CN113078783B - 一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置,属于电动汽车驱动电机领域。解决了现有Hairpin绕组制造成本高、成型效果差的问题。它包括基座、线模、盖模和垫模,所述线模包括凸台和底板,所述凸台设置在底板上,所述凸台和底板为一体化结构,所述盖模包括凹槽和本体,所述凹槽设置在本体下端面上,所述凹槽和本体为一体化结构,所述凸台与凹槽形状相同,所述垫模包括上端部垫、下端部垫和多个中间垫,所述多个中间垫沿径向相互叠放,所述上端部垫和下端部垫设置在叠放后的中间垫的上下两端,所述基座包括多个安装面,所述多个安装面对接相连。它主要用于Hairpin绕组的成型。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车驱动电机领域,特别是涉及一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置。
背景技术
在电动汽车驱动系统中,为了增加电机的功率密度,Hairpin绕组结构电机成为发展趋势,因为Hairpin绕组为方导体结构,具有高槽满率和高导热率的优势。但是该种电机的绕组加工工艺复杂,一般情况下需要大型自动化产线,但是这种技术几乎处于国外垄断地位。另外,采用模具压制的方式也可以实现绕组成型,但是在样机设计加工阶段,如果大规模开发模具会极大的增加制造成本,而采用人工成型很难保证绕组一致性。所以,Hairpin绕组样机的设计制造,绕组的成型是难点问题之一。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的问题,提出一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:它包括基座、线模、盖模和垫模,所述线模包括凸台和底板,所述凸台设置在底板上,所述凸台和底板为一体化结构,所述盖模包括凹槽和本体,所述凹槽设置在本体下端面上,所述凹槽和本体为一体化结构,所述凸台与凹槽形状相同,所述垫模包括上端部垫、下端部垫和多个中间垫,所述多个中间垫沿径向相互叠放,所述上端部垫和下端部垫设置在叠放后的中间垫的上下两端,所述基座包括多个安装面,所述多个安装面对接相连,所述线模和盖模的数量与基座的安装面数量相同,所述基座的每个安装面上均固定连接有一个线模,每个线模的凸台顶面上均固定连接有一个盖模,所述基座的安装面与线模的底面相连,所述线模的凸台与盖模的凹槽相连,所述垫模设置在线模的凸台之间,通过盖模将垫模和垫模之间各层的hairpin绕组压紧固定。
更进一步的,所述基座包括三个安装面,分别为安装面一、安装面二和安装面三。
更进一步的,所述线模的凸台和底板上均设有螺钉孔,所述盖模上设有螺钉孔,所述盖模通过螺钉与线模的凸台固定相连,所述基座的安装面上设有螺钉孔,所述线模的底板通过螺钉与基座固定相连。
更进一步的,所述凸台的顶面为平面结构,所述底板的顶面为与Hairpin绕组定子槽底直径相同的曲面结构,所述垫模与底板顶面的型面相同。
更进一步的,所述盖模的凹槽底面为平面结构,所述盖模的本体下端面为与Hairpin绕组电机定子最下层导体部位直径相同的曲面结构,所述盖模的本体与垫模的上端部垫上面完全贴合。
更进一步的,所述底面和基座的安装面均为平面结构,所述中间垫通过两个阶梯面组成阶梯状结构,两个阶梯面分置在hairpin绕组的两层位置,两个阶梯面中间由曲面圆角过渡。
更进一步的,所述线模的底板端面为平面结构,所述线模的线模对接面为平面结构,沿线模周向对称设置,线模对接面与相邻线模对接,所述线模的线模受力面为平面结构,所述线模受力面尺寸为定子槽宽的一半,所述线模受力面与Hairpin绕组最底层导体无缝接触。
更进一步的,所述线模的凸台端面为曲面结构,线模与绕组成型接触时,凸台端面形成Hairpin绕组的弯折点和导体端部段,所述线模的直线段接触面为平面结构,线模与绕组成型接触时,直线段接触面形成Hairpin绕组的导体直线段,凸台端面和导体直线段共同形成完整的Hairpin绕组路径。
更进一步的,所述盖模的盖模受力面为平面结构,所述盖模受力面与线模受力面相对,将Hairpin绕组槽内导体直线段整形压紧,所述垫模的阶梯面对Hairpin绕组的端部层间换位拐点进行整形压紧。
更进一步的,所述盖模的盖模端面为平面结构,所述盖模的盖模对接面为平面结构,沿盖模周向对称设置,盖模对接面与相邻盖模对接,所述盖模的凹槽端面为曲面结构,所述盖模的上端面为平面结构。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明解决了现有Hairpin绕组制造成本高、成型效果差的问题。可以极大的降低绕组成型成本,加快样机制造进程,十分利于Hairpin绕组样机的前期制造。本发明可采用铝材或者钢材,进行加工成型,相比于价格昂贵的自动化加工装置,具有更简单的结构和更加灵活的操作。对于前期Hairpin绕组电机的加工设计具有良好的实用性和可操作性,基本满足Hairpin绕组成型的需求。
附图说明
图1为本发明所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置结构示意图;
图2为本发明所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置爆炸结构示意图;
图3为本发明所述的基座正面结构示意图;
图4为本发明所述的基座背面结构示意图;
图5为本发明所述的线模正面结构示意图;
图6为本发明所述的线模背面结构示意图;
图7为本发明所述的盖模正面结构示意图;
图8为本发明所述的盖模背面结构示意图;
图9为本发明所述的垫模爆炸结构示意图;
图10为本发明所述的垫模立体结构示意图;
图11为本发明所述的上端部垫正面结构示意图;
图12为本发明所述的上端部垫背面结构示意图;
图13为本发明所述的中间垫背面结构示意图;
图14为本发明所述的中间垫正面结构示意图;
图15为本发明所述的Hairpin绕组线圈结构示意图。
1:基座,2:线模,3:盖模,4:垫模,5:弯折点,6:导体端部段,7:导体直线段,8:换位拐点,1-1:安装面一,1-2:安装面二,1-3:安装面三,2-1:凸台,2-2:底板,2-3:底板端面,2-4:线模对接面,2-5:线模受力面,2-6:凸台端面,2-7:直线段接触面,2-8:底面,3-1:凹槽,3-2:本体,3-3:盖模端面,3-4:盖模对接面,3-5:盖模受力面,3-6:凹槽端面,3-7:上端面,4-1:上端部垫,4-2:中间垫,4-3:下端部垫。
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、完整地阐述。
参见图1-15说明本实施方式,一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置,它包括基座1、线模2、盖模3和垫模4,所述线模2包括凸台2-1和底板2-2,所述凸台2-1设置在底板2-2上,所述凸台2-1和底板2-2为一体化结构,所述盖模3包括凹槽3-1和本体3-2,所述凹槽3-1设置在本体3-2下端面上,所述凹槽3-1和本体3-2为一体化结构,所述凸台2-1与凹槽3-1形状相同,所述垫模4包括上端部垫4-1、下端部垫4-3和多个中间垫4-2,所述多个中间垫4-2沿径向相互叠放,所述上端部垫4-1和下端部垫4-3设置在叠放后的中间垫4-2的上下两端,所述基座1包括多个安装面,所述多个安装面对接相连,所述线模2和盖模3的数量与基座1的安装面数量相同,所述基座1的每个安装面上均固定连接有一个线模2,每个线模2的凸台2-1顶面上均固定连接有一个盖模3,所述基座1的安装面与线模2的底面2-8相连,所述线模2的凸台2-1与盖模3的凹槽3-1相连,所述垫模4设置在线模2的凸台2-1之间,通过盖模3将垫模4和垫模4之间各层的hairpin绕组压紧固定。
本实施例基座1包括三个安装面,分别为安装面一1-1、安装面二1-2和安装面三1-3,线模2的凸台2-1和底板2-2上均设有螺钉孔,盖模3上设有螺钉孔,盖模3通过螺钉与线模2的凸台2-1固定相连,基座1的安装面上设有螺钉孔,线模2的底板2-2通过螺钉与基座1固定相连,凸台2-1的顶面为平面结构,底板2-2的顶面为与Hairpin绕组定子槽底直径相同的曲面结构,垫模4与底板2-2顶面的型面相同,盖模3的凹槽3-1底面为平面结构,盖模3的本体3-2下端面为与Hairpin绕组电机定子最下层导体部位直径相同的曲面结构,盖模3的本体3-2与垫模4的上端部垫4-1上面完全贴合。底面2-8和基座1的安装面均为平面结构,所述中间垫4-2通过两个阶梯面组成阶梯状结构,两个阶梯面分置在hairpin绕组的两层位置,两个阶梯面中间由曲面圆角过渡。,线模2的底板端面2-3为平面结构,线模2的线模对接面2-4为平面结构,沿线模2周向对称设置,线模对接面2-4与相邻线模2对接,线模2的线模受力面2-5为平面结构,线模受力面2-5尺寸为定子槽宽的一半,线模受力面2-5与Hairpin绕组最底层导体无缝接触,线模2的凸台端面2-6为曲面结构,线模2与绕组成型接触时,凸台端面2-6形成Hairpin绕组的弯折点5和导体端部段6,线模2的直线段接触面2-7为平面结构,线模2与绕组成型接触时,直线段接触面2-7形成Hairpin绕组的导体直线段7,凸台端面2-6和导体直线段7共同形成完整的Hairpin绕组路径,盖模3的盖模受力面3-5为平面结构,盖模受力面3-5与线模受力面2-5相对,将Hairpin绕组槽内导体直线段7整形压紧,所述垫模4的阶梯面对Hairpin绕组的端部层间换位拐点8进行整形压紧,盖模3的盖模端面3-3为平面结构,盖模3的盖模对接面3-4为平面结构,沿盖模3周向对称设置,盖模对接面3-4与相邻盖模3对接,盖模3的凹槽端面3-6为曲面结构,盖模3的上端面3-7为平面结构。
线模2为关键部件,主要功能为扁线导体沿固定路径进行绕线,可以按着绕组的节距、直线段和端部长度进行加工。如图5和6所示,凸台2-1顶面为平面,上有两个螺孔与盖模3相连,底板2-2顶面为与Hairpin绕组定子槽底直径相同的曲面,功能为成型Hairpin绕组的周向弧度,底板端面2-3为平面,线模对接面2-4为线模2的周向对称端面,与相邻的另一个线模2无缝接触,为一个平面,线模受力面2-5为一平面,尺寸为定子槽宽的一半,为Hairpin绕组最底层导体无缝接触,在成型过程中是绕组与线模2的受力面,凸台端面2-6为线模2与绕组成型接触时的端面,为曲面,作用在于Hairpin绕组的端部整形。直线段接触面2-7为平面,为线模2与绕组接触时,定子槽内的导体直线段7接触面,其相对的平面与凸台端面2-6及其相对面共同组成了完整的Hairpin绕组路径。底面2-8为线模2的底面,为平面,通过底面2-8及其上面的两个螺母与基座1相连。
盖模3主要作用在于当槽内各层导体嵌入后,对槽内导体进行层间压紧,从而实现Hairpin绕组导体层间整形压紧的目的。如图7和8所示,凹槽3-1底面为平面,上有通孔,与线模2实现无缝接触,本体3-2下端面为曲面,其曲面直径与Hairpin绕组电机定子最下层导体部位对应的直径相同,从而实现各层导体的端部在本体3-2及底板2-2间整形压紧。盖模端面3-3为平面,盖模对接面3-4为盖模3的周向对称端面,与相邻的另一个盖模3的盖模对接面3-4无缝接触,为一个平面。盖模受力面3-5为平面,与线模2的线模受力面2-5相对,主要作用在于将Hairpin绕组槽内的导体直线段7部分各层导体整形压紧,为绕组与盖模3的主要受力面。凹槽端面3-6为曲面,是盖模3的内侧端面,与线模2实现无缝接触,同盖子一样盖在线模2上。上端面3-7为平面,上面开有两个螺孔,螺孔的紧固作用力可使得盖模3和线模2相互作用压紧相应端面间的各层导体,实现Hairpin绕组的槽内各层导体的整形目的。
垫模4用于固定Hairpin绕组的成型路径并进行端部层间换位拐点8的整形。如图9和10所示,为垫模间的配合结构图,各个垫模之间沿径向依次排列,从上至下依次为:上端部垫4-1、多个中间垫4-2和下端部垫4-3,当hairpin绕组每槽层数为n时,中间垫4-2数目为(n/2-1)个,上端部垫4-1和下端部垫4-3如图11和12所示,上端部垫4-1与盖模的本体3-2面紧密配合,下端部垫4-3与线模2的底板2-2面紧密配合,形成中间阶梯面。中间垫4-2如图13和14所示。包含两个阶梯面,阶梯面中间由曲面圆角过渡。上端部垫4-1和下端部垫4-3和本体3-2面以及底板2-2面与各层中间垫4-2的两个阶梯面之间,放置压紧的haripin绕组,实现对haripin绕组层间换位的结构成型。
基座1功能在于固定三个并列排布的线模2,使得三个线模2间无缝接触,从而保证扁线的布置位置平整。如图3和4所示,安装面一1-1、安装面二1-2和安装面三1-3分别与三个相同的线模2底面2-8无缝接触,基座1的底面为平面,可分别与桌面接触,基座1上有螺孔,通过螺栓与线模2紧密配合。
总装布置如图1和2所示,成型装置包括三个线模2、三个盖模3、一个基座1和一个垫模4,将盖模3通过螺栓与线模2固定。基座1的每个底面上分别有两个螺孔,通过螺钉与线模2连接,垫模4设置在线模2的凸台2-1之间,通过盖模3将垫模4压紧固定,垫模4内包括三个中间垫4-2。各部件间可以根据需要灵活拆卸和安装,同时根据不同节距和槽数极数的电机进行调整,具有广泛的适用性,成本低。
因为Hairpin绕组为波绕组形式,如图15所示,线圈的弯折点5和导体端部段6与凸台端面2-6位置对应,导体直线段7与线模2和盖模3组成的直线成型槽配合。实现Hairpin绕组各个面的成型。使用时可根据实际电机需求进行径向和轴向尺寸的调整,适用于各种尺寸和不同层数类型的hairpin绕组成型场合。
以上对本发明所提供的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置,其特征在于:它包括基座(1)、线模(2)、盖模(3)和垫模(4),所述线模(2)包括凸台(2-1)和底板(2-2),所述凸台(2-1)设置在底板(2-2)上,所述凸台(2-1)和底板(2-2)为一体化结构,所述盖模(3)包括凹槽(3-1)和本体(3-2),所述凹槽(3-1)设置在本体(3-2)下端面上,所述凹槽(3-1)和本体(3-2)为一体化结构,所述凸台(2-1)与凹槽(3-1)形状相同,所述垫模(4)包括上端部垫(4-1)、下端部垫(4-3)和多个中间垫(4-2),所述多个中间垫(4-2)沿径向相互叠放,所述上端部垫(4-1)和下端部垫(4-3)设置在叠放后的中间垫(4-2)的上下两端,所述基座(1)包括多个安装面,所述多个安装面对接相连,所述线模(2)和盖模(3)的数量与基座(1)的安装面数量相同,所述基座(1)的每个安装面上均固定连接有一个线模(2),每个线模(2)的凸台(2-1)顶面上均固定连接有一个盖模(3),所述基座(1)的安装面与线模(2)的底面(2-8)相连,所述线模(2)的凸台(2-1)与盖模(3)的凹槽(3-1)相连,所述垫模(4)设置在线模(2)的凸台(2-1)之间,通过盖模(3)将垫模(4)和垫模(4)之间各层的hairpin绕组压紧固定。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置,其特征在于:所述基座(1)包括三个安装面,分别为安装面一(1-1)、安装面二(1-2)和安装面三(1-3)。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置,其特征在于:所述线模(2)的凸台(2-1)和底板(2-2)上均设有螺钉孔,所述盖模(3)上设有螺钉孔,所述盖模(3)通过螺钉与线模(2)的凸台(2-1)固定相连,所述基座(1)的安装面上设有螺钉孔,所述线模(2)的底板(2-2)通过螺钉与基座(1)固定相连。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置,其特征在于:所述凸台(2-1)的顶面为平面结构,所述底板(2-2)的顶面为与Hairpin绕组定子槽底直径相同的曲面结构,所述垫模(4)与底板(2-2)顶面的型面相同。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置,其特征在于:所述盖模(3)的凹槽(3-1)底面为平面结构,所述盖模(3)的本体(3-2)下端面为与Hairpin绕组电机定子最下层导体部位直径相同的曲面结构,所述盖模(3)的本体(3-2)与垫模(4)的上端部垫(4-1)上面完全贴合。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置,其特征在于:所述底面(2-8)和基座(1)的安装面均为平面结构,所述中间垫(4-2)通过两个阶梯面组成阶梯状结构,两个阶梯面分置在hairpin绕组的两层位置,两个阶梯面中间由曲面圆角过渡。
7.根据权利要求6所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置,其特征在于:所述线模(2)的底板端面(2-3)为平面结构,所述线模(2)的线模对接面(2-4)为平面结构,沿线模(2)周向对称设置,线模对接面(2-4)与相邻线模(2)对接,所述线模(2)的线模受力面(2-5)为平面结构,所述线模受力面(2-5)尺寸为定子槽宽的一半,所述线模受力面(2-5)与Hairpin绕组最底层导体无缝接触。
8.根据权利要求7所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置,其特征在于:所述线模(2)的凸台端面(2-6)为曲面结构,线模(2)与绕组成型接触时,凸台端面(2-6)形成Hairpin绕组的弯折点(5)和导体端部段(6),所述线模(2)的直线段接触面(2-7)为平面结构,线模(2)与绕组成型接触时,直线段接触面(2-7)形成Hairpin绕组的导体直线段(7),凸台端面(2-6)和直线段接触面(2-7)共同形成完整的Hairpin绕组路径。
9.根据权利要求8所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置,其特征在于:所述盖模(3)的盖模受力面(3-5)为平面结构,所述盖模受力面(3-5)与线模受力面(2-5)相对,将Hairpin绕组槽内导体直线段(7)整形压紧,所述垫模(4)的阶梯面对Hairpin绕组的端部层间换位拐点(8)进行整形压紧。
10.根据权利要求9所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置,其特征在于:所述盖模(3)的盖模端面(3-3)为平面结构,所述盖模(3)的盖模对接面(3-4)为平面结构,沿盖模(3)周向对称设置,盖模对接面(3-4)与相邻盖模(3)对接,所述盖模(3)的凹槽端面(3-6)为曲面结构,所述盖模(3)的上端面(3-7)为平面结构。
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