[发明专利]用于电磁电机或电磁发电机的定子元件的包括至少一个单一构件式刚性分支的绕组和其生产方法

说明书

本申请要求申请日为2012年7月25日的法国专利申请FR/1257220的优先权。

技术领域

本发明涉及一种用于永磁电机或永磁发电机的定子元件的具有至少一个单一构件式刚性分支的绕组。本发明还涉及一种包括设置有这样的绕组的转子和定子的永磁电磁电机或永磁电磁发电机。本发明最后还涉及制造这样的绕组的方法。

本发明的领域更具体但非限制性地为永磁电磁电机或永磁电磁发电机领域。

背景技术

永磁电磁电机或永磁电磁发电机、特别是无刷电机在现有技术中是知晓。这些电机或发电机、也称之为同步电机具有支撑一个或多个永磁体的转子和装配有绕组的定子。

绕组根据用于运行电机的电流相位的数量分为多个分支。还可能为多个分支提供同一相位的电流。

根据现有技术，这样的绕组通常由导体的多个彼此叠加的线圈束组成。一个这样的绕组在文献FR-A-2808936中被描述。这样的绕组的一个缺陷在于实施耗时且繁琐，这是因为需要缠绕较长的导线，同时还要确保与所使用的每个相位的电流关联的欧姆电阻的良好平衡。

具体而言，有必要掌握绕组截面的值，例如有必要确保与每个相位关联的绕组截面彼此相同。进一步地，由此生产这样的绕组从而使得定子在永磁电机中所遭受的磁场是平衡的是困难的。

文献US-A-4319152展示了一种绕组，该绕组包括至少两个交织的导电分支，每个分支对应于电流的一个相位，分支中的每个为刚性的并且为单个构件，每个分支由槽形成，每个槽包括由在它的每端上至少一个侧段框定的顶段和将槽与分支的相邻槽连接的基底，每个侧段将顶段的端部与基底的端部连接。

尽管这样的文献允许绕组的制造相对于具有导体的多个彼此叠加的线圈束的绕组部分简化，但是这样的绕组通过绕组的分支相对于彼此的这样定位不允许定子在永磁电机中所遭受的磁场是平衡的。

本发明的一个目的在于克服用于永磁电磁电机或永磁电磁发电机的定子元件的已知绕组的缺陷。

具体而言，本发明的一个目的在于提出这样的一种用于永磁电磁电机或永磁电磁发电机的定子元件或转子元件的绕组：易于制造并且能够建立定子元件在包括这样的绕组的永磁电磁电机或永磁电磁发电机中所遭受的磁场的良好的平衡。

发明内容

这个目的是通过制造用于永磁电磁电机或永磁电磁发电机的定子元件的绕组的方法来实现的，所述绕组包括交织的至少两个导电分支，每个分支对应于电流的一个相位，其特征在于：所述至少两个分支为刚性的并且由至少一种材料的同一坯料通过材料去除制成。

有利地，该方法通过数字控制的机加工或电腐蚀实现。

本发明还涉及一种绕组，其包括至少两个交织的导电分支，每个所述分支对应于电流的一个相位，每个所述分支为刚性的并且为单一构件，所述绕组根据所述方法获得，每个所述分支由槽形成，每个槽包括顶段和将所述槽连接至所述分支的相邻槽的基底，所述顶段在它的每端上被至少一个侧向段框定，每个侧向段将所述顶段的端部连接至所述基底的端部，其特征在于：第一分支的所述槽的所述顶段比第二分支的所述槽的所述顶段在所述绕组上位于更高的水平上，所述顶段在一个分支的槽之间相对于另一分支具有径向角向偏置，所述第一分支的所述槽的所述基底比所述第二分支的所述槽的所述基底在所述绕组上位于更低的水平上，所有的所述槽形成所述分支的主体。

“导电分支”指的是由导电材料如铝、铜、银或具有良好导电性的任何其它材料制得的分支。

“单一构件式整块体”意味着绕组的分支具有以单件制成的主体而不包括任何内部连接手段、例如胶接或焊接。然而，辅助元件可有利地添加至这个整块体，所述辅助手段例如槽的辅助侧向段用于形成为分支的串联的槽，所述辅助侧向段与作为分支的主体的一体部分的侧向段电性并联。

由此，能够容易地控制绕组的在它的每点上、特别是在所有的磁性工作的绕组部分上的截面。由此能够掌控绕组的表面长度、特别是将磁性工作的所有绕组部分上的表面长度(长度和绕组段的截面之间的比率)。通过这种方式，每个相位的欧姆电阻、特别是将磁性工作的所有绕组部分上的每个相位的欧姆电阻可被平衡。

进一步地，还能够容易地生产绕组由此使得永磁电磁电机或永磁电磁发电机的元件(所述元件包括永磁体)经受平衡磁场。绕组采用单一导体而非一束导体制成。这可例如能够降低绕组的欧姆电阻。

进一步地，以同一质量件制作的绕组分支改善了绕组的机械强度。整个绕组为刚性的并且为单一构件同时具有被所有分支共享的整块体。