帶有具有來自于多個(gè)彎形夾層的彎形夾的繞組的定子組件的制作方法
【專利摘要】一種定子組件包括限定多個(gè)凹槽層的多個(gè)定子凹槽。該組件包括多個(gè)彎形夾，每個(gè)彎形夾具有定位在所述多個(gè)凹槽層的一層中的相應(yīng)的第一腿部和定位在所述多個(gè)凹槽層的另一層中相應(yīng)的第二腿部。每個(gè)彎形夾構(gòu)造為允許電流從相應(yīng)的第一腿部流至相應(yīng)的第二腿部。所述多個(gè)彎形夾分成多個(gè)彎形夾層。彎形夾形成多個(gè)繞組，比如第一、第二、第三和第四繞組。所述繞組的每個(gè)至少部分地包括來自于所述多個(gè)彎形夾層中的至少兩層的彎形夾。多個(gè)凹槽層可包括六個(gè)凹槽層。多個(gè)彎形夾層可包括六個(gè)彎形夾層。因此，至少一個(gè)彎形夾層可由兩個(gè)繞組“共享”。
【專利說明】帶有具有來自于多個(gè)彎形夾層的彎形夾的繞組的定子組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體涉及電機(jī)中的定子組件，并且更特定地涉及桿式繞組定子組件中的繞圈構(gòu)造。

【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)包括相對(duì)于定子組件可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組件。定子組件總體包括多個(gè)被插入到定子組件中的凹槽內(nèi)的定子繞圈。桿式繞組定子組件有時(shí)用在電機(jī)中以改善機(jī)器熱性能和整體性能。桿式繞組定子組件中線圈匝數(shù)或繞圈的數(shù)量可通常僅在對(duì)應(yīng)于具體構(gòu)造的分立的步驟中改變。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種定子組件，包括:
[0004]多個(gè)定子凹槽，其限定多個(gè)凹槽層；
[0005]多個(gè)彎形夾，每個(gè)彎形夾具有定位在所述多個(gè)凹槽層的一層中的相應(yīng)第一腿部和定位在所述多個(gè)凹槽層的另一層中的相應(yīng)第二腿部，所述多個(gè)彎形夾每個(gè)構(gòu)造為允許電流從所述相應(yīng)第一腿部流至所述相應(yīng)第二腿部；
[0006]其中所述多個(gè)彎形夾(hairpin)被分成多個(gè)彎形夾層；并且
[0007]其中所述多個(gè)彎形夾形成多個(gè)繞組，所述多個(gè)繞組的每個(gè)至少部分地包括來自于所述多個(gè)彎形夾層中的至少兩層的多個(gè)彎形夾。
[0008]在上述的定子組件中，所述多個(gè)繞組的每一個(gè)限定了相同數(shù)量的多個(gè)相位，并且多個(gè)定子凹槽準(zhǔn)確地包括72個(gè)凹槽。
[0009]在上述的定子組件中，所述多個(gè)彎形夾層包括第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層；所述多個(gè)繞組包括第一、第二、第三和第四繞組；并且所述多個(gè)凹槽層包括第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽層。
[0010]在上述的定子組件中，所述第一彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第一凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第二凹槽層中；所述第二彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第二凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第一凹槽層中；所述第三彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第三凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第四凹槽層中；所述第四彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第四凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第三凹槽層中；所述第五彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第五凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第六凹槽層中；所述第六彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第六凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第五凹槽層中；并且所述多個(gè)繞組包括第一、第二、第三和第四繞組。
[0011]在上述的定子組件中，所述第一繞組包括來自于所述第一和第三彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合；所述第二繞組包括來自于所述第二和第四彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合；所述第三繞組包括來自于所述第五和第三彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合；并且所述第四繞組包括來自于所述第六和第四彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合。
[0012]在上述的定子組件中，所述第一繞組包括與來自于所述第三彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的6個(gè)串聯(lián)連接的、來自于所述第一彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的12個(gè)；所述第二繞組包括與來自于所述第四彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的6個(gè)串聯(lián)連接的、來自于所述第二彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的12個(gè)；所述第三繞組包括與來自于所述第三彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的6個(gè)串聯(lián)連接的、來自于所述第五彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的12個(gè)；所述第四繞組包括與來自于所述第四彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的6個(gè)串聯(lián)連接的、來自于所述第六彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的12個(gè)。
[0013]在上述的定子組件中，所述多個(gè)彎形夾的每個(gè)是短節(jié)距線圈或全節(jié)距線圈，所述短節(jié)距線圈和全節(jié)距線圈分別構(gòu)造為延伸越過第一數(shù)量和第二數(shù)量的所述多個(gè)定子凹槽，使得所述第一數(shù)量小于第二數(shù)量；所述第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層每個(gè)都包括短節(jié)距線圈和全節(jié)距線圈兩者；并且其中所述第三彎形夾層包括比所述第一、第二、第五和第六彎形夾層的任何一個(gè)更多的短節(jié)距線圈。
[0014]在上述的定子組件中，多個(gè)彎形夾的每一個(gè)為短節(jié)距線圈或全節(jié)距線圈，所述短節(jié)距線圈和全節(jié)距線圈構(gòu)造為分別延伸越過第一和第二數(shù)量的多個(gè)定子凹槽，使得所述第一數(shù)量小于所述第二數(shù)量；所述第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層的每一層都包括短節(jié)距線圈和全節(jié)距線圈兩者；并且第四彎形夾層包括比第一、第二、第五和第六彎形夾層的任意一個(gè)更多的短節(jié)距線圈。
[0015]在上述的定子組件中，所述第三和第四層每個(gè)都包括至少四個(gè)短節(jié)距線圈；并且所述第一、第二、第五和第六彎形夾層每個(gè)都包括至少兩個(gè)短節(jié)距線圈。
[0016]在上述的定子組件中，所述第一繞組和第二繞組每個(gè)都包括來自于所述第一、第三和第五彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合；并且所述第三繞組和第四繞組每個(gè)都包括來自于所述第二、第四和第六彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合。
[0017]在上述的定子組件中，所述第一和第二繞組每個(gè)都包括來自于所述第一、第三和第五彎形夾層的每個(gè)的多個(gè)彎形夾中的6個(gè)；并且所述第三和第四繞組每個(gè)都包括來自于所述第二、第四和第六彎形夾層的每個(gè)的多個(gè)彎形夾中的6個(gè)。
[0018]在上述的定子組件中，第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層的每一個(gè)包括短節(jié)距線圈和全節(jié)距線圈的相同組合。
[0019]本發(fā)明還提供一種電機(jī)，包括:
[0020]定子組件；
[0021]轉(zhuǎn)子組件，其相對(duì)于所述定子組件可旋轉(zhuǎn)；
[0022]其中所述定子組件包括:
[0023]多個(gè)定子凹槽，其限定第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽層；
[0024]多個(gè)彎形夾，其各具有定位在所述第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽層的一層中的相應(yīng)第一腿部和定位在所述第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽層的另一層中的相應(yīng)第二腿部，所述多個(gè)彎形夾每個(gè)構(gòu)造為允許電流從所述相應(yīng)第一腿部流至所述相應(yīng)第二腿部；
[0025]其中所述多個(gè)彎形夾分成第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層；并且
[0026]所述多個(gè)彎形夾形成第一、第二、第三和第四繞組，所述第一、第二、第三和第四繞組的每個(gè)至少部分地包括來自于所述第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層中的至少兩層的多個(gè)彎形夾。
[0027]在上述的電機(jī)中，所述第一彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第一凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第二凹槽層中；所述第二彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第二凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第一凹槽層中；所述第三彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第三凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第四凹槽層中；所述第四彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第四凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第三凹槽層中；所述第五彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第五凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第六凹槽層中；所述第六彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第六凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第五凹槽層中。
[0028]在上述的電機(jī)中，多個(gè)彎形夾包括4-8個(gè)線圈組，并且其中:第一繞組包括來自于第一彎形夾層的第一線圈組和來自于第三彎形夾層的第二線圈組；第二繞組包括來自于第二彎形夾層的第三線圈組和來自于第四彎形夾層的第四線圈組；第三繞組包括來自于第五彎形夾層的第五線圈組和來自于第三彎形夾層的第六線圈組；第四繞組包括來自于第六彎形夾層的第七線圈組和來自于第四彎形夾層的第八線圈組。
[0029]在上述的電機(jī)中，第一、第三、第五和第七線圈組的每一個(gè)包括多個(gè)彎形夾中的12個(gè)；第二、第四、第六和第八線圈組的每一個(gè)包括多個(gè)彎形夾中的6個(gè)。
[0030]在上述的電機(jī)中，多個(gè)彎形夾的每一個(gè)為短節(jié)距線圈或全節(jié)距線圈，所述短節(jié)距線圈和全節(jié)距線圈構(gòu)造為分別延伸越過第一和第二數(shù)量的多個(gè)定子凹槽，使得所述第一數(shù)量小于所述第二數(shù)量；所述第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層的每一層都包括短節(jié)距線圈和全節(jié)距線圈兩者；并且第三和第四彎形夾層的每一個(gè)包括比第一、第二、第五和第六彎形夾層的任意一個(gè)更多的短節(jié)距線圈。
[0031]在上述的電機(jī)中，所述第一繞組和第二繞組每個(gè)都包括來自于所述第一、第三和第五彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合；并且所述第三繞組和第四繞組每個(gè)都包括來自于所述第二、第四和第六彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合。
[0032]在上述的電機(jī)中，所述第一和第二繞組每個(gè)都包括來自于所述第一、第三和第五彎形夾層的每個(gè)的多個(gè)彎形夾中的6個(gè)；并且所述第三和第四繞組每個(gè)都包括來自于所述第二、第四和第六彎形夾層的每個(gè)的多個(gè)彎形夾中的6個(gè)。
[0033]定子組件包括限定了多個(gè)凹槽層的多個(gè)定子凹槽。組件包括多個(gè)導(dǎo)體或彎形夾，所述多個(gè)導(dǎo)體或彎形夾的每個(gè)都具有定位在多個(gè)凹槽層的一層中的相應(yīng)的第一腿部和定位在多個(gè)凹槽層的另一層中的相應(yīng)的第二腿部。對(duì)于桿式繞組構(gòu)造，導(dǎo)體一般被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為“彎形夾”并且將在本說明中稱為“彎形夾”。多個(gè)彎形夾分成多個(gè)彎形夾層。每個(gè)彎形夾(術(shù)語“彎形夾”想要指的是“多個(gè)彎形夾”)被構(gòu)造為允許從相應(yīng)的第一腿部到相應(yīng)的第二腿部的電流流動(dòng)。
[0034]彎形夾形成多個(gè)繞組，比如第一、第二、第三和第四繞組。每個(gè)繞組至少部分地包括來自所述多個(gè)彎形夾層中的至少兩層的彎形夾。多個(gè)凹槽層可包括第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽層。多個(gè)彎形夾層可包括第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層。因此，至少一個(gè)彎形夾層可被兩個(gè)繞組“共享”。該定子繞圈布置通過額外的匝數(shù)或額外的構(gòu)造改善了桿式繞組定子組件的靈活性。
[0035]在第一實(shí)施例中，第一繞組包括來自于第一和第三彎形夾層的彎形夾的組合。第二繞組包括來自于第二和第四彎形夾層的彎形夾的組合。第三繞組包括來自于第五和第三彎形夾層的彎形夾的組合。第四繞組來自于包括第六和第四彎形夾層的彎形夾的組合。因此，在第一實(shí)施例中，第三彎形夾層可被第一和第三繞組共享并且第四彎形夾層可被第二和第四繞組共享。
[0036]在一個(gè)示例中，第一繞組可包括與來自于第三彎形夾層的6個(gè)彎形夾串聯(lián)連接的、來自于第一彎形夾層的12個(gè)彎形夾。第二繞組可包括與來自于第四彎形夾層的6個(gè)彎形夾串聯(lián)連接的、來自于第二彎形夾層的12個(gè)彎形夾。第三繞組可包括與來自于第三彎形夾層的6個(gè)彎形夾串聯(lián)連接的、來自于第五彎形夾層的12個(gè)彎形夾。第四繞組可包括與第四彎形夾層的6個(gè)彎形夾串聯(lián)連接的、來自于第六彎形夾層的12個(gè)彎形夾。
[0037]第一彎形夾層可由彎形夾限定，相應(yīng)的第一腿部在第一凹槽層中且相應(yīng)的第二腿部在第二凹槽層中。第二彎形夾層可由彎形夾限定，相應(yīng)的第一腿部在第二凹槽層中且相應(yīng)的第二腿部在第一凹槽層中。第三彎形夾層可由彎形夾限定，相應(yīng)的第一腿部在第三凹槽層中且相應(yīng)的第二腿部在第四凹槽層中。第四彎形夾層可由彎形夾限定，相應(yīng)的第一腿部在第四凹槽層中且相應(yīng)的第二腿部在第三凹槽層中。第五彎形夾層可由彎形夾限定，相應(yīng)的第一腿部在第五凹槽層中且相應(yīng)的第二腿部在第六凹槽層中。第六彎形夾層可由彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在第六凹槽層中且相應(yīng)第二腿部在第五凹槽層中。
[0038]每個(gè)彎形夾可以是短節(jié)距線圈或全節(jié)距線圈。短節(jié)距線圈和全節(jié)距線圈構(gòu)造為分別延伸過第一和第二數(shù)量的多個(gè)定子凹槽，使得第一數(shù)量小于第二數(shù)量。在一個(gè)示例中，第一和第二數(shù)量為8和9。在第一實(shí)施例中，第三和第四彎形夾層可包括比第一、第二、第五和第六彎形夾層的任一個(gè)更多的短節(jié)距線圈。例如，第三和第四彎形夾層可各包括至少四個(gè)短節(jié)距線圈，同時(shí)第一、第二、第五和第六彎形夾層可各自包括至少兩個(gè)短節(jié)距線圈。
[0039]第一、第二、第三和第四繞組的每個(gè)可限定相同數(shù)量的多個(gè)相位。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)相位準(zhǔn)確地為三個(gè)相位；所述多個(gè)定子凹槽準(zhǔn)確地包括72個(gè)凹槽；并且所述定子限定8個(gè)極。
[0040]在第二實(shí)施例中，第一和第二繞組各自包括來自于第一、第三和第五彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合。第三和第四繞組各包括來自于第二、第四和第六彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合。在第二實(shí)施例中，第一和第二繞組可各自包括來自于第一、第三和第五彎形夾層的每個(gè)的多個(gè)彎形夾中的六個(gè)。第三和第四繞組可各自包括來自于第二、第四和第六彎形夾層的每個(gè)的多個(gè)彎形夾中的六個(gè)。
[0041]在第二實(shí)施例中，第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層各自可包括相同數(shù)量的短節(jié)距線圈。例如，第一至第六彎形夾層的每層可包括至少四個(gè)短節(jié)距線圈。電機(jī)可包括以上描述的定子組件。
[0042]當(dāng)結(jié)合附圖和所附的權(quán)利要求時(shí)，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢，以及其他特征和優(yōu)勢從下面對(duì)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式的詳細(xì)描述中變得顯見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1是帶有具有多個(gè)繞組的定子組件的電機(jī)的示意性局部剖面圖；
[0044]圖2是圖1的定子組件的示意性局部剖面圖；
[0045]圖3是可用在圖1的定子組件中的彎形夾的示意性透視圖；
[0046]圖4是根據(jù)第一實(shí)施例的圖1的定子組件的繞組間的電連接的示意圖；
[0047]圖5是用于圖4的定子組件的示意性布線圖；以及
[0048]圖6是根據(jù)第二實(shí)施例的圖1的定子組件中的繞組之間的電連接的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0049]參見附圖，其中相似的參考標(biāo)記指的是所有多個(gè)附圖中相同或類似的部件。圖1是在本文中稱為電機(jī)10的電牽引機(jī)或電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的示意性局部剖面圖。電機(jī)10可用在車輛12中。車輛12可以是任何乘用或商用汽車，比如包括插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的混合動(dòng)力電動(dòng)車輛、增程式電動(dòng)車輛或其他車輛。電機(jī)10可包括構(gòu)造為通過例如將電能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電機(jī)轉(zhuǎn)矩的任何裝置。例如，電機(jī)10可構(gòu)造為從諸如電池陣列(未示出)的電源接收電能。電源可構(gòu)造為存儲(chǔ)和輸出電能。車輛12可包括用于將來自于電池陣列的DC電壓轉(zhuǎn)換成交流(AC)電壓的逆變器(inverter)(未示出)。電機(jī)10可構(gòu)造為使用來自變流器的AC電壓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。電機(jī)10可被進(jìn)一步構(gòu)造為:當(dāng)被提供有諸如發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能量(轉(zhuǎn)矩)的機(jī)械能時(shí)產(chǎn)生電能。
[0050]參見圖1，電機(jī)10包括轉(zhuǎn)子組件14和定子組件16。轉(zhuǎn)子組件14是相對(duì)于定子組件16并且在定子組件16中圍繞縱軸線18(從圖1的頁面向外延伸)可旋轉(zhuǎn)的。轉(zhuǎn)子組件14可以是環(huán)形的并且定位為圍繞軸(未示出)。轉(zhuǎn)子組件14可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何類型，包括但不限制為以下類型:內(nèi)部永磁體、表面永磁體、感應(yīng)、同步、磁阻或分勵(lì)的/繞組場的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子組件14的具體構(gòu)造并未在圖1中示出。
[0051]參見圖1，定子組件16包括遠(yuǎn)離定子芯部21延伸的多個(gè)定子凹槽20。定子凹槽20可沿著縱軸線18縱向地延伸并且可徑向地關(guān)于縱軸線18均勻地彼此間隔。定子組件16可包括適合手頭的應(yīng)用的任何數(shù)量的凹槽或極。在一個(gè)示例中，定子凹槽20的數(shù)量準(zhǔn)確地為72(圖1僅意圖作為示意性圖解)并且定子組件16限定8個(gè)極。
[0052]圖2是定子組件16的示意性局部剖面圖。在示出的實(shí)施例中，定子組件16包括72個(gè)凹槽。圖2示出了從標(biāo)號(hào)Sll到S31的定子凹槽。多個(gè)定子凹槽20可限定多個(gè)凹槽層，比如第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽層22A、B、C、D、E和F,如圖2所不。第一凹槽層22A距定子芯部21的外直徑23最遠(yuǎn)，第六凹槽層22F距定子芯部21的外直徑23最近。然而，應(yīng)意識(shí)到每個(gè)定子凹槽20可包括不同數(shù)量的層，包括但不限制為四層或八層。參見圖1-2，定子凹槽20可以是部分打開的凹槽或閉合的凹槽。
[0053]參見圖1-2，定子組件16包括多個(gè)導(dǎo)體或彎形夾24。對(duì)于桿式繞組構(gòu)造，導(dǎo)體一般被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為“彎形夾”并且將在本說明中稱為“彎形夾”。圖3是可用在定子組件16中的兩種類型的導(dǎo)體或彎形夾24的示意圖。應(yīng)理解圖3中示出的彎形夾24僅是示意性地，并且不意味著表示如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的彎形夾24的具體形狀或尺寸。參見圖1-2，彎形夾24可包括大致矩形的橫截面。然而，可以應(yīng)用任何其他的橫截面形狀。
[0054]參見圖3，彎形夾24被分段并且包括相應(yīng)的第一腿部26、相應(yīng)的第二腿部28和在各自的第一和第二腿部26、28之間的各自的彎折端部30。彎形夾24構(gòu)造為允許電流從相應(yīng)第一腿部26流到相應(yīng)第二腿部28。參見圖3，在被插入定子凹槽20中后，彎形夾24的端部32向外彎折以使得各彎形夾24之間能夠通過焊接而連接。
[0055]參見圖3，示出了兩種類型的彎形夾24，短節(jié)距線圈34和全節(jié)距線圈38。參見圖3，短節(jié)距線圈34具有第一跨度40，全節(jié)距線圈38具有第二跨度44。彎形夾24的跨度可限定為定子凹槽20之間的角距離，單個(gè)彎形夾24通過定子凹槽20定位。如圖3所示，第二跨度44大于第一跨度40。換言之，每個(gè)彎形夾24跨過預(yù)定數(shù)量的定子凹槽20。短距和全節(jié)距線圈34、38構(gòu)造為分別延伸越過第一和第二數(shù)量的多個(gè)定子凹槽20，第一數(shù)量小于第二數(shù)量。在一個(gè)示例中，第一和第二數(shù)量是8和9。
[0056]參見圖1-2，定子凹槽襯里52可插在定子凹槽20內(nèi)以將彎形夾24與定子芯部21電絕緣并且彎形夾24彼此電絕緣。彎形夾24必須與定子芯部電絕緣以防止相接地短路，并且彎形夾24必須彼此電絕緣以防止相到相短路的發(fā)生。彎形夾24可用瓷漆涂覆，且凹槽襯里52提供額外的保護(hù)。在示出的實(shí)施例中，定子凹槽20是部分地打開的凹槽并且彎形夾24和定子凹槽襯里52可被軸向地或徑向地插入。然而，定子凹槽20還可以是閉合的凹槽，并且彎形夾24和凹槽襯里52可被徑向地插入。
[0057]現(xiàn)在參見圖2，彎形夾24的每個(gè)具有它們相應(yīng)的第一腿部26和相應(yīng)的第二腿部28，所述第一腿部26插入到第一、第二、第三、第四、第五、和第六凹槽層22A-F之一中，所述第二腿部插入到第一、第二、第三、第四、第五、和第六凹槽層22A-F的另一個(gè)中。彎形夾24可分成多個(gè)彎形夾層，比如第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層54A-F，如圖2(和圖4-5)所示。圖2中表示彎形夾層54A-F的線僅是示意性地，其并不意圖表示如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的彎形夾24的具體形狀和尺寸。
[0058]參見圖2，第一彎形夾層54A(從第一凹槽層22k向前繞至第二凹槽層22B)由多個(gè)彎形夾24形成，該多個(gè)彎形夾24的第一腿部24A在第一凹槽層22A (例如凹槽S21中)中且第二腿部28A在第二凹槽層22B (例如凹槽S30)中。換言之，第一彎形夾層54A是從第一凹槽層22A到第二凹槽層22B的前向繞圈。參見圖2，第二彎形夾層54B由多個(gè)彎形夾24限定，該多個(gè)彎形夾24的第一腿部26B在第二凹槽層22B (例如凹槽S21中)且第二腿部28B第一凹槽層22A (例如凹槽S12中)中。換言之，第二彎形夾層54B是從第二凹槽層22B到第一凹槽層22k的反向繞圈。
[0059]參見圖2，第三彎形夾層54C由多個(gè)彎形夾24限定，其中該多個(gè)彎形夾24的第一腿部26C在第三凹槽層22C中(例如凹槽S21中)并且第二腿部28C在第四凹槽層22D中(例如凹槽S30中)。換言之，第三彎形夾層54C是從第三凹槽層22C到第四凹槽層22D的前向繞圈。參見圖2，第四彎形夾層54D被多個(gè)彎形夾24限定，其中該多個(gè)彎形夾24的第一腿部26D在第四凹槽層22D中(例如凹槽S21中)并且第二腿部28D在第三凹槽層22C中(例如凹槽S12中)。換言之，第四彎形夾層54D是從第四凹槽層22D到第三凹槽層22C的反向繞圈。
[0060]參見圖2，第五彎形夾層54E由多個(gè)彎形夾24限定，其中該多個(gè)彎形夾24的第一腿部26E在第五凹槽層22E中(例如凹槽S21中)并且第二腿部28E在第六凹槽層22F中(例如凹槽S30中)。換言之，第五彎形夾層54E是從第五凹槽層22E到第六凹槽層22F的前向繞圈。參見圖2，第六彎形夾層54F由多個(gè)彎形夾24限定，其中該多個(gè)彎形夾24的第一腿部26F在第六凹槽層22F中(例如凹槽S21中)并且第二腿部28F在第五凹槽層22E (例如凹槽S12中)。換言之，第六彎形夾層54F是從第六凹槽層22F到第五凹槽層22E的反向繞圈。
[0061]圖4是定子組件16的電連接60的第一實(shí)施例的示意圖。彎形夾24形成多個(gè)繞組，比如定子凹槽20 (圖1-2示出)內(nèi)的第一、第二、第三和第四繞組61、62、63、64(圖4示出)。然而，可根據(jù)手頭特定的應(yīng)用構(gòu)造任意數(shù)量的繞組。第一至第四繞組61-64可串聯(lián)或并聯(lián)地連接。第一至第四繞組61、64可限定相同數(shù)量的多相位。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)繞組限定“U”相位、“V”相位和“W”相位。在另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)繞組限定五個(gè)相位，即，繞組限定“U”相位、“V”相位、“X”相位、“Y”相位和“Z”相位。然而，電機(jī)10并不限制為三或五相電機(jī)，并且相的數(shù)量可不同于在此描述的相位。
[0062]如圖4所示，第一、第二、第三和第四繞組61-64可平行于彼此。第一、第二、第三和第四繞組61-64的每個(gè)包括不同多個(gè)串聯(lián)連接的彎形夾24。
[0063]圖5是對(duì)應(yīng)于圖4中示出的連接的第一至第六彎形夾層54A-F的繞圈布置100的示意圖。圖5示出了具有72個(gè)凹槽的定子組件16。凹槽數(shù)量由字母“S”括在右邊(使得數(shù)量I至72指的是凹槽SI至S72)。圖5示出了所有定子凹槽(S1-S72)，并且圖的右側(cè)與圖的左側(cè)連結(jié)或卷繞。圖4中的字母“N”指的是中性連接，而U、V和W指的是三個(gè)相位。雖然圖5中示出的是相位U的繞圈布置100，相位V和W的布置是類似的?？梢杂衅渌奶娲鷺?gòu)造，例如沒有共同的中性或三角連接的“Y”構(gòu)造，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的。
[0064]第一繞組61包括來自于第一和第三彎形夾層54A、54C的彎形夾24的組合。參見圖4-5，第一繞組61包括來自于第一彎形夾層54A的第一線圈組66和來自于第三彎形夾層54C的第二線圈組68。第一和第二線圈組66、68通過第一跨接線84串聯(lián)連接。參見圖5，第一線圈組66可包括十二個(gè)彎形夾(見彎形夾70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81和82)并且第二線圈組68可包括六個(gè)彎形夾(彎形夾85、86、87、88、89、90)。如圖5所示，第一線圈組66的匝82經(jīng)由第一跨接線84連接至第二線圈組68的匝85。圖4_5示出了互連第一繞組61的端部的起始電纜92和端部電纜93。
[0065]第二繞組62包括來自于第二和第四彎形夾層54B、54D的彎形夾24的組合。參見圖4-5，第二繞組62包括來自于第二彎形夾層54B的第三線圈組94和來自于第四彎形夾層54D的第四線圈組96。第三和第四線圈組94、96通過第二跨接線86串聯(lián)連接。圖4示出了互連第二繞組62的端部的起始電纜101和端部電纜99。
[0066]第三繞組63包括來自于第五和第三彎形夾層54E、54C的彎形夾24的組合。參見圖4-5，第三繞組63包括來自于第五彎形夾層54E的第五線圈組102和來自于第三彎形夾層54C的第六線圈組104。第五和第六線圈組102、104通過第三跨接線106串聯(lián)連接。
[0067]第四繞組64包括來自于第六和第四彎形夾層54F、54D的彎形夾24的組合。參見圖4-5，第四繞組64包括來自于第六彎形夾層54F的第七線圈組108和來自于第四彎形夾層54D的第八線圈組110。第七和第八線圈組108、110通過第四跨接線112串聯(lián)連接。參見圖4-5，第一、第三、第五和第七線圈組66、94、102、108每個(gè)都包括十二個(gè)彎形夾，并且第二、第四、第六和第八線圈組68、96、104、110每個(gè)都包括六個(gè)彎形夾。
[0068]參見圖5，第三彎形夾層54C由第一和第三繞組61、63共享。第四彎形夾層54D由第二和第四繞組62、64共享。來自于第三和第四彎形夾層54C-D的彎形夾24的共享可適應(yīng)轉(zhuǎn)子極或定子齒端(未示出)之間的不對(duì)稱。繞圈布置100被構(gòu)造為使得在平行的連接之間沒有電勢。
[0069]第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層54A_F(圖2中示出)的每個(gè)包括短距和全節(jié)距線圈34、38(圖3中示出)的組合。如之前提到的，短距和全節(jié)距線圈34、38構(gòu)造為分別延伸越過第一數(shù)量和第二數(shù)量的多個(gè)定子凹槽20，第一數(shù)量小于第二數(shù)量。
[0070]在第一實(shí)施例中，第三和第四彎形夾層54C、54D可包括比第一、第二、第五和第六彎形夾層54A、54B、54E、54F的任何一個(gè)更多的短節(jié)距線圈34。參見圖5，第一、第二、第五和第六彎形夾層54A、54B、54E、54F可各自包括至少兩個(gè)短距彎形夾，比如第一和第二短距彎形夾114、116。在示出的實(shí)施例中，第一和第二短距彎形夾114、116的每一個(gè)都跨過8個(gè)凹槽，分別從凹槽Sll至S19和凹槽S12至S20。參見圖5，第三和第四彎形夾層54C和54D可各包括至少四個(gè)短距彎形夾，比如第三、第四、第五和第六短距彎形夾118、120、122、124。在示出的實(shí)施例中，第三至第六短距彎形夾118、120、122、124的每一個(gè)都跨過8個(gè)凹槽，分別從凹槽 S11-S19、S12-S20 和 S47_S55、S48_S56 (層 54C)和 S56_S64、S57_S65 和 S20-S28、S21-S29(層 54D)。
[0071]圖6是可用于圖1的定子組件16中的電連接160的第二實(shí)施例的示意圖。如圖6所示，第一、第二、第三和第四繞組161、162、163和164彼此平行。第一、第二、第三和第四繞組161-164的每個(gè)包括不同多個(gè)串聯(lián)連接的彎形夾24。
[0072]在第二實(shí)施例中，第一和第二繞組161、162都可來自于包括六個(gè)彎形夾層54A-F的任何的彎形夾24的組合，例如其可包括來自于第一、第三和第五彎形夾層54A、54C、54E的彎形夾24的組合或來自于其他彎形夾層的彎形夾24的組合。參見圖6，第一繞組161包括分別來自于第一、第三和第五彎形夾層54A、54C、54E的第一、第二和第三線圈組166、168、170 (通過各自的跨接線192串聯(lián)連接)。參見圖6，第二繞組162包括分別來自于第一、第三和第五彎形夾層54A、54C、54E的第四、第五和第六線圈組174、176、178 (通過各自的跨接線192串聯(lián)連接)。第一到第六線圈組166、168、170、174、176、178的每一個(gè)可都包括6個(gè)彎形夾24。換言之，第一和第二繞組161、162可各自包括來自于第一、第三和第五彎形夾層54A、54C、54E的每一個(gè)中的六個(gè)彎形夾24。
[0073]第三和第四繞組163、164都可包括來自于六個(gè)彎形夾層54A-F的任何的彎形夾24的組合，例如其可包括來自于第二、第四和第六彎形夾層54B、54D、54F的彎形夾24的組合。參見圖6，第三繞組163包括分別來自于第二、第四和第六彎形夾層54B、54D和54F的第七、第八和第九線圈組180、182、184(通過各自的跨接線192串聯(lián)連接)。參見圖6，第四繞組164包括分別來自于第二、第四和第六彎形夾層54B、54D、54F的第十、第i^一和第十二線圈組186、188、190 (通過各自的跨接線192串聯(lián)連接)。第六至第十二線圈組180、182、184、186、188、190的每一個(gè)都可包括六個(gè)彎形夾24。換言之，第三和第四繞組163、164可各自包括來自于第二、第四和第六彎形夾層54B、54D、54F的每一個(gè)中的六個(gè)彎形夾24。
[0074]因此，在第二實(shí)施例中，第一、第三和第五彎形夾層54A、54C、54E可由第一和第二繞組161、162共享，而第二、第四和第六彎形夾層54B、54D、54F可由第三和第四繞組163、164共享。圖6中的繞圈以三角構(gòu)造連接，但替代地它們可以圖4中示出的Y構(gòu)造連接。
[0075]以上勾勒出的構(gòu)造提供了在設(shè)計(jì)具有特定的轉(zhuǎn)矩或系統(tǒng)電壓要求的電機(jī)10中的更大的靈活度。任意地指定電機(jī)10的構(gòu)造將不會(huì)產(chǎn)生所要求的轉(zhuǎn)矩輸出或滿足最小噪音要求。只有具有特定的凹槽數(shù)量、相位數(shù)量、極的數(shù)量、繞組數(shù)量、彎形夾層54A-F(相對(duì)于凹槽層22A-F)的構(gòu)造等的特定構(gòu)造將產(chǎn)生所需的功能性。這些特定的構(gòu)造不能容易地通過目測而確定。如果沒有正確地選擇布置，設(shè)計(jì)將被不充分地執(zhí)行或?qū)⒉粷M足功能要求。由于大量的可能的組合，可工作的構(gòu)造既不是容易確定的也不是明顯的。
[0076]這些詳細(xì)的描述和示圖或圖形對(duì)于本發(fā)明來說是支持性的和描述性的，而本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求限定。雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式和實(shí)施例，但是存在用于實(shí)踐在權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的多種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種定子組件，包括 多個(gè)定子凹槽，其限定多個(gè)凹槽層； 多個(gè)彎形夾，每個(gè)彎形夾具有定位在所述多個(gè)凹槽層的一層中的相應(yīng)第一腿部和定位在所述多個(gè)凹槽層的另一層中的相應(yīng)第二腿部，所述多個(gè)彎形夾每個(gè)構(gòu)造為允許電流從所述相應(yīng)第一腿部流至所述相應(yīng)第二腿部； 其中所述多個(gè)彎形夾被分成多個(gè)彎形夾層；并且 其中所述多個(gè)彎形夾形成多個(gè)繞組，所述多個(gè)繞組的每個(gè)至少部分地包括來自于所述多個(gè)彎形夾層中的至少兩層的多個(gè)彎形夾。
2.如權(quán)利要求1所述的定子組件，其中: 所述多個(gè)彎形夾層包括第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層； 所述多個(gè)繞組包括第一、第二、第三和第四繞組；并且 所述多個(gè)凹槽層包括第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽層。
3.如權(quán)利要求1所述的定子組件，其中: 所述第一彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第一凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第二凹槽層中； 所述第二彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第二凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第一凹槽層中； 所述第三彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第三凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第四凹槽層中； 所述第四彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第四凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第三凹槽層中； 所述第五彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第五凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第六凹槽層中； 所述第六彎形夾層由多個(gè)彎形夾限定，相應(yīng)第一腿部在所述第六凹槽層中并且相應(yīng)第二腿部在所述第五凹槽層中；并且 所述多個(gè)繞組包括第一、第二、第三和第四繞組。
4.如權(quán)利要求3所述的定子組件，其中: 所述第一繞組包括來自于所述第一和第三彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合； 所述第二繞組包括來自于所述第二和第四彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合； 所述第三繞組包括來自于所述第五和第三彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合；并且 所述第四繞組包括來自于所述第六和第四彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合。
5.如權(quán)利要求4所述的定子組件，其中: 所述第一繞組包括與來自于所述第三彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的6個(gè)串聯(lián)連接的、來自于所述第一彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的12個(gè)； 所述第二繞組包括與來自于所述第四彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的6個(gè)串聯(lián)連接的、來自于所述第二彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的12個(gè)； 所述第三繞組包括與來自于所述第三彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的6個(gè)串聯(lián)連接的、來自于所述第五彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的12個(gè)； 所述第四繞組包括與來自于所述第四彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的6個(gè)串聯(lián)連接的、來自于所述第六彎形夾層的多個(gè)彎形夾中的12個(gè)。
6.如權(quán)利要求4所述的定子組件: 其中所述多個(gè)彎形夾的每個(gè)是短節(jié)距線圈或全節(jié)距線圈，所述短節(jié)距線圈和全節(jié)距線圈分別構(gòu)造為延伸越過第一數(shù)量和第二數(shù)量的所述多個(gè)定子凹槽，使得所述第一數(shù)量小于第二數(shù)量； 其中所述第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層每個(gè)都包括短節(jié)距線圈和全節(jié)距線圈兩者；并且 其中所述第三彎形夾層包括比所述第一、第二、第五和第六彎形夾層的任何一個(gè)更多的短節(jié)距線圈。
7.如權(quán)利要求6所述的定子組件，其中: 所述第三和第四層每個(gè)都包括至少四個(gè)短節(jié)距線圈；并且 所述第一、第二、第五和第六彎形夾層每個(gè)都包括至少兩個(gè)短節(jié)距線圈。
8.如權(quán)利要求2所述的定子組件，其中: 所述第一繞組和第二繞組每個(gè)都包括來自于所述第一、第三和第五彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合；并且 所述第三繞組和第四繞組每個(gè)都包括來自于所述第二、第四和第六彎形夾層的多個(gè)彎形夾的組合。
9.如權(quán)利要求8所述的定子組件，其中: 所述第一和第二繞組每個(gè)都包括來自于所述第一、第三和第五彎形夾層的每個(gè)的多個(gè)彎形夾中的6個(gè)；并且 所述第三和第四繞組每個(gè)都包括來自于所述第二、第四和第六彎形夾層的每個(gè)的多個(gè)彎形夾中的6個(gè)。
10.一種電機(jī),包括: 定子組件； 轉(zhuǎn)子組件，其相對(duì)于所述定子組件可旋轉(zhuǎn)； 其中所述定子組件包括: 多個(gè)定子凹槽，其限定第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽層； 多個(gè)彎形夾，其各具有定位在所述第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽層的一層中的相應(yīng)第一腿部和定位在所述第一、第二、第三、第四、第五和第六凹槽層的另一層中的相應(yīng)第二腿部，所述多個(gè)彎形夾每個(gè)構(gòu)造為允許電流從所述相應(yīng)第一腿部流至所述相應(yīng)第二腿部； 其中所述多個(gè)彎形夾分成第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層；并且 所述多個(gè)彎形夾形成第一、第二、第三和第四繞組，所述第一、第二、第三和第四繞組的每個(gè)至少部分地包括來自于所述第一、第二、第三、第四、第五和第六彎形夾層中的至少兩層的多個(gè)彎形夾。
【文檔編號(hào)】H02K1/16GK104348274SQ201410354320
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月24日
【發(fā)明者】K.M.拉曼, E.L.凱瑟, S.朱科維克, P.J.薩瓦吉安 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司