[发明专利]具有单形或双形绕组配置的电机和方法

说明书

技术领域

本申请涉及电机领域，并且更具体地涉及用于电机的绕组布置。

背景技术

多组分段绕组通常使用在现代电机应用中，诸如用在混合电力车辆中。这些绕组通常包括多个导体分段，多个导体分段包括两条腿以及腿之间的中心U形转弯部分。该U形导体常常形成有矩形截面。该U形导体被定位在电机的芯部的槽中，诸如定子槽中，以形成电机的绕组。如本文使用的术语“U形导体分段”指的是改变轴方向超过90°（诸如大约180°）的导体分段，但不限于形成完整“U”形的导体分段。此外，术语“导体分段”和“分段导体”在本文可互换使用，并指的是具有两端的导体，而无论U形部是否被包括在两端之间，并且这样的术语不限于U形导体分段。

通过将导体分段的腿从定子芯的一端插入到定子芯的槽中，来形成包括U形导体分段的定子绕组。在将腿插入槽中之后，将U形转弯部分定位在定子的一侧（“插入侧”），并且腿端部从定子的另一侧（“连接侧”或“焊接侧”）延伸出。腿端部随后被弯曲至合适的位置，其中，U形导体分段的第一条腿通常在一个方向上被弯曲，而第二条腿在相反方向上被弯曲。在腿端部被弯曲之后，整个分段的导体延伸了给定的槽跨度（例如，12个槽）。接下来，每一腿端部连接到定子的连接侧上的另一腿端部，以完成绕组。这些连接包括直接对准和焊接在一起的相邻腿端部、通过跳线连接的非相邻腿端部、以及导致绕组相位的端子连接。总之，连接的导体形成完整的定子绕组布置。

工程师在绕组装配前确定了分段导体在特定槽中的合适设置。针对在特定的定子芯上的单个绕组配置来设计这些绕组布置。当期望不同的绕组配置时，工程师针对槽中的导体分段认真计划新的布置。然而，期望提供一种电机绕组配置，其可容易地被配置为两个或更多不同绕组配置中的一个以用于不同的电机应用。具体来说，如果可以将单个绕组配置设置在定子芯上并被选择性完成以产生多个可能的绕组布置之一，则将是有利的。如果可以在期望的绕组布置的选择之前完成绕组布置上的大部分连接，则也将是有利的。此外，如果完成绕组连接需要在任何剩余未连接的分段导体之间的相对较少的连接，则将是有利的。

发明内容

根据本公开内容的一个实施例，提供一种形成电机的绕组的方法。所述方法包括将多个导体分段插入芯构件中的多个槽中，所述芯构件具有插入端和连接端。每一个导体分段包括延伸通过多个槽中的一个的槽部和从在所述芯构件的连接端上的槽部延伸的腿端部。至少四个导体分段被插入到多个槽的每一个中。至少四个导体分段的每一个都限定了导体层，以使得至少四个导体层被设置在多个槽中。该方法还包括将第一导体层中的导体分段的腿端部在第一方向上弯曲并将第二层中的导体分段的腿端部在第二方向上弯曲，以使得多个第一相邻腿端部形成在第一导体层中的导体分段与第二导体层中的导体分段之间。此外，该方法包括将第三层中的导体分段的腿端部在第一方向上弯曲并且将第四层中的导体分段的腿端部在第二方向上弯曲，以使得多个第二相邻腿端部形成在第三层中的导体分段与第四层中的导体分段之间。接下来，该方法包括在芯构件的连接端处连接多个第一相邻腿端部和多个第二相邻腿端部。此外，该方法包括连接在芯构件的插入端上的多个腿端部，其中（i）在所述芯构件的插入端上的多个腿端部之间的连接、（ii）多个第一相邻腿端部之间的连接、以及（iii）多个第二相邻腿端部之间的连接形成具有电路开路（opening）的部分绕组。因此，所述电路开路被配置为（a）选择性闭合以提供具有单形绕组布置的完整绕组，以及（b）选择性闭合以提供具有双形绕组布置的完整绕组。该方法还包括选择是否应当闭合所述电路开路，以提供具有单形绕组布置或双形绕组布置的完整绕组。最后，该方法包括闭合所述电路开路，以向所选择的弯曲绕组提供所述单形绕组布置或所述双形绕组布置。

依照本公开内容的另一实施例，提供一种制造第一定子绕组和第二定子绕组的方法。所述方法包括在第一定子芯上形成开路绕组布置，所述开路绕组布置包括被定位在定子槽中的导体分段而在每一槽中具有至少四层导体分段，所述开路绕组布置还包括至多个导体分段的多个引线。该方法还包括在第二定子芯上形成开路绕组布置。此外，该方法包括通过将该多个引线与第一附加导体连接来闭合在第一定子芯上的开路绕组布置，以形成处于单形配置的三相绕组。此外，该方法包括通过将该多个引线与第二附加导体连接来闭合在第二定子芯上的开路绕组布置，以形成处于多形配置的三相绕组。