), come nel seguito descritto, oppure un I-pin oppure un W-pin
[0037] Facendo riferimento alla Fig. 5, la soluzione secondo la presente descrizione si occupa del modellamento del singolo hairpin, prima del suo preassemblaggio in un gruppo di avvolgimento. Come raffigurato in Fig. 5(a), un hairpin convenzionale 255 comprende una porzione 255c lato inserimento che è inclinata di un angolo � rispetto ad un piano predefinito, ad esempio passante per le sue due (o più) gambe 255a e 255b. Tale piano deve passare per almeno un punto di ciascuna gamba, e l’angolo � va calcolato rispetto ad un piano che passa per le estremità della porzione di raccordo a ponte 255c o genericamente delle estremità di una porzione sporgente lato inserimento (quelle che si connettono alle gambe, per essere chiari) e per almeno un punto dello stesso raccordo a ponte. Una volta definiti i piani di riferimento delle due porzioni dell’hairpin, si potrà tarare la misura dell’inclinazione angolare di cui si parla nella soluzione della presente descrizione.
[0038] La soluzione della presente descrizione vuole aumentare questa inclinazione di un ulteriore angolo x (positivo o negativo), ad esempio nello stesso senso di rotazione. Questo può essere fatto singolarmente su ogni hairpin appunto prima del suo assemblaggio in un gruppo di avvolgimento.
[0039] Quando qui si dice “singolarmente”, si intende anche che più hairpin possono essere deformati contemporaneamente secondo la presente descrizione, a patto che nella deformazione non interferiscano mai in modo da preservare il loro smalto superficiale.
[0040] Facendo riferimento alla Fig. 6, secondo una forma realizzativa della presente descrizione, un dispositivo di modellamento degli hairpin nel senso qui sopra descritto può essere formato da un telaio 150 con cave 155 (rappresentato ad esempio da uno statore/rotore o un sistema di assemblaggio dei conduttori basici di un avvolgimento a barre) in cui vengono inseriti gli hairpin 255. Un cuneo 120 viene calato dall’interno della corona di cave 155 in modo tale da spingere la porzione a ponte 255c degli hairpin.
[0041] Se gli hairpin vengono inseriti nelle cave 155 a formare un gruppo di avvolgimento completo, e viene poi azionato il cuneo come sopra, le porzioni a ponte di hairpin vicini nel gruppo di avvolgimento subiranno uno sfregamento reciproco, che può danneggiare il rivestimento degli stessi hairpin.
[0042] Per risolvere questo problema secondario, secondo l’invenzione, gli hairpin devono essere disposti nelle cave in modo tale che le loro porzioni a ponte 255c non siano interferenti durante tutto il processo di modellamento, per evitare la frizione tra hairpin. Ci sono vari modi quindi di configurare le cave nel telaio e gli hairpin nelle cave in modo che questo sia possibile, di cui quello illustrato è solo un esempio.
[0043] In alternativa al cuneo, può essere utilizzata una pluralità di elementi che agiscono sulla porzione di raccordo dei conduttori, deformandola, disposti a raggiera e movimentabili in senso radiale rispetto allo stesso asse dello statore/rotore o del dispositivo di assemblaggio. In generale, si tratta di un elemento integrale dimensionato e conformato in modo tale da interferire con gli hairpin in un solo movimento.
[0044] Ai fini del metodo secondo la presente descrizione, possono essere usati anche dispositivi di assemblaggio differenti dal sistema a cuneo 100 ed eventualmente l’uso di mezzi manuali quali pinze o simili, avendo cura di posizionare gli hairpin in modo che non interferiscano tra loro, contrariamente al posizionamento degli hairpin nei gruppi di avvolgimento per i fini della tecnica nota. Il metodo secondo questo aspetto della presente descrizione permette di:
1. minimizzare gli spazi d’aria in cava,
2. permettere l’assemblaggio di gruppi di avvolgimento con elevato riempimento di cava
3. avere una compattazione assiale (problema secondario),
4. evitare lo sfregamento (problema secondario), solo se il sistema di assemblaggio/statore è opportunamente parzialmente popolato.
[0045] Facendo riferimento alle Figg. 7-10, si illustra una forma di realizzazione di un dispositivo di modellamento secondo la presente descrizione. Sebbene tale descrizione illustri il modellamento di un singolo hairpin, è da intendere che gli elementi ed i mezzi utili a tale modellamento possono essere ripetuti e disposti nello stesso dispositivo, eventualmente con parti rispettive solidarizzate, in modo da modellare allo stesso modo parallelamente più hairpin, che poi verranno utilizzati nelle varie applicazioni in cui servono.
[0046] Il dispositivo comprende un insieme di elementi di telaio 310, 315, 320, 340 a cui è connesso un elemento di deformazione (o modellatura, nell’esempio attuata tramite spinta) 330 in modo ruotabile, ad esempio grazie ad un perno 380. L’elemento di deformazione 330 è opzionalmente e vantaggiosamente richiamato in posizione da una molla 345, o altro elemento o mezzo che esercita una forza di richiamo, connessa tra lo stesso elemento di deformazione 330 e l’insieme di elementi di telaio sopra nominati.
[0047] L’insieme di elementi di telaio comprende, secondo un aspetto della presente descrizione, una base 310, un elemento verticale 315 connesso alla base 310, un elemento di supporto 320 del perno 380, un elemento di ancoraggio 340 della molla 345. Gli elementi 315, 320 e 340 sono vantaggiosamente uno a contatto dell’altro lungo piani paralleli.
[0048] Secondo un aspetto della presente descrizione, l’elemento di supporto 320 comprende due staffe parallele eventualmente unite tra loro ad una estremità o ad una certa altezza. Ad una rispettiva estremità dell’elemento di supporto 320 sono presenti due perni 380 che condividono lo stesso asse, e su cui è montato l’elemento di deformazione 330 in modo che possa ruotare attorno a detto asse. Tra le due staffe parallele, è disposto un gruppo di alloggiamento 350,360 dell’hairpin 255 in modo che la sua parte di raccordo sporga rispetto a detto asse. Vantaggiosamente, l’elemento 350 è un elemento di appoggio del vertice 255c2 dell’hairpin 255 e l’elemento a cave 360 (anche formato da due staffe parallele e fissate all’elemento di supporto 320 e/o all’elemento verticale 315) contiene due (o più) cave per l’inserimento delle gambe dell’hairpin. Convenientemente, tra l’elemento a cave 360 e l’elemento 350 è posto un ulteriore elemento 355 solidale all’elemento 350. Secondo un aspetto dell’invenzione, la posizione dell’elemento di appoggio 350 è regolabile lungo un asse perpendicolare all’asse del perno 380, per permettere di modellare hairpin differenti.
[0049] Un elemento di contrasto 370 è montato tra il gruppo di alloggiamento 350,360 (ad esempio fissato a detto elemento di spinta 330 e scorrevole su detto elemento a cave 360 attraverso elementi in aggetto 375) e l’elemento di deformazione 330, in modo tale che, al ruotare dell’elemento di deformazione 330, l’elemento di contrasto 370 spinga in modo sufficientemente uniforme la porzione sporgente lato inserimento dell’hairpin 255 nella stessa direzione, operando così uno spostamento angolare x rispetto al piano delle cave dell’elemento a cave 360.
[0050] L’elemento di deformazione 330 può possedere dei supporti di ancoraggio 390 per una maniglia o un pistone che lo spinga. Facendo riferimento alla Fig. 9, la maniglia 395 è fissata in 390, anche se nelle altre figure non è mostrata per semplicità di rappresentazione. Invece della o in aggiunta alla maniglia 395, può essere presente un attuatore meccanico che fa ruotare l’elemento di deformazione 330.
[0051] Opzionalmente secondo la presente descrizione, il dispositivo di modellamento (o “piegatura” o “deformazione”) possiede mezzi di regolazione 316 dell’angolo x di piega, ad esempio nella forma di una o più viti di taratura.
[0052] In generale, un procedimento di modellatura di uno o più conduttori basici 255 secondo la presente descrizione è il seguente.
[0053] Anzitutto, occorre fornire un dispositivo che comprenda:
- un telaio 310,315,320,340;
- una o più corrispondenti porzioni di alloggiamento 350,360 parziale o totale di detti uno o più conduttori basici 255, ciascuna porzione di alloggiamento essendo connessa in modo integrale a o formata in detto telaio 310,315,320,340; e
- uno o più corrispondenti elementi di deformazione 330 di detti uno o più conduttori basici 255.
[0054] Gli uno o più corrispondenti elementi di deformazione 330 sono configurati ed atti a passare da una posizione iniziale in cui sostanzialmente non esercitano alcuna azione su detti uno o più conduttori basici 255 ad una posizione finale di deformazione di detti uno o più conduttori basici 255 in cui detto angolo assume un valore γ+x differente da detto valore predeterminato γ. Inoltre, dette una o più corrispondenti porzioni di alloggiamento 350,360 sono configurate in modo tale che detti uno o più conduttori basici 255 possano essere inseriti senza mutua interferenza delle rispettive porzioni a ponte 255c, e rimangano non interferenti, sia in detta posizione iniziale sia in tutti gli stati fino a detta posizione finale.
[0055] A questo punto, si inseriscono le gambe di detti uno o più conduttori basici in dette una o più corrispondenti porzioni di alloggiamento 350,360, in modo che le loro porzioni di raccordo a ponte 255c non interferiscano tra loro, sia in detta posizione iniziale sia in tutti gli stati fino a detta posizione finale.
[0056] Infine, si muove detto almeno un elemento di deformazione 330 da detta posizione iniziale a detta posizione finale.
[0057] Con il metodo secondo la presente descrizione si ottengono hairpin che possono andare a formare un gruppo di avvolgimento. Uno o più gruppi di avvolgimento possono essere così montati su uno statore o su un rotore. In particolare, si possono montare uno o più gruppi di avvolgimento 290 con un angolo x reciprocamente differente. Questi gruppi di avvolgimento possono essere inseriti uno dopo l’altro in modo che detto angolo x diminuisca da un primo gruppo di avvolgimento più vicino al giogo dello statore/rotore ad un ultimo gruppo di avvolgimento più vicino al traferro dello statore/rotore. Più in dettaglio, essendo le corone deformate, si deve rispettare un ordine di inserimento: la prima corona da inserire è quella con l’angolo x maggiore e l’ultima quella con l’angolo x minore.
[0058] Sebbene sia stato illustrato il caso della piegatura della porzione sporgente a raccordo rispetto al piano delle gambe dell’hairpin, è del tutto possibile e ricompreso nella presente descrizione il caso in cui detta parte di raccordo sta ferma e sono le gambe ad essere piegate di un angolo x nella direzione opposta al caso illustrato. Infatti, ai fini dell’ottenimento degli effetti ricercati, è la piegatura reciproca tra parte di raccordo (lato inserimento) e piano delle gambe che conta e non se praticamente una delle due sia tenuta ferma.
[0059] Inoltre, sebbene si sia descritto il caso di un dispositivo di modellamento di un hairpin con due gambe, lo stesso concetto tecnico può essere facilmente implementato per un W-pin a tre gambe, o anche ad un I-pin con una sola gamba. Ovviamente, in quest’ultimo caso, l’elemento di contrasto dovrà essere adattato per far presa su una sola porzione sporgente lato inserimento che non sarà più una porzione raccordata a ponte, ma una semplice porzione a stelo o a occhiello.
[0060] Facendo riferimento alla Fig. 11, il dispositivo secondo la presente descrizione può essere montato in una linea di produzione 400 di hairpin singoli nonché in un sistema di assemblaggio/pre-assemblaggio di gruppo di avvolgimento. La linea di produzione 400 può comprendere, secondo un aspetto della presente descrizione, una sezione di svolgimento del filo conduttore 440 da bobina, una cosiddetta zonatrice 430 che taglia il conduttore lineare alla lunghezza desiderata, una sezione di piega 420 che include un primo dispositivo che forma l’hairpin secondo la tecnica nota, ed un secondo dispositivo in linea che imprime l’ulteriore angolo di rotazione x della parte di raccordo, secondo la presente descrizione. Alternativamente alla sezione di produzione del filo conduttore, può essere presente una sezione di stampa 410 che si connette pure alla sezione di piega 420, nel caso in cui l’hairpin sia stampato.
[0061] La Fig. 12 mostra il dispositivo di modellatura 300 secondo la presente descrizione, all’uscita del dispositivo di piegatura 425 dell’hairpin come nella tecnica anteriore.
[0062] Facendo ora riferimento alle Figg. 13-17, si illustra in maggiore dettaglio una differenza di effetto della soluzione secondo la presente descrizione rispetto ai metodi per ottenere avvolgimenti del tipo descritto definiti dalla tecnica anteriore.
[0063] In Fig. 13, è mostrato un gruppo di avvolgimento, avente parte degli hairpin che lo compongono nascosti per ragioni di chiarezza di illustrazione, in un dispositivo di assemblaggio o statore/rotore 150, con un dettaglio ingrandito in cui si notano zone di contatto 510 tra gli hairpin 255.
[0064] In Fig. 14, viene mostrato un gruppo di avvolgimento 290 formato a partire dalla disposizione della Fig. 13, in cui sono presenti tre corone concentriche. Si nota chiaramente lo stesso tipo di interferenza 510 tra hairpin di corone differenti.
[0065] In Fig. 15, è mostrato un gruppo di avvolgimento in un dispositivo di assemblaggio o statore/rotore 150 con alcuni hairpin nascosti, secondo la presente descrizione, con un dettaglio ingrandito in cui si notano zone vuote 550 tra gli hairpin 255, a differenza delle due figure precedenti della tecnica nota.
[0066] Questo effetto è anche mostrato in una vista dall’alto in Fig. 16 del gruppo di avvolgimento 295 a tre corone ottenuto secondo la soluzione della presente invenzione, in cui vi è chiaramente uno spazio 550 tra gli hairpin delle differenti corone. Con questo spazio, ottenuto con modellatura che introduce un angolo aggiuntivo di rotazione della porzione sporgente lato inserimento di hairpin rispetto al piano delle sue gambe, il gruppo di avvolgimento può essere montato senza rovinare la superficie degli hairpin, ed in particolare il loro rivestimento, a causa delle forze di frizione.
[0067] In contrasto, in Fig. 17 è mostrato un gruppo di avvolgimento 290 tradizionale in cui tra gli hairpin 255 delle differenti corone, non vi sono spazi, ed anzi gli hairpin sono in contrasto 510, creando frizioni che rovinano il loro rivestimento.
[0068] A questo punto è possibile estrarre l’hairpin modellato che, dopo un minimo di ritorno elastico, si troverà ad avere la parte superiore ad una posizione angolare differente da quella di partenza (Fig. 5).
Vantaggi dell’invenzione
[0069] Nelle soluzioni tradizionali, l’inserimento delle zone nello statore, senza la formatura descritta sopra, non consente di minimizzare gli spazi d’aria in cava. Infatti, senza adottare una piega in senso radiale della parte di raccordo rispetto al piano delle gambe, la maggiorazione dello spazio tra corone, necessaria a preservarne l’isolamento durante il funzionamento della macchina, risulta associata ad una pari maggiorazione dello spazio tra le gambe in cava e, di conseguenza, a uno sfruttamento dello spazio di cava non ottimale.
[0070] Invece, con il modellamento dell’hairpin ottenuto grazie al dispositivo secondo la presente descrizione, si ottengono statori con un migliore sfruttamento degli spazi di cava, andando ad occupare lo spazio disponibile per la presenza del giogo di statore o rotore. Inoltre, come effetto secondario, si evita l’interferenza tra fili di gruppi di avvolgimento concentrici.
[0071] Secondo la soluzione della presente descrizione, questo è ottenuto tra l’altro imprimendo una piegatura aggiuntiva tra parte di raccordo e gambe dell’hairpin, per ogni singolo hairpin, prima del loro pre-assemblaggio in un gruppo di avvolgimento.
[0072] Come sopra discusso, in generale la corona circolare che racchiude le gambe di una corona di avvolgimento a strati adiacenti, in una vista dall’alto come quelle in figg. 16 e 17, può essere più sottile di quella che racchiude le parti di raccordo di dette gambe. Questo è dovuto alla deformazione e alla rotazione della sezione del filo in alcuni punti di piega. Questa maggiorazione, andandosi a sommare al minimo distanziamento tra le corone necessario per il funzionamento della macchina, si ripercuote sul riempimento di cava.
[0073] Invece, questi due aspetti risultano svincolati, se si opera una piega ulteriore della porzione di raccordo, nella direzione radiale, di entità diversa per ciascuna corona, come nel caso della presente descrizione. In questo modo la distanza tra le corone necessaria all’inserimento, non si ripercuote in cava. Il verso di piega dipende dalla possibilità di occupare lo spazio vicino al traferro di macchina o vicino al giogo di statore. Generalmente, la piega va verso l’esterno se il giogo del nucleo è più esterno alla corona della matrice di cave. La piega va verso l’interno in caso contrario.
[0074] Il metodo e il dispositivo rivendicati operano la piega della parte di raccordo di un conduttore basico, minimizzando le sollecitazioni meccaniche sul rivestimento isolante del conduttore, allo scopo di favorire l’inserimento di una corona in uno statore/rotore il cui avvolgimento è composto da più corone.
[0075] Il metodo e il dispositivo rivendicati operano la piega della parte di raccordo di un conduttore basico di entità regolabile. Tale regolazione può essere fatta in funzione delle proprietà meccaniche dei fili, che possono differire per il diverso ritorno elastico tra a causa della loro geometria, trattamento metallurgico del rame, materiale di rivestimento. Questo permette, a sua volta, di regolare la corsa dell’elemento di deformazione in modo più facile rispetto a progettare e realizzare un nuovo stampo.
[0076] Lista dei riferimenti nelle figure
100 = sistema di deformazione secondo una forma realizzativa della presente descrizione
120 = cuneo divaricatore
150 = telaio (statore/rotore o sistema assemblaggio) di deformazione con alloggiamenti incorporati per gli hairpin
155 = cava per l’inserimento parziale o totale di gambe di hairpin
255 = hairpin
255a = prima gamba dell’hairpin
255aE = estremità libera della prima gamba dell’hairpin
255a1 = una prima porzione rettilinea della gamba dell’hairpin
255a2 = una porzione a gradino della gamba dell’hairpin 255a3 = una seconda porzione rettilinea della gamba dell’hairpin
255b = seconda gamba dell’hairpin
255bE = estremità libera della seconda gamba dell’hairpin
255c = raccordo a ponte delle gambe dell’hairpin divaricato, stampato o formato
255c1 = porzione del raccordo a ponte connessa alla seconda gamba
B = direzione di estensione principale della porzione 255c1
RB = raggio di curvatura della porzione 255c1
255c3 = porzione del raccordo a ponte connessa alla prima gamba
A = direzione di estensione principale della porzione 255c3
RA = raggio di curvatura della porzione 255c3
255c2 = porzione centrale del raccordo a ponte
C = direzione di estensione principale della porzione 255c2
α1 = angolo tra le direzioni A e C
α2 = angolo tra le direzioni A e B
α3 = angolo tra le direzioni B e C, uguale alla somma di α1 e α2
255p = distanza tra le gambe dell’hairpin (pitch)
γ = angolo di rotazione della porzione 255c rispetto ad un piano passante per le due gambe dell’hairpin 255
x = ulteriore angolo di rotazione della porzione 255c rispetto ad un piano passante per le due gambe dell’hairpin 255, ad esempio nello stesso senso dell’angolo γ�
255cx = porzione dell’hairpin sporgente lato inserimento ruotata di x rispetto alla posizione di 255c
290 = gruppo di avvolgimento (winding set) tradizionale 295 = gruppo di avvolgimento secondo la presente descrizione
310 = base di telaio
315 = elemento verticale
316 = mezzi di regolazione dell’angolo x di piega 320 = elemento di supporto del perno 380
330 = elemento di spinta o trazione
340 = elemento di ancoraggio della molla 345
345 = molla di richiamo
350 = elemento di appoggio del vertice 255c2 dell’hairpin 355 = elemento solidale all’elemento 350
360 = elemento a cave
380 = perno
370 = elemento di contrasto
375 = elemento in aggetto
380 = perno
390 = supporto di ancoraggio
395 = maniglia
400 = linea di produzione di hairpin
410 = sezione di stampa
420 = sezione di piega
425 = dispositivo di piegatura dell’hairpin secondo la tecnica anteriore
430 = zonatrice
440 = sezione di svolgimento del filo conduttore
510 = zone di contatto tra gli hairpin 255, in un gruppo di avvolgimento 290 tradizionale
550 = zone vuote tra gli hairpin 255, in un gruppo di avvolgimento 295 secondo la presente descrizione
[0077] In quel che precede sono state descritte le preferite forme di realizzazione e sono state suggerite delle varianti della presente invenzione, ma è da intendersi che gli esperti del ramo potranno apportare modificazioni e cambiamenti senza con ciò uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (19)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo (300) per il modellamento di uno o più conduttori basici (255), in cui ciascun conduttore basico (255) comprende una o più gambe (255a, 255b) e una porzione opposta a dette una o più gambe denominata “porzione di testa” (255c), comprendente una o più prime estremità connesse a dette una o più gambe, e una seconda estremità opposta a dette una o più prime estremità, tale che l’angolo tra un piano che passa per dette una o più gambe (255a, 255b) e un piano che passa per dette una o più prime estremità ed un differente punto di detta porzione di testa assuma un valore predeterminato (�), in cui il dispositivo (300) comprende: - un telaio (310,315,320,340); - una o più corrispondenti porzioni di alloggiamento (350,360) parziale o totale di detti uno o più conduttori basici (255), ciascuna porzione di alloggiamento essendo connessa in modo integrale a o formata in detto telaio (310,315,320,340); e - uno o più corrispondenti elementi di deformazione (330) di detti uno o più conduttori basici (255), ciascuno montato girevole rispetto ad almeno una di dette una o più corrispondenti porzioni di alloggiamento (350,360); in cui: - detti uno o più corrispondenti elementi di deformazione (330) sono configurati ed atti a passare da una posizione iniziale in cui sostanzialmente non esercitano alcuna azione su detti uno o più conduttori basici (255) ad una posizione finale di deformazione di detti uno o più conduttori basici (255) in cui detto angolo assume un valore ( γ+x) differente da detto valore predeterminato ( γ); e - dette una o più corrispondenti porzioni di alloggiamento (350,360) sono configurate in modo tale che detti uno o più conduttori basici (255) non interferiscano tra loro, sia in detta posizione iniziale sia in tutti gli stati fino a detta posizione finale.
  2. 2) Dispositivo (300) secondo la rivendicazione 1, in cui detta almeno una di dette una o più corrispondenti porzioni di alloggiamento (350,360) è rispettivamente configurata ed atta ad ospitare detta porzione di testa (255c) oppure dette una o più gambe (255a, 255b) unicamente.
  3. 3) Dispositivo (300) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui almeno uno tra detti uno o più elementi di deformazione esercita una spinta e tra detto almeno un elemento di deformazione (330) e detto telaio (340) sono montati mezzi di richiamo (345) che esercitano una forza di richiamo di detto almeno un elemento di deformazione (330) a detta posizione iniziale.
  4. 4) Dispositivo (300) secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi di richiamo (345) comprendono una molla.
  5. 5) Dispositivo (300) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui tra almeno uno di detti uno o più corrispondenti elementi di deformazione (330) e detti uno o più conduttori basici (255) è montato un elemento di contrasto (370) configurato ed atto a spingere detta porzione di testa (255c) oppure dette una o più gambe (255a, 255b).
  6. 6) Dispositivo (300) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui detto valore ( γ+x) differente è un valore più grande di detto valore predeterminato.
  7. 7) Dispositivo (300) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui sono compresi mezzi di regolazione di detto valore ( γ+x) differente.
  8. 8) Dispositivo (300) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui almeno uno di detti uno o più elementi di deformazione (330) è configurato in modo da essere mosso da un attuatore manuale (390, 395) o da un attuatore motorizzato.
  9. 9) Dispositivo (300) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui detti uno o più elementi di deformazione sono integrali uno con l’altro, ad esempio formati in un sol pezzo.
  10. 10) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 9, in cui in cui ciascun conduttore basico (255) comprende due gambe (255a, 255b) e detta porzione di testa comprende una porzione di raccordo a ponte (255c) tra le due gambe in modo da formare una “U” tale che l’angolo tra un piano che passa per le due gambe (255a, 255b) e un piano che passa per le estremità di detta porzione di raccordo a ponte (255c) ed un differente punto di essa assuma detto valore predeterminato ( γ).
  11. 11) Metodo per il modellamento di uno o più conduttori basici (255), in cui ciascun conduttore basico (255) comprende una o più gambe (255a, 255b) e una porzione opposta a dette una o più gambe denominata “porzione di testa” (255c), comprendente una o più prime estremità connesse a dette una o più gambe, e una seconda estremità opposta a detta prima estremità, tale che l’angolo tra un piano che passa per dette una o più gambe (255a, 255b) e un piano che passa per dette una o più prime estremità ed un differente punto di detta porzione di testa assuma un valore predeterminato ( γ), il metodo comprendendo l’esecuzione delle seguenti fasi: S1. fornire un dispositivo che comprende: - un telaio (310,315,320,340); - una o più corrispondenti porzioni di alloggiamento (350,360) parziale o totale di detti uno o più conduttori basici (255), ciascuna porzione di alloggiamento essendo connessa in modo integrale a o formata in detto telaio (310,315,320,340); e - uno o più corrispondenti elementi di deformazione (330) di detti uno o più conduttori basici (255); in cui: - detti uno o più corrispondenti elementi di deformazione (330) sono configurati ed atti a passare da una posizione iniziale in cui sostanzialmente non esercitano alcuna azione su detti uno o più conduttori basici (255) ad una posizione finale di deformazione di detti uno o più conduttori basici (255) in cui detto angolo assume un valore ( γ+x) differente da detto valore predeterminato ( γ); e - dette una o più corrispondenti porzioni di alloggiamento (350,360) sono configurate in modo tale che detti uno o più conduttori basici (255) possano essere alloggiati senza mutua interferenza delle rispettive porzioni di testa (255c) e rimangano senza mutua interferenza sia in detta posizione iniziale sia in tutti gli stati fino a detta posizione finale; S2. inserire le gambe di detti uno o più conduttori basici in dette una o più corrispondenti porzioni di alloggiamento (350,360), in modo che le loro porzioni di testa (255c) non interferiscano tra loro, sia in detta posizione iniziale sia in tutti gli stati fino a detta posizione finale; e S3. muovere detto almeno un elemento di deformazione (330) da detta posizione iniziale a detta posizione finale.
  12. 12) Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui il dispositivo della fase S1 è il dispositivo definito in una o più delle rivendicazioni da 1 a 10.
  13. 13) Metodo secondo la rivendicazione 11 o 12, in cui in detto telaio (150) sono ricavate o integrate dette una o più corrispondenti porzioni di alloggiamento (155) lungo almeno una porzione di circonferenza, ed in cui è compreso un unico elemento di deformazione dimensionato per interferire con le porzioni di testa (255c) di uno o più conduttori basici (255) tra detta posizione iniziale e detta posizione finale.
  14. 14) Apparato (400) di produzione di conduttori basici (255), comprendente una sezione di svolgimento del conduttore a barra (440) da bobina, una sezione di taglio (430) del conduttore a barra alla lunghezza desiderata, una sezione di piega (420) del conduttore a barra (255), in cui la sezione di piega (420) include almeno un dispositivo come definito in una o più delle rivendicazioni da 1 a 10.
  15. 15) Gruppo di avvolgimento (290) per statore o rotore di macchina elettrica, comprendente conduttori basici (255) ottenuti direttamente dal metodo secondo una o più delle rivendicazioni da 11 a 13.
  16. 16) Statore o Rotore, in cui uno o più gruppi di avvolgimento (290), ciascuno come definito nella rivendicazione 15, sono inseriti rispettivamente in un nucleo statorico o rotorico (300).
  17. 17) Statore o Rotore secondo la rivendicazione 16, comprendente un traferro ed un giogo, in cui detti uno o più gruppi di avvolgimento (290) sono tali da avere un angolo x differente, e sono inseriti successivamente in modo che detto angolo x diminuisca da un primo gruppo di avvolgimento più vicino al giogo ad un ultimo gruppo di avvolgimento più lontano dal giogo.
  18. 18) Macchina elettrica comprendente uno statore e/o un rotore come definito nella rivendicazione 16 o 17.
  19. 19) Veicolo a trazione elettrica o ibrida comprendente uno statore e/o un rotore come definito nella rivendicazione 16 e/o 17 e/o una macchina elettrica come definita nella rivendicazione 18.
IT102018000006494A 2018-06-20 2018-06-20 Apparato e metodo per il modellamento di hairpin IT201800006494A1 (it)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102018000006494A IT201800006494A1 (it) 2018-06-20 2018-06-20 Apparato e metodo per il modellamento di hairpin
EP19742938.4A EP3811504A1 (en) 2018-06-20 2019-06-20 Device and method for bending hairpin winding heads
MX2020012762A MX2020012762A (es) 2018-06-20 2019-06-20 Aparato y metodo para el modelado de horquillas.
JP2020564876A JP7384834B2 (ja) 2018-06-20 2019-06-20 ヘアピンを作る装置及び方法
CN201980041734.5A CN112385127B (zh) 2018-06-20 2019-06-20 用于对发夹进行模制的设备和方法
BR112020026030-4A BR112020026030A2 (pt) 2018-06-20 2019-06-20 aparelho e método para modelar grampos
CA3101428A CA3101428A1 (en) 2018-06-20 2019-06-20 Device and method for bending hairpin winding heads
KR1020207036652A KR20210021994A (ko) 2018-06-20 2019-06-20 헤어핀을 모델링하기 위한 장치 및 방법
PCT/IB2019/055197 WO2019244090A1 (en) 2018-06-20 2019-06-20 Device and method for bending hairpin winding heads
US17/254,052 US11962206B2 (en) 2018-06-20 2019-06-20 Device and method for bending hairpin winding heads
JP2023101657A JP2023134484A (ja) 2018-06-20 2023-06-21 ヘアピンを作る装置及び方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102018000006494A IT201800006494A1 (it) 2018-06-20 2018-06-20 Apparato e metodo per il modellamento di hairpin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT201800006494A1 true IT201800006494A1 (it) 2019-12-20

Family

ID=63762667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102018000006494A IT201800006494A1 (it) 2018-06-20 2018-06-20 Apparato e metodo per il modellamento di hairpin

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11962206B2 (it)
EP (1) EP3811504A1 (it)
JP (2) JP7384834B2 (it)
KR (1) KR20210021994A (it)
CN (1) CN112385127B (it)
BR (1) BR112020026030A2 (it)
CA (1) CA3101428A1 (it)
IT (1) IT201800006494A1 (it)
MX (1) MX2020012762A (it)
WO (1) WO2019244090A1 (it)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019134785A1 (de) 2019-12-17 2021-06-17 Grob-Werke Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Biegen von Draht für ein Maschinenelement einer elektrischen Maschine
DE102021104082A1 (de) * 2021-02-22 2022-08-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Stator eines Elektromotors und Elektromotor
CN114142693B (zh) * 2021-11-02 2022-06-03 北京马威电动力技术有限公司 定子铁芯嵌线工艺、预嵌工装及定子

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2099336A (en) * 1981-06-02 1982-12-08 Ni Ex I Avtomobil Elektroobor Device for installation of winding coils into an assembly barrel
US20040041491A1 (en) * 2002-06-25 2004-03-04 Denso Corporation Sequentially joined-segment coil for rotary electrical machine with high degree of electrical insulation
US7480987B1 (en) * 2007-03-22 2009-01-27 Tecnomatic, S.P.A. Method for pre-forming conductors for motor rotors and stators
US20100064505A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-18 Denso Corporation Method of manufacturing stator for dynamoelectric machine
US20120319523A1 (en) * 2010-04-19 2012-12-20 Aisin Aw Co., Ltd. Motor, and motor production method

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE379610B (it) 1972-12-08 1975-10-13 Asea Ab
DE3122159A1 (de) * 1981-06-04 1983-01-05 Naučno-issledovatel'skij i eksperimental'nyj institut avtomobil'nogo elektro-oborudovanija i avtopriborov, Moskva "einrichtung zum einsetzen einer wicklungseinheit in eine technologische trommel"
JPS58148643A (ja) * 1982-02-23 1983-09-03 Toshiba Corp ステ−タのコイルエンド整形方法
US4437230A (en) * 1982-07-19 1984-03-20 Allied Corporation Motor having insulationless armature connections
FI90930C (fi) * 1985-10-15 1994-04-11 Siemens Ag Menetelmä ja laite vierekkäin ja/tai päällekkäin sijaitsevien, sähköisesti eristettyjen, tankomaisten johtimien taivuttamiseksi
US5363546A (en) * 1992-02-03 1994-11-15 General Electric Company Apparatus for making armatures for electrodynamic machines
JPH07184359A (ja) * 1993-12-24 1995-07-21 Nikkiso Co Ltd 固定子コイル整形装置
JP3551378B2 (ja) * 2001-12-26 2004-08-04 株式会社デンソー 回転電機のコイルおよびその製造方法
JP3775349B2 (ja) * 2002-06-03 2006-05-17 株式会社デンソー 回転電機の固定子巻線の製造方法、巻線構造および巻線の製造方法
JP3832392B2 (ja) * 2002-06-25 2006-10-11 株式会社デンソー 回転電機のセグメント順次接合ステータコイルおよびその製造方法
JP3783660B2 (ja) * 2002-06-25 2006-06-07 株式会社デンソー 回転電機のセグメント順次接合ステータコイル
WO2006067297A1 (fr) * 2004-12-20 2006-06-29 Valeo Equipements Electriques Moteur Methode d’insertion d’un bobinage dans un stator de machine electrique tournante polyphasee, et stator associe
US7622843B2 (en) 2006-06-12 2009-11-24 Rerry International, Inc. Terminals and connections between multi-set segmented hairpin windings
US7805825B2 (en) 2007-03-22 2010-10-05 Tecnomatic S.P.A. Method for forming motor winding conductors
US7721413B2 (en) * 2007-03-22 2010-05-25 Tecnomatic, S.P.A. Method for inserting of preformed hairpin conductors into a rotor or stator
US8215000B2 (en) 2007-07-20 2012-07-10 Tecnomatic, S.P.A. Methods for twisting rotor and stator ends
ES2727307T3 (es) * 2008-09-18 2019-10-15 Siemens Ag Grupo de tres devanados de estátor para un estátor de una máquina eléctrica, una disposición de estátor, un generador y una turbina eólica
EP2665158B1 (en) * 2010-07-08 2016-01-13 Tecnomatic S.p.A. Stator or rotor of an electrical machine
JP5702179B2 (ja) * 2011-02-09 2015-04-15 本田技研工業株式会社 コイルセグメントの製造方法
KR101541663B1 (ko) * 2011-09-27 2015-08-03 도요타지도샤가부시키가이샤 세그먼트 코일 제조 방법, 세그먼트 코일 제조 장치 및 그것을 사용한 세그먼트 코일
DE102014206105B4 (de) * 2014-04-01 2015-11-12 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Biegen von Wicklungssegmenten zur Bildung einer Wicklung, Wicklungsträger, elektrische Maschine
JP6458105B1 (ja) * 2017-09-11 2019-01-23 株式会社小田原エンジニアリング 回転電機の製造システム
DE102018108656A1 (de) * 2018-04-12 2019-10-17 Grob-Werke Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Biegen von Draht in eine 3-dimensionale Form für die Herstellung von Maschinenelementen elektrischer Maschinen
KR20210041331A (ko) * 2019-10-07 2021-04-15 현대자동차주식회사 헤어핀 타입 고정자 코일 성형장치 및 성형방법
KR20220000077A (ko) * 2020-06-25 2022-01-03 현대자동차주식회사 헤어핀의 성형 장치 및 이를 이용한 헤어핀의 인서팅 방법
DE102021104082A1 (de) * 2021-02-22 2022-08-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Stator eines Elektromotors und Elektromotor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2099336A (en) * 1981-06-02 1982-12-08 Ni Ex I Avtomobil Elektroobor Device for installation of winding coils into an assembly barrel
US20040041491A1 (en) * 2002-06-25 2004-03-04 Denso Corporation Sequentially joined-segment coil for rotary electrical machine with high degree of electrical insulation
US7480987B1 (en) * 2007-03-22 2009-01-27 Tecnomatic, S.P.A. Method for pre-forming conductors for motor rotors and stators
US20100064505A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-18 Denso Corporation Method of manufacturing stator for dynamoelectric machine
US20120319523A1 (en) * 2010-04-19 2012-12-20 Aisin Aw Co., Ltd. Motor, and motor production method

Also Published As

Publication number Publication date
CA3101428A1 (en) 2019-12-26
KR20210021994A (ko) 2021-03-02
WO2019244090A1 (en) 2019-12-26
CN112385127B (zh) 2024-02-23
US20210119519A1 (en) 2021-04-22
CN112385127A (zh) 2021-02-19
JP2023134484A (ja) 2023-09-27
BR112020026030A2 (pt) 2021-03-23
JP2021533710A (ja) 2021-12-02
MX2020012762A (es) 2021-02-15
JP7384834B2 (ja) 2023-11-21
EP3811504A1 (en) 2021-04-28
US11962206B2 (en) 2024-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
IT201800006494A1 (it) Apparato e metodo per il modellamento di hairpin
JP4506895B2 (ja) 波巻きステータコイルの製造方法
JP7299921B2 (ja) 電気機械のための棒巻線の巻線群のための組み立てのアセンブリ及び方法
JP5885176B2 (ja) 電気機械用電機子巻線の製造方法
JP3894004B2 (ja) 回転電機のコイル用のセグメントの成形方法及びそれに用いる成形型構造
US8823237B2 (en) Electric machine having a stator winding with rigid bars, and related method of construction
KR102399790B1 (ko) 전기 기계 고정자 권선을 제조하는 방법 및 그에 대응하는 고정자
ITMI20010594A1 (it) Macchina elettrica e metodo per la fabbricazione della stessa
KR102660163B1 (ko) 전기 기계를 위한 연속 바 와인딩 제작 방법
JP6361929B2 (ja) ステータコイルの成形装置
JP5716289B2 (ja) 回転電機のステータの製造方法及び回転電機のステータ
CN103795200A (zh) 分段式线圈的制造方法
JP6257470B2 (ja) 回転電機の固定子コイルおよび回転電機の固定子コイルの製造方法
JP6576559B2 (ja) 回転電機及び、回転電機の単位コイルの製造方法
CN110268609A (zh) 线圈的形成方法及定子的制造方法
KR102182249B1 (ko) 고정자 및 고정자 코일의 권선방법
JP5394058B2 (ja) 電動機の電機子および電動機
JP5674693B2 (ja) 巻線成形装置および巻線成形方法
IT202100017636A1 (it) Metodo e apparato di assemblaggio di un avvolgimento di hairpin
JP4336700B2 (ja) 回転電機の巻線組立の製造方法
WO2020202711A1 (ja) ステータ、ステータの製造方法、モータ
JP2013118764A (ja) ステータ製造方法及びステータ製造装置
US20240146158A1 (en) Electric motor for a well pump as well as associated production method
IT202000030824A1 (it) Apparato e procedimento per la deformazione di conduttori di almeno un gruppo di avvolgimento, sporgenti da un lato di uno statore o di un rotore di una macchina elettrica
JP2015053790A (ja) 回転電機の固定子