CN117040163A - 一种分层绕制式无槽电机绕线结构及绕线方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分层绕制式无槽电机绕线结构，其包括线圈绕组，所述线圈绕组包括第一相线圈、第二相线圈和第三相线圈，所述第一相线圈、所述第二相线圈和所述第三相线圈从内至外依次布置，所述第一相线圈、所述第二相线圈和所述第三相线圈各自单独绕制成型。本发明还公开了一种分层绕制式无槽电机绕线结构的绕线方法。本发明相较于现有技术可以解决现有电机绕线易错位，造成位置精度差，电机效果差的问题。
Description
技术领域
本发明属于电机技术领域，尤其涉及一种分层绕制式无槽电机绕线结构及绕线方法。
背景技术
常规无刷永磁电机，定子铁芯有齿和槽，如图1所示，无刷无槽永磁电机，定子铁芯没有齿和槽，是圆环状，如图3所示，也有人把这种无槽电机称为“空心杯电机”。“空心杯电机”严格来说是用于永磁有刷电机的，其线圈是空心的杯子形状。常规无刷电机铜线围绕着齿，绕到槽里面，无刷无槽电机绕线只有自成一体，再粘结到环状铁芯内壁。无槽电机的绕线目前可以分为“斜绕”和“平行绕”两大类。所谓斜绕，是指线圈面与转子成一定角度，而且转子穿过线圈，如图5所示。平行绕是指线圈呈圆弧形，线圈与转子轴向“平行”，如图6所示。目前直绕线圈有两种方式，一是单个线圈独立绕制成圆弧形或先平面绕制再挤压成圆弧形，如图7，再拼接到一起成整体圆筒状如图9，二是一起平面式整体绕制到工装上，也可以每个线圈绕成弧形，取下来，再卷成圆筒状的，如图11，无论哪种方式，从轴向看，每个线圈都是逐一“波浪式重叠”到相邻线圈，每一个线圈有一半在前面线圈的外侧，另外一半在后面线圈的内侧，如图10所示，线圈C有一半在线圈A的外侧，另外一半在线圈E的内侧。
平行绕线圈的两种方式都有缺陷，单个线圈绕制，需要整形拼接起来，耗费时间，而且拼接位置要求精度高，拼接难度大，成本高；整体平面绕制再卷成圆筒方式，线径不能太粗，太粗了，卷不成形，或者多股线一起绕，卷的时候更困难，另外卷的过程中，铜线容易移动，特别是多股线同时绕，卷的时候更容易错位，造成位置精度差，电机效果差。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决现有电机绕线易错位，造成位置精度差，电机效果差的问题，而提出的一种分层绕制式无槽电机绕线结构及绕线方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种分层绕制式无槽电机绕线结构，其包括线圈绕组，所述线圈绕组包括第一相线圈、第二相线圈和第三相线圈，所述第一相线圈、所述第二相线圈和所述第三相线圈从内至外依次布置，所述第一相线圈、所述第二相线圈和所述第三相线圈各自单独绕制成型。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述第一相线圈、所述第二相线圈和所述第三相线圈均包括至少一线圈。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述线圈为两个，两所述线圈对称布置。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述线圈由单根铜线或者多根铜线构成。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述铜线上设置有自粘层。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述线圈绕组的形状为圆形或椭圆形和多边形。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述线圈绕组的两端分别与铁芯绝缘端面接触。
本发明还公开了一种分层绕制式无槽电机绕线结构的绕线方法，其包括以下步骤：
S1：制作圆柱形工装，工装上做线圈位置固定件；
S2：将第一相线圈、第二相线圈和第三相线圈分层绕制到工装上形成线圈绕组；
S3：将线圈绕组从工装上取出；
S4：线圈绕组插入铁芯；
S5：整形，将线圈绕组的线端头朝外挤压，减少端头长度；
S6：焊接，将出线按设计要求连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
步骤S2包括一下步骤：
S21：先绕第一相线圈的线圈A和线圈B；
S22：再绕第二相线圈的线圈C和D；
S23：最后绕第三相线圈的线圈E和F。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明采用分层绕制结构，线圈绕组由第一相线圈、第二相线圈和第三相线圈组成，每一相各自绕制完成，先绕制第一相线圈，第二相线圈绕制到第一相外面线圈，第三相线圈绕制到第二相线圈外面，这样每一相线圈互不干扰，第一相线圈、第二相线圈和第三相线圈绕线整体一次性成型，不需要像单个线圈绕制再拼接，也不需要整体绕制再卷成圆筒，而且线圈位置固定，不会错位，绕制简单容易，且提高了电机性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为常规电机定子铁芯的结构示意图。
图2为常规电机定子铁芯的绕线结构示意图。
图3为现有技术的无槽电机铁芯的结构示意图。
图4为现有技术的无槽电机定子铁芯的绕线结构示意图。
图5为现有技术的斜绕线圈绕组示意图。
图6为现有技术的平行绕线圈绕组示意图。
图7现有技术的单个线圈立体图。
图8为图7的俯视图。
图9现有技术的单个线圈绕制好拼接成整体圆筒的结构示意图。
图10为图9的俯视图。
图11现有技术的整体平面绕制线圈立体图。
图12为图11的俯视图。
图13本发明的一种分层绕制式无槽电机绕线结构的结构示意图。
图14为图13的俯视图。
图15为圆筒线圈插入铁芯示意图。
图16为线圈端头挤压到铁芯端面示意图。
图例说明：
1、线圈绕组；2、第一相线圈；3、第二相线圈；4、第三相线圈；5、线圈；6、铁芯；7、齿；8、槽；9、转子磁铁；10、轴。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图13-16，本发明提供了一种技术方案：一种分层绕制式无槽电机绕线结构，其包括线圈绕组1，所述线圈绕组1包括第一相线圈2、第二相线圈3和第三相线圈4，所述第一相线圈2、所述第二相线圈3和所述第三相线圈4从内至外依次布置，所述第一相线圈2、所述第二相线圈3和所述第三相线圈4各自单独绕制成型。
所述第一相线圈2、所述第二相线圈3和所述第三相线圈4均包括至少一线圈5。每一相可以为包括一个线圈，也可以是两个或多个。具体的，本实施例中，所述线圈为两个，两所述线圈5对称布置。如图14，示意图中线圈之间有缝隙，是为了看得清楚，方便说明。实际绕线，线圈之间是接触的。
所述线圈5由单根铜线或者多根铜线构成。
所述铜线上设置有自粘层。绕制同时线圈可以粘结好。
所述线圈绕组1的形状为圆形或椭圆形和多边形。
如图15和16，所述线圈绕组1的两端分别与铁芯绝缘6端面接触。线圈两端可以径向向外挤压，甚至可以与铁芯绝缘端面接触，减少线圈占据的长度空间，相应可以减短电机长度。
一种分层绕制式无槽电机绕线结构的绕线方法，其包括以下步骤：
S1：制作圆柱形工装，工装上做线圈位置固定件；
S2：将第一相线圈2、第二相线圈3和第三相线圈4分层绕制到工装上形成线圈绕组1；
S3：将线圈绕组1从工装上取出；
S4：线圈绕组1插入铁芯6；
S5：整形，将线圈绕组1的线端头朝外挤压，减少端头长度；
S6：焊接，将出线按设计要求连接。
步骤S2包括一下步骤：
S21：先绕第一相线圈2的线圈A和线圈B；
S22：再绕第二相线圈3的线圈C和D；
S23：最后绕第三相线圈4的线圈E和F。
线圈的绕制是从内到外，但是相序不一定需要是从内到外，可以根据实际需求定义。
工作原理：本发明中的无槽电机定子绕组有三相即第一相线圈线圈、第二相线圈和第三相线圈，每一相由至少包含一线圈，通常是位置对称的两组线圈组成。三相位置需要构成电角度120度；各图中的线圈是以四极磁铁为例来说明的，其它极数可以做类似推演。本发明采用分层绕制结构，线圈绕组由第一相线圈、第二相线圈和第三相线圈组成，每一相各自绕制完成，先绕制第一相线圈，第二相线圈绕制到第一相外面线圈，第三相线圈绕制到第二相线圈外面，这样每一相线圈互不干扰，第一相线圈、第二相线圈和第三相线圈绕线整体一次性成型，不需要像单个线圈绕制再拼接，也不需要整体绕制再卷成圆筒，而且线圈位置固定，不会错位，绕制简单容易，且提高了电机性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种分层绕制式无槽电机绕线结构，其特征在于，包括线圈绕组(1)，所述线圈绕组(1)包括第一相线圈(2)、第二相线圈(3)和第三相线圈(4)，所述第一相线圈(2)、所述第二相线圈(3)和所述第三相线圈(4)从内至外依次布置，所述第一相线圈(2)、所述第二相线圈(3)和所述第三相线圈(4)各自单独绕制成型。
2.根据权利要求1所述的一种分层绕制式无槽电机绕线结构，其特征在于，所述第一相线圈(2)、所述第二相线圈(3)和所述第三相线圈(4)均包括至少一线圈(5)。
3.根据权利要求2所述的一种分层绕制式无槽电机绕线结构，其特征在于，所述线圈为两个，两所述线圈(5)对称布置。
4.根据权利要求2所述的一种分层绕制式无槽电机绕线结构，其特征在于，所述线圈(5)由单根铜线或者多根铜线构成。
5.根据权利要求4所述的一种分层绕制式无槽电机绕线结构，其特征在于，所述铜线上设置有自粘层。
6.根据权利要求1所述的一种分层绕制式无槽电机绕线结构，其特征在于，所述线圈绕组(1)的形状为圆形或椭圆形和多边形。
7.根据权利要求1所述的一种分层绕制式无槽电机绕线结构，其特征在于，所述线圈绕组(1)的两端分别与铁芯绝缘(6)端面接触。
8.根据权利要求1-7任一一项所述的一种分层绕制式无槽电机绕线结构的绕线方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制作圆柱形工装，工装上做线圈位置固定件；
S2：将第一相线圈(2)、第二相线圈(3)和第三相线圈(4)分层绕制到工装上形成线圈绕组(1)；
S3：将线圈绕组(1)从工装上取出；
S4：线圈绕组(1)插入铁芯(6)；
S5：整形，将线圈绕组(1)的线端头朝外挤压，减少端头长度；
S6：焊接，将出线按设计要求连接。
9.根据权利要求8所述的一种分层绕制式无槽电机绕线结构的绕线方法，其特征在于，步骤S2包括一下步骤：
S21：先绕第一相线圈(2)的线圈A和线圈B；
S22：再绕第二相线圈(3)的线圈C和D；
S23：最后绕第三相线圈(4)的线圈E和F。
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