專利名稱：具有微小齒冠部的電機(jī)定子鐵芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及用于車輛電機(jī)的定子，尤其是用于具有小型溝槽開口或微小齒冠部的電機(jī)定子組件，其中溝槽開口或微小齒冠部被用以接納用于定子繞組的矩形導(dǎo)線的徑向插入。
背景技術(shù)：
電機(jī)(dynamoelectric machine)，例如電動(dòng)機(jī)或者交流發(fā)電機(jī)，已經(jīng)為我們所熟悉了。交流發(fā)電機(jī)，一般用于汽車的交流發(fā)電機(jī)，典型地由被交流發(fā)電機(jī)機(jī)殼固定支撐的定子組件和在定子組件內(nèi)與其共軸支撐的轉(zhuǎn)子組件組成。定子組件包括大致圓柱形定子鐵芯，定子鐵芯具有沿其內(nèi)表面形成的多個(gè)鐵芯溝槽和被放置于鐵芯溝槽內(nèi)的定子線圈。鐵芯溝槽之間限定了多個(gè)齒。齒通過(guò)軛部被連接到鐵芯上。
定子線圈通過(guò)連接繞制于其上的多個(gè)導(dǎo)線以形成定子繞組而被形成。定子繞組被容納于多個(gè)徑向延伸層的多個(gè)鐵芯溝槽內(nèi)，并且定子繞組被形成于位于鐵芯溝槽內(nèi)的溝槽導(dǎo)線段，和被形成于連接同一相的兩個(gè)相鄰溝槽導(dǎo)線段的端部環(huán)形段，并且定子繞組在定子鐵芯的鐵芯溝槽內(nèi)被形成為預(yù)定的多相(例如，三相或六相)繞組圖案。
我們已經(jīng)知道在本領(lǐng)域內(nèi)，為了提高交流發(fā)電機(jī)的輸出和效率，希望具有矩形截面的定子繞組導(dǎo)線，該導(dǎo)線在每個(gè)鐵芯溝槽內(nèi)具有被排成徑向列的溝槽導(dǎo)線段，并且導(dǎo)線寬度(計(jì)入任何絕緣層)與鐵芯溝槽的主體部分的寬度(計(jì)入任何絕緣層)緊密配合。如果溝槽導(dǎo)線段的寬度(計(jì)入任何絕緣層)與鐵芯溝槽的主體部分的寬度(計(jì)入任何絕緣層)之間的比值大于0.6，則溝槽導(dǎo)線段的寬度被定義為可以與鐵芯溝槽的主體部分寬度緊密配合的寬度。這是有利的，因?yàn)檩^大的導(dǎo)線寬度減小了定子繞組的電阻，并因此減小了定子導(dǎo)線的功率損失。我們還知道在本領(lǐng)域內(nèi)，可以在鐵芯的內(nèi)徑處提供帶有小型溝槽開口的定子鐵芯，這可以減小有效空氣間隙，以增加交流發(fā)電機(jī)的輸出。較小的溝槽開口還減小了轉(zhuǎn)子磁極表面上磁通量的波動(dòng)，這減小了轉(zhuǎn)子磁極上的渦電流損失并因此提高了交流發(fā)電機(jī)的效率。還希望，通過(guò)使用連續(xù)的矩形導(dǎo)線，以消除在連接被軸向插入鐵芯溝槽內(nèi)的單個(gè)U形導(dǎo)線時(shí)所需的任何焊接操作，來(lái)實(shí)現(xiàn)定子組件制造過(guò)程的簡(jiǎn)化。此處使用的術(shù)語(yǔ)“連續(xù)”是指使用環(huán)繞定子鐵芯的一個(gè)圓周的至少大半連續(xù)的導(dǎo)線。但是，這些所期望的特征導(dǎo)致了設(shè)計(jì)矛盾，因?yàn)閷?dǎo)線必須足夠大以降低電阻，并且還必須緊密配合于鐵芯溝槽的寬度，必須是連續(xù)導(dǎo)線，必須從徑向向內(nèi)的位置被插入到鐵芯溝槽內(nèi)，且必須具有較小的鐵芯溝槽開口。
現(xiàn)有技術(shù)的各種補(bǔ)救措施典型地試圖通過(guò)使用足夠小以進(jìn)入溝槽開口但不能與鐵芯溝槽的寬度緊密配合的連續(xù)導(dǎo)線，解決這個(gè)設(shè)計(jì)矛盾。這些現(xiàn)有技術(shù)的補(bǔ)救措施導(dǎo)致了大空隙和低溝槽填充率，而這些使得交流發(fā)電機(jī)輸出低且效率低。其他的現(xiàn)有技術(shù)補(bǔ)救措施使用U形導(dǎo)線，這些導(dǎo)線可以被軸向插入到鐵芯溝槽內(nèi)再被焊接到一起，以形成完整的定子繞組。這些其他的現(xiàn)有技術(shù)補(bǔ)救措施被用以實(shí)現(xiàn)深溝槽填充率和因此帶來(lái)的低電阻，但是在多次插入和焊接過(guò)程中遇到了困難。其他的現(xiàn)有技術(shù)補(bǔ)救措施使用被插入到扁平定子鐵芯內(nèi)的導(dǎo)線，然后定子鐵芯和導(dǎo)線組件被盤繞成預(yù)期的環(huán)形形狀。這些其他的現(xiàn)有技術(shù)補(bǔ)救措施旨在實(shí)現(xiàn)深溝槽填充率并因此產(chǎn)生低電阻，但在定子鐵芯和導(dǎo)線組件的盤繞過(guò)程中遇到了困難。
考慮到上面所討論的問(wèn)題，提供一種具有鐵芯溝槽，以允許導(dǎo)線從徑向向內(nèi)的位置被插入，的定子是很有利的，同時(shí)其還提供較小的溝槽開口，這樣被插入導(dǎo)線的寬度與鐵芯溝槽的被加襯內(nèi)表面上的絕緣槽襯產(chǎn)生的寬度緊密配合。結(jié)果，交流發(fā)電機(jī)具有高低轉(zhuǎn)速(rpm)性能和高效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了組裝和制造的簡(jiǎn)化。

發(fā)明內(nèi)容
體現(xiàn)本發(fā)明原理的交流發(fā)電機(jī)的定子組件包括大致圓柱形的定子鐵芯，定子鐵芯具有多個(gè)鐵芯溝槽，鐵芯溝槽沿定子鐵芯的內(nèi)表面形成，并由徑向深度限定，其內(nèi)部被放置有定子線圈。同時(shí)這些鐵芯溝槽在中間限定有多個(gè)齒。齒包括沿定子鐵芯的內(nèi)表面的齒冠部，并通過(guò)軛部被連接到一起。鐵芯溝槽，從鐵芯溝槽的后端到齒的齒冠部的徑向外邊緣，可以具有大致的矩形截面，并在定子鐵芯的第一和第二端部之間軸向延伸。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，已經(jīng)很熟悉“矩形”一詞，當(dāng)指導(dǎo)線或鐵芯溝槽的橫截面時(shí)，其包括在任意相鄰邊緣之間具有半徑的矩形形狀。
多個(gè)鐵芯溝槽中的每一個(gè)都通過(guò)絕緣槽襯沿其各自的內(nèi)表面被加襯里。每個(gè)絕緣槽襯都具有一對(duì)腿部，其從鐵芯溝槽的后端延伸至剛剛與對(duì)應(yīng)齒冠部的半徑外邊緣外部相鄰的位置。在定子的內(nèi)徑上，齒的齒冠部包括在圓周方向上延伸的突起。這些齒冠部的突起沿寬度小于鐵芯溝槽的主體部分寬度的定子的內(nèi)徑限定了溝槽開口。被限定的溝槽開口具有大致等于或稍稍大于將要被插入鐵芯溝槽內(nèi)的導(dǎo)線寬度的寬度。在鐵芯溝槽內(nèi)，定子繞組包括溝槽導(dǎo)線段，其被槽襯接收并且可以在至少一列內(nèi)被提供。
本發(fā)明另外的方面和優(yōu)勢(shì)將結(jié)合被提供的實(shí)施例進(jìn)行介紹。這個(gè)介紹概括了被提供的實(shí)施例的一些方面，但不應(yīng)該被用于限定權(quán)利要求。


在下面將結(jié)合列舉了本發(fā)明的一些實(shí)施例的附圖描述本發(fā)明及其優(yōu)勢(shì)。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的定子鐵芯的實(shí)施例的局部視圖；圖2為圖1的定子中的鐵芯溝槽的實(shí)施例的局部視圖；圖3為舉例說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的定子鐵芯的局部視圖；圖4A-4B為舉例說(shuō)明與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的帶有缺點(diǎn)的多步式組裝；以及圖5A-5B為舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的定子鐵芯溝槽裝載的多步式組裝。
具體實(shí)施例方式
盡管本發(fā)明可以體現(xiàn)為各種各樣的形式，但下面將被介紹的附圖中僅示出了一些實(shí)例性和非限制性實(shí)施例，應(yīng)了解，下面的公開將被視為本發(fā)明的例證，而不希望將本發(fā)明限定為所列舉的特殊實(shí)施例。
在本申請(qǐng)中，轉(zhuǎn)折連詞的使用旨在包括其所列舉的對(duì)象。定冠詞和不定冠詞的使用并非旨在指明數(shù)量。特別地，涉及到“該”對(duì)象或“所述”對(duì)象時(shí)也表示可能存在的多個(gè)這種對(duì)象中的一個(gè)。
典型地，交流發(fā)電機(jī)包括定子，轉(zhuǎn)子，機(jī)殼，電刷裝置，整流器裝置和后端蓋。定子包括具有多個(gè)鐵芯溝槽的定子鐵芯，被容納于鐵芯溝槽中的定子繞組，和用以絕緣定子繞組的多個(gè)絕緣元件。機(jī)殼容納了定子和轉(zhuǎn)子，并支撐轉(zhuǎn)子使其在旋轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。典型地，機(jī)殼支撐轉(zhuǎn)子周圍的定子，以使在合適的間隙下定子的內(nèi)圍朝向轉(zhuǎn)子的磁極鐵芯的外圍。在某些應(yīng)用中，機(jī)殼可以反過(guò)來(lái)支撐定子周圍的轉(zhuǎn)子。
參看圖1，此處列舉的是根據(jù)本發(fā)明的定子鐵芯100的一個(gè)實(shí)施例，其適于被徑向插入連續(xù)導(dǎo)線。定子鐵芯100為大致圓柱形，其具有形成于其內(nèi)表面120周圍并限定了徑向深度130的多個(gè)徑向?qū)蜩F芯溝槽110。鐵芯溝槽110優(yōu)選沿定子鐵芯100的內(nèi)表面120均勻間隔分布。鐵芯溝槽110因此限定了多個(gè)齒140，這些齒在徑向外端通過(guò)軛部150被連接起來(lái)。鐵芯溝槽110，從鐵芯溝槽110的后端至齒的齒冠部(tooth cap)的徑向外邊緣，為大致矩形截面，并在定子鐵芯100的第一和第二端部之間軸向延伸?？商娲?，鐵芯溝槽110可以為大致方形形狀或可以允許每個(gè)鐵芯溝槽與對(duì)應(yīng)成形的導(dǎo)線段160緊密配合的其他任意形狀。
齒140從軛部150向轉(zhuǎn)子(未示出)徑向向內(nèi)延伸，轉(zhuǎn)子大致位于定子鐵芯100的軸向長(zhǎng)度內(nèi)。可替代地，如果定子鐵芯100被置于內(nèi)部并被轉(zhuǎn)子環(huán)繞，鐵芯溝槽110則被形成于定子鐵芯100的外側(cè)表面內(nèi)。
另外在圖1中，典型的交流發(fā)電機(jī)定子被形成，其在定子鐵芯齒上包括齒冠部，以產(chǎn)生寬度遠(yuǎn)小于鐵芯溝槽110的主體部分寬度的溝槽開口。形成這個(gè)較小的溝槽開口的目的是通過(guò)減小有效氣體空隙面積以產(chǎn)生更大的功率，和通過(guò)減小轉(zhuǎn)子磁極表面的波動(dòng)通量以提高交流發(fā)電機(jī)的效率，因此減小了渦電流損失。但是，在使用被徑向插入環(huán)形定子鐵芯100的鐵芯溝槽110的溝槽開口的連續(xù)導(dǎo)線的改進(jìn)型深溝槽填充交流發(fā)電機(jī)中，被制成的溝槽開口不能小于導(dǎo)線的寬度。這就導(dǎo)致了低輸出和低效率。齒140包括沿定子鐵芯100的內(nèi)表面的齒冠部170。同樣，齒冠部170被提供于齒140上以制造稍小的溝槽開口，這將增加交流發(fā)電機(jī)的性能和效率。
現(xiàn)在參考圖2，定子鐵芯200包括具有帶有齒冠部170的齒140的鐵芯溝槽110，齒冠部170之間被設(shè)有溝槽開口220，開口寬度小于鐵芯溝槽110的主體部分的寬度。溝槽開口220被限定為鐵芯內(nèi)表面的相鄰齒140之間的開口。齒冠部170包括沿定子鐵芯200的內(nèi)徑120的突起240。這樣，圖2中示出的溝槽開口220通過(guò)相鄰的周向突起240沿定子鐵芯200的內(nèi)表面被限定。同樣，溝槽開口220大致等于或僅僅稍大于將要被插入這些突起240之間的導(dǎo)線160的寬度。
在溝槽導(dǎo)線段160被插入鐵芯溝槽110之前，鐵芯溝槽110沿內(nèi)表面被加襯有可以被鐵芯溝槽110固定接收的絕緣槽襯或絕緣元件250。絕緣槽襯250具有一對(duì)腿部260，其從后端262延伸至對(duì)應(yīng)突起240的徑向外邊緣。同樣，槽襯250可以具有不延伸至定子鐵芯200的內(nèi)徑120的大致相等的腿部260。延伸的腿部260因此終止于自由端280。每個(gè)自由端280的內(nèi)邊緣距后端部262的距離優(yōu)選大致相等。
仍請(qǐng)參看圖2，對(duì)置的突起240限定了大致等于槽襯250寬度的寬度220，且因此它們各自限定的溝槽開口220大致等于或稍大于將要被插入加襯的定子鐵芯溝槽110內(nèi)的溝槽導(dǎo)線段160的寬度。因此，當(dāng)槽襯250處于安裝位置時(shí)，自由端280之間形成大致等于或稍大于導(dǎo)線160寬度的間隙。每個(gè)對(duì)置的突起240的寬度大致等于槽襯250的寬度。絕緣槽襯250，可以為紙的形式，紙復(fù)合材料的形式，或具有電絕緣性能的任意其它絕緣材料的形式，可以在承載定子繞組之前被粘接到鐵芯溝槽110的內(nèi)側(cè)。另外，絕緣槽襯250可以是被施加到鐵芯溝槽110的內(nèi)表面上的涂層。絕緣槽襯250可以不包括對(duì)齊突起240之間的溝槽開口220的延伸段。
現(xiàn)在參考圖3，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的、被設(shè)計(jì)用于連續(xù)導(dǎo)線徑向插入的定子鐵芯300的實(shí)施例的局部視圖被示出了。定子鐵芯300被示出帶有多個(gè)鐵芯溝槽310，其沿定子鐵芯300的內(nèi)表面320徑向向外延伸并被徑向深度330限定。鐵芯溝槽310在其之間限定了多個(gè)齒340，它們可以通過(guò)軛部350相互連接。鐵芯溝槽310大致為矩形形狀，沿定子鐵芯300的軸向長(zhǎng)度方向分布，并且接收繞組的對(duì)應(yīng)導(dǎo)線段370。這樣，齒340從與大致位于定子鐵芯300的軸向長(zhǎng)度方向內(nèi)的轉(zhuǎn)子(未示出)相鄰的軛部350徑向向前延伸。齒340可以具有在之間限定鐵芯溝槽310的大致直線壁。槽襯360從后端365向定子鐵芯300的內(nèi)徑320延伸。
如圖4A-4B所示，在導(dǎo)線段370被插入鐵芯溝槽310的過(guò)程中，導(dǎo)線段370可能會(huì)卡在鐵芯溝槽360的自由端380上，因此突出了現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)。
如圖5A-5B中示出了根據(jù)本發(fā)明的用于將溝槽導(dǎo)線段160裝載入被加有襯里絕緣槽襯250的鐵芯溝槽110中的多步式組裝。鐵芯溝槽110限定了被夾在一對(duì)齒140之間的定子鐵芯200的一部分，齒140通過(guò)軛部150被連接到一起。典型地具有矩形截面的多個(gè)溝槽導(dǎo)線段160被排成列，在每列內(nèi)導(dǎo)線段160被指定插入到鐵芯溝槽110中。對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很容易理解，具有矩形截面的導(dǎo)線包括方形截面導(dǎo)線，而半徑可以存在于矩形截面的拐角處。
在圖5B中，示出了溝槽導(dǎo)線段160進(jìn)入鐵芯溝槽110的過(guò)程。如上所述，溝槽導(dǎo)線段160的寬度與由相鄰的齒冠部170的對(duì)置的突起240生成的溝槽開口220緊密配合。溝槽導(dǎo)線段160的寬度還緊密配合于已經(jīng)被槽襯250加襯的鐵芯溝槽110的內(nèi)側(cè)寬度。在齒冠部170之間的插入過(guò)程中，被對(duì)置的突起240屏蔽，溝槽導(dǎo)線段160不會(huì)再卡在槽襯250的自由端280上。
再返回來(lái)看圖2，示出的鐵芯溝槽110被填充有各自的多個(gè)溝槽導(dǎo)線段160和中間對(duì)應(yīng)的絕緣槽襯250。多個(gè)溝槽導(dǎo)線段160可以被排成分層的一列或多列。定子繞組圖案可以包括多相(n相)，通常為三相或六相，其中，每個(gè)相的溝槽導(dǎo)線段被偏移預(yù)定數(shù)目的溝槽，且其中它們可以被排成分層的列。
一旦被插入并處于安裝位置，預(yù)定數(shù)目的溝槽導(dǎo)線段160就大致被徑向置于突起240后面并且與槽襯250接觸。這樣，深溝槽的填充就完成了。絕緣槽襯250可以適于被固定粘接到各自的鐵芯溝槽110內(nèi)，使用一種粘結(jié)劑或類似的東西將絕緣槽襯250的外表面連接到鐵芯溝槽110的內(nèi)表面上。另外，為了防止定子繞組組件從定子鐵芯200的內(nèi)表面內(nèi)掉落回內(nèi)徑120中，溝槽導(dǎo)線段160可以被涂漆以粘接到定子鐵芯200上。典型地，溝槽導(dǎo)線段160可以被涂漆以絕緣定子繞組的n個(gè)不同相。一旦溝槽導(dǎo)線段160被插入到定子鐵芯溝槽110中，涂漆操作就導(dǎo)致將溝槽導(dǎo)線段160粘接到一起，并連同絕緣槽襯250一起提供額外的絕緣?？商鎿Q地，溝槽導(dǎo)線段160可以被壓配到它們各自對(duì)應(yīng)的定子鐵芯溝槽110中。
定子鐵芯200的內(nèi)表面，被定子鐵芯齒140和它們各自的齒冠部270限定，提供了大致增加的表面積，這減小了定子鐵芯200和轉(zhuǎn)子(未示出)之間的有效空氣間隙，并因此增加了交流發(fā)電機(jī)的輸出。另外，較小的溝槽開口減小了轉(zhuǎn)子磁極表面上的磁通量浮動(dòng)，這減小了渦電流的損失，并因此提高了交流發(fā)電機(jī)的效率。溝槽導(dǎo)線段160具有大致矩形橫截面，且其寬度與槽襯250的寬度緊密配合，其可以提供所期望的電阻減少，以減少定子繞組功率損失。另外，齒的齒冠部170、槽襯250和溝槽導(dǎo)線段160的設(shè)定使得定子組件得到了我們所期望的制造過(guò)程的簡(jiǎn)化和制造時(shí)間的縮短。
深溝槽填充定子被定義為具有溝槽導(dǎo)線段160的最大橫截面積和被容納于鐵芯溝槽110內(nèi)的非電材料的最小橫截面積的定子，如圖2所示。非電材料包括，但不僅限于，絕緣元件250，以及溝槽導(dǎo)線段160與導(dǎo)線(未示出)上的絕緣材料之間的空氣。典型地，絕緣元件250可以具有相對(duì)較薄的寬度-典型地小于0.18mm。對(duì)于典型的深溝槽填充定子，可以具有六相，來(lái)說(shuō)，靠近內(nèi)徑120表面的鐵芯齒140的寬度，除突起240外，可以大約為2.0mm。每個(gè)突起240的寬度可以大約等于絕緣元件250的寬度，因此可以也小于0.18mm。因此，鐵芯齒140在包括突起240的內(nèi)徑120表面處可以具有大約或小于2.36mm(突起240被置于鐵芯齒140的兩側(cè))的寬度。同樣，在內(nèi)徑120處，由于突起240而增加的表面積小于或等于18％。
對(duì)于具有大內(nèi)徑120的替代性較大定子鐵芯200來(lái)說(shuō)，溝槽開口220的寬度等于或小于2.0mm，且溝槽導(dǎo)線段160的寬度(包括任何溝槽導(dǎo)線段絕緣材料在內(nèi))等于大約1.65mm。因此對(duì)于該設(shè)計(jì)，溝槽開口220的寬度與溝槽導(dǎo)線段160的寬度(包括任何溝槽導(dǎo)線段絕緣材料在內(nèi))之間的比值小于1.21。對(duì)于具有較小直徑120的替代性較小定子鐵芯200來(lái)說(shuō)，溝槽開口220的寬度等于或小于1.6mm，且溝槽導(dǎo)線段160的寬度(包括任何溝槽導(dǎo)線段絕緣材料在內(nèi))可以等于大約1.2mm。同樣，溝槽開口220的寬度與溝槽導(dǎo)線段160的寬度(包括相應(yīng)溝槽導(dǎo)線段絕緣材料在內(nèi))之間的比值可以小于1.33。
如前面所述，定子繞組被形成于溝槽部分，并在定子鐵芯的溝槽內(nèi)被形成為預(yù)定的多相(例如三相或六相)繞組圖案，其中溝槽部分位于溝槽和端部環(huán)段內(nèi)，端部環(huán)段連接同相的兩個(gè)相鄰溝槽部分。典型的端部環(huán)段繞組可以是級(jí)聯(lián)繞組圖案(cascadewinding pattern)、交錯(cuò)繞組結(jié)構(gòu)(interlace winding process)或發(fā)夾式導(dǎo)線圖案(hairpin conductor pattern)的其中一個(gè)。在另一實(shí)施例中，定子繞組在其任一端和相鄰的鐵芯溝槽(未示出)之間，可以還具有級(jí)聯(lián)圖案。這種級(jí)聯(lián)繞組可以大大簡(jiǎn)化徑向插入通過(guò)溝槽開口并進(jìn)入鐵芯的鐵芯溝槽內(nèi)的具有多相的繞組溝槽導(dǎo)線段的工作。級(jí)聯(lián)繞組被限定為具有由端部環(huán)段的充分大的子部分(主要部分)構(gòu)成的每相導(dǎo)線，每個(gè)端部環(huán)段在相對(duì)定子鐵芯的中心軸向軸線的大致同一位置連接兩個(gè)被容納于鐵芯溝槽內(nèi)的溝槽導(dǎo)線段，和被徑向排列的多個(gè)導(dǎo)線層，其允許各層依次徑向插入，其中被偏移或調(diào)節(jié)預(yù)定數(shù)目溝槽的相應(yīng)層的多個(gè)導(dǎo)線形成各個(gè)相，這些相被徑向排列以允許對(duì)每個(gè)徑向?qū)拥膶?dǎo)線的依次徑向插入。此處使用的術(shù)語(yǔ)“徑向?qū)印?，被定義為沿鐵芯周圍周向延伸的導(dǎo)線的一部分，其相對(duì)于定子鐵芯的中心軸向軸線繞著鐵心周向延伸通過(guò)容納于同一徑向位置的溝槽導(dǎo)線段的一個(gè)圓周的大部分。
根據(jù)本發(fā)明的允許通過(guò)小型溝槽開口徑向插入方形導(dǎo)線的交流發(fā)電機(jī)定子的組裝過(guò)程的特殊實(shí)施例已經(jīng)被介紹了，目的是舉例說(shuō)明本發(fā)明所使用的方法。應(yīng)了解，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明和其各方面的其它變更和修改的實(shí)現(xiàn)是很明顯的，并且本發(fā)明并不僅限于所介紹的特殊實(shí)施例。因此，其旨在包含在所公開的基本基礎(chǔ)原理的真實(shí)精神和范圍以及此處的權(quán)利要求內(nèi)的關(guān)于本發(fā)明的任意和所有的修改、變更或等同替換。
權(quán)利要求
1.一種用于電機(jī)的定子組件，包括大致圓柱形的定子鐵芯，其具有多個(gè)周向間隔分布的徑向延伸鐵芯齒，相鄰的鐵芯齒在其表面內(nèi)限定出鐵芯溝槽，且每個(gè)鐵芯溝槽具有各自的徑向深度和軸向長(zhǎng)度，鐵芯溝槽在定子鐵芯的第一軸端和第二軸端之間延伸；以及具有被鐵芯溝槽接收的溝槽導(dǎo)線段的定子繞組，并且定子繞組的溝槽導(dǎo)線段和鐵芯溝槽通過(guò)絕緣元件而彼此相互電絕緣；其中，多個(gè)鐵芯齒具有在相鄰的鐵芯齒之間限定出溝槽開口的突起；鐵芯溝槽開口具有允許徑向插入溝槽導(dǎo)線段的寬度，并且溝槽開口的寬度小于鐵芯溝槽的主體部分的寬度；溝槽導(dǎo)線段在多個(gè)鐵芯溝槽內(nèi)被排成徑向列，且其寬度，包括相應(yīng)溝槽導(dǎo)線段絕緣材料在內(nèi)，緊密配合于不包含相應(yīng)鐵芯溝槽絕緣元件的鐵芯溝槽主體部分的寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子組件，其特征在于，突起的寬度大致等于絕緣元件的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子組件，其特征在于，溝槽導(dǎo)線段具有大致矩形橫截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子組件，其特征在于，絕緣元件由均具有電絕緣性能的紙、紙復(fù)合材料或類似材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子組件，其特征在于，絕緣元件為施加到鐵芯溝槽的內(nèi)表面上的涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子組件，其特征在于，定子繞組被涂漆，從而以固定或附著的方式粘合到鐵芯溝槽上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子組件，其特征在于，鐵芯溝槽從鐵芯溝槽的后端到突起的徑向外邊緣為矩形截面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子組件，其特征在于，包括突起的鐵芯齒內(nèi)徑處的表面積大致等于除突起之外的鐵芯齒內(nèi)徑處的表面積，或比其大不到20％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子組件，其特征在于，一個(gè)所述突起的寬度小于絕緣元件的寬度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子組件，其特征在于，溝槽開口的寬度與包括相應(yīng)溝槽導(dǎo)線段絕緣材料在內(nèi)的溝槽導(dǎo)線段的寬度之間的比值大約等于或小于1.33。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子組件，其特征在于，溝槽導(dǎo)線段沿大致徑向插入穿過(guò)鐵芯溝槽的溝槽開口。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子組件，其特征在于，定子繞組圖案包括n相導(dǎo)線，并且n相中的至少一相由連續(xù)導(dǎo)線形成，所述連續(xù)導(dǎo)線具有位于鐵芯溝槽和端部環(huán)段內(nèi)的相應(yīng)溝槽導(dǎo)線段以及連接屬于n相中的至少一相的兩個(gè)相鄰溝槽導(dǎo)線段的端部環(huán)段。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的定子組件，其特征在于，端部環(huán)段的充分大的子部分為每個(gè)端部環(huán)段限定了至少一個(gè)徑向移位調(diào)節(jié)部，以形成級(jí)聯(lián)繞組。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子組件，其特征在于，絕緣元件的寬度大約等于或小于0.18mm。
15.一種用于電機(jī)的定子組件，包括大致圓柱形的定子鐵芯，其具有多個(gè)周向間隔分布的徑向延伸的鐵芯齒，相鄰的鐵芯齒在其表面上限定出鐵芯溝槽，且每個(gè)鐵芯溝槽具有各自的徑向深度、軸向長(zhǎng)度和鐵芯溝槽開口，鐵芯溝槽在定子鐵芯的第一軸端和第二軸端之間延伸；以及具有被鐵芯溝槽接收的溝槽導(dǎo)線段的定子繞組，并且定子繞組的溝槽導(dǎo)線段和鐵芯溝槽通過(guò)絕緣元件而彼此相互電絕緣；其中，鐵芯溝槽開口具有允許徑向插入溝槽導(dǎo)線段的寬度，而且，溝槽開口的寬度與包括相應(yīng)溝槽導(dǎo)線段絕緣材料在內(nèi)的溝槽導(dǎo)線段的寬度之間的比值等于或小于1.33；溝槽導(dǎo)線段在多個(gè)鐵芯溝槽內(nèi)被排成徑向列，并且其寬度，包括相應(yīng)溝槽導(dǎo)線段絕緣材料在內(nèi)，緊密配合于不包含相應(yīng)鐵芯溝槽絕緣元件的鐵芯溝槽的主體部分的寬度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的定子組件，其特征在于，定子繞組包括n相導(dǎo)線，且相導(dǎo)線具有位于鐵芯溝槽和端部環(huán)段內(nèi)的相應(yīng)溝槽導(dǎo)線段，端部環(huán)段連接屬于n相中的至少一相的兩個(gè)相鄰的溝槽導(dǎo)線段，并且端部環(huán)段的充分大的子部分為每個(gè)端部環(huán)段限定了至少一個(gè)徑向移位調(diào)節(jié)部，以形成級(jí)聯(lián)繞組。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的定子組件，其特征在于，絕緣元件的寬度大約等于或小于0.18mm。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的定子組件，其特征在于，溝槽導(dǎo)線段沿大致徑向插入穿過(guò)鐵芯溝槽的溝槽開口。
19.一種用于電機(jī)的定子組件，包括大致圓柱形的定子鐵芯，其具有多個(gè)周向間隔分布的徑向延伸鐵芯齒，相鄰的鐵芯齒在其表面內(nèi)限定出鐵芯溝槽，并且每個(gè)鐵芯溝槽具有各自的徑向深度、軸向長(zhǎng)度和鐵芯溝槽開口，鐵芯溝槽在定子鐵芯的第一軸端和第二軸端之間延伸；以及具有被鐵芯溝槽接收的溝槽導(dǎo)線段的定子繞組，且定子繞組的溝槽導(dǎo)線段和鐵芯溝槽通過(guò)絕緣元件而彼此相互電絕緣；其中，鐵芯溝槽開口具有允許徑向插入溝槽導(dǎo)線段的寬度，并且溝槽開口的寬度與包括任何溝槽導(dǎo)線段絕緣材料在內(nèi)的溝槽導(dǎo)線段的寬度之間的比值小于1.33，溝槽導(dǎo)線段在多個(gè)鐵芯溝槽內(nèi)被排列成徑向列，并具有大致矩形截面；定子繞組包括n相導(dǎo)線，而相導(dǎo)線被形成具有位于鐵芯溝槽和端部環(huán)段內(nèi)的相應(yīng)溝槽導(dǎo)線段，端部環(huán)段連接屬于n相中的至少一個(gè)相的兩個(gè)相鄰的溝槽導(dǎo)線段，端部環(huán)段的充分大的子部分為每個(gè)端部環(huán)段限定了至少一個(gè)徑向移位調(diào)節(jié)部，以形成級(jí)聯(lián)繞組；絕緣元件的寬度大約等于或小于0.18mm。
20.據(jù)權(quán)利要求15所述的定子組件，其特征在于，溝槽導(dǎo)線段沿大致徑向插入穿過(guò)鐵芯溝槽的溝槽開口。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一種用于電機(jī)的定子組件包括大致圓柱形的定子鐵芯，定子鐵芯具有多個(gè)沿其內(nèi)表面形成的鐵芯溝槽，并被徑向深度限定，其中被放置有定子線圈。多個(gè)鐵芯溝槽在其中間限定了多個(gè)齒，所述齒沿定子鐵芯的內(nèi)表面具有齒冠部，并通過(guò)軛部被連接到定子鐵芯上。多個(gè)鐵芯溝槽沿各自的內(nèi)表面被加襯有多個(gè)絕緣槽襯。齒的齒冠部包括沿多個(gè)鐵芯溝槽的內(nèi)徑的突起。溝槽開口被沿定子內(nèi)徑的突起限定。這些突起大致等于槽襯的寬度，并使得被限定的溝槽開口大致等于將要被插入到加襯的鐵芯溝槽內(nèi)的導(dǎo)線的寬度。定子繞組包括被槽襯接收的溝槽導(dǎo)線段，槽襯可以被形成于溝槽導(dǎo)線段的至少一列內(nèi)。
文檔編號(hào)H02K1/00GK1973419SQ200580019818
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月16日
發(fā)明者柯克·E.·尼特 申請(qǐng)人:威斯通全球技術(shù)公司