將線圈插入到多相旋轉電機定子中的方法及其相關的定子的製作方法
2023-07-31 19:08:36 2
專利名稱：將線圈插入到多相旋轉電機定子中的方法及其相關的定子的製作方法
技術領域：
本發明整體涉及多相旋轉電機領域，如機動車輛的交流發電機或交流-啟動器。
更確切地說，本發明的第一方面涉及一種將一波浪形線圈插入到一旋轉電機如機動車輛的交流發電機或交流-啟動器的定子中的方法，定子包括一中心有孔並具有一個對稱軸的迭片結構(paquet de tles)，和一些設在迭片結構的一徑向內表面中的軸向穿透溝槽，這些溝槽提供了多個徑向分層的收納位置，線圈包括多個相繞組，每個相繞組由一根連續的電導線構成，該方法包括以下階段
1)形成每個繞組，繞組的導線形成一系列被一些連接段連接的齒狀體，每個齒狀體包括兩個彼此相對的側向分支和一連接兩個側向分支的頭部分支，每個側向分支用於插在一溝槽的一收納位置中；
2)使繞組在一插入工具上就位；
3)將圈匝插入到定子的溝槽中。
背景技術：
這類方法在現有技術中是已知的，例如文件US A 4 864 715。該文件中，每個相繞組包括多個圈匝，並且將相位相繼放在接受輪形式的插入工具上，然後藉助一工具將相位插在迭片結構的溝槽中，該工具包括一些能夠徑向移動的排出機構。一相位一相位地實現插入。
需要注意的是，接受輪的厚度基本等於定子的厚度。
這種方法形成的定子在迭片結構的二側具有非常密的髻狀體(chignons)，對空氣的流動產生很強的阻力。另外，髻狀體是不對稱的，其中一個髻狀體的高度大於另一個髻狀體的高度，這對冷卻這些髻狀體的空氣的流動也是不利的。
另外，溝槽的充填率，即通常為銅的裸線的截面與溝槽的完整截面之間的比值更高，一種在溝槽邊緣與導線之間起作用的溝槽絕緣物安裝在溝槽中，但將導線插入到溝槽中需要的力更大，因此在有些條件下可能破壞產品的質量，因為導線之間的相互作用很多並且是多種多樣的。
更確切地說，最後插入的相位應推動前面插入的相位。力從一相位到另一相位的傳遞不好。
在有些條件下，這可能破壞產品的質量。
發明內容
在這個背景下，本發明的目的是克服上述缺陷。
為此，根據上面前言中給出的普遍定義，本發明的方法的主要特徵在於，在一柱形插入工具上實現使繞組就位的步驟2)，每個繞組構成多個圍繞插入工具的圈匝，這些圈匝按一定的順序重疊，並且繞組同時纏繞在插入工具的周圍，相繼在所述確定順序中纏繞的圈匝交替屬於不同的繞組。
根據一特徵，將圈匝插入到定子溝槽中的階段3)按照與纏繞相反的順序實現，這些圈的側向分支逐漸佔據徑向更靠內位置。
由於本發明，可以同時插入所有相位，並增加溝槽的充填率，因為在圈匝從插入工具向定子溝槽轉移期間，側向分支很好地實現了在溝槽中的就位。
另外，同一插入工具可以用於具有不同長度迭片結構的定子。
在本發明的一可能的實施例中，纏繞的順序包括一系列相同的序列，每個序列由每個繞組的一圈匝構成。
根據另一有利的特徵，齒狀體在插入工具上延伸在各自的與插入工具的對稱軸平行或者與該對稱軸稍微傾斜的平面中。
有利地，通過插入工具沿定子對稱軸的移動，即軸向移動實現將繞組插入到溝槽中的階段3)。
另外，同一的齒狀體的側向分支基本是直的，並互相平行。
齒狀體的頭部分支最好是彎曲的，並在定子的第一軸向側形成一髻狀體。
同樣，連接段分別連接兩個沿導線的相鄰齒狀體的兩個側向分支，並且具有彎曲的形狀，這些連接段在與定子的第一軸向側相對的第二軸向側形成一髻狀體。可以通過本發明得到不對稱或對稱的髻狀體，並在髻狀體內、外之間帶有空氣通過的通道。
根據另一有利的特徵，階段1)形成的頭部分支和/或連接段的高度沿繞組增加或減小，以便得到良好的溝槽充填率。
在這種情況下，側向分支插入到溝槽底部的徑向靠外位置的圈匝的頭部分支和/或連接段的高度比側向分支佔據徑向靠內位置的圈匝大。
根據另一有利的特徵，該方法在階段3)後包括一通過使連接段和/或頭部分支向內傾斜形成髻狀體的階段4)。
有利地，該方法在階段3)後包括一通過使連接段和/或頭部分支向外傾斜形成髻狀體的階段4)。
另外，需要注意的是，該方法在階段1)和2)之間包括一階段1』)一旦將繞組插入到定子中，使導線在用於跨過其它的導線或同一導線的其它區域的區域局部成形。
有利地，導線局部成形最好在於使導線的截面局部變形，或使導線局部彎曲。
在這種情況下，通過鉗子夾、模壓成形或滾壓實現局部成形。
導線具有圓形截面，溝槽的圓周寬度為導線直徑的倍數。
在一可能的實施例中，溝槽的圓周寬度等於導線的直徑，佔據徑向最內位置的分支通過沿一圓周方向的擴大發生變形，以便將佔據其它位置的分支保持在溝槽內。
在另一可能的實施例中，溝槽的圓周寬度等於至少兩個導線直徑，並且在一徑向內側有一開口，開口的兩個相對邊被兩個軸向突起(redans)部分阻塞，一在溝槽內側貼靠在擋片上的平底墊塊將佔據溝槽的分支保持在溝槽內。
另外，溝槽的徑向深度是導線直徑的倍數。
最後，線圈可以是簡單的波浪形，或者分散的波浪形。
根據第二方面，本發明涉及一種多相旋轉電機如機動車輛交流發電機或交流-啟動器的定子，該定子包括一有一對稱軸的中心有孔的迭片結構、一些設在迭片結構徑向內表面的軸向穿透溝槽，每個溝槽提供多個徑向分層的收納位置，和一包括多個相繞組的線圈，每個繞組由一根連續的導電線構成。
每個繞組的導線形成一系列被連接段連接的齒狀體，每個齒狀體包括兩個彼此相對的側向分支和一連接兩側向分支的頭部分支，每個側向分支將插入到一溝槽的一收納位置中；[37]每個繞組構成多個圍繞定子的圈匝。
繞組的圈匝按確定的順序插入到溝槽中，這些圈匝的側向分支逐漸佔據徑向更內的位置；[39]其特徵在於，按所述確定順序的相繼圈匝交替屬於不同的繞組。
有利地，確定的順序包括一系列相同的序列，每個序列由每個繞組的一圈匝構成。
同一齒狀體的側向分支最好是直的，並互相平行。
例如，齒狀體的頭部分支是彎曲的，並在定子的第一軸向側形成一髻狀體。
另外，連接段分別連接沿導線的兩個相鄰齒狀體的兩個側向分支，並具有彎曲的形狀，這些段在與定子的第一軸向側相對的第二側形成一髻狀體。
根據一實施變型，構成髻狀體的連接段和/或頭部分支都向內傾斜。
有利地，構成髻狀體的連接段和/或頭部分支都向外傾斜。
導線最好在該導線越過其它導線或同一導線的其它區域的區域中局部成形。
在這種情況下，導線的局部成形在於使導線的截面局部變形，或使導線局部彎曲。
有利地，通過鉗子夾、模壓成形、或滾壓實現局部成形。
根據另一有利的特徵，導線的截面為圓形，溝槽的圓周寬度是導線直徑的倍數。
在一實施變型中，溝槽的圓周寬度等於導線直徑，佔據徑向更靠內位置的分支通過沿一圓周方向的擴大發生變形，以便把佔據其它位置的分支保持在溝槽內。
在另一實施變型中，溝槽的圓周寬度等於導線的至少兩個直徑，並且在一徑向內側有一開口，該開口在兩個相對側邊被兩個軸向突起部分堵塞，一貼靠在溝槽內側的擋片上的平底墊塊將佔據溝槽的分支保持在溝槽內。
另外，溝槽的徑向深度是導線直徑的倍數。
最後，線圈可以是簡單波浪形，或分散波浪形。
當然，上述所有特徵可以單獨存在或綜合存在。
通過下面作為非限定示例的描述並參照附圖，本發明的其它特徵和優點將更加清楚，附圖中[56]-圖1A和1B分別為根據現有技術的方法和本發明的方法得到的定子一部分的軸向視圖；[57]-圖2A和2B是圖1A和1B定子的透視圖；[58]-圖3是圖1B和2B定子的一相繞組在階段1)的成形後的展開示意圖；[59]-圖4是圖1B和2B定子的三個相繞組的展開示意圖，表示這三個繞組插入後在定子中交叉的區域，圓圈表示局部成形的區域；[60]-圖5是在階段2)繞組在該工具上就位後的插入工具側視圖；[61]-圖6是沿圖5箭頭VI的透視圖；[62]-圖7A和7B是示意圖，表示通過插入工具的軸向移動將圈匝插入到定子溝槽中的階段3)；[63]-圖8是階段3)的迭片結構和插入工具的側視圖；[64]-圖9是沿圖8箭頭IX的透視圖；[65]-圖10是一根據本發明得到的定子的側視示意圖；以及[66]-圖11A、11B和11C分別是本發明定子的一寬度分別對應於一導線直徑和兩個導線直徑的溝槽以及一現有工藝定子溝槽橫截面的示意圖。
具體實施例方式該插入方法適用於一要插入到一機動車輛交流發電機或交流-啟動器的定子1中的波浪形線圈50。
定子1的整體包括一形式為具有一軸向對稱軸20的柱形迭片結構10的定子體(圖10)和一些設在迭片結構10徑向內表面11中的軸向溝槽30。溝槽30被一些叫做齒的軸向肋條35互相分開(圖11A、11B)。
這些溝槽30正好軸向穿過中心有孔的迭片結構10因為它們延伸在迭片結構10的整個軸向長度上，並且在內側與兩個相對的軸向端徑向開放。這些溝槽30中的每一個提供多個徑向分層的收納位置。
線圈50包括多個相繞組70，每個相繞組由一根連續的電導線60構成(圖3和4)。例如導線由覆蓋一層絕緣物如琺瑯的銅製成。每個相繞組70包括數個圈匝73，一個圈匝相當於定子體上的一圈。
一種圖2B中可以看到的溝槽絕緣物以已知的方式位於導線與溝槽邊緣之間。
例如可以從圖2B和10中看到的，導線60和相繞組70在迭片結構10外，在它的二側形成髻狀體40、40』。由於本發明的方法，這些髻狀體可以使空氣流通，並且是緊湊的。
該方法包括以下階段[74]1)形成每個繞組70；[75]2)使繞組70在一插入工具80上就位；[76]3)將圈匝73插入到定子溝槽30中。
在第一階段，繞組的導線60形成一系列被連接段72連接的齒狀體71，如圖3所示。每個齒狀體71包括兩個彼此相對的側向分支711，每個側向分支用於插入到溝槽30的一收納位置，和一連接兩個側向分支711的頭部分支712。
每個溝槽提供多個在多個高度上徑向分層的接受側向分支的位置(圖11A-11C)。
根據一特徵，連接段72和頭部分支712的形狀是傾斜的，以便使髻狀體40、40』更緊湊，並有利於空氣通過。
這裡連接段72和分支712的形狀為頂部平坦的V形。
根據一特徵，在第二階段，繞組在一柱形工具上實現就位，如圖5所示。每個繞組70構成多個圍繞插入工具80的圈匝73。
導線60和相繞組70的排列和保持比文件US A 4 864 715中的接受輪形狀的工具要好。
在第三階段，圈匝73在確定的順序中重疊。
另外，這有利於繞組軸向插入，特別是一次插入，或作為變型多次插入。
在第三階段，藉助工具80按照與纏繞相反的順序將圈匝73插入到定子1的溝槽30中，這些圈匝73的側向分支711隨著圈匝73的插入逐漸佔據徑向更靠內位置，如圖7A和7B所示。
因此可以實現規則的插入，或作為變型實現不規則的插入或有控制的插入。
在圖5中看到，插入工具80包括多個圓周形分布並與工具的軸向對稱軸平行的指爪81，這些指爪具有轉向工具的軸向上邊的自由端，這些指爪被間隙82分開。
當繞組在階段2)就位時，繞組70位於插入工具上，使每個齒狀體71的每個側向分支711位於一間隙82中，並主要向圓外延伸，頭部分支712通過圓的內側連接側向分支，連接段72通過圓的外側連接齒狀體。
圈匝73從工具80的上側套在指爪81的自由端上，並與插入工具80的對稱軸平行地重疊，首先就位的圈匝位於工具的下側，並且最後就位的圈匝位於工具80的上側。
間隙82的數量等於溝槽30的數量。
在階段3)，圈匝73從插入工具80轉移給迭片結構10，同一圈匝73的齒狀體71的側向分支711插在多個均勻分布在迭片結構10周圍的溝槽30中，這些溝槽被同樣數量的其它溝槽30互相分開。頭部分支712在迭片結構10的第一軸向側形成一髻狀體40，並且連接段72在與迭片結構10的第一軸向側相對的第二軸向側形成另一髻狀體40』。
圈匝73以同心的方式插在溝槽30中，首先插入的圈匝73徑向位於迭片結構10外，在溝槽的底部，最後插入的圈匝73徑向位於迭片結構10內，在溝槽開口處。
根據本發明的一特徵，繞組70在階段2)的同時纏繞在插入工具80周圍，這使得在確定順序中相繼的圈匝73交替屬於不同的繞組70。
在一特別有利的實施例中，纏繞順序包括一系列相同的序列，每個序列由每個繞組70的一圈匝73構成。
在階段3)將圈匝73插入到溝槽30中後，在定子中，從外向內得到包括每個繞組70的一圈匝73的第一系列圈匝73，然後是與第一系列相同的第二圈匝，然後是第三圈匝，等等。
被一給定繞組70的圈匝的側向分支711佔據的溝槽30與屬於同一系列的其它繞組70的圈匝的側向分支711佔據的溝槽30的角度錯開。
因此，在髻狀體40、40』中，同一系列圈匝的頭部分支712和連接段72沒有徑向對齊，而是相反，如圖2B中看到的，互相角度錯開。
因此，圈匝的頭部分支712和連接段72在髻狀體40、40』中不構成阻礙相對旋轉電機的冷卻空氣循環的緻密塊。
根據本發明的另一圖5中可以看到的特徵，一旦圈匝73纏繞在插入工具80上，齒狀體71分別延伸在一些與插入工具80的對稱軸平行或者稍微傾斜於該對稱軸的平面中。
由於通過插入工具80沿定子1的對稱軸20移動，即軸向移動實現將繞組70插入到溝槽30中的階段3)，這個特徵特別重要。
指爪81決定工具80的外徑，該直徑略小於迭片結構10的內徑。
如圖7A和7B所示，除了指爪81外，工具80還包括一可以在指爪81形成的柱形中心軸向移動的蘑菇狀物體83。蘑菇狀物體83的外徑幾乎與指爪81構成的柱形的內徑相等。
插入工具80位於定子1的第二軸向側的下面，它的上端向上。
這裡工具80沿圖7A、7B的軸線20軸向向上移動，以便將圈匝73插入，在側向分支711插入到溝槽30中的第一階段期間，指爪81和蘑菇狀物體83平行軸向移動，然後在第二階段期間，指爪81保持不動，而蘑菇狀物體83繼續移動。
在第一階段期間，蘑菇狀物體83和指爪81以同一速度移動。側向分支711從下面深入到溝槽30中，並且沿溝槽30向上滑動。首先是每個側向分支711的一部分立即延伸到指爪81外的部分嵌入到相應的溝槽30中，然後隨著插入工具80向上移動，整個側向分支711從指爪延伸到連接段72。
當指爪81的自由端到達迭片結構10朝向第一側的軸向表面處時，第一階段結束。
指爪81固定不動，而蘑菇狀物體83繼續移動，使其將頭部分支712軸向向上推，如圖9所示。
蘑菇狀物體83直接推在處於最下面的圈匝73的頭部分支712上，這些頭部分支712把這個力傳遞給處於更上面的圈匝。因此可以理解的是，蘑菇狀物體83推動整個圈匝73，並且只通過一次操作將這些圈匝都插入到溝槽中。
該運動具有雙重作用。它可以使頭部分支712翻轉到指爪81的自由端以上，這些分支將處於迭片結構10的軸向延長線中。位於上面的圈匝73的分支首先翻轉，位於下面的圈匝73的分支最後翻轉。
還可以軸向拉連接段72，以便將它們鎖定在迭片結構10的第二側的位置，並形成髻狀體40』。
由於繞組70的齒狀體71處於插入工具80上，在一些幾乎與該工具的對稱軸平行的平面中，當側向分支711插入到溝槽30中並且當頭部分支翻轉到指爪81的自由端以上時，這些側向分支711實際上不承受扭矩。
另外，圈匝73在插入工具80周圍的排列可以非常有效地把蘑菇狀物體83的推力傳遞給離它最遠的圈匝73，即傳遞給位於插入工具80上最高的圈匝73。
為此，圈匝73的纏繞順序可以使一圈匝的每個頭部分支712貼靠在至少直接在上面的圈匝的至少兩個頭部分支712上，這兩個頭部分支712的每個貼靠在更上面的圈匝的另外兩個頭部分支712上。因此推力沿圓周方向非常好地分布在插入工具周圍。
由於只通過一次操作插入所有繞組70，蘑菇狀物體應能夠在頭部分支712上施加一很大的推力。為此，插入工具80帶有兩個動作器，一向上推蘑菇狀物體的下動作器，和一向上拉蘑菇狀物體的上動作器。因此蘑菇狀物體83具有實現頭部分支712在良好條件下就位所必需的能力。
根據另一特別有利的特徵，階段1)形成的頭部分支712和連接段72的軸向高度沿繞組70增加或減小。
如圖3所示，在階段1)結束時，繞組70沿一縱向整體方向延伸，所有側向分支711基本橫向延伸，並且在一縱向行列中互相平行。
齒狀體71的頭部分支712都位於行列的同一側，並且是彎曲的，這些頭部分支的凹面向側向分支711一側。
連接段72位於該行列與頭部分支712相對的一側，形狀也是彎曲的，並且凹面朝向側向分支711。
正如圖3中看到的，所有側向分支711的橫向長度相同，但是彎曲的頭部分支712和連接段72的軸向高度沿繞組70變化。通過彎曲的頭部分支712和連接段72的軸向高度理解沿橫向考慮的高度。
另外，極性間距，即行列中兩個相鄰側向分支711之間的縱向間距，沿整個繞組70是恆定的。例外的是，兩個側向分支711可以在繞組70的一些特殊點被一不同的間距分開。
用於首先插入到溝槽30中並且它們的側向分支711插入到溝槽30底部徑向靠外位置的圈匝73在階段1)結束時的頭部分支712和連接段72的橫向高度比側向分支711佔據徑向靠內位置的圈匝73的橫向高度高。
在圖1的例子中，同一圈匝73的所有頭部分支712和連接段72的高度相同。
該高度沿繞組70從一圈匝73到下一圈匝均勻降低。
人們知道，需要沿繞組保持同一極性間距，在分支711之間設置一恆定間距，該間距相當於這些分支嵌入的溝槽30的開口之間的間距。
同一繞組的不同圈匝73的頭部分支712和連接分支72之間的高度差補償了一外圈匝的相鄰側向分支711處於溝槽30底部並且互相間之間的距離比一內圈匝的側向分支711大的事實，這些分支位於溝槽30的入口。
一旦圈匝插入到迭片結構10中，連接兩個外分支711頭部分支712或連接段72將比連接兩個內分支711的頭部分支712或連接段72更開放。由於它的開口更大，它將承受一壓扁作用，該作用將其帶到和連接兩個內分支711的頭部分支712或連接段72相同的高度。
因此得到所有零件具有相同軸向高度的髻狀體，如圖2B所示。
剛才描述的並用於補償外、內圈匝的分支711之間的間距差的圈匝73的橫向高度沿繞組70的變化可以與另一用於得到分層髻狀體的圈匝橫向高度變化相結合。
這種附加到第一變化上的另一變化使同一髻狀體的頭部分支712或連接段72的高度將從外向內增加或降低。圖1A所示的現有工藝的定子髻狀體的頭部分支712和連接段72具有這樣的分層。髻狀體的這種形態有利於冷卻。
在階段3)後加入一通過連接段72和/或頭部分支712向內或向外機械傾斜就可以從一髻狀體由同一高度的零件構成的定子得到類似的結果。
例如藉助一徑向內或向外移動並使連接段72和/或頭部分支712變形的鉗口(mors)實現這種傾斜。
根據另一有利的特徵，該方法在階段1)和階段2)之間包括一一旦繞組70插入到定子中，使導線60在該導線用於跨越其它繞組70的導線60或跨越同一導線的其它區域的區域61局部成形的階段1』)。
圖4中，這些區域61用圓圈標出。
導線60的局部成形在於使導線60的截面局部變形，或使導線60局部彎曲。
變形的目的是使截面局部展平，使截面在確定的方向變薄，但是並不減少電流通過的總截面。導線60的交叉區61沿所述確定方向重疊，使得兩個疊放的導線60的體積減小。在圓形導線60的情況下，展平一般導致形成一橢圓形截面。
可以通過藉助適當鉗子的夾緊、在裝有適當模型的壓力機中模壓、或藉助一滾動工具的滾壓實現區域61的展平。
在導線60的區域61形成局部彎曲可以使導線的交叉點在髻狀體40的一個堆積較少的地點錯開，此處具有足以允許導線60交叉的空間。
藉助通過拉伸導線使導線局部變形的鉤子實現這種彎曲。
人們知道，導線60一般具有圓形截面。為了便於將側向分支711布置到溝槽30內，並增加銅在這些溝槽中的密度，選擇這些溝槽30的圓周寬度為導線直徑的倍數。
該寬度一般等於導線60直徑的一倍或二倍。作為變型，溝槽的寬度大於導線直徑的二倍，例如為直徑的3倍或4倍。
在溝槽30的圓周寬度等於導線60直徑的情況下，佔據徑向更靠內位置即最靠近迭片結構10內周邊的側向分支711通過沿圓周方向的擴張發生變形，如圖11A所示。所述側向分支711貼靠在溝槽的兩個相對的徑向表面上，因此被鎖定在溝槽30中的位置。因此佔據其它位置的側向分支711被保持在溝槽30內。
這種變形在階段3)後進行，一般在側向分支711的三個點進行。這種變形使導線的圓形截面轉變成一橢圓形截面。
在溝槽30的圓周寬度等於至少兩個導線60的直徑的情況下(圖11B)，這些溝槽30的一徑向內側有一被兩個軸向突起32從兩個相對側邊局部堵塞的開口31，這兩個軸向突起也叫做齒腳，並從齒35突起。佔據每個溝槽30的側向分支711被一在溝槽30的內側貼靠在擋片32上的平底墊塊33保持在溝槽30內。
該墊塊33延伸在溝槽30的整個軸向長度上，並且形狀為矩形。
需要注意的是，在溝槽30的寬度等於導線60的一直徑的情況下，齒35不需要帶有擋片33，因此可以取消墊塊33。因此簡化了迭片結構10的結構以及將繞組70插入溝槽30的過程。
最後，還是為了便於將側向分支711放置到溝槽30中，溝槽30的徑向深度可以是導線60直徑的倍數。
如圖11A和11B所示，溝槽30直徑的選擇使得導線60的側向分支711在插入溝槽30的階段3)一般布置為幾個排列很好的徑向行列。
因此人們可以理解，上面描述的方法具有許多優點。
周期短是因為只需一次操作就可實現所有相繞組的插入。
另外，準備繞組的操作特別細緻和小心。階段1)和1』)可以在插入階段3)結束時得到排列很好的缺陷很少的髻狀體。下遊進行的質量控制和修正缺陷的作業大大加速，因此減少了循環周期的時間。
由於蘑菇形物體的推力很好地從在插入工具上位於下部的圈匝傳遞給位於上部的圈匝，髻狀體的形成以很好的順序進行。該力均勻分布在工具的整個圓周上。
最後，該方法適用於現有工具，並幾乎不需要對工具進行修改。
符合本發明的定子還有一些優點。
由於不同繞組的圈匝在插入順序中是交替的，髻狀體特別通氣。因此大大便於髻狀體的冷卻。因此穿過髻狀體的冷卻空氣的流量可以超過每秒十升。
如上所述，導線是銅的，銅在溝槽中的密度可以增加到65％，這個密度是未絕緣的側向分支的截面面積與未絕緣的溝槽截面面積之比。在現有工藝的定子中，該密度限制在45-50％。
這個結果是本發明的幾個方面結合的作用。
該結果首先是由於側向分支以有序的方式插入溝槽中。
該結果還在於很好地準備導線交叉的區域，這樣可以很好地布置髻狀體，因此優化側向分支711在溝槽中的位置。
最後，溝槽直徑的選擇、取消墊塊或使用矩形墊塊代替現有工藝中的U形墊塊都參與得到該結果。
需要注意的是，圈匝齒狀體在插入工具上基本垂直就位與通過工具的軸向移動將圈匝插入到溝槽中相結合可以使導線在插入過程中基本不變形。因此插入前經受特殊成形的交叉區61不會變形，並且正確地排列在轉子髻狀體中。
上面描述的方法適用於包括任何數量溝槽的定子和包括任何數量相繞組的線圈。該方法特別適用於包括36-96個溝槽的定子，相當於一6-8個極的轉子，並適用於包括3-6個相繞組的線圈。
線圈可以是簡單的波浪形，或展開的波浪形。
本發明適用於所有導線直徑和通常用於機動車輛交流發動機定子的普通定子的所有直徑，這裡導線的形狀為具有圓形截面或作為變型具有方形截面的柱形。
人們將發現，符合本發明的定子還用於安裝在一帶有內風扇的交流發電機中，例如文件EP-A-0515 259中描述的交流發電機。這種交流發電機包括一圍繞一轉子的定子，例如一帶爪的定子，或一具有突出極的定子。
轉子與一軸連在一起，該軸通過滾珠軸承對中轉動安裝在一外殼中，該外殼由兩個叫做前支座和後支座的部分構成。支座是空心的，並且每個支座有一帶有開口的底部，以便形成空氣入口，和一也帶有開口的圓周邊，以便形成空氣出口。支座的底部整體為橫向，並且中心帶有一滾珠軸承，用於轉動安裝轉子的支撐軸。每個底部的外周邊被整體為軸向的圓周邊延長，並有凸肩，以便安裝定子體，定子體帶有多個相繞組的線圈，相繞組的髻狀體突起延伸在定子體的軸向二側，並且在支座圓周邊緣開口以下，例如藉助螺釘或拉杆將支座組裝在一起，以便形成接納定子和轉子的外殼。轉子的至少一個軸向端帶有一徑向位於相關髻狀體下面的風扇。後支座帶有至少一握刷器，而一與轉子的支撐軸連在一起的皮帶輪與前支座相鄰。由於可以用一帶有多個激發線圈的帶有突起極的定子代替帶激發線圈和爪的轉子，對於交流發電機的其它組成部分，可參照上述文件。一整流橋，例如二極體整流橋，與相繞組連接。作為變型，該整流橋的形成是為了還形成一換流器，例如文件FR-A-2 745 444中描述的，以便在定子的相繞組中注入電流，使交流發電機作為電馬達運行，用於啟動機動車輛的熱發動機，這種交流發電機叫做交流-啟動器。
在所有情況下，當轉子的支撐軸轉動時，一個或多個風扇可以在空氣入口和出口之間產生一股穿過符合本發明的線圈髻狀體的空氣流。更確切地說，單獨準備導線的階段，然後是在將繞組插入到溝槽中之前的繞組組織階段可以使叫做髻狀體的定子線圈的頭部具有對稱特徵，這些特徵可以在髻狀體中產生空氣通過的孔眼和斜面，它們可以改善穿過髻狀體的空氣流動，例如每秒十升以上。
當然，作為變型，由於本發明的工具，一髻狀體的軸向高度可以比另一髻狀體高。
當然，溝槽的絕緣物在導線插入溝槽前放入並最好固定在溝槽中。為了簡化，圖11A和11B中沒有出示圖1A、2B、9和11C中可以看見的溝槽絕緣物。
導線的截面可以是圓形，如圖中所示，或者為方形、矩形、橢圓形或其它形狀。
圖中定子體的形狀為柱形。作為變型，定子體的外周邊為非柱形，例如為酒桶形。作為變型，在迭片結構的每個鐵皮中形成的溝槽傾斜於軸向。
由於本發明，裝有符合本發明的帶有線圈的定子的多相旋轉電機功率更大。
每個相繞組包括一根或幾根導線。例如每個相繞組可以至少包括二根導線。
權利要求
1.將一波浪形線圈插入到多相旋轉電機的定子中的方法，所述定子(1)包括一迭片結構(10)——其中心開孔且具有一個對稱軸(20)，和軸向穿透溝槽(30)——其設在所述迭片結構(10)的徑向內表面中，這些溝槽(30)提供多個徑向分層的收納位置，所述線圈包括多個相繞組(70)，每個相繞組由一連續的電導線(60)構成，該方法包括以下階段1)形成每個繞組(70)，該繞組的導線(60)構形成一系列被連接段(72)連接的齒狀體(71)，每個齒狀體包括兩個彼此相對的側向分支(711)和一連接所述兩側向分支(711)的頭部分支(712)，每個側向分支用於插在一溝槽(30)的一收納位置中；2)使繞組(70)在一插入工具(80)上就位；3)將圈匝(73)插入到所述定子的溝槽(30)中，其特徵在於，在一柱形插入工具(80)上實施繞組就位的階段2)，每個繞組(70)構成多個圍繞所述插入工具(80)的圈匝(73)，這些圈匝(73)按一確定的順序重疊；並且所述繞組(70)同時纏繞在所述插入工具(80)的周圍，在所述確定的纏繞順序中相繼的圈匝(73)交替地屬於不同的繞組(70)。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，將圈匝(73)插入到所述定子溝槽(30)中的階段3)按與纏繞順序相反的順序實現，這些圈匝(73)的側向分支(711)逐漸佔據更靠內的徑向位置。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述纏繞的順序包括一系列相同的序列，每個序列由每個繞組(70)的一圈匝(73)構成。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述插入工具(80)上，所述齒狀體(71)延伸在與所述插入工具(80)的對稱軸平行或者相對於該軸稍微傾斜的相應平面中。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，將所述繞組(70)插入到所述溝槽(30)中的階段3)通過所述插入工具(80)沿所述定子(1)的對稱軸(20)的移動實現。
6.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述齒狀體(71)的頭部分支(712)是彎曲的，並且在所述定子(1)的第一軸向側形成一髻狀體(40)。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述連接段(72)沿所述導線(60)連接兩相鄰的齒狀體(71)的兩相應的側向分支(711)，並且所述連接段(72)具有一彎曲的形狀，這些連接段在與所述定子(1)的第一軸向側相對的第二軸向側形成一髻狀體(40)。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，在階段1)形成的頭部分支(712)和/或連接段(72)具有沿所述繞組(70)遞增或遞降的高度。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，其側向分支(711)插入到溝槽(30)底部的徑向靠外位置的圈匝(73)具有頭部分支(712)和/或連接段(72)，該頭部分支(712)和/或連接段(72)的高度比其側向分支(711)佔據徑向靠內位置的圈匝(73)的相對較大。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法在階段3)後包括一階段4)通過所述連接段(72)和/或所述頭部分支(712)向內傾斜形成髻狀體(40)。
11.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法在階段3)後包括一階段4)通過所述連接段(72)和/或所述頭部分支(712)向外傾斜形成髻狀體(40)。
12.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法在階段1)和階段2)之間包括一階段1』)一旦所述繞組(70)插入到所述定子(1)中，使所述導線(60)在該導線用於與其它導線(60)交叉的或同一導線(60)的其它區域交叉的區域(61)中局部成形。
13.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述導線(60)具有一圓形截面，所述溝槽(30)具有一數倍於導線(60)直徑的圓周寬度。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述溝槽(30)的圓周寬度對應於所述導線(60)的直徑，佔據徑向最內位置的側向分支(711)通過沿一圓周方向的擴大發生變形，以便將佔據其它位置的側向分支(711)保持在溝槽(30)內。
15.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述溝槽(30)的圓周寬度等於所述導線(60)直徑的至少兩倍，並且在徑向內側有一在兩相對側被兩軸向突起(32)部分地堵塞的開口(31)，通過一在所述溝槽(30)的內側貼靠著所述突起(32)的平底墊塊(33)，將佔據所述溝槽的側向分支(711)保持在所述溝槽內。
16.多相旋轉電機的定子，該定子包括一迭片結構(10)，其中心開孔並且具有一對稱軸(20)；軸向穿透溝槽(30)，其設置在所述迭片結構(10)的徑向內表面中，每個溝槽提供多個徑向分層的收納位置；和一線圈(50)，其包括多個相繞組(70)，每個相繞組由一連續的電導線(60)構成；每個繞組(70)的導線構形成一系列被連接段(72)連接的齒狀體(71)，每個齒狀體包括兩個彼此相對的側向分支(711)和一連接所述兩側向分支(711)的頭部分支(712)，每個側向分支(711)將插入到一溝槽(30)的一收納位置中；每個繞組(70)構成多個圍繞所述定子(1)的圈匝(73)；其特徵在於，所述繞組(70)的圈匝(73)按一確定的順序插入到所述溝槽(30)中，這些圈匝(73)的側向分支(711)逐漸佔據徑向更靠內的位置；並且在所述確定順序中相繼的圈匝(73)交替地屬於不同的繞組(70)。
17.如權利要求16所述的定子，其特徵在於，所述確定的順序包括一系列相同的序列，每個序列由每個繞組(70)的一圈匝(73)構成。
18.如權利要求16所述的定子，其特徵在於，所述導線(60)在該導線的與其它導線(60)交叉的、或與同一導線(60)的其它區域交叉的區域(61)局部成形。
全文摘要
本發明涉及將波浪形線圈插入到多相旋轉電機的定子中的方法，該方法包括以下階段1)將每個相繞組(70)形成一系列齒狀體(71)，齒狀體包括兩個彼此相對的側向分支(711)，用於插在一溝槽的收納位置中；2)使繞組(70)在一插入工具(80)上就位；3)將圈匝(73)以和纏繞相反的順序插入到定子的溝槽中；繞組(70)同時纏繞在插入工具(80)的周圍，在確定順序中纏繞的相繼圈匝(73)屬於不同的繞組(70)。
文檔編號H02K15/04GK1934768SQ200580005527
公開日2007年3月21日 申請日期2005年2月24日 優先權日2004年2月24日
發明者J-P·肖舒瓦 申請人:瓦萊奧電機設備公司