电机的定子及其制造制造技术

本发明专利技术涉及一种旋转电机的定子(100)，该定子(100)包括具有多个朝向在电机的定子(100)和转子之间的气隙开放的凹槽(106)的叠片组(104)和具有多个线圈的绕组(102)，线圈的线匝分别穿过叠片组(104)的凹槽(106)延伸。在此，线圈的线匝在凹槽(106)内通过陶瓷材料相互电绝缘并且与叠片组(104)电绝缘。此外，本发明专利技术还涉及一种用于自动化地制造定子(100)的绕组(102)的方法。

Stator of motor and its manufacture

The invention relates to a stator of rotary motor (100), the stator (100) including a plurality of faces in the stator groove (100) and the air gap between the rotor and the opening (106) of the stack (104) and has a plurality of coil windings (102), wire coil respectively through the stack (104) of the groove (106) extending. In this case, the coil turns are electrically insulated from each other by the ceramic material in the recess (106) and electrically insulated from the stack (104). In addition, the invention also relates to a method for automatically producing a winding (102) of a stator (100).

【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旋转电机的定子和一种用于自动化地制造旋转电机的定子的绕组的方法。
技术介绍
旋转电机，尤其是高压异步电机，通常由具有冲压的凹槽的和置入其中的所谓的分布绕组的叠片组组成。所述绕组由单独线圈构成，这些单独线圈具有比较复杂的三维几何造型。制造这种线圈几何造型是麻烦并且耗时的。尤其是绕组头区域内的狭小半径区域通常必须手动地绝缘，因为用于这类区域的绕线机相比之下必须明显更久地使用并且费力地进行设置。由于具体的客户解决方案需要有高度的变化性，因此这是必要的。这就导致通常实际上每次仅仅生产一种相同构造类型的线圈组件。
技术实现思路
本专利技术的基本目的在于，提供一种改进的、用于旋转电机的定子，和一种改进的、用于制造旋转电机的定子的绕组的方法。该目的根据本专利技术在定子方面通过权利要求1的特征并且在方法方面通过权利要求7的特征来实现。本专利技术的有利的构造方案是从属权利要求的内容。根据本专利技术的、旋转电机的定子包括具有多个朝向在电机的定子和转子之间的气隙开放的凹槽的叠片组和具有多个线圈的绕组，这些线圈的线匝分别穿过叠片组的凹槽延伸。在此，线圈的线匝在凹槽内通过陶瓷材料相互电绝缘并且与叠片组电绝缘。通过陶瓷材料对凹槽内的线圈的线匝进行电绝缘有以下优点，即陶瓷材料的电绝缘效果特别好，使得在线匝之间的绝缘层可以构造得特别薄。此外，这样薄的绝缘层还改进了从凹槽中排导热量的效果。此外，陶瓷的耐热性明显强于传统胶带绝缘的耐热性。定子的一种构造方案提出，每个凹槽在气隙侧利用异型棒材(Profilstab)进行封闭。由此能够将凹槽内的线圈的线匝有利地保持并固定在凹槽内。根据本专利技术的、用于在气隙侧封闭根据本专利技术的定子的叠片组中的凹槽的异型棒材由用玻璃纤维制成的基体构成，该基体具有由能导磁的并且电绝缘的材料制成的覆盖层。这类异型棒材不仅有利地适合用于将线圈的线匝固定在凹槽内，而且也适合用于引导磁通量，并因此均匀化在电机的定子和转子之间的气隙中的磁场，这是基于基体的覆盖层的可导磁性以及以下事实，即玻璃纤维的磁特性类似于空气，并因此在基体有合适的几何构造时能够在凹槽的开口区域内形成足够大的磁阻，从而最小化漏磁场。异型棒材的一种构造方案提出，覆盖层由所谓的软磁复合材料(SMC)制成。由于SMC在电绝缘效果很好的同时还具有高的导磁率，所以其特别有利地适合作为用于异型棒材的覆盖层的材料，以便均匀化在定子和转子之间的气隙中的磁场。异型棒材的另一种构造方案提出，基体具有带有三角形基础面的直棱镜的形状，在两个与基础面正交的棱边处各有一个凸缘从基体伸出，从而使得基体具有T形的横截面，该横截面具有由凸缘构成的臂部和一个三角形的脚部。具有带有三角形的脚部的T形横截面的基体的构造方式一方面有以下优点，即T的横梁可以用于固定在凹槽的侧壁内的留空部中，并因此将异型棒材稳定地固定在凹槽内(参见下面的实施例)。另一方面，该三角形的脚部在其朝向在定子和转子之间的气隙定向时起到让基体的靠气隙一侧变细的作用，这能减少漏磁损耗并因此有利地有助于气隙中的磁场均匀化。异型棒材的另一种构造方案提出，覆盖层具有两个侧边体的样式，侧边体分别具有菱形的横截面，并且贴靠在凸缘的凸缘面上和基体的连接凸缘面的棱镜侧面上。覆盖层的造型同样也有利地减少了漏磁损耗，并因此有利地有助于气隙中的磁场均匀化。在根据本专利技术的方法中，自动化地制造旋转电机的定子的绕组，其中，绕组由多个线圈组成，并且定子具有带有凹槽的叠片组，绕组的线圈的线匝穿过这些凹槽延伸。在此，制造多个由直的、相互平行并且相互电绝缘的导体组成的导体束，这些导体分别比凹槽更长。将每个导体束伸入定子的凹槽中，从而使得每个导体的两个导体端部从凹槽伸出。导体的位于叠片组的两个轴向的叠片组端部处的导体端部分别通过绕组头与绕组的线圈电连接。根据本专利技术的方法的核心理念在于，不在一个组块中制造绕组或者绕组的线圈，而是在一个个步骤中完成，在这些步骤中，每次仅仅制造绕组和线圈的部段，其可以自动化地制造、定位并且紧接着相互连接。尤其是该方法有利地充分利用了以下条件，即可以自动化地制造直的导体的导体束，将其伸入凹槽中，并且通过绕组头相互连接。该方法的一种构造方案提出，导体束的在伸入凹槽中的整个区域内的导体利用陶瓷材料相互电绝缘。使用陶瓷材料将导体绝缘的优点已经在上面阐述过。陶瓷材料可以在所述方法中用于自动化地将凹槽内的导体绝缘，因为导体束的在凹槽内的直的导体不会变形，而是仅仅在凹槽外部相互之间通过绕组头连接。该方法的另一种构造方案提出，为了制造导体束而为每个导体制造绝缘空心体，并且为了生产导体而利用能导电的材料均匀地且不包含气体地浇铸该绝缘空心体。该方法的一种类似的、替选的构造方案提出，为了制造导体束而制造具有用于导体的通孔的绝缘空心体组块，并且利用能导电的材料均匀地且不包含气体地浇铸该绝缘空心体组块。这种构造方案因此总是提出，首先进行导体在凹槽内的电绝缘，并且然后将导体置入其中。这种构造方案也可以有利地自动化地执行。该方法的另一种可以作为前面所述的两种构造方案的替选的构造方案提出，为了制造导体束而制造比凹槽更长的导体棒，导体棒相互间隔开地被放入与凹槽一样长的填充模中，从而使得导体棒的导体端部在两侧从填充模伸出，并且填充模为了导体棒的电绝缘而被填充电绝缘的绝缘材料，并且在绝缘材料硬化后被移除。这种构造方案提出，首先制造要伸入凹槽中的导体，并且然后围绕着该导体注入绝缘体。这种构造方案也可以有利地自动化地执行。该方法的另一种构造方案提出，每个凹槽在气隙侧利用异型棒材进行封闭。使用异型棒材封闭凹槽具有上面已述的优点，尤其是在使用根据本专利技术的上述异型棒材时。这种构造方案也能够以有利的方式自动化地执行。该方法的另一种构造方案提出，为了制造绕组头而分别将两个导体端部与连接导体焊接。在此，在焊接之前，每个连接导体优选地经由插接连接与两个导体端部连接。这种构造方案实现了通过焊接自动化地将导体端部与预制的连接导体进行连接。插接连接在此是有利的，因为其能够简化连接导体的定位并且补偿制造的公差。该方法的一种作为前述构造方案的替选的构造方案提出，为了制造绕组头而分别将两个从不同的凹槽伸出的导体端部朝向彼此地弯曲，并且然后相互电连接。在这种构造方案中因此不需要预制的连接导体。这种构造方案可以通过合适的机器人系统以有利的方式自动化地实施，参见以下实施例(尤其是对图10至18的说明)。该方法的另一种构造方案提出，在绕组头的区域内的绕组利用绝缘材料进行浇铸。利用绝缘材料浇铸有利地实现了绕组头的比较简单的自动化的绝缘。附图说明借助下面对结合附图详尽阐述的实施例的说明，本专利技术的上述特征、特点和优点以及实现的方式和方法变得更加清楚易懂。在此示出：图1是绝缘空心体的立体透视图，图2是在凹槽的区域中的定子的截面图，图3是在凹槽的区域中的定子的立体透视图，图4是在凹槽的区域中的定子和电片棒的立体透视图，图5是异型棒材的立体透视图，图6是绕组头的和导体端部的连接导体的透视图，图7是置入填充模的导体棒的立体透视图，图8是置入填充模的导体棒和填充模的密封件的立体透视图，图9是导体束的立体透视图，图10是用于弯曲导体端部的装置的局部透视图，图11是用于弯曲和焊接导体端部的装置的示意图，图12是焊接单元的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机的定子(100)，所述定子(100)包括：‑叠片组(104)，所述叠片组具有多个朝向在所述电机的转子和所述定子(100)之间的气隙开放的凹槽(106)，‑和具有多个线圈的绕组(102)，所述线圈的线匝分别穿过所述叠片组(104)的所述凹槽(106)延伸，‑其中，所述线圈的所述线匝在所述凹槽(106)内通过陶瓷材料相互电绝缘并且与所述叠片组(104)电绝缘。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.15 EP 14164702.41.一种旋转电机的定子(100)，所述定子(100)包括：-叠片组(104)，所述叠片组具有多个朝向在所述电机的转子和所述定子(100)之间的气隙开放的凹槽(106)，-和具有多个线圈的绕组(102)，所述线圈的线匝分别穿过所述叠片组(104)的所述凹槽(106)延伸，-其中，所述线圈的所述线匝在所述凹槽(106)内通过陶瓷材料相互电绝缘并且与所述叠片组(104)电绝缘。2.根据权利要求1所述的定子(100)，其特征在于，每个所述凹槽(106)在气隙侧利用异型棒材(13)进行封闭。3.一种异型棒材(13)，所述异型棒材用于在气隙侧封闭根据前述权利要求中任一项所述的定子(100)的叠片组(104)中的凹槽(106)，所述异型棒材(13)由用玻璃纤维制成的基体(14)构成，所述基体具有由能导磁并且电绝缘的材料制成的覆盖层。4.根据权利要求3所述的异型棒材(13)，其特征在于，所述覆盖层由软磁复合材料制成。5.根据权利要求3或4所述的异型棒材(13)，其特征在于，所述基体(14)具有带有三角形基础面的直棱镜的形状，在两个与所述基础面正交的棱边处各有一个凸缘(16)从所述基体伸出，从而使得所述基体(14)具有T形的横截面，所述横截面具有由所述凸缘(16)构成的臂部和一个三角形的脚部。6.根据权利要求5所述的异型棒材(13)，其特征在于，所述覆盖层具有两个侧边体(15)的样式，所述侧边体分别具有菱形的横截面并且贴靠在所述凸缘(16)的凸缘面上和所述基体(14)的与所述凸缘面连接的棱镜侧面上。7.一种用于自动化地制造旋转电机的定子(100)的绕组(102)的方法，其中，所述绕组(102)由多个线圈组成，并且所述定子(100)具有带有凹槽(106)的叠片组(104)，所述绕组(102)的所述线圈的线匝穿过所述凹槽延伸，其中，-制造多个由直的、相互平行并且相互电绝缘的导体(1至6，A至F)组成的导体束(8)，所述导体分别比所述凹槽(106)更长，-将每个所述导体束(8)伸入所述定子(100)的所述凹槽(106...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯·舍雷尔，克里斯蒂安·德格，本亚明·艾兴格，埃里克·约瑟夫，乌韦·沙夫，迈克尔·施特格赫尔，塞巴斯蒂安·魏斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE