专利名称：具有空间优化的分层叠绕绕组的多相电机的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及具有一个分层叠绕绕组的多相电机和生产这种电机的方法。
对于短连接距离和大导线截面的电机而言，在绕组端部的良好的空间利用是提高功率密度和效率的有利的先决条件。
采用由在槽的深度方向上相互叠放的具有矩形导线截面的导线层构成的分层叠绕绕组虽然成功地实现了高的槽空间充填系数，然而其生产是困难的。
DE-AS1005611中所述的三层绕组中所有三层相对于轴不同强度地被扭成曲柄状。
DE-AS1025058公开了一种单层的转子-杆式绕组，其中相切的问题是这样解决的每个槽杆仅在一侧相对于轴扭转整个层高度，而相邻的槽杆端总是不同地安排。
此外公开的还有由不弯曲的预制导线组件构成的分层叠绕绕组。在DE4125044C2中描述了一种多相导线层，其中导线横截面在绕组端部被改变。不同的导线结构形式的数量对应于相数，然而在绕组端部空间没有均匀的电流密度分布。
DE4234145C1所述的分层叠绕绕组中不同相的导线股在绕组端部偏离槽的深度方向，并且利用轭前空间。因此导线长度依赖于槽的深度且不同相的导线股有不同的结构形式。
DE4321236C1公开的分层叠绕绕组的特点是被编组的导线股，一个双层的导线股可以独立地生产。导线层由许多独立组件构成，它们在连接前被置于其最终位置上。
本发明的目的在于，构造具有重叠的导线股的多相电机，使得生产费用尽可能低，得到短的连接距离，并在绕组端部实现充分和均匀的空间利用。
本发明的任务通过权利要求1和8所述特征得以完成。按照本发明，一个导线层的所有导线股有相同的结构。在绕组端部导线股同时在槽方向上和槽宽方向上延伸一段。每个绕组端部过渡具有两个这样的延伸段，它们位于不同的绕组端部层，而且此绕组端部层相对于槽中的层而言在槽的深度方向上错开约半个导线高度。
从一个槽层至一个绕组端部层的过渡最好是连续的，同时维持导线高度。在每个绕组端部过渡的中央，导线股交换绕组端部层。在第二个斜着前进的一段之后，第二个过渡又将导线股错开半个层高送回迄今的槽层。这样，两个过渡区补偿由于在槽深方向上的层交换而累积起来的路径距离差。
若在绕组端部外侧的层交换的同时相反进行导线层交换，层交换及这个绕组端部过渡的第二个过渡在与第一个过渡相同的槽深方向上进行。这时不是相邻的，而总是相隔一个的导线层依次连接。在槽中相邻安放的导线层在绕组端部在相反的槽宽方向引导电流。它们属于相同的相并且可在绕组端部外面并联或串联。
因为导线不要求导线横截面的变化，导线股也可通过成型金属导线的成型来生产。同样结构的曲折的导线部分也可作为烧结件或铸件单件生产而且没有曲率半径。在需要更大的导线横截面时导线部份最好由大量结构相同的导线单元组合而成，它们例如通过锻模(Gesenkschmieden)锻造进行加工。然后例如采用电子或激光射束在敷复绝缘层之前完成导线层的连接。
附图示出了本发明的有优点的实施方案。
图1示出一个导线单元，它对应一个电极极距的导线形状；图2示出两个连接起来的导线单元；图3示出两个相邻的三相导线层的一个包含四个电极极距的直线段；图4以三段示出一个三相四层绕组在一个直线电机的开槽软磁体中的应用。
在图1中以直线示出的导线单元1对应于导线股具有相同结构的导线单元的最小划分。两个端部2和9各构成绕组端部外表面的一部分。这个典型结构可分成7段，其中中间段5-6安放在一个槽内。导线股在离开槽之后继续在槽方向并且还在槽的深度方向上前进到所谓的过渡区4-5和6-7，在两个侧面上不同深度方向上各延伸对应半个导线高度的距离。段3-4和7-8以与气隙外表面不同的距离安放于绕组端部层。它们同时在槽方向和槽宽方向前进。在导线单元1的端部是在槽方向上的扩展2-3和8-9，以避免在层交换时导线横截面变窄。
如图2所示，层交换是如此实现的两个结构相同的导线单元10a,b的导线端部在绕组端部外侧在槽的深度方向上叠置。在交换位置11处在槽的深度方向上累积的路径距离差由两个过渡区12a,b补偿。这样，相互连接的槽区段13a,b与气隙外表面相同距离。在绕组端部，斜着前进的区段14a,b及15a,b同样被安放于与气隙平行的层中。这样，总是两个重叠的绕组端部层和一个槽层属于一个导线层，且绕组端部层相对于槽层错开半个层高安放。
当一个导线层单独填充其槽层时，它将其两个绕组端部层分别分配给两个相邻的导线层中的一个。图3按照一个包含4个电极极距由两个重叠的，三相导线层20,21构成的区段显示了这种层结构。两个导线层一起利用三个绕组端部层22a-c，其中它们一起完全填满中间的绕组端部层22b。此外在槽内重叠的导线层20,21以对着槽宽的方向引入电流到绕组端部23a,b。每一导线层由结构相同的导线股24至29组成，它们的数量对应于相数并且以不同的断面线密度表示。
图4按三个相继的工作状态示出一个四层叠绕绕组30在一个直线电机的开槽软磁体35中的应用。在图4a中两个下面的导线层31,32类似于图3已经构成了一个密集的捆，在图4b中增添了第三个导线层33，并且在图4c中增添了最上面导线层34。每个导线层的导线股可以单个地或作为确定功能的一捆被放入开槽软磁体35中。开槽36被部分地由软磁槽栓所封闭(图中未示出)。
通过围着不同的轴线弯曲，直线示出的结构可转化使用于轴向及径向电机。
权利要求
1．具有至少一个气隙的多相电机，该气隙分开两个相对运动的物体，并且该电机具有至少一个具有槽的软磁体(35)，在这些槽中放置分层叠绕绕组的一部分，分层叠绕绕组由不同相的导线股(24-29)组成，并且槽内导线股具有与软磁体(35)与气隙邻界的外表面基本平行的外表面，这些外表面的间距对应于导线高度，不同相的导线股的部分区域一起构成一个多相导线层，这些导线股对软磁体与气隙邻界的外表面有相同的间距，并且在一个多相导线层内不同相的导线股(24-29)这样在置于软磁体(35)之外的绕组端部(23a,b)重叠，导线股(24-29)同时在槽的方向上和槽宽的方向上前进并且在导线的每个绕组端部过渡处进行相邻绕组端部层(11)之间的交换，其特征在于，每个导线股(24-29)在绕组端部(23a,b)在这样的层中延伸，其相对于在槽(36)内的层在槽的深度方向上错开导线高度的一部分。
2．如权利要求1所述的多相电机，其特征在于，在导线股的绕组端部外侧(2,9)之间有三个与气隙外表面平行的区段(3-4,5-6,7-8)，它们由两个过渡区(4-5,6-7)连接，并且在过渡区内导线股在槽的深度方向上累积一个路径距离差。
3．如权利要求1所述的多相电机，其特征在于，在两个层交换(11)之间的导线股各有一个在槽的深度方向上的恒定的导线高度。
4．如权利要求1所述的多相电机，其特征在于，导线股(24-29)由结构相同的导线单元(1)组合而成。
5．如权利要求1所述的多相电机，其特征在于，导线股(24-29)在槽-绕组端部过渡处(5,6)的导线横截面在槽宽方向上增大并且导线单元(1)在两端(2和9)在槽的方向上延伸。
6．如以上权利要求中任一项所述的多相电机，其特征在于，在直线电机和分成扇区的电机中，导线层(31至34)结束于这些区段，它们在槽中相邻，而且导线层终端在指向它们的运动方向的外表面上相互成对连接。
7．生产具有分层叠绕绕组的多相电机的方法，其导线股(24-29)部分地置于软磁体(35)的槽内，并且这样在绕组端部(23a,b)重叠，它们同时在槽的方向上和槽宽的方向上前进，并且在导线的每个绕组端部过渡处进行相邻绕组端部层(11)之间的交换，其特征在于，一相和一层的全部导线作为单个的导线组件被预制，在由相同结构的导线组件组装成分层叠绕绕组之前此导线组件进行电气绝缘，并且在分层叠绕绕组组装后，在绕组端部外侧，导线组件的终端相互导电地连接起来，所述导线组件在槽区域内被错开一个电极极距放置的导线层分开。
8．生产具有一个由分层的导线构成的绕组的多相电机的方法，其导线股(24-29)部分地置于软磁体(35)的槽内，并且这样在绕组端部(23a,b)重叠，它们同时在槽的方向上和槽宽的方向上行进，并且在导线的每个绕组端部过渡处进行相邻绕组端部层(11)之间的交换，其特征在于，导线组件在一个设备中通过浇铸，烧结或成型成为曲折的(maeanderfoermig)形状，在绕组端部层进行交换的边缘处导线组件具有两倍于中间区段的高度，并在预制的导线组件上涂覆绝缘层之后通过相同结构的导线组件的相互插入制造出一个包含多个电极极距的多相导线层，而且多相导线层的导线高度对应于结构相同的导线单元的导线高度。
全文摘要
现有的具有重叠的,曲折行进的导线股的分层叠绕绕组不是不充分利用槽空间,就是不便于生产。而且在绕组端部没有均匀的电流密度分布。本发明公开的多相导线层由同样结构的导线股构成,这些导线股在槽空间内与气隙表面有相等的距离。在绕组端部的利用上,重叠的导线股相互补充,使得电流方向对着槽宽。通过绕组端部层在槽的深度方向上相对于槽内的层错开半个层高,得到均匀的电流密度分布和高的空间利用率。在通过绕组端部时每个导线股利用两个绕组端部层,层交换在绕组端部外侧的连接段约中心处进行。相隔一个的导线层直接相互连接。装配有空间优化的分层叠绕绕组的电动机和发电机呈现高效率和功率密度。
文档编号H02K3/12GK1227009SQ97196941
公开日1999年8月25日 申请日期1997年8月1日 优先权日1996年8月1日
发明者沃尔夫冈·希尔 申请人:沃尔夫冈·希尔