CN104218701A

CN104218701A - 一种风扇电机定子及其制造方法

Info

Publication number: CN104218701A
Application number: CN201410475257.2A
Authority: CN
Inventors: 黄宝钗; 吴树填; 曾显祥
Original assignee: FOSHAN JIXING HOUSEHOLD APPLIANCE Co Ltd
Current assignee: FOSHAN JIXING HOUSEHOLD APPLIANCE Co Ltd
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2034-09-18
Also published as: CN104218701B

Abstract

一种风扇电机定子及其制造方法，该定子主要由定子铁芯、上骨架、下骨架、一个主绕组和三个副绕组组成，定子均匀布排有8个扇形线槽、8个方形铁轭112和8个极靴，与定子铁芯形状匹配的上、下骨架对接嵌合连接包裹在定子铁芯上，通过自动绕线机和骨架将主绕组串联缠绕在定子铁芯的奇数铁轭上，将第1、2、3副绕组依次串联缠绕在定子铁芯的偶数铁轭上，将各轴头引线分别缠绕并焊接在上骨架的相应接线柱上。本风扇电机定子能采用自动绕线机直接在铁轭骨架上绕线并焊接抽头引线，故制造工艺较简单，产品质量好，能节省25%以上的漆包线及金属材料，生产成本大幅降低，生产效率高。

Description

一种风扇电机定子及其制造方法

技术领域

本发明涉及交流鼠笼式电机技术领域，特别涉及一种风扇电机定子及其制造方法。

背景技术

风扇电机一般采用交流鼠笼式电机。现有一种风扇电机的定子1的线槽为16槽，槽孔呈椭圆形，截面积较小，参见图1所示。这种风扇电机定子结构及制造工艺是这样的：先绕制主绕组线圈2和副绕组线圈3，然后将绝缘槽纸4插入定子槽内，将已绕好的主、副线圈2、3按顺序手工落入线槽内，用绝缘隔纸（青壳纸）5将主绕组2和副绕组3隔开，用万用表量出档位的线头，接上对应档位的引线焊好并套上绝缘套管，用扎线带6将定子两边凸出的漆包线整形扎牢。上述定子结构及制造方法存在如下不足之处：①由于采用手工落线，主、副绕组的上部和下部必须高出定子铁芯厚度一定距离，例如，1～2cm，否则无法手工落线，主、副绕组这高出部分的漆包线重量约占绕组漆包线总重量的25～30﹪。故手工落线耗用漆包线多、生产成本高。②由于定子有16线槽，落线绕组数量多，难度大，容易刮伤或刮断漆包线，要放的绝缘槽纸数量多、位置难以均匀，因而造成生产效率低、品质不稳定。③绕组多、抽头更多，需用万用表量找匹配的档位线头，容易出错，众多的接线线头要焊接并套上黄蜡套管，容易脱落出错，最后还要扎线，对各绕组及槽纸、接线线头进行固定成型，十分繁杂。总之，上述风扇电机的定子结构盒制造工艺复杂、使用人工多、铜材耗用量大，产品质量不稳定，生产效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风扇电机定子及其制造方法，该定子槽数少而截面积大，槽形与骨架匹配，适合机械自动落线，该定子制造工艺也比较简单、明了，产品质量好，能节省25～30﹪的漆包线及金属材料，生产成本大幅降低，生产效率高。

本发明所提出的技术解决方案是这样的：

一种风扇电机定子，包括定子铁芯和主副绕组，该主副绕组包括主绕组和三个副绕组，在主副绕组并联有电容器，所述定子铁芯11沿环圆均匀布排有8个铁轭112、8个极靴113和8个线槽111，每个线槽111呈扇形，每个铁轭112呈方形，相邻两个铁轭112的中心线交角为45°；还设有相互匹配嵌合的上骨架12和下骨架13，上骨架12的环形上板125下部沿环圆均匀设有8个扇形的上空槽124，相邻两个上空槽124槽壁及该两槽壁之间的环形上板125部分形成方形的上框架122，环形上板125上顶部沿外圆周设有一组引线架121和一组上档板123，沿内圆周也设有一组上挡板123，每个引线架121中央设有一个定位筒1211，在定位筒1211中插接有接线柱；下骨架13的环形下板131上部沿环圆均匀设有8个扇形的下空槽133，相邻两个下空槽133槽壁及该两槽壁之间的环形下板131部分形成方形的下框架132，环形下板131底部向下沿外圆周和内圆周均设有下挡板134；所述上骨架12、下骨架13和定子铁芯11的铁轭112、线槽111、上平面、下平面匹配嵌合接触连接，上骨架12和下骨架13包裹在定子铁芯11对应部位上，并形成了八个方形框架16；主绕组141通过自动绕线机和对应的框架16串联缠绕在定子铁芯11奇数铁轭112上，第1副绕组142、第2副绕组143和第3副绕组144通过自动绕线机和对应的框架16依先后次序串联缠绕在定子铁芯11偶数铁轭112上，主绕组141和第1副绕组142、第2副绕组143、第3副绕组144的两端引线分别焊接在相应的接线柱上。

制造该风扇电机定子的工艺步骤如下：

①制备定子铁芯11；

②采用PA材料制备上骨架12和下骨架13，将上骨架12、定子铁芯11和下骨架13相互匹配嵌合接触连接，上骨架12和下骨架13包裹在定子铁芯11相应部位，并形成八个框架16；

③将定子铁芯11放置在自动绕线机工作台的夹具上并锁紧；

④自动绕线机工作，储备有漆包线的绕线机械手沿直角坐标系的Z轴作上、下往复运动，定子铁芯11沿直角坐标系的X轴作左、右往复运动的同时亦沿Y轴前进或后退，从而实现漆包线按要求缠绕在相应的框架16上，成为绕组；首先从第2接线柱152开始，拉线到对应于第1铁轭1121的框架16上，按设定的绕圈数量一次绕满该框架16，然后，工作台逆时针旋转90度，引线绕过对应的引线架121，跳到对应于第3铁轭1123的框架16上，按设定的绕圈数量一次绕满该框架16，依次类推，直至绕满对应于第5铁轭1125和第7铁轭1127的框架16为止；

⑤自动绕线机的工作台逆时针旋转135度，引线绕在第3接线柱153上，拉线到对应于第2铁轭1122的框架16上，按设定的绕圈数量绕完第1副绕组142的圈数，然后，工作台逆时针旋转90度，引线绕过对应的引线架121，跳到对应于第4铁轭1124的框架16上，按设定的绕圈数量绕完第1副绕组142的圈数，依此类推，直至绕完第1副绕组142在对应于第6铁轭1126和第8铁轭1128的框架16为止；

⑥自动绕线机的工作台逆时针旋转90度，引线绕在第4接线柱154上，拉线到对应于第2铁轭1122的框架16上，按设定的绕圈数量绕完第2副绕组143的圈数，然后，工作台逆时针旋转90度，引线绕过对应的引线架121，跳到对应于第4铁轭1124的框架16上，按设定的绕圈数量绕完第2副绕组143的圈数，依此类推，直至绕完第2副绕组143在对应于第6铁轭1126和第8铁轭1128的框架16为止；

⑦自动绕线机的工作台逆时针旋转90度，引线绕在第5接线柱155上，拉线到对应于第2铁轭1122的框架16上，按设定的绕圈数量绕完第3副绕组144的圈数，然后，工作台逆时针旋转90度，引线绕过对应的引线架121，跳到对应于第4铁轭1124的框架16上，按设定的绕圈数量绕完第3副绕组144的圈数，依此类推，直至绕完第3副绕组144在对应于第6铁轭1126和第8铁轭1128的框架16为止；

⑧自动绕线机的工作台逆时针旋转135度，引线绕过对应的引线架121，绕线机械手自动将引线绕到第6接线柱156上，并在终端切断引线，绕线过程完成；

⑨将定子从工作台取下，再放到激光加工机台定位装置上，用激光去除各接线柱上所缠绕的漆包线的漆膜并焊接在接线柱上；

⑩定子装配时，在第1接线柱151和第2接线柱152之间连接有热熔断器件R_P，在第2接线柱152和第6接线柱156之间接有电容器C。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的关键技术在于：①定子铁芯采用了8个空槽、8个铁轭和8个磁靴结构，每个空槽的形状近似扇形，每个铁轭呈方形，空槽的容积比较大，使之采用自动绕线机将漆包线绕组直接缠绕在铁轭成为可能（当然对铁轭要作绝缘保护），较宽的扇形空槽能让自动绕线机的绕线机械手活动自如地沿直角坐标系的Z轴作上、下往复运动；②采用PA材料注塑而成的上骨架和下骨架对接扣合连接结构能方便地将定子铁芯的铁轭、空槽和上、下平面部分绝缘包裹起来，为自动绕线机对定子铁芯的各个铁轭依顺序绕线创造了有利条件。由于在上骨架平面上设有至少6个引线架，每个引线架中央设有一个定位筒，在相邻的6个引线架中的定位筒内均插接有一根接线铜柱，其中5根接线柱用于一个主绕组和三个副绕组的引线头的连接，正因为设有这5根接线柱就能实现通过自动绕线机对定子的一个主绕组、三个副绕组在对应铁轭中进行全自动缠绕以及该四个绕组的引线头与对应接线柱的全自动连接，生产效率很高，抽头接线准确无误，产品品质优秀。

由于采用了八槽定子结构，空槽呈扇形且截面积大，铁轭呈方形，定子大部分由上、下PA骨架包裹，并在上骨架上平面装有六根接线柱，因而，它能完全适合机械式全自动落线，而且一座机台可夹装多个定子同时自动绕线，定子制造工艺也比较简单、明了；由于各绕组是自动缠绕在对应的骨架方形框架上，在相同额定功率条件下，使绕组的漆包线消耗量比原来手工落线的绕组减少了25～30﹪，同时，整个定子的体积也缩小了，定子外壳也变扁了，金属耗材也大为减少，故其生产成本大幅度降低，生产效率大幅度提高。

附图说明

图1是现有一种16线槽的交流鼠笼式风扇电机的定子结构示意图。

图2是本发明一个实施例的风扇电机定子结构示意图，图中所示定子具有8个线槽，各个引线架未画出。

图3是图2所示定子铁芯结构示意图。

图4是图2所示上骨架的主视图。

图5是图4的俯视图。

图6是图4的立体图（处于倒置状态）。

图7是图2所示下骨架的立体图。

图8是图7的俯视图。

图9是图7的仰视图。

图10是由图4所示上骨架和图7所示下骨架对接嵌合而成的骨架立体图。

图11 是图2所示风扇电机定子绕组、各接线柱布排位置结构示意图。

图12是图11所示风扇电机定子主、副绕组连接电路原理图。

具体实施方式

通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。

参见图2-图12所示，一种风扇电机定子主要由定子铁芯11、上骨架12、下骨架13、主绕组141和三个副绕组组成。主副绕组14包括主绕组141和三个副绕组，主副绕组14并联有电容器C，定子铁芯11沿环圆均匀布排有8个铁轭112、8个极靴113和8个线槽111，每个线槽111呈扇形且截面积比较大，每个铁轭112呈方形，相邻两个铁轭112的中心线交角为45°。还设有相互匹配嵌合的上骨架12和下骨架13，上骨架12的环形上板125下部沿环圆均匀设有8个扇形的上空槽124，相邻两个上空槽124槽壁及该两槽壁之间的环形上板125部分形成方形的上框架122，环形上板125上顶部沿外圆周设有一组引线架121和一组上档板123，沿内圆周也设有一组上挡板123，每个引线架121中央设有一个定位筒1211，在定位筒1211中插接有接铜线柱。下骨架13的环形下板131上部沿环圆均匀设有8个扇形的下空槽133，相邻两个下空槽133槽壁及该两槽壁之间的环形下板131部分形成方形的下框架132，环形下板131底部向下沿外圆周和内圆周均设有下挡板134。所述上骨架12、下骨架13和定子铁芯11的铁轭112、线槽111、上平面、下平面匹配嵌合接触连接，上骨架12和下骨架13包裹在定子铁芯11对应部位上，并形成了八个方形框架16。主绕组141通过自动绕线机和对应的框架16串联缠绕在定子铁芯11奇数铁轭112上，第1副绕组142、第2副绕组143和第3副绕组144通过自动绕线机和对应的框架16依先后次序串联缠绕在定子铁芯11偶数铁轭112上，主绕组141和第1副绕组142、第2副绕组143、第3副绕组144的两端引线分别焊接在相应的接线柱上。

所述上骨架12由引线架121、上框架122、上挡板123、上空槽124和环形上板125组成，采用塑料绝缘材料制成，环形上板125下部圆周均匀设有8个上空槽124，每个上空槽124的竖向槽口设有上内钩边1241，相邻两个上空槽124槽壁及该两槽壁之间的环形上板125部分形成上框架122，上空槽124呈扇形，上框架122呈方形，在环形上板125上顶部沿外圆周均匀设有至少6个引线架121和一组上挡板123，环形上板125沿内圆周也均匀设有一组上挡板123，每个引线架121中央设有一个定位筒1211，在相邻6个定位筒1211内分别插接有第1接线柱151、第2接线柱152、第3接线柱153、第4接线柱154、第5接线柱155和第6接线柱156。

所述下骨架13由环形下板131、下框架132、下空槽133和下挡板134组成，采用塑料绝缘材料制成，环形下板131上部圆周均匀设有8个下空槽133，每个下空槽131的竖向槽口设有下内钩边1321，相邻两个下空槽133槽壁及该两槽壁之间的环形下板131部分形成下框架132，环形下板131底部向下沿外圆周和内圆周均设有下挡板134，所述下空槽133呈扇形，下框架（132）呈方形，上骨架12与下骨架13通过上空槽124的上内钩边1241和下空槽（133）的下内钩边（1321）匹配扣合连接，成为用于包裹定子铁芯11的骨架。

主绕组141通过对应的骨架框架依次缠绕在定子铁芯11的第1铁轭1121、第3铁轭1123、第5铁轭1125和第7铁轭1127上；第1副绕组142、第2副绕组143、第3副绕组144按先后顺序通过对应的骨架框架依次缠绕在定子铁芯11的第2铁轭1122、第4铁轭1124、第6铁轭1126和第8铁轭1128上；主绕组141的线头焊接在第2接线柱152上，主绕组141的线尾和第1副绕组142的线头焊接在第3接线柱153上，第1副绕组142的线尾和第2副绕组143的线头焊接在第4接线柱154上，第2副绕组143的线尾和第3副绕组144的线头焊接在第5接线柱155上，第3副绕组144的线尾焊接在第6接线柱156上；在第1接线柱151和第2接线柱152之间连接有热熔断器件R_P，在第2接线柱152与第6接线柱156之间连接有电容器C。

制造该风扇电机定子的工艺步骤如下：

①制备定子铁芯11；

③将定子铁芯11放置在自动绕线机工作台的夹具上并锁紧；

④自动绕线机工作，储备有漆包线的绕线机械手沿直角坐标系的Z轴作上、下往复运动，定子铁芯11沿直角坐标系的X轴作左、右往复运动的同时亦沿Y轴前进或后退，从而实现漆包线按要求缠绕在相应的框架16上，成为绕组；首先从第2接线柱152开始，拉线到对应于第1铁轭1121的框架16上，按设定的绕圈数量一次绕满该框架16，然后，工作台逆时针旋转90度，引线绕过对应的引线架121，跳到对应于第3铁轭1123的框架16上，按设定的绕圈数量一次绕满该框架16，依此类推，直至绕满对应于第5铁轭1125和第7铁轭1127的框架16为止；

下面以20叠风扇电机定子铁芯为例，其额定功率约为55W；对应现有16槽、手工落线的定子而言，其漆包线耗用量为128g，电机前、后壳高度均为24mm，前、后壳总重量为150g；对于本发明的8槽、自动绕线的定子而言，其漆包线耗用量为90g，电机前、后壳高度均为16mm，前、后壳总重量为112g；两者相比较，本发明的电机定子漆包线耗用量减少了29.7%[（128-90）÷128×100%=29.7%]；前、后机壳高度减少16mm，前、后机壳重量减少38g。

Claims

1. 一种风扇电机定子，包括定子铁芯和主副绕组，该主副绕组包括主绕组和三个副绕组，在主副绕组并联有电容器，其特征在于：所述定子铁芯（11）沿环圆均匀布排有8个铁轭（112）、8个极靴（113）和8个线槽（111），每个线槽（111）呈扇形，每个铁轭（112）呈方形，相邻两个铁轭（112）的中心线交角为45°；还设有相互匹配嵌合的上骨架（12）和下骨架（13），上骨架（12）的环形上板（125）下部沿环圆均匀设有8个扇形的上空槽（124），相邻两个上空槽（124）槽壁及该两槽壁之间的环形上板（125）部分形成方形的上框架（122），环形上板（125）上顶部沿外圆周设有一组引线架（121）和一组上档板（123），沿内圆周也设有一组上挡板（123），每个引线架（121）中央设有一个定位筒（1211），在定位筒（1211）中插接有接线柱；下骨架（13）的环形下板（131）上部沿环圆均匀设有8个扇形的下空槽（133），相邻两个下空槽（133）槽壁及该两槽壁之间的环形下板（131）部分形成方形的下框架（132），环形下板（131）底部向下沿外圆周和内圆周均设有下挡板（134）；所述上骨架（12）、下骨架（13）和定子铁芯（11）的铁轭（112）、线槽（111）、上平面、下平面匹配嵌合接触连接，上骨架（12）和下骨架（13）包裹在定子铁芯（11）对应部位上，并形成了八个方形框架（16）；主绕组（141）通过自动绕线机和对应的框架（16）串联缠绕在定子铁芯（11）奇数铁轭（112）上，第1副绕组（142）、第2副绕组（143）和第3副绕组（144）通过自动绕线机和对应的框架（16）依先后次序串联缠绕在定子铁芯（11）偶数铁轭（112）上，主绕组（141）和第1副绕组（142）、第2副绕组（143）、第3副绕组（144）的两端引线分别焊接在相应的接线柱上。

2. 制造权利要求1所述的风扇电机定子的方法，其特征在于：制造该风扇电机定子的工艺步骤如下：

①制备定子铁芯（11）；

②采用PA材料制备上骨架（12）和下骨架（13），将上骨架（12）、定子铁芯（11）和下骨架（13）相互匹配嵌合接触连接，上骨架（12）和下骨架（13）包裹在定子铁芯（11）相应部位，并形成八个框架（16）；

③将定子铁芯（11）放置在自动绕线机工作台的夹具上并锁紧；

④自动绕线机工作，储备有漆包线的绕线机械手沿直角坐标系的Z轴作上、下往复运动，定子铁芯（11）沿直角坐标系的X轴作左、右往复运动的同时亦沿Y轴前进或后退，从而实现漆包线按要求缠绕在相应的框架（16）上，成为绕组；首先从第2接线柱（152）开始，拉线到对应于第1铁轭（1121）的框架（16）上，按设定的绕圈数量一次绕满该框架（16），然后，工作台逆时针旋转90度，引线绕过对应的引线架（121），跳到对应于第3铁轭（1123）的框架（16）上，按设定的绕圈数量一次绕满该框架（16），依此类推，直至绕满对应于第5铁轭（1125）和第7铁轭（1127）的框架（16）为止；

⑤自动绕线机的工作台逆时针旋转135度，引线绕在第3接线柱（153）上，拉线到对应于第2铁轭（1122）的框架（16）上，按设定的绕圈数量绕完第1副绕组（142）的圈数，然后，工作台逆时针旋转90度，引线绕过对应的引线架（121），跳到对应于第4铁轭（1124）的框架（16）上，按设定的绕圈数量绕完第1副绕组（142）的圈数，依此类推，直至绕完第1副绕组（142）在对应于第6铁轭（1126）和第8铁轭（1128）的框架（16）为止；

⑥自动绕线机的工作台逆时针旋转90度，引线绕在第4接线柱（154）上，拉线到对应于第2铁轭（1122）的框架（16）上，按设定的绕圈数量绕完第2副绕组（143）的圈数，然后，工作台逆时针旋转90度，引线绕过对应的引线架（121），跳到对应于第4铁轭（1124）的框架（16）上，按设定的绕圈数量绕完第2副绕组（143）的圈数，依此类推，直至绕完第2副绕组（143）在对应于第6铁轭（1126）和第8铁轭（1128）的框架（16）为止；

⑦自动绕线机的工作台逆时针旋转90度，引线绕在第5接线柱（155）上，拉线到对应于第2铁轭（1122）的框架（16）上，按设定的绕圈数量绕完第3副绕组（144）的圈数，然后，工作台逆时针旋转90度，引线绕过对应的引线架（121），跳到对应于第4铁轭（1124）的框架（16）上，按设定的绕圈数量绕完第3副绕组（144）的圈数，依此类推，直至绕完第3副绕组（144）在对应于第6铁轭（1126）和第8铁轭（1128）的框架（16）为止；

⑧自动绕线机的工作台逆时针旋转135度，引线绕过对应的引线架（121），绕线机械手自动将引线绕到第6接线柱（156）上，并在终端切断引线，绕线过程完成；

⑩定子装配时，在第1接线柱（151）和第2接线柱（152）之间连接有热熔断器件R_P，在第2接线柱（152）和第6接线柱（156）之间接有电容器C。