專利名稱：分段定子鐵心纏繞裝置及纏繞分段定子鐵心的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題涉及具有分段定子鐵心的電機(jī)領(lǐng)域，更具體的，涉及分段定子鐵 心纏繞裝置和纏繞電機(jī)的分段定子鐵心的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，定子鐵心用圓電線纏繞。定子鐵心被保持固定，且圓電線通過圍繞定子齒轉(zhuǎn) 動的纏繞針進(jìn)給。一旦完成該定子齒的纏繞，電線就前進(jìn)到下一個定子齒。在每一個齒處， 纏繞針不僅沿圓形路徑移動，而且還移入和移出以層疊電線。在離開纏繞針時，由于在包繞 定子齒時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)線會扭絞。為避免扭絞，使用了分段定子鐵心。分段定子鐵心包括多個單獨的定子齒，它們結(jié) 合在一起以形成定子鐵心。每個齒被單獨纏繞，并在夾具中以特定的順序放置。此時每個 齒都連接到共同的母線。在24極定子的情況下，則需要96個這么多的連接。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)示例性實施方式的一個方面，一種用于具有多個定子齒的分段鐵心的纏繞裝 置，包括安裝夾具，該安裝夾具構(gòu)造為支撐該多個定子齒中選定的定子齒。該安裝夾具構(gòu)造 為繞由該多個定子齒中的每個所限定的軸線轉(zhuǎn)動。該纏繞裝置還包括以可操作的方式連接 到該安裝夾具的多個定子齒保持元件。多個定子齒保持元件中的每個構(gòu)造為相對于該安裝 夾具保持該多個定子齒中選定的一個。該安裝夾具選擇性地繞多個齒中至少一個的中心軸 線轉(zhuǎn)動以將多圈電線施加于該多個定子齒中的該一個，同時轉(zhuǎn)動該多個定子齒中已經(jīng)用電 線包繞的其它定子齒。根據(jù)示例性實施方式的另一方面，一種纏繞分段定子鐵心的多個定子齒的方法， 所述方法包括將多個定子齒安裝到安裝夾具；相對于纏繞構(gòu)件定位所述多個定子齒中的 一個；繞所述多個定子齒中一個的中心軸線旋轉(zhuǎn)所述安裝夾具；及將多圈電線施加于所述 多個定子齒中的一個。所述多圈電線包括少于圈數(shù)的扭絞。根據(jù)示例性實施方式的另一方面，一種包括多個定子齒的分段定子鐵心。所述多 個定子齒中選定的定子齒相互連接以限定電極。所述多個定子齒中選定的所述定子齒中的 至少兩個限定具有多圈電線的電極，所述多圈電線包括少于圈數(shù)的扭絞。


從以下參考附圖的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述及其它優(yōu)點對于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員 來說將變得顯而易見，其中圖1是用于沒有扭絞地將矩形電線施加于多個定子齒段之一的纏繞裝置的平面 視圖；圖2是圖1所示纏繞裝置的平面視圖，示出了將矩形電線施加于多個定子齒段中 的另一個；
圖3是圖1所示纏繞裝置順時針旋轉(zhuǎn)90°的平面視圖，示出了將矩形電線施加于 多個定子齒段中的另一個；圖4是連接以形成分段定子鐵心的多個纏繞的定子齒段的正視圖；圖5是多個定子齒之一的前視圖，圖示了矩形電線穿過包覆構(gòu)件的通道的矩形電 線。詳細(xì)說明通過參照附圖的示例闡釋了本發(fā)明的實施方式及其優(yōu)勢和特點。
具體實施例方式參見圖1-3，根據(jù)示例性實施方式用于將不中斷的、連續(xù)的和無扭絞長度的電線施 加于多個定子齒的纏繞裝置，總體由數(shù)字2指代。纏繞裝置2包括安裝夾具4，該安裝夾具 4具有主體6。如圖所示，主體6包括基本平坦的表面8，該表面8具有中心軸線10。此外， 纏繞裝置2包括多個定子齒保持元件14-17。雖然只示出了四個定子齒保持元件，但是應(yīng)該 認(rèn)識到，設(shè)置在纏繞裝置2上的定子齒纏繞元件的數(shù)量可以變化。纏繞裝置2還示出為包 括布置在相鄰的定子齒保持元件14-17之間的多個柱構(gòu)件24-27。進(jìn)一步根據(jù)示例性實施方式，纏繞裝置2構(gòu)造為接收多個定子齒37-40，定子齒 37-40分別由定子齒保持元件14-17保持。定子齒37-40表示分段定子鐵心的一個極，標(biāo)示 為A1-A4。纏繞裝置2選擇性地將多個定子齒中的每一個定位成靠近裝載有一定量電線50 的纏繞構(gòu)件45。在所示的一個示例性實施方式中，電線52包括多個表面，該多個表面共同 限定矩形截面。電線50首先附連于定子齒37。此時，安裝夾具4繞定子齒37的中心軸線 (未單獨標(biāo)記)轉(zhuǎn)動。通過這種方式，電線50被施加于定子齒37，并且如果有扭絞也非常 少。即，定子齒37包繞有多圈電線，電線具有少于總?cè)?shù)的扭絞。根據(jù)本發(fā)明的一方面，扭 絞數(shù)將比總?cè)?shù)少一個。根據(jù)本發(fā)明另一方面，扭絞數(shù)將介于比總?cè)?shù)少一個與為總?cè)?shù) 的一半之間。根據(jù)本發(fā)明另一方面，扭絞數(shù)將少于總?cè)?shù)的一半。根據(jù)本發(fā)明另一方面，電 線將保持無扭絞。除轉(zhuǎn)動外，定子齒37還沿由中心軸線限定的線性路徑振動，以使電線50適當(dāng)分 層。振蕩通過移動主體6、定子齒保持元件14和纏繞構(gòu)件45中至少一個來完成。一旦施加 于定子齒37，電線50就經(jīng)過柱24，主體6轉(zhuǎn)動約90°以將定子齒38 (圖2)定位成靠近纏 繞構(gòu)件45。通過操縱安裝夾具4和/或纏繞構(gòu)件45，使電線50從定子齒37繞柱24而到 達(dá)定子齒38。電線50 —旦被定位在定子齒38，安裝夾具4開始繞定子齒38的中心軸線(不單 獨標(biāo)記)轉(zhuǎn)動。通過此布置，定子齒37與定子齒38同時轉(zhuǎn)動。通過與上文所述類似的方 式，電線50被施加于定子齒38并且如果存在扭絞也具有最少的扭絞。除轉(zhuǎn)動外，定子齒38 沿著由中心軸線限定的線性路徑振動，以使電線50適當(dāng)分層。振動是通過移動主體6、定子 齒保持元件15和纏繞構(gòu)件45中的至少一個完成。一旦施加于定子齒38，安裝夾具4順時 針旋轉(zhuǎn)約90°以將定子齒39定位成靠近纏繞構(gòu)件45 (圖3)。除轉(zhuǎn)動外，操縱安裝夾具4和/或纏繞構(gòu)件45以將電線50繞過柱25。此時，安 裝夾具4使所有被包繞的定子齒，例如定子齒37和38，繞定子齒39的中心軸線(不單獨 標(biāo)記)轉(zhuǎn)動。通過這種方式，電線50施加于定子齒39，并且如果存在扭絞也具有最少的扭 絞。除轉(zhuǎn)動外，定子齒39沿著由中心軸線限定的線性路徑振動，以使電線50適當(dāng)分層。振動通過移動主體6、定子齒保持元件14和纏繞構(gòu)件45中的至少一個完成。一旦被施加，安 裝夾具4轉(zhuǎn)動以將定子齒40定位成靠近纏繞構(gòu)件45。纏繞和定位將繼續(xù)下去，直到對于特 定的相的所有齒，或者，即極A1-A4以及其它極，即對于任何額外相B和C的齒C1-C4和對 于極B的齒B1-B4，都纏繞上連續(xù)的、不中斷的長度的無扭絞的電線。此時，該多個定子齒37-40或?qū)τ谙郃的極以及對于相B和C的定子齒或極以特定 的順序布置，并結(jié)合到環(huán)形構(gòu)件65以形成如圖4所示的分段定子鐵心68。包覆構(gòu)件70 (圖 5)安置在環(huán)形構(gòu)件65上以形成最終的分段鐵心構(gòu)件。由于每個相是由連續(xù)的、不中斷長度 的無扭絞電線纏繞，因此對于每個相只需要兩個連接，即相連接和中性(neutral)連接。用 于每個極的導(dǎo)線沿相應(yīng)的通道73-75在齒間通過，所述通道73-75提供極之間的任何必要 的電絕緣。根據(jù)另一方面，在纏繞多個定子齒37-40前，包覆構(gòu)件70圍繞相應(yīng)的定子齒37_40 安裝，以提供電線50和定子齒之間的電絕緣。除提供電線50與每個定子齒37-40之間的電 絕緣之外，包覆構(gòu)件70構(gòu)造成用以提供各相之間的電絕緣。電絕緣通過遠(yuǎn)離定子齒的表面 突出的通道73-75提供。在纏繞工藝過程中，電線50放置在通道73-75中恰當(dāng)?shù)囊粋€中。 即，相纏繞A放置在通道75中，相纏繞B放在通道74中，而相纏繞C放置在通道73中。當(dāng) 所有期望相段的纏繞完成后，A1-A4、B1-B4和C1-C4的相段以期望的模式堆置在一起。通過這樣的布置，每個相的定子齒都用連續(xù)長度的無扭絞的電線纏繞。通過為每 個相使用連續(xù)長度的電線，最終連接數(shù)大大減少。即，利用單獨包繞的定子齒的分段定子可 能在組裝完成之前需要超過九十六個的連接。此外，通過消除扭絞，能使用具有矩形截面的 電線。具有圓截面的電線在施加過程中會扭絞，使每個定子齒都產(chǎn)生很大的體積。具有矩 形截面的電線使每個定子齒的總形狀因子最小，允許構(gòu)造小的電機(jī)。盡管在上面描述了本發(fā)明的實施方式，但是將理解，無論是現(xiàn)在還是在將來，本領(lǐng) 域一般技術(shù)人員可以做出落在后面權(quán)利要求范圍內(nèi)的各種改進(jìn)和提高。這些權(quán)利要求應(yīng)解 釋為要求對首次描述的本發(fā)明的適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。
權(quán)利要求
一種用于具有多個定子齒的分段鐵心的纏繞裝置，所述纏繞裝置包括安裝夾具，所述安裝夾具構(gòu)造為支撐所述多個定子齒中選定的定子齒，所述安裝夾具構(gòu)造為繞由所述多個定子齒中的每個所限定的軸線轉(zhuǎn)動；和多個定子齒保持元件，所述多個定子齒保持元件以可操作的方式連接到所述安裝夾具，所述多個定子齒保持元件中的每個構(gòu)造為相對于所述安裝夾具保持所述多個定子齒中選定的一個，其中，所述安裝夾具選擇性地繞多個齒中至少一個的中心軸線轉(zhuǎn)動以將多圈電線施加于所述多個定子齒中的所述一個，同時轉(zhuǎn)動所述多個定子齒中已經(jīng)用電線包繞的其它定子齒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纏繞裝置，還包括纏繞構(gòu)件，所述纏繞構(gòu)件定位為將矩形電 線引導(dǎo)到所述多個定子齒中的每一個上而不在所述矩形電線中產(chǎn)生扭絞。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纏繞裝置，還包括由所述安裝夾具支撐的多個柱構(gòu)件，所述 多個柱構(gòu)件中的每一個布置在所述多個定子齒保持元件的相鄰定子齒保持元件之間。
4.一種纏繞分段定子鐵心的多個定子齒的方法，所述方法包括 將多個定子齒安裝到安裝夾具；相對于纏繞構(gòu)件定位所述多個定子齒中的一個； 繞所述多個定子齒中一個的中心軸線旋轉(zhuǎn)所述安裝夾具；及將多圈電線施加于所述多個定子齒中的一個，所述多圈電線包括少于圈數(shù)的多個扭絞。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，扭絞數(shù)比所述圈數(shù)少一個。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述扭絞數(shù)介于比所述圈數(shù)少一個與所述圈數(shù)的一半之間。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述扭絞數(shù)少于所述圈數(shù)的一半。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，在所述電線中沒有扭絞。
9.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括將所述多個定子齒中的另一個定位成靠近所述纏繞構(gòu)件； 繞所述多個定子齒中的所述另一個的中心軸線旋轉(zhuǎn)所述安裝夾具；并且 將多圈電線施加于所述多個定子齒中的所述另一個，同時還轉(zhuǎn)動所述多個定子齒中的 所述一個，所述多圈電線包括少于所述圈數(shù)的多個扭絞。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括使所述電線繞過柱，同時將所述多個定子齒中 的所述另一個轉(zhuǎn)動成靠近所述纏繞構(gòu)件。
11.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括沿著基本線性的路徑移動安裝臺、安裝元件和 纏繞構(gòu)件中的至少一個，同時將所述電線施加于所述多個定子齒中的所述一個上。
12.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，將多圈電線施加于所述多個定子齒中的一個包括 圍繞所述多個定子齒中的所述一個施加具有限定矩形截面的多個側(cè)面的電線。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，施加多圈電線包括將所述電線定位在所述多個 齒中的所述一個上，使得所述多個側(cè)面中只有一個側(cè)面面對所述多個定子齒中的所述一 個。
14.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括將多圈電線施加于所述多個齒中的每一個，而 不在所述電線中產(chǎn)生中斷或扭絞。
15.一種分段定子鐵心，包括多個定子齒，所述多個定子齒中選定的定子齒相互連接以限定電極，所述多個定子齒 中選定的所述定子齒中的至少兩個限定具有多圈電線的電極，所述多圈電線包括少于圈數(shù) 的多個扭絞。
16.如權(quán)利要求15所述的分段定子鐵心，其中，所述定子齒中限定所述電極的全部所 述選定的定子齒用單個連續(xù)的電線纏繞。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于具有多個定子齒的分段鐵心的纏繞裝置，包括安裝夾具，該安裝夾具構(gòu)造為支撐該多個定子齒中選定的定子齒。該安裝夾具構(gòu)造為繞由該多個定子齒中的每個所限定的軸線轉(zhuǎn)動。該纏繞裝置還包括以可操作的方式連接到該安裝夾具的多個定子齒保持元件。多個定子齒保持元件中的每個構(gòu)造為相對于該安裝夾具保持該多個定子齒中選定的一個。該安裝夾具選擇性地繞多個齒中至少一個的中心軸線轉(zhuǎn)動以將多圈電線施加于該多個定子齒中的該一個，同時轉(zhuǎn)動該多個定子齒中已經(jīng)用電線包繞的其它定子齒。本發(fā)明還公開了纏繞分段定子鐵心的多個定子齒的方法和分段定子鐵心。
文檔編號H02K15/02GK101908795SQ201010198328
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者布雷德利·D·錢伯林, 拉里·A·庫貝斯, 馬克·A·斯蒂芬森 申請人:雷米技術(shù)有限公司