[发明专利]电磁装置

说明书

一种通过3‑D打印形成一电动机、发电机或其它电磁装置的方法，其中例如(24c)至(24s)的多个层依次被沉积，所述多个层包括多个导电区域及一叠片、磁芯、磁轭或其他线圈架(11)的多个区域，以便建立多个导体(12)，所述导体(12)在线圈架(11)中的多个空间(26)内延伸。所述多个导体(12)在它们的末端相互连接，以在所述线圈架(11)或其一部分中或周围形成一绕组状结构。所述方法使在所述线圈架(11)中的每个可用的空间(26)填充有多个导体(12)，从而使所述装置的所述效率最大化。

技术领域

本发明涉及电磁装置，并且尤其涉及，但不仅限于，电机，例如电动机及发电机。

背景技术

每年数以亿计的多种电磁装置被制造，例如多种螺线管、多种变压器、多种线圈、多种电感器、多种扼流圈、多种电动机及多种发电机。大多数这样的装置具有以多个绝缘导体形式的多个电绕组，所述多个电绕组缠绕在多个转子叠片、多个定子叠片、多个磁芯、多个磁轭或其它线圈架的周围。在许多这样的装置中，所述多个导体被缠绕在多个空隙或多个所谓的槽中。一电磁装置的所述填充因数被定义为在一空隙中的所有导体(将任何绝缘排除在外)的所述组合的横截面积与所述空隙的所述横截面积的所述比值。

理想地，所述多个绝缘导体应当完全填充所述可用的空隙区域，但是由于在所述绝缘导体的所述横截面形状及/或所述空隙的所述横截面形状之间的多个不匹配，使得一高填充因数从来没有实现。因此，大多数电磁装置具有一较差的填充因数并且包括多个空隙，所述多个空隙在所述多个绝缘导体与相邻的多个绝缘导体及/或所述槽的所述多个侧壁之间延伸。在一些电磁装置中，多个绕组在没有多个线圈架、没有磁轭下被使用，但是这些装置在缠绕时仍然遇到所述相同或类似的多个问题。

具有一高的填充因数的多个电磁装置难以生产并且成本高昂，因为所述多个绕组必须被密集地包装，这是耗时的。用于将多个绕组插入多个空隙中的多种机器被知晓。然而，这个过程引起多个更长的端部绕组，使绕组电阻增加并且需要额外的空间。通常，所述空隙填充因数约为40％至50％，并且在一些高填充因数的情况下，所述空隙填充因数约为60％至70％。一旦这样的高填充因数绕组是在多个电动机及多个发电机中使用的所述所谓的发卡式(Hairpin)绕组，在所述发卡式绕组中所述多个绕组类似于个人的多个发卡并且通常由多个矩形电线制成，所述多个矩形电线从一端被推入到所述多个叠片凹槽中。所述多个发卡的末端被焊接以完成所述绕组。这种方法是复杂的并且具有很多接头。如果所述多个接头受到连续的高振动，可能导致多个可靠性问题。

中国专利文献CN107170564、德国专利文献DE102013214128及日本专利文献JPH05283259公开了一种形成一电磁装置的方法，所述方法包括沉积多个连续的层，每一沉积的层包括所述导电材料的多个导电区域，所述多个导电区域彼此电隔离并且形成所述装置的各个导体的多个部分，每一连续的层的每一导电区域至少部分覆盖于在所述相邻层中的所述各个导体的所述导电区域上并且与其电接触及机械接触，以形成彼此电隔离的多个细长的导体。

发明内容

根据本发明，如从一第一方面所看到的，提供了在中国专利文献CN107170564，德国专利文献DE102013214128及日本专利文献JPH05283259中公开的所述类型的一种用于形成一电磁装置的方法，所述方法的特性在于每一层还包括一线圈架材料的至少一区域，所述区域与所述多个导电区域电隔离，每一连续的层的线圈架材料的每一区域覆盖于在一相邻层中的线圈架材料的所述各个区域上并与其机械接触，以形成一细长的线圈架，所述细长的线圈架与所述多个导体电隔离并且与所述多个导体共同延伸。