CN208479295U - 一种大功率高速电机的外插式拼接定子结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大功率高速电机的外插式拼接定子结构，定子插片为扇形块结构，在定子插片的内圆弧面上设有线槽；在定子插片的一侧面上设有台阶部，在台阶部上设有凸棱，在定子插片的另一侧面上设有与凸棱相适配的凹槽；偶数个预制铜条线圈依次排列并形成一个圆形状的线圈单元，数量为预制铜条线圈总数一半的定子插片插入线圈单元，相邻定子插片通过凸棱与凹槽相互拼接并组成一环形状的定子圆环，相邻地两定子插片通过台阶部隔开并形成插槽；一个定子插片的线槽插入一个预制铜条线圈，相邻两定子插片之间的插槽插入一个预制铜条线圈。本实用新型使预制铜条线圈和拼接定子技术能够应用于大功率高速电机领域，继承了两者的优点。

Description

一种大功率高速电机的外插式拼接定子结构

技术领域：

本实用新型涉及一种大功率高速电机的外插式拼接定子结构。

背景技术：

大功率高速电机的定子有一些特殊的结构、性能特点，因此其制造工艺存在一些难点。通常的定子制造工艺中，一些常用于大功率低速电机定子的结构和相应的制造工艺并不能适用于大功率高速电机的制造。其中最典型的就是预制铜条结构和(内插式)拼接定子结构。

1、预制铜条线圈结构：

预制铜条线圈是大功率电机中经常采用的一种定子绕线形式，具有装配工艺性好、耐高温性能好、承载电流大、线圈体积小等优点。但这种线圈被用于大功率高速电机时，其装配工艺就会变得异常困难。

因为高速电机的转速高，所以相同功率的高速电机的转子磁极数少、转子直径小、定子电流大频率高。因此高速电机定子的内径更小、线槽更深、每束线圈匝数更多。这些特征就导致大功率高速电机的预制铜条线圈更粗更硬，并且在装配时必须先扭转成麻花状再塞入定子内孔，并且需要同时在定子内孔中塞入多个铜条，然后依次插入线槽。(注：因为铜条之间会相互叠压，所以最后几个安装时必须把最先的几个移出线槽。即会有多个线圈同时塞在内孔中。)

当电机转速提高到一万转以上时，定子和线圈的结构尺寸已经使这种“先定子后线圈”装配方法基本不可能实现了。

2、(内插式)拼接定子结构：

拼接式定子也是电机行业中的常用方法，通常用于大直径、多极数、浅槽深的电机定子，用于减少硅钢冲裁废料、降低冲裁模具制造难度。但拼接定子仍然是按照“先定子后线圈”的装配过程，即先将定子散片拼接成环，然后将线圈从内测放入线槽。因为这类定子的大内孔、浅槽深使得它们不需要特殊的线圈装配工艺。

实用新型内容：

本实用新型是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种大功率高速电机的外插式拼接定子结构。

本实用新型所采用的技术方案有：一种大功率高速电机的外插式拼接定子结构，包括预制铜条线圈和定子插片，所述定子插片为具有内圆弧面、外圆弧面、两扇面和两侧面的扇形块结构，在定子插片的内圆弧面上设有线槽，该线槽贯穿于定子插片的两个扇面；在定子插片的一侧面上设有台阶部，该台阶部的两端面与定子插片的两扇面相齐平，在台阶部上设有凸棱，在定子插片的另一侧面上设有与凸棱相适配的凹槽；

偶数个预制铜条线圈依次排列并形成一个圆形状的线圈单元，数量为预制铜条线圈总数一半的定子插片插入线圈单元，相邻定子插片通过凸棱与凹槽相互拼接并组成一环形状的定子圆环，相邻地两定子插片通过台阶部隔开并形成插槽；一个定子插片的线槽插入一个预制铜条线圈，相邻两定子插片之间的插槽插入一个预制铜条线圈。

进一步地，所述线槽的下端面与台阶部的上端面均与定子轴线之间的距离相同。

进一步地，所述定子插片由硅钢片冲片叠压、焊接或铆接而成。

本实用新型具有如下有益效果：

1)本实用新型使预制铜条线圈和拼接定子技术能够应用于大功率高速电机领域，继承了两者的优点。

2)并通过逆转装配顺序，使预制铜条线圈能够装入内孔较小的电机定子中。

3)由于装配过程中预制铜条线圈不需要扭转，因此装配容易、工艺简单，装配工时大大降低。

4)由于装配过程中预制铜条线圈不需要扭转，因此也不会因扭转导致线圈绝缘破坏。

5)由于装配过程中线圈不需要扭转变形，因此简化了线圈设计的难度。即允许提高单个线圈的匝数、允许加厚绝缘层。

6)由于装配过程中线圈不需要扭转变形，所以线圈端部不需要预留很大的弯曲半径(用于降低线圈扭转时的变形应力)，因此定子的端部高度可以显著缩小。

7)由于线圈和定子插片都是由外向内组装，因此装配空间宽裕、方便操作。

附图说明：

图1为本实用新型中预制铜条线圈的结构图。

图2为本实用新型中定子插片的结构图。

图3为本实用新型中预制铜条线圈拼成线圈单元的结构图。

图4为本实用新型中预制铜条线圈在工装上拼成线圈单元的结构图。

图5为本实用新型中定子插片即将插入线圈单元的结构图。

图6为图5的剖视图。

图7为定子插片固定的结构图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1至图7所示，本实用新型公开一种大功率高速电机的外插式拼接定子结构，包括预制铜条线圈1和定子插片2。

定子插片2为具有内圆弧面、外圆弧面、两扇面和两侧面的扇形块结构，在定子插片2的内圆弧面上设有线槽21，该线槽21贯穿于定子插片2的两个扇面。在定子插片2的一侧面上设有台阶部22，该台阶部22与线槽21相平行，且台阶部22的两端面与定子插片2的两扇面相齐平。线槽21的下端面与台阶部22的上端面都是定子线槽的槽底面，均与定子轴线距离相同。在台阶部22上设有凸棱23，在定子插片2的另一侧面上设有与凸棱23相适配的凹槽24。

24个预制铜条线圈1依次排列并形成一个圆形状的线圈单元10，12个定子插片2插入线圈单元10，相邻定子插片2通过凸棱23与凹槽24相互拼接并组成一环形状的定子圆环20，相邻地两定子插片2通过台阶部22隔开并形成插槽。一个定子插片2的线槽21插入一个预制铜条线圈1，相邻两定子插片2之间的插槽插入一个预制铜条线圈1。

为了解决大功率高度电机的定子制造工艺问题，本实用新型的定子结构将装配顺序反过来，采用“先线圈后定子”的方式，即先将预制铜条线圈从外侧向中心插入并固定在专用工装上，然后把定子从线圈外侧插入、并拼接成整环。

为了和本实用新型的拼接定子结构区分，我们根据线圈装配时的插入方向，将这种先组装定子、线圈从内部插入的拼接定子称为“内插式拼接定子”。而本实用新型的先装从外向内组装线圈、再从外向内插入定子的拼接定子称为“外插式拼接定子”。

定子插片2由硅钢片冲片叠压、焊接或铆接而成。定子插片2为扇形块结构，定子拼接时，线槽21可以起到导向的作用，防止定子插片歪斜、防止损伤线圈。

为了保证拼接后插片之间不会相互滑动，在定子插片2的两个侧面上做有可以相互镶嵌的凸棱23与凹槽24。

定子部件装配时，先安装线圈，再拼接定子。线圈装配时，将预制铜条线圈1从外向内插入、并固定在专用工装4上，定子拼接时，将定子插片2的线槽21对准线圈直线段，从外向内插入。定子组件拼接完成后，可以用圆形卡箍或焊接等方式连接定子插片，保证定子组件不会散开。本工序完成后，外插式拼接定子部件的组装就完成了。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种大功率高速电机的外插式拼接定子结构，其特征在于：包括预制铜条线圈(1)和定子插片(2)，所述定子插片(2)为具有内圆弧面、外圆弧面、两扇面和两侧面的扇形块结构，在定子插片(2)的内圆弧面上设有线槽(21)，该线槽(21)贯穿于定子插片(2)的两个扇面；在定子插片(2)的一侧面上设有台阶部(22)，该台阶部(22)的两端面与定子插片(2)的两扇面相齐平，在台阶部(22)上设有凸棱(23)，在定子插片(2)的另一侧面上设有与凸棱(23)相适配的凹槽(24)；

偶数个预制铜条线圈(1)依次排列并形成一个圆形状的线圈单元(10)，数量为预制铜条线圈(1)总数一半的定子插片(2)插入线圈单元(10)，相邻定子插片(2)通过凸棱(23)与凹槽(24)相互拼接并组成一环形状的定子圆环(20)，相邻地两定子插片(2)通过台阶部(22)隔开并形成插槽；一个定子插片(2)的线槽(21)插入一个预制铜条线圈(1)，相邻两定子插片(2)之间的插槽插入一个预制铜条线圈(1)。

2.如权利要求1所述的大功率高速电机的外插式拼接定子结构，其特征在于：所述线槽(21)的下端面与台阶部(22)的上端面均与定子轴线之间的距离相同。

3.如权利要求1所述的大功率高速电机的外插式拼接定子结构，其特征在于：所述定子插片(2)由硅钢片冲片叠压、焊接或铆接而成。