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技术

本发明专利技术涉及一种用于电磁电机或发电机的定子元件的绕组(1)，并且涉及一种制造该绕组的方法。这个绕组(1)包括至少两个交织的导电分支(10，10'，10)，每个分支对应于电流的一个相位，绕组的至少一个分支(10，10'，10)为刚性的并且为单一构件。本发明专利技术还涉及一种包括这样绕组(1)的永磁电磁电机或发电机。这样的电机或发电机优选地但非限定性地在非环境温度或压力条件下可应用。本发明专利技术还涉及一种用于从至少一种材料的坯料通过材料去除或者通过在用于每个分支(10，10'，10)的至少一个构件材料的模具中的铸造来生产这样的绕组(1)的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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。
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术最后还涉及制造这样的绕组的方法。本专利技术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。
技术介绍
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。本专利技术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，本专利技术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。
技术实现思路
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。本专利技术还涉及一种绕组，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。不同侧向段与永磁体具有相同的距离，绕组在电磁电机或电磁发电机中可与该永磁体协作。由此，与绕组的不同分支关联的不同相位生成对于所述永磁体具有相同的绝对值的磁场。有利地，所述绕组包括单一构件式的刚性分支，所述分支的数量x大于1并且小于n，第x个分支的顶段比第x+1个分支的顶段位于更高的水平上并且比第x-1个分支的顶段位于更低的水平上，第x个分支的基底比第x-1个分支的基底位于更低的水平上并且比第x+1个分支的基底位于更高的水平上。有利地，至少一个第二分支的每个顶段或所述第一分支的每个基底具有槽口，分别用于所述第一分支的槽的侧向段或所述至少一个第二分支的槽的侧向段的通过。有利地，所述分支的所述槽的所述侧向段在所述绕组的高度方向上朝向所述槽的关联基底倾斜。有利地，所述分支的所述槽的所述侧向段与所述槽的关联顶段定位在同一平面内，水平差段设置在所述基底的每个端上用于它的与关联的侧向段的相反端的连接。有利地，至少对于一个槽，至少一个辅助侧向段被设置，至少一个辅助侧向段与作为所述分支的所述主体的部分的侧向段连接至顶段的同一端。在导体中，中心部分不导电并且由此对于导电是无用的。进一步地，在导体内侧，涡流形成了损失；这些损失随着导体的截面的增加而增加。为了限制能量损失和笨重化，由此优选地具有多个并联的具有小截面的导体而非具有大截面的单个导体。有利地，所述至少一个辅助侧向段为刚性的并且与支撑所述至少一个辅助侧向段的所述分支的主体形成单一构件。在另一替代例中，所述至少一个辅助侧向段与和它关联的顶段通过固定装置连接。有利地，与同一端关联的所述侧向段具有下述特征的一个或多个：不同截面、不同定向或不同材料。有利地，所述绕组由三个导电分支形成，每个分支对应于三相电流的一个相位。这个实施例具有适用于电源通常提供的三相电流的优点。本专利技术还涉及一种永磁电磁电机或永磁电磁发电机，其包括至少一个转子和至少一个定子，其特征在于：永磁电磁电机或永磁电磁发电机包括至少一个这样的绕组。有利地，所述的永磁电磁电机或永磁电磁发电机为轴向磁通量式电磁电机或轴向磁通量式发电机，所述至少一个绕组具有圆柱形状，或者所述的永磁电磁电机或永磁电磁发电机为径向磁通量式电磁电机或电磁发电机，所述至少一个绕组为王冠形。在轴向磁通量式电磁电机或电磁发电机的情况下，槽的侧向段然后有利地相互平行并且位于圆柱体的侧面的上。通过这种方式，不同的侧向段与永磁体具有相同的距离，绕组可在电磁电机或电磁发电机中与所述永磁体协作。由此，与绕组的不同分支关联的不同相位生成对于永磁体具有相同恒定值的磁场。在两种情况下，分支大致设置为使得每个分支的侧向段周期性地彼此依次设置，其中，一个周期包括每个分支的一个侧向段的排列。侧向段等距地彼此间隔开，即，两个相邻侧向段之间的间距在绕组的整个周长上是恒定的。不同分支的槽由此以具体取决于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造绕组(1)的方法，所述绕组用于永磁电磁电机或永磁电磁发电机的定子元件，所述绕组包括交织的至少两个导电分支(10，10'，10)，每个所述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(10，10'，10)为刚性的并且由至少一种材料的同一坯料通过材料去除(10，10'，10)制成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.25 FR 1257220;2012.11.23 FR 12032081.一种制造绕组(1)的方法，所述绕组用于永磁电磁电机或永磁电磁发电机的定子元件，所述绕组包括交织的至少两个导电分支(10，10'，10")，每个所述分支对应于电流的一个相位，由此所述至少两个分支(10，10'，10")为刚性的并且由至少一种材料的同一坯料通过材料去除(10，10'，10")制成，所述材料去除形成用于每个分支(10，10'，10")的槽，所有的所述槽形成所述分支(10，10'，10")的主体，每个槽包括顶段(15，15a，15b，15'，15")和将所述槽连接至所述分支(10，10'，10")的相邻槽的基底(14，14'，14")，所述顶段(15，15a，15b，15'，15")在它的每端上被至少一个侧向段(16，16a，16b，16'，16")框定，每个侧向段(16，16a，16b，16'，16")将所述顶段(15，15a，15b，15'，15")的端部连接至所述基底(14，14'，14")的端部，其特征在于：所述材料去除被实施为使得第一分支(10)的所述槽的所述顶段(15，15a)与第二分支(10'，10")的所述槽的所述顶段(15'，15")相比，以一个分支(10)的所述槽相对于另一分支(10'，10")的所述槽具有径向角度偏移地在所述绕组(1)上位于更高的水平上，所述第一分支(10)的所述槽的所述基底(14)比所述第二分支(10'，10")的所述槽的所述基底(14'，14")在所述绕组(1)上位于更低的水平上。2.一种根据前述权利要求所述的制造绕组的方法，该方法通过数字控制的机加工或电腐蚀实现。3.一种绕组(1)，其包括交织的至少两个导电分支(10，10'，10")，每个所述分支对应于电流的一个相位，每个所述分支(10，10'，10")为刚性的并且为单一构件，所述绕组根据前两项权利要求的任一项所述的方法获得，每个所述分支(10，10'，10")由槽形成，每个槽包括顶段(15，15a，15b，15'，15")和将所述槽连接至所述分支(10，10'，10")的相邻槽的基底(14，14'，14")，所述顶段(15，15a，15b，15'，15")在它的每端上被至少一个侧向段(16，16a，16b，16'，16")框定，每个侧向段(16，16a，16b，16'，16")将所述顶段(15，15a，15b，15'，15")的端部连接至所述基底(14，14'，14")的端部，其特征在于：第一分支(10)的所述槽的所述顶段(15，15a)与第二分支(10'，10")的所述槽的所述顶段(15'，15")相比，以一个分支(10)的所述槽相对于另一分支(10'，10")的所述槽具有径向角度偏移地在所述绕组(1)上位于更高的水平上，所述第一分支(10)的所述槽的所述基底(14)比所述第二分支(10'，10")的所述槽的所述基底(14'，14")在所述绕组(1)上位于更低的水平上，所有的所述槽形成所述分支(10，10'，10")的主体。4.根据权利要求3所述的绕组(1)，其特征在于：所述绕组包括n个单一构件式的刚性分支(10，10'，10")，x大于1并且小于n，第x个分支(10，10'，10")的顶段(15，15a，15b，15'，15")比第x+1个分支(10，10'，10")的顶段(15，15a，15b，15'，15")位于更高的水平上并且比第x-1个分支(10，10'，10")的顶段(15，15a，15b，15'，15")位于更低的水平上，所述第x个分支(10，10'，10")的基底(14，14'，14")比第x-1个分支(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·拉沃，R·加亚尼，
申请(专利权)人：万络机电公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR