[发明专利]制造电机的定子的方法和设备及有高填充系数的电机定子

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造电机的定子的方法和设备。本发明还涉及电机中使用的一种具有高填充系数的定子。

背景技术

众所周知，用于电机的定子具有其中有多个插槽的定子芯体，多个条式导体插入在前述插槽中并且相互不同端连接从而形成一个或多个定子绕组。前述具有条式导体的定子绕组通常称作条式定子绕组。

为了制造前述的定子以及确保同一插槽中不同条式导体之间和/或条式导体与定子芯体插槽的内壁之间正确的绝缘，提供了一种在每个插槽内插入各个电绝缘材料例如复合材料制成的片的操作。基于一些不定的需求，根据插槽的形状和类型、要插入同一插槽的条式导体的数量，现有技术提供了在插入各自的插槽之前适当预成型前述的绝缘片。例如，已知的有“C”、“U”、“S”、“Z”形状的预成型绝缘片（也有其它形状）。根据一些不定的需要，还有可能在同一插槽中插入两个或更多预成型绝缘片。

通常，特别但不排他地假如将条式导体插入插槽里的方法是至少部分自动化的过程，那么在用这些导体填充插槽之前在插槽中插入预成型绝缘片。现有技术的方法中，在将预成型绝缘片插入插槽之后，至少从条式导体的插入端将轴向伸出定子芯体的预成型绝缘片的端部张开。这样张开的部分可以作为阻止元件用于防止向插槽中插入条式导体期间绝缘片沿着插槽被拖拽，并且在条式导体插入定子芯体期间可以作为导引使用。

在公开为US2009/0265909的专利申请中，描述了一种用于制造定子的方法，包括以下步骤：使用各自的预成型绝缘片填充定子芯体的插槽；从扭转设备拉扯包括多个条式导体的整个绕组；同时在插槽中插入绕组的导体。

现有技术中，电机的性能取决于定子芯体的插槽填充系数并且要使得这种系数尽可能高。然而如果这些插槽事先已经装备了一个或多个绝缘片，那么这种需求与条式导体插入插槽期间遇到的困难和问题形成对比。实际上，为了获得高填充系数，在插入绝缘片之后条式导体必须具有尽可能填充插槽的剩余空间的外部尺寸。由于条式导体在它们插入插槽期间遇到的滑动摩擦阻力限制了这种尺寸的优化。尤其是，如果插槽和条式导体具有一个相对较高的纵向延伸，例如大于10厘米，特别是但不排他地在希望使用自动的插槽填充过程的情况下，特别但不排他的是，如果这种填充同时用于所有或者几乎所有插槽，有必要将条式导体横截面的尺寸保持在某些限定条件下，从而使得剩余空间（也就是，在插入预成型绝缘片后插槽的可用空间）可以避免它们在插入插槽期间有不必要的阻塞。特别但不排他的是在导体有相对较小的横截面或者至少具有几何形状的横截面在最小尺寸处相对较小的情况下感觉到这个问题。这种情况下，实际上，存在一种风险就是条式导体的阻塞会导致该条式导体的预料外的弯曲，在一个自动化的方法中，在插槽中同时插入多个条式导体将会导致方法停滞以及条式导体产生一些不能回收的碎屑。

鉴于上述的一些限制，目前还不能制造出具有大于80%（该比率为没有绝缘瓷漆的条式导体横截面和没有绝缘片的插槽的横截面之间的比率）的插槽填充系数的定子，尤其是大于85％，其具有大于或等于100毫米的长度，尤其是大于150毫米甚至是大于200毫米的长度，特别但不排他的是，条式导体的横截面具有的几何形状在最小尺寸处小于或等于3.3毫米的（包括了一种可能的绝缘瓷漆时所测量的），尤其是小于3.0毫米，例如等于2.8-2.9毫米。

因此需要提供一种可以弥补上面提到的现有技术中的一些缺陷的制造电机的定子的方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可以满足上述需求的方法。

该目的通过制造定子的方法来实现，该方法大体限定在最概括的形式的所附的第一权利要求中和几个具体实施例形式的从属权利要求中。

本发明另一目的是提供一种用于制造定子的设备，尤其是可以为定子的预成型绝缘片提供形状规则性和稳定性的设备。

本发明的另一目的是提供具有高插槽填充系数的条式导体的定子。

从下面结合附图对起示范作用而非限制作用的实施例进行的详细描述本发明将会得到更好的理解。

附图说明

图1示意性地示出了一个用于电机的定子实施例的侧视图，该定子包括定子芯体和条式定子绕组；

图2示意性地示出了一部分定子芯体的顶视图，其中示出的两个插槽用来由预成型绝缘片和条式导体填充；

图3示意性示出了一部分定子芯体的顶视图，其中可以看到两个插槽由绝缘片和条式导体填充；

图4示出了用于制造图1的定子的方法的流程图；