用于将菱形卷绕线圈绕组插入定子铁芯的系统和方法与流程

1.示例性实施例涉及电机领域，更具体地，涉及用于将菱形卷绕线圈绕组插入电机的定子中的系统和方法。


背景技术：

2.许多电机，比如交流电动机或发电机，包括布置在壳体中的定子组件和转子组件。定子组件安装到壳体上，并且包括设置有多个狭槽的大致柱形的定子芯。导体或定子绕组以预定的模式装配到多个狭槽中。定子绕组由狭槽区段和端部环区段形成，狭槽区段位于多个狭槽中选定的狭槽中以形成多相绕组模式，并且端部环区段连接在相邻的狭槽区段之间。转子组件包括附接到轴上的转子，该轴可旋转地安装到与定子铁芯同轴的壳体上。转子在定子铁芯内旋转以产生电流。
3.将定子绕组插入多个狭槽是一项复杂的任务。在一些布置中，绕组针将线材放置到多个狭槽中的一个中，推进线材并将线材放置到多个狭槽中的另一个内。该过程持续进行，直到定子铁芯被卷绕并且多个狭槽中的每一个都被填充。在其他布置中，线材预成型有通过端部环互连的狭槽区段。狭槽区段间隔开，以便以预定的模式插入多个狭槽中的选定狭槽内。随后将线材直接装载入定子芯，使得狭槽区段插入多个狭槽中的选定狭槽内。
4.在通常称为搭接或菱形线圈绕组的某些绕组设计中，其一个线圈在图1中以2示出，绕组的一个支腿4布置在绕组的每个线圈2的另一个支腿6的径向外侧。当插入时，通常绕组的被设计成径向向外的部分终止于内层。为了允许最后几个线圈的插入，绕组8的一部分7必须被移除，如图2所示。一旦被移除，绕组可以适当地重新定位/配置，并且任何丢失的绕组搭接线圈通过手动插入。移除菱形线圈、重新配置绕组、并且随后重新插入菱形线圈增加了本就复杂的过程，并且增加了制造时间。因此，该行业将期望一种用于将菱形卷绕线圈插入定子的系统和方法，该系统和方法无需手动移除和重新插入菱形线圈。


技术实现要素：

5.本发明公开了一种形成菱形线圈卷绕的定子绕组的方法，其包括将多个菱形线圈引入形成菱形线圈卷绕定子绕组的线性储料匣的多个狭槽中，将菱形线圈卷绕的定子绕组转移到圆形盒中，以及在单次操作中将菱形线圈卷绕的定子绕组从圆形盒中移动到布置在定子铁芯的内部环形表面中的多个狭槽中。
附图说明
6.以下描述不应被视为以任何方式进行限制。参考附图，相同的元件编号相同：
7.图1描述了根据现有技术的菱形卷绕定子绕组的线圈；
8.图2描述了根据现有技术的卷绕的定子铁芯；
9.图3描述了根据非限制性示例的具有插入定子中的菱形卷绕绕组的电机；
10.图4描述了根据非限制性示例的用于为定子制备菱形卷绕绕组的线性轨道和盒的
侧视图；
11.图5是根据非限制性示例的图4的线性轨道和盒的透视图；以及
12.图6描述了根据非限制性示例的装载有来自图5的盒的菱形卷绕线圈的定子铁芯。
具体实施方式
13.参考附图，本文通过示例性而非限制性的方式给出了所公开的设备和方法的一个或更多个实施例的详细描述。
14.根据非限制性示例，电机在图3中总体上用10表示。电机10包括具有内表面14的壳体12。定子16由内表面14支撑。定子16包括由芯19支撑的菱形卷绕定子绕组18(图6)。转子20布置在定子16的径向内侧。转子20支撑在轴22上，该轴继而由安装在壳体12上的第一轴承24和第二轴承26支撑。如本文将要讨论的，菱形卷绕绕组18在单个动作中被装载到铁芯19中。也就是说，完整的菱形卷绕定子绕组18被装载到铁芯19中，而不需要额外的操作，比如移除和/或重新定位绕组搭接线圈。
15.现在将参考图4和图5，其描述根据非限制性示例的用于将菱形卷绕定子绕组18安装到芯19中的系统。首先，多个菱形线圈28被插入到线性储料匣30中。每个菱形线圈28包括一对卷绕搭接线圈(未单独标出)。在非限制性示例中，线性储料匣30包括第一端部32、第二端部34和在第一端部32与第二端部34之间延伸的中间部分36。总体上以38表示的多个狭槽形成在中间部分36中。在非限制性示例中，多个狭槽38的数量可以根据定子16的电气特性而变化。在非限制性示例中，多个狭槽等于铁芯19中的狭槽的数量加上相的数量。
16.在非限制性示例中，第一组40多个菱形线圈28在线性储料匣30的第一部分42处被安装在多个狭槽38的每一个中。线性储料匣30的第一部分42被限定在第一端部32处。第二组48多个菱形线圈28在线性储料匣30的第二部分50处被安装在多个狭槽38的每一个中。线性储料匣30的第二部分50由中间部分36限定。第三组56多个菱形线圈28在线性储料匣30的第三部分58处被放置到多个狭槽38的每一个中。线性储料匣30的第三部分58被限定在第二端部34处。
17.在非限制性示例中，菱形卷绕定子绕组18起始于第三部分58形成在线性储料匣30中，该第三部分具有径向向内定位的菱形线圈28。附加的菱形线圈28被填充到终止于第一端部34的狭槽38中，该第一端部具有菱形线圈28中的多个径向向外定位的菱形线圈。附加的菱形线圈28被引入狭槽38中，直到形成菱形卷绕定子绕组18。在非限制性示例中，第一组40多个菱形线圈28由表示径向向外面向的菱形线圈28的第一数量的导体限定，第二组48多个菱形线圈28由第二数量的导体限定，并且第三组56多个菱形线圈28由表示径向向内面向的菱形线圈28的第三数量的导体限定。
18.在非限制性示例中，第二数量的导体大于第一数量的导体和第二数量的导体中的每一个。在另一个非限制性示例中，第一数量的导体和第三数量的导体表示半填充的狭槽38，使得当组合时，菱形线圈的数量等于第二数量的导体。当装载到线性储料匣30中时，多个菱形线圈28被嵌套在一起。
19.在一个非限制性示例中，菱形线圈28从线性储料匣30转移到盒70中。在非限制性示例中，盒体70基本上是圆形的。如图4所示，盒70包括多个狭槽元件72，该多个狭槽元件对应于铁芯19中的狭槽的数量。在非限制性示例中，盒70围绕第一轴线旋转，并且线性储料匣
30沿着基本上平行于第一轴线或与盒70的外径相切的第二轴线移动。从第三组多个菱形线圈56开始，菱形线圈28被装载到盒70中。在线性储料匣30移动时，菱形线圈28被装载到盒70中。在一个非限制性示例中，在围绕第一轴线的单次旋转过程中，菱形线圈28从线性储料匣进入盒70中。
20.一旦菱形卷绕定子绕组18进入狭槽元件72，盒70就被布置在铁芯19内。然后，从第三组多个菱形线圈56开始，菱形卷绕定子绕组18从盒体70径向向外移动，并且在单个径向向外运动中被转移到铁芯19中。一旦装载到芯19中，除了在各相之间进行选定的电气连接之外，不需要额外的操作，因为菱形卷绕定子绕组18完全和全部形成在线性储料匣30中，并由盒70保持。例如，在将菱形卷绕定子绕组18从盒70转移到芯19中之后，根据电机10的要求，菱形线圈28可以连接成例如三角形或星形连接。
21.术语“大约”和“基本上”旨在包括与基于提交申请时可用的设备的特定量的测量相关的误差程度。例如，“大约”和/或“基本上”可以包括给定值的8％或5％或2％的范围。
22.本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件部件和/或其组合的存在或添加。
23.尽管经参考一个或更多个示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变，并且等同物可以替代其元件。另外，在不背离本发明的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定的情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明并不局限于作为实施本发明的最佳模式而公开的特定实施例，而是本发明将包括落入权利要求范围内的所有实施例。

技术特征：
1.一种形成菱形线圈卷绕的定子绕组的方法，包括：将多个菱形线圈引入形成菱形线圈卷绕的定子绕组的线性储料匣的多个狭槽中；将所述菱形线圈卷绕的定子绕组转移到圆形盒中；并且在单次操作中，将所述菱形线圈卷绕的定子绕组从所述圆形盒移动到布置在定子铁芯的内部环形表面中的多个狭槽中。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述菱形卷绕的绕组转移到所述圆形盒中包括使所述圆形盒相对于所述线性储料匣旋转。3.根据权利要求2所述的方法，其中，使所述圆形盒相对于所述线性储料匣旋转包括使所述圆形盒围绕第一轴线旋转，并且使所述线性储料匣沿着基本上垂直于所述第一轴线的第二轴线移动。4.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述菱形卷绕的绕组转移到所述圆形盒中包括将完整的菱形卷绕的绕组装载到所述圆形盒中。5.根据权利要求4所述的方法，其中，装载所述完整的菱形卷绕的绕组包括在单个圆形盒旋转期间将所述完整的菱形卷绕的绕组从所述线性储料匣转移到所述圆形储料匣中。6.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述菱形线圈引入所述多个狭槽中包括将第一组多个菱形线圈引入所述线性储料匣的第一部分中，并且将第二组多个菱形线圈引入所述线性储料匣的第二部分中。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法进一步包括：将第三组多个菱形线圈引入所述线性储料匣的第三部分中。8.根据权利要求7所述的方法，其中，引入所述第二组多个菱形线圈包括将多个菱形线圈安装到所述线性储料匣的第二部分的多个狭槽的每一个中，所述第二组多个菱形线圈的数量大于所述第一组多个菱形线圈和所述第二组多个菱形线圈中的每一个。9.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述菱形卷绕的定子绕组转移到所述圆形盒中包括将所述第一组多个菱形线圈引入所述圆形盒中，随后将第二组多个菱形线圈和第三组多个菱形线圈引入所述圆形盒中。10.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述多个菱形线圈引入所述线性储料匣中包括首先引入表示所述菱形线圈卷绕的定子绕组的最径向向内的菱形线圈的菱形线圈。11.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述多个菱形线圈引入所述线性储料匣中包括通过引入表示所述菱形线圈卷绕的定子绕组的最径向向外的菱形线圈的菱形线圈而结束。12.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述菱形线圈卷绕的定子绕组转移到所述圆形盒中包括初始地将最径向向内的菱形线圈转移到所述圆形盒中。13.一种定子铁芯，其包括通过权利要求1所述的方法形成的菱形卷绕的定子绕组。14.一种电机，其包括具有通过权利要求1所述的方法形成的菱形卷绕的定子绕组的定子。

技术总结
本发明涉及一种形成菱形线圈卷绕的定子绕组的方法，其包括将多个菱形线圈引入形成菱形线圈卷绕的定子绕组的线性储料匣的多个狭槽中，将菱形线圈卷绕的定子绕组转移到圆形盒中，以及在单次操作中将菱形线圈卷绕的定子绕组从圆形盒中移动到布置在定子芯的内部环形表面中的多个狭槽中。表面中的多个狭槽中。表面中的多个狭槽中。


技术研发人员：马修
受保护的技术使用者：博格华纳公司
技术研发日：2023.01.05
技术公布日：2023/7/11