[发明专利]发电设备及形成该发电设备的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2012年2月17日申请的美国专利申请第13／029，922号的优先权。

关于联邦赞助的研究或开发的申明

不适用。

附录

不适用。

技术领域

本发明涉及发电设备。更具体地说，本发明涉及一种形成发电设备的线圈的端匝(end-turns)和绕组的独特的配置和方法。

背景技术

发电电动设备(如发电机、交流发电机和电动机)通常包括线圈(也经常被称为绕组)，其在定子或转子的相邻电枢之间导电。通过线圈所传导的电流通常是在相邻的另一对电枢之间经由通常所称的端匝成环状地返回。虽然流经端匝的电流对发电设备的磁通量场有正面的贡献，但是这种贡献通常小于流经端匝的电流所造成的负面作用。因此，希望减少由端匝所产生的净磁通量场。通常也希望端匝尽可能地紧凑。

发电设备也通常使用实心导线，以形成线圈的每个绕组。然而，实心导线由于趋肤效应和邻近效应而在承载高频交变电流时是低效的。结果是，这些绕组的电阻随着发电设备的旋转速度增加而增加。因此，在某些情况下，实心导线绕组可能是低效的。

发明内容

本发明提供一种非常紧凑和高效的端匝结构。在本发明的一个方面，一种发电设备包括堆叠的叠片，其形成围绕轴线沿周向设置的多个电枢。为了参考，该轴线限定了轴向、径向和周向方向。第一组导电绕组部件沿轴向延伸穿过所述堆叠的叠片，并且沿周向设置在一对相邻的电枢之间。第二组导电绕组部件沿轴向延伸穿过堆叠的叠片，并且沿周向设置在另一对相邻的电枢之间。该设备还包括第一组和第二组端匝部件。第一组端匝部件中的端匝部件以一对一的方式连接到第一组导电绕组部件的绕组部件上。第一组端匝部件中的每个端匝部件设置在一个空间轴向体积中。这些空间轴向体积构成了第一组空间轴向体积，并且以限定了与第一组空间轴向体积相互交错的第二组空间轴向体积的方式在轴向上相互隔开。第二组端匝部件中的端匝部件以一对一的方式连接到第二组导电绕组部件的绕组部件上并以一对一的方式连接到第一组端匝部件的每个端匝部件上。第二组端匝部件中的每个端匝部件设置在第二组空间轴向体积的唯一一个空间轴向体积中。

在本发明的另一个方面，一种发电设备包括堆叠的叠片，其形成围绕轴线沿周向设置的多个电枢。为了参考，该轴线限定了轴向、径向和周向方向。该没备还包括多组导电绕组部件，其沿轴向延伸穿过堆叠的叠片，并且以一组对一对电枢的方式沿周向设置在每对相邻的电枢之间。该设备还包括第一和第二端匝部件层。第一轴向层的每个端匝部件以一个端匝部件对一组绕组部件的方式连接到多组导电绕组部件中的一组中的一个绕组部件上。第一轴向层端匝部件中的每个端匝部件从其各自的一个绕组部件沿周向顺时针延伸并且沿径向向外按照其所能做的那样延伸。第二轴向层的每个端匝部件以一个端匝部件对一组绕组部件的方式连接到多组导电绕组部件中的一组中的一个绕组部件上，并且以一对一的方式连接到第一轴向层端匝部件的每个端匝部件上。第二轴向层端匝部件中的每个端匝部件从其各自的一个绕组部件沿周向逆时针延伸并且沿径向向外按照其所能做的那样延伸。

然而，本发明的另一个方面涉及一种形成发电设备的方法。该发电设备包括堆叠的叠片，其形成围绕轴线沿周向设置的多个电枢。为了参考，该轴线限定了轴向、径向和周向方向。该方法包括：使第一组导电绕组部件沿轴向延伸穿过堆叠的叠片，并且沿周向设置在一对相邻的电枢之间。该方法还包括：使第二组导电绕组部件沿轴向延伸穿过堆叠的叠片，并且沿周向设置在另一对相邻的电枢之间。而且该方法包括：使用锡焊、铜焊、或焊接技术中的一种，将第一组端匝部件以一对一的方式连接到第一组导电绕组部件的绕组部件上。而且，该方法包括：使用锡焊、铜焊、或焊接技术中的一种，将第二组端匝部件以一对一的方式连接到第二组导电绕组部件的绕组部件上并以一对一的方式连接到第一组端匝部件的每个端匝部件上。

再有，在本发明的另一个方面，一种发电设备包括堆叠的叠片，其形成围绕轴线沿周向设置的多个电枢。该轴线限定了轴向、径向和周向方向。该发电设备还包括第一组导电绕组部件，其沿轴向延伸穿过堆叠的叠片，并且沿周向设置在一对相邻的电枢之间。每个绕组部件是一个绞合导线的织带。通过绞合导线(与实心导线相比)形成绕组部件，绕组中的电阻保持较低，即使在他们承载高频电流时。

下面参照附图对本发明进一步的特征和优点以及本发明的各种实施例的操作进行详细描述。

附图说明

图1是根据本发明的发电设备的透视图。