CN108667179A - 分瓣铁心定子双层绕组结构及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分瓣铁心定子双层绕组结构及其安装方法，电机在轴向上定子；定子有多个分瓣的定子拼接而成；每瓣定子铁心包括多个沿圆周间隔开的齿槽，每个槽中嵌放有两支线圈；在所述槽中，两支线圈的有效边叠放在一起；定义没有嵌放线圈有效边的槽的上半部分称为上层空槽；在一瓣定子和与其相邻的另一瓣定子的拼接位置处，一瓣定子存在m个节距的上层空槽，其它槽均嵌放有线圈有效边，另一瓣定子存在m个节距的上层空槽；当多个分瓣定子拼接后，在上层空槽中嵌放m个节距的双上层边线圈。与其他现有技术的电机相比，本发明能够以比较简单的方式实现具有完整的双层绕组的电机，而没有不利电机可靠性和运行安全性的影响。

Description

分瓣铁心定子双层绕组结构及其安装方法

技术领域

本发明涉及低速大型电机，包括发电机和电动机的模块化组装制造，具体涉及一种分瓣铁心定子双层绕组结构及其安装方法。

背景技术

旋转电机一般包括定子和转子，对于大功率直驱型低速电机，随着单机功率的增加，电机的尺寸和重量都有所增加，这样给定子浸漆或电机的运输造成一定的难度。目前一种行之有效的解决措施是将定子制作成分瓣结构，其优点是一方面便于定子的浸漆，另一方面便于运输和现场装配。

针对定子分瓣结构，现有提出的解决方法主要是单层绕组结构的分瓣定子，虽然这种结构易于实现，但是单层绕组电气性能较双层绕组存在缺陷。

常规的双层绕组结构的定子，线圈一般包括一个上层边和一个下层边。若将各个分瓣铁心的槽中都嵌入线圈，必会有部分线圈的有效边伸出分瓣定子。当将各瓣定子拼接时，在现有工艺下，无法保证伸出铁心外的线圈有效边在不损伤绝缘下顺利进槽，达不到分瓣定子拼接的目的。若待拼接后再嵌入分瓣定子拼接位置处的线圈，由于线圈为上下层边结构，且分瓣定子拼接前已浸漆，会导致拼接处线圈的下层边将无法顺利进行嵌放。

CN104995819B公知一种分瓣定子双层绕组的实现方法，这种结构将定子在拼接位置设计成Z字型结构，但是上述结构在机械强度、电气性能等方面均存在一定的缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了分瓣铁心定子双层绕组结构及其安装方法。

本发明的技术方案如下：

一种分瓣铁心定子双层绕组结构，电机在轴向上定子；定子有多个分瓣的定子拼接而成；每瓣定子铁心包括多个沿圆周间隔开的齿槽，每个槽中嵌放有两支线圈；在所述槽中，两支线圈的有效边叠放在一起；定义没有嵌放线圈有效边的槽的上半部分称为上层空槽；在一瓣定子和与其相邻的另一瓣定子的拼接位置处，一瓣定子存在m个节距的上层空槽，其它槽均嵌放有线圈有效边，另一瓣定子存在m个节距的上层空槽；当多个分瓣定子拼接后，在上层空槽中嵌放m个节距的双上层边线圈；m为正整数。

其进一步的技术方案为：定义一个有效边在槽的上半部分、另一个有效边在槽的下半部分的线圈称为上下层边线圈，两个有效边均在槽的下半部分的线圈称为双下层边线圈，两个有效边均在槽的上半部分的线圈称为双上层边线圈；嵌放线圈的组合方式包括：上下层边线圈和双下层边线圈的组合，或者上下层边线圈、双下层边线圈和双上层边线圈的组合，或者双下层边线圈和双上层边线圈的组合；

其进一步的技术方案为：每个分瓣定子的结构是相同的，具有互换性；或者每个分瓣定子的结构互相不同。

其进一步的技术方案为线圈端部布置成互相不干涉的形状。

一种分瓣铁心定子双层绕组的安装方法，包括：

步骤1、将定子冲片根据每瓣铁心尺寸要求，进行叠压和固定，形成分瓣铁心；

步骤2、在每瓣铁心拼接处槽的下半部分嵌放一个节距的双下层边线圈；

步骤3、嵌放线圈的不同组合形式，并留出拼接位上层空槽；线圈的组合形式包括：上下层边线圈和双下层边线圈的组合，或者上下层边线圈、双下层边线圈和双上层边线圈的组合，或者双下层边线圈和双上层边线圈的组合；

步骤4、将完成线圈嵌放的并留出拼接位上层空槽的分瓣定子进行接线和浸漆处理，完成分瓣定子生产；

步骤5、将上述分瓣定子沿圆周方向依次固定在固定架上，完成拼接；

步骤6、在拼接后的分瓣定子的上层空槽内嵌放双上层边线圈，然后进行接线并对其进行绝缘处理，完成定子生产。

本发明的有益技术效果是：

与其他现有技术的电机相比，本发明具有明显的优点。特别地，能够以比较简单的方式实现具有完整的双层绕组的电机，而没有不利电机可靠性和运行安全性的影响。

通过分瓣定子和三种线圈的这种设计方案，完成分瓣铁心的嵌线、浸漆等工作。分瓣定子拼接后，将双上层边线圈嵌放到上层空槽中，这个工序可以在定子的总装工作地点进行。

这样的技术方案，使得在每瓣铁心嵌线时，可以提高线圈的嵌线效率和绝缘可靠性；分瓣定子可以单独的生产制造和运输，并在装配处完成拼接。并可以有效避免线圈因生产制造、拼接、拆卸复装等操作造成的绝缘损伤。

附图说明

图1是实施例中分瓣定子展开示意图。

图2是实施例中两瓣定子拼接后的展开示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种分瓣铁心定子双层绕组结构，电机在轴向上定子。定子有多个分瓣的定子拼接而成。从电机轴向看，定子在周向上由多个(两个及以上)分瓣定子拼接而成，拼接位置可以位于铁心的齿部，也可以位于铁心的槽部，其中拼接的分瓣定子结构可以相同，也可以不同。

每瓣定子铁心包括多个沿圆周间隔开的齿槽，每个槽中嵌放有两支线圈。在所述槽中，两支线圈的有效边叠放在一起。定义没有嵌放线圈有效边的槽的上半部分称为上层空槽。在一瓣定子和与其相邻的另一瓣定子的拼接位置处，一瓣定子存在m个节距的上层空槽，其它槽均嵌放有线圈有效边，另一瓣定子存在m个节距的上层空槽。当多个分瓣定子拼接后，在上层空槽中嵌放m个节距的双上层边线圈。m为整数。

定义一个有效边在槽的上半部分、另一个有效边在槽的下半部分的线圈称为上下层边线圈，两个有效边均在槽的下半部分的线圈称为双下层边线圈，两个有效边均在槽的上半部分的线圈称为双上层边线圈。

双下层边线圈的作用是实现上下层边线圈与双上层边线圈之间的过渡连接，双上层边线圈的作用是实现分瓣定子拼接后线圈的不翻槽嵌放。

所以，针对每瓣定子，一种实现方式为：首先将一个节距的双下层边线圈嵌放在每瓣铁心拼接处槽的下半部分，其目的是实现双上层边线圈到上下层边线圈的过渡，同时预留出一个节距的上层空槽；然后嵌放上下层边线圈，完成分瓣定子线圈的嵌放；之后，进行相间、极间连线和浸漆等工作。此时分瓣定子两侧将存在一个节距的上层空槽，一侧槽的下半部分中的线圈为上下层边线圈，另一侧为双下层边线圈。分瓣定子拼接后，在两瓣定子拼接处的上层空槽中嵌放一个节距的双上层边线圈，之后按照电气接线图进行双上层边线圈与其它线圈的相间和极间连线。

进一步的，每个分瓣定子的结构是相同的，具有互换性。或者每个分瓣定子的结构互相不同。

进一步的，上述三种线圈可以根据安装空间要求，将端部布置成互相不干涉的任何形状。

这样的技术方案，使得在每瓣铁心嵌线时，可以提高线圈的嵌线效率和绝缘可靠性；分瓣定子可以单独的生产制造和运输，并在装配处完成拼接。并可以有效避免线圈因生产制造、拼接、拆卸复装等操作造成的绝缘损伤。

本发明还公开了一种分瓣铁心定子双层绕组的安装方法，包括：

步骤1、将定子冲片根据每瓣铁心尺寸要求，进行叠压和固定，形成分瓣铁心。

步骤2、在每瓣铁心拼接处槽的下半部分嵌放一个节距的双下层边线圈。

步骤3、嵌放线圈的不同组合形式，并留出拼接位上层空槽。线圈的组合形式包括：上下层边线圈和双下层边线圈的组合，或者上下层边线圈、双下层边线圈和双上层边线圈的组合，或者双下层边线圈和双上层边线圈的组合。

步骤4、将完成线圈嵌放的并留出拼接位上层空槽的分瓣定子进行接线和浸漆处理，完成分瓣定子生产。

步骤5、将上述分瓣定子沿圆周方向依次固定在固定架上，完成拼接。

步骤6、在拼接后的分瓣定子的上层空槽内嵌放双上层边线圈，然后进行接线并对其进行绝缘处理，完成定子生产。

以下用一个实施例来说明本发明的安装方法。分瓣铁心数量需要根据极槽配比、绕组排布等因素综合考虑。本实施例任意选取两个相同的分瓣定子为例进行说明。

为简化介绍，本实施例中选取线圈节距为3进行说明，其它节距的线圈也可以通过本发明方法进行实施。如图1所示，以槽号从左到右对线圈进行编号，1、2、3……n-1为上下层边线圈，n、n+1、n+2为双下层边线圈。分瓣定子制造时，先将双下层边线圈n、n+1、n+2依次嵌放槽的下半部分中，然后依次嵌放上下层边线圈1、2、3……n-1。此时，1、2、3和n+3、n+4、n+5为上层空槽。同样的，其它分瓣铁心线圈的嵌放方式相同。每瓣铁心完成线圈嵌放后，对线圈端部进行绑扎固定以及根据电气接线图进行极间连线，并对其进行浸漆处理。

如图2所示，分瓣定子拼接后的展开示意图。如图所示，第一瓣定子和第二瓣定子已经完成上下层边线圈、双下层边线圈的嵌放，此时n+3、n+4、n+5、n+6、n+7、n+8为上层空槽，拼接后，在两瓣定子的六个上层空槽中，依次嵌放双上层边线圈n+3、n+4、n+5。双上层边线圈完成嵌放后，对绕组端部进行绑扎固定以及根据电气接线图进行极间连线，并进行绝缘处理。

根据本发明，分瓣定子的绕组可以通过三种结构线圈实现，也可以通过双下层边线圈和双上层边线圈实现，为了全面介绍本发明，采用三种结构线圈实施分瓣定子。

其他分瓣数、节距数、极槽配合等的分瓣定子的线圈嵌线和绕组实施都可以通过上述方法实现，在此不一一列举。

不同于传统的双层绕组结构，上述方法中各个分瓣定子以及双上层边线圈的嵌放均不需要对预先完成嵌放的线圈进行翻槽处理，这样一方面提升了线圈的嵌放效率，另一方面可以降低翻槽操作对线圈绝缘的损伤。

每个分瓣定子相互独立，且定子可以进行线圈拆卸复装。当需要分离分瓣定子时，只需拆下拼接处的双上层边线圈。

根据上述线圈结构设想，分瓣定子可以有多种实现方式，例如从电机轴向看，定子分为多瓣相同的分瓣定子，或者多瓣不相同的分瓣定子；铁心在冲片齿部拼接或者是槽部拼接；线圈分为上下层边线圈、双下层边线圈和双上层边线圈，或者是双下层边线圈和双上层边线圈。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种分瓣铁心定子双层绕组结构，其特征在于，电机在轴向上定子；定子有多个分瓣的定子拼接而成；每瓣定子铁心包括多个沿圆周间隔开的齿槽，每个槽中嵌放有两支线圈；在所述槽中，两支线圈的有效边叠放在一起；定义没有嵌放线圈有效边的槽的上半部分称为上层空槽；在一瓣定子和与其相邻的另一瓣定子的拼接位置处，一瓣定子存在m个节距的上层空槽，其它槽均嵌放有线圈有效边，另一瓣定子存在m个节距的上层空槽；当多个分瓣定子拼接后，在上层空槽中嵌放m个节距的双上层边线圈；m为正整数。

2.如权利要求1所述的一种分瓣铁心定子双层绕组结构，其特征在于：定义一个有效边在槽的上半部分、另一个有效边在槽的下半部分的线圈称为上下层边线圈，两个有效边均在槽的下半部分的线圈称为双下层边线圈，两个有效边均在槽的上半部分的线圈称为双上层边线圈；嵌放线圈的组合方式包括：上下层边线圈和双下层边线圈的组合，或者上下层边线圈、双下层边线圈和双上层边线圈的组合，或者双下层边线圈和双上层边线圈的组合。

3.如权利要求1所述的一种分瓣铁心定子双层绕组结构，其特征在于：每个分瓣定子的结构是相同的，具有互换性；或者每个分瓣定子的结构互相不同。

4.如权利要求1所述的一种分瓣铁心定子双层绕组结构，其特征在于：线圈端部布置成互相不干涉的形状。

5.一种分瓣铁心定子双层绕组的安装方法，其特征在于，包括：

步骤1、将定子冲片根据每瓣铁心尺寸要求，进行叠压和固定，形成分瓣铁心；

步骤2、在每瓣铁心拼接处槽的下半部分嵌放m个节距的双下层边线圈；m为正整数

步骤3、嵌放线圈的不同组合形式，并留出拼接位上层空槽；线圈的组合形式包括：上下层边线圈和双下层边线圈的组合，或者上下层边线圈、双下层边线圈和双上层边线圈的组合，或者双下层边线圈和双上层边线圈的组合；

步骤4、将完成线圈嵌放的并留出拼接位上层空槽的分瓣定子进行接线和浸漆处理，完成分瓣定子生产；

步骤5、将上述分瓣定子沿圆周方向依次固定在固定架上，完成拼接；

步骤6、在拼接后的分瓣定子的上层空槽内嵌放双上层边线圈，然后进行接线并对其进行绝缘处理，完成定子生产。