[发明专利]具有磁性槽楔的集中式绕组电机

说明书

相关申请的交叉引用

[0001]本申请与2007年5月17日提交的美国专利申请号 11/749,802有关，该美国专利申请的代理人卷号为 GP-308951-PTH-CD，名称为″Concentrated Winding Machine with Magnetic Slot Wedges″，在此将其全部并入本文作为参考。

技术领域

[0002]本发明总体上涉及电机，更具体地涉及集中式绕组电机。

背景技术

[0003]电机可以具有分布式绕组或集中式绕组，这些绕组之间的 区别对普通技术人员来说是公知的。在集中式绕组电机中，定子可以 构造成几个节段，然后把这些节段连起来从而形成整个定子。这在图 1中示出，该图是截面图，示出了由许多定子节段510组成的传统分 段定子500。每个定子节段都具有整体齿512和齿尖515。齿512限 定出相邻齿之间的定子槽520。每个定子节段510都在一个径向端部 处与邻近的定子节段510接触，而在另一个径向端部处，齿512的齿 尖515被分开一段距离505。这段距离505还可以被称作齿缝开度(slot opening)。

[0004]传统的定子结构包括固定齿定子和活动齿定子。对本发明 来说，固定齿定子被称为不允许定子齿相对于彼此作运动的定子。分 段定子500可以被称为是固定齿定子，因为定子500是由单个定子节 段510以不允许定子齿512相对于彼此移动的方式相连而组装成。反 之，活动齿定子允许定子齿相对于彼此作移动。活动齿定子的例子可 以在2005年1月18授予Kolomeitsev等人的名称为″Stator Design for Permanent Magnet Motor with Combination Slot Wedge and Tooth Locator″的美国专利号6,844,653中找到，在此将其全部并入本文作为 参考。

[0005]在分段定子500被组装之前，围绕每个定子节段510缠绕 的单个线圈是通过围绕通常由塑料制成的线圈管缠绕而形成。塑料线 圈管起槽绝缘衬的作用，将绕组与定子叠片(铁心片)绝缘。图2是 截面图，示出了具有围绕塑料线圈管640缠绕的线圈630的传统定子 节段620。

[0006]将塑料线圈管640用作槽绝缘衬的一个缺点就是它减少了 槽填充。也就是说，因为塑料比较厚，它减小了定子槽中的容积，否 则这将被线圈630的线匝填满。虽然纸绝缘的槽绝缘衬比塑料的槽绝 缘衬更薄，但是纸绝缘的槽绝缘衬不能被用于传统分段定子结构，因 为，由于在线圈围绕纸缠绕时纸经常扭动或被切断，线圈管型绕组不 能实现。而且，通过用更多铜(厚的导体)填满该槽，可以降低铜耗。 铜耗降低能够改善电机的热特性。

[0007]为了解决分段定子结构的这个问题，定子齿可以插入连续 的定子环形垫圈中。图3是截面图，示出了另一种传统的固定齿定子 700，其通过将定子齿720插入连续的定子环形垫圈710中而构造成。 与图1的定子齿512相似，定子齿720限定出相邻牙之间的定子槽725， 并且定子齿具有限定出小间隙或齿缝开度705的齿尖715。在这种构 造方法中，线圈是与定子齿720分离地进行缠绕。然后，纸绝缘的槽 绝缘衬可以围绕齿放置，并且线圈滑过定子齿720的没有齿尖715的 端部。然后，定子齿720的同一端部(没有齿尖715的一端)插入定 子环形垫圈710上的对应槽中从而形成定子。

[0008]然而，图3所示的定子构造方法的一个缺点是它弱化了定 子机械结构并且降低了其刚性。所以，与图1所示分段定子构造方法 相比，该方法更容易受到不希望有的振动和噪音。

[0009]因此，希望能有一种能利用纸槽绝缘衬从而提高槽填充的 固定齿定子。另外，希望能有一种具有增强刚性的固定齿定子。而且， 本发明的其它所需特性和特征将通过随后的详细描述和附上的权利 要求变得更明显，参照附图和前述技术领域以及背景技术。

发明内容

[0010]本发明提供了一种用于改善集中式绕组电机工作特性的装 置。该装置包括固定齿定子，该固定齿定子具有围绕轴以环形方式布 置的定子齿从而限定出相邻定子齿之间的定子槽，该定子槽具有定子 齿的端部之间的齿缝开度。该装置具有形成围绕定子齿的线圈并且占 用了一部分齿缝开度的导电绕组，和连接到定子齿的端部从而覆盖该 齿缝开度的磁性楔。