没有齿根和包括标引设备的电机定子的制作方法

文档序号:11142728阅读:666来源:国知局
没有齿根和包括标引设备的电机定子的制造方法与工艺

本发明涉及没有齿根的电机定子,以及涉及用于制造所述定子的相应方法。

本发明对于旋转电机例如交流发电机、交流发电机-起动器或电动机的定子具有特别有利的应用。



背景技术:

在已知的方式中,旋转电机包括定子和与轴为一体的转子。转子可与驱动和/或从动轴为一体的,并且可属于为如在文献EP0803962中描述的交流发电机形式的、或者为如在文献EP0831580中描述的电动机形式的旋转电机。电机包括支撑所述定子的壳体。该壳体被构造成例如借助于轴承使转子的轴旋转。

转子包括由一堆金属板形成的主体,所述金属板借助于适当的固定系统例如从一侧到另一侧轴向地穿过转子的铆钉被维持为一套的形式。转子包括例如由永久磁体形成的磁极,该永久磁体被容纳在设置于转子的磁块中的空腔中,例如如在文献EP0803962中所述的。替代地,在所谓的“显(projecting)”磁极构架中,磁极由围绕转子的臂缠绕的线圈形成。

定子包括由一堆薄板构成的主体,以及接收在定子中的朝向内部开口的槽口中的相绕组。通常存在三相或六相。在该类型的交流发电机的定子中,最常用的绕组的类型首先是所谓的它们本身闭合的线圈构成的“同心”绕组,该绕组围绕定子的齿缠绕,以及其次所谓的“波浪形(undulating)”类型的绕组,该绕组例如在文献FR2483702中进行了描述。

波浪形的绕组包括该类型的多个相绕组,其中每个绕组包括至少一个螺旋导体,螺旋导体中的每个螺旋形成穿过所述主体中的槽口(notch)的波浪形。这些导体具有彼此连接的环形结构,其交替地位于转子或定子的两侧上,位于定子的槽口的内部中的区段结构。从定子的侧面延伸的一组环形结构构成绕组的髻部(chignon)。

为了改进电机的特性,优选的是,最大程度地填充定子中的槽口,同时便于绕组髻部的形成。为了该目的,对于构成特别地设计成用于机动车辆应用的交流发电机的定子,在文献US6459187中已经建议制造所谓的“前-后”型的绕组,包括由区段结构的导体形成的相绕组,所述区段结构交替地位于导体的径向内层和径向外侧。

为了便于导体经由槽口的内开口端部插入到槽口的内部,申请人已经研发了没有齿根的定子。然而,该类型的构造使得难以相对于可以制造绕组的不同工具标引(index)定子,因为定子的标引通常地是借助于齿根进行的。



技术实现要素:

本发明的目的是要通过提出一种旋转电机的定子来有效地消除该缺点,所述旋转电机的定子包括主体,该主体设置有轭和布置在所述轭的内周边上的齿,所述齿成对地界定槽口,其特征在于,其没有齿根,以及在于,其另外包括设置在所述轭的外周边上的外标引设备。

外标引设备由此允许在制造绕组的不同步骤期间的受控制的角定位,同时因为槽口的完全开口而便于绕组的导体插入。

根据一个实施例,所述外标引设备包括被设计成与外部工具的量规协作的凹陷。

根据一个实施例,所述凹陷具有“V”形式的横截面。

根据一个实施例,所述量规具有带圆形形式的横截面。

根据一个实施例,所述外标引设备包括在轭的外周边上延伸伸出的销。

根据一个实施例,所述定子包括位于齿的自由端处的具有圆形形式的拐角。

根据一个实施例,定子另外包括具有多个相绕组的绕组。

根据一个实施例,所述相绕组包括具有插入到所述槽口中的区段结构的导体,单个相绕组的两个导体的所述区段结构根据定子的圆周交替地定位在导体的径向内层和外层中。

根据一个实施例,每个相绕组由单个导线构成。

根据一个实施例,对于与相绕组相关联的一系列槽口中的两个相邻槽口,绕组具有位于定子的两侧的两个环形结构,该两个环形结构连接所述槽口中的一个的区段结构,其与另一个槽口中的那些区段结构相邻。

根据一个实施例,所述两个环形结构分别连接属于内层的区段结构到属于外层的区段结构,以及连接属于外层的区段结构到属于内层的区段结构。

根据一个实施例,构成相绕组的导体具有正方形或矩形横截面。

根据一个实施例,被设计成插入定子中的槽口中的相绕组的区段结构被压有压纹(embossed)。

根据一个实施例,所述定子包括一绕组,该绕组具有径向地叠加在定子中的槽口中的四、六或八层导体。

根据一个实施例,所述定子包括一绕组,该绕组具有径向地叠加在定子中的槽口中的八层导体。

本发明还涉及用于制造线绕定子的方法,所述定子包括主体,该主体设置有轭和布置在所述轭的内周边上的齿,所述齿成对地界定槽口,其特征在于,所述定子没有齿根,所述方法包括在所述绕组从心轴转移到所述定子主体之前、在所述定子围绕支撑绕组的所述心轴的定位期间、借助于设置在所述轭的外周边上的外标引设备来标引所述定子主体的步骤。

根据一个实施例,标引步骤通过在外部工具的量规和形成所述外标引设备的凹陷之间的协作执行。

根据一个实施例,所述凹陷具有为“V”形式的横截面。

根据一个实施例,所述量规具有圆形横截面。

根据一个实施例,所述标引步骤通过在外部工具中的凹陷和形成所述外标引设备的伸出销之间的协作执行。

根据一个实施例,所述方法包括制造包括多个相绕组的绕组的步骤。

根据一个实施例,所述绕组被制造成以使得单个相绕组的两个导体的区段结构根据定子的圆周交替地位于导体的径向内层和外层中。

根据一个实施例,所述方法包括从单个导线制造每个相绕组的步骤。

根据一个实施例,绕组被制造成以使得,对于与相绕组相关联的一系列槽口中的两个相邻槽口,绕组具有位于定子的两侧的两个环形结构,该两个环形结构连接所述槽口中的一个的区段结构,其邻近另一个槽口中的区段结构。

根据一个实施例,所述两个环形结构分别连接属于内层的区段结构到属于外层的区段结构,以及属于外层的区段结构到属于内层的区段结构。

根据一个实施例,所述方法包括从具有正方形或矩形横截面的导体制造相绕组的步骤。

根据一个实施例,所述方法包括给被设计成插入到定子中的槽口中的区段结构压有压纹的步骤。

根据一个实施例,所述方法包括制造包括径向地叠加在定子中的槽口中的四、六或八层导体的绕组的步骤。

根据一个实施例,所述方法包括制造包括径向地叠加在定子中的槽口中的八层导体的绕组的步骤。

根据一个实施例,所述方法包括在执行将绕组转移到定子中的槽口中之前将连续的槽口绝缘体放置在位的步骤。

根据一个实施例,所述方法包括在执行所述转移步骤之前制造位于齿的自由端处的拐角中的圆形形式的步骤。

根据一个实施例,制造在所述拐角中的圆形形式的步骤包括根据半径切割主体的片的步骤,以及使所述定子主体紧凑的步骤。

附图说明

本发明通过阅读以下说明书和检查与该说明书伴随的附图将被更好地理解。这些图完全地通过绝不是限制的本发明的示意图被提供。

图1是根据本发明的其中布置有相绕组的导体的定子的内部的局部透视图;

图2示出从图1中的定子主体的上方看到的视图;

图3是从图1中的定子的齿的形式的上方看到的详细视图;

图4示出从图1中的定子的外标引设备的上方看到的详细视图;

图5示出形成相绕组的两个导线的线性展开,示出了在定子的圆周上的两个导体彼此之间的相对径向位置;

图6是根据本发明的定子的透视图,所述定子设置有其绕组;

图7示出根据本发明的定子绕组的规则部分和不规则部分的局部透视图;

图8是单独示出的定子绕组的不规则部分的局部透视图;

图9是根据本发明的允许制造绕组层的安装件的示意性透视图;

图10是在图9中示出的安装件的放大比例尺的透视图;

图11a和11b分别是用于图9和10中的安装件的第一类型的存储装置的透视图和侧面的视图;

图12a和12b分别是用于图9和10中的安装件的第二类型的存储装置看到的透视图和侧面的视图;

图13示出图11和12中的存储装置的组件的透视图;

图14是图13中的组件的纵向横截面的详细视图,示出了位于存储装置之间的绕组层的一部分;

图15a和15b分别示出从借助于图9和10中的安装件获得的绕组层的上方和侧面看到的视图;

图16a和16b分别是用来将绕组层转移到环形心轴的模块化梳状件的透视图和侧面的视图;

图17到20示出构成图16a和16b中的模块化梳状件的不同元件的透视图。

图21是工具的透视图,其使得可以执行将绕组的髻部形成在转移梳状件上的第一步骤;

图22是绕组层在转移之前通过膨胀到定子主体所缠绕的环形心轴的示意图;

图23是用于执行导体从绕组层转移到图22中的环形心轴的第一步的安装件的示意图;

图24a示意性地示出根据本发明的将连续槽口绝缘体放入到定子中的槽口内部中在位的步骤;

图24b示意性地示出根据本发明的将绕组的导体插入到定子中的槽口中之后切割所述槽口绝缘体的步骤;

图25a和25b分别是根据本发明的设置有根据第二实施例制造的槽口绝缘体的定子的透视图和从上方看到的视图;

图26a和26b示出将定子围绕环形心轴放置在位以便通过膨胀执行使绕组从环形心轴转移到定子的步骤;

图27a和27b是分别在初始位置和靠近最终位置示出的抽出片(blades)的示意图,其中所述绕组已经被转移到所述定子主体上;

图28是工具的透视图,其使得可以在制造线绕定子之后执行形成所述髻部的步骤;

图29a到29c示出冲头的变型实施例,所述冲头使得可以执行导体的内层的变形以便将它们保持在定子内部的步骤;

图30是从根据本发明的设置有可折叠齿根的定子上方看到的详细视图;

图31a和31b示出从根据本发明的定子的可折叠齿的两个实施例的上方看到的视图;

图32示出绕组层的导体的区段结构的冲压的步骤;

图33和34示出工具的两个变型实施例,其使得可以执行根据本发明的方法的连续导线的冲压;

图35a是在用图33和34中的工具之一执行的冲压步骤完成时获得的导线的透视图;

图35b是设置有两个区段结构和一环形结构的冲压相绕组导线的一部分的透视图;

图36是从被设计成彼此鳞状覆盖以便获得根据本发明的绕组层的两个底层的上方看到的视图;

图37a是设置有互连器的线绕定子的透视图,所述互连器提供为电机的相绕组的三角形形式的耦连;

图37b和37c分别示出在图37a中的互连器的内部中的、在互连器的端子与相绕组的输入和输出端之间的连接的示意图,以及相应的接线图;

图38a是设置有互连器的线绕定子的透视图,所述互连器提供为电机的相绕组的星形形式的耦连;

图38b和38c分别示出在图38a中的互连器的内部中的、在互连器的端子与相绕组的输入和输出端之间的连接的示意图,以及相应的接线图;

图39示出在图37a和38a中的互连器的接线片(lug)和相绕组的端部之间的连接的变型实施例;

图40示出通过环形心轴到定子的转移现象对环形结构的高度的影响;

图41a-41b到43a-43b是根据本发明的具有不同构造的绕组髻部的线绕定子的透视图和侧面的视图;

图44a和44b示出从制造成两个部分的定子的上方看到的视图,所述两个部分包括中心芯体(图44a)和被设计成围绕中心芯体进行固定的附加轭(图44b);

图45a和45b示出通过围绕缠绕的中心芯体弯曲将具有平坦形式的轭放置在位的步骤;

图46示出从围绕中心芯体缠绕的平坦板制造围绕中心芯体的轭的步骤;

图47a到47d示出装配在中心芯体的齿的外端部和附加轭的内周边之间的变型实施例;

图48a和48b是示出中心芯体的齿之间的连接区域的可能的变型实施例的局部透视图;

图49示出被设计成在放入绕组层中在位之后被弯曲的平坦定子的透视图;

图50示出在没有绕组的情况下设置有一组板的弯曲定子的透视图,该组板中的板片已经被热结合;

图51示出一行两个半组的平坦板具有抵靠它们的其中一个面放置的边缘衬条;

图52是在没有绕组的情况下在图51的两个半组的组装和弯曲之后获得的定子的透视图;

图53是包括边缘衬条的定子的齿的轴向端部中的一个的详细透视图;

图54是定子的透视图,该定子示出为其绕组没有从具有设置在槽口的基部中的至少一个焊接部的平坦定子获得;

图55是在槽口的基部中进行的焊接的详细透视图;

图56是从示出焊接部的相对角定位的图54中的定子的上方看到的视图;

图57是定子的详细透视图,该定子在每个槽口中设置有中空部,以便便于所述弯曲步骤;

图58示出在使用中每个相绕组使用两个导线的绕组的变型实施例。

相同、相似或类似的元件从一个图到另一个图保持相同的标记。

具体实施方式

图1示出旋转电机的定子15的局部视图,所述旋转电机主要包括主体16,装配多个相绕组E1-E6装配在所述主体16中,形成在图6中清楚可见的绕组17。单个绕组E1在图1中被示出以便便于理解。

旋转电机例如是交流发电机或交流发电机-起动器。该电机优选地被设计成在机动车辆中实施。将会记得交流发电机-起动器是能够可逆地工作的旋转电机,首先作为交流发电机功能的发电机,以及其次作为电动机,特别地以便起动机动车辆的热机。

如图2所示的,定子15的主体16具有带有轴线X的环形圆柱形形式,并且包括轴向堆叠平坦板。定子15的主体16由内圆柱面20和由外圆柱面21径向地界定。主体16还由具有下部轴向端部22的径向面和由具有上部轴向端部23的径向面界定。

主体16包括围绕轭26的内圆周成角度规则地分布的齿25。这些齿25成对地界定槽口28。轭26对应于在槽口28的基部和定子15的外周边之间延伸的主体16的实心外环形部分。

槽口28轴向地开口到主体16的下部轴向径向端面22和上部轴向径向端面23。槽口28在主体16的内圆柱面中径向地开口。作为变型,槽口28在主体16的外圆柱面中开口。定子15中的槽口28优选地具有平行边缘,即,槽口28的彼此相反的内面彼此平行。例如存在36、48、60、72、84或96个槽口28。在该实施例中的示例中,定子15包括96个槽口。它们围绕主体16的轴线X成角度地规则分布。

为了形成定子15绕组17,多个相绕组E1-E6被装配在主体16中。在该情况下,六相定子15包括六相绕组E1-E6。然而,本发明可被应用到包括不同数目的相绕组的定子15,特别地应用到包括三相绕组E1-E3的三相定子15,或包括五相绕组E1-E5的五相定子,或包括七相绕组E1-E7的七相定子。定子15的主体16则例如包括36或48个槽口28。

优选地,如可在图3中清楚看到的,定子15在齿25的自由端侧面上没有齿根。另外,拐角31位于齿25的自由端处,优选地具有根据半径R的成圆的形式,该半径R称为输入半径。该输入半径R在0.15毫米和齿25的半个宽度之间。该半径的制造使得可以有助于经由在定子15的内侧上开口的槽口28的端部而将不同层的导体37插入到槽口28的内部中。为了获得在拐角31中的圆形形式,执行根据半径R切割主体16的板的步骤,以及紧凑所述定子主体16的步骤。

另外,如可在图4中看到的,设置在轭26的外周边上的外标引设备32允许在后面详细描述的线绕定子15的不同制造步骤期间的受控制的角定位。这些标引设备32特别地在将定子15围绕环形心轴105放置在位的时刻使用(在绕组17转移到定子15中的槽口28之前)。这些标引设备32还在槽口绝缘体放入在位期间使用。

这些外标引设备32为设计成与外部工具的量规34协作的凹陷33的形式。在该情况下,凹陷33具有“V”形形式的横截面,而量规34具有圆形的横截面。作为变型,外标引设备32为销的形式,这些销延伸伸出到轭26的外周边上,并且被设计成与设置在外部工具中的凹陷协作。

属于相绕组E1-E6的每个导体37包括一系列区段结构38,所述区段结构38被接收在相关系列的槽口28中。每个导体37还包括环形结构39,这些环形结构将给定的绕组E1-E6的连续的区段结构38彼此连接并且交替延伸相对于上部轴向端面23伸出,以及相对于下部轴向端面22伸出。设置在定子15的主体16的轴向端部处的一组环形结构39构成绕组髻部163。

为了优化槽口28的填充,每个导体37可具有矩形的或正方形横截面,其宽度基本上等于槽口28的宽度。根据一个实施例,导体37具有沿着它们的整个长度的矩形或方形横截面。替代地,区段结构38具有正方形或矩形横截面,然而连接两个相邻的区段结构38的环形结构39具有圆形横截面。为了获得该类型的构造,导体37可经受在下面参照图32到34描述的冲压步骤。导体37优选地由覆盖有磁漆的铜制成。作为变型,导体37可由铝制成。

如图3中所示的,在覆盖有槽口绝缘体145的槽口的宽度L1和覆盖有磁漆的区段结构38的宽度L2之间限定一比值,宽度在垂直于槽口28的内面的方向上即在正交方向上测量的(比值L1/L2)。该比值在0.9和2之间,以便通过优化可插入到所述槽口中的导体37的尺寸而相对于槽口28的宽度最大化槽口28由导体37的填充。

通过每个槽口覆盖有绝缘体,以及绝缘体的每个被覆盖的槽口边缘优选地与给定的区段结构38的一部分相反的端部具有间隙J,槽口宽度L1等于区段结构38的宽度和两倍的间隙J的总和,所述两倍的间隙J大于-0.2毫米的负间隙,且小于+0.3毫米的正间隙。

一系列槽口中的槽口28接收构成相绕组E1-E6的导体37的区段结构38。每个系列的槽口28与六相绕组之一相关联。一系列槽口中的两个连续的槽口28由相邻的槽口28分开,每个槽口对应于与五个其他相绕组之一相关联的另一个系列的槽口28。由此,对于六相定子15,如在图1中的情况下,五个相邻的槽口28在每个系列中的两个槽口28之间被保持是自由的。换句话说,绕组的导体37被插入到六个相邻的槽口28当中的一个槽口中。由此,对于包括K相绕组的定子15,区段结构38被接收在K个相邻的槽口28当中的一个槽口中。

相绕组E1-E6限定径向堆叠同心层C1-C8,如可在图3中或还在图41b,42b或43b中看到的。所谓的“外”层相对于内层位于轭26侧,然而所谓的“内”层相对于外层位于定子15的轴线X一侧。在该情况下,定子15示出为包括八个同心层C1-C8的导体37。然而,清楚的是,绕组17可包括少于或多于八层的导体37,特别是径向叠加的六层或四层导体37,如在图5中示出的。

更一般地,如在下面更详细解释的,绕组17由缠绕在N/2定子15匝上的交织导体的绕组层52形成,N是在线绕定子15中所需要的导体37的层数,N等于两个或更多。导体37的层数N优选地等于四个、六个或八个。

如可在图5中看到的,其示出了与给定的相绕组相关联的一系列槽口28,在该情况下,相绕组E1、单个导体37的连续的区段结构38交替地定位在定子15的大部分圆周上的内层和外层中。

由此,对于从如在下面更详细地解释的单个折叠导线44获得的并且占据所述层C1和C2的一对导体37a、37b,每个导体37a、37b具有总体上正弦的形式,并且连续地包括在主体16的下部面22之下延伸的下部环形结构39、被接收在相关联槽口中的区段结构38、在主体16的上部面23之上延伸的上部环形结构39,或者在主体16的上部面23之上延伸的上部环形结构39、被接收在相关联槽口中的区段结构38、以及在主体16的下部面22之下延伸的下部环形结构39。

当在所述系列中的槽口28中导体37a的区段结构38在层C1中时,导体37b的区段结构38位于层C2中。另外,当导体37a的区段结构38位于所述系列中的连续槽口28的层C2中时,导体37b的区段结构38位于层C1中。在所有情况下,两个区段结构38在每个槽口28中彼此径向地叠加。该在层中的交替也在绕组17的层C3和C4中发现。在定子15的每个槽口28中,由此存在彼此径向堆叠的单列区段结构38。

另外,对于与相绕组E1-E6相关联的一系列槽口的两个相邻槽口28,绕组17具有位于定子15的两侧的两个环形结构39,其连接邻近另一个槽口的那些区段结构的槽口28之一的区段结构38。

由此,导体37a之一的环形结构39,其连接被接收在两个前述相邻槽口28中的区段结构38,被轴向地布置在主体16的上部面之上,而连接被接收在两个前述相邻槽口28中的区段结构38的另一个导体37b的环形结构39被轴向地布置在主体16的下部面之下。

另外,对于与给定的相绕组E1-E6相关联的系列的两个相邻槽口28,导体37a的环形结构39连接属于内层的区段结构38到属于外层的区段结构38,而另一个导体37b的环形结构39连接属于外层的区段结构38到属于内层的区段结构38。对于后面的两个相邻槽口28,该关系被颠倒。

绕组17另外具有不连续性。实际上,如在图7和在图5中示出的,绕组17包括所谓的“规则”部分46,在该部分中,对于每个相绕组E1-E6,经由两个环形结构39,区段结构38每个都被连接到位于两个不同的槽口28中的两个相邻的区段结构38。

绕组17还包括图7中示出的在定子15的外周边侧上的所谓的“不规则”部分47,其中,对于每个相绕组E1-E6,至少一个区段结构38经由两个环形结构39被连接到在单个槽口28中相对于彼此径向叠加的两个区段结构38。如可在图5中清楚地看到的,绕组E1由此在最左侧的槽口28中具有区段结构38,该区段结构38经由两个环形结构39被连接到右侧相邻槽口28中的相对于彼此径向叠加的两个区段结构38。作为变型,不规则部分47位于定子15的内周边侧上。

优选地,如在图8中示出的,在不规则绕组部分47中,相绕组E1-E6每个都包括具有径向调节部50的至少一个环形结构39,以使得连接位于导体的相同层中的区段结构38的这些环形结构39没有重叠。这些径向调节部50由相对于定子15的轴线径向延伸的导体37的部分限定,以防止连接区段结构38的其他相绕组的环形结构39位于同一层中。

应注意到,对于位于与不同的相相关联的槽口28系列的端部处的第一相绕组E1,连接定位在相同层中的两个区段结构38的环形结构39不需要被构造为避免其他相绕组的环形结构39。从而,该环形结构39没有径向调节部50。

另外,如果第一类型的环形结构39被限定为确保被接收在位于导体37的单个层C1-C8中的槽口28中的连续的区段结构38的连接,以及第二类型的环形结构39确保被接收在位于不同的导体37的层C1-C8中的槽口28中的连续的区段结构38的连接,绕组17被制造为使得小于所有环形结构39的10%是第一类型的环形结构39。

通过实施使这些层在相当大程度上改变的区段结构38,由此在绕组层52围绕定子15的匝变化时存在对绕组髻部163的导线44的应力限制,如在下面解释的。

另外,由于绕组的主要前后交替,因此存在径向调节部50的数目的限制,这是因为根据从一个层C1-C8到另一个层的通过方向与相绕组E1-E6相关联的连续环形结构39的并行放置在位。

如在图6中可看到的,环形结构39形成固定片,其根据与冷却流体的方向一致的、围绕定子15的轴线X的方向D1倾斜。相对于这些片的径向位置,这些片在对应于转子的旋转方向的方向上倾斜。因此这使得可以改进电机内的冷却流体(通常为空气)的流动,以便使优化其冷却。环形结构39被倾斜为对于相邻的区段结构39是基本上成对平行的。冷却流体的流通通过固定到转子的、相对于定子15的轴线基本上径向取向的这些片得以确保。

另外,该类型的构造能使绕组17的每个髻部163具有有限的总体高度。每个绕组髻部的高度由此小于定子15的主体16的高度的33%,其使得对于电机的相同性能可以节省髻部中的铜,因为仅出现在所述槽口中的铜使得可以生成电机的电流。绕组17的髻部优选地只定位在定子15的外周边内,以便有助于电机集成在车辆的机罩之下的环境中。

图9和10示出安装件51,该安装件51使得可以形成在图14、15a和15b中清楚可见的绕组层52,并且用于制造根据本发明的六相定子15。该安装件51包括根据纵向方向Y延伸的缠绕单元54以及用于输送相对于缠绕单元54基本上横向延伸的导体37的单元55。

更具体地,用于输送所述导体37的单元55包括导体37导引头57,该导体37导引头57与根据轴线Y相对于固定框架59平移可动的支撑件58为一体的。可动的支撑件58的和导引头57的位移借助于标记为60的操纵装置执行。

另外,缠绕单元51包括在下面更详细描述的、被设计成连续地接收存储装置61的缠绕单元54。缠绕单元54可与它支撑的存储装置61一起围绕轴线Y相对于具有环形形式的固定框架64转动。缠绕单元54还被构造为使存储装置61平移位移到存储单元65。

缠绕单元54在其两个相反纵向的侧向边缘上还包括键66,所述键被设计成确保在缠绕单元54相对于用于输送导体37的单元55的旋转期间保持所述导体37。键66还具有可变间隔以便能够使导体的层的高度在绕组层的制造期间变化。

缠绕方法基于存储装置61的使用,该存储装置示出在图11a、11b、12a和12b中,并且被设计成在缠绕单元54上连续被放置在位。每个存储装置61包括具有纵向取向的总体平行六面体元件。

每个存储装置61包括以两个梯级(stage)70、71布置的横向槽口69,所述横向槽口横向地开口到存储装置61的侧向面中。这些槽口69,其由齿72成对地界定,沿着存储装置61根据恒定节距纵向地分布。

在图11a和11b中的实施例中,每个存储装置61具有设置有小齿72的低梯级70和设置有大齿72的高梯级71,即齿72比低梯级70的小齿72更高。大齿72可包括在它们的纵向端部侧上的侧向切口74,以便允许键66的通过。这些槽口69被设计成接收所述绕组层52的区段结构38。

低梯级70包括等于相的数目的多个连续槽口69,在该情况下为六个槽口69。高梯级71包括等于比相的数目少一个的多个槽口69,即在该情况下五个槽口69。

这些存储装置61包括所谓的双装配形式,以便执行存储装置61彼此的串联和并联装配。为了该目的,在它的纵向端部中的一个处,每个存储装置61包括一种舌片76,所述舌片76设计成与凹陷77协作,所述凹陷具有串联定位的相邻存储装置61的互补形式。

另外,因为存储装置61的成梯级构造,两个存储装置61可通过将它们彼此相反地定位而彼此协作。该定位被执行以使得第一存储装置61的低梯级70的齿72被定位成与第二存储装置61的高梯级71的齿72相反,以及第一存储装置61的高梯级71的齿72被定位成与第二存储装置61的低梯级70的齿72相反。这些存储装置61,在它们之间定位有绕组层52,由此可确保层52的导体的导引和保持。

另外,可以采用在图12a和12b中示出的存储装置61的另一个实施例,其中低梯级70没有齿72。这些存储装置61,其还使得可以提供双装配,将被用在绕组层52的水平补偿区域80中,以便在层52围绕定子的缠绕期间限制层52的导体中的应力。这在下面被更详细地描述。

基于每个相绕组E1-E6利用单个导线44(即对于六相绕组利用六个导线)的缠绕方法的不同步骤的描述被提供在下面。本领域技术人员件能够使绕组适于五相或七相实施例。导线44每个都可从容器(未示出)中获得,线圈44放置在所述容器中。

更具体地说,所述方法包括预成形步骤,包括使缠绕单元54相对于导体37的束位移,以获得一束导体37,该一束导体对于每个相绕组E1-E6具有至少两个环形结构39和至少三个区段结构38。所述区段结构38中的两个被定位为能够布置在定子15中的同一槽口28中。这两个环形结构39分别连接叠加在第三区段结构38上的两个区段结构38。该两个区段结构38被定位为在缠绕单元54的两侧上彼此面对。该步骤对应于获得绕组的不规则部分47。

该预成形步骤使得可以将导体37的数目相对于导线44的初始数目加倍,以使得在该步骤之后供给所述缠绕单元54的那束导体37等于12,如可在图10中看到的。

形成步骤然后被执行,包括使缠绕单元54相对于那束导体37位移,以在存储装置61上形成每个相绕组E1-E6的一部分,每个包括具有至少一个环形结构39和至少两个区段结构38的两个导体37,所述环形结构39连接两个区段结构38。相绕组E1-E6的形成的步骤被执行以使得构成单个相绕组E1-E6(即从单个导线44获得)的两个导体37的区段结构38交替地定位在绕组层52的下部层和上部层中。该步骤对应于获得规则绕组部分46。

为了该目的,在将存储装置61在与导引头57相反的缠绕单元54上放置在位之后,操纵装置60被激活,以使导引头57和相关联的那束导体37相对于缠绕单元54平移位移。那束导体37在与存储单元65相反的方向上位移,根据箭头F1和根据与相的数目对应的步骤P,即在该情况下,六个槽口69的步骤。

键66在与导引头57相反的侧面上放置在位,以便确保在缠绕期间那束导体37的张紧的保持。缠绕步骤然后被执行,包括根据箭头F2将缠绕单元54相对于那束导体37转动180°。导线44的束由此展开,其具有填充存储装置61的作用。

然后,用于输送导体37的单元55和初始存储装置61在绕组65的存储单元的方向上根据对应于相的数目的步骤P而一起平移,即在该情况下为六个槽口的步骤。该平移由此根据箭头F3执行。

新的存储装置61被定位为使得新的存储装置61的高梯级71的槽口69被定位成与之前的存储装置61的低梯级70的槽口69是相反的,新的存储装置61的低梯级70的槽口69在下一次缠绕期间接收导体37。

之前的步骤被重复直到获得的绕组层52覆盖定子15的圆周。

所述方法另外包括补偿步骤,包括当层52的绕组覆盖定子15的圆周时补偿层52的水平(level)的变化。为了该目的,由于所述多个相绕组E1-E6的形成通过在根据箭头F2给定的方向上转动所述缠绕单元54被执行,当层52已经达到基本上等于定子15的周长的长度时,所述补偿步骤被执行,包括通过在与所述给定的方向相反的方向F2’(即,与箭头F2相反的旋转方向)上转动以形成用于每个相绕组E1-E6的至少一个环形结构39和至少两个区段结构38来执行所述多个相绕组E1-E6的形成的步骤。一旦补偿步骤已经被执行,通过根据箭头F2在所述给定方向上转动,围绕所述缠绕单元54继续相绕组E1-E6的形成。

实际上,指出的是,当层52围绕定子15缠绕时,在定子的圆周之后在层变化时存在径向偏移。实际上,层52必须然后被叠加在之前缠绕层上。

补偿步骤由此使得可以产生水平(level)补偿区域80,其可在图14和15b中看到,伴随着在匝的变化的位置中层52的径向偏移。为了该目的,区域80具有的水平差具有与存在于围绕定子15的层的匝的变化的位置中的水平差互补的形式。绕组层52的高度的偏移量对应于绕组层52的导体37层的高度。在形成步骤之后的补偿步骤由此使得可以获得两层导体37的高度的偏移量。

因此这使在层的变化的位置中在层52的导体37上的机械应力最小化。因为希望获得八层导体37,并且层52包括两层导体37,因此层52具有多个补偿区域80,等于除以2减去1所需要的导体层C1-C8的数目,即8/2-1=3。

之前的步骤被重复以获得在图15a和15b中示出的、定位于图13和14中示出的存储装置的组件81的内部中的绕组层52。

应当注意到,存在制造根据本发明的层52的两种方式,包括以前描述的方法中的任一个,或者需要分别在形成步骤时和在补偿步骤时颠倒旋转方向F2和F2’的方法。

获得的层52包括两个导体层,在其一个端部处具有不规则部分47,在其另一端处具有相输入端I1-I6和输出端O1-O6,支撑这些输入和输出端的层的部分在该文献的下文中称为连接部分73。

层52在模块化的转移梳状件83上被放入在位,其可在图16a和16b中看到,包括由齿85成对地界定的槽口84。在梳状件83中的槽口84具有类似于定子15的那些的尺度。梳状件83被装配成在导轨86上可平移移动。为了该目的,梳状件83在它的下部部分中包括空腔87,该空腔纵向地延伸并且设计为与导轨86协作。

更具体地说,模块化梳状件83包含两个端部部分88和89,以及多个中心层改变部分90和中间层改变部分91。

更具体地说,部分88和89,其分别在图17和20中是可见的,基本上相同。这些部分88和89被设计成分别接收不规则部分47和连接部分73。另外,中心部分90被设计成接收与定子15的圆周对应的层52的部分(参照图19),而中间部分91被设计成接收补偿区域80(参照图18)。中心部分90和中间层改变部分91交替地彼此邻接。

模块化梳状件83由此通过简单地改变中心部分90和中间部分91的尺度和数目可适于定子15的绕组17的构造,特别地适于层C1-C8的数目和适于定子15的圆周。位于两个部分88-91之间的结合部95处的槽口84优选地具有大于其他槽口84的开口。另外,梳状件83的每个部分88-91优选地包括纵向槽口98,在该情况下为它们中的两个,以便允许具有倾斜表面的导引件107的穿过,其使得可以将绕组层52转移到环形心轴105,如在下面更具体地描述的。

绕组层52包括彼此叠加的两层导体37。因此区别产生在位于梳状件的槽口84基部侧的下层导体37和位于梳状件的槽口84开口侧的上层导体之间。

如可在图19中看到的,所获得的层52的每个导体37形成纵向波浪形,该纵向波浪形连续地包括接收在相关联槽口中的区段结构38、与梳状件83的下部侧向面相反地延伸的环形结构39、接收在相关联连续槽口84中的连续的区段结构38、以及与梳状件83的上部侧向面相反地延伸的环形结构39。

环形结构39交替地布置在梳状件83的两侧,即,它们以等于两个连续的区段结构38之间的距离的步长(step)纵向地偏移。

以类似于定子15的主体16的那些的方式,在梳状件中的槽口84与相绕组E1-E6的导体37串联相关联。由此,一系列槽口84中的槽口84接收构成相绕组E1-E6的导体37的区段结构38。每个系列的槽口84与六相绕组E1-E6之一相关联。由此,单个系列的槽口84的两个连续槽口84被每个属于其他系列槽口84之一的槽口分开。与相绕组E1-E6相关联的每组槽口中的槽口84以恒定步长分布在转移梳状件83上,所述恒定步长等于相的数目,即在该情况下具有六个槽口84的步长。换句话说,区段结构38以等于定子15的磁极步长的磁极步长被插入到梳状件的槽口84中。

在相绕组E1-E6中,单个导体37的连续的区段结构38被交替地定位在梳状件83的大部分长度上的内层和外层中。由此,对于从单个导线44获得的并且在所述系列的给定槽口中的一对导体37a、37b,导体37a的区段结构38在层C1中,而导体37b的区段结构38位于层C2中。导体37a的区段结构38在所述系列的连续槽口的层C2中,而导体37b的区段结构38位于层C1中。在任何情况下,两个区段结构38在每个槽口84中彼此叠加。

另外,对于与相绕组E1-E6相关联的一系列槽口中的两个相邻槽口84,绕组层52具有具有位于梳状件83两侧的两个环形结构39,该两个环形结构连接位于所述相邻槽口84中的区段结构38。由此,导体37a之一的环形结构39,其连接接收在前述的两个相邻槽口84中的区段结构38,被轴向地布置在主体16的上部面之上,而另一个导体37b的环形结构39,其连接接收在前述的两个相邻槽口84中的区段结构38,被轴向地布置在主体16的下部面之下。该关系对于两个后面的相邻槽口84是颠倒的。

另外,对于在与相绕组E1-E6相关的系列中的两个相邻槽口84,导体37a的环形结构39连接属于层52的下部层的区段结构38到属于层52的上部层的区段结构38,而另一个导体37b的环形结构39连接属于层52的上部层的区段结构38到属于层52的下部层的区段结构38。该关系对于两个后面的相邻槽口84是颠倒的。

绕组层52还具有不连续性。实际上,层52包括所谓的“规则”部分,在该部分中,每个相绕组E1-E6的区段结构38每个都经由环形结构39被连接到位于两个不同槽口84中的两个区段结构38。层52还包括所谓的在预成形步骤完成时获得的“不规则”部分,其中每个相绕组E1-E6的至少一个区段结构38被连接到在单个槽口84中相对于彼此轴向地叠加的两个区段结构38。另外,前述的补偿区域80位于梳状件83的中间部分91中。

对应于绕组层52的长度的、梳状件83中的槽口84的数目根据每个相绕组E1-E6的导体37的层的数目和根据在主体16中的槽口28的数目进行确定,以使得层52可以形成整数个导体层。在当希望在包括96个槽口的主体16上形成八层导体37时的情况下,梳状件83包括96x4+5=390槽口。数字6对应于在六相定子的情况下不规则部分47的六个槽口。换句话说,绕组层52的长度基本上等于定子15的周长的N/2倍,N是在线绕定子15中所需要的导体37的层的数目。N等于两个或更多个。

优选地,借助于图21中示出的成形工具100而按压绕组17的髻部的步骤也被执行。该成形工具100包括为了该目的的两个夹持板101,在所述环形结构39在两个板101之间根据轴向方向的受控压缩之前,从梳状件83的侧面上延伸伸出的环形结构39定位在两个夹持板之间。因此这减小了层52的厚度,以便获得所需要的髻部尺度。模块化梳状件83还使得可以在髻部的形成期间保持导体37的间隔。

在绕组层52已经在转移梳状件83上被放入在位之后,以及形成髻部的步骤之后,用于制造线绕定子15的方法包括将位于梳状件83中的槽口84中的层52的导体37转移到环形心轴105的步骤。该步骤整体地包括围绕所述环形心轴105缠绕导体37的层52以便形成相绕组E1-E6的层。层52的该缠绕可从层52的两个端部之一(即不规则部分47或连接部分73)开始被执行。

图22和23示出使得可以实施该步骤的不同元件,包括环形心轴105、用于导引环形心轴105相对于转移梳状件83位移的外壳106、以及两个纵向导引件107。如可在图22中可更详细地看到的,环形心轴105是具有主轴线Z的回转元件,其包括槽口109,该槽口设置在环形心轴105的外圆柱面中,并且轴向地开口到环形心轴105的轴向端部面中。

环形心轴105的两个相邻槽口109的径向外端部之间的距离等于在转移梳状件83中的两个相邻槽口84之间的距离。在环形心轴105中的槽口109的数目等于在定子15的主体16中的槽口28的数目,即,在该情况下,环形心轴105包括96个槽口。

环形心轴105另外包括中心毂112,其固定在环形心轴105的内圆柱面上。该毂112设置有中心开口113,其允许轴(未示出)的穿过以便允许环形心轴105绕其轴线Z的旋转驱动。

外壳106包括与环形心轴105共轴的钻孔114,以及其中环形心轴105被接收以绕其轴线Z自由旋转。在壳体106中的钻孔114开口到壳体106的下部面中,以便允许导体37转移到环形心轴105。

导引件107被设计成被接收在转移梳状件83中的纵向沟槽98中。由此,转移梳状件83在绕组层52围绕环形心轴105转移的该步骤期间被没有游隙地纵向地导引。

每个导引件107包括为坡道形式的上部面,其倾角被确定为使得每个上部面可支撑在导体37的区段结构38之下,以驱动导体37逐渐地向上,用于使它们转移到环形心轴105。

根据图23中示出的实施例,每个导引件107的上部面是平坦的,并且相对于水平平面倾斜。然而,将理解到,每个导引件107的上部面的形式可以是不同的,例如上部面可以是向上弯曲的凸面,在顶部开口的凹面,或者它可根据不同角度形成两个倾斜平面。

更具体地说,转移步骤包括使环形心轴105在转移梳状件83的上部面上滚动,以使得在环形心轴105中的槽口109与转移梳状件83中的槽口84是连续相反的,并且没有环形心轴105相对于转移梳状件83的滑动。为了该目的,层52的两个端部中的一个定位于心轴105附近,其首先接收不规则部分47或者连接部分73。

在环形心轴105的滚动期间,装配在导轨86上的梳状件83以与环形心轴105的旋转同步的方式相对于导引件107位移。每个导引件107的上部面则抵靠着位于转移梳状件83中的每个槽口84的下部端部处的导体37的区段结构38在顶部处被支撑。由此,导引件107的上部面使得可以同时地转移形成绕组层52的两个层的导体37的区段结构38和环形结构39。

如前所述的,环形心轴105包括多个槽口109,其数目等于定子15的主体16中的槽口28的数目,转移梳状件83包括多个槽口84,其数目大于主体16中的槽口28的数目。

从而,当环形心轴105在转移梳状件83的上表面上滚动时环形心轴105绕其轴线Z进行多次转动,层52(具有它的两层导体37)围绕心轴105缠绕,形成共轴的螺旋部。

因为环形心轴105绕其轴线Z进行多次转动,因此每个槽口109连续地接收被接收在转移梳状件83中的多个槽口84中的区段结构38。在该情况下,环形心轴105在不规则部分47处围绕其轴线Z进行四次转动,以使得在心轴105中的每个槽口109接收八个区段结构38(每次转动两个)。因此,这提供了具有八层导体37的缠绕。

另外,在环形心轴105中的每个槽口109的宽度基本上等于每个导体37的宽度。从而,导体37的区段结构38根据单列被径向地叠加在环形心轴105中的槽口109中。

在当所使用的导线44是具有圆形横截面的导线时的情况下,在层52转移到心轴105之前,执行冲压区段结构38的步骤,如图32中所示。为了该目的,绕组层52在包括槽口120的冲压梳状件119上被放置在位,所述槽口由从磁板118获得的支架121成对地界定。

支架121优选地在它们的自由端侧上形成轮廓,以使得每个槽口120具有加宽的端部以便有助于区段结构38插入在梳状件119中的槽口120内部。在区段结构38的插入之前,附加的下部楔子122将早先已经定位于梳状件中的槽口120基部处。

附加的上部楔子123在区段结构38之上被放置到位。下部楔子122和上部楔子123对应于在冲压之后导体37的所需宽度。上部楔子123具有与梳状件119中的槽口120互补的形式。

上部板125然后确保下部楔子122和上部楔子123之间的区段结构38的压缩。为了该目的,夹持设备129保证板118和125被带向彼此,其具有将层52的区段结构38的初始圆形横截面变为具有正方形或矩形形式横截面的作用。

附加的楔子122、123的使用使得可以控制区段结构38的变形,以及有助于在上部板123已经被升高之后导体37从模具的释放。

还将注意到,该类型的构造使得可以最大化定子15中的槽口28的填充,同时有助于绕组髻部的形成,其中导体的圆形横截面有助于折叠以便将绕组17形成波形。

作为变型,仅下部楔子122被使用,区段结构38则被压缩在上部板125的齿和下部楔子122之间。

作为变型,冲压步骤在绕组层52上被执行,所述绕组层包括单层的导体37,即,梳状件119中的每个槽口有单个导体37。

因为绕组17由铜导线44制成,所述方法包括在冲压之前加热到绕组17的至少150℃,例如280℃,以便限制铜的宏观形变。所述方法还可以包括在冲压之后退火以使得铜恢复到其初始宏观结构的步骤。

作为变型,所述绕组由铝导线制造。作为变型,冲压步骤还可以直接在转移梳状件83中实施。

替代地,冲压步骤在绕组层52的形成步骤之前进行。冲压然后可以通过一组旋转辊135进行,线性导体37在该一组旋转辊之间穿过。为了该目的,该组辊135包括具有水平轴线的第一对竖直辊136,以及具有竖直轴线的第二对水平辊137。每对中的辊136、137被定位成彼此相反,同时彼此稍微偏移以便允许导体37的滚动。

冲压部分的长度和非冲压部分的长度取决于定子15的尺度,特别地取决于槽口28的长度和在与相绕组E1-E6相关联的一系列槽口中的两个连续槽口28之间的距离。

由此,辊136、137将处于沿着槽口28的长度的冲压位置,如在图33中示出的。辊136、137则将在与两个连续的槽口28之间的长度对应的髻部的长度上与导体37隔开。因此,这提供了图35a中示出的导体37,其包括对应于所述区段结构38的冲压部分,以及对应于所述环形结构39的非冲压部分。导体37由此可形成在根据图35b的绕组层52中,两个平行的区段结构38通过环形结构39连接到彼此。

在图34中的实施例中,所述冲压是通过借助一装置141进行按压进行的,所述装置141设置有径向地可动的两个对称夹具141,以及使得可以进行导体37在四个面上的变形的挤压元件142。两个夹具141在彼此之间形成微小的角度,以有助于在冲压之后所述导体37的区段结构38的退出。

所述冲压还可以借助于如早前描述的梳状件119或借助于一系列组的旋转辊135或装置141在并行的一束导体37上进行。

如前所述的,在冲压步骤或形成髻部的步骤之前和之后,将可以进行加热步骤,以及如果合适的话,进行退火步骤。

另外,如可在图24a中看到的,所述方法包括将连续的槽口绝缘体145放入到定子15中的槽口28内的合适位置的步骤。为了该目的,量规34与外标引设备32中的凹陷33协作,以定位面向连续的槽口绝缘体145的定子15中的槽口28。从定子15的内部径向地位移到外部的楔子146则确保槽口绝缘体145抵靠每个槽口28的内壁的放置。槽口绝缘体145由此覆盖槽口28的相反的内面、以及与在两个连续的齿25之间延伸的轭26的内周边的部分对应的槽口28的基部。通过定位面向所述槽口绝缘体145的新的槽口28,该操作重新开始,直到所有的槽口28被连续的槽口绝缘体145覆盖。

实际上,一旦所述槽口绝缘体145已经在槽口28内被放置在位,执行将绕组17从环形心轴105转移到定子15的主体16的步骤,如在图26a和26b中示出的。外标引设备32使得可以确保所述环形心轴105围绕定子15的主体16的精确定位。该环形心轴105被共轴地接收在主体16上,在圆形接收部中,该圆形接收部由主体16的内圆柱面界定。环形心轴105的外圆柱面的直径总体上等于主体16的内圆柱面的直径。

用于定子15的标引的设备32还使得可以使定子15相对于环形心轴105围绕其轴线Z成角度地定位,以使得在环形心轴105中的每个槽口109与主体6中的槽口28是相反的,如在图26a和26b中可看到的。

安装件还包括用于径向插入的片148,其可在图27a和27b中看到,每个在相对于心轴105的和主体16的轴线X、Z为径向的平面上延伸。插入片148与环形心轴105中的每个槽口109相关。板148是相同的,并且围绕环形心轴105的轴线Z成角度地分布。在该情况下,环形心轴105包括96个槽口,安装件从而包括96个插入片。这些片148在相关的槽口109的中间径向平面上延伸,每个片148的厚度稍微小于相关槽口109的宽度。

更具体地说,如可在图27a中看到的,在转移步骤开始时,每个片148径向地定位以使得每个片的外径向端部边缘被定位在位于心轴105中的导体的最内层处。

当转移步骤是通过导体37的膨胀实施时,插入片148根据箭头F4相对于环形心轴105的轴线Z径向地位移,以使得每个片148在相关槽口109中朝向所述环形心轴105的外部径向地位移,同时拖动(entraining)所述区段结构38,以使得这些区段结构38在主体16中的相关槽口28中位移,由此形成相绕组E1-E6的区段结构38。片148的位移是通过根据箭头F5(参照图26b)施加轴向力获得的,该轴向力通过机械系统变为根据箭头F4施加在所述片148的径向力。

在转移阶段完成时,每个片148相对于环形心轴105的轴线Z径向地定位,以使得它的外径向端部边缘总体地位于环形心轴105的外圆柱面处。已经被接收在环形心轴105中的每个槽口109中的所有区段结构38已经迁移到主体16中的相关槽口28中。

因此,这提供了以前描述的线绕定子15。将注意到,绕组的位于心轴105的外周边处的区段结构38通过平移而位于定子15的外周边处。相似地,绕组的位于心轴105的内周边处的区段结构38通过平移而位于定子15的内周边处。

根据一优选实施例,所有的插入片148在径向位移中被同时朝向外部拖动进入到环形心轴105中的相关槽口109中。由此,所有的区段结构38同时转移。在主体16中的每个槽口28的宽度基本上等于每个导体37的宽度,以使得根据单列的径向堆叠导体37被保持在槽口28中。

还将注意到,连续的槽口绝缘体145的使用使得可以保证在绕组17的区段结构38的插入期间所述槽口绝缘体145在槽口28内的正确定位,因为沿着齿31的拐角位于每个槽口28的径向开口侧上的槽口绝缘体145的端部被连接到彼此,因此在区段结构38的插入期间不能向回朝向槽口28的基部推回。

一旦绕组17的转移的步骤已经执行,那么切割图24b中示出的槽口绝缘体145的步骤被执行。该步骤的目的是要移除在两个连续的槽口28之间延伸的槽口绝缘体145的部分149,即,抵靠每个齿25的内面延伸的槽口绝缘体145的部分149。切割所述槽口绝缘体145的步骤借助于机械工具150或通过激光器进行。由此单独化的、位于每个槽口28内的槽口绝缘体由此将具有位于定子15的轴线X侧的、沿着齿25的圆形内拐角的切割轨道。

作为变形,在图25a和25b中示出的实施例中,单独的槽口绝缘体195被插入到定子15中的槽口28中。两个连续的槽口绝缘体195被彼此焊接以便确保在绕组17的导体37的插入期间所述槽口绝缘体195保持在槽口28内。

为了该目的,每个槽口绝缘体195包括被设计成覆盖槽口28的相反的内面以及槽口28的基部的壁。另外,每个槽口绝缘体195包括从这些壁获得的翅片196,所述翅片布置为抵靠相反的内面。这些翅片196向后折叠并且抵靠定子主体16的至少一个轴向端部径向面放置。每个槽口绝缘体195的翅片196与相邻槽口绝缘体195的相应翅片196焊接在一起。换句话说,两个相邻槽口绝缘体195的两个相邻翅片196被焊接到彼此。

所述槽口绝缘体195可在定子15的单侧上或在定子15的两侧上被焊接到彼此。优选地,为了便于焊接,翅片196被彼此叠加。作为变型,焊接是边到边进行的。

优选地,借助于图28示出的工具162执行按压绕组髻部163的步骤,该绕组髻部由在定子15的两侧延伸的环形结构39形成。

为了该目的,工具162包括多个固定的保持元件165,其被设计成抵靠每个绕组髻部163的外周边被放入在位。这些元件165根据环形形式并排定位。

中心凸轮166则转动以使按压元件167在相应的保持元件165的方向上径向连续地位移。

绕组髻部163由此被连续部分按压,每个部分被按压在保持元件165和相应的按压元件167之间,其然后处于所谓的“活动(active)”位置。所述按压元件167可包括返回设备以便使它们从它们的活动位置返回到它们的初始位置,一旦它们已经被凸轮166位移。

另外,因为定子15的齿25没有齿根,为了便于区段结构38的插入,位于最靠近定子15轴线的导体37的径向层中的区段结构38的变形步骤优选地借助冲头170被执行。在图29a到29c中示出的该变形步骤使得可以保证在进行浸渍步骤之前所述区段结构38保持在槽口28内。实际上,借助于冲头170的变形允许材料朝向槽口28的内面的蠕变,以使得区段结构38的变形的边缘抵靠槽口28的内面被支撑。

根据在图29a中示出的第一实施例,产生三个变形部171,其轴向地分布在位于定子的内周边上的每个区段结构38上。

变形部171被执行以使得变形部的长度L3和两个连续的变形部171之间的距离L4之间的比值被包含在0.8和1.2之间。变形部171的端部与区段结构38的相应轴向端部隔开至少3毫米(参照长度L5)。变形部171通过具有属于所述冲头的相应形式的突起172提供。

替代地,如在图29b中示出的,产生两个变形部171,其轴向地分布在位于定子的内周边上的每个区段结构38上。每个变形部171与区段结构38的相应轴向端部隔开至少3毫米。为了该目的,冲头170具有带相应形式的两个突起172。

替代地,如在图29c中示出的,单个轴向地伸长的变形部171产生在位于定子的内周边上的每个区段结构38上。变形部171被产生以使得该变形部171的端部与区段结构38的相应轴向端部隔开至少3毫米。为了该目的,冲头170具有带相应形式的突起172。

在最终产品上,最靠近定子15轴线的层的区段结构38,或内层,包括由冲头170产生的变形轨道。

一旦绕组17被安装在定子15上,浸渍步骤被执行,包括围绕励磁绕组17,更特别地围绕绕组163的两个髻部,倾倒液体清漆。被加热的清漆可以液状被一滴一滴地引入到绕组17的导线44中。清漆然后冷却并且聚合。清漆例如是基于环氧树脂的。

在图30中示出的定子15的变型实施例中,每个齿25包括两个可折叠的齿根174。

在折叠之前,齿根174沿着槽口28的根据基本上径向的平面延伸的边缘定位,以从该槽口28释放。

齿根174每个都包括在它们与齿25的每个自由端部的连接部处的横截面减小部175。横截面减小部175在齿根174的面向所述槽口的面上被执行。齿根174优选地具有圆形的端部侧。在图31a中的实施例中,每个齿25的在两个齿根174之间延伸的内面具有突起176。在图31b中的实施例中,每个齿25的内面没有突起176。

在通过所述片148的膨胀将所述区段结构83插入在槽口28中的步骤之后,齿根174根据箭头F6朝向每个槽口28的内部向后折叠,以至少局部地闭合所述槽口28。

该类型的构造使得可以改进电机的磁性能,同时允许区段结构38容易插入在槽口28内。

在图36中的实施例中,绕组层52从第一底层181和第二底层182之间的鳞状覆盖部(imbrication)获得。两个底层的鳞状覆盖部被执行以使得首先第一底层181和第二底层182具有所有都位于定子15的相同侧的输入端I1-I6和输出端O1-O6,以及其次,第二底层182相对于第一层偏移在定子中的若干槽口,其数目等于相的数目,在该情况下为六个。这对应于图中的轴向偏移量D。因此,考虑到在定子15的相同侧上的输入端I1-I6和输出端O1-O6的有利的定位,这便于连接的产生。第一底层181和第二底层182优选地是相同的。两个底层181、182优选地由相同组导线44制造。每个相绕组E1-E6由连接输入端Ii到输出端Oi的单个导线44制造,在六相定子的情况下,i在1和6之间的范围内。

底层181、182每个都具有等于定子15的周长的N/2倍的长度,N是在线绕定子15中所需要的导体37的层数,N等于两个或更多个。导体37的层数N例如等于二、四、六或八。优选地,导体37的层数N等于八。

将层52放入在位、层52在心轴105中的安装、以及心轴绕组105转移到定子15的不同步骤与以前描述的那些相同。

下面参照图37a到37c和38a到38c提供了借助于为环的一部分的形式的互连器185提供的相绕组E1-E6的耦连的不同类型的描述。该互连器185被布置在绕组17的髻部163和电压整流器电桥的二极管(未示出)之间。该互连器185包括具有轴向取向的电子端子B1-B6,其数目等于相绕组E1-E6的数目,以及在该情况下等于六个。

端子B1-B6根据两个组G1和G2被分布在互连器185上,每个组包括相同数目的端子B1-B3和B4-B6。电子端子的该数目对应于相数目除以2,即,三端子组G1、G2。

组G1,G2之一的端子和另一组G1,G2的相应端子之间的角距离K1是恒定的。由此,一个组G1的最左侧端部端子B1与另一组G2的最左侧端部端子B4隔开角距离K1。第一组G1的中心端子B2与组G2的中心端子B5隔开角距离K1。一个组G1的最右侧端部端子B3与另一组G2的最右侧端部端子B4隔开角距离K1。角距离K1大致是125°。

在图37a和38a中的实施例中,对应于输入端和输出端的相绕组E1-E6的端部186被向后折叠,以根据径向方向抵靠互连器185放置。这些端部186然后以轴向取向被焊接在互连器185的接线片187上。在图39中示出的变型中,端部186轴向地延伸,并以径向取向焊接在互连器185的接线片187上。在任何情况下,互连器185包括每相两个接线片187。

互连器185包括将接线片187电连接到电子端子B1-B6的轨道189。

所谓的“双三相”三角形耦连可被执行,在图37b和37c中示出。

为三角形形式的耦连由此产生在第一相绕组E1、第三相绕组E3和第五相绕组E5中,其次是第二相绕组E2、第四相绕组E4和第六相绕组E6。

更具体地说,互连器185的轨道189由此确保通过端子B1进行的第一和第三相绕组E1和E3的输入端I1,I3的连接。轨道189还确保通过第二端子B2进行的第五相绕组E5的输入端I5和第一相绕组E1的输出端O1的连接。轨道189确保通过第三端子B3进行的第五相绕组E5的输出端O5和第三相绕组E3的输出端O3的连接。

另外,互连器185包括用于根据图37b和37c为相绕组E2,E4和E6提供相应连接的轨道189。由此,互连器185的轨道189然后确保通过端子B4的第二和第四相绕组E2和E4的输入端I2,I4的连接。轨道189还确保通过端子B5的第六相绕组E6的输入端I6和第二相绕组E2的输出端O2的连接。轨道189确保通过端子B6的第四相绕组E4的输出端O4和第六相绕组E6的输出端O6的连接。

替代地,执行的该耦连是在图38b和38c中示出的“双三相”星形耦连。由此首先存在为第一、第三和第五相绕组E1,E3,E5的星形形式的耦连,以及其次第二、第四和第六相绕组E2,E4,E6的星形形式的耦连。

更具体地说,轨道189确保在第一和第五相绕组E1,E5的输出端和第三相绕组E3的输入端的位于互连器185上的中性点处的互连。轨道189确保通过端子B1的相绕组E1的输入端I1的连接。轨道189确保通过端子B2的相绕组E5的输入端I5的连接。轨道189确保通过端子B3的相绕组E3的输出端O3的连接。

互连器185包括用于产生根据图38b和38c的相绕组E2、E4和E6的相应连接的轨道189。由此,轨道189确保在第二相绕组E2和第六相绕组E6的输出端和第四相绕组E4的输入端的位于互连器185上的中性点处的互连。轨道189确保通过端子B4进行的相绕组E2的输入端I2的连接。轨道189确保通过端子B5进行的相绕组E6的输入端I6的连接。轨道189确保通过端子B6进行的相绕组E4的输出端O4的连接。

作为变型,将可以产生混合耦连,其中存在来自于为星形形式的组E1-E3-E5和组E2-E4-E6的组之一的相绕组的耦连,以及为三角形形式的另一个组的相绕组的耦连。

优选地,为了保证输入端/输出端O1-O6,I1-I6定位在定子的外周边上,在心轴上的第一绕组是不规则部分47。因此,这防止输入端/输出端导线妨碍转子风扇,考虑到缺乏齿根,以便在某些实施例中保持这些导线。

下面参照图40到43提供使得可以适于绕组髻部163的形式的方法的不同实施例的描述。

应当注意到,在转移梳状件83上以及在心轴105上,每个导体37与后面的一个隔开对应于槽口N输入端的中间和槽口N+1输入端的中间之间的距离的中心之间的距离,该步骤是不变的。

与用于给定的定子15的该不变的步骤相反,导体37的层的高度是可变通的,以使得可以变化髻部163在完成的定子15上的高度。另外,绕组髻部163的高度将根据在梳状件83上的层的位置变化。

对于通过由环形结构39连接的两个区段结构38构成的相绕组的导体37的给定部分,存在距离A的限定,该距离A与将接收两个导体37的在环形心轴105的两个槽口输入端109的中间之间的圆弧的长度对应。

还存在距离B(大于A)的限定,该距离B对应于在转移到定子15中的将接收两个导体37的槽口28中之后在导体37的定位直径上的两个槽口28的中间之间的圆弧的长度。

点C的高度随着远离轴线而减小并且靠近轴线而增加,由此补偿区段结构38之间的距离的变化。换句话说,在直径(a)上的区段结构38将,当朝向直径(b)中的槽口28轴向地转移时,彼此物理上分开。

绕组17的层的高度的适应性由此在转移之前构造髻部高度,其在转移之后将产生不同的高度(得自于从绕组17得到的导体的层的高度和在导体37的转移之后损失的高度的总和)。

更具体地说,为了获得绕组髻部163(其高度在当从定子15的外周边朝向轴线X位移时增加),在环形心轴105上放入在位的导体37的层具有不同的高度,即,在心轴105上的最高层位于内周边上,以及最低层位于外周边上(心轴105是定子15中的槽口28的映像(image))。

在转移之后,每个层根据它在心轴105上的位置和它在定子15中的最终位置按比例损失高度。更具体地说,层位于外层上越远,当它从心轴转移到定子时它损失的髻部的高度越多。

由此,为了在定子15中获得比其他低的髻部的外层,在心轴105中,使所有的层具有相同的高度足矣。还可行的是,为了加重在髻部中的内层和外层之间的高度差,在心轴105中提供具有比内层短的高度的外层。

为了获得该类型的布置,首先缠绕在心轴105上的层52的端部必须具有比层52的其余部分更大的高度。

为了该目的,使用在键66的缠绕单元51,其间隔变化以便使层52的高度变化。

由此,在第一情况下,当首先缠绕在心轴105上的层52的端部是不规则部分47时,两个键66之间的间隔在当形成所述层时减小。

相反地,在第二情况下,当首先缠绕在心轴102上的层52的端部是连接部分时,两个键66之间的间隔在当形成所述层52时增加。

实际上,如以前描述的,层52总是由不规则部分47形成。

在第一情况下,获得的技术优点是:输入端/输出端O1-O6、I1-I6定位于定子15的外周边上。

相反地,在第二情况下,输入端/输出端O1-O6I1-I6定位于定子15的内周边上。

该类型的构造的优点是髻部163的形式,其与轴承的形式匹配,并且使得可以使电机的尺度,特别地它的长度,最佳化。另外,这使得可以更好地暴露到由转子产生的空气流。

为了获得平坦的绕组髻部163,如在图42a和42b中示出的,在心轴105上放入在位的导体37的层的高度是不同的,以便仅补偿与导体37的层从直径(a)转移到直径(b)的现象相关联的高度损失。

为了获得该类型的布置,首先缠绕在心轴105上的层52的端部必须具有比层52的其余部分短的高度。

由此,在第一情况下,当首先缠绕在心轴105上的层的端部是不规则部分47时,两个键66之间的间隔在当形成所述层52时增加。

相反地,在第二情况下,当首先缠绕在心轴105上的层52的端部是连接部分时,两个键66之间的间隔在当形成所述层52时减小。

在第一情况下,获得的技术优点是:输入端/输出端O1-O6、I1-I6定位于定子的外周边上。

相反地,在第二情况下,输入端/输出端O1-O6、I1-I6定位于定子的内周边上。

结果是获得绕组髻部163的均一高度。这使得可以使电机的长度最佳化,以及获得导体37的层之间的更好接触,以便使从与转子相反的层到与轴承相反的层的热传递最佳化。

为了获得高度在当从定子15的外周边朝向轴线X行进时减小的绕组髻部163,如在图43a和43b中示出的,在环形心轴105上放入在位的导体37的层具有不同的高度,即,在心轴105是最高的导体37的层位于外周边上,以及最低的导体37的层位于内周边上。

为了获得该类型的布置,首先缠绕在心轴105上的层52的端部必须具有低于层52的其余部分的高度。

由此,在第一情况下,当首先缠绕在心轴上的层的端部是不规则部分47时,两个键66之间的间隔在当形成所述层52时增加。

相反地,在第二情况下,当首先缠绕在心轴上的层52的端部是连接部分时,两个键66之间的间隔在当形成所述层时减小。

在第一情况下,获得的技术优点是:输入端/输出端O1-O6、I1-I6定位于定子的外周边上。

相反地,在第二情况下,输入端/输出端O1-O6、I1-I6定位于定子的内周边上。

该类型的构造的优点是空气在电机中的流动最佳化,其有助于电机的内直径和外直径之间的交换。

在图44a、44b、45a、45b中的实施例中,定子15的主体16由组装在一起的两个元件形成,即,被设计成接收导体37的中心芯体201,以及被设计成围绕该中心芯体201定位的附加轭202。中心芯体201以及轭202是堆叠的板。中心芯体201包括槽口28,所述槽口在其外周边侧开口,并且在内周边侧通过齿根203连接到彼此,所述齿根203每个都在齿25的自由端的两侧延伸。这些齿根203由此限定齿25的自由端之间的连接区域204。

该类型的构造使得可以便于绕组17经由槽口28的开口外端部插入,同时能够受益于齿根25,其改进了电机的磁性性能。

如在图48a中示出的,中心芯体201可在两个连续的齿25之间的连接区域204中是实心的。替代地,如在图48b中示出的,中心芯体201在两个连续的齿25之间的连接区域24中被穿孔。

另外,轭202的堆叠板可在中心芯体201的整个高度上或在中心芯体201的半个高度上延伸。轭202的堆叠板可在其通过弯曲到圆柱形式变形以便将其绕中心芯体201放入在位之前是平坦的(参照图45a)。替代地,轭26可最初具有弧的形式以便便于它围绕中心芯体201的定位(参照图45b)。

根据图46中示出的另一个实施例,使用平坦板207,其具有的高度低于中心芯体201的高度,以建立该板207围绕中心芯体201的缠绕。板207的缠绕的操作根据需要重复多次以便获得中心芯体201的高度。该操作可通过多个板207轴向地堆叠并且缠绕多匝得以执行。

中心芯体201可通过用三角形式装配(参照图47a)、用圆形形式装配(参照图47b)、以阶梯(rung)形式装配(参照图47c)被固定在附加轭202上。轭202或板207然后具有带相应形式(三角形、圆形或为阶梯形式)的一系列平坦区域208和中空部209,如可在45b、46和47a到47c中看到的。中空部209被设计成与具有互补形式的齿25的外端部协作。平坦区域208被设计成在两个连续的齿25之间延伸,以便形成槽口28的底部。替代地,轭202在没有装配的情况下围绕中心芯体201放置在位,如在图47d中示出的。

主体16的该类型的构造使得可以避免不得不执行绕组17从心轴105转移到定子15的步骤。实际上,在该情况下,可以以中心芯体201替代所述心轴105,以直接地将区段结构38从梳状件83转移到中心芯体201中的槽口28。

为了该目的,毂112被放置在芯体201的中心部分中。毂112被可拆卸地固定在齿根203上。将毂112放置在位使得可以在区段结构38的插入期间将中心芯体201从梳状件83转动到槽口28。一旦绕组17被安装在中心芯体201中的槽口28内,根据之前所述的技术之一,槽口28的外开口面借助于轭26被闭合。毂112然后能够被移除。

根据在图49中描述的实施例,制造平坦定子15,包括由一组堆叠的板片形成的平坦主体16。平坦主体16设置有基本上在平面上延伸的平坦轭26,以及基本上垂直于轭26延伸的齿。这些齿25成对地界定优选地设置有齿根215的槽口28。一旦根据箭头F7执行弯曲的步骤,平坦定子15的长度L6对应于定子15的圆周长。

为了获得平坦定子15,将板片218热结合到彼此的在先的步骤被执行。所有的这些板片218可热结合到彼此。替代地,N中的一片是热结合的,N等于2或更大。没有热结合在一起的片218借助于铆钉(未示出)通过铆接或替代地通过焊接被组装到彼此和组装到热结合到彼此的片,所述铆钉从一侧到另一侧穿过所述组板。

之前描述的绕组层52可被插入到平坦定子15中的槽口28中。因为绕组层52具有等于定子15的周长(到不规则部分内,在六相情况下六个槽口)整数M倍的长度,绕组层52根据定子15的长度的M倍、根据沿着平坦定子的向外和返回路径被放置在位。

一旦绕组层52已经被放置在位,弯曲所述平坦定子15的步骤被执行,以在没有绕组17的情况下形成具有图50中示出的整体圆柱形式的缠绕定子15,以便改进该图的清楚性。弯曲和缠绕的定子的端部边缘220则被焊接到彼此。

板片218的热结合由此使得可以限制这些板片218的变形,特别是在定子15的弯曲的步骤期间所述齿25的加宽。

在图51和52中的实施例中,边缘板221抵靠这些板片的半组222的一行220的端部面放置。边缘板221比该组板片218更厚。边缘板221具有等于至少一毫米的厚度。边缘板221固定所抵靠的端部面垂直于齿25的纵向伸长量D2的方向(单个齿25示出在图51中以便便于理解)。

半组222中的该行220然后例如借助于激光器根据平面P被切割,以便获得两个单独的半组222。每个半组222具有基本上等于定子15的周长的长度L7,和基本上等于最终定子15的半个高度的宽度L8。两个半组222然后根据箭头F8被组装在一起,即,通过将切割的几组222中的一个向回转动,例如以抵靠彼此放置,两个半组222的面与支撑边缘板221的面相反。

因此,这提供了包括边缘板221的平坦定子15,所述边缘板221被放置在其与柱形定子的轴向端部对应的端部中的每个处。绕组层52则被在平坦定子15中的槽口28中放入在位,如已经在以前描述的。

平坦定子15然后被弯曲以便获得在没有其绕组17的情况下具有图52和53中所示的整体圆柱形式的线绕定子。弯曲的定子15的端部边缘220然后被焊接到彼此。

作为变型,制造两个半组222,每个为半环的形式,该半环包括在轴向端部面上放置在两侧的两个边缘板221。这些半组222根据它们的端部,在已经将绕组层52放入到两个半组222中的槽口28内在位之后,被组装到彼此。作为变型,两个边缘板221在弯曲步骤之前被放置在图49中的平坦定子15的两侧上。

半组222由此构成组装到彼此以便获得定子主体15的子组。作为变型,定子15的该组板是通过组装超过两个的子组得以获得的。在该情况下,两个端部组每个都包括边缘板221。

另外,为了改进在定子15的弯曲的操作期间所述定子15的机械强度,定子15包括设置在至少一个槽口28处的至少一个焊接部224,如在图54和55中示出的。“设置在槽口内的焊接部”意思是焊接部224设置在槽口28的内壁上,优选地在槽口28的基部上。焊接部224设置在槽口28的至少四分之一内。两个连续的焊接部224彼此隔开小于30°的角度K2,如在图56中示出的。对于包括96个槽口的定子15,焊接部优选地设置在12个槽口中的一个槽口内,或6个槽口中的一个槽口内。

在图57中的实施例中,中空部227可设置在每个槽口28的基部中。中空部227基本上设置在槽口28的基部的中间中。中空部227的深度和轭26的厚度之间的比值小于25%。作为变型,在图57中以虚线示出的两个中空部228被设置在每个槽口28的基部中(单个槽口227的位置中)。中空部228相对于每个槽口28的径向中间平面基本对称。这些中空部228由此每个都设置在界定槽口28的齿25的基部处。

另外,轭26的厚度L9和定子15的外直径L10之间的比值(参照图56)在2.5%和15%之间,以便有助于平坦定子15的轭26朝向柱形形式弯曲。应当注意到,定子15的外直径L10对应于轭26的外直径。

热结合、将边缘板221放置在位、在槽口28的基部中制造焊接部224或中空部227、228的步骤可单独地或组合地执行。这也同样应用于所选择的定子的尺度的特定比值。齿25(具有圆形边缘31)的构造以及槽口28的尺度可以与以前描述的要缠绕的传统类型的定子15的那些是相同的,该定子15最初具有柱形形式。连续的槽口绝缘体145还可以在绕组插入之前被放入到定子15中的槽口中在位。

在图58示出的绕组17的变型实施例中,两个导体37包括区段结构38,该区段结构在当根据定子的圆周从所述系列的槽口28来到相邻的槽口时如以前的在内层和外层中交替。另外,当区段结构37占据内层时,区段结构37具有与当其占据外层时的取向D4不同的取向D3。两个取向D3,D4优选地彼此垂直。

在槽口28中,每个区段结构38的横截面包含两个矩形38’,该两个矩形在当区段结构38占据包括内层和外层的组件当中的其中一层时径向地堆叠。当区段结构38占据该组件的另一层时,这两个矩形38’正交地(orthoradially)堆叠。在该情况下,矩形38’在内层中径向地堆叠并且在外层中正交地堆叠。

每个矩形38’的长度L20等于每个矩形38’的宽度L21的两倍。

每个相绕组E1-E6则包括两个导线。换句话说,借助于每个相绕组E1-E6使用两个导线,通过执行当从所述系列的一个槽口来到后来的槽口时的90°的旋转,制造绕组层52。

除了在使用中采用两个导线之外,获得的绕组17与以前描述的绕组完全相同,即,特别地其包括规则部分46和不规则部分47。另外,环形结构39具有与以前描述的相同的构造。

在该情况下,齿25优选地没有齿根。

将认识到,之前的描述已经仅通过示例被给定,并且不限制本发明的范围,其中由任何其他等同物进行的细节的替换不会构成背离所述范围。

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