CN112737249A - 一种采用连续波绕工艺的定子制作方法、定子及扁线电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及扁线电机技术领域，特别涉及一种采用连续波绕工艺的定子制作方法、定子及扁线电机，其中，一种采用连续波绕工艺的定子制作方法，包括将扁线导体原材料加工成型为U型，从定子本体内部的径向方向上嵌入若干层扁线导体至定子槽和齿部凹槽；将已嵌入扁线导体的定子本体放至加热炉中加热，使位于齿部凹槽的扁线导体膨胀；取出加热后的定子本体，在齿部凹槽中扣入齿部卡扣。避免了现有技术中扁线电机定子绕组去漆皮、扭头点焊及涂敷等多道工序，解决了因去漆皮、扭头点焊导致的漆皮不易去除干净，激光去漆皮设备成本过高，焊接存在气泡，绝缘涂敷不完全等问题，进而降低了生产成本，提高了定子槽槽满率和扁线电机使用的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及扁线电机技术领域，特别涉及一种采用连续波绕工艺的定子制作方法、定子及扁线电机。
背景技术
扁线电机与圆线电机的区别在于铜线的成形方式，扁线有利于电机槽满率的提升，一般圆线电机的槽满率为40％左右，而扁线电机的槽满率能达到60％以上。槽满率的提升意味着在空间不变的前提下，可以填充更多的铜线，产生更强的磁场强度，提升功率密度。
随着新能源汽车驱动电机技术的发展，对于扁线电机的需求越来越强烈，扁线电机因其功率密度高、成本低、温度性能好等优势，正在成为新能源驱动电机领域发展的风口。但由于扁线电机定子端部连接装置制造难度大、精度差，制约了扁线电机大规模在新能源汽车上的使用。
但现有技术中，扁线电机的制作需要将扁铜线拉直后裁剪分段，去漆皮，又由于齿部为半闭口槽的原因，必须从轴向插入到槽中，之后再进行扭头，扭头点焊接，绝缘涂敷的操作，如中国专利申请(公开号为CN109120124A)公开一种扁线电机定子绕组的制造工艺，而在去漆皮的过程中，漆皮不易去除干净，激光去漆皮设备成本过高，焊接存在气泡，绝缘涂敷不完全等问题。
发明内容
为解决上述现有技术中扁线电机制作生产成本高的不足，本发明提供的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法、定子及扁线电机，能够降低扁线电机的生产成本，同时提高扁线电机的槽满率和扁线电机使用的可靠性。
本发明提供的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法，包括以下步骤：
S1：将扁线导体原材料加工成型为U型扁线导体，从定子本体内部的径向方向上嵌入若干层扁线导体至定子槽和齿部凹槽；
S2：将已嵌入所述扁线导体的所述定子本体放至加热炉中加热，使位于所述齿部凹槽的所述扁线导体膨胀；
S3：取出加热后的所述定子本体，在所述齿部凹槽中扣入齿部卡扣。
进一步地，所述扁线导体为扁铜线。
进一步地，嵌入所述定子槽内的所述扁线导体一体成型，每个所述定子槽内的所述扁线导体包括n层，其中一层或n层所述扁线导体为端部导体。
进一步地，所述定子本体包括z个定子槽，位于不同所述定子槽内的所述扁线导体形成a条支路，每条支路通过所述端部导体与控制器直流母线相连接。
进一步地，嵌入所述扁线导体的所述定子本体在加热炉中的加热温度为180-220℃，加热时间为30s-5min。
进一步地，所述齿部凹槽位于两两所述定子槽之间且靠近转子侧的顶端设置，所述齿部卡扣上设有与所述齿部凹槽相适配的齿部凸起。
进一步地，所述齿部卡扣采用软磁材料制成。
进一步地，所述齿部卡扣在所述定子本体轴向上分为b段，b≥1。
本发明还提供一种定子，采用如上任一项所述的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法制成。
本发明还提供一种扁线电机，包括定子和转子，所述定子采用如上任一项所述的一种定子。
与现有技术相比，本发明提供的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法、定子及扁线电机，通过从定子本体内部的径向方向上嵌入若干层扁线导体至定子槽和齿部凹槽，定子槽内的扁线导体连续波绕一体压制成型，再将定子本体放至加热炉中加热，最后在齿部凹槽内口入齿部卡扣，避免了现有技术中扁线电机定子绕组去漆皮、扭头点焊及涂敷等多道工序，解决了因去漆皮、扭头点焊导致的漆皮不易去除干净，激光去漆皮设备成本过高，焊接存在气泡，绝缘涂敷不完全等问题，进而降低了生产成本，提高了定子槽槽满率和扁线电机使用的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的定子制作方法的流程图；
图2为本发明提供的定子的结构示意图一；
图3为本发明提供的定子的结构示意图二；
图4为本发明提供的定子的侧视图；
图5为本发明提供的定子绕组展开示意图。
附图标记：
100定子本体 110扁线导体 120定子槽
130齿部凹槽 140齿部卡扣
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
图1为本发明提供的定子制作方法的流程图，如图1所示，本发明提供的、一种采用连续波绕工艺的定子制作方法，包括以下步骤：
S1：将扁线导体原材料加工成型为U型，从定子本体100内部径向方向嵌入若干层扁线导体110至定子槽120和齿部凹槽130；
S2：将已嵌入所述扁线导体110的所述定子本体100放至加热炉中加热，使位于所述齿部凹槽130的所述扁线导体110膨胀；
S3：取出加热后的所述定子本体100，在所述齿部凹槽130中扣入齿部卡扣140。
具体实施时，扁线导体原材料一般来料以卷为单位，即来料时为一根长约近百米的扁线导体原材料缠绕为一卷，在传统的扁线电机定子制作时，需要将扁线导体原材料拉直后裁剪分段，接着去漆皮，再成型为U型线后，插入定子槽内，又由于齿部凹槽为半闭口槽的原因，必须从定子本体内轴心插入至齿部凹槽，之后再进行扭头点焊绝缘涂敷等操作；在传统的波绕定子制作去漆皮过程中，漆皮不易去除干净，激光去漆皮设备成本过高，焊接存在气泡，绝缘涂敷不完全等问题。
而本实施例中，扁线导体为扁铜线，如图1所示，首先将扁线导体原材料拉直后直接成型为U型扁线导体，从定子本体100内部的径向方向上嵌入若干层扁线导体110至定子槽120和齿部凹槽130，接着，将已嵌入扁线导体110的定子本体100放至加热炉中加热，其中加热的温度为180-220℃，加热时间为30s-5min，本实施例中可以是加热的温度为200℃，加热时间可以是1min。
由于铜的膨胀系数高于定子本体的膨胀系数，本实施例中定子本体即定子铁芯，位于定子槽120内的扁线导体110位置相对固定不会掉落，而位于齿部凹槽130的扁线导体110膨胀变大，最后，在取出加热后的定子本体100后，将齿部卡扣140扣入至齿部凹槽130，完成定子制作；采用本发明提供的连续波绕工艺的定子制作方法，避免传统的定子制作过程中漆皮不易去除干净，激光去漆皮设备成本过高，焊接存在气泡，绝缘涂敷不完全等问题。
具体地，如图2至图5所示，本实施例中，定子本体100包括z个定子槽120，嵌入定子槽120内的扁线导体110连续波绕一体压制成型，不仅提高了扁线电机中扁线导体的槽满率，还省去了传统定子制作方法中的扭头点焊、涂敷等操作，且不存在任何焊点，避免了焊接存在气泡的问题；
每个定子槽120内的扁线导体110包括n层扁线导体，其中一层或n层扁线导体110为端部导体；本实施例中以n＝4,z＝36为例，位于定子槽120槽内的第一层扁线导体110为端部导体，位于不同定子槽120内的扁线导体110形成a条支路，a≥1，每条支路通过端部导体与控制器直流母线相连接。
如图2至图5所示，本实施例中齿部凹槽130位于两两定子槽120之间且靠近转子侧的顶端设置，齿部卡扣140上设有与齿部凹槽130相适配的齿部凸起，齿部卡扣140与齿部凹槽130公差配合小于等于50微米，齿部卡扣140采用软磁材料制作，齿部卡扣140在定子本体100轴向上可分为b段，其中，b≥1；在取出加热后的定子本体100后，位于齿部凹槽130的扁线导体110膨胀变大，再将齿部卡扣140扣入至齿部凹槽130。
与现有技术相比，本发明提供的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法，通过从定子本体内部的径向方向上嵌入若干层扁线导体至定子槽和齿部凹槽，定子槽内的扁线导体连续波绕一体压制成型，再将定子本体放至加热炉中加热，最后在齿部凹槽内口入齿部卡扣，避免了现有技术中扁线电机定子绕组去漆皮、扭头点焊及涂敷等多道工序，解决了因去漆皮、扭头点焊导致的漆皮不易去除干净，激光去漆皮设备成本过高，焊接存在气泡，绝缘涂敷不完全等问题，进而降低了生产成本，提高了定子槽槽满率和扁线电机使用的可靠性。
本发明还提供一种定子，采用如上任一项所述的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法制成。
本发明还提供一种扁线电机，包括定子和转子，所述定子采用如上任一项所述的一种定子。
与现有技术相比，本发明提供的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法、定子及扁线电机，通过从定子本体内部的径向方向上嵌入若干层扁线导体至定子槽和齿部凹槽，定子槽内的扁线导体连续波绕一体压制成型，再将定子本体放至加热炉中加热，最后在齿部凹槽内口入齿部卡扣，避免了现有技术中扁线电机定子绕组去漆皮、扭头点焊及涂敷等多道工序，解决了因去漆皮、扭头点焊导致的漆皮不易去除干净，激光去漆皮设备成本过高，焊接存在气泡，绝缘涂敷不完全等问题，进而降低了生产成本，提高了定子槽槽满率和扁线电机使用的可靠性。
尽管本文中较多的使用了诸如定子本体、扁线导体、定子槽、齿部凹槽和齿部卡扣等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种采用连续波绕工艺的定子制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将扁线导体原材料加工成型为U型扁线导体，从定子本体(100)内部的径向方向上嵌入若干层扁线导体(110)至定子槽(120)和齿部凹槽(130)；
S2：将已嵌入所述扁线导体(110)的所述定子本体(100)放至加热炉中加热，使位于所述齿部凹槽(130)的所述扁线导体(110)膨胀；
S3：取出加热后的所述定子本体(100)，在所述齿部凹槽(130)中扣入齿部卡扣(140)。
2.根据权利要求1所述的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法，其特征在于：所述扁线导体(110)为扁铜线。
3.根据权利要求2所述的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法，其特征在于：嵌入所述定子槽(120)内的所述扁线导体(110)一体成型，每个所述定子槽(120)内的所述扁线导体(110)包括n层，其中一层或n层所述扁线导体(110)为端部导体。
4.根据权利要求3所述的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法，其特征在于：所述定子本体(100)包括z个定子槽(120)，位于不同所述定子槽(120)内的所述扁线导体(110)形成a条支路，每条支路通过所述端部导体与控制器直流母线相连接。
5.根据权利要求1所述的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法，其特征在于：嵌入所述扁线导体(110)的所述定子本体(100)在加热炉中的加热温度为180-220℃，加热时间为30s-5min。
6.根据权利要求1所述的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法，其特征在于：所述齿部凹槽(130)位于两两所述定子槽(120)之间且靠近转子侧的顶端设置，所述齿部卡扣(140)上设有与所述齿部凹槽(130)相适配的齿部凸起。
7.根据权利要求6所述的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法，其特征在于：所述齿部卡扣(140)采用软磁材料制成。
8.根据权利要求7所述的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法，其特征在于：所述齿部卡扣(140)在所述定子本体(100)轴向上分为b段，b≥1。
9.一种定子，其特征在于：采用如上权利要求1-8任一项所述的一种采用连续波绕工艺的定子制作方法制成。
10.一种扁线电机，其特征在于：包括定子和转子，所述定子采用如权利要求9所述的一种定子。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210430 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |