C形或U形半线圈、有此半线圈的转子绕组和其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种旋转电机的转子的绕组(20)，特别地，涉及在重绕操作之后用于这种转子的绕组(20)的C形或U形半线圈(8,8')。此外，本发明专利技术涉及一种绕制电机转子的方法，由于重绕操作，电机转子包括减小的轴向长度。根据本发明专利技术的优选实施例，所述半线圈(8,8')是以两个单空心导体(9,10)的形式提供的，而并非制造成双空心导体，这两个单空心导体各自包括单个空心部，并且相邻地埋置在转子体的相应的槽中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于旋转电机中的转子绕组。更具体地说，本专利技术涉及用于转子绕组的新颖的半线圈。此外，本专利技术还涉及一种用于绕制电机的转子体的方法。
技术介绍
众所周知，旋转的机械能转换成电能和电能转换成机械能分别通过发电机和电动机来完成。电动机或发电机包括定子和转子。电机的转子在定子的定子孔内部旋转。对于传统的同步电机，磁场通常通过放置在由磁性材料制成的转子体中的载流场绕组来激励。转子极的数量和以每分钟转数(rpm)为单位的转速的组合确定了旋转磁场的频率。转子通常利用某一数量线圈来制造，其均埋置在相对应的槽中，槽设置在转子体中。具体地说，各个线圈采用成叠堆的导体的形式，导体被称为匝圈，其通常由铜制成。转子绕组由多个线圈制成，其均平行于转子轴线沿着转子体而延伸。各个线圈通常采用两个相反的对称的基本C形的半线圈的形式。各个半线圈在其轴向末端具有两个沿直径相反的半径部分，其形成转子末端绕组，各个末端绕组与相反的半线圈的相应的半径部分相连接，因而形成了完整的转子线圈，其中所有线圈组成了转子绕组。典型地，与半径部分相对应的半线圈的连接通过铜焊工艺来完成，其中在铜焊合金定位在连接区域之后，有待连接的定位在线圈两端的匝圈被单独地或成叠堆地加热至铜焊温度。用于半线圈的匝圈通常是空心的，具有一个或两个遍及其轴向长度而延伸的通道。这种通道是必需的，从而在导体中引导流体以用于冷却目的，因为电流流动产生了热量，热量必须从电机中除去。导体通常采用具有单一的轴向通道的单空心导体的形式，或者采用具有在内部延伸的两个通道的双空心导体的形式。空心导体可牢固地由C-截面(单空心导体)或相对应的E-截面(双空心导体)形成或制成。利用单空心导体或双空心导体设计转子绕组的选择主要依赖于必须传送的需用的功率和需要的线圈机械强度。通常安装双空心导体用于大功率电机，而单空心导体可适合于较少功率的电机。然而，同单空心导体的生产相比，大功率电机所需要的双空心导体的制造通常更为复杂且耗时，其导致较高的制造成本。同相同宽度的单空心导体相比，双空心导体的机械特性更强，并且较少变形。此外，制造半线圈是已知的实践，其中半径部分在其转角进行铜焊。通常应避免转角铜焊；相反，转子绕组是优选的，其中半线圈具有通过弯曲而获得的半径末端部分。实际上，除了是耗时的且昂贵的工艺之外，铜焊工艺还不能在整个电机寿命期间完全保证转子绕组的完整性和稳定性。然而，用于更换转角铜焊的转子线圈的合适的方案受到固持环下面的有限轴向空间的挑战。在原始设计于转子末端绕组中具有铜焊接头(转角铜焊或铜焊弓段)的转子上，重绕方案也必须具有铜焊的转角接头，从而满足空间约束，即固持环下面的在轴向方向上的可用空间。实际上，弯曲的转角倾向于相对于铜焊的转角设计在轴向方向上占用更大的空间，其中具有不同截面/更小截面的弓段是铜焊的，以节省轴向空间。结果，在转子末端绕组中利用弯曲的转角替代旧绕组意味着利用更大的固持环替代旧固持环。然而，供给具有更大轴向尺寸的新固持环并不总是技术可行的，并且可能遭遇价格竞争性方面的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提供独立权利要求1中基本限定的用于转子体绕组的一种新颖的C形半线圈以及从属权利要求8中基本相应地限定的电机而解决前述技术问题。此外，本专利技术还提供了独立权利要求9中基本限定的一种用于绕制转子体的方法。在相对应的从属权利要求中限定了优选的实施例。根据本专利技术的优选实施例，C形半线圈是以两个单空心导体形式提供的，而非作为双空心导体制造而成的，所述两个单空心导体相邻地埋置在转子体的相应的槽中，优选实施例将在以下详细说明书中仅作为举例而非限制目的进行描述。这样就改善了制造工艺，因为如上所述，单空心导体的生产相对双空心导体的生产更快且更便宜。这有利地导致了具有导体的电机的制造方面的改进的工艺，导体需要两个冷却通道。此外，这个方案进一步改善了转子体的重绕工艺，提供了具有弯曲转角的线圈(替代现存具有铜焊转角或铜焊弓段)，而不需要更换固持环。实际上，半线圈是以两个分开的单空心导体的结构来提供的，只有一个导体完全穿过末端绕组的弯曲部分，而另一个在离开转子体之后就终止了。已经论证这种装置至少对于绕组的内部线圈是可行的，内部线圈更短，并因而具有热裕量，以减少围绕其末端绕组部分的横截面。分开的单个导体可通过不同的接触技术进行电接触，例如软焊、摩擦焊、铆接、螺纹连接、卷边、接触套筒、接触桥、接触条。因此，根据本专利技术的优选方面，可省略昂贵且耗时的转角铜焊，并且为单空心导体而不是双空心导体实现了更广泛的供应商基础以及更短的交付时间。根据优选实施例，提出将电触头固定在相邻的分开的单个导体之间的有利途径，其特征在于一种径向布置，其利用离心力促进和增强了在彼此上下放置的形成匝圈的相邻的上下层导体之间的电(电)接触，因而这两个相邻的导体的连接(例如铜焊)可以是备用的，这意味着较少的工作和较低的成本，因为不需要连接(铜焊)工艺，这将在本专利技术优选实施例的详细说明书中进行完整地解释。关于这种径向布置，需要注意以下方面：沿着导体所有限定区域应保持足够良好的接触；在例如组装期间应防止尺寸公差由于变形而改变，并应避免由于振动而发生可能的轴向移动。此外，在该结构中顶部至底部地将一层导体连接在一起从而形成匝圈，绕组在操作期间遇到较少的振动，并且需要较少的工作来处理沿着导体的连接点，连接点是一个相对数字，因为这种导体具有通常几米的长度。附图说明本专利技术的前述目的和许多伴随的优点将通过参考以下结合附图所作的详细说明而变得更容易理解，其中：图1是安装在转子体上的绕组的透视图，其具有属于现有技术状态的弯曲转角；图2,3分别是根据本专利技术的第一优选实施例的C形半线圈的一部分的透视图和平面图；图4,5和6分别是本专利技术的第一优选实施例根据针对重绕操作而特别配置的变体的C形半线圈的一部分的透视图、展开图和横截面图；图7显示了根据本专利技术的转子绕组的展开图；图8显示了沿着图7的剖面线A-A'的横截面图；图9和10分别显示了根据本专利技术的第二优选实施例的半线圈的横截面和透视图；图11和12分别显示了本专利技术的第二优选实施例根据针对重绕操作而特别配置的变体的C形半线圈的一部分的透视图和平面图；图13显示了图11和12的半线圈的横截面图；图14显示了用于图11的半线圈底层的各种备选方案；图15显示了图11和12的半线圈的横截面图。附图详细说明参照图1，其显示了现有技术的电机1。具体地说，图1显示了大体用标号2表示的转子体的视图。转子体2包括多个轴向槽3。现有技术的C形半线圈4'埋置在转子体2的相应的槽3中。C形半线圈4'包括穿过转子槽3的轴向起作用(active)部分41'和两个相反的弯曲半径绕组末端部分，两个相反的弯曲半径绕组末端部分定位在槽之外，位于转子体3的不同末端上。在该图中，只有弯曲部分42'在转子体3的一个末端是可见的。各个C形半线圈4'连接在相对应的C形半线圈5'上，如图中清晰显示的那样。半线圈4'和5'形成了完整的线圈。卷绕在转子体2周围的所有线圈组成了转子绕组，其在图中总地用标号100表示。仍然参照根据现有技术状态的半线圈4'，半线圈4'包括多个堆叠的导体，被称为匝圈，通常由铜制成。叠堆的各个匝圈与属于相同半线圈的相邻匝圈是电绝缘开的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电机(1)的转子体(2)的C形半线圈(4,8,12,30)，所述转子体(2)包括轴向槽(3)，所述C形半线圈(4,8,12,30)包括配置为通过相应的转子槽(3)进行埋置的起作用部分(41,81,121,301)以及两个相反的弯曲半径绕组末端部分(42,82,122,302)，所述半线圈(4,8,12,30)包括彼此电绝缘的成叠堆的匝圈(5)，并且所述成叠堆的匝圈(5)中的各个匝圈(5)以两个彼此电连接的分开的相邻的单个导体(6,7;9,10;13,14;31,32)的形式来提供，其特征在于，所述两个分开的单个导体(9,10;31,32)中的第一导体(9,31)是笔直导体，并且所述两个分开的单个导体(9,10;31,32)中的第二导体(10,32)是包括两个相反的弯曲半径部分(82,302)的C形，所述第一笔直导体(9,31)使其轴向末端定位在所述第二导体(10,32)的相应的弯曲半径部分(82,302)附近，并且紧靠所述第二导体(10,32)的起作用部分(41,81,121,301)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.10 EP 14164161.31.一种用于电机(1)的转子体(2)的C形半线圈(4,8,12,30)，所述转子体(2)包括轴向槽(3)，所述C形半线圈(4,8,12,30)包括配置为通过相应的转子槽(3)进行埋置的起作用部分(41,81,121,301)以及两个相反的弯曲半径绕组末端部分(42,82,122,302)，所述半线圈(4,8,12,30)包括彼此电绝缘的成叠堆的匝圈(5)，并且所述成叠堆的匝圈(5)中的各个匝圈(5)以两个彼此电连接的分开的相邻的单个导体(6,7;9,10;13,14;31,32)的形式来提供，其特征在于，所述两个分开的单个导体(9,10;31,32)中的第一导体(9,31)是笔直导体，并且所述两个分开的单个导体(9,10;31,32)中的第二导体(10,32)是包括两个相反的弯曲半径部分(82,302)的C形，所述第一笔直导体(9,31)使其轴向末端定位在所述第二导体(10,32)的相应的弯曲半径部分(82,302)附近，并且紧靠所述第二导体(10,32)的起作用部分(41,81,121,301)。2.根据前述权利要求所述的C形半线圈(8,30)，其特征在于，还包括沿长度方向定位在所述第一导体(9,31)和所述第二导体(10,32)之间的电接触装置(11)，所述电接触装置(11)基本定位在所述第一导体(9,31)的轴向末端和所述第二导体(10,32)的起作用部分(41,81,121,301)附近。3.根据前述权利要求所述的C形半线圈(8,30)，其特征在于，所述电接触装置(11)包括至少以下其中一个：软焊部、镀银部、摩擦焊部、铆接部、螺纹连接部、卷边部、接触套筒、接触桥、接触条。4.根据任一前述权利要求所述的C形半线圈(4,8,12,30)，其特征在于，所述分开的单个导体(6,7;9,10;13,14;31,32)是空心导体。5.根据任一前述权利要求所述的C形半线圈(4,8)，其特征在于，所述成叠堆的匝圈(5)中的所述匝圈(5)是彼此上下设置的，并且所述第一导体和第二导体(6,7;9,10)是并列定位的。6.根据前述权利要求所述的C形半线圈(30)，其特征在于，所述匝圈(5)的第一导体(31)紧靠相邻匝圈(5)的第二导体(32')，所述成对的匝圈(5)是彼此上下设置的。7.根据前述权利要求所述的C形半线圈(30)，其特征在于，所述匝圈(5)的第二导体(32)的弯曲半径部分(302)设置为与所述相邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：J哈尔德曼，崔晓丽，C奥格，C梅内克，M蒙斯托克，W泽纳，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH