[发明专利]电气装置定子以及用于缠绕的方法

说明书

技术领域

本公开涉及电机。本公开更特别地涉及包括定子齿的电机定子，以及用于组装将要被缠绕的定子齿的系统和方法。

背景技术

用于电机的、包括多个定子齿的定子通常被构造用于外部转子或内部转子，并且已经为使用各种方法来安装电路(例如，绕组)做好准备。例如，在一些系统中，由所要求的材料(例如，铁)冲压或以另外的方式制造(例如，激光切割)而成的多个叠片可以是带连续的360度护铁的圆形形状并包括所有的定子齿。这些叠片被组装在一起(例如，成层地)，使得在这样的组装之后得到整个的360度定子芯。然而，将电路应用到已经以此方式组装的定子的齿上会是特别困难的，尤其是在定子被构造用于内部转子操作和/或定子的尺寸相对较小的情况下，更是如此。

用于准备定子的另一个方法涉及将定子齿分成多个定子区段，该多个定子区段具有护铁部以及在护体部上的一个或更多齿。这些定子区段中的每个定子区段由各自具有护铁以及一个或更多齿的多个叠片形成。叠片可以组装在一起(例如，成层地)，以形成定子区段。然后定子区段可以被连接(例如通过它们的护铁)，以形成完整的定子芯(即，环绕360度)。然而，这种组装方法可能是困难的，这是因为各个叠片尤其是还由于形状和/或尺寸而不能被容易地稳定和/或控制。

与定子相关的电路通常由例如呈集中绕组或分布绕组构型的一系列金属线的绕组(例如，铜线圈)或其他适当的材料准备。在已经实施了分段处理的情况下，可以在将各个定子区段组装成完整的定子之前应用这些绕组。例如，当以任意所期望的方法应用绕组时，形成定子区段的每组叠片可以被保持在缠绕夹具或其他适当的装置中。

理想的是：将这些绕组与定子齿隔离开，并且因此，隔离装置通常在缠绕之前插入每个定子区段之间的槽口中。这种隔离装置可以包括能够被松动地配装至多个部分中的纸或其他适当的隔离材料的片材。当用金属线缠绕定子区段时，隔离装置通过形成绕组的金属线圈而被保持在适当的位置。

除了被插入每个齿的多个部分中的隔离装置，通常还已经在缠绕之前在每组叠片的端部处设置隔离构件以隔离与定子齿相关联的端部。这种端部隔离件可以包括塑性的“盖”或其他材料，并且这种端部隔离件类似于隔离材料已经通过绕组被保持在适当的位置。

关于用于制造定子齿的当前方法存在有许多的问题。例如，由于完整的定子通常呈圆形形状，每个齿的护铁可以具有倒圆的底面，呈现出将要由完整定子的表面形成的圆的一段弧。这种倒圆的边缘尤其还可能导致难于将多个叠片固定至单个缠绕夹具以及导致在缠绕期间缺乏稳定性。另外，由于形成齿的多个叠片有时在缠绕之前没有彼此固定，将多个叠片固定在缠绕夹具中会是麻烦的并且难于在不发生叠片之间的未对准或松动的情况下得以实现。这在执行施加了相对较大的力的缠绕过程时可能是非常普遍的(例如，开槽针缠绕工艺(open slot needle winding process))，导致相对较高的金属线张力。

关于隔离元件，在齿的部分内以及在叠片组的端部中可能还存在另外的问题。例如，由于这些隔离元件通常在缠绕之前松动地配装到它们的相应位置中，所以可能会发生未对准和/或完全的分离。在缠绕过程期间发生这种隔离部件的遗失可导致在制造过程期间基于时间和材料损失的成本增加。

一些参考文献描述了具有槽口和/或空洞的定子叠片，这些槽口和/或空洞通过用于叠片的切割或冲压工艺而制成。例如，法国专利FR 2109 301描述了用于制造构成定子的多个叠片的方法，所述叠片由金属片材压制以产生成系列的齿。存在于具有至少两个定子齿的护铁上的切口是通过用于叠片的切割工艺而产生的，并且所述切口被构造成使得能够围绕定子的外围放置间隔构件。另外，日本专利申请JP 55103061描述了存在于具有三个定子齿的单个护铁上的空洞，以使特定金属片材的产量最大化。然而，这些参考文献都没有解决以上讨论的缠绕问题。

美国专利No.6,532,645描述了用于金属线缠绕以及使用多个保持构件制造电机的方法和装置。然而，这些方法和装置没有满足利用以简单且有效的构型安装有多个组件的单个缠绕夹具的要求，并且没有解决与保持隔离元件相关联的问题。

美国专利公开2005/0051661描述了用于缠绕定子齿的装置。然而，齿在活动的缠绕夹具中被保持为间隔开。即使这种构型为组装用于缠绕的多个松动的叠片的麻烦工作或与上述隔离材料相关联的问题提供有帮助，那也是很少的帮助。

因此，存在有对用于缠绕定子齿的如下系统和方法的需求：该系统和方法使得能够相对较容易地组装叠片以及牢固地保持叠片，同时也提供用于在缠绕过程期间将所需的隔离装置保持在适当的位置的系统。

发明内容