制造电机的定子的方法和设备及有高填充系数的电机定子.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201080065088.5

申请日:

2010.03.03

公开号:

CN102823114A

公开日:

2012.12.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H02K 3/34申请日:20100303|||公开

IPC分类号:

H02K3/34; H02K15/12

主分类号:

H02K3/34

申请人:

泰克马奇有限公司

发明人:

桑特·古尔奇奥尼

地址:

意大利特拉莫

优先权:

专利代理机构:

北京市浩天知识产权代理事务所 11276

代理人:

刘云贵;韩龙

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内容摘要

公开一种用于制造电机的定子(1)的方法(20),所述定子包括定子芯体(2),所述定子芯体包括主体和在主体内部轴向延伸并且用于容纳条式定子绕组的条式导体(5,5’,5”)的多个插槽(8),所述方法(20)包括步骤:在所述多个插槽(8)的至少一个中分别插入(23)至少一个预成型绝缘片(10);沿着插槽(8)的整个轴向延伸或者沿着其大部分延伸在插槽中热成型(26)所述预成型绝缘片(10),从而为所述预成型绝缘片(10)赋予形状规则性和稳固性。通过描述的方法,可以制造具有高度和插槽填充系数相对较高的定子芯体的具有条式绕组的的定子。

权利要求书

1.用于制造电机的定子(1)的方法(20),所述定子包括定子芯体(2),所述定子芯体(2)包括主体和在主体内部轴向延伸并且用于容纳条式定子绕组的条式导体(5,5’,5”)的多个插槽(8),所述方法(20)包括步骤:在所述多个插槽(8)的至少一个插槽(8)中分别插入(23)至少一个预成型绝缘片(10);沿着插槽(8)的整个轴向延伸或者沿着其大部分延伸在各自的插槽(8)中热成型(26)预成型绝缘片(10),从而为所述预成型绝缘片(10)赋予形状规则性和稳固性。2.根据权利要求1所述的方法(20),其中所述热成型步骤(25)包括通过在插槽中插入预加热成型工具(53)以及在之后将其移除,按压预成型绝缘片(10)在插槽(8)内抵靠插槽(8)的侧壁。3.根据权利要求2所述的方法(20),包括将成型工具(53)预加热到大于或等于120度的温度。4.根据权利2或3的方法(20),其中所述成型工具(53)包括用于轴向插入各自插槽(8)的至少一个条(53)。5.根据权利要求4的方法(20),其中所述插槽用于容纳所述条式绕组的几个条式导体(5,5’,5”),其中所述成型工具(53)包括与要在插槽内容纳的条式导体的数量相同数量的多个条式导体。6.根据权利要求4或者5所述的方法(20),其中所述热成型步骤(25)包括通过将所述条相对定子芯体向前移动而将所述至少一个条(53)插入各自插槽(8)内的操作以及通过将所述条相对定子芯体向后移动而将所述条从插槽中释放的后续操作。7.根据前述任一项权利要求所述的方法(20),还包括将从定子芯体伸出的所述绝缘片(10)的端部(10’)张开的步骤(24),张开步骤(24)包括在所述伸出端部插入锥形张开元件(54)的操作,其中所述成型工具(53)可滑动地容纳在座(55)中,该座终止于所述锥形张开元件(54),所述成型步骤包括将所述成型元件滑动入所述座的操作。8.用于制造定子(1)的设备(50),所述定子包括定子芯体(2),所述定子芯体包括主体和在主体厚度上轴向延伸并且用于容纳定子绕组的条式导体(5,5’,5”)的多个插槽(8),所述插槽(8)用于分别容纳至少一个预成型绝缘片(10),其中所述设备(50)包括至少一个热成型工具(53),用于分别至少局部插入各自插槽(8)中,从而在之后从中移除,以使得可以后续在其中插入至少一个条式导体(5,5’,5”)。9.根据权利要求8所述的设备(50),其中所述热成型工具(53)包括至少一个可轴向插入所述插槽内的条。10.根据权利要求9所述的设备(50),其中所述插槽(8)用于容纳绕组的几个条式导体,其中所述成型工具(53)包括与要容纳在插槽(8)内的条式导体的数量相同数量的条。11.根据权利要求8所述的设备(50),包括所述成型工具(53)可以在其中滑动的座,从而可以相对定子芯体向前和向后移动。12.根据权利要求10所述的设备(50),包括至少一个锥形张开元件(54),用于张开伸出定子芯体外面的绝缘片(10)的端部(10’),其中所述锥形张开元件(54)包括可以由成型工具(53)通过的端部开口。13.电机的定子(1)包括:-条式定子绕组,包括多个条式导体(5,5’,5”);-定子芯体(2),具有多个插槽(8),每一个都可以分别容纳至少一个条式导体(5,5’,5”)以及至少一个绝缘片(10),所述定子芯体(2)在相互相对的第一面(3)和第二面(4)之间的高度上轴向延伸;其特征在于:-所述高度大于或等于100毫米;-所述插槽(8)的填充系数,即没有绝缘片(10)的插槽的横截面和插槽内容纳的至少一个条式导体的总导电截面之间的比率大于或等于80%。14.根据权利要求13所述的定子(1),其中所述高度大于或等于150毫米。15.根据权利要求13或14所述的定子(1),其中所述填充系数大于或等于85%。16.根据权利要求13-15中任一项权利要求所述的定子(1),其中所述条式导体的横截面具有的几何形状在最小尺寸处小于或等于3.5毫米。17.根据权利要求16所述的定子(1),其中所述最小尺寸小于或等于3毫米。18.电机和/或发电机包括转子,其特征在于其包括根据权利要求13-17中任一项权利要求所述的定子(1)。19.电动或者混合动力驱动车包括根据权利要求18所述的一个电机和/或发电机。

说明书

制造电机的定子的方法和设备及有高填充系数的电机定子

技术领域

本发明涉及一种用于制造电机的定子的方法和设备。本发明还涉及电机
中使用的一种具有高填充系数的定子。

背景技术

众所周知,用于电机的定子具有其中有多个插槽的定子芯体,多个条式
导体插入在前述插槽中并且相互不同端连接从而形成一个或多个定子绕组。
前述具有条式导体的定子绕组通常称作条式定子绕组。

为了制造前述的定子以及确保同一插槽中不同条式导体之间和/或条式
导体与定子芯体插槽的内壁之间正确的绝缘,提供了一种在每个插槽内插入
各个电绝缘材料例如复合材料制成的片的操作。基于一些不定的需求,根据
插槽的形状和类型、要插入同一插槽的条式导体的数量,现有技术提供了在
插入各自的插槽之前适当预成型前述的绝缘片。例如,已知的有“C”、“U”、
“S”、“Z”形状的预成型绝缘片(也有其它形状)。根据一些不定的需要,
还有可能在同一插槽中插入两个或更多预成型绝缘片。

通常,特别但不排他地假如将条式导体插入插槽里的方法是至少部分自
动化的过程,那么在用这些导体填充插槽之前在插槽中插入预成型绝缘片。
现有技术的方法中,在将预成型绝缘片插入插槽之后,至少从条式导体的插
入端将轴向伸出定子芯体的预成型绝缘片的端部张开。这样张开的部分可以
作为阻止元件用于防止向插槽中插入条式导体期间绝缘片沿着插槽被拖拽,
并且在条式导体插入定子芯体期间可以作为导引使用。

在公开为US2009/0265909的专利申请中,描述了一种用于制造定子的
方法,包括以下步骤:使用各自的预成型绝缘片填充定子芯体的插槽;从扭
转设备拉扯包括多个条式导体的整个绕组;同时在插槽中插入绕组的导体。

现有技术中,电机的性能取决于定子芯体的插槽填充系数并且要使得这
种系数尽可能高。然而如果这些插槽事先已经装备了一个或多个绝缘片,那
么这种需求与条式导体插入插槽期间遇到的困难和问题形成对比。实际上,
为了获得高填充系数,在插入绝缘片之后条式导体必须具有尽可能填充插槽
的剩余空间的外部尺寸。由于条式导体在它们插入插槽期间遇到的滑动摩擦
阻力限制了这种尺寸的优化。尤其是,如果插槽和条式导体具有一个相对较
高的纵向延伸,例如大于10厘米,特别是但不排他地在希望使用自动的插
槽填充过程的情况下,特别但不排他的是,如果这种填充同时用于所有或者
几乎所有插槽,有必要将条式导体横截面的尺寸保持在某些限定条件下,从
而使得剩余空间(也就是,在插入预成型绝缘片后插槽的可用空间)可以避
免它们在插入插槽期间有不必要的阻塞。特别但不排他的是在导体有相对较
小的横截面或者至少具有几何形状的横截面在最小尺寸处相对较小的情况
下感觉到这个问题。这种情况下,实际上,存在一种风险就是条式导体的阻
塞会导致该条式导体的预料外的弯曲,在一个自动化的方法中,在插槽中同
时插入多个条式导体将会导致方法停滞以及条式导体产生一些不能回收的
碎屑。

鉴于上述的一些限制,目前还不能制造出具有大于80%(该比率为没有
绝缘瓷漆的条式导体横截面和没有绝缘片的插槽的横截面之间的比率)的插
槽填充系数的定子,尤其是大于85%,其具有大于或等于100毫米的长度,
尤其是大于150毫米甚至是大于200毫米的长度,特别但不排他的是,条式
导体的横截面具有的几何形状在最小尺寸处小于或等于3.3毫米的(包括了
一种可能的绝缘瓷漆时所测量的),尤其是小于3.0毫米,例如等于2.8-2.9
毫米。

因此需要提供一种可以弥补上面提到的现有技术中的一些缺陷的制造
电机的定子的方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可以满足上述需求的方法。

该目的通过制造定子的方法来实现,该方法大体限定在最概括的形式的
所附的第一权利要求中和几个具体实施例形式的从属权利要求中。

本发明另一目的是提供一种用于制造定子的设备,尤其是可以为定子的
预成型绝缘片提供形状规则性和稳定性的设备。

本发明的另一目的是提供具有高插槽填充系数的条式导体的定子。

从下面结合附图对起示范作用而非限制作用的实施例进行的详细描述
本发明将会得到更好的理解。

附图说明

图1示意性地示出了一个用于电机的定子实施例的侧视图,该定子包括
定子芯体和条式定子绕组;

图2示意性地示出了一部分定子芯体的顶视图,其中示出的两个插槽用
来由预成型绝缘片和条式导体填充;

图3示意性示出了一部分定子芯体的顶视图,其中可以看到两个插槽由
绝缘片和条式导体填充;

图4示出了用于制造图1的定子的方法的流程图;

图5示出了用于执行图4方法的几个步骤的设备的正面视图,其中有一
些局部截面;

图6示出了图5设备一部分截面放大后的平面图;

图7示出了图5设备的侧截面的平面图;

附图中,由相同的数字标记来指示等效或类似的元件。

具体实施方式

本发明中出现的“扁平”或者“方形”条式导体,条式导体具有四个大
致扁平的侧面,每个侧面通常通过一个圆角与相邻侧面接合。

因此,用来描述条式导体的横截面的词语“扁平”或者“方形”或者等
效词语只是一般意义上的应用,并不能将具有连接基本扁平侧面的显著圆角
的条式导体排除在外。在这个意义上表述“扁平导体”指的是导体具有的两
个相对侧面之间的距离大于其它两个相对面之间的距离。本发明中表述“矩
形导体”是对扁平导体和方形导体的概括,方形导体是一种特殊的矩形导体,
其四个侧面具有相同尺寸。

参考附图,定子整体由1来表示,该定子包括定子芯体2。例如,定子
1是用于比如电动机的电机的定子,该电机例如用于电动或者混合动力驱动
车辆。

很明显,这种定子也可以用于作为发电机的电机中或者可替代的执行电
机功能和发电机功能的电机中。附图中仅仅示出了这种电机的定子,原因是
本领域的技术人员都知道电机或者通常的电动或者混合动力驱动车辆的其
它部分。

已知的方式中,定子芯体2包括例如由磁性材料制成的层压管状主体,
其在两个相对的面3、4之间轴向延伸(Z-Z轴)。

定子芯体2的主体包括多个插槽8,它们轴向延伸入主体的厚度并用于
容纳矩形条式导体5、5’、5”,它们共同形成至少一个条式导体绕组。根据
一个实施例,条式矩形导体5、5’、5”表面覆盖绝缘材料层,例如绝缘树脂
瓷漆。

根据一个实施例,矩形条式导体5、5’、5”包括第一组标准导体5,其
为U形条式导体(也叫作“发夹导体“),以及第二组特殊导体5、5”,其
包括例如端子5’或者跳线5”。U形导体具有折叠部分6,其从定子芯体2的
面3或者插入面3伸出,以及两个自由端部7,其从定子芯体2的另一面4
或者焊接面4伸出。

两个面3、4之间的距离限定了定子芯体的的高度H_s或轴向延伸。根
据一个实施例,该高度H_s大于或者等于100毫米。根据另一实施例,该高
度H_s大于或者等于150毫米,例如等于大概160毫米。根据另一实施例,
该高度H_s大于或等于200毫米。

上面所描述的都是本领域技术人员熟知的因此不再做详细描述。

根据一个实施例,前述条式导体5、5’、5”是铜导体也是扁平导体,以
便可以具有一对相对的面,相互间的距离大于其余两个面之间的距离。

根据一个实施例,矩形条式导体的横截面具有最小尺寸处小于或等于3.5
毫米(还包括可能有的绝缘瓷漆)的几何形状。根据一个实施例,该最小尺
寸(还包括可能有的绝缘瓷漆)小于或等于3.0毫米。例如,该最小尺寸(还
包括可能有的绝缘瓷漆)等于2.9毫米或者2.8毫米。在矩形条式导体中,
这说明了所述导体的至少两个相对面具有包含在上述范围内的厚度,其余两
个相对的面具有上述范围内或者外的任意尺寸。

参考图2和图3,定子芯体2的每个插槽8由前述条式导体5、5’、5”
中的至少一个横跨,并且容纳绝缘材料制成的片10或者护套10。本领域技
术人员熟知,该绝缘片10的特性便于对应于运行电力和工作温度被选择。

根据一个可能的示范性和非限制性实施例,绝缘片是包括两个
TufQUINTM(3MTM)层的多层片,这两层例如通过粘合方式耦合到中央聚酯片
的两个相对面上。

根据一个可能的实施例,插槽8是开放型的,也就是,他们具有面向芯
体2的主管状体的内部的开口9。

根据从上面众多可能中选择的一个特定的而且非限制性的实施例,每个
插槽8都由矩形条状导体5、5’、5”中的至少一对跨过,每个插槽容纳具有
S形横截面的由绝缘材料制成的片。根据一个实施例,如在图3所示,如果
条式导体是扁平的,同一插槽中的两个条式导体沿着它们各自的短边对齐。

如果每个插槽8都由多于两个的条式导体5、5’、5”横跨,可以为每个
插槽8插入多于一个S形的预成型绝缘片10,例如在横跨插槽8的每一对条
式导体上使用一个S形预成型性绝缘片10。在附图中未示出的一个替换实施
例中,例如有可能在一个单一的U形预成型绝缘片中插入一个单一的绝缘
片,即使在插槽8中存在多于一对条式导体,因此其中这个绝缘片被设置成
用于将条式导体与插槽的内壁绝缘,但是不用于将位于同一插槽内的条式导
体相互之间进行绝缘。这种情况下,这样的导体显然配备有合适的外部绝缘
衬里。

在图中未示出的另一些实施例中,插入在插槽中的预成型绝缘片10的
横截面不是”S”形,而是环形、“C”形、“Z”形等形状。

本发明中,预成型绝缘片是一种在插入插槽之前使用一种制造方法制成
的绝缘片,该方法适于为片赋予不同于扁平或者近似扁平形状的形状。前述
类型的一些制造方法对于本领域技术人员都是熟知的,通常它们可以提供绝
缘片的折叠操作从而从扁平或者近似扁平形状开始,形成“S”形、”C”形、”U”
形、”Z”形等形状。近似扁平的形状是不同于扁平形状的一种形状,例如一
种稍微弯曲的形状,绝缘片可以例如由于后者的存储呈现为围绕支撑件缠绕
的带子的一部分。

在图4中,简化的流程图示出了一种制造上述定子1的方法实施例20。

方法20包括预先排布21由条式导体5、5’、5”形成的条式定子绕组的
步骤,条式定子绕组将要插入在定子芯体2的插槽8中。公知的方式中,预
先排布步骤21包括预成型条式导体的操作、将它们插入形成设备中的操作、
以及通过该形成设备扭曲这些条式导体的操作。公知的方式中,预先安排步
骤21包括将所有这些条式导体从形成设备中一起拖出的操作,作为一个非
限制性实例,拖出是通过如在专利申请US2009/0265909中描述的提取设备
以及夹子抓紧(clamp-grip)设备。

方法20还包括在至少一个插槽8中插入至少一个预成型绝缘片10(例
如”S”预成型,或者“U”预成型或者”Z”预成型等)的步骤22。根据一个优
选实施例,插入步骤22包括在所有插槽8中分别地同时或者顺序插入至少
一个预成型绝缘片10。

方法20还包括在插槽8中沿着插槽8的整个轴向延伸或者很大一部分
延伸热成型所述至少一个预成型绝缘片10的步骤25。本发明中,很大一部
分是指长度大于或者等于插槽深度的75%的部分。优选地,前述的热成型步
骤25是对插在定子芯体2的插槽8里面的所有预成型绝缘片10同时执行。

本发明中,通过在插槽8中热成型预成型绝缘片10,这种操作可以在将
预成型绝缘片10插入到插槽8以后改变预成型绝缘片10的形状,从而可以
使其具有所预期的并且是稳定的形状。换句话说,热成型步骤25目的就是
为了给预成型绝缘片10赋予某种形状规则性和稳定性,从而后者可以在各
自的插槽8内呈现一个可以优化插槽8内剩余空间的断面,从而便于条式导
体5、5’、5”的插入。这种优化的目的是提高绝缘片10和插槽8内壁之间的
附着力和/或绝缘片10中的精确折叠和/或使绝缘片10表面上的不规则变平。
可以观察到的是通过在插槽内有利地运行前述热成型操作可以在这种操作
期间使插槽8的内壁起到支撑的作用。

根据一个实施例,热成型步骤25包括通过预加热成型工具53插入各个
插槽8并在之后移走而将前述至少一个预成型绝缘片10按压入各自插槽8。
因此在这种插入和之后移除期间,存在热成型工具53在绝缘片10的自由表
面上的滑动,抵靠着插槽8的内壁,用于优化预成型绝缘片10在插槽8内
的形状断面。根据一个实施例,在热成型步骤25之前,方法20包括将成型
工具53预加热到大于或等于120℃并且℃优选大于或等于150℃的温度的步
骤23。

根据一个实施例,成型工具53包括至少一个条53,热成型步骤包括通
过将条53相对于定子芯体2向前移动而在各自插槽中插入条53的操作,以
及通过将条相对于定子芯体2向后移动从条53中释放插槽8的后续步骤。

根据一个实施例,优选但非限制性的,条53的长度大于或者等于插槽8
的轴向延伸深度并将在插入侧3上被插入到插槽8中,从而跨过插槽8到达
端部中止位置,条53的自由端部从定子芯体2的焊接面4上向外伸出。显
然,这种情况下,热成型沿着插槽8的整个延伸长度进行。

根据一个实施例,如果插槽8用来容纳定子绕组的几个条式导体5、5’、
5”,如果预成型绝缘片10具有一个或多个中间间隔件11(例如,当使用具
有“S”形横向断面的预成型绝缘片时所出现的-图3),成型工具53包括可
以容纳在同一插槽8中与条式导体5、5’、5”相同数量的条53。例如,如果
每个插槽8可以容纳两个条式导体5、5’、5”而且预成型绝缘片10具有大致
S形横向断面,在示出的实施例中,热成型工具53将包括可以同时插入在同
一插槽8中的两个条53。

根据一个优选实施例,方法20包括使绝缘片10的端部10’张开的步骤
24,绝缘片10从定子芯体2伸出,从所述芯体的轴向端部侧,并优选从插
入面3侧伸出。张开步骤24包括在所述伸出端部10’插入锥形张开元件54
的操作。更加优选的是,参照图6,成型工具53可滑动地容纳在中止于锥形
张开元件54的中空外壳座55中,因此,锥形张开元件54是一个装配有可
以由成型工具53跨过的端部开口的锥形中空张开元件54。根据一个实施例,
张开元件54比较适宜为预加热元件。另外,比较明显的是,张开步骤24可
以对于位于定子芯体2中的所有绝缘片10同时执行,通过包括多个锥形张
开元件54的圆形结构来执行这种步骤。

张开步骤24可以在热成型步骤25之前执行,或者根据一个优选实施例,
与热成型步骤25同时或者至少部分时间交叠执行。在后一个实施例中,参
考图5,实际上可以看到,例如,可以使成型工具53在座55内滑动,而锥
形张开元件54抵靠在绝缘片10的伸出部10’上。

回到图4的流程图,根据一个实施例,在热成型步骤25以后,所述方
法20包括步骤:将所有的条式导体5、5’、5”插入各自插槽中的插入步骤
26,如在预排布步骤21中所预排布的。由于有绝缘片10在插槽8中的热成
型步骤,可以知道,如所期望的那样,插入步骤26是比较容易的;由于条
式导体相对长的长度以及相对小的横截面这种步骤也是较方便的。同时,插
入步骤可以获得插槽8的高填充系数。

根据一个实施例,方法20包括后续的用于折叠和焊接条式导体从定子
芯体2的焊接面2伸出的端部的步骤27。该步骤27对于本领域技术人员来
说是熟知的,因此不在文中做进一步的描述。

参考图5-7,将描述制造定子的设备50的一个实施例,尤其是对至少一
个预成型绝缘片进行形状稳定的成型设备50,通过成型设备50热成型步骤
25可以在定子芯体中插入预成型绝缘片之后对其执行。根据将要描述的一个
实施例,成型设备50可以用于执行上述的预加热步骤23和张开步骤24。

设备50包括用于容纳热成型工具53的管状外壳52。管状外壳52例如
与支撑板51一体制造,该支撑板用于在支撑横木或者臂上挂起设备50(图
中未示出),例如相对于支撑和工作面60可垂直移动(沿着Z-Z轴)。管
状外壳52尤其可以容纳多个热成型条对53,他们围绕设备50的工作轴z1
呈圆周排列。在运行设备50时工作轴z1与定子芯体2的Z-Z轴对齐。在这
个实施例中,每一对热成型条51包括第一和第二条52,相互邻近且呈放射
状排列。

热成型条53与同一支撑板56一体制造,该支撑板可以通过线性电机沿
着工作轴z1轴向移动,该线性电机可以是电动的、气动的或者液压的,包
括可滑动柱塞57和滚筒58。

热成型条53位于外壳座55中,其可操作地通过设备20中的分布式加
热元件59加热。因此,当条53位于外壳座55中时,它们由分布式加热元
件59进行预加热。例如,这些条被加热到大于或等于120℃的温度,例如被
加热到120℃和160℃之间的温度,优选等于150℃。然而,可以看到,该温
度代表一个可以由本领域技术人员基于预成型绝缘片10的特性来设计的参
数,从而获得预期的热成型效果。

一旦获得了期望的操作温度,成型条52通过电机57、58可以轴向移入
一个组中,用于穿透地滑入定子芯体2的各自插槽8内。这是为了执行上面
描述的预成型绝缘片10的热成型步骤25。

根据所进行的实验的结果,可以看到对于成型条53没有必要在插槽8
内停留一段较长时间。而是,在成型条式53插入之后以及拔出之前,在插
槽8内进行短暂的停留就足够了(例如,在0.5-2秒的时间,优先为1秒)。

设备20可以方便地配备有至少一个包括多个管状和锥形张开元件50的
圆形阵列,它们可以由成型条53跨过以张开绝缘片10的伸出出端部10’,
从而可以使用同一设备50在插槽内执行张开步骤24和热成型步骤25。也可
以使用分布式加热元件59来加热管状锥形张开元件54。

最后,参考图7,可以看到,设备20可以具有支撑和工作面60用来支
撑邻接的定子芯体20。现有技术中公知的是,表面60可以是围绕竖直轴z2
旋转的表面,设备20可以不受限制地组成特定机器的一部分,或者作为另
一选择,可以表示相互之间以角度间隔的多个工作站中的一个。在这些工作
站中,定子芯体2可以通过旋转表面60而驱动以便受到几个分立的工作步
骤的处理。

该领域中的一些测试显示,通过上述的方法和设备,有可能完全获得预
先确定的目标,因为有可能制造具有一个高度(Z-Z轴),或者具有一个相
对较高“轴向延伸”高度同时具有高插槽填充系数的定子,因为通过预成型
绝缘片在插槽中热成型,可以达到:稳固形状并在插槽内直接优化预成型绝
缘片的断面,方便将条式导体20插入到插槽8中。

尤其是,通过该领域中的测试,定子可以被制造成为:

具有一个高度大于或等于100毫米的定子芯体;

其中插槽9的填充系数,指的是没有绝缘片10的插槽的横截面与插槽
中至少一个条式导体的总导电截面之间的比率大于或等于80%。

尤其是,前述类型的定子需要高度大于或等于150毫米,尤其是大于或
等于200毫米。

尤其是,前述类型的定子需要填充系数大于或等于85%。

尤其是,前述类型的定子需要条式导体的横截面具有的几何形状在最小
尺寸处小于或等于3.5毫米,尤其是小于或等于3毫米。

当然本领域技术人员为了满足特定和某些需求可以对上述方法和设备
进行多种修改和变化;所有的修改和变化都包含在由权利要求所限定的本发
明的保护范围之内。

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1、(10)申请公布号 CN 102823114 A (43)申请公布日 2012.12.12 C N 1 0 2 8 2 3 1 1 4 A *CN102823114A* (21)申请号 201080065088.5 (22)申请日 2010.03.03 H02K 3/34(2006.01) H02K 15/12(2006.01) (71)申请人泰克马奇有限公司 地址意大利特拉莫 (72)发明人桑特古尔奇奥尼 (74)专利代理机构北京市浩天知识产权代理事 务所 11276 代理人刘云贵 韩龙 (54) 发明名称 制造电机的定子的方法和设备及有高填充系 数的电机定子 (57) 摘要 公开一种用于制。

2、造电机的定子(1)的方法 (20),所述定子包括定子芯体(2),所述定子芯体 包括主体和在主体内部轴向延伸并且用于容纳 条式定子绕组的条式导体(5,5,5”)的多个插槽 (8),所述方法(20)包括步骤:在所述多个插槽 (8)的至少一个中分别插入(23)至少一个预成型 绝缘片(10);沿着插槽(8)的整个轴向延伸或者 沿着其大部分延伸在插槽中热成型(26)所述预 成型绝缘片(10),从而为所述预成型绝缘片(10) 赋予形状规则性和稳固性。通过描述的方法,可以 制造具有高度和插槽填充系数相对较高的定子芯 体的具有条式绕组的的定子。 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.08.31 (86)。

3、PCT申请的申请数据 PCT/IT2010/000092 2010.03.03 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/108013 EN 2011.09.09 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书7页 附图6页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 6 页 1/2页 2 1.用于制造电机的定子(1)的方法(20),所述定子包括定子芯体(2),所述定子芯体 (2)包括主体和在主体内部轴向延伸并且用于容纳条式定子绕组的条式导体(5,5,5”)的 多个插槽(8),所述方法(20)包括步骤: 在所述多个插槽(8)的至少一个。

4、插槽(8)中分别插入(23)至少一个预成型绝缘片 (10); 沿着插槽(8)的整个轴向延伸或者沿着其大部分延伸在各自的插槽(8)中热成型(26) 预成型绝缘片(10),从而为所述预成型绝缘片(10)赋予形状规则性和稳固性。 2.根据权利要求1所述的方法(20),其中所述热成型步骤(25)包括通过在插槽中插入 预加热成型工具(53)以及在之后将其移除,按压预成型绝缘片(10)在插槽(8)内抵靠插槽 (8)的侧壁。 3.根据权利要求2所述的方法(20),包括将成型工具(53)预加热到大于或等于120度 的温度。 4.根据权利2或3的方法(20),其中所述成型工具(53)包括用于轴向插入各自插槽 (。

5、8)的至少一个条(53)。 5.根据权利要求4的方法(20),其中所述插槽用于容纳所述条式绕组的几个条式导体 (5,5,5”),其中所述成型工具(53)包括与要在插槽内容纳的条式导体的数量相同数量的 多个条式导体。 6.根据权利要求4或者5所述的方法(20),其中所述热成型步骤(25)包括通过将所述 条相对定子芯体向前移动而将所述至少一个条(53)插入各自插槽(8)内的操作以及通过 将所述条相对定子芯体向后移动而将所述条从插槽中释放的后续操作。 7.根据前述任一项权利要求所述的方法(20),还包括将从定子芯体伸出的所述绝缘 片(10)的端部(10)张开的步骤(24),张开步骤(24)包括在所述。

6、伸出端部插入锥形张开元 件(54)的操作,其中所述成型工具(53)可滑动地容纳在座(55)中,该座终止于所述锥形张 开元件(54),所述成型步骤包括将所述成型元件滑动入所述座的操作。 8.用于制造定子(1)的设备(50),所述定子包括定子芯体(2),所述定子芯体包括主体 和在主体厚度上轴向延伸并且用于容纳定子绕组的条式导体(5,5,5”)的多个插槽(8), 所述插槽(8)用于分别容纳至少一个预成型绝缘片(10), 其中所述设备(50)包括至少一个热成型工具(53),用于分别至少局部插入各自插槽 (8)中,从而在之后从中移除,以使得可以后续在其中插入至少一个条式导体(5,5,5”)。 9.根据权。

7、利要求8所述的设备(50),其中所述热成型工具(53)包括至少一个可轴向插 入所述插槽内的条。 10.根据权利要求9所述的设备(50),其中所述插槽(8)用于容纳绕组的几个条式导 体,其中所述成型工具(53)包括与要容纳在插槽(8)内的条式导体的数量相同数量的条。 11.根据权利要求8所述的设备(50),包括所述成型工具(53)可以在其中滑动的座,从 而可以相对定子芯体向前和向后移动。 12.根据权利要求10所述的设备(50),包括至少一个锥形张开元件(54),用于张开伸 出定子芯体外面的绝缘片(10)的端部(10),其中所述锥形张开元件(54)包括可以由成型 工具(53)通过的端部开口。 1。

8、3.电机的定子(1)包括: 权 利 要 求 书CN 102823114 A 2/2页 3 -条式定子绕组,包括多个条式导体(5,5,5”); -定子芯体(2),具有多个插槽(8),每一个都可以分别容纳至少一个条式导体(5,5, 5”)以及至少一个绝缘片(10),所述定子芯体(2)在相互相对的第一面(3)和第二面(4)之 间的高度上轴向延伸; 其特征在于: -所述高度大于或等于100毫米; -所述插槽(8)的填充系数,即没有绝缘片(10)的插槽的横截面和插槽内容纳的至少 一个条式导体的总导电截面之间的比率大于或等于80%。 14.根据权利要求13所述的定子(1),其中所述高度大于或等于150毫米。

9、。 15.根据权利要求13或14所述的定子(1),其中所述填充系数大于或等于85%。 16.根据权利要求13-15中任一项权利要求所述的定子(1),其中所述条式导体的横截 面具有的几何形状在最小尺寸处小于或等于3.5毫米。 17.根据权利要求16所述的定子(1),其中所述最小尺寸小于或等于3毫米。 18.电机和/或发电机包括转子,其特征在于其包括根据权利要求13-17中任一项权利 要求所述的定子(1)。 19.电动或者混合动力驱动车包括根据权利要求18所述的一个电机和/或发电机。 权 利 要 求 书CN 102823114 A 1/7页 4 制造电机的定子的方法和设备及有高填充系数的电机定子 。

10、技术领域 0001 本发明涉及一种用于制造电机的定子的方法和设备。本发明还涉及电机中使用的 一种具有高填充系数的定子。 背景技术 0002 众所周知,用于电机的定子具有其中有多个插槽的定子芯体,多个条式导体插入 在前述插槽中并且相互不同端连接从而形成一个或多个定子绕组。前述具有条式导体的定 子绕组通常称作条式定子绕组。 0003 为了制造前述的定子以及确保同一插槽中不同条式导体之间和/或条式导体与 定子芯体插槽的内壁之间正确的绝缘,提供了一种在每个插槽内插入各个电绝缘材料例如 复合材料制成的片的操作。基于一些不定的需求,根据插槽的形状和类型、要插入同一插槽 的条式导体的数量,现有技术提供了在插。

11、入各自的插槽之前适当预成型前述的绝缘片。例 如,已知的有“C”、“U”、“S”、“Z”形状的预成型绝缘片(也有其它形状)。根据一些不定的需 要,还有可能在同一插槽中插入两个或更多预成型绝缘片。 0004 通常,特别但不排他地假如将条式导体插入插槽里的方法是至少部分自动化的过 程,那么在用这些导体填充插槽之前在插槽中插入预成型绝缘片。现有技术的方法中,在将 预成型绝缘片插入插槽之后,至少从条式导体的插入端将轴向伸出定子芯体的预成型绝缘 片的端部张开。这样张开的部分可以作为阻止元件用于防止向插槽中插入条式导体期间绝 缘片沿着插槽被拖拽,并且在条式导体插入定子芯体期间可以作为导引使用。 0005 在。

12、公开为US2009/0265909的专利申请中,描述了一种用于制造定子的方法,包括 以下步骤:使用各自的预成型绝缘片填充定子芯体的插槽;从扭转设备拉扯包括多个条式 导体的整个绕组;同时在插槽中插入绕组的导体。 0006 现有技术中,电机的性能取决于定子芯体的插槽填充系数并且要使得这种系数尽 可能高。然而如果这些插槽事先已经装备了一个或多个绝缘片,那么这种需求与条式导体 插入插槽期间遇到的困难和问题形成对比。实际上,为了获得高填充系数,在插入绝缘片之 后条式导体必须具有尽可能填充插槽的剩余空间的外部尺寸。由于条式导体在它们插入插 槽期间遇到的滑动摩擦阻力限制了这种尺寸的优化。尤其是,如果插槽和条。

13、式导体具有一 个相对较高的纵向延伸,例如大于10厘米,特别是但不排他地在希望使用自动的插槽填充 过程的情况下,特别但不排他的是,如果这种填充同时用于所有或者几乎所有插槽,有必要 将条式导体横截面的尺寸保持在某些限定条件下,从而使得剩余空间(也就是,在插入预成 型绝缘片后插槽的可用空间)可以避免它们在插入插槽期间有不必要的阻塞。特别但不排 他的是在导体有相对较小的横截面或者至少具有几何形状的横截面在最小尺寸处相对较 小的情况下感觉到这个问题。这种情况下,实际上,存在一种风险就是条式导体的阻塞会导 致该条式导体的预料外的弯曲,在一个自动化的方法中,在插槽中同时插入多个条式导体 将会导致方法停滞以及。

14、条式导体产生一些不能回收的碎屑。 0007 鉴于上述的一些限制,目前还不能制造出具有大于80%(该比率为没有绝缘瓷漆 说 明 书CN 102823114 A 2/7页 5 的条式导体横截面和没有绝缘片的插槽的横截面之间的比率)的插槽填充系数的定子,尤 其是大于85,其具有大于或等于100毫米的长度,尤其是大于150毫米甚至是大于200 毫米的长度,特别但不排他的是,条式导体的横截面具有的几何形状在最小尺寸处小于或 等于3.3毫米的(包括了一种可能的绝缘瓷漆时所测量的),尤其是小于3.0毫米,例如等于 2.8-2.9毫米。 0008 因此需要提供一种可以弥补上面提到的现有技术中的一些缺陷的制造电。

15、机的定 子的方法。 发明内容 0009 本发明的一个目的在于提供一种可以满足上述需求的方法。 0010 该目的通过制造定子的方法来实现,该方法大体限定在最概括的形式的所附的第 一权利要求中和几个具体实施例形式的从属权利要求中。 0011 本发明另一目的是提供一种用于制造定子的设备,尤其是可以为定子的预成型绝 缘片提供形状规则性和稳定性的设备。 0012 本发明的另一目的是提供具有高插槽填充系数的条式导体的定子。 0013 从下面结合附图对起示范作用而非限制作用的实施例进行的详细描述本发明将 会得到更好的理解。 附图说明 0014 图1示意性地示出了一个用于电机的定子实施例的侧视图,该定子包括定。

16、子芯体 和条式定子绕组; 0015 图2示意性地示出了一部分定子芯体的顶视图,其中示出的两个插槽用来由预成 型绝缘片和条式导体填充; 0016 图3示意性示出了一部分定子芯体的顶视图,其中可以看到两个插槽由绝缘片和 条式导体填充; 0017 图4示出了用于制造图1的定子的方法的流程图; 0018 图5示出了用于执行图4方法的几个步骤的设备的正面视图,其中有一些局部截 面; 0019 图6示出了图5设备一部分截面放大后的平面图; 0020 图7示出了图5设备的侧截面的平面图; 0021 附图中,由相同的数字标记来指示等效或类似的元件。 具体实施方式 0022 本发明中出现的“扁平”或者“方形”条。

17、式导体,条式导体具有四个大致扁平的侧 面,每个侧面通常通过一个圆角与相邻侧面接合。 0023 因此,用来描述条式导体的横截面的词语“扁平”或者“方形”或者等效词语只是 一般意义上的应用,并不能将具有连接基本扁平侧面的显著圆角的条式导体排除在外。在 这个意义上表述“扁平导体”指的是导体具有的两个相对侧面之间的距离大于其它两个相 对面之间的距离。本发明中表述“矩形导体”是对扁平导体和方形导体的概括,方形导体是 说 明 书CN 102823114 A 3/7页 6 一种特殊的矩形导体,其四个侧面具有相同尺寸。 0024 参考附图,定子整体由1来表示,该定子包括定子芯体2。例如,定子1是用于比如 电动。

18、机的电机的定子,该电机例如用于电动或者混合动力驱动车辆。 0025 很明显,这种定子也可以用于作为发电机的电机中或者可替代的执行电机功能和 发电机功能的电机中。附图中仅仅示出了这种电机的定子,原因是本领域的技术人员都知 道电机或者通常的电动或者混合动力驱动车辆的其它部分。 0026 已知的方式中,定子芯体2包括例如由磁性材料制成的层压管状主体,其在两个 相对的面3、4之间轴向延伸(Z-Z轴)。 0027 定子芯体2的主体包括多个插槽8,它们轴向延伸入主体的厚度并用于容纳矩形 条式导体5、5、5”,它们共同形成至少一个条式导体绕组。根据一个实施例,条式矩形导体 5、5、5”表面覆盖绝缘材料层,例。

19、如绝缘树脂瓷漆。 0028 根据一个实施例,矩形条式导体5、5、5”包括第一组标准导体5,其为U形条式导 体(也叫作“发夹导体“),以及第二组特殊导体5、5”,其包括例如端子5或者跳线5”。U形 导体具有折叠部分6,其从定子芯体2的面3或者插入面3伸出,以及两个自由端部7,其从 定子芯体2的另一面4或者焊接面4伸出。 0029 两个面3、4之间的距离限定了定子芯体的的高度H_s或轴向延伸。根据一个实施 例,该高度H_s大于或者等于100毫米。根据另一实施例,该高度H_s大于或者等于150毫 米,例如等于大概160毫米。根据另一实施例,该高度H_s大于或等于200毫米。 0030 上面所描述的都。

20、是本领域技术人员熟知的因此不再做详细描述。 0031 根据一个实施例,前述条式导体5、5、5”是铜导体也是扁平导体,以便可以具有一 对相对的面,相互间的距离大于其余两个面之间的距离。 0032 根据一个实施例,矩形条式导体的横截面具有最小尺寸处小于或等于3.5毫米 (还包括可能有的绝缘瓷漆)的几何形状。根据一个实施例,该最小尺寸(还包括可能有的绝 缘瓷漆)小于或等于3.0毫米。例如,该最小尺寸(还包括可能有的绝缘瓷漆)等于2.9毫 米或者2.8毫米。在矩形条式导体中,这说明了所述导体的至少两个相对面具有包含在上 述范围内的厚度,其余两个相对的面具有上述范围内或者外的任意尺寸。 0033 参考图。

21、2和图3,定子芯体2的每个插槽8由前述条式导体5、5、5”中的至少一个 横跨,并且容纳绝缘材料制成的片10或者护套10。本领域技术人员熟知,该绝缘片10的特 性便于对应于运行电力和工作温度被选择。 0034 根据一个可能的示范性和非限制性实施例,绝缘片是包括两个TufQUIN TM (3M TM )层 的多层片,这两层例如通过粘合方式耦合到中央聚酯片的两个相对面上。 0035 根据一个可能的实施例,插槽8是开放型的,也就是,他们具有面向芯体2的主管 状体的内部的开口9。 0036 根据从上面众多可能中选择的一个特定的而且非限制性的实施例,每个插槽8都 由矩形条状导体5、5、5”中的至少一对跨过。

22、,每个插槽容纳具有S形横截面的由绝缘材料 制成的片。根据一个实施例,如在图3所示,如果条式导体是扁平的,同一插槽中的两个条 式导体沿着它们各自的短边对齐。 0037 如果每个插槽8都由多于两个的条式导体5、5、5”横跨,可以为每个插槽8插入 多于一个S形的预成型绝缘片10,例如在横跨插槽8的每一对条式导体上使用一个S形预 说 明 书CN 102823114 A 4/7页 7 成型性绝缘片10。在附图中未示出的一个替换实施例中,例如有可能在一个单一的U形预 成型绝缘片中插入一个单一的绝缘片,即使在插槽8中存在多于一对条式导体,因此其中 这个绝缘片被设置成用于将条式导体与插槽的内壁绝缘,但是不用于。

23、将位于同一插槽内的 条式导体相互之间进行绝缘。这种情况下,这样的导体显然配备有合适的外部绝缘衬里。 0038 在图中未示出的另一些实施例中,插入在插槽中的预成型绝缘片10的横截面不 是”S”形,而是环形、“C”形、“Z”形等形状。 0039 本发明中,预成型绝缘片是一种在插入插槽之前使用一种制造方法制成的绝缘 片,该方法适于为片赋予不同于扁平或者近似扁平形状的形状。前述类型的一些制造方法 对于本领域技术人员都是熟知的,通常它们可以提供绝缘片的折叠操作从而从扁平或者近 似扁平形状开始,形成“S”形、”C”形、”U”形、”Z”形等形状。近似扁平的形状是不同于扁 平形状的一种形状,例如一种稍微弯曲的。

24、形状,绝缘片可以例如由于后者的存储呈现为围 绕支撑件缠绕的带子的一部分。 0040 在图4中,简化的流程图示出了一种制造上述定子1的方法实施例20。 0041 方法20包括预先排布21由条式导体5、5、5”形成的条式定子绕组的步骤,条式 定子绕组将要插入在定子芯体2的插槽8中。公知的方式中,预先排布步骤21包括预成型 条式导体的操作、将它们插入形成设备中的操作、以及通过该形成设备扭曲这些条式导体 的操作。公知的方式中,预先安排步骤21包括将所有这些条式导体从形成设备中一起拖出 的操作,作为一个非限制性实例,拖出是通过如在专利申请US2009/0265909中描述的提取 设备以及夹子抓紧(cla。

25、mpgrip)设备。 0042 方法20还包括在至少一个插槽8中插入至少一个预成型绝缘片10(例如” S”预 成型,或者“U”预成型或者”Z”预成型等)的步骤22。根据一个优选实施例,插入步骤22包 括在所有插槽8中分别地同时或者顺序插入至少一个预成型绝缘片10。 0043 方法20还包括在插槽8中沿着插槽8的整个轴向延伸或者很大一部分延伸热成 型所述至少一个预成型绝缘片10的步骤25。本发明中,很大一部分是指长度大于或者等于 插槽深度的75的部分。优选地,前述的热成型步骤25是对插在定子芯体2的插槽8里面 的所有预成型绝缘片10同时执行。 0044 本发明中,通过在插槽8中热成型预成型绝缘片。

26、10,这种操作可以在将预成型绝 缘片10插入到插槽8以后改变预成型绝缘片10的形状,从而可以使其具有所预期的并且 是稳定的形状。换句话说,热成型步骤25目的就是为了给预成型绝缘片10赋予某种形状 规则性和稳定性,从而后者可以在各自的插槽8内呈现一个可以优化插槽8内剩余空间的 断面,从而便于条式导体5、5、5”的插入。这种优化的目的是提高绝缘片10和插槽8内壁 之间的附着力和/或绝缘片10中的精确折叠和/或使绝缘片10表面上的不规则变平。可 以观察到的是通过在插槽内有利地运行前述热成型操作可以在这种操作期间使插槽8的 内壁起到支撑的作用。 0045 根据一个实施例,热成型步骤25包括通过预加热成。

27、型工具53插入各个插槽8并 在之后移走而将前述至少一个预成型绝缘片10按压入各自插槽8。因此在这种插入和之后 移除期间,存在热成型工具53在绝缘片10的自由表面上的滑动,抵靠着插槽8的内壁,用 于优化预成型绝缘片10在插槽8内的形状断面。根据一个实施例,在热成型步骤25之前, 方法20包括将成型工具53预加热到大于或等于120并且优选大于或等于150的温 说 明 书CN 102823114 A 5/7页 8 度的步骤23。 0046 根据一个实施例,成型工具53包括至少一个条53,热成型步骤包括通过将条53相 对于定子芯体2向前移动而在各自插槽中插入条53的操作,以及通过将条相对于定子芯体 2。

28、向后移动从条53中释放插槽8的后续步骤。 0047 根据一个实施例,优选但非限制性的,条53的长度大于或者等于插槽8的轴向延 伸深度并将在插入侧3上被插入到插槽8中,从而跨过插槽8到达端部中止位置,条53的 自由端部从定子芯体2的焊接面4上向外伸出。显然,这种情况下,热成型沿着插槽8的整 个延伸长度进行。 0048 根据一个实施例,如果插槽8用来容纳定子绕组的几个条式导体5、5、5”,如果预 成型绝缘片10具有一个或多个中间间隔件11(例如,当使用具有“S”形横向断面的预成型 绝缘片时所出现的图3),成型工具53包括可以容纳在同一插槽8中与条式导体5、5、5” 相同数量的条53。例如,如果每个。

29、插槽8可以容纳两个条式导体5、5、5”而且预成型绝缘 片10具有大致S形横向断面,在示出的实施例中,热成型工具53将包括可以同时插入在同 一插槽8中的两个条53。 0049 根据一个优选实施例,方法20包括使绝缘片10的端部10张开的步骤24,绝缘 片10从定子芯体2伸出,从所述芯体的轴向端部侧,并优选从插入面3侧伸出。张开步骤 24包括在所述伸出端部10插入锥形张开元件54的操作。更加优选的是,参照图6,成型 工具53可滑动地容纳在中止于锥形张开元件54的中空外壳座55中,因此,锥形张开元件 54是一个装配有可以由成型工具53跨过的端部开口的锥形中空张开元件54。根据一个实 施例,张开元件5。

30、4比较适宜为预加热元件。另外,比较明显的是,张开步骤24可以对于位 于定子芯体2中的所有绝缘片10同时执行,通过包括多个锥形张开元件54的圆形结构来 执行这种步骤。 0050 张开步骤24可以在热成型步骤25之前执行,或者根据一个优选实施例,与热成型 步骤25同时或者至少部分时间交叠执行。在后一个实施例中,参考图5,实际上可以看到, 例如,可以使成型工具53在座55内滑动,而锥形张开元件54抵靠在绝缘片10的伸出部 10上。 0051 回到图4的流程图,根据一个实施例,在热成型步骤25以后,所述方法20包括步 骤:将所有的条式导体5、5、5”插入各自插槽中的插入步骤26,如在预排布步骤21中所。

31、预 排布的。由于有绝缘片10在插槽8中的热成型步骤,可以知道,如所期望的那样,插入步骤 26是比较容易的;由于条式导体相对长的长度以及相对小的横截面这种步骤也是较方便 的。同时,插入步骤可以获得插槽8的高填充系数。 0052 根据一个实施例,方法20包括后续的用于折叠和焊接条式导体从定子芯体2的焊 接面2伸出的端部的步骤27。该步骤27对于本领域技术人员来说是熟知的,因此不在文中 做进一步的描述。 0053 参考图5-7,将描述制造定子的设备50的一个实施例,尤其是对至少一个预成型 绝缘片进行形状稳定的成型设备50,通过成型设备50热成型步骤25可以在定子芯体中插 入预成型绝缘片之后对其执行。。

32、根据将要描述的一个实施例,成型设备50可以用于执行上 述的预加热步骤23和张开步骤24。 0054 设备50包括用于容纳热成型工具53的管状外壳52。管状外壳52例如与支撑板 说 明 书CN 102823114 A 6/7页 9 51一体制造,该支撑板用于在支撑横木或者臂上挂起设备50(图中未示出),例如相对于支 撑和工作面60可垂直移动(沿着Z-Z轴)。管状外壳52尤其可以容纳多个热成型条对53, 他们围绕设备50的工作轴z1呈圆周排列。在运行设备50时工作轴z1与定子芯体2的 Z-Z轴对齐。在这个实施例中,每一对热成型条51包括第一和第二条52,相互邻近且呈放 射状排列。 0055 热成型。

33、条53与同一支撑板56一体制造,该支撑板可以通过线性电机沿着工作轴 z1轴向移动,该线性电机可以是电动的、气动的或者液压的,包括可滑动柱塞57和滚筒58。 0056 热成型条53位于外壳座55中,其可操作地通过设备20中的分布式加热元件59 加热。因此,当条53位于外壳座55中时,它们由分布式加热元件59进行预加热。例如,这 些条被加热到大于或等于120的温度,例如被加热到120和160之间的温度,优选等 于150。然而,可以看到,该温度代表一个可以由本领域技术人员基于预成型绝缘片10的 特性来设计的参数,从而获得预期的热成型效果。 0057 一旦获得了期望的操作温度,成型条52通过电机57、。

34、58可以轴向移入一个组中, 用于穿透地滑入定子芯体2的各自插槽8内。这是为了执行上面描述的预成型绝缘片10 的热成型步骤25。 0058 根据所进行的实验的结果,可以看到对于成型条53没有必要在插槽8内停留一段 较长时间。而是,在成型条式53插入之后以及拔出之前,在插槽8内进行短暂的停留就足 够了(例如,在0.5-2秒的时间,优先为1秒)。 0059 设备20可以方便地配备有至少一个包括多个管状和锥形张开元件50的圆形阵 列,它们可以由成型条53跨过以张开绝缘片10的伸出出端部10,从而可以使用同一设备 50在插槽内执行张开步骤24和热成型步骤25。也可以使用分布式加热元件59来加热管 状锥形。

35、张开元件54。 0060 最后,参考图7,可以看到,设备20可以具有支撑和工作面60用来支撑邻接的定子 芯体20。现有技术中公知的是,表面60可以是围绕竖直轴z2旋转的表面,设备20可以不 受限制地组成特定机器的一部分,或者作为另一选择,可以表示相互之间以角度间隔的多 个工作站中的一个。在这些工作站中,定子芯体2可以通过旋转表面60而驱动以便受到几 个分立的工作步骤的处理。 0061 该领域中的一些测试显示,通过上述的方法和设备,有可能完全获得预先确定的 目标,因为有可能制造具有一个高度(Z-Z轴),或者具有一个相对较高“轴向延伸”高度同时 具有高插槽填充系数的定子,因为通过预成型绝缘片在插槽。

36、中热成型,可以达到:稳固形状 并在插槽内直接优化预成型绝缘片的断面,方便将条式导体20插入到插槽8中。 0062 尤其是,通过该领域中的测试,定子可以被制造成为: 0063 具有一个高度大于或等于100毫米的定子芯体; 0064 其中插槽9的填充系数,指的是没有绝缘片10的插槽的横截面与插槽中至少一个 条式导体的总导电截面之间的比率大于或等于80%。 0065 尤其是,前述类型的定子需要高度大于或等于150毫米,尤其是大于或等于200毫 米。 0066 尤其是,前述类型的定子需要填充系数大于或等于85%。 0067 尤其是,前述类型的定子需要条式导体的横截面具有的几何形状在最小尺寸处小 说 明。

37、 书CN 102823114 A 7/7页 10 于或等于3.5毫米,尤其是小于或等于3毫米。 0068 当然本领域技术人员为了满足特定和某些需求可以对上述方法和设备进行多种 修改和变化;所有的修改和变化都包含在由权利要求所限定的本发明的保护范围之内。 说 明 书CN 102823114 A 10 1/6页 11 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102823114 A 11 2/6页 12 图3 说 明 书 附 图CN 102823114 A 12 3/6页 13 图4 说 明 书 附 图CN 102823114 A 13 4/6页 14 图5 说 明 书 附 图CN 102823114 A 14 5/6页 15 图6 说 明 书 附 图CN 102823114 A 15 6/6页 16 图7 说 明 书 附 图CN 102823114 A 16 。

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