带有具有来自于多个弯形夹层的弯形夹的绕组的定子组件的制作方法
【专利摘要】一种定子组件包括限定多个凹槽层的多个定子凹槽。该组件包括多个弯形夹，每个弯形夹具有定位在所述多个凹槽层的一层中的相应的第一腿部和定位在所述多个凹槽层的另一层中相应的第二腿部。每个弯形夹构造为允许电流从相应的第一腿部流至相应的第二腿部。所述多个弯形夹分成多个弯形夹层。弯形夹形成多个绕组，比如第一、第二、第三和第四绕组。所述绕组的每个至少部分地包括来自于所述多个弯形夹层中的至少两层的弯形夹。多个凹槽层可包括六个凹槽层。多个弯形夹层可包括六个弯形夹层。因此，至少一个弯形夹层可由两个绕组“共享”。
【专利说明】带有具有来自于多个弯形夹层的弯形夹的绕组的定子组件
【技术领域】
[0001]本公开总体涉及电机中的定子组件，并且更特定地涉及杆式绕组定子组件中的绕圈构造。
【背景技术】
[0002]电机包括相对于定子组件可旋转的转子组件。定子组件总体包括多个被插入到定子组件中的凹槽内的定子绕圈。杆式绕组定子组件有时用在电机中以改善机器热性能和整体性能。杆式绕组定子组件中线圈匝数或绕圈的数量可通常仅在对应于具体构造的分立的步骤中改变。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种定子组件，包括:
[0004]多个定子凹槽，其限定多个凹槽层；
[0005]多个弯形夹，每个弯形夹具有定位在所述多个凹槽层的一层中的相应第一腿部和定位在所述多个凹槽层的另一层中的相应第二腿部，所述多个弯形夹每个构造为允许电流从所述相应第一腿部流至所述相应第二腿部；
[0006]其中所述多个弯形夹(hairpin)被分成多个弯形夹层；并且
[0007]其中所述多个弯形夹形成多个绕组，所述多个绕组的每个至少部分地包括来自于所述多个弯形夹层中的至少两层的多个弯形夹。
[0008]在上述的定子组件中，所述多个绕组的每一个限定了相同数量的多个相位，并且多个定子凹槽准确地包括72个凹槽。
[0009]在上述的定子组件中，所述多个弯形夹层包括第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层；所述多个绕组包括第一、第二、第三和第四绕组；并且所述多个凹槽层包括第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽层。
[0010]在上述的定子组件中，所述第一弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第一凹槽层中并且相应第二腿部在所述第二凹槽层中；所述第二弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第二凹槽层中并且相应第二腿部在所述第一凹槽层中；所述第三弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第三凹槽层中并且相应第二腿部在所述第四凹槽层中；所述第四弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第四凹槽层中并且相应第二腿部在所述第三凹槽层中；所述第五弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第五凹槽层中并且相应第二腿部在所述第六凹槽层中；所述第六弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第六凹槽层中并且相应第二腿部在所述第五凹槽层中；并且所述多个绕组包括第一、第二、第三和第四绕组。
[0011]在上述的定子组件中，所述第一绕组包括来自于所述第一和第三弯形夹层的多个弯形夹的组合；所述第二绕组包括来自于所述第二和第四弯形夹层的多个弯形夹的组合；所述第三绕组包括来自于所述第五和第三弯形夹层的多个弯形夹的组合；并且所述第四绕组包括来自于所述第六和第四弯形夹层的多个弯形夹的组合。
[0012]在上述的定子组件中，所述第一绕组包括与来自于所述第三弯形夹层的多个弯形夹中的6个串联连接的、来自于所述第一弯形夹层的多个弯形夹中的12个；所述第二绕组包括与来自于所述第四弯形夹层的多个弯形夹中的6个串联连接的、来自于所述第二弯形夹层的多个弯形夹中的12个；所述第三绕组包括与来自于所述第三弯形夹层的多个弯形夹中的6个串联连接的、来自于所述第五弯形夹层的多个弯形夹中的12个；所述第四绕组包括与来自于所述第四弯形夹层的多个弯形夹中的6个串联连接的、来自于所述第六弯形夹层的多个弯形夹中的12个。
[0013]在上述的定子组件中，所述多个弯形夹的每个是短节距线圈或全节距线圈，所述短节距线圈和全节距线圈分别构造为延伸越过第一数量和第二数量的所述多个定子凹槽，使得所述第一数量小于第二数量；所述第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层每个都包括短节距线圈和全节距线圈两者；并且其中所述第三弯形夹层包括比所述第一、第二、第五和第六弯形夹层的任何一个更多的短节距线圈。
[0014]在上述的定子组件中，多个弯形夹的每一个为短节距线圈或全节距线圈，所述短节距线圈和全节距线圈构造为分别延伸越过第一和第二数量的多个定子凹槽，使得所述第一数量小于所述第二数量；所述第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层的每一层都包括短节距线圈和全节距线圈两者；并且第四弯形夹层包括比第一、第二、第五和第六弯形夹层的任意一个更多的短节距线圈。
[0015]在上述的定子组件中，所述第三和第四层每个都包括至少四个短节距线圈；并且所述第一、第二、第五和第六弯形夹层每个都包括至少两个短节距线圈。
[0016]在上述的定子组件中，所述第一绕组和第二绕组每个都包括来自于所述第一、第三和第五弯形夹层的多个弯形夹的组合；并且所述第三绕组和第四绕组每个都包括来自于所述第二、第四和第六弯形夹层的多个弯形夹的组合。
[0017]在上述的定子组件中，所述第一和第二绕组每个都包括来自于所述第一、第三和第五弯形夹层的每个的多个弯形夹中的6个；并且所述第三和第四绕组每个都包括来自于所述第二、第四和第六弯形夹层的每个的多个弯形夹中的6个。
[0018]在上述的定子组件中，第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层的每一个包括短节距线圈和全节距线圈的相同组合。
[0019]本发明还提供一种电机，包括:
[0020]定子组件；
[0021]转子组件，其相对于所述定子组件可旋转；
[0022]其中所述定子组件包括:
[0023]多个定子凹槽，其限定第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽层；
[0024]多个弯形夹，其各具有定位在所述第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽层的一层中的相应第一腿部和定位在所述第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽层的另一层中的相应第二腿部，所述多个弯形夹每个构造为允许电流从所述相应第一腿部流至所述相应第二腿部；
[0025]其中所述多个弯形夹分成第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层；并且
[0026]所述多个弯形夹形成第一、第二、第三和第四绕组，所述第一、第二、第三和第四绕组的每个至少部分地包括来自于所述第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层中的至少两层的多个弯形夹。
[0027]在上述的电机中，所述第一弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第一凹槽层中并且相应第二腿部在所述第二凹槽层中；所述第二弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第二凹槽层中并且相应第二腿部在所述第一凹槽层中；所述第三弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第三凹槽层中并且相应第二腿部在所述第四凹槽层中；所述第四弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第四凹槽层中并且相应第二腿部在所述第三凹槽层中；所述第五弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第五凹槽层中并且相应第二腿部在所述第六凹槽层中；所述第六弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第六凹槽层中并且相应第二腿部在所述第五凹槽层中。
[0028]在上述的电机中，多个弯形夹包括4-8个线圈组，并且其中:第一绕组包括来自于第一弯形夹层的第一线圈组和来自于第三弯形夹层的第二线圈组；第二绕组包括来自于第二弯形夹层的第三线圈组和来自于第四弯形夹层的第四线圈组；第三绕组包括来自于第五弯形夹层的第五线圈组和来自于第三弯形夹层的第六线圈组；第四绕组包括来自于第六弯形夹层的第七线圈组和来自于第四弯形夹层的第八线圈组。
[0029]在上述的电机中，第一、第三、第五和第七线圈组的每一个包括多个弯形夹中的12个；第二、第四、第六和第八线圈组的每一个包括多个弯形夹中的6个。
[0030]在上述的电机中，多个弯形夹的每一个为短节距线圈或全节距线圈，所述短节距线圈和全节距线圈构造为分别延伸越过第一和第二数量的多个定子凹槽，使得所述第一数量小于所述第二数量；所述第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层的每一层都包括短节距线圈和全节距线圈两者；并且第三和第四弯形夹层的每一个包括比第一、第二、第五和第六弯形夹层的任意一个更多的短节距线圈。
[0031]在上述的电机中，所述第一绕组和第二绕组每个都包括来自于所述第一、第三和第五弯形夹层的多个弯形夹的组合；并且所述第三绕组和第四绕组每个都包括来自于所述第二、第四和第六弯形夹层的多个弯形夹的组合。
[0032]在上述的电机中，所述第一和第二绕组每个都包括来自于所述第一、第三和第五弯形夹层的每个的多个弯形夹中的6个；并且所述第三和第四绕组每个都包括来自于所述第二、第四和第六弯形夹层的每个的多个弯形夹中的6个。
[0033]定子组件包括限定了多个凹槽层的多个定子凹槽。组件包括多个导体或弯形夹，所述多个导体或弯形夹的每个都具有定位在多个凹槽层的一层中的相应的第一腿部和定位在多个凹槽层的另一层中的相应的第二腿部。对于杆式绕组构造，导体一般被本领域技术人员称为“弯形夹”并且将在本说明中称为“弯形夹”。多个弯形夹分成多个弯形夹层。每个弯形夹(术语“弯形夹”想要指的是“多个弯形夹”)被构造为允许从相应的第一腿部到相应的第二腿部的电流流动。
[0034]弯形夹形成多个绕组，比如第一、第二、第三和第四绕组。每个绕组至少部分地包括来自所述多个弯形夹层中的至少两层的弯形夹。多个凹槽层可包括第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽层。多个弯形夹层可包括第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层。因此，至少一个弯形夹层可被两个绕组“共享”。该定子绕圈布置通过额外的匝数或额外的构造改善了杆式绕组定子组件的灵活性。
[0035]在第一实施例中，第一绕组包括来自于第一和第三弯形夹层的弯形夹的组合。第二绕组包括来自于第二和第四弯形夹层的弯形夹的组合。第三绕组包括来自于第五和第三弯形夹层的弯形夹的组合。第四绕组来自于包括第六和第四弯形夹层的弯形夹的组合。因此，在第一实施例中，第三弯形夹层可被第一和第三绕组共享并且第四弯形夹层可被第二和第四绕组共享。
[0036]在一个示例中，第一绕组可包括与来自于第三弯形夹层的6个弯形夹串联连接的、来自于第一弯形夹层的12个弯形夹。第二绕组可包括与来自于第四弯形夹层的6个弯形夹串联连接的、来自于第二弯形夹层的12个弯形夹。第三绕组可包括与来自于第三弯形夹层的6个弯形夹串联连接的、来自于第五弯形夹层的12个弯形夹。第四绕组可包括与第四弯形夹层的6个弯形夹串联连接的、来自于第六弯形夹层的12个弯形夹。
[0037]第一弯形夹层可由弯形夹限定，相应的第一腿部在第一凹槽层中且相应的第二腿部在第二凹槽层中。第二弯形夹层可由弯形夹限定，相应的第一腿部在第二凹槽层中且相应的第二腿部在第一凹槽层中。第三弯形夹层可由弯形夹限定，相应的第一腿部在第三凹槽层中且相应的第二腿部在第四凹槽层中。第四弯形夹层可由弯形夹限定，相应的第一腿部在第四凹槽层中且相应的第二腿部在第三凹槽层中。第五弯形夹层可由弯形夹限定，相应的第一腿部在第五凹槽层中且相应的第二腿部在第六凹槽层中。第六弯形夹层可由弯形夹限定，相应第一腿部在第六凹槽层中且相应第二腿部在第五凹槽层中。
[0038]每个弯形夹可以是短节距线圈或全节距线圈。短节距线圈和全节距线圈构造为分别延伸过第一和第二数量的多个定子凹槽，使得第一数量小于第二数量。在一个示例中，第一和第二数量为8和9。在第一实施例中，第三和第四弯形夹层可包括比第一、第二、第五和第六弯形夹层的任一个更多的短节距线圈。例如，第三和第四弯形夹层可各包括至少四个短节距线圈，同时第一、第二、第五和第六弯形夹层可各自包括至少两个短节距线圈。
[0039]第一、第二、第三和第四绕组的每个可限定相同数量的多个相位。在一个实施例中，多个相位准确地为三个相位；所述多个定子凹槽准确地包括72个凹槽；并且所述定子限定8个极。
[0040]在第二实施例中，第一和第二绕组各自包括来自于第一、第三和第五弯形夹层的多个弯形夹的组合。第三和第四绕组各包括来自于第二、第四和第六弯形夹层的多个弯形夹的组合。在第二实施例中，第一和第二绕组可各自包括来自于第一、第三和第五弯形夹层的每个的多个弯形夹中的六个。第三和第四绕组可各自包括来自于第二、第四和第六弯形夹层的每个的多个弯形夹中的六个。
[0041]在第二实施例中，第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层各自可包括相同数量的短节距线圈。例如，第一至第六弯形夹层的每层可包括至少四个短节距线圈。电机可包括以上描述的定子组件。
[0042]当结合附图和所附的权利要求时，本发明的上述特征和优势，以及其他特征和优势从下面对用于实现本发明的最佳模式的详细描述中变得显见。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]图1是带有具有多个绕组的定子组件的电机的示意性局部剖面图；
[0044]图2是图1的定子组件的示意性局部剖面图；
[0045]图3是可用在图1的定子组件中的弯形夹的示意性透视图；
[0046]图4是根据第一实施例的图1的定子组件的绕组间的电连接的示意图；
[0047]图5是用于图4的定子组件的示意性布线图；以及
[0048]图6是根据第二实施例的图1的定子组件中的绕组之间的电连接的示意图。
【具体实施方式】
[0049]参见附图，其中相似的参考标记指的是所有多个附图中相同或类似的部件。图1是在本文中称为电机10的电牵引机或电动机/发电机的示意性局部剖面图。电机10可用在车辆12中。车辆12可以是任何乘用或商用汽车，比如包括插电式混合动力电动车辆的混合动力电动车辆、增程式电动车辆或其他车辆。电机10可包括构造为通过例如将电能转换成旋转运动而产生电机转矩的任何装置。例如，电机10可构造为从诸如电池阵列(未示出)的电源接收电能。电源可构造为存储和输出电能。车辆12可包括用于将来自于电池阵列的DC电压转换成交流(AC)电压的逆变器(inverter)(未示出)。电机10可构造为使用来自变流器的AC电压产生旋转运动。电机10可被进一步构造为:当被提供有诸如发动机的机械能量(转矩)的机械能时产生电能。
[0050]参见图1，电机10包括转子组件14和定子组件16。转子组件14是相对于定子组件16并且在定子组件16中围绕纵轴线18(从图1的页面向外延伸)可旋转的。转子组件14可以是环形的并且定位为围绕轴(未示出)。转子组件14可以为本领域技术人员已知的任何类型，包括但不限制为以下类型:内部永磁体、表面永磁体、感应、同步、磁阻或分励的/绕组场的转子。转子组件14的具体构造并未在图1中示出。
[0051]参见图1，定子组件16包括远离定子芯部21延伸的多个定子凹槽20。定子凹槽20可沿着纵轴线18纵向地延伸并且可径向地关于纵轴线18均匀地彼此间隔。定子组件16可包括适合手头的应用的任何数量的凹槽或极。在一个示例中，定子凹槽20的数量准确地为72(图1仅意图作为示意性图解)并且定子组件16限定8个极。
[0052]图2是定子组件16的示意性局部剖面图。在示出的实施例中，定子组件16包括72个凹槽。图2示出了从标号Sll到S31的定子凹槽。多个定子凹槽20可限定多个凹槽层，比如第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽层22A、B、C、D、E和F,如图2所不。第一凹槽层22A距定子芯部21的外直径23最远，第六凹槽层22F距定子芯部21的外直径23最近。然而，应意识到每个定子凹槽20可包括不同数量的层，包括但不限制为四层或八层。参见图1-2，定子凹槽20可以是部分打开的凹槽或闭合的凹槽。
[0053]参见图1-2，定子组件16包括多个导体或弯形夹24。对于杆式绕组构造，导体一般被本领域技术人员称为“弯形夹”并且将在本说明中称为“弯形夹”。图3是可用在定子组件16中的两种类型的导体或弯形夹24的示意图。应理解图3中示出的弯形夹24仅是示意性地，并且不意味着表示如本领域技术人员已知的弯形夹24的具体形状或尺寸。参见图1-2，弯形夹24可包括大致矩形的横截面。然而，可以应用任何其他的横截面形状。
[0054]参见图3，弯形夹24被分段并且包括相应的第一腿部26、相应的第二腿部28和在各自的第一和第二腿部26、28之间的各自的弯折端部30。弯形夹24构造为允许电流从相应第一腿部26流到相应第二腿部28。参见图3，在被插入定子凹槽20中后，弯形夹24的端部32向外弯折以使得各弯形夹24之间能够通过焊接而连接。
[0055]参见图3，示出了两种类型的弯形夹24，短节距线圈34和全节距线圈38。参见图3，短节距线圈34具有第一跨度40，全节距线圈38具有第二跨度44。弯形夹24的跨度可限定为定子凹槽20之间的角距离，单个弯形夹24通过定子凹槽20定位。如图3所示，第二跨度44大于第一跨度40。换言之，每个弯形夹24跨过预定数量的定子凹槽20。短距和全节距线圈34、38构造为分别延伸越过第一和第二数量的多个定子凹槽20，第一数量小于第二数量。在一个示例中，第一和第二数量是8和9。
[0056]参见图1-2，定子凹槽衬里52可插在定子凹槽20内以将弯形夹24与定子芯部21电绝缘并且弯形夹24彼此电绝缘。弯形夹24必须与定子芯部电绝缘以防止相接地短路，并且弯形夹24必须彼此电绝缘以防止相到相短路的发生。弯形夹24可用瓷漆涂覆，且凹槽衬里52提供额外的保护。在示出的实施例中，定子凹槽20是部分地打开的凹槽并且弯形夹24和定子凹槽衬里52可被轴向地或径向地插入。然而，定子凹槽20还可以是闭合的凹槽，并且弯形夹24和凹槽衬里52可被径向地插入。
[0057]现在参见图2，弯形夹24的每个具有它们相应的第一腿部26和相应的第二腿部28，所述第一腿部26插入到第一、第二、第三、第四、第五、和第六凹槽层22A-F之一中，所述第二腿部插入到第一、第二、第三、第四、第五、和第六凹槽层22A-F的另一个中。弯形夹24可分成多个弯形夹层，比如第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层54A-F，如图2(和图4-5)所示。图2中表示弯形夹层54A-F的线仅是示意性地，其并不意图表示如本领域技术人员已知的弯形夹24的具体形状和尺寸。
[0058]参见图2，第一弯形夹层54A(从第一凹槽层22k向前绕至第二凹槽层22B)由多个弯形夹24形成，该多个弯形夹24的第一腿部24A在第一凹槽层22A (例如凹槽S21中)中且第二腿部28A在第二凹槽层22B (例如凹槽S30)中。换言之，第一弯形夹层54A是从第一凹槽层22A到第二凹槽层22B的前向绕圈。参见图2，第二弯形夹层54B由多个弯形夹24限定，该多个弯形夹24的第一腿部26B在第二凹槽层22B (例如凹槽S21中)且第二腿部28B第一凹槽层22A (例如凹槽S12中)中。换言之，第二弯形夹层54B是从第二凹槽层22B到第一凹槽层22k的反向绕圈。
[0059]参见图2，第三弯形夹层54C由多个弯形夹24限定，其中该多个弯形夹24的第一腿部26C在第三凹槽层22C中(例如凹槽S21中)并且第二腿部28C在第四凹槽层22D中(例如凹槽S30中)。换言之，第三弯形夹层54C是从第三凹槽层22C到第四凹槽层22D的前向绕圈。参见图2，第四弯形夹层54D被多个弯形夹24限定，其中该多个弯形夹24的第一腿部26D在第四凹槽层22D中(例如凹槽S21中)并且第二腿部28D在第三凹槽层22C中(例如凹槽S12中)。换言之，第四弯形夹层54D是从第四凹槽层22D到第三凹槽层22C的反向绕圈。
[0060]参见图2，第五弯形夹层54E由多个弯形夹24限定，其中该多个弯形夹24的第一腿部26E在第五凹槽层22E中(例如凹槽S21中)并且第二腿部28E在第六凹槽层22F中(例如凹槽S30中)。换言之，第五弯形夹层54E是从第五凹槽层22E到第六凹槽层22F的前向绕圈。参见图2，第六弯形夹层54F由多个弯形夹24限定，其中该多个弯形夹24的第一腿部26F在第六凹槽层22F中(例如凹槽S21中)并且第二腿部28F在第五凹槽层22E (例如凹槽S12中)。换言之，第六弯形夹层54F是从第六凹槽层22F到第五凹槽层22E的反向绕圈。
[0061]图4是定子组件16的电连接60的第一实施例的示意图。弯形夹24形成多个绕组，比如定子凹槽20 (图1-2示出)内的第一、第二、第三和第四绕组61、62、63、64(图4示出)。然而，可根据手头特定的应用构造任意数量的绕组。第一至第四绕组61-64可串联或并联地连接。第一至第四绕组61、64可限定相同数量的多相位。在一个实施例中，每个绕组限定“U”相位、“V”相位和“W”相位。在另一个实施例中，每个绕组限定五个相位，即，绕组限定“U”相位、“V”相位、“X”相位、“Y”相位和“Z”相位。然而，电机10并不限制为三或五相电机，并且相的数量可不同于在此描述的相位。
[0062]如图4所示，第一、第二、第三和第四绕组61-64可平行于彼此。第一、第二、第三和第四绕组61-64的每个包括不同多个串联连接的弯形夹24。
[0063]图5是对应于图4中示出的连接的第一至第六弯形夹层54A-F的绕圈布置100的示意图。图5示出了具有72个凹槽的定子组件16。凹槽数量由字母“S”括在右边(使得数量I至72指的是凹槽SI至S72)。图5示出了所有定子凹槽(S1-S72)，并且图的右侧与图的左侧连结或卷绕。图4中的字母“N”指的是中性连接，而U、V和W指的是三个相位。虽然图5中示出的是相位U的绕圈布置100，相位V和W的布置是类似的。可以有其他的替代构造，例如没有共同的中性或三角连接的“Y”构造，如本领域技术人员所知道的。
[0064]第一绕组61包括来自于第一和第三弯形夹层54A、54C的弯形夹24的组合。参见图4-5，第一绕组61包括来自于第一弯形夹层54A的第一线圈组66和来自于第三弯形夹层54C的第二线圈组68。第一和第二线圈组66、68通过第一跨接线84串联连接。参见图5，第一线圈组66可包括十二个弯形夹(见弯形夹70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81和82)并且第二线圈组68可包括六个弯形夹(弯形夹85、86、87、88、89、90)。如图5所示，第一线圈组66的匝82经由第一跨接线84连接至第二线圈组68的匝85。图4_5示出了互连第一绕组61的端部的起始电缆92和端部电缆93。
[0065]第二绕组62包括来自于第二和第四弯形夹层54B、54D的弯形夹24的组合。参见图4-5，第二绕组62包括来自于第二弯形夹层54B的第三线圈组94和来自于第四弯形夹层54D的第四线圈组96。第三和第四线圈组94、96通过第二跨接线86串联连接。图4示出了互连第二绕组62的端部的起始电缆101和端部电缆99。
[0066]第三绕组63包括来自于第五和第三弯形夹层54E、54C的弯形夹24的组合。参见图4-5，第三绕组63包括来自于第五弯形夹层54E的第五线圈组102和来自于第三弯形夹层54C的第六线圈组104。第五和第六线圈组102、104通过第三跨接线106串联连接。
[0067]第四绕组64包括来自于第六和第四弯形夹层54F、54D的弯形夹24的组合。参见图4-5，第四绕组64包括来自于第六弯形夹层54F的第七线圈组108和来自于第四弯形夹层54D的第八线圈组110。第七和第八线圈组108、110通过第四跨接线112串联连接。参见图4-5，第一、第三、第五和第七线圈组66、94、102、108每个都包括十二个弯形夹，并且第二、第四、第六和第八线圈组68、96、104、110每个都包括六个弯形夹。
[0068]参见图5，第三弯形夹层54C由第一和第三绕组61、63共享。第四弯形夹层54D由第二和第四绕组62、64共享。来自于第三和第四弯形夹层54C-D的弯形夹24的共享可适应转子极或定子齿端(未示出)之间的不对称。绕圈布置100被构造为使得在平行的连接之间没有电势。
[0069]第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层54A_F(图2中示出)的每个包括短距和全节距线圈34、38(图3中示出)的组合。如之前提到的，短距和全节距线圈34、38构造为分别延伸越过第一数量和第二数量的多个定子凹槽20，第一数量小于第二数量。
[0070]在第一实施例中，第三和第四弯形夹层54C、54D可包括比第一、第二、第五和第六弯形夹层54A、54B、54E、54F的任何一个更多的短节距线圈34。参见图5，第一、第二、第五和第六弯形夹层54A、54B、54E、54F可各自包括至少两个短距弯形夹，比如第一和第二短距弯形夹114、116。在示出的实施例中，第一和第二短距弯形夹114、116的每一个都跨过8个凹槽，分别从凹槽Sll至S19和凹槽S12至S20。参见图5，第三和第四弯形夹层54C和54D可各包括至少四个短距弯形夹，比如第三、第四、第五和第六短距弯形夹118、120、122、124。在示出的实施例中，第三至第六短距弯形夹118、120、122、124的每一个都跨过8个凹槽，分别从凹槽 S11-S19、S12-S20 和 S47_S55、S48_S56 (层 54C)和 S56_S64、S57_S65 和 S20-S28、S21-S29(层 54D)。
[0071]图6是可用于图1的定子组件16中的电连接160的第二实施例的示意图。如图6所示，第一、第二、第三和第四绕组161、162、163和164彼此平行。第一、第二、第三和第四绕组161-164的每个包括不同多个串联连接的弯形夹24。
[0072]在第二实施例中，第一和第二绕组161、162都可来自于包括六个弯形夹层54A-F的任何的弯形夹24的组合，例如其可包括来自于第一、第三和第五弯形夹层54A、54C、54E的弯形夹24的组合或来自于其他弯形夹层的弯形夹24的组合。参见图6，第一绕组161包括分别来自于第一、第三和第五弯形夹层54A、54C、54E的第一、第二和第三线圈组166、168、170 (通过各自的跨接线192串联连接)。参见图6，第二绕组162包括分别来自于第一、第三和第五弯形夹层54A、54C、54E的第四、第五和第六线圈组174、176、178 (通过各自的跨接线192串联连接)。第一到第六线圈组166、168、170、174、176、178的每一个可都包括6个弯形夹24。换言之，第一和第二绕组161、162可各自包括来自于第一、第三和第五弯形夹层54A、54C、54E的每一个中的六个弯形夹24。
[0073]第三和第四绕组163、164都可包括来自于六个弯形夹层54A-F的任何的弯形夹24的组合，例如其可包括来自于第二、第四和第六弯形夹层54B、54D、54F的弯形夹24的组合。参见图6，第三绕组163包括分别来自于第二、第四和第六弯形夹层54B、54D和54F的第七、第八和第九线圈组180、182、184(通过各自的跨接线192串联连接)。参见图6，第四绕组164包括分别来自于第二、第四和第六弯形夹层54B、54D、54F的第十、第i^一和第十二线圈组186、188、190 (通过各自的跨接线192串联连接)。第六至第十二线圈组180、182、184、186、188、190的每一个都可包括六个弯形夹24。换言之，第三和第四绕组163、164可各自包括来自于第二、第四和第六弯形夹层54B、54D、54F的每一个中的六个弯形夹24。
[0074]因此，在第二实施例中，第一、第三和第五弯形夹层54A、54C、54E可由第一和第二绕组161、162共享，而第二、第四和第六弯形夹层54B、54D、54F可由第三和第四绕组163、164共享。图6中的绕圈以三角构造连接，但替代地它们可以图4中示出的Y构造连接。
[0075]以上勾勒出的构造提供了在设计具有特定的转矩或系统电压要求的电机10中的更大的灵活度。任意地指定电机10的构造将不会产生所要求的转矩输出或满足最小噪音要求。只有具有特定的凹槽数量、相位数量、极的数量、绕组数量、弯形夹层54A-F(相对于凹槽层22A-F)的构造等的特定构造将产生所需的功能性。这些特定的构造不能容易地通过目测而确定。如果没有正确地选择布置，设计将被不充分地执行或将不满足功能要求。由于大量的可能的组合，可工作的构造既不是容易确定的也不是明显的。
[0076]这些详细的描述和示图或图形对于本发明来说是支持性的和描述性的，而本发明的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于实现本发明的最佳模式和实施例，但是存在用于实践在权利要求中限定的本发明的多种替代设计和实施例。
【权利要求】
1.一种定子组件，包括 多个定子凹槽，其限定多个凹槽层； 多个弯形夹，每个弯形夹具有定位在所述多个凹槽层的一层中的相应第一腿部和定位在所述多个凹槽层的另一层中的相应第二腿部，所述多个弯形夹每个构造为允许电流从所述相应第一腿部流至所述相应第二腿部； 其中所述多个弯形夹被分成多个弯形夹层；并且 其中所述多个弯形夹形成多个绕组，所述多个绕组的每个至少部分地包括来自于所述多个弯形夹层中的至少两层的多个弯形夹。
2.如权利要求1所述的定子组件，其中: 所述多个弯形夹层包括第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层； 所述多个绕组包括第一、第二、第三和第四绕组；并且 所述多个凹槽层包括第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽层。
3.如权利要求1所述的定子组件，其中: 所述第一弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第一凹槽层中并且相应第二腿部在所述第二凹槽层中； 所述第二弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第二凹槽层中并且相应第二腿部在所述第一凹槽层中； 所述第三弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第三凹槽层中并且相应第二腿部在所述第四凹槽层中； 所述第四弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第四凹槽层中并且相应第二腿部在所述第三凹槽层中； 所述第五弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第五凹槽层中并且相应第二腿部在所述第六凹槽层中； 所述第六弯形夹层由多个弯形夹限定，相应第一腿部在所述第六凹槽层中并且相应第二腿部在所述第五凹槽层中；并且 所述多个绕组包括第一、第二、第三和第四绕组。
4.如权利要求3所述的定子组件，其中: 所述第一绕组包括来自于所述第一和第三弯形夹层的多个弯形夹的组合； 所述第二绕组包括来自于所述第二和第四弯形夹层的多个弯形夹的组合； 所述第三绕组包括来自于所述第五和第三弯形夹层的多个弯形夹的组合；并且 所述第四绕组包括来自于所述第六和第四弯形夹层的多个弯形夹的组合。
5.如权利要求4所述的定子组件，其中: 所述第一绕组包括与来自于所述第三弯形夹层的多个弯形夹中的6个串联连接的、来自于所述第一弯形夹层的多个弯形夹中的12个； 所述第二绕组包括与来自于所述第四弯形夹层的多个弯形夹中的6个串联连接的、来自于所述第二弯形夹层的多个弯形夹中的12个； 所述第三绕组包括与来自于所述第三弯形夹层的多个弯形夹中的6个串联连接的、来自于所述第五弯形夹层的多个弯形夹中的12个； 所述第四绕组包括与来自于所述第四弯形夹层的多个弯形夹中的6个串联连接的、来自于所述第六弯形夹层的多个弯形夹中的12个。
6.如权利要求4所述的定子组件: 其中所述多个弯形夹的每个是短节距线圈或全节距线圈，所述短节距线圈和全节距线圈分别构造为延伸越过第一数量和第二数量的所述多个定子凹槽，使得所述第一数量小于第二数量； 其中所述第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层每个都包括短节距线圈和全节距线圈两者；并且 其中所述第三弯形夹层包括比所述第一、第二、第五和第六弯形夹层的任何一个更多的短节距线圈。
7.如权利要求6所述的定子组件，其中: 所述第三和第四层每个都包括至少四个短节距线圈；并且 所述第一、第二、第五和第六弯形夹层每个都包括至少两个短节距线圈。
8.如权利要求2所述的定子组件，其中: 所述第一绕组和第二绕组每个都包括来自于所述第一、第三和第五弯形夹层的多个弯形夹的组合；并且 所述第三绕组和第四绕组每个都包括来自于所述第二、第四和第六弯形夹层的多个弯形夹的组合。
9.如权利要求8所述的定子组件，其中: 所述第一和第二绕组每个都包括来自于所述第一、第三和第五弯形夹层的每个的多个弯形夹中的6个；并且 所述第三和第四绕组每个都包括来自于所述第二、第四和第六弯形夹层的每个的多个弯形夹中的6个。
10.一种电机,包括: 定子组件； 转子组件，其相对于所述定子组件可旋转； 其中所述定子组件包括: 多个定子凹槽，其限定第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽层； 多个弯形夹，其各具有定位在所述第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽层的一层中的相应第一腿部和定位在所述第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽层的另一层中的相应第二腿部，所述多个弯形夹每个构造为允许电流从所述相应第一腿部流至所述相应第二腿部； 其中所述多个弯形夹分成第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层；并且 所述多个弯形夹形成第一、第二、第三和第四绕组，所述第一、第二、第三和第四绕组的每个至少部分地包括来自于所述第一、第二、第三、第四、第五和第六弯形夹层中的至少两层的多个弯形夹。
【文档编号】H02K1/16GK104348274SQ201410354320
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】K.M.拉曼, E.L.凯瑟, S.朱科维克, P.J.萨瓦吉安 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司