[发明专利]电机定子

说明书

技术领域

本说明涉及一种电机定子，并且更具体地涉及一种如权利要求1的前序部分所限定的定子。

背景技术

构造电机定子例如应用在混合动力车中的发电机或电动机的定子是已知的，其中定子绕组包括多个弯曲并且变化地彼此连接的条状导体以形成所谓的条状绕组。

具体的，条状绕组在本领域中已知，其由具有矩形横截面的条状电导体制成，其中矩形意味着方形截面和“扁平”截面，总的来说为矩形截面，其中截面的两个侧边的尺寸小于另外两个侧边。

形成现有技术的条状绕组的条状导体通常包括多个所谓的“基本”导体和多个所谓的“特殊”导体，例如相端子、跨接线、中性点接头、星中心、等等，也就是完成绕组所需的导体。

基本导体通常由直线条状导体弯曲成“U”形或“P”形而预制成型。美国专利7,480,987描述了一种用于预制成型基本条状导体的示例性方法（在该文献中称作“发夹导体”）。

“U”形或“P”形预制成型导体在本领域中已知为“基本预制成型导体”，通常在两侧具有长度不同的侧腿，每一个侧腿具有通过连接部分与两个侧腿中的另一个相连的端部以及一个与其相对的自由端部。

例如，为了构造定子，已知的是使“U”形或“P”形预制成型条状导体经受两种不同类型的扭转。

在也被称作“插入侧扭转”的第一种扭转中，基本预成型导体被适当地插入扭转装置中制成的特殊的径向对齐的凹口中，该扭转装置适于在插入后使这些导体发生变形。该扭转装置本质上用于“伸展”“U”形或“P”形的腿以使同一导体的两个腿在从扭转装置中移除后者之后接着可以插入到相对于彼此径向偏移预定螺距的定子芯的狭槽中。

公开号为US2009/0178270的专利申请描述了在插入侧扭转预成型条状导体使它们在插入扭转装置的凹口之后具有平均的螺距的方法。

在经历了第一种类型的扭转之后，条状导体通过定子芯的第一侧（所谓的“插入侧”或者“插入面”）插入其狭槽，各个自由端部分从该芯与第一侧相对的第二侧（所谓的“焊接侧”或“连接侧”或“焊接面”）突出。

在焊接侧上突出的自由端部分接着受到第二种类型的扭转，也被称作“焊接侧上进行的扭转”，例如在插入到恰当的扭转夹具中制成的凹口之后。扭转夹具用于弯曲（“扭转”）导体的自由端部分从而使这些端部分正确成形并且相应地在导体之间建立适当的电连接以完成缠绕。

公开的专利申请US2009/0302705描述了一种在上面讨论的类型的焊接侧上进行扭转的示例性方法。在该专利申请中描述的该方法能够同时对条状导体的自由端部分进行不均衡的扭转。

在现有技术的具有条状绕组的定子中，从焊接侧突出的基本导体的自由端部分通常限定出导体的多个彼此同心的圆环层，其包括相对于中心定子轴分布的径向外端层和径向内端层。

由于各种原因，现有技术的具有条状绕组的定子需要尽可能限制从定子芯的插入侧且从焊接侧突出的条状绕组的部件轴向外形尺寸。例如，尤其在电动或混合驱动的车辆中，定子所属的电动机置于通常相对受限制的空间中。具体地，定子通常固定在基座里，其尺寸为预定的并且由受外部约束所限制。通常，只有相端子突出到这种基座外部，以便可以根据电动机作用为发动机还是发电机而进行与外部负载、或者外部电源的恰当连接。所述基座的尺寸相同，当前的趋势是尽可能增加定子芯的轴向延伸以提高包含定子的电动机的性能。因此，采用的方法是使轴向突出越过定子芯的条状绕组部件的轴向外形尺寸最小化（突出到所述基座外部的相端子除外）。

现有技术的定子存在的缺点在于如上所述使条状绕组具有减小的轴向外形尺寸，在焊接侧上突出的条状导体的自由端部分之间建立连接的可能性相对地受限。事实上，现有技术的适于保持定子受限的轴向外形尺寸的方案基本上在于将相对于定子轴径向相邻布置的两个自由端部分直接焊接到彼此之上并且通过特殊的导体例如跨接线或星中心而彼此相连，径向外端层（或者径向内端层）的两个或更多个自由端部分在圆周方向彼此间隔给定的距离。条状导体之间的连接可行性相对地受限的事实因此产生的约束使在焊接侧上的连接管理变得不怎么灵活并且在总体上使条状绕组的设计更不灵活并且由此更困难。

发明内容

本说明的目的是提供一种用于电动机的定子，其至少能够部分地消除上述现有技术涉及的缺点。

根据本发明的一个方面，本说明的一个目的是提供一种用于电机的具有条状绕组的定子，其相对于现有技术的定子来说能够以更灵活的方式管理绕组导体之间的连接，同时保持轴向突出越过定子芯的绕组部分的轴向紧凑性。