CN101783553B - 分体式定子线圈绕制方法及绕线模装置 - Google Patents

Abstract

分体式定子线圈绕制方法及绕线模装置，属于交流伺服永磁同步电动机制作领域。广泛应用于工业自动化和军事装备，如数控机床、加工中心、机器人、印刷机械、纺织机械、医疗器械、石油、化工、冶金、雷达天线等。其特征在于：设置绕线模和与绕线模相适应的绕线模板构成的绕线模装置；将绕线模的外套筒(8)套在模芯支架(2)上，绕线模模芯支架(2)及第1组分体式定子铁芯齿固定在绕线机上，把分体式定子铁芯一端安装在绕线模的模板上，用绕线机的另一端顶紧；将绕组直接绕制在第1组分体式定子铁芯上。具有输出功率大、体积小，低速性能好，过载能力强，转速稳定等优点。

Description

分体式定子线圈绕制方法及绕线模装置

技术领域

分体式定子线圈绕制方法及绕线模装置，属于交流伺服永磁同步电动机制作领域。目前，交流伺服永磁同步电动机采用了高性能稀土永磁材料，能长期运行保持性能稳定，输出功率大、体积小，低速性能好，过载能力强，转速稳定。广泛应用于工业自动化和军事装备，如数控机床、加工中心、机器人、印刷机械、纺织机械、医疗器械、石油、化工、冶金、雷达天线等。

背景技术

传统的交流伺服永磁同步电动机定子根据产品的特性，往往采用成熟的Y2系列定子冲片、因其定子冲片为整体冲制结构，故材料利用率低、只有50％左右；绕组槽满率低；工人操作基本以手工为主、劳动强度大、生产效率较低；绕制的线圈端部尺寸长、漆包线用量大；电机的功率因数、效率随功率的使用范围有较大变化。电机体积大、输出功率低。

同时大功率交流伺服永磁同步电动机设计的电磁方案均为较粗线经的圆铜线多股并绕形式，例如：型号为EM180ST01的电机的电磁方案为12根

的圆铜线并绕。若还采用单体式定子铁芯齿绕线，拼装收紧后在逐一接线的加工过程中，将由于绕组出线端线头太多而出现：1.原材料浪费；2.工人劳动强度高，效率低；3.因电机接头太多，易造成虚焊，致使电机性能不稳定等诸多问题。目前尚未有较好的解决办法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，设计一种输出功率大、体积小，低速性能好，过载能力强，转速稳定的分体式定子线圈绕制方法及绕线模装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该分体式定子线圈的绕制方法，其特征在于：

1.1设置绕线模和与绕线模相适应的绕线模板构成的绕线模装置；

1.2将绕线模的外套筒套在模芯支架上，绕线模模芯支架及第1组分体式定子铁芯齿固定在绕线机上，把分体式定子铁芯一端安装在模芯支架绕线模板上，用绕线机的另一端顶紧；

1.3将绕组直接绕制在第1组分体式定子铁芯上；

1.4将绕线模的外套筒向前拉，放入第一块绕线模板及第2组分体式定子铁芯齿用滑动外套筒及绕线机将其固定，将一个定子绕组的末头从第1片绕线模板的凹槽中引出直接绕制第二组分体式定子铁芯齿绕组；

1.5重复1.4，将第二块绕线模板和第三组分体式定子铁芯齿顶紧在绕线机上，按逆时针方向旋转绕线机，直接绕制第三组分体式定子铁芯齿绕组；

1.6重复第1.4、1.5操作，将一相下的6组定子齿线圈绕制完成，绕组线圈的末头留适当长度做为引出线使用；

1.7松开绕线机顶尖及外套筒螺钉，将外套筒移回原位，取出绕制好的6组定子绕组。

一种权利要求1所述的分体式定子线圈绕制方法用绕线模装置，其特征在于：绕线模包括模芯支架和外套筒，模芯支架两端部为圆形，一端部圆盘外设有与绕线机固定的轴头，另一端部设置有模芯支架绕线模板，外套筒为圆形，直径大于模芯支架，上设有一通槽，端部周圈设有螺栓孔，外套筒套装在模芯支架外；与绕线模相适应的绕线模板为圆盘状，中间一端面开有长方形凹槽，边部设有凹孔。

模芯支架的主要作用一是与绕线机固定联接，二是联接第一片绕线模板，三是用于支撑外套筒。

绕线模板的主要作用是放置分体式定子铁芯，二是与外套筒联接。

外套筒的主要作用是固定多组绕线模板。

与现有技术相比，本发明的分体式定子线圈绕制方法及绕线模装所具有的有益效果是：采用该绕制方法，分体式定子铁芯拼装收紧后只有6个出线端，按电机的设计要求只需将其中的3个出线端焊接在一起，即完成了电机定子的接线操作，与单包绕制的18个出线端相比较：1.节约了定子线圈包与包之间连线的材料；2.改进了传统的定子线圈手工绕制方法，由于使用了绕线机及绕线模、排线模、计数器，实现了半机械化生产；保证了绕线时线的松紧度要求；工人操作简单、劳动强度大大降低，且效率大幅提高，每班次以3人计可生产20-25台定子；3.使用该方法后由于线圈是直接绕在分体式定子铁芯上，端部尺寸明显减小，以EM180ST01为例，漆包线的用量比整体式减少15％。

4.使用绕线机绕制线圈，可以很好的保证电机定子线圈3相电阻值的平衡，且电机的线圈间只有一个焊接头，提高了电机的性能稳定性。绕线模装置结构简单、安装使用方便，特别适用于六个分体式定子线圈的绕制。

附图说明

图1是本发明模芯支架结构示意图；

图2是图1右视图；

图3是外套筒剖示结构示意图；

图4是图3的右视图；

图5每相有6组分体式定子铁芯齿绕制方法示意图；

图6是每相有6组分体式定子铁芯齿绕制后排列在外套筒内的示意图；

图7是绕线模板主视示意图；

图8是图7的A-A剖示示意图。

图1-8是本发明的最佳实施例。其中：1轴头2模芯支架  3、9螺栓  4模芯支架绕线模板  5凹孔  6分体式定子铁芯安装凹槽  7通槽  8外套筒10、11、12、13、14、156组分体式定子铁芯齿绕组  16绕线机顶针  17绕线机顶紧圆盘  18绕线模板。

具体实施方式

下面结合附图图1-8是本发明的交流伺服永磁同步电动机分体式定子线圈的绕制方法做进一步说明：

参照图1-8

该绕线模装置主要由模芯支架2、5片单独的绕线模板18及可滑动的外套筒8构成。绕线模包括模芯支架2和外套筒8，模芯支架2两端部为圆形，一端部圆盘外设有与绕线机固定的轴头1，另一端部设置有绕线模板4，绕线模板4为圆盘状中间一端面开有长方形分体式定子铁芯安装凹槽6，边部设有凹孔5。外套筒8为圆形，直径大于模芯支架2，上设有一通槽，端部周圈设有螺栓孔，外套筒8套装在模芯支架2外。

参照图7-8

与绕线模相适应的绕线模板18为圆盘状，根据设计要求可设置多个，绕线模板18中间一端面开有长方形分体式定子铁芯安装凹槽6，边部设有凹孔5。

操作时将外套筒8套在模芯支架2上，绕线模模芯支架2及第1组分体式定子铁芯齿固定在绕线机上，绕制好一个分体式定子铁芯齿绕组10后，再放入第1片绕线模板18及第2组分体式定子铁芯齿用滑动外套筒8及绕线机将其固定，将第一个定子绕组10的末头从第1片绕线模板4的凹槽中引出直接绕制第二个分体式定子铁芯齿绕组11，依次类推，将6个定子绕组包绕制好，最后把外套筒8移回原位，将10、11、12、13、14、15 6个绕组包取出就可以了。

实施例1

下面以电机EM180ST01为例具体说明其加工操作步骤：

型号为EM180ST01的交流伺服永磁同步电动机其分体式定子铁芯由18组分体式定子铁芯齿组成，每相下有6组分体式定子铁芯齿，绕线图如图5所示，电磁方案为：铁芯长L＝120mm；线规：

并绕；匝数：20匝。

EM180ST01电机每相下6个定子齿线圈的绕制过程：

1、在分体式定子铁芯齿的齿槽内包上F级槽绝缘纸，铁芯齿的端部扣上绝缘端板。

2、将外套筒8套在模芯支架2上，绕线模装置模芯支架2及第1组分体式定子铁芯齿顶紧在绕线机上。绕组的起头由排线模引出穿过模芯支架2的凹槽旋紧在螺钉上，移动外套筒8通过3个螺钉控制其与模芯支架2的相对位置。然后按照绕线图要求逆时针即从附图5箭头方向旋转绕线机，通过计数器控制20匝时绕线机停止转动。为防止线圈松动脱落，在线圈的最后2匝处扎上尼龙扎带。第一组绕组即绕制完成。

3、松开绕线机顶尖16，用手托住第一组分体式定子铁芯绕组10，在其右面放入第一块绕线模板18和第二组分体式定子铁芯齿。将第一个铁芯绕组10的末端从绕线模板4的凹孔5中引出。松开固定外套筒8与模芯支架2的两个螺钉9，右向移动外套筒8，找正外套筒8与绕线模板18上相对应的螺钉孔后将其用螺钉9固定，用绕线机将绕线模及分体式定子铁芯组顶紧固定。在通过绕线模板凹孔5中的绕组外套上硅管，然后按照图5绕线图要求顺时针旋转绕线机，通过计数器控制20匝时绕线机停止转动。为防止线圈松动脱落，在线圈的最后2匝处扎上尼龙扎带。第二组绕组11即绕制完成。

4、重复第3步操作，将第二块绕线模板18和第三组分体式定子铁芯齿顶紧在绕线机上。按照图5绕线图要求逆时针旋转绕线机，通过计数器控制20匝时绕线机停止转动。为防止线圈松动脱落，在线圈的最后2匝处扎上尼龙扎带。由于第三与第四个绕组包的线圈跨度较大，绕线机再逆时针旋转一圈，以作为第三、第四线圈包的连接线，第三组绕组即绕制完成。

5、如附图8：重复第2、3、4步，将一相下的6组定子齿线圈绕制完成。绕组线圈的末头留适当长度做为引出线使用。

6、松开绕线机顶尖16及外套筒3的螺钉9，将外套筒3移回原位，取出绕制好的10、11、12、13、14、15 6组定子绕组即可。

Claims (2)

1.分体式定子线圈的绕制方法，其特征在于：

1.1设置绕线模和与绕线模相适应的绕线模板构成的绕线模装置；

1.2将绕线模的外套筒(8)套在绕线模模芯支架(2)上，绕线模模芯支架(2)及第1组分体式定子铁芯齿固定在绕线机上，把分体式定子铁芯一端安装在模芯支架绕线模板(4)上，用绕线机的另一端顶紧；

1.3将绕组直接绕制在第1组分体式定子铁芯上；

1.4将绕线模的外套筒(8)向前拉，放入第一块绕线模板(18)及第2组分体式定子铁芯齿，用滑动外套筒及绕线机将其固定，将一个定子绕组的末头从第1片绕线模板的凹孔中引出直接绕制第2组分体式定子铁芯齿绕组；

1.5重复1.4，将第二块绕线模板(18)和第3组分体式定子铁芯齿顶紧在绕线机上，按逆时针方向旋转绕线机，直接绕制第3组分体式定子铁芯齿绕组；

1.6重复第1.4、1.5操作，将一相下的6组定子齿线圈绕制完成，绕组线圈的末头留适当长度做为引出线使用；

1.7松开绕线机顶尖及外套筒(8)螺钉，将外套筒(8)移回原位，取出绕制好的6组定子绕组(10、11、12、13、14、15)。

2.一种权利要求1所述的分体式定子线圈绕制方法用绕线模装置，其特征在于：绕线模包括绕线模模芯支架(2)和外套筒(8)，绕线模模芯支架(2)两端部为圆形，一端部圆盘外设有与绕线机固定的轴头(1)，另一端部设置有模芯支架绕线模板(4)，外套筒(8)为圆形，直径大于绕线模模芯支架(2)，上设有一通槽(7)，端部周圈设有螺栓孔，外套筒(8)套装在绕线模模芯支架(2)外；还包括与绕线模相适应的绕线模板(18)，其为圆盘状，中间一端面开有长方形凹槽(6)，边部设有凹孔(5)。

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