專利名稱：圓筒型電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圓筒型電機(jī)，特別是涉及物理尺寸較大的圓筒型電動機(jī)和適于用作將波能轉(zhuǎn)換為電能的直接驅(qū)動式發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
眾所周知的是，使用直線電機(jī)作為將波能機(jī)捕獲的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機(jī)。
圓筒型電機(jī)類似于直線電機(jī)，只是用圓筒型定子代替了平面定子，在該圓筒型定子的圓柱形內(nèi)表面上形成用于接納定子繞組線圈的槽。用空心或者實(shí)心的圓筒型動子代替平面動子，在一個實(shí)施例中，該動子具有圍繞其圓柱形外表面安裝的多排永磁體。在另一個實(shí)施例中，該動子具有以類似于定子的方式安裝在槽中的實(shí)心線圈，以使該電機(jī)可以作為感應(yīng)式電機(jī)。
因?yàn)閳A筒型電機(jī)中定子的圓筒型結(jié)構(gòu)所固有的堅固性，所以與直線電機(jī)相比，圓筒型電機(jī)具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。但是，其在較大物理尺寸場合應(yīng)用的主要缺點(diǎn)和局限性是需要控制定子芯體中的渦電流。如果認(rèn)為通量沿縱向流過直線電機(jī)的定子，那么為了方便制造，理想的是定子由一系列沿橫向彼此緊靠堆疊的層壓制品形成，其中所述橫向平行于接納定子繞組線圈的槽。但是，以這種方式堆疊的普通層壓制品會允許渦流通過而且阻礙圓筒型電機(jī)的運(yùn)行。至今為止，由于無法控制渦流，已經(jīng)阻礙了如下圓筒型電機(jī)的發(fā)展，即，其物理尺寸和額定功率使其可以用作大型波能機(jī)的直接驅(qū)動式發(fā)電機(jī)。
例如，對于諸如用于打開滑動門等間歇運(yùn)行的小型圓筒型電機(jī)，渦流問題可以通過使用無定型定子芯體來克服。相對于在直線電機(jī)的平面定子中所使用的常規(guī)層壓制品，這種無定型定子芯體的磁導(dǎo)率和熱導(dǎo)率較低，并且只能制造成較小的物理尺寸。
美國專利5382860提出一種解決圓筒型電機(jī)的渦流問題的方案，即，由多組沿周向相鄰接的層壓制品形成定子芯體，所述層壓制品共同界定限定定子核心芯體的孔和周界。在相鄰的一對層壓制品組之間設(shè)置楔形件，以便圍繞周界提供連續(xù)的路徑。盡管層壓制品安裝在減小渦流的恰當(dāng)平面上，但因?yàn)樾枰獙訅褐破方M和楔形件機(jī)械地連接在一起，所以該方法使得定子的構(gòu)建非常困難。
另一種方案是完全消除定子芯體并且使用空芯定子。但是，這導(dǎo)致了非常高的磁化要求，并且對于大多數(shù)實(shí)用目的顯然不夠經(jīng)濟(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供用于圓筒型電機(jī)的定子來克服渦流的問題，該定子具有基本上為圓柱形的內(nèi)表面，該內(nèi)表面上包括一系列用于接納定子繞組線圈的軸向間隔開的槽，其中定子包括軸向連續(xù)的層壓制品層，每層都由在周向上堆疊在一起的多個彎曲層壓制品形成。
定子的圓筒型構(gòu)造比直線型構(gòu)造具備一些優(yōu)勢。首先，制成的定子具有其圓筒形狀所產(chǎn)生的固有的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，當(dāng)圓筒型電機(jī)運(yùn)行時，定子可以更好地承受施加于其上的力。圓筒型電機(jī)的定子的長度可以比同等額定功率的直線型電機(jī)的平面定子小得多。這是因?yàn)閳A筒型電機(jī)的定子繞組的線圈是環(huán)形的，并且沒有端部繞組。更具體地說，圓筒型構(gòu)造意味著定子繞組的有效長度更長(近似為定子芯體的內(nèi)徑乘以π)，所以可以充分地減小定子的軸向長度，同時還提供與直線型電機(jī)相同的氣隙區(qū)域。
因?yàn)槎ㄗ邮茄刂芟驅(qū)訅憾傻?，而層壓制品并排堆疊在一起，它們的彎曲面彼此接觸，因此渦流可以保持在正常的限度內(nèi)。每個層壓制品的鄰近定子內(nèi)表面的部分優(yōu)選地與定子的半徑對齊。換句話說，層壓制品優(yōu)選地以這樣的方式堆疊，即其在定子的內(nèi)表面處是沿徑向的，然后隨著定子芯體的直徑增大而逐漸彎曲遠(yuǎn)離定子的半徑。
層壓制品可以具有不同的徑向長度，使得可以沿定子的基本上為圓柱形的內(nèi)表面以軸向間隔形成一系列環(huán)形槽。換句話說，定子可以由下列部件形成一個或多個具有第一徑向長度的堆疊的層壓制品層，其徑向內(nèi)邊緣共同限定定子的基本上為圓柱形的內(nèi)表面；以及一個或多個具有小于第一徑向長度的第二徑向長度的堆疊的層壓制品層，其徑向內(nèi)邊緣限定用于接納定子繞組線圈的軸向間隔開的槽的徑向內(nèi)表面。
但是，通常優(yōu)選的是，在沿周向觀察時，層壓制品具有L形或者階梯形構(gòu)造，以使每個層壓制品的第一徑向內(nèi)邊緣限定定子的基本上為圓柱形的內(nèi)表面，每個層壓制品的第二徑向內(nèi)邊緣限定槽的端面。因此，單層堆疊的層壓制品將限定定子的內(nèi)表面和用于接納定子繞組線圈的槽的一部分。
定子的外表面優(yōu)選地也基本上為圓柱形。但是，定子的內(nèi)表面和外表面，以及軸向間隔開的槽的端面，都可以是合理地接近圓柱形的封閉多邊形，在權(quán)利要求書中應(yīng)作相應(yīng)的解釋。定子的外表面優(yōu)選地由每個層壓制品的徑向外邊緣限定。
可以使選擇出來的層壓制品具有減小的軸向尺寸以限定徑向延伸的通道，該通道允許定子繞組的線圈接線通過，以到達(dá)定子的外側(cè)，在該定子的外側(cè)，線圈接線可以連接到例如終端設(shè)備或者電源轉(zhuǎn)換器。也可以在特定層中的相鄰層壓制品之間或者軸向相鄰的層之間設(shè)置徑向延伸的通道。
可以使選擇出來的層壓制品具有減小的徑向尺寸，以在定子的外表面上限定至少一個用于接納線圈接線的軸向延伸的通道。也可以在每個軸向連續(xù)的層壓制品層的相鄰層壓制品之間形成軸向延伸的通道。軸向延伸的通道的數(shù)量可以取決于圓筒型電機(jī)的相數(shù)。例如，如果圓筒型電機(jī)設(shè)計成三相運(yùn)行，那么定子的外表面可以包括三個分開的軸向延伸的通道，以接收與各相相關(guān)聯(lián)的線圈接線?；蛘?，所有的線圈接線都可以由單個通道接納。在實(shí)際應(yīng)用中，定子可以由保護(hù)罩或者外殼包圍，因此通道設(shè)置于定子的外表面和該保護(hù)罩的內(nèi)表面之間。也可以完全不采用軸向延伸的通道，而將線圈接線容納于接線盒中，該接線盒形成于包圍定子芯體的定子保護(hù)罩或者框架中。
保護(hù)罩可以具有良好的導(dǎo)熱性，以使定子可以通過將熱量經(jīng)由保護(hù)罩傳導(dǎo)出去而冷卻。在一個將本發(fā)明用作波能機(jī)的直接驅(qū)動式發(fā)電機(jī)的實(shí)際的實(shí)施例中，保護(hù)罩可以由海水包圍，這樣定子芯體和繞組中所產(chǎn)生的熱量可以經(jīng)由保護(hù)罩直接傳導(dǎo)至作為無窮大的散熱器的海水之中。
每個單獨(dú)的層壓制品由常規(guī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)中所熟知的適合類型的層壓鋼形成，并且涂覆有適合的絕緣涂層或者薄膜?？梢杂贸Ｒ?guī)的制造技術(shù)從平面的層壓鋼上沖壓出層壓制品。層壓制品的厚度一般在大約0.5mm至大約4mm，但在實(shí)際應(yīng)用中，這要取決于圓筒型電機(jī)的尺寸和運(yùn)行參數(shù)，以及所選擇的制造方法。隨后壓制平面坯體以提供預(yù)定的彎曲量。也可以使用諸如機(jī)械加工等其它制造方法。
層壓制品優(yōu)選地具有一定的彎曲度數(shù)，使得在將層壓制品沿周向堆疊在一起時，其側(cè)面與相鄰的層壓制品接觸。層壓制品可以沿具有預(yù)定直徑的圓的圓弧延伸。在這種情況下，相鄰堆疊的層壓制品的側(cè)面的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域和徑向外側(cè)區(qū)域?qū)⒈舜私佑|，但在實(shí)際應(yīng)用中，在相鄰堆疊的層壓制品的側(cè)面的徑向中間區(qū)域之間可能有微小的間隙(一般在0.1mm至0.01mm的級別)。該間隙不影響層壓制品或定子的性能。
如果層壓制品沿圓的圓弧延伸，那么每個層壓制品的徑向內(nèi)邊緣優(yōu)選地與該圓的半徑對齊。每個層壓制品的徑向外邊緣可以與該圓的半徑對齊或者相對于該圓的半徑傾斜，這取決于所期望的定子外表面構(gòu)造。對于層壓制品具有L形或者階梯形構(gòu)造的情況，每個層壓制品的第一徑向內(nèi)邊緣優(yōu)選地與圓的半徑對齊，以限定定子的基本上為圓柱形的內(nèi)表面，每個層壓制品的第二徑向內(nèi)邊緣優(yōu)選地相對于圓的半徑傾斜，以限定槽的基本上為圓柱形的端面。
本發(fā)明還提供一種圓筒型電機(jī)，其包括上述定子；定子繞組，其具有一系列線圈，一系列包含于定子的基本上為圓柱形的內(nèi)表面中的軸向間隔的槽接納所述線圈；以及動子，其設(shè)置于定子內(nèi)部，并且通過氣隙與定子的基本上為圓柱形的內(nèi)表面間隔開。
本發(fā)明還提供一種制造圓筒型電機(jī)的定子的方法，其包括下列步驟制造彎曲層壓制品；以及形成軸向連續(xù)的層壓制品層，通過將多個彎曲層壓制品環(huán)繞中心軸沿周向堆疊在一起而形成每個層，以形成具有基本上為圓柱形的內(nèi)表面的定子芯體，該內(nèi)表面包含一系列用于接納定子繞組線圈的軸向間隔開的槽，由此，彎曲層壓制品的徑向內(nèi)邊緣限定槽和定子的內(nèi)表面。
當(dāng)形成了軸向連續(xù)的層壓制品層之后，定子繞組的每個線圈優(yōu)選地插入相應(yīng)一個軸向間隔開的槽內(nèi)。線圈優(yōu)選地為簡單的圓形截面，并且兩個螺旋繞線層并排安裝于環(huán)形槽上。其中一個螺旋繞線層沿一個旋轉(zhuǎn)方向纏繞，另一個螺旋繞線層沿相反的旋轉(zhuǎn)方向纏繞，這樣當(dāng)這兩個螺旋繞線層并排放置并且連接在一起時，它們可以輸送同一方向的電流。因此可以簡單地制作和裝配線圈。在定子的基本上為圓柱形的表面中的軸向間隔開的槽的數(shù)量取決于圓筒型電機(jī)的極數(shù)和每個極上的線圈數(shù)。
層壓制品的伸出槽之外的徑向內(nèi)邊緣可以由非磁性絕緣材料的環(huán)形圈支撐，該環(huán)形圈緊挨著相應(yīng)的線圈設(shè)置于每個槽中。絕緣材料優(yōu)選地設(shè)置于相應(yīng)線圈的徑向內(nèi)側(cè)。也可以將絕緣環(huán)形圈在每個槽中放置于相應(yīng)線圈的徑向外側(cè)，位于線圈和堆疊的層壓制品之間。
夾板可以放置于已裝配的定子的兩端，以擠壓夾板之間的連續(xù)的堆疊層壓制品層，并且為機(jī)械載荷提供剛性支撐。然后優(yōu)選地將被夾住的定子放置于密封箱中，在該密封箱中對定子進(jìn)行真空壓力浸漬(VPI)處理。更具體地說，在樹脂被吸入組件中之前對定子進(jìn)行真空處理。然后定子在高溫(一般在大約180℃)下固化一段時間以固化樹脂。在進(jìn)行VPI處理之后，定子實(shí)質(zhì)上為整體結(jié)構(gòu)，其中連續(xù)的周向堆疊的層壓制品層結(jié)合在一起，并且通過固化的樹脂絕緣。因此定子具有較高的結(jié)構(gòu)剛度，并且可以承受其在圓筒型電機(jī)在正常運(yùn)行中所要承受到機(jī)械力。
每層可以包括至少一個非層壓區(qū)段。每層中的所述一個或多個區(qū)段優(yōu)選地彼此對齊，以形成沿定子的軸向長度延伸的一個或多個實(shí)心區(qū)域。這些非層壓區(qū)段可以用于提供線圈接線的通道。
圓筒型電機(jī)的定子中的通量通過連續(xù)的堆疊層壓制品層沿軸向流動。但是，因?yàn)閷訅褐破费刂芟虿⑴哦询B在一起，所以渦流無法自由循環(huán)，損耗降至最小。渦流損耗與頻率的平方成正比。這意味著也可以通過降低圓筒型電機(jī)的工作頻率(例如，使用較少的極)來降低渦流損耗。
層壓制品在周向上的厚度應(yīng)這樣選擇，即使得定子芯體的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域中產(chǎn)生的任何熱量都可以容易地直接傳導(dǎo)至上述的保護(hù)罩或者外殼。
本發(fā)明還提供了一種用于形成圓筒型電機(jī)的定子的彎曲層壓制品，該層壓制品具有的階梯形構(gòu)造使得當(dāng)多個層壓制品沿周向堆疊在一起時，層壓制品的第一徑向內(nèi)邊緣限定定子的內(nèi)表面的一部分，層壓制品的第二內(nèi)邊緣限定槽的端面的一部分。


圖1是用于形成根據(jù)本發(fā)明的定子的彎曲層壓制品的透視圖；圖2是圖1中彎曲層壓制品的平面圖；圖3是多個圖1所示彎曲層壓制品的平面圖，這些彎曲層壓制品沿周向堆疊在一起以形成定子的一部分；圖4A、圖4B和圖4C是圖3平面圖的放大圖；圖5是定子的一部分的透視圖；圖6是定子的包括夾板的三個軸向?qū)拥耐敢晥D；圖7是圖6中定子的一部分的放大透視圖；以及圖8是定子的一部分的放大透視圖，其示出線圈接線如何通過軸向延伸通道和徑向延伸通道伸出定子。
具體實(shí)施例方式
參考圖1和圖2，用于形成圓筒型電機(jī)的定子的層壓制品2由鐵心硅鋼坯中沖壓出來，并且隨后進(jìn)行機(jī)械壓制以獲得彎曲的形狀。鐵心硅鋼的厚度可以是通常的鐵心硅鋼的最大厚度值(目前大約1mm)但也可以使用更厚或者更薄的鋼。層壓制品可以在成形之后用絕緣材料薄膜進(jìn)行預(yù)絕緣或者涂覆。層壓制品2具有L形或者階梯狀構(gòu)造，并且包括第一徑向內(nèi)邊緣4，其形成定子的圓柱形內(nèi)表面的一部分；第二徑向內(nèi)邊緣6，其形成接納定子繞組(圖6至圖8)線圈C的槽的圓柱形端面的一部分；以及徑向外邊緣8，其形成定子的外表面的一部分。層壓制品2彎曲為沿預(yù)定直徑圓的圓弧延伸。層壓制品2所延伸的圓弧角度α為定子的內(nèi)外表面的直徑的比值的函數(shù)。層壓制品2的第一徑向內(nèi)邊緣4和徑向外邊緣8與圓的半徑Rc對齊。但是，第二徑向內(nèi)邊緣6相對于圓的半徑Rc傾斜。其原因?qū)⒃谝韵聟⒖紙D4A、圖4B和圖4C更詳細(xì)地解釋。
定子由軸向連續(xù)的層壓制品層形成。圖3示出了層的一部分，該部分包括在周向并排堆疊在一起的多個同樣的層壓制品2。通常，優(yōu)選的是，層壓制品2具有一定的彎曲度，以使相鄰堆疊的層壓制品的側(cè)面10沿其整個范圍彼此接觸。但是，在圖示情況中，當(dāng)層壓制品2沿圓的圓弧延伸時，相鄰堆疊的層壓制品的側(cè)面10在中間區(qū)域以很小的間距(一般在0.1mm至0.01mm的范圍內(nèi))間隔開。因?yàn)槊總€層壓制品2都具有L形或者階梯形構(gòu)造，所以每個槽只需要一層。更具體地，槽的環(huán)形下表面12(如圖5和圖7所示)由層壓制品2的表面14構(gòu)成，并且槽的圓柱形端面16由層壓制品的第二徑向內(nèi)邊緣6構(gòu)成，槽的環(huán)形上表面18(如圖7所示)由軸向相鄰層的層壓制品2的表面20的突出的徑向內(nèi)側(cè)部分構(gòu)成。定子的圓柱形內(nèi)表面22由層壓制品2的第一徑向內(nèi)邊緣4構(gòu)成。每層的層壓制品數(shù)量N可以參考下面的方程確定N=2πR(L+I)]]>其中R為定子的圓柱形內(nèi)表面的半徑，L為每個層壓制品的厚度，I為與每個層壓制品相關(guān)聯(lián)的任意絕緣層的厚度。
層壓制品2這樣布置，即每個層壓制品的徑向內(nèi)側(cè)部分24與定子的半徑Rs對齊，并且每個層壓制品的徑向外側(cè)部分26的切線T與定子的半徑相交成預(yù)定的角度β。在圖4A、4B和4C和圖5中更清楚地示出了相鄰層壓制品2的布置，圖4A、4B和4C為圖3中框A、B和C中的區(qū)域的放大圖。圖4A示出了層壓制品2的徑向內(nèi)側(cè)部分24如何與定子的半徑Rs對齊，以及第一徑向內(nèi)邊緣4如何與每個層壓制品沿其延伸的圓的半徑Rc對齊。圖4B示出了層壓制品2的第二徑向內(nèi)邊緣6如何相對于每個層壓制品沿其延伸的圓的半徑Rc傾斜，以限定槽的圓柱形端面16。換句話說，每個層壓制品2的第二徑向內(nèi)邊緣6與如下圓的切線對齊，該圓的半徑與圓柱形端面16的半徑相等。圖4C示出了每個層壓制品2的徑向外邊緣8如何都與每個層壓制品沿其延伸的圓的半徑Rc對齊。這就造成了接近大致圓柱形表面的“交錯”的外表面。這種“交錯”的外表面會在沿層壓制品向包圍并且容納定子的保護(hù)罩(未示出)傳遞熱量時導(dǎo)致問題。因此每個層壓制品2的徑向外邊緣8可以相對于圓的半徑傾斜，以使定子的外表面基本上“平滑”。換句話說，每個層壓制品2的徑向外邊緣8可以與如下圓的切線對齊，該圓的半徑與期望的定子外表面的半徑相等。
作為實(shí)例，對于具有大約600mm內(nèi)徑和大約800mm外徑的定子，層壓制品2的第一徑向內(nèi)邊緣4的軸向高度可以為大約13mm，徑向外邊緣8的軸向高度可以為大約28mm。層壓制品2可以沿著具有大約280mm直徑的圓的大約35度的圓弧延伸，徑向外側(cè)部分26可以與定子的半徑相交成大約40度角。換句話說，圖2中所示的預(yù)定角度α和β分別為大約35度和大約40度。
參考圖6至圖8，為了裝配定子，設(shè)置第一不銹鋼夾板(未示出，但與第二夾板28類似)以形成定子芯體的一端。通過將多個層壓制品2圍繞中心軸(未示出)沿周向堆疊在一起而形成層壓制品層。當(dāng)軸向連續(xù)的層壓制品層圍繞中心軸堆疊在一起時，在每個槽中設(shè)置定子繞組的線圈C。使用非磁性絕緣材料的環(huán)形圈30密封每個槽的開口，并且為線圈C提供機(jī)械支撐。在線圈C和每個槽的圓柱形端面16之間設(shè)置非磁性材料的第二環(huán)形圈32。
與線圈C關(guān)聯(lián)的電接線34(如圖8所示)通過設(shè)置于同一層中的單個層壓制品之間的空隙或者通道36伸出。通道也可以設(shè)置于軸向相鄰層中的層壓制品之間。通道36與徑向尺寸縮小的選定層壓制品(即，其徑向外邊緣從定子的外表面向內(nèi)形成階梯的層壓制品)對齊，并且使三相中各相的線圈接線都可以以熟知的方式連接在一起。
一旦所有的層壓制品2的層環(huán)繞中心軸堆疊從而限定具有一系列軸向間隔開的槽的定子(每個槽都容納定子繞組的線圈C)，則第二不銹鋼夾板28就可以放置在定子的頂部，以完成繞組的芯體部分。隨后將夾板夾在一起以將層壓制品層機(jī)械地壓在一起。將裝配好的定子放置于密封箱(未示出)之內(nèi)，在該密封箱中對定子進(jìn)行真空壓力浸漬(VPI)處理，在該處理中，在密封箱中產(chǎn)生真空，并且將樹脂吸入各層壓制品之間的空隙中。隨后將定子在180℃溫度固化一段時間，以固化樹脂并且將層壓制品結(jié)合在一起。
將裝配好的定子放置于具有良好導(dǎo)熱性的保護(hù)罩(未示出)內(nèi)。
圖6和圖7示出了三個分開的層壓制品層。底部的兩層(標(biāo)示為L1和L2)由L形或者階梯形層壓制品構(gòu)成，該層壓制品具有第一徑向內(nèi)邊緣4，其形成定子的圓柱形內(nèi)表面22的一部分；第二徑向內(nèi)邊緣6，其形成用于接納定子繞組線圈C的槽的圓柱形端面16的一部分；以及徑向外邊緣8，其形成定子的外表面的一部分。可以容易地認(rèn)識到，在圖7中，是沿定子的半徑而不是沿堆疊的層壓制品2沿其延伸的圓的圓弧將定子切開。因此，沿定子的切開面延伸的豎線表示八個相鄰的彎曲層壓制品2(因?yàn)檫@些層壓制品彎曲越過定子的半徑)。與夾板28相鄰的第三層由簡單的矩形彎曲層壓制品2’構(gòu)成，該層壓制品具有徑向內(nèi)邊緣4’，其形成定子的圓柱形內(nèi)表面22的一部分；以及徑向外邊緣8’，其形成定子的外表面的一部分。
該圓筒型電機(jī)可以用作波能機(jī)的直接驅(qū)動式發(fā)電機(jī)。在這種情況下，安裝為在定子內(nèi)部運(yùn)動并且通過氣隙與內(nèi)表面分隔開的動子(未示出)可以與波能機(jī)的進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動的部分連接，定子可以與靜止部分連接，使得波能機(jī)的兩部分之間的相對運(yùn)動將在定子繞組中感應(yīng)出電流。圓筒型電機(jī)的保護(hù)罩可以被海水包圍，并且保護(hù)罩的環(huán)繞定子的部分具有良好的導(dǎo)熱性，從而彎曲層壓制品中所產(chǎn)生的任何熱量都可以通過保護(hù)罩直接傳導(dǎo)至海水。這樣就不需要在定子本身內(nèi)部使用其它的冷卻源，因?yàn)楹Ｋ畬?shí)質(zhì)上起到無窮大的散熱器的作用。
因?yàn)槎ㄗ邮嵌询B而成的，所以渦流不會沿周向循環(huán)。盡管完成大體積圓筒型電機(jī)的定子需要大量層壓制品，但是因?yàn)檫@些層壓制品是相同的，因此它們可以用常規(guī)的沖壓工具低成本地生產(chǎn)，并且可以用自動的方式裝配。一旦將層壓制品夾住并且結(jié)合在一起，層壓制品將為冷卻提供優(yōu)良的導(dǎo)熱性，以及提供良好的機(jī)械剛度。
對于小體積的圓筒型電機(jī)，定子的內(nèi)外表面的直徑之比將會相對較高，并且需要更大的彎曲度以使層壓制品以適度緊密的方式堆疊在一起。但是，對于大體積的圓筒型電機(jī)，定子的內(nèi)外表面的直徑之比將會相對較小，并且所需的彎曲度也較小。這意味著可以使用較厚的層壓制品，從而直接導(dǎo)致大體積的圓筒型電機(jī)的構(gòu)造和裝配更加容易。
權(quán)利要求
1.一種用于圓筒型電機(jī)的定子，所述定子具有基本上為圓柱形的內(nèi)表面，所述內(nèi)表面包含一系列用于接納定子繞組線圈的軸向間隔開的槽，其中，所述定子包括軸向連續(xù)的層壓制品層，每個層壓制品層由沿周向堆疊在一起的多個彎曲層壓制品形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子，其中，所述層壓制品的徑向內(nèi)邊緣限定所述槽和所述定子的內(nèi)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定子，其中，所述層壓制品具有階梯形構(gòu)造，使得每個層壓制品的第一徑向內(nèi)邊緣限定所述定子的內(nèi)表面，每個層壓制品的第二徑向內(nèi)邊緣限定所述槽的端面。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的定子，其中，所述定子包括基本上為圓柱形的外表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定子，其中，所述定子的外表面由每個層壓制品的徑向外邊緣限定。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的定子，其中，選定的層壓制品具有減小的軸向尺寸，以限定用于所述定子繞組的接線的徑向延伸通道。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的定子，其中，選定的層壓制品具有減小的徑向尺寸，以在所述定子的外表面中限定至少一個軸向延伸通道。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的定子，其中，每個層壓制品的與所述定子的內(nèi)表面鄰近的部分與所述定子的半徑對齊。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的定子，其中，所述層壓制品由平面坯體形成，所述平面坯體被壓制成具有預(yù)定的彎曲量。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的定子，其中，所述層壓制品沿圓的圓弧延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的定子，其中，每個層壓制品的徑向內(nèi)邊緣與所述圓的半徑對齊。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的定子，其中，每個層壓制品的徑向外邊緣與所述圓的半徑對齊。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的定子，其中，每個層壓制品的徑向外邊緣相對于所述圓的半徑傾斜。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的定子，其中，所述層壓制品具有階梯形構(gòu)造，使得每個層壓制品的第一徑向內(nèi)邊緣與所述圓的半徑對齊，以限定所述定子的內(nèi)表面，每個層壓制品的第二徑向內(nèi)邊緣相對于所述圓的半徑傾斜，以限定所述槽的基本上為圓柱形的端面。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的定子，其中，每個層壓制品層包括至少一個非層壓區(qū)段。
16.一種圓筒型電機(jī)，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的定子；定子繞組，其具有一系列線圈，一系列包含于所述定子的基本上為圓柱形的內(nèi)表面中的軸向間隔的槽接納所述線圈；以及動子，其設(shè)置于所述定子內(nèi)部，并且通過氣隙與所述定子的基本上為圓柱形的內(nèi)表面間隔開。
17.一種制造用于圓筒型電機(jī)的定子的方法，其包括下列步驟制造彎曲層壓制品；以及形成軸向連續(xù)的層壓制品層，每個層壓制品層通過如下方式形成將多個彎曲層壓制品環(huán)繞中心軸沿周向堆疊在一起，以形成具有基本上為圓柱形的內(nèi)表面的定子芯體，所述內(nèi)表面包含一系列用于接納定子繞組線圈的軸向間隔開的槽，由此，所述彎曲層壓制品的徑向內(nèi)邊緣限定所述槽和所述定子的內(nèi)表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，當(dāng)形成了軸向連續(xù)的層壓制品層之后，將定子繞組的每個線圈插入相應(yīng)一個軸向間隔開的槽中。
19.一種彎曲層壓制品，其用于形成圓筒形電機(jī)的定子，并且具有階梯形構(gòu)造，使得當(dāng)多個層壓制品沿周向堆疊在一起時，每個層壓制品的第一徑向內(nèi)邊緣限定所述定子的內(nèi)表面的一部分，每個層壓制品的第二徑向內(nèi)邊緣限定槽的端面的一部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的彎曲層壓制品，其中，當(dāng)多個層壓制品沿周向堆疊在一起時，所述層壓制品的徑向外邊緣限定所述定子的外表面的一部分。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于圓筒型電機(jī)的定子，所述定子具有基本上為圓柱形的內(nèi)表面，該內(nèi)表面包含一系列用于接納定子繞組線圈的軸向間隔開的槽。所述定子包括軸向連續(xù)的層壓制品(2)的層，每層由沿周向堆疊在一起的多個彎曲層壓制品形成。
文檔編號B32B37/00GK101064443SQ20071008689
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者格雷厄姆·德雷克·勒·弗萊姆 申請人:康弗蒂姆有限公司