[发明专利]构造旋转电机中具有刚性杆的定子绕组的方法和构造站

说明书

本发明披露了用于构造旋转电机中具有刚性杆(4)的定子绕组(3)的方法和构造站(9)，将由导电材料构成、并且在外部设置有绝缘层(14)的绝缘导线(12)从线圈(11)展开；绝缘导线(12)的末端弯曲成“U”形，以生成杆(4)，杆(4)具有由尖端(6)连接彼此的两个腿部(5)；将绝缘导线(12)横向切断，以将刚性杆(4)从绝缘导线(12)的剩余部分分离；以及，将杆(4)插入定子(1)的磁芯(2)的定子槽中；此外，通过第一电极(25)和第二电极(26)测量导电芯(13)与绝缘导线(12)的外表面之间的电导率，第一电极(25)永久地电连接至绝缘导线(12)的导电芯(13)，第二电极(26)摩擦绝缘导线(12)的外表面。

技术领域

本发明涉及用于构造旋转电机中具有刚性杆(rigid bar)的定子绕组的方法和构造站。

背景技术

通常，通过具有圆形截面的线状挠性导体获得电机的定子绕组，线状挠性导体开始是卷绕成线圈的，接着，将线圈插入定子槽并且然后彼此电连接。由于很难自动将线圈插入定子槽内、不具有稳定形状的线圈且不得不在穿过槽的较小轴向开口时发生变形，所述构造方法较复杂而不能自动操作。

为了克服由具有圆形截面的线状挠性导体获得定子绕组的构造难度，已建议通过具有矩形截面的刚性杆获得定子绕组。在通过刚性杆获得的定子绕组中，使用多个刚性杆，刚性杆开始为U形，然后沿轴向插入形成有一个入口侧和出口侧的定子槽中，在入口侧中布置有U形杆的尖端，在出口侧中布置有U形杆的腿部(即，直部)。一旦将所有杆插入定子槽，将出口侧的腿部弯折(经由称为“弯折”的操作)，然后通过焊接将腿部的自由端彼此连接，以形成定子绕组的导电通路。例如，在专利申请EP2437378A1中描述了通过刚性杆获得的定子绕组。

用于形成刚性杆的工艺需要从线圈展开铜(或其他导体金属)导线，铜导线具有矩形截面，在之前已经通过施加绝缘层(通常通过包覆工艺)而电绝缘，使导线经历机械矫直工艺以消除被卷绕成线圈而导致的残余曲率，将导线横向切断，以使导线自身与刚性直杆分离，以及，最后将刚性杆弯曲成“U”形，以赋予刚性杆自身理想的形状。例如，在专利US7480987B1中描述了用于形成刚性杆的工艺。

已注意到，为确保杆之间恰当的电绝缘(即，在电机运转期间，为避免杆之间发生短路)，必须对铜导线使用明显更厚的绝缘层，由于其需要电绝缘在使用中存在于定子绕组内部的最大电压差。换句话说，为确保杆之间的恰当的电绝缘(即，在电机运转期间，为避免杆之间发生短路)，相对于在使用中存在于定子绕组内部的最大电压差需要明显过厚的绝缘层。过厚的绝缘层尤其被否定，由于一方面其增加杆的生产成本，另一方面降低槽的充盈系数(即，存在于线圈内部的有用导体截面与槽自身的总截面之间的比率)，降低了(在其他特性相同的情况下)电机的动力效率和电机的额定性能。

此外，已经注意到，当执行将刚性杆弯曲成“U”形时，在由于弯曲自身而发生更大变形的部分处，绝缘层的该部分会分离，这会以相对较高的频率出现，当然，当绝缘层的一部分(然而是小部分)发生分离时，需要丢弃对应杆，这明显增加电机的生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供用于构造旋转电机中具有刚性杆的定子绕组的方法和构造站，该方法和构造站不具有上述缺陷，并且尤其是成本较低且易于生产。

根据本发明，提供用于旋转电机中具有刚性杆的定子绕组的构造方法，该构造方法包括如下步骤：

从线圈展开绝缘导线，绝缘导线包括导电芯和绝缘层，绝缘层布置在导电芯的外部并包围导电芯；

按顺序将绝缘导线的末端弯曲成“U”形，以生成多个杆，各杆具有由尖端将彼此连接的两个腿部；

按顺序横向切断绝缘导线，以从绝缘导线的剩余部分分离刚性杆；以及

将刚性杆插入定子的磁芯的对应定子槽中；