CN111786489A - 一种拼接式的绕线线圈 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种拼接式的绕线线圈，包括铁芯，所述铁芯内设有第二通槽，所述铁芯上设有若干个沿着铁芯周向上均匀分布的第一通槽，所述第一通槽内均贯穿有U形导体，相邻所述U形导体之间连接有桥接导体，所述U形导体与桥接导体之间还设有连接料，所述U形导体与桥接导体整体加热至140‑160℃后，连接料同时熔融后U形导体与桥接导体形成完整导电绕组。本发明提高了定子绕线的效率和质量，提高了定子生产时的装配效率，延长了定子的使用寿命，利用对U形导体与桥接导体整体加热的方式将连接料熔融固化后，可以简化拼接需要焊头的问题，且形成完整导电绕组后，降低了配合电阻，提高了绕线组整体的强度和抗震性能。
Description
技术领域
本发明涉及电机的技术领域，具体是一种拼接式的绕线线圈。
背景技术
电动机绕组的结构主要分下列几种型式：
一、以定子绕组形成磁极来区分
定子绕组根据电动机的磁极数与绕组分布形成实际磁极数的关系，可分为显极式与庶极式两种类型。
1、显极式绕组
在显极式绕组中，每个线圈形成一个磁极，绕组的线圈数与磁极数相等。
在显极式绕组中，为了要使磁极的极性N和S相互间隔，相邻两个线圈里的电流方向必须相反，即相邻两个线圈的连接方式必须尾端接尾端，首端接首端，也即反接串联方式。
2、庶极式绕组
在庶极式绕组中，每个线圈形成两个磁极，绕组的线圈数为磁极数的一半，因为另半数磁极由线圈产生磁极的磁力线共同形成。
在庶极式绕组中，每个线圈所形成的磁极的极性都相同，因而所有线圈里的电流方向都相同，即相邻两个线圈的连接方式应该是尾端接首端，即顺接串联方式。
二、以定子绕组的形状与嵌装布线方式区分
定子绕组根据线圈绕制的形状与嵌装布线方式不同，可分为集中式和分布式两类。
1.集中式绕组
集中式绕组一般仅有一个或几个矩形框线圈组成。绕制后用纱带包扎定型，再经浸漆烘干处理后嵌装在凸磁极的铁心上。直流电动机、通用电动机的激磁线圈，以及单相罩极电动机的主极绕组都采用这种绕组。
2.分布式绕组
采用分布式绕组的电动机定子没有凸性的极掌，每个磁极都是由一个或几个线圈按照一定的规律嵌装布线组成线圈组。根据嵌装布线排列的形式不同，分布式绕组又可分为同心式、迭式两类。
(1)同心式绕组同心式绕组是同一线圈组的几个大小不同矩形线圈，按同一中心的位置逐个嵌装排列成回字形的型式。同心式绕组又分单层与多层。一般单项电动机和部分小功率三相异步电动机的定子绕组采用这种型式。
(2)迭式绕组迭式绕组是所有线圈的形状大小完全相同，分别以每槽嵌装一个线圈边，并在槽外端部逐个相迭均匀分布的型式。迭式绕组又分单层迭式和双层迭式两种。在每槽里只嵌一个线圈边的为单层迭式绕组，或称单迭绕组；每槽嵌两个属不同线圈组的线圈边为双层迭式绕组，或称双迭绕组。迭式绕组由于嵌装布线方式的变化不同，又有单双圈交叉布线排列与单双层混合布线排列之分；此外，从绕组端部的嵌装形状称为链形绕组、篮形绕组，实际上均属迭式绕组。一般三相异步电动机的定子绕组较多采用迭式绕组。
三、转子绕组
转子绕组基本上分鼠笼型和绕线型两类。鼠笼型结构较简单，其绕组过去为嵌铜条，目前多数采用浇铸铝，特殊的双鼠笼转子具有两组鼠笼条。绕线型转子绕组与定子绕组相同，也分迭式与另外一种波型绕组。波型绕组的外形与迭式绕组相似，但布线方式不同，它的基本元件不是整个线圈，而是单匝单元线圈，嵌装后需逐个焊接成线圈组。波形绕组一般应用于大型交流电动机的转子绕组或中大型直流电动机的电枢绕组。
目前，在功率等级处于50W以及电流在5A以上的电机中，定子的绕线方式大多采用人工或半人工的绕线方式，绕线的效率低，且制备的定子使用寿命短，无法满足实际使用时的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种拼接式的绕线线圈，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种拼接式的绕线线圈，包括铁芯，所述铁芯内设有第二通槽，所述铁芯上设有若干个沿着铁芯周向上均匀分布的第一通槽，所述第一通槽内均贯穿有U形导体，相邻所述U形导体之间连接有桥接导体，所述U形导体与桥接导体之间还设有连接料，所述U形导体与桥接导体整体加热至140-160℃后，连接料同时熔融后U形导体与桥接导体形成完整导电绕组。
优选地，所述第一通槽的横切面为梯形结构。
优选地，所述第一通槽内且靠近第二通槽内壁设有一对限位凸筋。
优选地，所述限位凸筋之间形成散热通道。
优选地，所述散热通道的内径为m1，0＜m1≤5cm。
优选地，所述铁芯的外周与第一通槽靠近铁芯外周一侧的间距为m3，3mm＜m3≤8cm。
优选地，相邻所述第一通槽之间在铁芯上形成承载部，所述承载部的宽度为3mm≤m2≤3cm。
优选地，所述桥接导体的两端靠近U形导体的一侧设有插接头，所述U形导体的两端均设有供插接头插入的安装槽或所述U型导体的两端均设有插接头，所述桥接导体的两端靠近U形导体的一侧设有供插接头插入的安装槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在第一通槽内贯穿U形导体，并利用桥接导体实现U形导体的连接，如此实现了U形导体的串联，如此实现了绕线线圈的拼接，提高了定子绕线的效率和质量，提高了定子生产时的装配效率，延长了定子的使用寿命，利用对U形导体与桥接导体整体加热的方式将连接料熔融固化后，可以简化拼接需要焊头的问题，且形成完整导电绕组后，降低了配合电阻，提高了绕线组整体的强度和抗震性能。
本发明的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
附图说明
图1为本发明所述拼接式的绕线线圈的结构示意图；
图2为本发明所述拼接式的绕线线圈的俯视图；
图3为本发明所述拼接式的绕线线圈中U形导体与桥接导体配合的爆炸图；
图4为本发明所述拼接式的绕线线圈中U形导体的结构示意图；
图5为本发明所述拼接式的绕线线圈中U形导体的俯视图；
图6为图5中A-A面的剖视图。
图中：1、铁芯；2、第一通槽；3、桥接导体；301、插接头；4、U形导体；401、安装槽；5、第二通槽；6、散热通道；7、限位凸筋；8、承载部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1～6，本发明实施例中，一种拼接式的绕线线圈，包括铁芯1，所述铁芯1内设有第二通槽5，所述铁芯1上设有若干个沿着铁芯1周向上均匀分布的第一通槽2，所述第一通槽2内均贯穿有U形导体4，相邻所述U形导体4之间连接有桥接导体3，所述U形导体4与桥接导体3之间还设有连接料，所述U形导体4与桥接导体3整体加热至140-160℃后，连接料同时熔融后U形导体4与桥接导体3形成完整导电绕组。通过在第一通槽2内贯穿U形导体4，并利用桥接导体3实现U形导体4的连接，如此实现了U形导体4的串联，如此实现了绕线线圈的拼接，提高了定子绕线的效率和质量，提高了定子生产时的装配效率，延长了定子的使用寿命，利用对U形导体与桥接导体整体加热的方式将连接料熔融固化后，可以简化拼接需要焊头的问题，且形成完整导电绕组后，降低了配合电阻，提高了绕线组整体的强度和抗震性能。具体到本实施例中，U形导体4与桥接导体3整体加热至150℃。
在本实施例中，所述第一通槽2的横切面为梯形结构。通过使第一通槽2的横切面为梯形结构，如此可以利用梯形结构实现对U形导体4的限位，提高了限位的稳定性。
在本实施例中，所述第一通槽2内且靠近第二通槽5内壁设有一对限位凸筋7。通过在第一通槽2内且靠近第二通槽5内壁设一对限位凸筋7，限位凸筋7可以实现对第一通槽2内U形导体4的限位，保证定子使用时的稳定性。
在本实施例中，所述限位凸筋7之间形成散热通道6。通过在限位凸筋7之间形成散热通道6，利用散热通道6可以保证第一通槽2内U形导体的散热性，有效提高了转子使用时的散热性，另外也延长了转子的使用寿命。
在本实施例中，所述散热通道6的内径为m1，0＜m1≤5cm。具体到本实施例中，m1为2.5cm。具体到本实施例中，不仅可以保证对第一通槽2内U形导体4的限位，还有效保证了对第一通槽2内U形导体4的散热，提高了定子使用时的散热效果，保证了定子使用的稳定性，延迟了定子的使用寿命。
在本实施例中，所述铁芯1的外周与第一通槽2靠近铁芯1外周一侧的间距为m3，3mm≤m3≤8cm。具体到本实施例中，m3为4cm，磁力线不会饱和，此时电机不易发热，电机工作效率高，小于3mm，会导致磁力线饱和，电机易发热，导致电机工作效率降低，大于8cm，磁力线不会饱和，电机易发热，导致电机工作效率降低。
在本实施例中，相邻所述第一通槽2之间在铁芯1上形成承载部8，所述承载部8的宽度为3mm≤m2≤3cm。具体到本实施例中，m2为1cm，m2小于3mm，对于50W以上的电机，磁通量处于饱和状态，电机易热，降低了电机的工作效率，大于3cm，对于50W以上的电机，导致电机体积重量过大，浪费材料。
在本实施例中，所述桥接导体3的两端靠近U形导体4的一侧设有插接头301，所述U形导体4的两端均设有供插接头301插入的安装槽401。
在本实施例中，所述安装槽401内填充有连接料，所述连接料的原料按重量份包括：铝粉45份、硅粉30份、铜粉25份、铁粉6份、镍粉6份、导电炭黑12份、石墨烯14份、碳纳米管6.5份、冰醋酸4.5份、环氧基硅烷3份、环氧树脂20份、酚醛树脂30份。
在本实施例中，所述连接料按如下工艺进行制备：将铝粉和硅粉加入电炉中，在2000℃下，利用电热法熔制得到硅铝合金；在2200℃下向熔融状态的铝硅合金中加入铜粉、铁粉、镍粉、导电炭黑、石墨烯和碳纳米管熔制得到物料a，待物料a冷却后磨成粉末，然后向粉末中冰醋酸混合均匀，然后放入超声分散机中分散，接着加入环氧基硅烷、环氧树脂和酚醛树脂混合均匀，升温至125℃，保温30min，于1200r/min转速搅拌2h，冷却至室温后得到连接料。
连接料以铝粉、硅粉、铜粉、铁粉、镍粉、导电炭黑、石墨烯和碳纳米管作为导电基料，并通过添加冰醋酸实现对导电基料表面的氧化膜进行去除，并利用环氧树脂和酚醛树脂作为增粘材料，利用环氧基硅烷进行接枝改性，可以将这些增粘黏性材料填充到石墨烯和碳纳米管中的缝隙中，起到将铝粉、硅粉、铜粉、铁粉、镍粉和导电炭黑这些粉末与导电体结合，从而实现了插接头301与安装槽401连接后固定的稳定性更好，且保证了导电性能，进而有效提高了定子使用时的稳定性。
可以理解的，m1还可以为1cm，2cm，3cm，4cm，5cm等。
可以理解的，m3还可以为3mm，4mm，5mm，6mm，7mm，8mm，9mm，1.5cm，2cm，2.5cm，3cm，3.5cm，4.5cm，5cm，5.5cm，6cm，6.5cm，7cm，7.5cm，8cm等。
可以理解的，m2还可以为3mm，4mm，5mm，6mm，7mm，8mm，9mm，1cm，1.1cm，1.2cm，1.3cm，1.4cm，1.5cm，1.6cm，1.7cm，1.8cm，1.9cm，2cm，2.1cm，2.2cm，2.3cm，2.4cm，2.5cm，2.6cm，2.7cm，2.8cm，2.9cm，3cm等。
可以理解的，U形导体4与桥接导体3整体加热的温度还可以为140℃，141℃，142℃，143℃，144℃，145℃，146℃，147℃，148℃，149℃，151℃，152℃，153℃，154℃，155℃，156℃，157℃，158℃，159℃，160℃等。
实施例2
如图1-6所示，与实施例1不同的是，在本实施例中，所述U型导体4的两端均设有插接头301，所述桥接导体3的两端靠近U形导体4的一侧设有供插接头301插入的安装槽401。
所述安装槽401内填充有连接料，所述连接料的原料按重量份包括：铝粉40份、硅粉40份、铜粉15份、铁粉8份、镍粉3份、导电炭黑16份、石墨烯12份、碳纳米管9份、冰醋酸3份、环氧基硅烷5份、环氧树脂15份、酚醛树脂40份。
在本实施例中，所述连接料按如下工艺进行制备：将铝粉和硅粉加入电炉中，在1800℃下，利用电热法熔制得到硅铝合金；在2200℃下向熔融状态的铝硅合金中加入铜粉、铁粉、镍粉、导电炭黑、石墨烯和碳纳米管熔制得到物料a，待物料a冷却后磨成粉末，然后向粉末中冰醋酸混合均匀，然后放入超声分散机中分散，接着加入环氧基硅烷、环氧树脂和酚醛树脂混合均匀，升温至130℃，保温20min，于1600r/min转速搅拌1h，冷却至室温后得到连接料。
实施例3
如图1-6所示，与实施例1不同的是，所述安装槽401内填充有连接料，所述连接料的原料按重量份包括：铝粉50份、硅粉20份、铜粉35份、铁粉4份、镍粉9份、导电炭黑8份、石墨烯16份、碳纳米管4份、冰醋酸3份、环氧基硅烷1份、环氧树脂25份、酚醛树脂20份。
在本实施例中，所述连接料按如下工艺进行制备：将铝粉和硅粉加入电炉中，在2200℃下，利用电热法熔制得到硅铝合金；在2200℃下向熔融状态的铝硅合金中加入铜粉、铁粉、镍粉、导电炭黑、石墨烯和碳纳米管熔制得到物料a，待物料a冷却后磨成粉末，然后向粉末中冰醋酸混合均匀，然后放入超声分散机中分散，接着加入环氧基硅烷、环氧树脂和酚醛树脂混合均匀，升温至120℃，保温40min，于1600r/min转速搅拌1h，冷却至室温后得到连接料。
还可以理解的，连接料还可以为焊锡膏或其他导电焊料。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种拼接式的绕线线圈，其特征在于，包括铁芯，所述铁芯内设有第二通槽，所述铁芯上设有若干个沿着铁芯周向上均匀分布的第一通槽，所述第一通槽内均贯穿有U形导体，相邻所述U形导体之间连接有桥接导体，所述U形导体与桥接导体之间还设有连接料，所述U形导体与桥接导体整体加热至140-160℃后，连接料同时熔融后U形导体与桥接导体形成完整导电绕组。
2.根据权利要求1所述的一种拼接式的绕线线圈，其特征在于，所述第一通槽的横切面为梯形结构。
3.根据权利要求1所述的一种拼接式的绕线线圈，其特征在于，所述第一通槽内且靠近第二通槽内壁设有一对限位凸筋。
4.根据权利要求3所述的一种拼接式的绕线线圈，其特征在于，所述限位凸筋之间形成散热通道。
5.根据权利要求4所述的一种拼接式的绕线线圈，其特征在于，所述散热通道的内径为m1，0＜m1≤5cm。
6.根据权利要求1所述的一种拼接式的绕线线圈，其特征在于，所述铁芯的外周与第一通槽靠近铁芯外周一侧的间距为m3，3mm＜m3≤8cm。
7.根据权利要求1所述的一种拼接式的绕线线圈，其特征在于，相邻所述第一通槽之间在铁芯上形成承载部，所述承载部的宽度为3mm≤m2≤3cm。
8.根据权利要求1所述的一种拼接式的绕线线圈，其特征在于，所述桥接导体的两端靠近U形导体的一侧设有插接头，所述U形导体的两端均设有供插接头插入的安装槽或所述U型导体的两端均设有插接头，所述桥接导体的两端靠近U形导体的一侧设有供插接头插入的安装槽。
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