專利名稱：電機(jī)的具有在繞組端部區(qū)域中的傾斜的線圈的有效部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)的有效部件，該有效部件具有支架；和多個線圈，該線圈布置在該支架上并且該線圈分別具有多個股線。此外，有效部件具有繞組端部區(qū)域，在該繞組端部區(qū)域中，線圈分別弧形地從該支架中凸出并且相互連接。多個線圈中的至少一個線圈在繞組端部區(qū)域中具有線圈弧形部分，并且線圈的中心線在該線圈弧形部分中在一個平面中延伸。其中一個線圈的股線在線圈的線圈弧形部分中平行于該平面延伸并且自身分別形成股線弧形部分。
背景技術(shù)：
電機(jī)、如電動機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器分別具有一個或多個有效部件，該有效部件是磁致激活的(magnetisch aktiv)。電動機(jī)例如具有作為有效部件的定子和轉(zhuǎn)子。線圈能被裝入或者是繞制在電動機(jī)或者發(fā)電機(jī)的定子和/或轉(zhuǎn)子中。另外，典型地線圈位于疊片鐵心中或者疊片鐵心上。通常線圈從圓柱形狀的疊片鐵心的端面中凸出并且共同形成轉(zhuǎn)子的或者定子的繞組端部。電機(jī)的繞組端部屬于磁性的不活動部分(inaktiven Teilen),該部件對于形成轉(zhuǎn)矩沒有幫助。因此值得努力實(shí)現(xiàn)的是，將導(dǎo)線長度和繞組端部的伸出部分保持盡可能小，以便避免不必要的空間需求、重量和損失。圖1示例地示出三層繞組的傳統(tǒng)的繞組端部。這意味著，在這里同心的線圈1，2和3上下重疊地放置在三個層中或者是三個平面中。這三個線圈從疊片鐵心4中凸出。在縱截面圖中示出涉及從屬的定子或轉(zhuǎn)子的線圈1，2和3。每個線圈的最外側(cè)的端部在繞組區(qū)域5中在此垂直指向下方。圖2示出繞組端部的變化方案。在這里，單個的線圈I’，2’和3’也首先垂直地從疊片鐵心4的端面6伸出。第一線圈I’和在圖1的實(shí)例中一樣垂直向下彎曲。線圈I’的端部因此平行于端面6延伸。第二線圈2’反之在端部上相對于端面6以45°角度延伸。該線圈相應(yīng)地具有傾斜線7，在圖2中以一個箭頭勾畫出該傾斜線。垂直于這條線7定義了一個傾斜平面8。線圈2’的最外側(cè)的端部平行于該傾斜平面8延伸。當(dāng)線圈1’，2’和3’通過股線形成時，這些股線上下重疊地垂直于傾斜平面8布置。在這個截面圖中，第三線圈3’直線地從疊片鐵心4的端面6中向外延伸。這個線圈3’的傾斜平面因此平行于端面6延伸。而相反地，第一線圈I’的傾斜平面相對于端面6以90°角度豎立。在圖1和圖2中示出的繞組端部的經(jīng)典的實(shí)施例的特征在于，繞組端部可以不同地傾斜，并且相應(yīng)的線圈的所有的導(dǎo)線或者是股線恰好上下重疊布置地豎立垂直于相應(yīng)的傾斜平面。要安裝在繞組端部上的連接部使得繞組端部總體上伸出得更大。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，將電機(jī)的有效部件(Aktivteil)和特別是其繞組端部區(qū)域設(shè)計得更加緊湊。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過電機(jī)的有效部件來實(shí)現(xiàn)，該有效部件具有支架；多個線圈，該線圈布置在該支架上并且該線圈分別具有多個股線；和繞組端部區(qū)域，在該繞組端部區(qū)域中，線圈分別弧形地從該支架中凸出并且相互連接(verschaltet),其中，多個線圈中的至少一個線圈在繞組端部區(qū)域中具有線圈弧形部分(Spulenbogen),并且線圈的中心線在該線圈弧形部分中基本上在一個平面中延伸，并且其中一個線圈的股線在線圈的線圈弧形部分中平行于該平面延伸并且自身分別形成股線弧形部分，其中，線圈的股線弧形部分的頂點(diǎn)形成傾斜線，該傾斜線傾斜于該平面延伸。以有利的方式，通過股線的傾斜的走向能獲得空間，該空間可以被充分利用用于連接例如環(huán)形導(dǎo)線等等。由此，繞組端部空間在總體上被更好地利用，使得最終能制造出更緊湊的有效部件。優(yōu)選地，有效部件設(shè)計為定子或者轉(zhuǎn)子。因此，與具有帶有常用的繞組端部設(shè)計方案的傳統(tǒng)的定子或者轉(zhuǎn)子的電機(jī)相比較，相應(yīng)的電機(jī)構(gòu)造得更緊湊。在線圈的股線弧形部分的傾斜線上可以布置連接元件。因此，線圈的斜面被用于安置連接元件，在該斜面上相對于傳統(tǒng)的線圈能實(shí)現(xiàn)空間節(jié)省。一般地，連接元件可以緊固裝配在線圈的斜面上，由此總體上節(jié)省了結(jié)構(gòu)空間。在一個優(yōu)選的設(shè)計方案中，多個線圈在定子或者轉(zhuǎn)子中在圓周方向上分布地布置，并且相鄰的線圈的平面在繞組端部區(qū)域中相對彼此傾斜。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即在遵守必需的氣隙和爬電距離的情況下也將有效部件或者說轉(zhuǎn)子或者定子設(shè)計得更緊湊。特別地，三個相鄰的線圈的平面例如可以相對于支架的端面具有角度0° ,45°和90°，線圈從該端面中凸出。因此，線圈也可以在其斜度方面在繞組端部區(qū)域中分布地布置。特別地，三相電流系統(tǒng)的相位U，V和W可以對應(yīng)于三個相鄰的線圈。線圈例如可以是同心的線圈。因此，本發(fā)明通常被充分利用在同心的和非同心的線圈中。此外，這三個線圈可以具有不同的長度。這對于線圈的作用并不是關(guān)鍵的，但是在結(jié)構(gòu)空間的節(jié)省方面帶來了優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的有效部件，如已經(jīng)描述地，被安裝在電動機(jī)或者發(fā)電機(jī)中。


根據(jù)附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明，圖中示出圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有向下傾斜的線圈的三層繞組的繞組端部；圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有不同的傾斜的線圈的三層繞組的繞組端部；和圖3示出根據(jù)本發(fā)明的具有不同的傾斜的線圈的三層繞組的繞組端部。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述的實(shí)施例體現(xiàn)了本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。在圖3中示例性地示出電機(jī)的定子的繞組端部區(qū)域?？梢宰R別出定子的疊片鐵心
9。圓柱形的疊片鐵心9具有端面10，三個線圈11，12和13在此從該端面中凸出。前面的兩個線圈11和12顯示為帶有絕緣體(Isolierung),而后面的線圈13無遮蓋地顯示為沒有絕緣體。因此可以識別出線圈13的單個的股線。線圈11，12和13中的每一個線圈都從疊片鐵心9的端面10中延伸出來，在繞組端部區(qū)域中形成了弧形部分并且被重新返回導(dǎo)入疊片鐵心9中。每個線圈11，12，13的中心線15，16，17在線圈的相應(yīng)的弧形部分中在一個平面中延伸。該平面垂直豎立在線圈的相應(yīng)的傾斜平面上(與圖2的線圈2’的傾斜平面8比較)。在圖3中繪出了線圈11的傾斜平面19。該傾斜平面相對于疊片鐵心9的端面10以角度90°延伸。在此類似地，線圈12的傾斜平面具有角度45°并且線圈13的傾斜平面具有角度0°。線圈13的股線14相對于通過中心線17定義的平面不是垂直地上下重疊地布置。換而言之，股線14相對于該平面傾斜地上下重疊地布置。這意味著，這些股線弧形部分的頂點(diǎn)18位于一條直線上，該直線與通過中心線17描述的平面形成角度a。在定子的縱向側(cè)視圖中觀察線圈的輪廓也相對于所述的平面以角度a傾斜延伸。相應(yīng)地，股線弧形部分的頂點(diǎn)的輪廓和直線相對于在圖3中垂直延伸的傾斜平面(出于簡明性的原因在圖3中未示出)具有角度90° -a。通過線圈13的傾斜的延伸在繞組端部的外側(cè)邊緣上獲得了空間，該空間在此被用于連接裝置20。該連接裝置以常見的方式用于將單個的線圈11，12和13與定子的另外的線圈相連接。連接裝置20例如具有銅導(dǎo)體21，以便實(shí)現(xiàn)環(huán)形導(dǎo)線。該銅導(dǎo)體21利用絕緣件(Isolator) 22被支撐在傾斜的繞組13上。在此，線圈12設(shè)計為相對于該平面不傾斜，該平面通過弧形的中心線16的平面撐開。其輪廓也就不傾斜于而是平行于其傾斜平面延伸。傾斜平面在此相對于疊片鐵心9的端面10具有角度45°?；⌒蔚墓删€的頂點(diǎn)(在圖3中在可見的絕緣體下面)平行于傾斜平面延伸。同樣地，在傾斜的線圈13的下面得到的自由空間被用于連接裝置23。在此絕緣件24相對于線圈12支撐銅導(dǎo)體25。在圖3中描繪在前面的線圈11向下傾斜。通過其中心線15在其弧形部分區(qū)域被撐開的平面平行于疊片鐵心9的端面10延伸。在此，線圈11在此被斜切。也就是說該線圈在縱側(cè)面視圖中被觀察的輪廓26或者是該線圈的股線弧形部分的頂點(diǎn)的中心線相對于傾斜平面19具有角度P。輪廓26相對于通過中心線15定義的平面的角度相應(yīng)地總計為90° -P。因此在線圈11中在傾斜區(qū)域中也布置有連接裝置27。在此，該連接裝置包括絕緣件28，該絕緣件在此相對于線圈11支撐第一銅導(dǎo)體29和第二銅導(dǎo)體30。通過這樣的方式，即線圈(在圖3的實(shí)例中的線圈11和13)的股線不是垂直地上下重疊地布置，使得在線圈之間的保留的空腔能被更好地充分利用。線圈的股線層至層地如此被縮短，即剛好還能保持必需的氣隙和爬電距離。由此減小了導(dǎo)線長度和損耗。空間需求減少，并且所產(chǎn)生的自由空間能被用于構(gòu)造環(huán)形導(dǎo)線，用于鋪設(shè)電線或者冷卻線路。因此可以以有利的方式使得在繞組端部中的導(dǎo)線長度最小化。由此減小了損耗并且提升了效率。所示出的原理不僅能，如在圖3所示出地，設(shè)計用于三層繞組，而且還能應(yīng)用在每種同心的線圈中。通過應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造原理，不同的相位的線圈(例如線圈11，12和13對應(yīng)于相位U，V和W)通常具有不同的長度。因?yàn)榫€圈的歐姆電阻對于工作特性而言不是決定性的，因此這通常沒有負(fù)面的影響。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)的有效部件，所述有效部件具有 -支架(9)， -多個線圈(11，12，13)，所述線圈布置在所述支架(9)上并且所述線圈分別具有多個股線(14)，和 -繞組端部區(qū)域，在所述繞組端部區(qū)域中，所述線圈(11，12，13)分別弧形地從所述支架(9)中凸出并且相互連接，其中 -多個所述線圈(11，12，13)中的至少一個線圈在所述繞組端部區(qū)域中具有線圈弧形部分，并且所述線圈的中心線(15，16，17)在所述線圈弧形部分中基本上在一個平面中延伸，并且 -其中一個所述線圈的所述股線(14)在所述線圈的所述線圈弧形部分中平行于所述平面延伸并且自身分別形成股線弧形部分， 其特征在于， -所述線圈的所述股線弧形部分的頂點(diǎn)(18)形成傾斜線，所述傾斜線相對于所述平面傾斜地延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有效部件，其中，所述有效部件設(shè)計為定子或者轉(zhuǎn)子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的有效部件，其中，在所述線圈的所述股線弧形部分的所述傾斜線上布置連接元件(20，23，27)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有效部件，其中，多個所述線圈(11，12，13)在所述定子或者轉(zhuǎn)子中在圓周方向上分布地布置，并且相鄰的所述線圈的相應(yīng)的平面在所述繞組端部區(qū)域中相對彼此傾斜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有效部件，其中，三個相鄰的所述線圈的平面相對于所述支架(9)的端面(10)具有角度0°，45。和90。，所述線圈(11，12，13)從所述端面中凸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有效部件，其中，三相電流系統(tǒng)的相位U，V和W對應(yīng)于三個相鄰的所述線圈。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的有效部件，其中，所述線圈(11，12，13)是同心的線圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至6中任一項(xiàng)所述的有效部件，其中，三個所述線圈具有不同的長度。
9.一種具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的有效部件的電動機(jī)或者發(fā)電機(jī)。
全文摘要
電機(jī)應(yīng)該被更緊湊地制造。為此，提出了一種電機(jī)的有效部件，該有效部件具有支架(9)；多個線圈(11，12，13)，該線圈布置在該支架(9)上并且該線圈分別具有多個股線(14)；和繞組端部區(qū)域，在該繞組端部區(qū)域中，線圈(11，12，13)分別弧形地從該支架(9)中凸出并且相互連接。多個線圈(11，12，13)中的至少一個線圈在繞組端部區(qū)域中具有線圈弧形部分，并且線圈的中心線(15，16，17)在該線圈弧形部分中在一個平面中延伸。其中一個線圈的股線(14)在線圈的線圈弧形部分中平行于該平面延伸并且自身分別形成股線弧形部分。線圈的股線弧形部分的頂點(diǎn)(18)形成傾斜線(26)，該傾斜線相對于該平面傾斜地延伸。
文檔編號H02K3/12GK103069692SQ201180041439
公開日2013年4月24日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者諾貝特·舍恩鮑爾, 阿克塞爾·默勒 申請人:西門子公司