CN212992173U

CN212992173U - 一种高精度线圈绕线工装

Info

Publication number: CN212992173U
Application number: CN202021250484.2U
Authority: CN
Inventors: 贾立锋; 郝建平; 张晓彬
Original assignee: Hebei Electric Motor Co ltd
Current assignee: Hebei Electric Motor Co ltd
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-04-16
Anticipated expiration: 2030-06-30

Abstract

本实用新型公开了一种高精度线圈绕线工装，其包括前挡板、芯板和后挡板；所述前挡板与后挡板中间夹紧芯板构成环形绕线槽；所述芯板包括绕线端板、定位孔和定位夹；所述绕线端板为两个，内端相对；所述一个绕线端板的内端至少设有一个定位孔；所述另一个绕线端板的内端设置与定位孔一一对应扦插的定位夹；当线圈跨距夹角≤90度时，所述芯板的厚度见式(一)：b＝hs2*COS{(y*360/Z)/2}(一)；当线圈跨距夹角＞90度时，所述芯板的厚度见式(二)：b＝S/{hs2*SIN(y*360/Z/2)}(二)。本实用新型适配范围广、生产效率高。

Description

一种高精度线圈绕线工装

技术领域

本实用新型涉及一种绕线工装，尤其是一种高精度线圈绕线工装。

背景技术

在电机制作的工序中，所涉及的绕线工装是将漆包线绕制成特定形状的线圈，来匹配定子铁芯上的嵌线槽，从而完成电机的嵌线工作。在实际操作过程中，线圈的绕制通常是使用等厚度芯板的绕线工装来绕制的，但是由于定子铁芯中的嵌线槽是圆周分布的，再结合线圈嵌入嵌线槽时是在沿定子铁芯直径对称的嵌线槽中嵌置，这就导致了距离中心线较远的两个嵌线槽的槽底距离中心线的弧长与槽口距离中心线的弧长的差值大于距离中心线较近的两个嵌线槽的槽底距离中心线的弧长与槽口距离中心线的弧长的差值，这就出现了等厚度的线圈嵌置在距离中心线较远的两个嵌线槽中时，不易操作，影响电机的加工速度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高效嵌线的高精度线圈绕线工装。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种高精度线圈绕线工装，其包括前挡板、芯板和后挡板；所述前挡板与后挡板中间夹紧芯板构成环形绕线槽；所述芯板包括绕线端板、定位孔和定位夹；所述绕线端板为两个，内端相对；所述一个绕线端板的内端至少设有一个定位孔；所述另一个绕线端板的内端设置与定位孔一一对应扦插的定位夹；

当线圈跨距夹角≤90度时，所述芯板的厚度见式(一)：

b＝hs2*COS{(y*360/Z)/2}(一)；

当线圈跨距夹角＞90度时，所述芯板的厚度见式(二)：

b＝S/{hs2*SIN(y*360/Z/2)}(二)；

所述式中：

b---芯板的厚度，单位为，mm；

Z---定子铁心总槽数；

y---所计算线圈以槽数表示的跨距数量；

S---单槽线圈截面积，单位为，mm²；

W₁---定子线圈匝数；

n_c---定子线圈的并绕根数；

d_i---单根导线绝缘后直径的平方，单位为，mm²；

hs2---嵌线槽的上部深度，单位为，mm。

上述的一种高精度线圈绕线工装，所述前挡板或后挡板的两端各设有一个固定孔；所述绕线端板上的两端各设有一个固定块；所述固定块与固定孔一一对应配合扦插。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型通过计算公式来计算绕线工装的最适配定子铁芯嵌线槽的模芯厚度，再使用制定出来的模芯绕制线圈，使绕制出来的线圈可以更快的嵌入相应的定子铁芯的嵌线槽内，提高了线圈的适配性，加快了定子铁芯安装线圈的速度；还设有可调节的芯板，通过位于绕线端板上的定位孔和定位夹来调节芯板的长度，从而减少了绕制宽度相同但长度不同的线圈所用的绕线工装的制造成本。本实用新型适配范围广、生产效率高。

本实用新型还通过设置固定块与固定孔，增加了芯板的稳定性。本实用新型结构简单、稳定性高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型定子铁芯结构示意图；

图3是本实用新型嵌线槽结构示意图；

图4是本实用新型芯板的结构示意图。

图中各文件标号为：1-前挡板，2-芯板，2-1-绕线端板，2-2-定位孔，2-3-定位夹，2-4-固定块，2-5-U型槽，3-后挡板，4-嵌线槽，5-固定孔，hs2-嵌线槽4的上部深度，b-芯板的厚度。

具体实施方式

参看图1、2和图3，本高精度线圈绕线工装包括前挡板1、芯板2和后挡板3。所述前挡板1和后挡板3均为环形板，所述前挡板1与后挡板3的中间夹紧芯2板构成环形绕线槽。所述芯板2包括绕线端板2-1、定位孔2-2和定位夹2-3。所述绕线端板2-1为两个，内端相对，一个绕线端板2-1的内端至少设有一个定位孔2-2，另一个绕线端板2-1的内端设置与定位孔2-2一一对应扦插的定位夹2-3。进而使芯板2可适用在宽度相同但长度不同的多种线圈的绕制工作上。所述前挡板1或后挡板3的两端各设有一个固定孔5。所述绕线端板2-1上的两端各设有一个固定块2-4。所述固定块2-4与固定孔5一一对应配合扦插，提高了芯板与前挡板1或后挡板3连接的稳定性。所述前挡板1和后挡板3上设有通孔与电机驱动轴套接；所述绕线端板2-1上设有U型槽2-5；所述U型槽2-5与电机驱动轴套接。所述芯板的厚度b可根据配套使用的计算公式制定。当所选取的两个嵌线槽4的中心线所夹取的定子铁芯弧形段所对的圆心角≤90°，选用公式(一)：b＝hs2*COS{(y*360/Z)/2}(一)。当两个相邻的嵌线槽4的中心线所夹取的定子铁芯弧形段所对的圆心角＞90°，所以选用公式(二)：b＝S/{hs2*SIN(y*360/Z/2)}(二)。S＝W₁*n_c*d_i。式(一)、(二)中：

b---模心的厚度(计算所得为小数时，向上取整)，单位为，mm；

Z---定子铁心总槽数；

y---所计算线圈以槽数表示的跨距数量；

S---单槽线圈截面积，单位为，mm²；

W₁---定子线圈匝数；

n_c---定子线圈的并绕根数；

d_i---单根导线绝缘后直径的平方，单位为，mm²；

hs2---嵌线槽4的上部深度，单位为，mm。

按照此方法设计出的绕线工装绕制的线圈，相比原来的绕线工装绕制的线圈减少了漆包线的重叠数量，提高了定子铁芯的嵌线速度。

根据电机的生产需要线圈在绕制时，至少选取两个线圈在中心固定，每单个线圈的两端分别放置在对称的嵌线槽4中，所述对称的嵌线槽4中心线所夹取的定子铁芯弧形段所对的圆心角为跨距夹角。

参看图1、2和图3，本高精度线圈绕线工装绕线过程如下所述：第一步，根据线圈跨距夹角，使用相应的公式来计算出，绕线工装中芯板的最佳厚度。第二步，根据数据生产出相应厚度芯板的绕线工装。第三步，将上述绕线工装套设在配套使用的电机上，完成绕线。此过程中可通过调整定位夹2-3在定位孔2-2的深度来调整两个绕线端板2-1的距离，进而使芯板2的长度适配同系列各个电机的需求。第四步，将绕制好的线圈取下，嵌入所对应电机的定子铁芯中相应的嵌线槽4内。此过程中，由于通过公式计算并生产出的高精度的绕线工装，绕制成的线圈更加适配定子铁芯中相应的嵌线槽4，所以可以更快的进行定子铁芯的嵌线工作，提高了电机的生产速度。

实施例1：本高精度线圈绕线工装的具体结构如下所述。

当线圈跨距夹角均≤90度、Z＝48时，y_大圈＝7y_小圈＝5，S＝82.944，W₁＝10，n_c＝9，d_i＝0.96，hs2＝23.51，旧方案模心厚度为12，经公式(一)计算的模心厚度为：

b小圈＝23.51*cos{(5*360/48)/2}向上取整得23；

b大圈＝23.51*cos{(7*360/48)/2}向上取整得22。

在嵌线时，按照本绕线工装绕制的线圈，由10位嵌线工对50台电机的定子铁芯进行嵌线，所用的时间是4215分钟；在线圈平均半匝长不变的情况下，按照原来的方法设计出的绕线工装绕制的线圈，由同一批的10位嵌线工对50台电机的定子铁芯进行嵌线，所用的时间是4780分钟。因此完成每台电机的嵌线工作所用的平均时间由原来的95.6分钟减少到84.3分钟，嵌线效率的提升为：(95.6-84.3)/84.3*100％＝13.4％。由此可以看出在线圈跨距夹角均≤90度时，使用本绕线工装绕制的线圈更有利于定子铁芯的嵌线工作。

实施例2：本高精度线圈绕线工装的具体结构如下所述。

当线圈跨距夹角均＞90度、Z＝36时，y_大圈＝17y_中圈＝15y_小圈＝13，S＝121.65，W₁＝44，n_c＝3，d_i＝0.96，hs2＝15.04，旧方案模心厚度为10，经公式(二)计算的模心厚度为：

b小圈＝121.65/{15.04*sin(13*360/36/2)}向上取整得9；

b中圈＝121.65/{15.04*sin(15*360/36/2)}向上取整得9；

b大圈＝121.65/{15.04*sin(17*360/36/2)}向上取整得9。

在嵌线时，按照本绕线工装绕制的线圈，由10位嵌线工对50台电机的定子铁芯进行嵌线，所用的时间是3070分钟；在线圈平均半匝长不变的情况下，按照原来的方法设计出的绕线工装绕制的线圈，由同一批的10位嵌线工对50台电机的定子铁芯进行嵌线，所用的时间是3290分钟。因此完成每台电机的嵌线工作所用的平均时间由原来的65.8分钟减少到61.4分钟，嵌线效率的提升为：(65.8-61.4)/61.4*100％＝7.17％。由此可以看出在线圈跨距夹角均＞90度时，使用本绕线工装绕制的线圈更有利于定子铁芯的嵌线工作。

实施例3：本高精度线圈绕线工装的具体结构如下所述。

当线圈跨距夹角≤90度与＞90度并存，Z＝36时，y_大圈＝11，y_中圈＝9，y_小圈＝7，S＝83.99，W₁＝48，n_c＝2，d_i＝1-0.91或d_i＝1-0.96，hs2＝13.8，旧方案模心厚度为13，经公式(一)、(二)分别计算的模心厚度为：

b小圈＝13.8*cos{(7*360/36)/2}向上取整得12；

b中圈＝13.8*cos{(9*360/36)/2}向上取整得10；

b大圈＝83.99/{13.8*sin(11*360/36/2)}向上取整得8。

按照此方法设计出的绕线工装绕制的线圈，由10位嵌线工对50台电机的定子铁芯进行嵌线，所用的时间是2180分钟；在线圈平均半匝长不变的情况下，按照原来的方法设计出的绕线工装绕制的线圈，由同一批的10位嵌线工对50台电机的定子铁芯进行嵌线，所用的时间是2610分钟。因此完成每台电机的嵌线工作所用的平均时间由原来的52.2分钟减少到43.6分钟，嵌线效率的提升为：(52.2-43.6)/43.6*100％＝19.7％。由此可以看出在线圈跨距夹角均≤90与＞90度并存时，使用本方案中所用的计算方式制定的绕线工装绕制的线圈同样更有利于定子铁芯的嵌线工作。

综上，使用本绕线工装绕制的线圈更有利于定子铁芯的嵌线工作。

Claims

1.一种高精度线圈绕线工装，其特征在于：其包括前挡板(1)、芯板(2)和后挡板(3)；所述前挡板(1)与后挡板(3)中间夹紧芯板(2)构成环形绕线槽；所述芯板(2)包括绕线端板(2-1)、定位孔(2-2)和定位夹(2-3)；所述绕线端板(2-1)为两个，内端相对；一个所述绕线端板(2-1)的内端至少设有一个定位孔(2-2)；另一个所述绕线端板(2-1)的内端设置与定位孔(2-2)一一对应扦插的定位夹(2-3)；

当线圈跨距夹角≤90度时，所述芯板的厚度见式(一)：

b＝hs2*COS{(y*360/Z)/2} (一)；

当线圈跨距夹角＞90度时，所述芯板的厚度见式(二)：

b＝S/{hs2*SIN(y*360/Z/2)} (二)；

所述式中：

b---芯板的厚度，单位为，mm；

Z---定子铁心总槽数；

y---所计算线圈以槽数表示的跨距数量；

S---单槽线圈截面积，单位为，mm²；

W₁---定子线圈匝数；

n_c---定子线圈的并绕根数；

d_i---单根导线绝缘后直径的平方，单位为，mm²；

hs2---嵌线槽(4)的上部深度，单位为，mm。

2.根据权利要求1所述的一种高精度线圈绕线工装，其特征在于：所述前挡板(1)或后挡板(3)的两端各设有一个固定孔(5)；所述绕线端板(2-1)上的两端各设有一个固定块(2-4)；所述固定块(2-4)与固定孔(5)一一对应配合扦插。