CN113629962A - 一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装及制作方法 - Google Patents

一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装及制作方法 Download PDF

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朱如意
许聪
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Abstract

本发明公开了一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装及制作方法，其中绕线工装包括线架、线圈挡板和芯棒，所述芯棒两端的外壁四周对称分布有内孔，并且两端相对应的两个内孔处于同一竖直线上，所述线架的一端可插拔的插入在内孔内，并且上下一一对应设置，所述线圈挡板的两端设有穿孔，线圈挡板通过穿孔设置在线架上，且线圈挡板与芯棒之间留有用于绕线的绕线空间，其中芯棒的一端还设有凸台，在该凸台的四周侧壁上开设有用于三相引线穿过的引线槽。本发明大大节省了绕线时间，每相的线圈都未交叉重叠，比常规直流无刷空心杯电机的效率高；可以通过改变工装的结构实现多极数绕线，解决了不同槽极比绕线的困难，还能实现绕组星型接法。

Description

一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装及制作方法
技术领域
本发明涉及一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装及制作方法，属于电机生产制造领域。
背景技术
现在直流无刷空心杯电机的应用领域越来越广泛，对空心杯电机的性能和制作工艺要求也越来越高。目前国内外的直流无刷空心杯电机生产工艺较为复杂，尤其是绕线和定子装配工艺，生产自动化程度远不如有齿铁芯电动机。目前绕线后线圈采用卷圆式，这种设计会造成线圈与线圈之间有重叠导致效率变低，而且不利于多极数电机的制作，使多极数电机制作工艺难度加大。
同时,现有的直流无刷空心杯电机的绕线都是通过定制化的绕线机绕线，还需要高精度的绕线工装，绕完线后还需要卷圆再通过工装整形，最后通过胶水固定再定子铁芯上，整个过程对工艺都有很高的要求。
综上，目前直流无刷空心杯电机生产工艺存在的缺陷如下：
(1)绕线工装需定制化；这种设计不利于绕组的多样化，只要绕组长度不一样就要更换相对复杂的工装；
(2)卷圆成形的方式会使各相绕组之间相互重叠，不利于电机效率的最大发挥；
(3)目前这种绕线方式在3槽一对极的电机上应用较广，但对于多极数多槽数电机却不易制作；
(4)目前线圈大部分是三角形接法，相比常规的星型接法电流会大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装及绕线方法，以改变传统的直流无刷空心杯的绕线方式，结合铁芯绕线方式使空心杯电机绕线方便可行，对于不同的绕线长度可以更换较少绕线工装，大大节省了绕线时间；每相的线圈都未交叉重叠，比常规直流无刷空心杯电机的效率高；可以通过改变工装的结构实现多极数绕线，解决了不同槽极比绕线的困难，还能实现绕组星型接法。
本发明采取的技术方案之一是：一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装，其包括线架、线圈挡板和芯棒，所述芯棒两端的外壁四周对称分布有内孔，并且两端相对应的两个内孔处于同一竖直线上，所述线架的一端插入在内孔内，并且上下一一对应设置，所述线圈挡板的两端设有穿孔，线圈挡板通过穿孔贯穿设置在线架上，且线圈挡板与芯棒之间留有用于绕线的绕线空间。
进一步的，所述芯棒的一端设有凸台，在该凸台的四周侧壁上开设有用于线圈引线穿过的引线槽。
进一步的，所述线架可插拔的活动设置在在内孔内；并且所述线架采用金属或塑料制作。
进一步的，所述线圈挡板与线架之间为可插拔的活动连接。
进一步的，所述工装还包括用于缠绕固定线圈的绝缘胶带。
进一步的，所述工装还包括用于保证线圈圆度以及保证线圈与定子铁芯装配同心度的定子整形工装；所述定子整形工装包括定位柱和定位槽，且定位槽内设有定位台阶。
本发明采取的技术方案之二是：一种高效率直流无刷空心杯定子制作方法，该方法采用方案一中所述的绕线工装进行制作，具体制作包括如下步骤：
步骤一，先将线架依次插入芯棒的内孔内，然后再将线圈挡板固定在线架上；
步骤二，利用绕线机在线圈挡板与芯棒之间的绕线空间内进行绕线；
步骤三，绕完线后先取下线圈挡板，再取下线架，然后在线圈的外圆面上缠上绝缘胶带，接着取下线圈；
步骤四，将线圈放入定子整形工装，并装入定子铁芯内，利用定子整形工装保证线圈的圆度，同时保证线圈与定子铁芯的同心度；
步骤五，采用厌氧胶或者环氧胶之类的胶水对线圈与定子铁芯进行固定，待胶水固化后取出定子整形工装，至此一种高效率直流无刷空心杯定子完成。
本发明的有益效果是：本发明改变了传统的直流无刷空心杯线圈绕线方式，不再是绕完线后卷圆，而是直接在工装上绕线，整形使整个线圈不再有交叉重叠部分，提升了绕组的利用率，提高了电机的效率；由于绕线完成后不再需要卷圆等步骤，这样可以简化生产工序，节约人工成本；此外，本发明可以实现多槽多极电机的绕线制作，不再局限于传统的1对极电机，可以适用不同转速范围；传统的绕线方式是三角形接法，而本发明可以适用星型和三角形两种接法，同样功率下星型接法的电流只有三角形接法的0.577倍。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是直流无刷空心杯定子绕线工装的结构示意图；
图2是线圈挡板的结构示意图；
图3是芯棒的结构示意图；
图4是定子整形工装的结构示意图；
图5是绕完线后的线圈示意图；
图6是绕完线后的线圈与定子定子铁芯装配示意图。
图中标记为：1-线架，2-线圈挡板，21-穿孔，3-芯棒，31-内孔，32-凸台，33-引线槽，4-线圈，5-绝缘胶带，6-定子整形工装，7-定子铁芯。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1至5所示，一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装，包括线架1、线圈挡板2和芯棒3，所述芯棒3两端的外壁四周对称分布有内孔31，并且两端相对应的两个内孔32处于同一竖直线上，所述线架2的一端可插拔的插入在内孔31内，并且上下一一对应设置，所述线圈挡板2的两端设有穿孔21，线圈挡板2通过穿孔21为可插拔的活动设置在线架1上，且线圈挡板2与芯棒3之间留有用于绕线的绕线空间，其中芯棒3的一端还设有凸台32，在该凸台32的四周侧壁上开设有用于三相引线穿过的引线槽33。
利用直流无刷空心杯定子绕线工装制作空心杯定子的具体实施过程：
(1)线架1材料可以是金属也可以是塑料，线架1的数量由定子槽数决定。绕线前将线架1依次插入芯棒3的内孔31内，然后把线圈挡板2固定在线架1上，至此整个工装装配完毕，可以放入绕线机中进行绕线，整个过程中工装安装简单方便，可以实现多极数多槽数定子绕线，比如6槽4极电机只需上下共12个线架1。绕完线后先取下线圈挡板2，再取下线架1，接着在线圈4的外圆面缠上绝缘胶带5，然后取下线圈4，绕好线的线圈如图4，线圈与线圈之间没有相互重叠现象，可以提升绕组的利用率使电机效率高于常规的直流无刷空心杯电机。
(2)将绕好线的线圈4放入定子整形工装6，并装入定子铁芯7内，定子整形工装包括定位柱和定位槽，且定位槽内设有定位台阶，定子整形工装6可以很好的保证线圈4的圆度，同时保证线圈4与定子铁芯7的同心度；线圈4与定子铁芯7固定方式可以采用厌氧胶或者环氧胶之类的胶水固定，待胶水固化后取出定子整形工装6，至此一种高效率直流无刷空心杯定子完成。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装，其特征在于，包括线架、线圈挡板和芯棒，所述芯棒两端的外壁四周对称分布有内孔，并且两端相对应的两个内孔处于同一竖直线上，所述线架的一端插入在内孔内，并且上下一一对应设置，所述线圈挡板的两端设有穿孔，线圈挡板通过穿孔贯穿设置在线架上，且线圈挡板与芯棒之间留有用于绕线的绕线空间。
2.根据权利要求1所述的一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装，其特征在于，所述芯棒的一端设有凸台，在该凸台的四周侧壁上开设有用于线圈引线穿过的引线槽。
3.根据权利要求1所述的一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装，其特征在于，所述线架可插拔的活动设置在在内孔内。
4.根据权利要求1所述的一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装，其特征在于，所述线架采用金属或塑料制作。
5.根据权利要求1所述的一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装，其特征在于，所述线圈挡板与线架之间为可插拔的活动连接。
6.根据权利要求1所述的一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装，其特征在于，所述工装还包括用于缠绕固定线圈的绝缘胶带。
7.根据权利要求1所述的一种高效率直流无刷空心杯定子绕线工装，其特征在于，所述工装还包括用于保证线圈圆度以及保证线圈与定子铁芯装配同心度的定子整形工装，所述定子整形工装包括定位柱和定位槽，且定位槽内设有定位台阶。
8.一种高效率直流无刷空心杯定子制作方法，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述的绕线工装进行制作，具体制作包括如下步骤：
步骤一，先将线架依次插入芯棒的内孔内，然后再将线圈挡板固定在线架上；
步骤二，利用绕线机在线圈挡板与芯棒之间的绕线空间内进行绕线；
步骤三，绕完线后先取下线圈挡板，再取下线架，然后在线圈的外圆面上缠上绝缘胶带，接着取下线圈；
步骤四，将线圈放入定子整形工装，并装入定子铁芯内，利用定子整形工装保证线圈的圆度，同时保证线圈与定子铁芯的同心度；
步骤五，采用厌氧胶或者环氧胶之类的胶水对线圈与定子铁芯进行固定，待胶水固化后取出定子整形工装，至此一种高效率直流无刷空心杯定子完成。
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