CN109058294A - 磁悬浮轴承定子绕组及其绕制方法、磁悬浮轴承 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁悬浮轴承定子绕组及其绕制方法、磁悬浮轴承。该磁悬浮轴承定子绕组包括多相绕组，每相绕组的多个线圈由漆包线串联绕制而成，其中第一个线圈的绕制方向与第二个线圈的绕制方向相反。根据本发明的磁悬浮轴承定子绕组，能够减少磁悬浮轴承的定子绕组引出线数量，降低劳动量，同时降低接线错误的发生率，提高磁悬浮轴承的合格率。

Description

磁悬浮轴承定子绕组及其绕制方法、磁悬浮轴承

技术领域

本发明属于磁悬浮轴承技术领域，具体涉及一种磁悬浮轴承定子绕组及其绕制方法、磁悬浮轴承。

背景技术

磁悬浮轴承是一种利用电磁力将轴悬浮的新型轴承，其绕组是磁悬浮轴承的能量转换的主要组成部分，在绕组中通电流时，绕组的线圈感应出磁场，感应的磁场通过磁悬浮轴承定子和转子铁芯形成闭合磁路，从而产生电磁拉力，使转轴悬浮，在这过程中，绕组承担的电能的输入和电场到磁场转换的工具，绕组的分布方式对输入的电流或电压大小，以及磁场的产生、电磁力的大小都有重要的影响。

一般的，磁悬浮轴承的绕组是在每个定子齿上绕制一个线圈，每个线圈有两个引出线，如图1所示，表示为16个定子齿部上的16个线圈组成的绕组，线圈下的引出线有32个小圆，表示32个引出线的接线，然后将32个引出线整理成8个接线柱接出。首先在定子铁芯1-16号槽上放置好绝缘骨架，然后在绝缘骨架上依次绕制(1)-(16)号线圈，每个线圈的引出线都在一侧，如图1所示，绕好后将每个线圈用绑扎带缠绕，避免线圈裸露；然后将引出线的端部去漆皮，并将每个线圈按图1中17所指的接线方式将线圈之间的引出线接好；每个线与线之间的接头和所有引出的漆包线部分均用绝缘套管套好，避免漆包线和线与线之间的接头裸露在外面，图1中图共有24个接头。

上述的绕组绕线方式，引出线数量较多，因此劳动量较大，而且容易发生接线错误问题，降低磁悬浮轴承的合格率。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种磁悬浮轴承定子绕组及其绕制方法、磁悬浮轴承，能够减少磁悬浮轴承的定子绕组引出线数量，降低劳动量，同时降低接线错误的发生率，提高磁悬浮轴承的合格率。

为了解决上述问题，本发明提供一种磁悬浮轴承定子绕组，包括多相绕组，每相绕组的多个线圈由漆包线串联绕制而成，其中第一个线圈的绕制方向与第二个线圈的绕制方向相反。

优选地，同一绕组的两个相邻线圈之间的漆包线外套设有绝缘套管。

优选地，每相绕组的多个线圈由一根漆包线串联绕制而成。

优选地，每相绕组还包括第三个线圈和第四个线圈，其中第三个线圈与第二个线圈的绕制方向相同，第四个线圈和第三个线圈的绕制方向相反。

根据本发明的另一方面，提供了一种磁悬浮轴承定子绕组的绕制方法，包括：

在径向铁芯上安装绝缘骨架；

选择一相绕组开始绕线；

从该相绕组的第一个线圈开始绕线；

在第一个线圈上绕线完成之后，直接利用第一个线圈的绕线末端作为第二个线圈的漆包线的起始端，无需剪线，在与第一个线圈相邻的第二个线圈上继续串联绕线；

按照第二个线圈的绕制方向与第一个线圈的绕制方向相反，第三个线圈的绕制方向与第二个线圈的绕制方向相同，第四个线圈的绕制方向与第三个线圈的绕制方向相反的方式依次类推，完成该相绕组的各个线圈的绕制；

依次类推，完成各相绕组的绕线。

优选地，在绕线开始前，预留一定长度的漆包线作为绕组的第一引出线。

优选地，在该相绕组的绕线完成之后，剪断漆包线，并在剪断漆包线时留出一定长度的漆包线作为第二引出线。

优选地，在开始绕线之前，预先在漆包线上套入多段绝缘套管，绝缘套管的数量为N-1，其中N为每相绕组的线圈数量，绝缘套管设置在相邻的两个线圈之间的过渡漆包线上。

优选地，当一相绕组的线圈均绕制完成后，将该绕组两端的引出线套上绝缘套管。

优选地，当各相绕组的线圈均绕制完成后，将每个线圈用绑扎带绑扎，然后将整个定子铁芯浸漆、烘干。

根据本发明的再一方面，提供了一种磁悬浮轴承，包括定子绕组，该定子绕组为上述的磁悬浮轴承定子绕组。

本发明提供的磁悬浮轴承定子绕组，包括多相绕组，每相绕组的多个线圈由漆包线串联绕制而成，其中第一个线圈的绕制方向与第二个线圈的绕制方向相反。由于磁悬浮轴承定子绕组的每相绕组的多个线圈由漆包线串联绕制而成，因此相对于现有的相邻两个线圈并联设置的方案，能够使得磁悬浮轴承的控制器内的电流减小为原来的一半，极大的降低了控制器内电子元器件的使用条件，对控制元器件的要求降低，降低了电子元器件的价格，减少了生产成本；控制器输出的电流减小一半以后，控制器的发热减少，减缓电子元器件的老化，提高了控制器的工作寿命；由于相邻的两个线圈串联，无需设置引出线，因此能够减少引出线的数量，引出线数量减少后，大大简化了接线的难度，减少了人工接线过程中出现的接错现象，提高了磁悬浮轴承生产过程的合格率，也减少了接线所需的工时，降低了劳动量，提高了生产效率；由于引出线减少，因此相应减少了接线头，从根本上减少了可能存在的接口处因工作时间久出现松脱的隐患，减小了每个接口处接触电阻不一致导致的每相之间电阻值的差异，提高了磁悬浮轴承性能的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为现有技术的磁悬浮轴承定子绕组的分布结构图；

图2为本发明实施例的磁悬浮轴承定子绕组的分布结构图；

图3为本发明实施例的磁悬浮轴承定子绕组的绕制方法流程图。

具体实施方式

结合参见图2所示，根据本发明的实施例，磁悬浮轴承定子绕组包括多相绕组，每相绕组的多个线圈由漆包线串联绕制而成，其中第一个线圈的绕制方向与第二个线圈的绕制方向相反。

由于磁悬浮轴承定子绕组的每相绕组的多个线圈由漆包线串联绕制而成，因此相对于现有的相邻两个线圈并联设置的方案，能够使得磁悬浮轴承的控制器内的电流减小为原来的一半，极大的降低了控制器内电子元器件的使用条件，对控制元器件的要求降低，降低了电子元器件的价格，减少了生产成本；控制器输出的电流减小一半以后，控制器的发热减少，减缓电子元器件的老化，提高了控制器的工作寿命。

由于相邻的两个线圈串联，无需设置引出线，因此能够减少引出线的数量，引出线数量减少后，大大简化了接线的难度，减少了人工接线过程中出现的接错现象，提高了磁悬浮轴承生产过程的合格率，也减少了接线所需的工时，降低了劳动量，提高了生产效率。由于引出线减少，因此相应减少了接线头，从根本上减少了可能存在的接口处因工作时间久出现松脱的隐患，减小了每个接口处接触电阻不一致导致的每相之间电阻值的差异，提高了磁悬浮轴承性能的稳定性和可靠性。

在采用本申请的方案之后，每相绕组只需要起始端和末端两条引出线即可，相对于现有技术而言，省去了6条引出线，因此引出线数量大幅减少。

在本实施例中，定子绕组为四相绕组，其中1’-16’为定子铁芯展开图的16个槽，(1’)-(16’)表示定子绕组的16个线圈，17’表示线圈之间过渡的漆包线，A’、B’、C’、D’表示磁悬浮轴承的四相。

以线圈中通过电流为1A为例，对于图1中的现有技术而言，由于线圈(1)和(2)并联之后由引出线引出，因此引出线引出电流为2A，也即磁悬浮轴承控制器内的电流为2A，所需电流较大，电器元器件的使用条件较高，对于控制元器件的要求也较高。而采用本申请的方案之后，由于线圈(1’)和(2’)为串联，因此，对于每相绕组而言，线圈上的电流在引出线位置处仍然为1A，也即磁悬浮轴承控制器内的电流为1A，为图1现有技术中的磁悬浮轴承控制器内的电流的一半，减小了控制器的输出电流，因此降低了控制器内的电子元器件的使用要求。

优选地，同一绕组的两个相邻线圈之间的漆包线外套设有绝缘套管，也即17’的位置处设置有绝缘套管，可以避免过渡的漆包线在磁悬浮轴承制作和运输过程中漆皮受损，对线圈形成有效保护。

优选地，每相绕组的多个线圈由一根漆包线串联绕制而成，能够使得绕制出的线圈具有优良的电学性能，保证磁悬浮轴承的工作性能。

每相绕组还包括第三个线圈和第四个线圈，其中第三个线圈与第二个线圈的绕制方向相同，第四个线圈和第三个线圈的绕制方向相反。当然，每相绕组还可以包括更多个线圈，从第一个线圈起，均遵循正、反、反、正或者是反、正、正、反的绕制规律进行绕制，此处的正是指按照顺时针的方向进行绕线，反是指按照逆时针的方向进行绕线。此处的第一个线圈是指该相绕组中第一个进行绕线的线圈。

当然，在实际的操作过程中，每相绕组的多个线圈之间也可以通过多条漆包线续接串联而成，从而有效解决漆包线长度不够的问题。

结合参见图3所示，根据本发明的实施例，磁悬浮轴承定子绕组的绕制方法包括：在径向铁芯上安装绝缘骨架；选择一相绕组开始绕线；从该相绕组的第一个线圈开始绕线；在第一个线圈上绕线完成之后，直接利用第一个线圈的绕线末端作为第二个线圈的漆包线的起始端，无需剪线，在与第一个线圈相邻的第二个线圈上继续串联绕线；按照第二个线圈的绕制方向与第一个线圈的绕制方向相反，第三个线圈的绕制方向与第二个线圈的绕制方向相同，第四个线圈的绕制方向与第三个线圈的绕制方向相反的方式依次类推，完成该相绕组的各个线圈的绕制；依次类推，完成各相绕组的绕线。

在绕线开始前，预留一定长度的漆包线作为绕组的第一引出线。

在该相绕组的绕线完成之后，剪断漆包线，并在剪断漆包线时留出一定长度的漆包线作为第二引出线。

在开始绕线之前，预先在漆包线上套入多段绝缘套管，绝缘套管的数量为N-1，其中N为每相绕组的线圈数量，绝缘套管设置在相邻的两个线圈之间的过渡漆包线上，从而保证相邻的两个线圈之间的过渡漆包线上均套设有绝缘套管对其进行保护。

当一相绕组的线圈均绕制完成后，将该绕组两端的引出线套上绝缘套管，从而保证引出线上也具有绝缘套管对其进行保护，避免过渡的漆包线在磁悬浮轴承制作和运输过程中漆皮受损。

当各相绕组的线圈均绕制完成后，将每个线圈用绑扎带绑扎，然后将整个定子铁芯浸漆、烘干。

下面结合图2对本发明的磁悬浮轴承定子绕组的绕制方法进行详述：

首先在径向铁芯上安装好绝缘骨架，然后开始绕制A′相绕组，并在开始绕制前在漆包线上套入3段绝缘套管(每相绕组有四个线圈，四个线圈之间有三处过渡的漆包线，过渡的漆包线套绝缘套管，可以避免过渡的漆包线在磁悬浮轴承制作和运输过程中漆皮受损，而当线圈开始绕制后，绝缘套管就无法套进线圈之间，因此需提前将绝缘套管套入漆包线)，在绕线开始前预留足够长的漆包线作为引出线Ⅰ，待在槽1′和槽2′之间的定子齿上完成线圈(1′)绕线后，然后按图3所示绕组分布图，准备开始绕制线圈(2′)。

绕制线圈(2′)时绕制方向与线圈(1′)的绕制方向相反(如图2所示)，线圈(2′)与线圈(1′)之间的漆包线无需剪断，直接由线圈(1′)过渡到线圈(2′)即可，过渡时固定好一根提前套入漆包线的绝缘套管，来保护过渡的漆包线；线圈(2′)绕制完成后，然后按图2所示绕组分布图，准备开始绕制线圈(3′)。

绕制线圈(3′)时绕制方向与线圈(2′)的绕制方向相同(如图2所示)，线圈(3′)与线圈(2′)之间的漆包线同样无需剪断，直接由线圈(2′)过渡到线圈(3′)即可，过渡时固定好一根提前套入漆包线的绝缘套管；线圈(3′)绕制完成后，然后按图2所示绕组分布图，准备开始绕制线圈(4′)。

绕制线圈(4′)时绕制方向与线圈(3′)的绕制方向相反(如图2所示)，线圈(4′)与线圈(3′)之间的漆包线也无需剪断，直接由线圈(3′)过渡到线圈(4′)即可；待线圈(4′)绕制完成，即可将漆包线剪断(剪断时需留出足够的长度做为引出线Ⅱ)；A′相绕组绕制完成，最后将两端的引出线套上绝缘套管。

B′、C′、D′三相的绕制与A′相绕组的绕制方式一致，这里不再重复描述。待整个轴承绕组绕制完成后，将每个线圈用绑扎带绑扎，避免漆包线裸露在外，然后将整个径向轴承定子铁芯浸漆、烘干，完成定子绕组的绕制。

根据本发明的实施例，磁悬浮轴承包括定子绕组，该定子绕组为上述的磁悬浮轴承定子绕组。该磁悬浮轴承例如为磁悬浮径向轴承。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种磁悬浮轴承定子绕组，其特征在于，包括多相绕组，每相绕组的多个线圈由漆包线串联绕制而成，其中第一个线圈的绕制方向与第二个线圈的绕制方向相反。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承定子绕组，其特征在于，同一绕组的两个相邻线圈之间的漆包线外套设有绝缘套管。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承定子绕组，其特征在于，每相绕组的多个线圈由一根漆包线串联绕制而成。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承定子绕组，其特征在于，每相绕组还包括第三个线圈和第四个线圈，其中第三个线圈与第二个线圈的绕制方向相同，第四个线圈和第三个线圈的绕制方向相反。

5.一种磁悬浮轴承定子绕组的绕制方法，其特征在于，包括：

在径向铁芯上安装绝缘骨架；

选择一相绕组开始绕线；

从该相绕组的第一个线圈开始绕线；

在第一个线圈上绕线完成之后，直接利用第一个线圈的绕线末端作为第二个线圈的漆包线的起始端，无需剪线，在与第一个线圈相邻的第二个线圈上继续串联绕线；

按照第二个线圈的绕制方向与第一个线圈的绕制方向相反，第三个线圈的绕制方向与第二个线圈的绕制方向相同，第四个线圈的绕制方向与第三个线圈的绕制方向相反的方式依次类推，完成该相绕组的各个线圈的绕制；

依次类推，完成各相绕组的绕线。

6.根据权利要求5所述的绕制方法，其特征在于，在绕线开始前，预留一定长度的漆包线作为绕组的第一引出线。

7.根据权利要求5所述的绕制方法，其特征在于，在该相绕组的绕线完成之后，剪断漆包线，并在剪断漆包线时留出一定长度的漆包线作为第二引出线。

8.根据权利要求5所述的绕制方法，其特征在于，在开始绕线之前，预先在漆包线上套入多段绝缘套管，绝缘套管的数量为N-1，其中N为每相绕组的线圈数量，绝缘套管设置在相邻的两个线圈之间的过渡漆包线上。

9.根据权利要求5所述的绕制方法，其特征在于，当一相绕组的线圈均绕制完成后，将该绕组两端的引出线套上绝缘套管。

10.根据权利要求5所述的绕制方法，其特征在于，当各相绕组的线圈均绕制完成后，将每个线圈用绑扎带绑扎，然后将整个定子铁芯浸漆、烘干。

11.一种磁悬浮轴承，包括定子绕组，其特征在于，所述定子绕组为权利要求1至4中任一项所述的磁悬浮轴承定子绕组。