旋转电机的线圈和定子组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明整体涉及一种旋转电机，尤其涉及一种旋转电机的线圈和定子组件和一种制造线圈和定子组件的方法。
【背景技术】
[0002]作业机器可由电力推进系统供电。电力推进系统有时包括将驱动力提供给作业机器的牵引装置的电力驱动牵引系统。在一些电力驱动牵引系统中，使用开关磁阻电机来提供驱动力。
[0003]开关磁阻电机可具有各种电机拓扑结构(例如，定子极的数量、线圈的数量和转子极的数量)。另外，开关磁阻电机可配置有多个相(例如，2相、3相、4相或更多)。开关磁阻电机可具有多个定子极，每个定子极具有一绕组的导电导线或线圈定位在其周围。导线的数量和线圈的配置是影响开关磁阻电机的操作效率的一个因素。
[0004]许多开关磁阻电机被设计成在某些操作条件下优化操作。然而，可取的是开关磁阻电机用于给某些作业机器供电，以具有高电流的低速度和以具有较低电流的较高速度有效地操作。一些电机的线圈在电力上执行良好，但在无过多线圈加热的情况下缺乏承载显著量的电流的能力。随着操作频率增加，其他线圈已增加了电流承载能力，但不有效地执行，这也限制了给作业机器供电的能力。
[0005]美国专利N0.7，201，244公开了由开关磁阻电机供电的作业机器。开关磁阻电机中使用的线圈用具有正方形横截面的导线形成，以增加导体的密度或者填充每个定子极之间的定子槽。然而，随着电机的操作频率增加，线圈的电特性将限制电机的操作效率。
[0006]前述背景讨论仅意在辅助读者。不意在限制本文所述的创新，也不意在限制或扩展所讨论的现有技术。因此，前述讨论不应该被视为指示现有系统的任何特定元件不适合用于本文所述的创新，也不意在指示任何元件在实施本文所述的创新中是必不可少的。本文所述的创新的实施方式和应用由随附权利要求限定。
【发明内容】
[0007]在一方面，旋转电机包括具有敞开式槽配置的定子和定位在所述定子内的转子。定子具有多个定子极和多个定子槽。每个定子槽定位在一对定子极之间。转子具有多个转子极。线圈定位在每个定子极周围。每个线圈具有限定一组导线的多条导电导线，并且所述一组导线大体缠绕在其各自的定子极周围来限定所述一组导线的多个匝。所述一组导线的至少一部分被扭绞，并且所述一组导线的这部分具有每匝约1-5个扭绞。
[0008]在另一方面，旋转电机包括具有多个定子极和多个定子槽的定子。每个定子极具有相对面向的第一侧表面和第二侧表面，并且每个定子极定位在第一定子槽和第二定子槽之间。每个定子槽具有外表面、内边界和大体沿着相邻定子极的相对侧表面之间的中点延伸的中心线。转子定位在定子内并具有多个转子极。线圈定位在每个定子极周围。每个线圈具有限定一组导线的多条导电导线，所述一组导线大体缠绕在其各自的定子极周围来限定所述一组导线围绕该定子极的多个匝数。所述一组导线的至少一部分被扭绞，并且所述一组导线的这部分具有每匝约1-5个扭绞。每个线圈具有第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分定位在由各自的定子极分离的相邻定子槽内。每个第一部分大体沿着一般从第一定子槽的外表面朝向该定子槽的内边界的路径在各自的定子极的第一侧表面和第一定子槽的中心线之间延伸，并且每个第二部分大体沿着一般从第二定子槽的外表面朝向该定子槽的内边界的路径在各自的定子极的第二侧表面和第二定子槽的中心线之间延伸。
[0009]在又一个方面，一种制造旋转电机的定子组件的方法包括提供具有多个定子极的定子。多个线圈通过以下步骤形成:供给多条导电导线来限定一组导线、以预定的速率扭绞所述一组导线，以及将所述一组导线缠绕预定数量的匝数来形成线圈。扭绞所述一组导线的步骤包括以所述线圈的每匝约1-5个扭绞来扭绞所述一组导线。所述一组导线被配置成使得每匝的每条导电导线能够沿着其至少一部分相对于所述匝的其他导电导线横向移动。在形成之后，将每个线圈安装在定子极上。
【附图说明】
[0010]图1是结合本文公开内容的某些方面的作业机器的图解视图；
[0011]图2是结合本文公开内容的某些方面的开关磁阻电机的一部分的图解俯视图；
[0012]图3是包括图2的开关磁阻电机的线圈的电路的一部分的简化示意图；
[0013]图4是从为了清楚起见而移除某些部件的定子内的转子角度截取的定子组件的一部分的端视图；
[0014]图5是图4中的线圈中的一个线圈的圆圈部分5-5的放大图；
[0015]图6是大体沿着图5的线6-6截取的截面；以及
[0016]图7是图6中的线圈的一部分的圆圈部分7-7的放大图。
【具体实施方式】
[0017]参照图1，示意性地示出了机器10，所述机器10包括具有前轴13和后轴14的底盘12。牵引装置15(例如，车轮、履带等)可安装在每个轴的每一端上，并且可由开关磁阻牵引系统16驱动。电源17向开关磁阻牵引系统16提供电力。电源17可使用原动机(未示出)，如与发电机(未示出)联接的内燃机，以将电力供给至开关磁阻牵引系统16。在另一个实施例中，电源17可以是燃料电池发电机(未示出)，所述燃料电池发电机被配置成将电力直接供给至开关磁阻牵引系统16。更进一步地，电源17可包括混合系统，所述混合系统包括用于将能量供应转换成电能或者用于直接供给电能的两种或更多种不同类型的装置。
[0018]控制器21可用于控制开关磁阻牵引系统16以及电源17和机器10的其他部件和系统的操作。控制器21可以是大体在图1中的20处示出的控制系统的部件，以指示与机器10的关联。控制系统20可包括一个或多个传感器，以提供表示机器10的各种操作参数的数据和其他输入信号。
[0019]控制器21可以是电子控制器，所述电子控制器以逻辑方式运行来执行操作、执行控制算法、存储和检索数据和其他所需的操作。控制器21可包括或访问存储器、辅助存储装置、处理器和用于运行应用程序的任何其他部件。存储器和辅助存储装置可以是只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)或可由控制器访问的集成电路的形式。各种其他电路可以与控制器(如电源电路、信号调节电路、驱动电路和其他类型的电路)相关联。
[0020]控制器21可以是单个控制器或者可包括设置成控制机器10的各种功能和/或特征的一个以上的控制器。术语“控制器”是指在其最广泛意义上使用，包括一个或多个控制器和/或微处理器，所述一个或多个控制器和/或微处理器可与机器10相关联并且可在控制该机器的各种功能和操作中协作。控制器21的功能性可在硬件和/或软件中实现，而不考虑功能性。控制器21可控制机器10的开关磁阻牵引系统16和其他功能。
[0021]图2示出旋转电机的示意图，如可与每个开关磁阻牵引系统16相关联的开关磁阻电机25。如图2中所示，8/4极两相开关磁阻电机25(即八个定子极28、四个转子极29和2相导电)可包括定子26和能够相对于该定子旋转的转子27。相的数