一种具有级联端环段的交流发电机，它包括一多相定子绕组，该定子绕组适于布置在位于定子铁芯的一个表面上的多个周向隔开并轴向延伸的芯槽中。该定子绕组包括多个平直段，它们通过多个端环段在定子铁芯的第一和第二端交替地相连，以形成绕组。该端环段包括在一顶部会合的第一和第二倾斜部。每个端环段包括一径向向外调整部和一个径向向内调整部，并形成级联的绕组模式。
【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2003年3月14日提交的美国临时专利申请No.60/454,996的优先权。
技术介绍
本申请总体上涉及一种电机，特别是涉及一种具有级联端环的电机的定子绕组。电机例如交流发电机已为人们所熟知。现有的交流发电机通常包括安装在交流发电机壳体内的一个定子组件和一个转子组件。定子组件安装在壳体内，并通常包括一个通常呈圆筒形的定子铁芯，且在其上形成有多个槽。转子组件包括安装在通常呈圆柱形的轴上的马达转子，该轴可旋转安装在壳体内，并与定子组件同轴。定子组件包括多个缠绕在其上的导线，以形成绕组。定子绕组由置于槽中的平直部和连接每一相的两个紧邻平直部的端环段构成，以在定子芯槽中形成预定的多相(如三相或六相)绕组模式。转子组件可为任何形式的转子组件，例如”爪极”转子组件，其通常包括作为爪形指状物的一部分的对置电极，该爪形指状物环绕着充电转子线圈定位。转子线圈在爪形指状物中产生磁场。作为主要的原动力，例如蒸汽轮机、燃气轮机或自动内燃机的传动皮带转动转子组件，该转子组件的磁场穿过定子绕组，从而以公知方式在定子绕组中感应出交变电流。之后，该交变电流从交流发电机传送到分配系统，并由用电装置耗用，或者在汽车交流发电机的情况下，该交变电流传送至整流器，然后传送至汽车电池的充电系统。现有技术中熟知的一种交流发电机为高线槽填充定子，其特点在于，矩形导体在每个槽中沿一径向行对齐，并与矩形芯槽的宽度紧密配合。高线槽填充定子的优点在于，其效率高且每绕组产生的电力比现有技术中其它类型的定子要多。但是，这些定子的缺点在于，绕组通常会交织或交错在一起，其中导线需要在每个槽的内外径向部分交替。这些交织的绕组需要交织过程，以在将绕组插入铁芯之前将所有相的导体进行交织，从而增大了放置定子绕组的复杂程度。其它现有技术中的定子使用了发夹式导体，其中将U形导体从定子铁芯的上轴端或下轴端放入芯槽中。尽管发夹式导线的优点在于不用交织，但仍然增大了生产定子的难度，因为必须焊接U形导线的相对端以形成定子绕组。因此，需要提供一种定子，以满足高线槽填充定子的要求，但并不需要现有技术中的交织绕组的复杂过程或使用发夹式导体。
技术实现思路
根据本专利技术的电机定子包括一个通常呈圆筒形的定子铁芯，在其一个表面上具有多个沿圆周方向隔开并轴向延伸的芯槽。该芯槽延伸于定子铁芯的第一端和第二端之间。定子还包括具有至少一层导体的多相定子绕组。每一相包括多个位于芯槽中的基本平直段或部分，它们经由多个端环或端环段在定子铁芯的第一端和第二端交替相连。每个端环段包括一个基本上与所述至少一层处于等径位置上的第一倾斜部和一个基本上与所述至少一层不不处于等径位置上的第二倾斜部，这一点将在下面作详细论述。这里所用的术语“处于等径位置上”被定义为两个物体与轴线(例如定子铁芯的中心轴线)的径向距离相同，并处于相同的圆柱表面上。端环段的第一和第二倾斜部通过其顶部相连。每个端环段包括一个径向向外调整部和一个径向向内调整部，以形成一嵌套或级联的绕组模式。优选地，根据本专利技术的交流发电机定子的定子铁芯包括多个形成于其中的轴向延伸的槽，并在该槽的后部形成有倾斜表面。该倾斜表面位于铁芯的一个轴向端的多个连续槽中，该多个连续槽的数目与交流发电机的定子绕组的相数相同，之后，该倾斜表面位于铁芯的另一相对轴向端的多个槽中，接着该倾斜表面又位于下一个其数量与交流发电机的相数相同的连续槽中。在定子铁芯的圆周上重复该模式。或者，该定子铁芯为标准铁芯，并具有从铁芯第一轴向端延伸至铁芯第二轴向端的平直轴向槽。每一相的第一层和第二层由一个单一的连续导体交替形成，从而为每个相产生一相反端环。用于生产本专利技术的定子绕组的方法可以通过以下方式来实施，即向定子绕组提供通常呈矩形的导体；形成定子绕组每一相的形状；提供定子铁芯；以及将每一相插入定子铁芯的多个对应芯槽中。根据本专利技术的级联绕组模式的优点在于不需要如现有技术那样的交织绕组的复杂过程或使用发夹式导体。定子绕组不需要交织的原因在于，每层的每个平直段与定子铁芯的中心轴线的径向距离相同，因此不用在槽中与其它导体在前后位置上交替。另外，定子绕组不需交织的原因在于，端环或端环段这样形成，以使每一层的导体在径向对齐，即第一导体通常径向地置于第二导体外，第二导线通常径向地置于第三导体外，依此类推。每个端环段方便地形成一级联绕组模式。附图说明本领域的普通技术人员从以下参照附图对优选实施例的详细说明中可以更明显地看出本专利技术的上述及其它优点，其中，在这些附图中图1为本专利技术的定子铁芯的立体图；图2为本专利技术的定子铁芯的部分俯视图/平面图；图3为沿图2中的3-3线的剖视图； 图4为沿图2中的4-4线的剖视图；图5为本专利技术的定子绕组的一个端环段的部分立体图；图6为包括图1所示端环段的本专利技术的定子绕组的一层端环段的部分立体图；图7a为包括图2所示层的本专利技术的定子绕组的多层端环段的立体图；图7b为图7a所示定子绕组的多层端环段的立体图，其具有多个平直段和根据本专利技术的多个端环段；图8为本专利技术的定子铁芯的示意图，示出出不同绕组部分的位置；图9为本专利技术的定子绕组的一相反端环部分的立体图；图10为本专利技术的交流发电机的横截面图。具体实施例方式现在参见图1，其中标记10表示通常呈圆筒形的定子铁芯。该定子铁芯10具有多个形成于其圆周内表面14上的芯槽12。芯槽12在箭头16所示的方向上延伸，并与定子铁芯的中心轴线17平行地位于定子铁芯的第一端18和第二端20之间。轴向向上的方向被定义为向着定子铁芯10的第一端18移动，而轴向向下的方向被定义为向着定子铁芯10的第二端20移动。优选地，芯槽12环绕定子铁芯10的圆周内表面14等距离地隔开，而芯槽12的各个内表面14基本上平行于中心轴线17。箭头21表示周向顺时针方向，箭头23表示周向逆时针方向。如箭头24所示，芯槽12沿一径向轴线限定出一深度25，并适于接纳一定子线圈，这一点将在下面详细描述。径向向内的方向被定义为向着定子铁芯10的中心轴线17移动，而径向向外的方向被定义为移离中心轴线17。图2-4示出了定子铁芯的一替换实施例的部分视图，其中该定子铁芯以标号10’表示。该定子铁芯10’具有多个形成于其圆周内表面14’上的芯槽12’。芯槽12’限定出多个位于其各个内表面28之间并在定子铁芯10’的第一端18’和第二端20’之间延伸的齿26。预定数目的多个连续(或相继)的芯槽12’具有邻近定子铁芯10’的第一端18’的倾斜表面30。同样数目的下一多个连续芯槽12’具有邻近定子铁芯10’的第二端20’的倾斜表面32。该预定数目等于定子绕组的相数，这一点将在下面更详细地描述。在图2-4中，该预定数目为3，因为该定子铁芯10’适于接纳如图6和7所示的三相交流发电机的定子绕组86。因此，倾斜表面的交错模式为每隔三个连续芯槽12’进行重复，并在定子铁芯12’的整个圆周14上进行重复。对于六相交流发动机定子绕组(未示出)而言，所述预定数目为6，且交错模式为贯穿定子铁芯12’的整个圆周14每隔6个连续芯槽12’重复一次。现在参照图5，通常以标号42表示端环段。端环段42为定子绕组86的一部分，它包括第一基本平直端部44和第二基本平直端部46，每一个平直端部均紧邻定子绕组86本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电机定子，它包括：一通常呈圆筒形的定子铁芯，在其一个表面上具有多个沿周向隔开并轴向延伸的芯槽，所述芯槽在所述定子铁芯的第一端和第二端之间延伸；一定子绕组，它包括至少一层具有多个相的连续导体，所述每一相具有多个位于所述芯槽 中的平直段，所述平直段通过多个端环段在所述定子铁芯的第一端和第二端交替相连，所述至少一层中的每个平直段与所述定子铁芯的中心轴的径向距离相同；每个所述端环段包括一基本上与所述至少一层处于等径位置上的第一倾斜部和一基本上与所述至少一层不 处于等径位置上的第二倾斜部，所述第一和第二倾斜部通过一顶部相连；每个所述端环段的第一倾斜部、第二倾斜部以及顶部中的一个包括一径向向外调整部，且每个所述端环段的第一倾斜部、第二倾斜部以及顶部中的一个包括一径向向内调整部，以形成一级联绕 组模式。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：柯克E尼特，
申请(专利权)人：威斯通全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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