專利名稱：電機繞組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電機，尤其涉及電機中的定子繞組。
背景技術：
在許多形式的電機中，電子具有多相，每相由多個齒組成。每個齒具有圍繞該齒纏繞多匝的一定長度的導體。在構成多相的任何一相的齒上的繞組被電連接在一起，使得在該相的所有齒中產生的磁場被一起控制。
存在在該電機中形成繞組的多種方式。 一些方法能得到平衡的繞組，在該平衡的繞組中，用于每個齒的匝數(shù)相同。另一些方法能得到不平衡的繞組，在不平衡的繞組中，在不同的齒上具有不同數(shù)量的繞組。
有許多因素用來確定用于任何電機的最適合的纏繞方法，這些因素包括是否需要平衡繞組，由于電機通常需要裝配在很小的空間中而導致的封裝限制，以及是否容易制造。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了 一種用于多相電機的定子，該定子包括用于每一相的多個齒，其中，同一相的兩個齒上的繞組由一段導體形成，在所述齒中
的第一個齒上的繞組至少部分由沿所述導體的長度被間隔開的所述導體的兩個部分形成，以及在所述齒中的第二個齒上的繞組由在被間隔開的部分之間的所述導體的中間部分形成。
本發(fā)明進一步提供了一種纏繞用于多相電機的定子的方法，所述定子包括用于每一相的多個齒，所述方法包括用 一段導體在同 一相的兩個齒上形成繞組，其中，在所述齒中的第一個齒上的繞組至少部分由沿所述導體的長度被間隔開的所述導體的兩個部分形成，以及在所述齒中的成。


現(xiàn)在僅通過示例的方式參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其中
圖l是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電機的定子的仰視圖2是圖1的定子的繞組布置的示意性表示；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的電機的定子的仰視圖4是圖3的定子的繞組布置的示意性表示；
具體實施例方式
參考圖1，這種情況下的電機是用于電源控制系統(tǒng)的同步、三相、正弦交流、永磁、無刷電機，該電機包括具有9個齒的定子10，對于每一相，具有12、 14、 16三個齒，每相的三個齒圍繞定子軸線X (是電機的旋轉軸線)以120。間隔均等地間隔開。轉子可以是完全圓形的設計，同時所有齒都相對彼此被固定就位，或者是分段設計。雖然在圖中未示出電機的其它部分，圖中所看到的定子的頂部相應于安裝時的頂端，因此該定子的頂部位于電機殼體的開口端處，圖中所看到的定子的底部相應于安裝時的底端，該定子的底部通常位于電機殼體的封閉底端處。
參考圖2，現(xiàn)在將描述纏繞多相中的一相12的方法。如果定子是一體的完全圓形的設計，在齒的最終相對位置中對齒實施纏繞。用于實施這種纏繞的適當?shù)淖詣踊ぞ呤且阎?，并且可以理解，本領域技術人員可以改進這些工具以實施這種纏繞方法。如果定子是分段設計，可以在所有齒位于其最終位置中時進行線圏繞制。為了制造在每個齒上具有n匝的線圈，在第一相12的纏繞期間，采用單一連續(xù)不中斷長度的導體18來纏繞該相的所有的齒12a、 12b、 12c。該纏繞從第一個齒12a的頂端20開始并且導體沿第一個齒12a的一側邊22經過。在該初始半臣后，該導體圍繞第一個齒正好經過完整匝數(shù)n的n-l匝，比每個齒最終所需的匝數(shù)n少l,每匝經過底端24下方、第二側邊26上、穿過頂部28、
5并沿第一個齒12a的第一側邊22返回。然后，在經過圍繞第一相的第二個齒12b完整匝數(shù)n之前，導體在第一個齒12a、以及第二相和第三相中的緊挨著的兩個齒14a、 16a的底端下方經過。這些匝中的每匝在齒12b的底部處開始和結束。然后，在經過圍繞第一相的第三個齒12c完整匝數(shù)n之前，導體18在第一相的第二個齒12b下方、以及在第二相和第三相中的每一相的第二個齒14b、 16b下方經過。最后導體18經過第一相的第三個齒12c的底部下方，以及第二相和第三相的第三個齒14c、 16c下方回到第一相的第一個齒12a，在第一個齒12a處，導體在第一個齒12a下方和第一齒的第二側邊26上經過，以完成第一個齒上的最后半匝，完成總的全部匝數(shù)n。因此，導體完整地圍繞定子的軸線延伸為一環(huán)，同時當齒圍繞定子10被間隔開時，繞組環(huán)繞相應的圍繞該環(huán)被間隔開的齒。
導體的兩端18a、 18b被連接到位于定子10的頂部附近(在這種情況下位于定子的頂部之上)的相應的連接器30、 32。由于導體18的兩端18a、 18b靠近同一齒12a，所以兩個連接器30、 32靠近在一起。對于每相，也只存在兩個連接器。這簡化了為繞組提供電力的引腳框架的設計。從圖2可以看出，可以采用一組相鄰齒12a、 14a、 16a(其中每個齒來自各自的相)作為用于各相的繞組的起點和終點，使得用于所有相的連接器與相鄰齒的那組連接器相鄰。此外，這有利于簡化對繞組提供電力的引腳框架的設計。
可以理解，該實施例的繞組布置有許多優(yōu)點。除了第一齒12a之外的每個齒具有相同的導體圍繞該齒的完整匝數(shù)n。導體沿每個齒(包括第一齒12a)的每個側邊延伸相同的次數(shù)n。導體18在第一相的每個齒下方延伸相同的次數(shù)n+l。如果連接器30、 31的位置被修改，導體可以被排列成從第一齒的頂端20經過不止一次，使得每個齒(包括第一個齒)具有相同的導體圍繞該齒的完整匝數(shù)n。因此，這種布置允許平衡纏繞。這是因為與導體18的端部18a、 18b鄰接的導體18的部分18c、 18d沿同一齒12a的相對側延伸，同時圍繞該相的其它齒12b、 12c的繞組由導體的中間部分18e、 18f形成。另外，在該相的齒12a、 12b、 12c之間延伸的導體的所有相互連接的部分18g、 18h、 18i在任一介入(intervening)的齒下方、轉子10的底端之下延伸，這有利于封裝，因為通常情況下在轉子的頂端處空間很小。
可以對圖1和2的實施例進行許多改進。例如相數(shù)和每相的齒數(shù)顯然可以改變。另外，在該示例中，盡管每相中所有的齒由單根導體纏繞，但是每相也可以具有更高數(shù)量的齒，從而將每相纏繞為兩個或更多個分離組的齒，其中至少一個組、優(yōu)選為所有組具有采用單一長度的導體纏繞的多個齒。然而，這將增加所需接點的數(shù)量。此外，在這個實施例中，按照圍繞定子設置齒的順序纏繞齒，使得對于每一相，在該相的每個齒和該相的下一個齒之間只存在導體的一個相互連接部分。這顯然是簡單和方便的，但對于此不必總是這樣，并且可以采用任何合適的順序進行纏繞。同時，盡管在導體的一端處開始纏繞處理是方便的，但是也可以在沿著導體的任何點處開始纏繞、使該點就位，然后從該點開始同時或者按順序向每一端纏繞導體。
纏繞后的導體可以被認為是圍繞齒經過并經過齒之間的間隙的單一環(huán)路或回路，同時環(huán)路中的單一斷點在齒中的一個齒的頂部處，在該單一斷點處，導體被連接到連接器上。該斷點顯然可以纟皮設置在齒的任意一個上的任意一匝上。因此，在纏繞過程中，在第一個齒上的最后纏繞階段可以是一匝半或兩匝半而不僅僅是半匝，而第一階段相應地減少匝數(shù)。
在圖l的實施例中，因為導體圍繞定子軸線沿一環(huán)路延伸，導體必須在原位^^皮纏繞在定子上，即，同時齒在相對彼此的最終位置中。然而，參考圖3和4，在第二實施例中，定子110可以被分段或成圓形，同時第一相的齒112a、 112b、 112c和其它兩相的齒被分離形成，使得齒可以分離地或成組地被插入定子110中。這允許采用單一長度的導體118纏繞構成每相的齒，從而在齒被插進定子110前形成齒的預纏繞組。第二實施例的許多特性與第一實施例相同，相應部件由相應的附圖標記加100來表示。
為了允許安裝齒的預纏繞組，必須避免第一實施例的封閉環(huán)路布置。
7這通過在纏繞期間使導體118沿一個方向經過該相中的第一個齒到該相的最后一個齒112c、經過在第一個齒和最后一個齒之間的該相的所有其它齒、然后使導體沿相反方向從最后一個齒112c返回到第一個齒來實現(xiàn)。顯然，必須在該纏繞過程中完成圍繞每個齒112a、 112b、 112c的繞組。在該示例中，除了在纏繞第三個齒112c和第一個齒112a的最后半匝纏繞之間，導體在第二齒下返回以外，以與第一實施例相同的順序實施三個齒112a、 112b、 112c的纏繞。
當齒112a、 112b、 112c被安裝在便于接近齒以進行纏繞的夾具上時，可以對齒112a、 112b、 112c進行纏繞。例如，齒可以凈皮安裝在夾具上，使在組裝好的定子中屬于齒的內端的端部遠離彼此朝向外。這可以允許進行精確纏繞，在該纏繞中，繞組的每匝的位置被精確控制為在齒上的特定預定位置中。然后帶有導體118的齒112a、 112b、 112c被插進轉子110，并且導體118的端部與連接器130、 132連接。對于第一相繞組，這會使導體118不經過的其它相中的每一相的一個齒剩下。另外兩相中的每一相的齒可以被預纏繞到相應的子組件中，然后可以將子組件分別組裝到定子110中。因為導體的所有相互連接的部分118g、 118h、 118i在各個齒的底端之間延伸，所以當?shù)诙嗪偷谌啾话惭b時，這些相互連接的部分可以簡單地被插在預先安裝的相的齒下面。
當繞組已經被全部插入時，采用與第一個實施例相同的方式，每根導體的兩端118a、 118b被連接到相應的連接器130、 132上。
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權利要求
1. 一種用于多相電機的定子，該定子包括用于每一相的多個齒，其中，來自一相的兩個齒上的繞組由一段導體形成，在所述齒中的第一個齒上的繞組至少部分由沿所述導體的長度被間隔開的所述導體的兩個部分形成，以及在所述齒中的第二個齒上的繞組由在所述被間隔開的兩個部分之間的所述導體的中間部分形成。
2. 根據(jù)權利要求1所述的定子，其中，所述導體具有第一端部和第二 端部，所述第一端部和第二端部均被設置在所述定子的頂端處。
3. 根據(jù)權利要求2所述的定子，其中，所述兩個部分分別朝向所述第 一端部和第二端部并沿所述第一齒的相對側邊延伸。
4. 根據(jù)權利要求2或權利要求3所述的定子，其中，所述導體包括在 所述兩個齒之間延伸的相互連接部分，所述相互連接部分位于所述定子 的底端處。
5. 根據(jù)權利要求4所述的定子，其中，所述導體包括在所述一相的所 述齒之間的多個相互連接部分，所述在所述一相的所述齒之間的相互連 接部分圍繞所述定子的不同部分延伸，從而所述導體圍繞所述定子的軸 線形成一環(huán)路。
6. 根據(jù)權利要求4所述的定子，其中，所述導體只延伸圍繞所述定子 的軸線的路徑的一部分。
7. —種纏繞用于多相電機的定子的方法，所述定子包括用于每一相的 多個齒，所述方法包括用一段導體在同一相的兩個齒上形成繞組，其中， 使在所述齒中的第一個齒上的繞組至少部分由沿所述導體的長度被間隔 開的所述導體的兩個部分形成，以及使在所述齒中的第二個齒上的繞組 由在所述被間隔開的兩個部分之間的所述導體的中間部分形成。
8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，將所述導體纏繞成使所述導體 具有第一端部和第二端部，所述第一端部和第二端部均被設置在所述定 子的頂端處。
9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，使所述兩個部分分別朝向所述第一端部和第二端部并被纏繞成使所述兩個部分沿所述第一齒的相對側 邊延伸。
10. 根據(jù)權利要求8或權利要求9所述的方法，所述方法包括將所述 導體纏繞到所述齒中的每個齒上，使得所述導體包括在所述兩個齒之間 延伸的相互連接部分，所述相互連接部分位于所述定子的底端處。
11. 根據(jù)權利要求10所述的方法，所述方法包括將所述導體纏繞到所 述一相的所述齒上，使得所述導體包括在所述一相的所述齒之間的多個 相互連接部分，并使得所述在所述一相的所述齒之間的相互連接部分圍 繞所述定子的不同部分延伸，從而所述導體圍繞所述定子的軸線形成一 環(huán)路。
12. 根據(jù)權利要求11所述的方法，其中，當所述齒被設置在所述轉子 中的所述齒的最終位置中時，將所述導體纏繞到所述齒上。
13. 根據(jù)權利要求7-10中的任一權利要求所述的方法，其中，將所述 齒和導體安裝在所述定子中，使得所述導體只延伸圍繞所述定子的軸線 的路徑的一部分。
14. 根據(jù)權利要求13所述的方法，其中，將所述齒相對于彼此安裝在 第一位置中，然后將所述導體纏繞到所述齒上，然后將所述齒相對于彼 此移動到不同位置中，以安裝到所述轉子中。
15. —種包括權利要求1-6中的任一權利要求所述的定子或根據(jù)權利 要求7-14中的任一權利要求所述的方法纏繞的電機。
16. —種參考附圖中的任何一個或更多個基本上如上所述的電機。
17. —種參考附圖中的任何一個或更多個基本上如上所述的纏繞電機 的方法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于多相電機的定子，該定子包括用于每一相的多個齒(12，14，16)。來自一相的兩個齒(12a，12b)上的繞組由一段導體(18)形成，在所述齒中的第一個齒(12a)上的繞組至少部分由沿所述導體的長度被間隔開的所述導體的兩個部分(18c，18d)形成，以及在所述齒中的第二個齒(12b)上的繞組由在所述被間隔開的兩個部分之間的所述導體的中間部分(18e)形成。
文檔編號H02K3/18GK101467331SQ200780021651
公開日2009年6月24日 申請日期2007年5月4日 優(yōu)先權日2006年5月6日
發(fā)明者A·L·考特, J·R·科爾斯 申請人:Trw有限公司