电机的定子或转子及其制造方法
【专利说明】电机的定子或转子及其制造方法
[0001]本申请是申请日为2009年4月16日、申请号为200980113362.9、国际申请号为PCT/EP2009/002787、发明名称为“电机的定子或转子及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种用于制造包括分布式波形绕组的电机的定子或转子的方法，该波形绕组的绕组线连续呈波形地成形为插入定子或转子的凹槽中的连接段和分别将一根绕组线的两个相邻连接段相连的绕组端部，所述绕组端部突出于定子或转子的端面，其中，每两个成对配置的、以相邻连接段处于同一凹槽中的绕组线的绕组端部在凹槽的相反端突出于定子或转子的端面。
[0003]此外，发明革新还涉及到一种电机的圆柱形的定子或转子，其具有凹槽，这些凹槽的宽度设计为，用于容纳唯一一排的矩形横截面的、以其径向内部的和外面的侧面平行定位的绕组线连接段；还具有一分布式波形绕组，该分布式波形绕组具有两个线股，所述线股分别包括η根连续呈波形地以连接段和人字形绕组端部形成的、相互交缠的绕组线，其中一个线股的各绕组线分别成对地配置于另一线股的各绕组线，使得每对中的两根绕组线处于同一凹槽中并且它们的绕组端部将处于同一凹槽中的相邻连接段的相反端相连。
【背景技术】
[0004]本发明是基于US 2006/0022547 A1中所描述的方法和按该方法制造的定子或转子。其提出:分布式波形绕组是由两组或两股本身交缠的、优选矩形的绕组线组合而成，其中，每个线股通过绕组线在条形扁平模板上缠绕、在绕组端部区域交叉以及接着压平而产生。两个单层压平的绕组半部在末端在每一层结构中分别在一确定的平面内处于定子或转子凹槽中，亦即没有相互交缠。两线股的分别成对配置的、处于同一凹槽中的绕组线只通过焊接在一端相互连接。虽然由两个叠置的绕组半部形成的层结构应该具有两倍绕组线粗细的厚度，但在某些位置是三条绕组线以紧密的间距交叉，从而在厚度上造成一定的不匀整性，在有多个层结构的情况下更为严重。
[0005]US 6750581 B2、US 6759779 B2、US 6826823 B2 和 US 6862797 B2 介绍了这样的分布式波形绕组，其中，全部绕组线是相互交缠的。制造方法则未有说明。若要求(如同通常力求实现的那样)预制的波形绕组多次围绕定子或转子的圆周延伸，亦即拟形成多个层结构，则必须在从一个层结构向下一层结构过渡的那些位置，将不规则性设置加进绕组线股，从而增加了机械制造的困难。
[0006]由EP 1 469 579 A1还已知，这样地制造用于定子或转子的分布式波形绕组，方式是:使全部的绕组线(其形成一种双层的层结构)相互平行地在唯一一个绕线过程中在横截面为六角的模板上卷绕，该模板具有两个平行的设有多个横向凹槽的侧面，它们在两纵向边缘通过人字屋顶形端面相连接。绕线过程总体上呈螺旋形沿着模板延续前进，不过升程限于各未开槽的人字屋顶形端面，而绕组线在各平行的侧面的凹槽中无升程地横向于模板的中心纵轴线延伸。在各平行的绕组线围绕模板每次卷绕时，绕组线的一部分置于凹槽中，其对置的凹槽在同一卷绕过程以前已被占用。在达到一定的匝数以后，缩小多件式模板的横截面并将该模板从已形成的线圈中拉出。此后，将横截面为六角形的线圈压平成两层的，这时彼此相对压紧了在模板的两侧面上产生的绕组线连接段。
[0007]在最后所述的绕线方法中，是将各绕组线连续地以不变的升程设置到模板的人字屋顶形的端面上。但由于残余的固有弹性，它们并不在那里平整地贴靠，也不被从外面压到这些面上并且不固定于各凹槽中。各绕组线围绕限定人字屋顶形的端面的边缘的弯曲与为达到线匝轴向升程的弯曲相结合而致使矩形绕组线在整个绕组端部区域内发生扭转，该扭转在从模具中取下线圈与压平之间的阶段中产生有害的影响。通常，在该已知的绕线方法中，处在模板的一个侧面上的绕组线的外侧面也必须沿绕组端面的全长在外面设置。但绕组线中的扭转应力和倾斜于其纵向边缘延伸的弯曲边缘会引起围绕其纵轴线的旋转和弯曲，从而，在压平时，叠置的或相互交叉的绕组线部分地以其侧边缘不是以侧面彼此相对压紧，并且也不能确保一个线股的各绕组线在绕组端部区域内平行延伸。
【发明内容】
[0008]因此本发明的目的在于:提供一种开头所述类型的定子或转子，其包括一个总体上交缠的分布式波形绕组，具有均匀整齐的绕组线延伸走向并且在绕组端部也具有最小的双层的层结构厚度；以及还提供一种用于该定子或转子的合适的制造方法。
[0009]本发明提供一种用于制造包括分布式波形绕组的电机的定子或转子的方法，该波形绕组的各绕组线连续呈波形地成形为插入定子或转子的凹槽中的连接段和分别将一根绕组线的两个相邻连接段相连的绕组端部，所述绕组端部突出于定子或转子的端面，其中，每两根成对配置的、以相邻连接段处于同一凹槽中的绕组线的绕组端部在凹槽的相反端突出于定子或转子的端面。上述目的按方法是这样实现的，即，为了形成两个首先本身交缠以及然后相互交缠的线股，分别
[0010]一通过使η根从一导线器供应的平行的绕组线有间隔地在条形的模板上卷绕而同时产生多个线圈匝，所述模板能围绕其纵轴线旋转，其中，
[0011]—对于具有能被2η整除之数目的要用波形绕组占用的凹槽的定子或转子，交替地在一个工作步骤Α中由平行的绕组线的每一根在模板上以相应于定子或转子凹槽的间距的预定间隔分别产生一个连接段和一个通过折弯而构成双重的端部部分，该端部部分具有绕组端部的绕组线长度，以及，
[0012]—在一个工作步骤B中，将在工作步骤A中形成的各连接段在保持其间隔不变的情况下连同分别所属的端部部分的邻接的第一端一起，和导线器连同该端部部分的第二端一起，相对于彼此，轴向沿模板的旋转轴线在一预定的方向上移动η倍的预定间隔，由此形成各绕组端部，
[0013]—直到工作步骤Α和Β多次重复以后，再在模板上产生用于最后η个定子或转子凹槽的各连接段，
[0014]一以及然后，将两个单独预制的本身交缠的线股以一种轴向的相对位置叠置地卷绕，在所述轴向的相对位置中，使分别由相应的平行绕组线在条形模板的相反侧面上所产生的各连接段处于叠合，并且紧接着在彼此贴靠的状态下作为一个总体连在一起的波形绕组沿着横向于定子或转子凹槽的纵向延伸的方向插入到定子或转子凹槽中。
[0015]本发明所提供的优点是，波形绕组由两个单层的预制的线股(其具有横向于线股错开的各连接段)组合而成，并且可以用全部的绕组线交缠。各绕组端部交替地从一径向内部的层转入一外层和往回缩进，亦即倾斜于定子或转子的圆周方向设置。而绕组线只是按点地在从连接段向绕组端部的过渡处和在其尖端处弯曲，具体而言，优选只是围绕沿着线股和相对其横向延伸的弯曲轴线进行弯曲。按这种方式，矩形绕组线也可以在绕组端部中整齐地定位，从而它们在组装以后以对置的侧面指向外面和内部。在绕组端部的尖端处的变形(其导致:在俯视图中在尖端的一侧上矩形绕组线的一个侧面以及在其另一侧上矩形绕组线的对置侧面形成绕组端部的外面)是如此之大，以使得绕组线塑性变形并且此后保持其形状。
[0016]在本发明的优选的设计形式中，两个分别本身交缠的线股中的每一个都具有是定子或转子凹槽两倍至五倍那样多的连接段，并且，本身以及相互交缠的线股在相应的第二个与倒数第二个连接段之间连续地成形和接合，使得两根确定用于同一凹槽的绕组线的各绕组端部分别在从一个凹槽向下一个凹槽延续前进时在往横向于凹槽的纵向方向的平面的投影中相交。该方法在制造工艺上是有利的，因为可以连续整齐地成形波形绕组，而不存在例如按照US 6750581 B2在从一个到下一个双层的层结构的过渡处所具有的不连续性。
[0017]通常，要将每个包含η根绕组线的本身交缠的线股单独地予以压平，然后再叠置地卷绕两个线股。但也有可能的是，首先将两个尽可能扁平地预制的单独线股叠置卷绕，然后再使它们相互接触地压平。