CN111509929A - 一种交流串励电机绕组的绕线工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明针对现有技术中绕线工艺对绕制大功率或大电流的绕组不能在原有绕制小功率或小电流的绕线设备上绕制的弊端，提供一种交流串励电机绕组的绕线工艺，属于电机绕线技术领域。包括定子绕组和转子绕组，所述定子绕组包括定子铁芯和在定子铁芯槽上由若干圈漆包线叠绕成的第一定子线圈和第二定子线圈，第一定子线圈和第二定子线圈并联连接，第一定子线圈和第二定子线圈并联后和电机的转子线圈通过碳刷和换向器形成串联回路；所述转子绕组通过两根相互绝缘的线圈绕成的转子线圈均分原本流经一根转子线圈上的电流，该绕线工艺可以在不更新现有绕线装备的情况下，绕制更大功率或更大电流的电机绕组。

Description

一种交流串励电机绕组的绕线工艺
技术领域
本发明属于电机绕线技术领域，具体涉及一种交流串励电机绕组的绕线工艺。
背景技术
单相串励电动机属于单相交流异步电动机，是交直流两用的，所以又称为交直流两用串励电动机，因其励磁绕组和电枢绕组串联而得名。由于它转速高、体积小、启动转矩大、转速可调，既可在直流电源上使用，又可在单相交流电源上使用，因而在电动工具中得到广泛的应用。
现有的绕线工艺，如附图3所示，定子绕组的两个线圈通过碳刷和换向器分别和转子绕组串联。如附图4所示，转子绕组的线圈通过换向器和转子铁芯上的绕线槽相互绕线形成线圈，线圈沿着换向器上的换向片依次绕制。但是一般绕线设备对可绕制的线径有一定的范围要求，线径越大，绕线设备能承受的线的张紧力就越大。线圈的线径又和电流有关，电机的电流越大，相同电压下电机的功率就越大，电机绕组的线径也就越大。当绕线设备需要绕制大功率或大电流的电机绕组时，所需的线圈的线径会超出该绕线设备所能绕制的最大线圈线径，而无法绕制生产。此种情况下，只能购买可以绕制更大线径的绕线设备。
发明内容
本发明针对现有技术中绕线工艺对绕制大功率或大电流的绕组不能在原有绕制小功率或小电流的绕线设备上绕制的弊端，提供一种交流串励电机绕组的绕线工艺，该绕线工艺可以在不更新现有绕线设备的情况下，绕制可通过更大电流的电机绕组。
本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种交流串励电机绕组的绕线工艺，包括定子绕组和转子绕组，所述定子绕组包括定子铁芯和在定子铁芯槽上由漆包线叠绕成的第一定子线圈和第二定子线圈，第一定子线圈和第二定子线圈并联连接，第一定子线圈和第二定子线圈并联后和电机的转子线圈通过碳刷和换向器形成串联回路；所述转子绕组包括转子轴，安装在转子轴上的换向器和转子铁芯，所述换向器包括沿圆周均匀分布的若干个换向片，换向片上固定设置有用于绕漆包线的绕线部件，所述转子铁芯上沿圆周均匀分布有若干个用于绕线的绕线槽，以开始绕线的第一个绕线部件为第一绕线部件，开始绕线的第一个绕线槽为第一绕线槽，所述绕线由第一绕线部件开始，依次经过第一绕线槽、第N+7绕线槽，绕至第N+2绕线部件，接着依次经过第N+1绕线槽，第N+8绕线槽，如此往复绕线一圈为第一线圈；接着绕线从第N+1绕线部件开始，依次经过第一绕线槽、第N+7绕线槽，绕至第N+3绕线部件，接着依次经过第N+1绕线槽，第N+8绕线槽，如此往复绕线一圈为第二线圈，第一线圈和第二线圈组成一圈转子线圈，第一线圈和第二线圈之间相互绝缘；其中N为正奇数。
上述方案中，第一定子线圈和第二定子线圈并联后再与转子线圈串联来替代一般将第一定子线圈和第二定子线圈分别和转子线圈串联的绕线方式，第一定子线圈和第二定子线圈的并联将原本经过定子绕组的电流均匀分担，根据磁场强度计算公式H=N*I/Le,其中H为磁场强度，N为励磁线圈匝数，I为励磁电流，Le为有效磁路长度，只需要增加定子线圈的匝数，就可以在不影响原来定子绕组的性能的情况下将定子线圈所需的线径减小。转子绕组中，将一圈转子线圈分成相互间隔绝缘的两圈线圈，分担了原本在一圈转子线圈上的电流，使转子线圈所需绕线的线径减小。
作为优选，所述绕线部件为线钩或线槽。
作为优选，所述第一定子线圈和第二定子线圈的线径和绕线圈数相等，第一定子线圈和第二定子线圈均匀对称设置在定子铁芯内。
作为优选，所述碳刷的宽度和两个换向片总的宽度相等。保证碳刷在转子绕组转动的每个角度都能和换向器有两个换向片保持接触，相邻换向片对应两个相互绝缘的绕线线圈，使得碳刷上的电流通过换向器均分给了第一线圈和第二线圈。流经单个线圈的电流变小了，线圈的线径进而也可以相对减小。
作为优选，所述绕线槽数量和所述换向片数量之比为1:2。
作为优选，所述第一线圈和第二线圈的线径相同。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
在现有绕线设备需要绕制大电流或大功率的电机绕组而现有的绕线工艺所需的绕组线圈的线径超出了该绕线设备能够绕制的范围时，本发明的绕线工艺可以在现有绕线设备上通过对线圈绕线方式的改变，在不影响电机绕组性能的前提下，让通过线圈电流分流的方法实现线圈线径不增大的情况下，让绕组线圈可以通过更大的电流，从而可以绕制可通过更大电流的电机绕组，节约了更新绕线设备的资金，使原有的绕线设备继续使用，具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为该发明的电气原理图；
图2为转子线圈的绕线结构展开示意图；
图3为改进前的串励电机电气原理图；
图4为改进前的转子线圈的绕线结展开构示意图。
图中标记：1、第一定子线圈；2、第二定子线圈；3、碳刷；4-1、绕线槽；5-1、换向片；6-1、绕线部件；7-1、第一线圈；8-1、第二线圈。
具体实施方式
下面结合附图所表示的实施例对本发明作进一步描述：
实施例1
如图1、图2所示，一种交流串励电机绕组的绕线工艺，包括定子绕组和转子绕组，所述定子绕组包括定子铁芯和在定子铁芯槽上由漆包线叠绕成的第一定子线圈1和第二定子线圈2，第一定子线圈1和第二定子线圈2并联连接，第一定子线圈1和第二定子线圈2的线径和绕线圈数相等，第一定子线圈1和第二定子线圈2均匀对称设置在定子铁芯内。第一定子线圈1和第二定子线圈2并联后和电机的转子线圈通过碳刷3和换向器形成串联回路；所述转子绕组包括转子轴，安装在转子轴上的换向器和转子铁芯，所述换向器包括沿圆周均匀分布的若干个换向片5-1，换向片5-1上固定设置有用于绕漆包线的绕线部件6-1，绕线部件为线钩或线槽，此实施例中的绕线部件6-1为线钩，所述转子铁芯上沿圆周均匀分布有若干个用于绕线的绕线槽4-1，绕线槽4-1数量和换向片5-1数量之比为1:2。以开始绕线的第一个线钩为第一线钩，第一线钩沿绕线方向后的线钩依次为第二线钩、第三线钩、至第N+1线钩，开始绕线的第一个绕线槽4-1为第一绕线槽，第一绕线槽沿绕线方向后的绕线槽依次为第二绕线槽、第三绕线槽、至第N+1绕线槽，所述绕线由第一线钩开始，依次经过第一绕线槽、第N+7绕线槽，绕至第N+2线钩，接着依次经过第N+1绕线槽，第N+8绕线槽，如此往复绕线一圈为第一线圈7；接着绕线从第N+1线钩开始，依次经过第一绕线槽、第N+7绕线槽，绕至第N+3线钩，接着依次经过第N+1绕线槽，第N+8绕线槽，如此往复绕线一圈为第二线圈8，第一线圈7和第二线圈8的线径相同，第一线圈7和第二线圈8组成一圈转子线圈，第一线圈7和第二线圈8之间相互绝缘；碳刷3的宽度和两个换向片5-1总的宽度相等，保证碳刷在转子绕组转动的每个角度都能和换向器有两个换向片5-1保持接触，相邻换向片5-1对应两个相互绝缘的绕线线圈，使得碳刷上的电流通过换向器均分给了第一线圈7和第二线圈8。其中N为正奇数。
以110V交流串励电机为例，其绕线槽4-1数量为16个，则换向器上的换向片5-1数量为32片，改进前的第一定子线圈1和第二定子线圈2之间为串联连接，如图3所述，改进后的第一定子线圈1和第二定子线圈2之间为并联连接，如图1所示，定子绕组的磁场强度计算公式为H=N*I/Le,其中H为磁场强度，N为励磁线圈匝数，I为励磁电流，Le为有效磁路长度。改进前和改进后的有效磁路长度相等。改进后的定子线圈通过的电流是改进前定子线圈通过电流的一半，根据磁场强度计算公式，为保持磁场强度H不变，在电流I减小的情况下需要增加励磁线圈N的匝数，故改进后的定子线圈通过的电流变小后，只需增加定子线圈的匝数，就可以保证其磁场强度和改进前一样，进而可以减小定子线圈的线径。
改进前的转子线圈绕线方式如图4所示，一圈转子线圈由一根漆包线围绕绕线槽4-1和换向片5-1相互递增绕转子铁芯一圈而成。改进后的转子线圈绕线方式如图2所示，一圈转子线圈由相互绝缘的第一线圈7-1和第二线圈8-1相互间隔绕转子铁芯一圈绕成。改进后流经转子线圈的电流通过碳刷3和换向片5-1均分给了第一线圈7-1和第二线圈8-1，使得第一线圈7-1和第二线圈8-1上流经的电流量是改进前的一半，第一线圈7-1和第二线圈8-1的线径也相应的减小。
当用改进前的绕线方式绕制大电流串励电机的绕组时，绕组的线圈的线径比较大，超出绕线设备可绕制的最大值，此种情况下，可使用本发明的绕线工艺，在保证串励电机绕组通过的电流不变的情况下，使得绕组的线圈的线径变小，故而可继续使用现有的绕线设备绕制。
文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种交流串励电机绕组的绕线工艺，包括定子绕组和转子绕组，其特征在于，所述定子绕组包括定子铁芯和在定子铁芯槽上由漆包线叠绕成的第一定子线圈（1）和第二定子线圈（2），第一定子线圈（1）和第二定子线圈（2）并联连接，第一定子线圈（1）和第二定子线圈（2）并联后和电机的转子线圈通过碳刷（3）和换向器形成串联回路；所述转子绕组包括转子轴，安装在转子轴上的换向器和转子铁芯，所述换向器包括沿圆周均匀分布的若干个换向片(5-1)，换向片(5-1)上固定设置有用于绕漆包线的绕线部件（6-1），所述转子铁芯上沿圆周均匀分布有若干个用于绕线的绕线槽（4-1），以开始绕线的第一个绕线部件（6-1）为第一绕线部件，开始绕线的第一个绕线槽（4-1）为第一绕线槽，所述绕线由第一绕线部件开始，依次经过第一绕线槽、第N+7绕线槽，绕至第N+2绕线部件，接着依次经过第N+1绕线槽，第N+8绕线槽，如此往复绕线一圈为第一线圈（7-1）；接着绕线从第N+1绕线部件开始，依次经过第一绕线槽、第N+7绕线槽，绕至第N+3绕线部件，接着依次经过第N+1绕线槽，第N+8绕线槽，如此往复绕线一圈为第二线圈（8-1），第一线圈（7-1）和第二线圈（8-1）组成一圈转子线圈，第一线圈（7-1）和第二线圈（8-1）之间相互绝缘；其中N为正奇数。
2.根据权利要求1所述的一种交流串励电机绕组的绕线工艺，其特征在于，所述绕线部件（6-1）为线钩或线槽。
3.根据权利要求1所述的一种交流串励电机绕组的绕线工艺，其特征在于，所述第一定子线圈（1）和第二定子线圈（2）的线径和绕线圈数相等，第一定子线圈（1）和第二定子线圈（2）均匀对称设置在定子铁芯内。
4.根据权利要求1所述的一种交流串励电机绕组的绕线工艺，其特征在于，所述碳刷（3）的宽度和两个换向片（5-1）总的宽度相等。
5.根据权利要求1所述的一种交流串励电机绕组的绕线工艺，其特征在于，所述绕线槽（4-1）数量和所述换向片（5-1）数量之比为1:2。
6.根据权利要求1所述的一种交流串励电机绕组的绕线工艺，其特征在于，所述第一线圈（7-1）和第二线圈（8-1）的线径相同。
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