用于连接定子导线的方法和系统

申请号 CN201210128651.X 申请日 2012-04-27 公开(公告)号 CN102761206B 公开(公告)日 2016-01-20
申请人 通用汽车环球科技运作有限责任公司; 发明人 R.M.克莱伯;
摘要 提供一种方法和系统,通过将可卷压元件安放在 导线 端部对上来连接 定子 的导线端部,从而导线端部对的导线端部被可卷压元件围绕,且使用卷压工具使得可卷压元件 变形 以形成经卷压的接头。经卷压的接头配置为提供导线端部对的导线端部之间的电连接。导线端部可以通过可卷压元件保持实质地彼此 接触 。定子的导线端部部分可以浸入在 熔化 的焊浴中以形成将包括经卷压的接头的导线端部对连接起来的钎 焊接 头。定子可以被配置为杆销定子,该杆销定子包括限定出导线端部的多个杆销。
权利要求

1.连接定子组件的导线端部的方法,该方法包括:
将可卷压元件安放在导线端部对上,从而导线端部对的导线端部的每一个都延伸到通过可卷压元件限定的中空部分中,其中导线端部对是配置在定子组件中的多个导线端部对中的一个;和
使用第一卷压工具以单个卷压步骤挤压可卷压元件以形成可卷压元件的经卷压的部分,其中该经卷压的部分限定经卷压的接头,其中该由第一卷压工具以单个卷压步骤形成的经卷压的接头在导线端部对的导线端部之间提供电连接;
其中
挤压可卷压元件包括让可卷压元件和导线端部变形,以限定多个导电接触区域,该多个导电接触区域包括在导线端部对的导线端部之间的导电接触区域;和位于可卷压元件的经卷压的部分和所述导线端部的每一个之间的至少一个另外的导电接触区域。
2.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
将相应的可卷压元件安放在配置在定子组件中的多个导线端部对的相应的导线端部对上,从而相应的导线端部对的每一个导线端部都延伸到通过相应的可卷压元件限定的中空部分中;和
使用卷压工具挤压每一个相应的可卷压元件以形成相应的经卷压的接头,该接头配置为在每一个相应的导线端部对的导线端部之间提供电连接,并由此形成多个经卷压的接头。
3.如权利要求2所述的方法,其中所述多个经卷压的接头共同限定出通过定子组件的绕组的电流流动路径。
4.如权利要求2所述的方法,其中每一个相应的卷压元件包括所述经卷压的部分和另一未变形的部分;该方法进一步包括:
将定子组件的导线端部部分浸入在熔融的焊浴中,其中所述导线端部部分包括多个经卷压的接头,从而所述多个经卷压的接头中的每一个的至少所述未变形的部分被熔融的焊料润湿;和
凝固熔融的焊料以在所述多个经卷压的接头的至少一个中形成钎焊接头,其中该钎焊接头提供所述多个导线端部对的所述至少一个的导线端部和所述未变形的部分之间的电连接。
5.如权利要求1所述的方法,其中所述定子组件配置为杆销定子,其包括多个杆销,每一个杆销都包括一个或多个导线端部。
6.一种定子组件,包括:
多个杆销,配置为限定出包括多个导线端部的导线端部部分;
其中所述多个导线端部以织造图案配置,所述织造图案限定出多个导线端部对;
其中多个导线端部对中每一相应的一个通过相应的可卷压元件连结,该相应的可卷压元件经卷压以形成所述可卷压元件的经卷压的部分;
其中所述可卷压元件包括所述经卷压的部分和另一未变形的部分;
其中所述经卷压的部分限定相应的可卷压元件的相应的经卷压的接头;
其中相应的经卷压的接头提供所述多个导线端部对中相应的一个的导线端部之间的电连接,
其中相应的经卷压的接头配置为保持所述多个导线端部对中相应的一个的导线端部基本彼此接触,以在导线端部对的导线端部之间限定多个导电接触区域,该多个导电接触区域包括在导线端部对的导线端部之间的导电接触区域;和位于相应的可卷压元件的经卷压的部分和所述导线端部的每一个之间的至少一个另外的导电接触区域。
7.如权利要求6所述的定子组件,其中所述多个导线端部对中经卷压的接头共同限定出通过织造图案的电流流动路径。
8.如权利要求6所述的定子组件,
其还包括:
将所述多个导线端部对中每一相应的一个的导线端部和相应的可卷压元件的未变形的部分钎焊连接;
其中第一电连接形成在所述多个导线端部对中每一相应的一个中,在导线端部对的一个导线端部和该导线端部对的另一导线端部以及经卷压的部分中的至少一个之间;且第二电连接通过焊料形成在所述多个导线端部对中每一相应的一个中,在导线端部对的一个导线端部以及该导线端部对的另一导线端部的至少一个和相应的可卷压元件的未变形的部分中之间。

说明书全文

用于连接定子导线的方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及用于电装置的定子导线的方法和系统。

背景技术

[0002] 例如具有固定在电动机/发电机的壳体中的电动机和发电机这样的电装置是公知的。安装在轴上的转子同轴定位在定子中并相对于定子绕轴的纵向轴线可旋转,以传输电动机的容量。电流流过定子会形成趋向于让转子和轴旋转的磁场
[0003] 一些定子通常配置为环形的环并通过堆叠高磁性的薄板或层叠结构来形成。特定图案的绕组通常配置在层板堆叠结构的槽中,电流流过该层叠结构以让定子组件的一些部分磁化并形成使得转子旋转的反作用力。
[0004] 杆销(bar pin)定子是一种特别类型的定子,其包括用多个杆销或杆销导线形成的绕组。杆销导线用大尺寸铜导线形成,所述铜导线具有矩形横截面且通常配置为发卡形,具有弯曲的部分且通常端接在两个导线端部中。杆销准确地形成为预定形状,用于插入到定子中的特定的矩形槽中,且通常在插入之前涂有绝缘材料,从而销的相邻表面彼此电绝缘。
[0005] 通常,杆销的弯曲端部从层板堆叠结构的一个端部伸出且杆销的导线端部从层板堆叠结构的相对端部伸出。在插入之后,从层板堆叠结构突出的导线部分被弯曲,以从导线到导线形成复杂的织造结构,形成多个导线端部对。通过将一个导线端部焊接到其邻近的或成对的导线端部以形成焊接接头,从而相邻的成对导线端部通常连结为形成电连接,其中每一对导线例如通过弧焊分别焊接。最终形成的织造图案和多个焊接接头决定了通过电动机的电流流动。为了有助于导线端部的焊接,杆销的导线端部通常在插入到层板堆叠结构之前被剥掉绝缘并弯折到织造图案中。每一个成对的导线端部之间的焊接接头的导电性和结构完整性是电动机品质和性能的关键决定因素。接头的质量会被导线端部的几何形状、焊接之前导线表面的清洁程度、焊缝中的孔洞和微裂纹这样的缺陷、弧焊过程中产生的飞溅焊缝和焊件的横截面或表面区域和其他因素所影响。接头质量也可被由于弯折过程而产生的导线端部附接的定位的变化所影响,其中导线端部彼此的间距和接近性对焊接接头的差异有贡献。在导线弯折过程中为了维持准确地定位导线端部以用于焊接操作所需的小的公差会需要频繁的加工调整或有限的工具寿命。逐个弧焊每一导线对接头的过程耗费时间且会生产不一致的焊接接头。每一导线端部对的构造过程中的差异会造成每一导线端部对电连接的差异。这会造成电动机运行的热变化、造成例如绕组中的短路的电不连续的焊接接头的局部过载,这示例性地是由于具有最小表面或横截面面积或具有小的热影响区域的焊件,或由于导线端部对之间的焊接飞溅

发明内容

[0006] 提供一种用于将定子组件的导线端部连接起来的方法和系统。定子组件可以被配置为杆销定子,其包括多个杆销,每一个杆销包括一个或多个导线端部。该方法包括将可卷压元件安放在定子组件中的导线端部对上,从而导线端部对的每一个导线端部延伸通过由可卷压元件限定的中空部分。可以使用卷压工具挤压变形可卷压元件(其可以基本上配置为围绕导线端部对),以形成经卷压的接头。经卷压的接头可以配置为提供导线端部对的导线端部之间的电连接,例如通过提供在导线端部对的导线端部对之间的导电接触部。该方法可以重复,以在定子的多个导线端部对上形成多个经卷压的接头,从而通过多个经卷压的接头形成的电连接可以限定出通过定子组件的绕组的电流流动路径。
[0007] 该方法和系统可以进一步包括将定子组件的导线端部部分浸入在熔融的焊浴中,其中导线端部部分包括多个经卷压的接头,从而多个经卷压的接头的每一个都可被熔融的焊料润湿。钎焊接头可以通过让吸入到经卷压的接头中的熔融的焊料凝固而形成,其中由此形成的钎焊接头可以将相应的经卷压的接头的导线端部对的导线端部连结,由此提供导线端部对的导线端部之间的电连接。
[0008] 本文所述的定子组件包括多个杆销,其配置为限定出包括多个导线端部的导线端部部分。多个导线端部可以以织造图案配置,所述织造图案通过多个导线端部对限定,其中多个导线端部对中的每一个相应的一个通过包括可卷压元件的相应的经卷压的接头连结。每一个经卷压的接头=都可以提供包括在经卷压的接头中的导线端部对的导线端部之间的电连接。将定子组件的多个导线端部对连接的多个经卷压的接头可以共同限定出通过定子的织造图案的电流流动路径。
[0009] 与弧焊接头相比,经卷压的接头提供增加的表面面积以携带电流,因此改善电性能并降低转子过载和电短路的可能性。导电区域可以包括在可卷压元件和导线端部之间的和/或导线端部本身之间的接触区域,其中导线端部通过经卷压的接头的变形部分而保持彼此接触。导线端部可以在卷压操作期间变形,从而在它们之间的接触区域与卷压和/或变形之前的导线端部之间的接触区域相比增加。与焊接过程相比,由于能有效地在卷压过程期间让导线端部运动到彼此接触,由此减小织造图案准确性和导线对导线装配对接头电连接质量的影响,从而本文所述的卷压过程对连结的导线端部的靠近表面之间的装配变化敏感性小。
[0010] 在非限制性的例子中,经卷压的接头可以浸入在焊浴中从而熔融的焊料可以吸入到保留在导线端部之间和/或导线端部和经卷压的接头中的可卷压元件之间的任何开口中,以形成可以强化和/或补足经卷压的接头的钎焊接头,这可以进一步改善接头导电性的质量和耐久性。
[0011] 在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

[0012] 图1是在将定子绕组的导线端部连接之前的定子组件的示意性透视图;
[0013] 图2是图1的定子组件的导线端部的部分示意性透视图;
[0014] 图3是图2的定子的导线端部的部分横截面示意图,显示了接收来自卷压装置的可卷压元件的第一导线端部对和在其上形成经卷压的接头的第二导线端部对;
[0015] 图4A是图3的可卷压元件的4A-4A截面的截面图;
[0016] 图4B是图3的可卷压元件的未卷压部分的截面图;
[0017] 图4C是图3的经卷压的接头的经卷压部分的4C-4C截面的横截面;
[0018] 图5是具有多个经卷压的接头、并显示了卷压装置的定子导线端部的部分示意图;和
[0019] 图6是浸入在焊浴中的定子导线端部的部分示意图。

具体实施方式

[0020] 参见附图,其中相同的附图标记在几幅图中代表相同的部件,图1-6中所示的元件不是按比例绘制的。因而,本文提供的附图中提供的具体的尺寸和应用情况不应被认为是限制性的。提供一种将定子组件的导线端部连接起来的方法和系统。该方法和系统包括将可卷压的元件安放在定子组件的导线端部对上并使用卷压工具使可卷压元件挤压或变形,以形成经卷压的接头。经卷压的接头可以配置为提供导线端部对的导线端部之间的电连接,例如通过提供在导线端部对的导线端部之间的导电接触区。图1显示了在通过卷压来连接导线端部28之前的定子组件10,也称为定子。定子10通常配置为环形环且包括层片(?)堆叠结构16,其通过将层板以具体图案堆叠形成。每一个层板都包括多个径向分布的槽,所述槽在层板堆叠结构16的组装期间取向为限定出多个大致矩形的槽18,所述槽径向地分布且在堆叠结构16中从端部延伸到端部。
[0021] 图1所示的定子10配置为杆销定子,其中绕组12用多个杆销24形成,也称为杆销导线。绕组12也可以包括端子或连接部20a、20b和20c,用于连接绕组12的各相。杆销导线24通常用大尺寸、高导电性的铜导线形成,所述铜导线具有矩形横截面且每一个杆销导线24通常配置为发卡形,具有弯曲的部分22且通常端接在两个导线端部28中。杆销24准确地形成为预定形状,用于插入到预定织造图案的槽18中。杆销24在插入之前通常涂有绝缘材料26的层,从而在槽18中的杆销24的相邻表面彼此电绝缘。为了有助于导线端部28连接以形成电连接,杆销24的导线端部28在插入到层板堆叠结构16的槽18之前且在弯折以形成织造图案(例如图1示出和在图2中更详细示出的织造图案)之前通常被剥掉绝缘层26。每一个槽口18可以衬有槽衬30,以让杆销24与层板堆叠结构16绝缘,并防止在杆销24插入到槽18期间损害到绝缘层26。
[0022] 图1显示了从层板堆叠结构16的一个端部突出的杆销24的弯曲端部22和从层板堆叠结构16的相对端部突出的杆销24的导线端部28。在插入之后,从层板堆叠结构16突出的导线端部28被弯折以形成从导线到导线的复杂织造结构,其中多个弯曲的导线端部28通常被称为定子10的导线端部14。杆销24的延伸通过槽18的导线端部28被弯曲成期望的构造,如图1示出和在图2中更详细地示出的,从而根据绕组12的连接需求每一个相应的导线端部28可以与不同的导线端部28成对并连结,以形成多个导线端部对,例如图2和3所示的导线端部对32、42。
[0023] 如进一步详细示出的,邻近的成对导线端部28连结以通过用可卷压元件70包围邻近的成对导线端部28(见图3-4)并对可卷压元件70和邻近的成对端部28挤压和/或变形而形成电连接,从而一个导线端部被置于与其成对的导线端部和经卷压的部分74(见图3)接触,以形成经卷压的接头80。可卷压元件70可以置于包括导线端部部分14的每一对导线上,并被分别卷压,由此形成多个电连接。最终形成的织造图案和多个卷压接头80决定了流过绕组12的电流路径。
[0024] 图2通过非限制性示例的方式更详细地显示了定子10的导线端部部分14的织造图案的代表性透视截面图,也称为绕组图案(winding pattern)。杆销24的所有导线端部28已经在层板堆叠结构16的槽18中布置为四层,其中最外层包括在最靠近层板堆叠结构
16外直径的多个槽18中的多个导线端部28且最内层包括在最靠近层板堆叠结构16的内直径的多个槽18中的多个导线端部28。如图2和3所示,形成绕组12的最内层或第一层的多个导线端部在图2-6B中示出为导线端部34。靠近第一层的绕组12的第二层以示出为导线端部36的多个导线端部形成。靠近第四或最外层的绕组12的第三层用示出为导线端部44的多个导线端部形成。最外层或第四层用示出为导线端部46的多个导线端部形成。
[0025] 图2和3显示了在第一层中的每一个导线端部34被弯曲,从而其靠近第二层中的导线端部36并与之成对,以形成导线端部对32。图3显示了被置于导线端部对32上的可卷压元件70,从而导线端部34可以被保持靠近和/或接触导线端部36。可卷压元件70可以被变形(如图5所示)以形成卷压部分74从而导线端部34、36和可卷压元件70形成经卷压的接头80,提供导线端部对32的导线端部34和导线端部36之间的电连接,类似于图3的导线端部对42上所示的经卷压的接头80。
[0026] 类似地,第三层中的每一个导线端部44都被弯曲,从而其靠近第四层中的导线端部46并与之成对,以形成导线端部对42。可卷压元件70置于导线端部对42上(见图3),从而导线端部44被保持靠近和/或接触导线端部46。可卷压元件70变形以形成卷压部分74从而成对导线端部44、46和可卷压元件70形成经卷压的接头80,提供导线端部对42的导线端部44和导线端部46之间的电连接。
[0027] 在描述构成导线端部部分14的多个导线端部时,导线端部34、36、44、46可以共同被称为导线端部28(见图1)。
[0028] 绕组12可以配置为包括第一绕线组和第二绕线组。第一绕线组可以包括形成导线端部34的第一层和导线端部36的第二层的多个杆销24,例如第一绕线组可以包括多个导线对32。第二绕线组可以包括形成导线端部44的第三层和导线端部46的第四层的多个杆销24,例如第二绕线组可以包括多个导线对42。
[0029] 如前所述,电流经由通过杆销24和包括导线端部28的多个卷压接头80建立的织造图案流过绕组12。导线端部对配置并弯曲为使得每一导线端部对32、42都与另一导线端部对32、42彼此径向且周向地分开,以使得用于在任何两个导线端部对之间形成电连接的电势最小化。例如,参见图1、2和5,每一个导线端部对32都布置在第一绕线组中,从而其通过周向空间或间隔38与邻近的导线端部对32周向地分开,且每一导线端部对42都布置在第二绕线组中从而其通过周向空间或间隔38与邻近的导线端部对42周向地分开。现在参见图3,其示出了每一导线端部对32都与邻近的导线端部对42径向地分开空间或间隔48,其中通过导线端部36的第二层和导线端部44的第三层之间的径向间距建立径向空间或间隔48。
[0030] 如图3和5所示,可卷压元件70通过装置60置于和/或定位在导线端部对32、42上且随后通过卷压工具62卷压以形成经卷压的接头80。卷压工具62也可以在本文中被称为一组卷压工具,如卷压爪,一组爪和/或多个爪。出于展示的目的,可针对端部对32、
42中的一个或另一个描述可卷压元件70和形成经卷压的接头80的过程,应理解所述描述适用于任一导线端部对32、42,例如可卷压元件70和形成经卷压的接头80的过程对于多个导线端部对32的每一个和多个导线端部对42的每一个(包括定子10的导线端部部分
14)来说可以基本上是相同的。可卷压元件70也可以被称为卷压环。
[0031] 形成定子10的导线端部部分14的导线端部28配置且弯曲为使得每一导线端部对32、42中的导线端部定位为彼此靠近,以有助于将可卷压元件70接收在每一导线端部对32、42上,从而可卷压元件70操作性地围绕导线端部对中的两个导线端部。例如,且如图3所示,导线端部对42的导线端部44、46定位为彼此靠近,以有助于接收可卷压元件70,所述可卷压元件可以通过卷压装置60置于导线端部对42上,如图3所示。可卷压元件70可以定位在导线端部对42上,从而导线端部44、46延伸到可卷压元件70的中空部分72中和/或伸出穿过该中空部分,如图4A和4B所示。
[0032] 在非限制性的例子中,可卷压元件70可以沿包含以下材料或其组合的材料制造:铜、黄铜、低钢、不锈钢、或锌,并配置使得可卷压元件70通过卷压工具62变形以形成卷压部分74。包括可卷压元件70的材料(一种或多种)的选择可以基于多种因素,包括材料的可成形性,例如材料通过卷压工具62变形或卷压以形成卷压部分74和/或经卷压的接头80的能力。另一因素可以是材料的导电性,其中可以在可卷压元件70和与可卷压元件70接触的导线端部28中的至少一个之间建立导电路径。其他需考虑的因素可以包括可卷压元件材料的抗腐蚀性、定子10的操作环境、定子10和/或导线端部28的操作温度、流过定子绕组12的电流,包括操作环境中的湿度和污染在内的腐蚀性元素等。
[0033] 在图3-4C所示的非限制性的例子中,可卷压元件70可以配置为具有倒圆部的大致矩形的环,且限定出图4A更详细地示出的开口或中空部分72。可卷压元件70可以成形为使得限定出中空部分72的表面78围绕导线端部对的外周边(其上布置可卷压元件70),如用于设置在导线端部对42上的可卷压元件70的图4B所示。可卷压元件70和/或可卷压元件70的中空部分72可以配置为有助于导线端部对32、42的插入或定位,从而可卷压元件70在其被置于导线端部对32、42上时将导线端部朝向彼此促动或移位,这可以使得导线端部的靠近(邻近)表面56彼此接触,由此限定出接触区域58。开口72和/或可卷压元件70可以呈锥形、喇叭形、倒装形或配置为具有引入或前导表面,以在定位在导线端部对32、42上的过程中促使导线端部朝向彼此运动,这可以有助于形成接触区域58。
[0034] 可卷压元件70可以通过卷压工具62卷压,所述卷压工具配置为形成卷压部分74以保留彼此接触的导线端部,如在图3和4C中针对导线端部对32所示的,从而由此形成的接触区域58可以提供导线端部34、36之间的导电路径。通过经卷压的接头80提供的接触区域58可以例如显著地大于通过焊接接头提供的导电表面区域,由此与焊接接头相比提供增加的表面面积和横截面面积用于携带电流。与焊接接头相比,电流携带面积的增加可以减少经卷压的接头80电短路或其他的电不连续性的可能性。
[0035] 可卷压元件70的其他构造或特征也是可能的。术语“环”不是限制性的或不应被限制为大致圆形的构造,例如可卷压元件或卷压环70可以大致配置为环形或圆柱形元件,其具有大致圆形、大致椭圆形或大致矩形的形状,或是可以对应于要被连结在经卷压的接头80中的导线端部形状的任何其他形状。开口或中空部分72可以配置或成形为使得限定出中空部分72的表面贴合地装配在导线端部对的周边周围。接触区域58可以在它们通过将可卷压元件70安放在导线端部对32、42上而一起移位(贴紧)时在导线端部之间建立。可卷压元件70可以例如配置为端部开口的大致矩形或大致圆柱形的元件,例如杯子形状的元件(未示出),其可以作为导线帽装配在导线端部对并随后被卷压和/或变形以形成经卷压的接头80。可卷压元件70可以配置为开口环,例如大致C形或U形元件,其可以被卷压以基本上围绕导线端部对32、42的周边并保持导线端部28彼此操作性地接触,以提供在它们之间的导电接触区域58。
[0036] 图3-5在非限制性的例子中示出了用于连接定子10的导线端部的方法。图3显示了卷压装置60,其配置为将可卷压元件70安放在导线端部对上,所述导线端部对在图3中是导线端部对42。图4A显示了在安放在导线端部对42上之前的可卷压元件70的截面图,且图4B是定位在导线端部对上的可卷压元件70的未变形部分的截面图,其可以是在卷压之前导线端部对42上的可卷压元件70的横截面视图,或例如可以是包括导线端部对32的经卷压的接头80的未变形部分74的截面图,如图3所示。图3进一步显示了使用爪62形成的且包括导线端部对32的经卷压的接头,且图4C显示了包括导线端部对42的经卷压的接头80的卷压部分74的截面图。出于简单和清楚描述的目的,可针对导线端部对32、42中的一个或另一个来描述经卷压的接头80的形成,但应了解所述描述适用于任一导线端部对32、42。图5显示了在多个导线端部对32中的一个上形成经卷压的接头80的卷压装置60的示意性透视图。出于简单和清楚描述的目的,图5仅显示了定子10的第一绕线组,其包括导线端部对32。尽管未示出,但是应理解,经卷压的接头80将被形成在多个导线端部对32和42(包括定子10的导线端部部分14)的每一个上,以建立通过定子10的绕组
12的电流流动路径。
[0037] 如图3所示,可卷压元件70被提供到定子10用于安放在导线端部对上,该导线端部对在所示例子中是导线端部对42。装置60可以用于将可卷压元件70运输或输送到定子10,并定位和/或安放可卷压元件70,从而其被接收在导线端部对42上。
[0038] 装置60可以如在图3和5所示的非限制性的例子中配置为具有一组爪62,其中每一个爪62操作性地附接到臂64,所述臂也可以被称为杆臂。装置60可以配置为使得每一个臂64可以径向向内地朝向装置60的轴线68(见图5)运动,从而爪62可以在可卷压环70上施加挤压力,以保持和/或传送可卷压环70,用于安放在定子10的导线端部对32、42上。臂64可以从轴线68径向向外运动,以释放被爪62保持的可卷压环70。爪62可以配置为一组卷压工具,从而装置60可以用于形成经卷压的接头80,例如爪62可以配置为使得在杆臂64通过足够的力而径向向内运动时爪62协作以让可卷压元件70变形,由此形成卷压部分74,如图3和5所示。应理解导线端部部分14的织造图案(例如导线端部28的弯折图案)将被配置为使得导线对32、42之间的周向间隔38和径向间隔48具有足够的大小(宽度)以接收爪62和可卷压元件70,以用于将可卷压元件70安放在导线端部对上并对其卷压以形成经卷压的接头80。
[0039] 多于一个的装置或方法可以用于定位和卷压每一个导线端部对32、42上的可卷压元件70。例如,第一(安放)装置可以用于将可卷压元件70安放和/或定位在导线端部对32、42上,且第二(卷压)装置可以用于卷压可卷压元件70。安放装置可以配置为类似于图3和5所示的装置60,或可以是另一构造。用于安放可卷压元件70的方法可以是自动的、手动控制的或其组合。安放装置可以并入一整体式供送机构,以提供可卷压元件70的连续供给。卷压装置可以配置为类似于图3和5所示的装置60,或可以是另一构造。用于卷压可卷压元件70的方法可以是自动的、手动控制的或其组合。用于传输、安放、定位和/或卷压可卷压元件70的一个或多个装置60可以通过液压、电力、气动、机械或通过任何适当手段来控制。一个或多个装置60可以与一个或多个传感器和或控制器通信,所述传感器或控制器配置为操作、监测和/或控制本文所述的一个或多个装置60和卷压过程。
[0040] 包括图3所示的导线端部对42的导线端部44、46在形成导线端部部分14的弯折操作期间定位,从而导线端部44、46充分地彼此邻近以在其上接收可卷压元件70。邻近导线端部44、46的靠近侧或表面56可以分开一间隙54。间隙54的构造(例如间隙54的宽度)可以由于弯曲或定位导线端部44、46到织造图案中(形成导线端部部分14)的一位置的过程的变化而变化,或可以由于包括导线端部对42的每一个导线端部44、46的大小、表面轮廓或形状的变化而变化。导线端部44、46可以由于弯折过程而定位从而靠近的表面56彼此接触,以形成接触区域58。接触区域58大小和构造可以基于靠近的表面56的相对位置和每一个靠近的表面56的构造或轮廓而变化。
[0041] 再次参见图3,可卷压元件70可以设置在爪62之间,且爪62可以通过足够的挤压力而径向向内运动,以将可卷压元件70保持在爪62之间,而不让元件70变形。装置60被操作为将可卷压元件70安放在导线端部对42上,从而导线端部44、46伸出到可卷压元件70的开口72中和/或通过该开口,如图4B的截面图所示。当定位在导线端部对42上时,限定出可卷压元件70的开口72的表面78围绕导线对42的外周边。在卷压之前,导线端部44、46的靠近表面56(见图4B)彼此邻近并通过间隙54分开,或可以定位为彼此接触从而形成接触区域58。
[0042] 在非限制性的例子中,杆臂64可以被装置60促动,以将爪62径向向内地运动,由此增加定位在导线端部对42上的可卷压元件70上的挤压力。在卷压爪62逐渐径向向内运动时,通过卷压爪62在可卷压元件70上施加充分的力,从而可卷压元件70开始变形并被压靠到导线端部44、46的周边,让导线端部44、46朝向彼此移位。在可卷压元件70被挤压以形成卷压部分74并将导线端部44、46推动到一起时,导线端部44、46的靠近表面56之间的间隙54被实质地减小和/或被消除,且接触区域58形成和/或大小(面积)增加,形成导线端部44、46之间的导电路径或接头。
[0043] 如图4C所示,卷压部分中的内表面78可以与导线端部44、46的周边直接接触,从而在导线端部44、46的一个或两者与卷压部分74中之间建立导电路径。在该构造中,可用于让电流通过经卷压的接头80传导的表面区域包括在靠近的表面56之间形成的接触区域58,且可以进一步包括在导线端部44、46和经卷压的部分74的表面78之间的接触区域。另外,与焊接接头相比,经卷压的接头80可以对例如由于振动、或由于操作温度的改变造成的热膨胀和收缩而形成的分离或退化有抵抗性。
[0044] 焊接接头(未示出)中的电流可以仅通过包括来自导线端部的母金属的焊接熔融区域来传递,其可具有变化的大小且易受到焊接缺陷(包括孔洞、微裂纹和污染物)的影响,或可以是由于焊接期间每一导线端部对中的导线端部之间的不良装配而造成的具有变化的横截面的区域,其可以减少焊接接头的电流携带容量。更小尺寸的焊接接头容易受到电流加载期间的过载荷的影响,造成焊接失败和使得绕组中的电路短路。因而,例如接头80这样的经卷压的接头通过第一电流路径(经导线端部34、36的靠近表面56之间接触区域58限定的(见图3))和辅助电流路径(其可以通过与导线端部34、36的周边接触的卷压部分74提供(见图4C)提供了更大的电流携带区域,由此提供改进的电性能、增强的电流携带容量和减小的定子10过载和电短路的可能性。
[0045] 使用经卷压的接头(例如接头80)以提供导线端部34、36之间的电连接进一步的优点是减小对导线端部对32的构造(且特别是对靠近的表面56之间的间隙54或间距)的敏感性。尽管在导线端部之间形成焊接的能力会在导线端部34、36的靠近表面56之间的间隙54增加时变差,但可卷压元件70围绕导线端部34、36的周边,且可卷压元件的卷压使得导线端部34、36朝向彼此位移,以基本上减少间隙54并形成或增加导电接触区域58。
[0046] 如图3所示,经卷压的接头80可以形成为使得可卷压元件70的一个或多个部分76可以仅最低限度地变形,或可以根本不变形。最小变形或不变形的部分76的横截面可以配置为如图4B所示,其中间隙54可以保持在导线端部之间或导线端部对的周边和内表面
78之间。
[0047] 在完成卷压过程之后,例如形成了经卷压的接头80,爪62可以径向地向外运动从而装置60可以从经卷压的接头80去除。卷压过程可以重复,以在定子10的导线端部部分14的多个导线端部32、42的每一个上形成经卷压的接头80。由此形成的多个卷压接头80可以共同限定出通过定子10的织造图案的电流流动路径。
[0048] 卷压过程可通过任何合适的方法控制,以提供限定出经卷压的接头80的卷压部分74。通过非限制性的例子的方式,通过爪62在可卷压元件70上施加的挤压力可以被测量、监视和/或被控制为指定的力,其与提供经卷压的接头80的某种特点或特征有关。例如,卷压力可以与在卷压部分74的横截面中测量的经卷压的接头80的密度百分率有关,其中横截面的密度百分率可与接头的导电性有关,以建立形成可接受的经卷压的接头所需的最小卷压力,例如能提供通过经卷压的接头80的导电路径的接头。
[0049] 作为另一例子,卷压工具62的向预定位置的关闭(向内的)运动可以被测量、监视和/或控制,其中关闭位置可以与提供经卷压的接头80的某种特点或特征有关,以及与控制卷压过程有关。例如,卷压爪62相对于彼此或装置60轴线68的位置可以与尺寸X′有关(见图4C),其中尺寸X′对应于达到最小密度百分率所需的卷压部分74的变形量,所述密度百分率与经卷压的接头80的导电性有关。例如,可以确定的是,对于包括导线端部44、46的导线端部对和具有尺寸X(见图4B)的可卷压元件70的组合来说,使用爪62造成将尺寸X挤压到更小尺寸X′的可卷压元件70的这种变形形成可接受的经卷压的接头80。
尺寸X′可以与爪62的运动、杆臂64的运动或通过装置60或以其他方式做出的卷压过程中的测量有关。
[0050] 然而在另一例子中,经卷压的接头80的构造可以被测量、监视和/或被控制,以控制卷压过程,以生产可接受的经卷压的接头80。例如,卷压爪62可以成形为提供经卷压部分74的设定轮廓,其中该轮廓(例如经卷压部分74的构造)与经卷压的接头80的导电性有关。控制卷压部分74的构造可以包括控制卷压部分74的高度、宽度、深度、横截面轮廓、或其他形状特征,这可以通过控制用于形成卷压部分74的爪62的构造、通过测量和/或检查经卷压的接头80、通过监视爪62的磨损和/或测量爪62、或通过卷压领域技术人员所知的其他技术来实现。应理解卷压操作可以通过控制因素和/或过程特点或产品特征中的一个或多个来控制,如前所述的,其可被分别地控制或组合且彼此关联地控制。
[0051] 在图6所示的非限制性的例子中,包括多个经卷压的接头80的导线端部14可以被浸入到焊浴50中,从而熔融的焊料52可以吸入任何经卷压的接头80中存在的开口或间隙,以形成钎焊接头,所述钎焊接头可以强化和/或补足经卷压的接头80,以进一步改善接头80的导电性的耐久性和质量。焊浴50可以包含一定量的熔融的焊料52。焊料52可以是任何焊料材料,例如基于锡的焊料,其适用于钎焊用于形成杆销24的铜导线或材料(一种或多种)。出于简单的和清楚描述的目的,图6仅显示了定子10的第一绕线组,其包括多个经卷压的接头80,所述经卷压的接头包括导线对32。未示出,但是应理解,包括形成在导线端部对32和42上的多个经卷压的接头80的整个导线端部部分14将被浸入在熔化的焊料52中。
[0052] 将导线端部部分14浸入到熔融的焊料52以允许熔化的焊料吸入到经卷压的接头80中的任何间隙中的过程可通过控制一个或多个因素来控制,这些因素可被分别地或组合地且彼此关联地控制。例如,导线端部部分14在熔融的焊料52中浸入的持续时间可以被控制为预定的时间,以确保导线端部对32、42和/或经卷压的接头80被熔融的焊料52充分润湿,且熔化的焊料52吸入到导线端部28的靠近表面56之间和/或导线端部28和可卷压元件70的内表面78之间的任何间隙54。参见图3和图4B,这种间隙例如可以保持在可卷压元件70的部分76中的导线端部对32、42的导线端部之间。部分76可以在卷压过程中最低限度地变形或不变形,从而部分76的横截面可以类似于图4B所示的横截面,其可以包括在导线端部28的周边和部分76的内表面78之间的、或导线端部的靠近表面56之间的一个或多个间隙54。熔融的焊料52可以被吸入这些间隙或区域,并在从焊浴50除去导线端部部分14时凝固以在可卷压接头80中形成钎焊接头。作为另一例子,导线端部部分14在熔融的焊料52中浸入的深度可以被控制为使得导线端部部分14浸入深度d,如图
6所示。深度d可以基于导线端部28的构造来确定,例如绝缘26已经从其上剥离的或以其他方式去除以限定出经剥离的导线端部28的表面区域。深度d可以基于其他因素确定,例如经优化的深度以让熔化的焊料52在经卷压的接头80的最低限度变形部分76中的导线端部28上吸入和润湿,和/或防止熔融的焊料52施加到定子10的其他区域或表面上,例如杆销24或层板堆叠结构16的绝缘部分。
[0053] 通过非限制性的例子的方式,定子10可以被机器人移动以将导线端部部分14以预定的周期或间隔浸入到熔融的焊料52中或离开所述熔融的焊料,其中导线端部部分14在熔融的焊料52中浸入的深度可以被控制,例如通过控制使用如前所述的非限制性例子的机器人的输送或移动的高度,从而导线端部部分14浸入到深度d。
[0054] 其他因素(例如熔融的焊料52的温度和粘性)可以被控制为预定值,以有助于多个经卷压的接头80和包括在其中的导线端部28的每一个被熔融的焊料充分地润湿,以在存在于经卷压的接头80中的任何间隙中形成钎焊接头,和形成具有结构完整性且配置为提供在相应导线端部对中的导线端部之间的电连接的钎焊接头。
[0055] 尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述,但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例
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