УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЭФФЕКТИВНОЙ КОНЦЕВОЙ ЗАДЕЛКИ ОБМОТОК СТАТОРА
DEVICE AND METHOD OF STATOR WINDINGS EFFICIENT TERMINATION

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США №61/600,787, поданной 20.02.12, и заявки на патент США №13/771,624, поданной 20.02.2013 г., содержание которых полностью включено в настоящее описание в качестве ссылки.
Область техники
[0002] Настоящее изобретение относится к изготовлению электрических двигателей, и в частности к концевой заделке обмоток статора.
Уровень техники
[0003] Производство статоров является трудоемким процессом вследствие того, что обмотки статора независимо подключают к источникам питания для каждой фазы. Такие трудоемкие методы производства повышают стоимость изготовления электрических двигателей.
[0004] Кроме того, сформированные вручную соединения обмоток статора зачастую служат причиной разной длины проводов статора, что приводит к изменениям величины тока, асимметрии фаз и гармоническим возмущениям при высокой токовой нагрузке.
Раскрытие изобретения
[0005] Настоящее изобретение направлено на устранение вышеуказанных и других недостатков путем создания способа и устройства концевой заделки обмоток статора. Устройство содержит диски для концевой заделки обмоток статора с U-образными наконечниками для каждой группы концов обмоток статора. Диски для концевой заделки обмоток статора уложены поверх хвостовика статора, незаделанные обмотки одной фазы статора размещены в U-образных наконечниках, которые обжаты вокруг незаделанных обмоток статора, после чего приложено давление и обеспечен нагрев с возможностью расплава изоляции концов незаделанных обмоток и создания электрического соединения между дисками для концевой заделки и обмотками для каждой фазы статора.
[0006] Согласно одному аспекту изобретения предложены автоматизированные способы создания концевой заделки обмоток статора. Таким образом, может быть обеспечено снижение трудоемкости процесса производства электрических двигателей, а следовательно, и сокращения затрат.
[0007] Согласно другому аспекту изобретения, предложен способ формирования последовательных концевых заделок обмоток статора с общим (опорным) диском для концевой заделки, теми же способами, которые используются для каждого диска для концевой заделки обмоток статора.
[0008] Согласно еще одному аспекту изобретения предложен способ последовательной концевой заделки обмоток статора, приводящий к выравниванию тока и уменьшению асимметрии фаз, а также гармонических возмущений при высокой токовой нагрузке.
[0009] Согласно другому аспекту изобретения предложены выводы статора, соединенные по направлению внутрь, к центру, что обеспечивает возможность уменьшения линии тока между ними, а также дальнейшее уменьшение несогласованности и сопротивления.
[0010] Согласно еще одному аспекту изобретения предложен способ укладки концевых соединений четырех основных выводов обмоток статора, с одной общей точкой или соединение звездой, и трех фаз; также может быть добавлено любое количество фаз, например, при соединении треугольником.
[0011] Согласно другому аспекту изобретения предложено обжимное устройство для концевой заделки обмоток статора, отцентрованное в пределах диаметра статора, выполненное с возможностью доступа к местам крепления в нижней части.
[0012] Согласно еще одному аспекту изобретения, предложен способ плавления и удаления изоляционного покрытия в процессе прессования и нагрева за одну операцию, например, путем резистивного нагрева обмоточного провода статора. Удаление изоляции другим способом может быть затруднено без абразивного или механического воздействия.
Краткое описание чертежей
[0013] Вышеупомянутые и другие аспекты, свойства и преимущества настоящего изобретения будут более очевидными из описания изобретения, которое приведено ниже со ссылками на чертежи, на которых изображено следующее.
[0014] На фиг. 1 показаны диск для концевой заделки обмоток статора по настоящему изобретению и восемь концов обмоток статора.
[0015] На фиг. 2A показан вид в разрезе по линии 2-2 (фиг. 1) обмотки статора, размещенной в наконечнике по настоящему изобретению, перед прессованием.
[0016] На фиг. 2B показан вид в разрезе по линии 2-2 (фиг. 1) обмотки статора, размещенной в наконечнике по настоящему изобретению, после прессования.
[0017] На фиг. 2C показан вид в разрезе по линии 2-2 (фиг. 1) обмотки статора, размещенной в наконечнике по настоящему изобретению, после второго прессования и удаления покрытия путем нагрева.
[0018] На фиг. 3 показан обжатый и неизолированный конец обмотки.
[0019] На фиг. 4 показан комплект дисков для концевой заделки обмоток статора для многофазного двигателя.
[0020] Фиг. 5 служит иллюстрацией способа по настоящему изобретению.
[0021] На всех чертежах одинаковые элементы обозначены одинаковыми номерами позиций.
Осуществление изобретения
[0022] В приведенном ниже описании рассмотрен наилучший вариант выполнения изобретения. Настоящее описание не носит ограничительного характера, оно составлено исключительно с целью описания одного или нескольких предпочтительных вариантов реализации изобретения. Объем изобретения должен быть определен на основании формулы изобретения.
[0023] На фиг. 1 показаны диск 10 для концевой заделки обмоток статора по настоящему изобретению и шесть первых концов 12 обмоток статора. Первые концы 12 обмоток статора размещены в наконечниках 14 обмоток диска 10 для концевой заделки обмоток статора, расположенных на одинаковом расстоянии и под углом друг к другу. Далее на заделанные концы 12 обмоток статора устанавливают электроизолирующую втулку 15. По меньшей мере один вывод 11 используется для подключения к трехфазному источнику питания, но для наилучшего баланса линий тока предпочтительно могут быть использованы два вывода 11, расположенных под углом 180 градусов друг к другу. Для выполнения электрической концевой заделки выводов 11 может быть использован любой общепринятый метод, включая обжатие, сварку, пайку, клеммную колодку и т.п.
[0024] На фиг. 2A показан вид в разрезе по линии 2-2 (фиг. 1) первых концов 12 обмоток статора, размещенных в наконечнике 14 по настоящему изобретению, до обжатия. Два обжимных штампа 16a и 16b размещают выше и ниже первых концов 12 обмоток статора и наконечника 14. Два обжимных штампа 16a и 16b предпочтительно являются частью обжимной головки, содержащей пару штампов для каждой обмотки статора и выполненной с возможностью обжатия всех обмоток статора (для одной фазы) за один прием.
[0025] На фиг. 2B показан вид в разрезе по линии 2-2 (фиг. 1) первых концов 12 обмоток статора, размещенных в наконечнике 14, после обжатия. Обжимной штамп 16a опущен на обжимной штамп 16b, а края наконечника 14 отогнуты на первые концы 12 обмоток статора.
[0026] На фиг. 2C показан вид в разрезе по линии 2-2 (фиг. 1) первых концов 12 обмоток статора, размещенных в наконечнике 14, после второго обжатия и удаления покрытия посредством нагрева. Выполнение второго обжатия в сочетании с нагревом приводит к расплаву изоляции на первых концах 12 обмоток статора и созданию непосредственного контакта между первыми концами 12 обмоток статора и диском 10 для концевой заделки обмоток статора. При выполнении второго обжатия приложенное усилие должно быть достаточным для смещения расплавленной изоляции с обжатых концов обмоток статора с образованием электрического соединения между концами обмоток статора и диском 10 для концевой заделки обмоток статора. Как и при первом обжатии, все выводы (одной фазы) могут быть заделаны за одну операцию.
[0027] На фиг. 3 показан обжатый и оголенный заделанный конец 20 обмотки с установленной на нем изоляционной втулкой 15.
[0028] На фиг. 4 показан пример комплекта дисков 10a, 10b, 10c для концевой заделки обмоток статора, общий (или опорный) диск 10' для концевой заделки обмоток статора, а также изоляторы 22 многофазного двигателя. Для каждой фазы двигателя предусмотрен один диск 10a, 10b, или 10c для концевой заделки обмоток статора, а общий диск 10' предназначен для всех трех фаз. Соединение обмотки статора с каждым диском для концевой заделки обмоток статора может быть выполнено последовательно. Для изолирования последовательных дисков 10a, 10b, 10c, и 10' для концевой заделки обмоток могут быть использованы изоляторы 22.
[0029] На фиг. 5 проиллюстрирован способ концевой заделки обмоток статора. Согласно этому способу при выполнении операции 100 выполняют намотку статора многофазного электродвигателя; при выполнении операции 102 оставляют открытыми незаделанные концы обмоток на хвостовике статора; при выполнении операции 104 размещают диск для концевой заделки обмоток статора для первой фазы на хвостовике статора, при выполнении операции 106 размещают незаделанные первые концы обмоток для одной фазы статора в U-образные наконечники диска для концевой заделки обмоток; при выполнении операции 108 обжимают U-образные наконечники с размещенными в них концами обмоток; при выполнении операции 110 прессуют и нагревают обжатые наконечники с оплавлением изоляции на первых концах обмоток статора и формирования электрического соединения между диском для концевой заделки обмоток и обмотками статора; при выполнении операции 112 повторяют рассмотренные выше операции для каждой из остальных фаз статора.
[0030] Согласно способу дополнительно выполняют следующие операции: размещают общий диск для концевой заделки обмоток на хвостовике статора; размещают незаделанные первые концы обмоток одной фазы статора в U-образные наконечники диска для концевой заделки обмоток статора; обжимают U-образные наконечники; а также прессуют и нагревают обжатые наконечники с оплавлением изоляции на первых концах обмоток статора и созданием электрического соединения между диском для концевой заделки обмоток и обмотками статора.
[0031] Далее, до крепления к дискам, на незаделанные концы обмоток статора могут быть установлены изоляционные втулки, которые после крепления к дискам располагаются над заделанными концами обмоток статора. Между последовательно расположенными дисками могут быть размещены электроизолирующие диски. Диски для концевой заделки обмоток предпочтительно адгезивно соединены со статором.
Промышленная применимость
[0032] Настоящее изобретение промышленно применимо в области обрабатывающих лазеров.
Объем притязаний изобретения
[0033] Хотя настоящее изобретение раскрыто на примере конкретных вариантов реализации изобретения, специалистами в данной области могут быть внесены многочисленные модификации и изменения без выхода за пределы объема изобретения, сформулированного в приведенной ниже формуле изобретения.