用于旋转电机的绕组组件及制造方法技术

一种用于旋转电机的绕组组件包括定子。还包括多个径向延伸的齿，所述多个齿在其间限定多个狭槽。还包括绕组区段，所述绕组区段设置在所述狭槽中的每一个内，所述绕组区段具有沿着其整个长度恒定的截面积以及沿着所述齿的高度在每一匝处变化的截面几何形状。

Winding components and manufacturing methods for rotary motor

A winding component for a rotating motor includes a stator. Also includes a plurality of radially extending teeth, the plurality of teeth define a plurality of slots in the meantime. Also includes a section of the winding winding, set in the section of the slot in each, the winding section having a cross-sectional area along the height of its entire length constant and along the tooth geometry in each turn at change.

【技术实现步骤摘要】
用于旋转电机的绕组组件及制造方法
技术介绍
本文的实施方案涉及绕组组件及此类组件的制造方法。高功率低电压电动机(诸如电池供电的应用中所使用的那些)要求被设计成具有低每线圈匝数的电动机。专利技术概述根据一个实施方案，一种用于旋转电机的绕组组件包括定子。还包括多个径向延伸的齿，所述多个齿在其间限定多个狭槽。还包括绕组区段，所述绕组区段设置在所述狭槽中的每一个内，所述绕组区段具有沿着其整个长度恒定的截面积以及沿着所述齿的高度在每一匝处变化的截面几何形状。除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外实施方案可包括：所述绕组区段包括矩形截面几何形状。除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外实施方案可包括：所述绕组区段包括梯形截面几何形状。除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外实施方案可包括：所述绕组区段包括梯形和矩形截面几何形状部分的组合。除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外实施方案可包括：所述绕组区段包括由绝缘层包围的金属丝，所述金属丝包含铜。除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外实施方案可包括：所述绕组区段包括由绝缘层包围的金属丝，所述金属丝包含铝。除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外实施方案可包括：所述绝缘层被漆涂到所述金属丝。除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外实施方案可包括：所述绝缘层被氧化到所述金属丝。除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外实施方案可包括：所述旋转电机是电池供电的电动机。根据一个实施方案，一种制造电动机绕组的方法包括：牵拉金属丝穿过多个模具，所述多个模具在至少两个维度上变化以将所述金属丝成形成具有沿着其整个长度恒定的截面积以及变化的截面几何形状。除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外实施方案可包括：所述多个模具具有如在与所述金属丝正被牵拉穿过所述模具的行进方向正交的平面中所测量的恒定宽度和渐减高度。除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外实施方案可包括：使所述金属丝的所述行进方向反向以将所述金属丝从所述模具排出。除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外实施方案可包括：通过漆涂由铜形成的所述金属丝来使所述金属丝绝缘。除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外实施方案可包括：通过使由铝形成的所述金属丝氧化来使所述金属丝绝缘。除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外实施方案可包括：将所述电动机绕组缠绕在定子的多个齿周围以将所述电动机绕组设置在所述定子的狭槽内，直到需要所述电动机绕组的最后半匝为止。还包括：在缠绕所述电动机绕组所述最后半匝之前，在同时给所述电动机绕组通电并拉伸所述电动机绕组。附图简述被认为是本公开的主题在本说明书完结处的权利要求书中具体地指出并且明确地要求保护。通过以下结合附图进行的详细描述，可以清楚了解本公开的前述以及其他特征和优点，在附图中：图1是根据本公开的一个实施方案的电动机绕组的剖视图；图2是根据本公开的另一个实施方案的电动机绕组的剖视图；并且图3是制造电动机绕组的方法的示意性图解。具体实施方式参考图1，示出旋转电机(诸如电动机10)的一部分。本文所述的实施方案可有益于众多类型的旋转电机。在一些实施方案中，机器是具有低每线圈匝数、高功率和低电压的电池驱动的电动机。这种类型的电动机对于导致高噪声和/或低效率的常规制造方法具有挑战性。推进这一问题的一个难题在于：例如，大多数电动机狭槽固有地是梯形的并且大多数导体是圆形或矩形的。因此，结果是低电动机狭槽填充，其中狭槽面积的大部分未用到。电动机10包括由定子14构成的定子组件12以及总体上以数字16标示的多个绕组。定子14包括多个齿18以及限定在对应的相邻齿18之间的多个狭槽20。在所示出的实施方案中，多个狭槽20中的每一个包括一对绕组区段22、24。绕组区段22、24并排定位在狭槽20内并且各自表示导电体。各种考虑到的导电材料可用于形成绕组区段22、24的金属丝。例如，可采用铜和铝，但应理解，这些实例不是限制性的。绕组区段22、24各自包括电绝缘层，所述电绝缘层用于在使每个狭槽20的截面内的非导电填充最小化的同时使区段22、24的金属丝与彼此绝缘。对于铜丝，导体被漆涂。在铝丝的情况下，导体可被漆涂或氧化。任选地，铝丝可包覆在铜中以改进铝丝的导电性，这在漆涂之前进行。绕组区段22、24被设定大小，使得当定位在狭槽20内时，狭槽20的整个截面(即，在图1和2所示的平面中)完全或基本上得以填充。通过增大狭槽20被绕组区段22、24填充的程度，实现闭合狭槽组件，这由于减小电动机电阻和绕组损失而提高电动机效率。另外，这种构造提供使用铝导体来降低成本的选项。总体上，铝丝因为其固有地较低的导电性而对于电动机绕组是不实际的。然而，更大的导体面积可弥补这一点并允许使用这种导体材料。典型的定子狭槽和绕组截面形状并不有助于获得高狭槽填充。这是由于例如狭槽是梯形的，而绕组是圆形或矩形的，从而导致狭槽的大部分未用到。本文所述的绕组区段22、24的实施方案具有沿着其整个长度恒定的截面积，但截面几何形状变化以更好地符合狭槽20的形状。本文所使用的术语“恒定”是指绕组区段22、24具有诸如在例如至少金属挤压和/或拉挤工艺领域的技术人员已知的制造公差内恒定的截面积。取决于特定应用，可采用绕组区段22、24的各种截面形状。在所示出的实施方案中，利用矩形截面(图1)和梯形截面(图2)。还考虑到可采用几何形状区段的组合。例如，可采用矩形和梯形区段的组合。此外，在一些实施方案中，可利用矩形、梯形、圆形和/或正方形区段的任意组合。不管特定几何结构如何，截面积保持恒定，但形状改变以适应限定狭槽20的表面在不同位置处的轮廓。如图所示，在所示出的梯形狭槽中，邻近狭槽20的第一端部26，更宽的绕组区段是所希望的，而邻近狭槽20的第二端部28，更窄的绕组区段是所希望的。具体地，绕组区段在沿着其长度的各部分中变化。绕组具有共同截面几何形状的每个部分对应于绕组围绕每个齿18的一整匝。因此，在齿18的每一侧上的相同高度处，形状是相同的。因为绕组缠绕在齿18周围，形状在上行或下行(即，朝向或远离狭槽20的端部26、28)时改变。绕组区段22、24的变化的形状适应狭槽几何结构以获得高填充而使狭槽20内几乎无浪费的空间。在一些实施方案中，绕组经受范围是从3至10的围绕齿的整匝数。在此类实施方案中，绕组含有具有不同几何形状但具有恒定截面积的3至10个绕组区段部分。现在参考图3，示意性地阐述形成绕组区段22、24的方法。如图所示，将金属丝30牵拉穿过一系列模具32以形成可变截面形状，同时维持上述的恒定截面积。绕组区段22、24的每一匝的长度由模具32的选择性间隔控制。通过沿着线的长度维持恒定线速度来确保恒定截面积。在牵拉足够长度的金属丝30穿过之后，使线反向以将金属丝排出以保持变化的形状。为了便于反向，模具32具有如在与金属丝正被牵拉穿过模具的行进方向正交的平面中所测量的恒定宽度和渐减高度，其中金属丝30的宽度小于模具32的宽度。一旦金属丝30从模具32排出，就以上文详细描述的方式使金属丝3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于旋转电机的绕组组件，其包括：定子；多个径向延伸的齿，所述多个齿在其间限定多个狭槽；以及绕组区段，所述绕组区段设置在所述狭槽中的每一个内，所述绕组区段具有沿着其整个长度恒定的截面积以及沿着所述齿的高度在每一匝处变化的截面几何形状。

【技术特征摘要】
2016.08.04 US 15/2283061.一种用于旋转电机的绕组组件，其包括：定子；多个径向延伸的齿，所述多个齿在其间限定多个狭槽；以及绕组区段，所述绕组区段设置在所述狭槽中的每一个内，所述绕组区段具有沿着其整个长度恒定的截面积以及沿着所述齿的高度在每一匝处变化的截面几何形状。2.如权利要求1所述的绕组组件，其中所述绕组区段包括矩形截面几何形状。3.如权利要求1所述的绕组组件，其中所述绕组区段包括梯形截面几何形状。4.如权利要求1所述的绕组组件，其中所述绕组区段包括梯形和矩形截面几何形状部分的组合。5.如以上权利要求中任一项所述的绕组组件，其中所述绕组区段包括由绝缘层包围的金属丝，所述金属丝包含铜。6.如权利要求1-4中任一项所述的绕组组件，其中所述绕组区段包括由绝缘层包围的金属丝，所述金属丝包含铝。7.如权利要求5或6所述的绕组组件，其中所述绝缘层被漆涂到所述金属丝。8.如权利要求5或6所述的绕组组件，其中所述绝缘层被氧化到所述金属丝。9.如以上权利要求中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z皮奇，BJ沃森，
申请(专利权)人：奥的斯电梯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US