CN213637219U - 一种背绕式直线电机的定子结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种背绕式直线电机的定子结构，包括电机的定子铁心，所述定子铁心的气隙侧开有若干定子铁心沟槽，所述定子铁心沟槽内安装有放置背绕线圈其中一边的槽内绝缘盒，所述定子铁心的顶面和底面分别通过紧固件安装有上端部绝缘件和下端部绝缘件，所述上端部绝缘件上开有若干均匀间隔的上端部沟槽，下端部绝缘件底部开有若干均匀间隔的下端部沟槽，所述定子铁心的背部安装轭部绝缘件，所述轭部绝缘件上开有若干均匀间隔的轭部沟槽，背绕线圈缠绕在槽内绝缘盒、上端部绝缘件、下端部绝缘件和轭部绝缘件上，并在槽内绝缘盒的外侧安装槽楔，在背绕线圈的各线圈连线与轭部绝缘件之间安装过桥线支架，生产效率高。

Description

一种背绕式直线电机的定子结构

技术领域

本实用新型涉及电机定子结构技术领域，尤其是一种背绕式直线电机的定子结构。

背景技术

直线电机定子绕组类似于旋转电机，不同的是直线电机的定子绕组变成了沿直线布置，而不再是旋转电机那样的圆周布置。直线电机的绕组类型可以采用传统分布绕组，也可以采用背绕式绕组，即克莱姆绕组。

背绕式绕组的特点为线圈围绕定子轭部环绕，在铁心的气隙侧开有线圈槽，线圈的一边嵌在铁心槽内，另外一边则环绕在铁心轭部的外侧，各线圈之间通过接线连接在一起，形成完整的定子绕组。背绕式绕组与传统分布绕组相比，优点在于绕组端部线包高度明显降低，尤其是当传统分布绕组跨距较大时，不再需要在线圈的两边之间来回连线，大幅度的降低线圈端部高度，减少用铜量，提高电机效率。同时，外侧绕组与机壳距离更近，有利于电机散热和工作温度的降低。

现有的背绕式绕组结构技术的缺点为：线圈组数较多时，线圈间焊接点较多，焊接操作困难，焊接高温影响附近绝缘材料的老化寿命；尤其对于高压电机，焊接完成后需要再次手工包扎焊接点处绝缘，绕包工艺复杂，效率低下，焊接点的结构尺寸较大，空间尺寸难以保证；当采用铜扁线硬绕组或线棒时，由于线圈尺寸已经固定成型，将线圈套装到铁心上的工艺复杂，容易磕碰损伤外包绝缘，效率低下，可靠性差。

实用新型内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的背绕式直线电机的定子结构，从而使其焊点少、生产效率高、可靠性高、易于实现批量生产。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种背绕式直线电机的定子结构，包括电机的定子铁心，所述定子铁心的气隙侧开有若干定子铁心沟槽，所述定子铁心沟槽内安装有放置背绕线圈其中一边的槽内绝缘盒，所述定子铁心的顶面和底面分别通过紧固件安装有上端部绝缘件和下端部绝缘件，所述上端部绝缘件上开有若干均匀间隔的上端部沟槽，下端部绝缘件底部开有若干均匀间隔的下端部沟槽，所述定子铁心的背部安装轭部绝缘件，所述轭部绝缘件上开有若干均匀间隔的轭部沟槽，背绕线圈缠绕在槽内绝缘盒、上端部绝缘件、下端部绝缘件和轭部绝缘件上，并在槽内绝缘盒的外侧安装槽楔，在背绕线圈的各线圈连线与轭部绝缘件之间安装过桥线支架。

其进一步技术方案在于：

定子结构的外部通过灌封胶进行整体灌封或者局部灌封。

所述背绕线圈通过柔性的绕组线和外包线圈绝缘制成。

所述绕组线采用利兹线或者漆包线制成。

背绕线圈采用自带绝缘层的电缆。

所述槽内绝缘盒通过均匀间隔分布的绝缘盒组件构成，每个绝缘盒组件包括U形槽，所述U形槽嵌入背绕线圈，U形槽使用U形盖板封盖。

所述U形槽和U形盖板通过结构件制成或者通过纸张制成。

所述轭部绝缘件的结构为：包括依次间隔设置的长凸起和短凸起，所述长凸起和短凸起之间形成轭部沟槽。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过对定子结构的独特设定，在装配过程中，各线圈之间没有焊接点，不存在焊接高温对绝缘材料老化寿命的影响，不存在繁琐耗时的外包绝缘手工包扎过程；由于采用柔性线材制作背绕线圈，嵌线时直接将柔性的绕组线缠绕在尺寸精确定位的沟槽里，避免了将硬线圈套装在铁心上的过程，工艺简单，避免磕碰损伤外包绝缘。本实用新型生产效率高，可靠性高，外观美观，尺寸一致性高，具备自动化生产的潜力。

附图说明

图1为本发明定子组件的爆炸图。

图2为本发明未灌封时定子组件的结构示意图。

图3为本发明灌封后的定子组件的结构示意图。

图4为本发明线圈结构的示意图。

图5为本发明定子铁心的结构示意图。

图6为本发明上端部绝缘件的结构示意图。

图7为本发明轭部绝缘件的结构示意图。

图8为本发明槽内绝缘盒的结构示意图。

图9为本发明单组槽内绝缘盒的结构示意图。

其中：1、定子铁心；101、定子铁心沟槽；2、上端部绝缘件；201、上端部沟槽；3、槽楔；4、槽内绝缘盒；5、下端部绝缘件；501、下端部沟槽；6、轭部绝缘件；601、长凸起；602、短凸起；603、轭部沟槽；7、过桥线支架；8、背绕线圈；9、灌封胶；10、绕组线；11、外包线圈绝缘；12、U形盖板；13、U形槽。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-图9所示，本实施例的背绕式直线电机的定子结构，包括电机的定子铁心1，定子铁心1的气隙侧开有若干定子铁心沟槽101，定子铁心沟槽101内安装有放置背绕线圈8其中一边的槽内绝缘盒4，定子铁心1的顶面和底面分别通过紧固件安装有上端部绝缘件2和下端部绝缘件5，上端部绝缘件2上开有若干均匀间隔的上端部沟槽201，下端部绝缘件5底部开有若干均匀间隔的下端部沟槽501，定子铁心1的背部安装轭部绝缘件6，轭部绝缘件6上开有若干均匀间隔的轭部沟槽603，背绕线圈8缠绕在槽内绝缘盒4、上端部绝缘件2、下端部绝缘件5和轭部绝缘件6上，并在槽内绝缘盒4的外侧安装槽楔3，在背绕线圈8的各线圈连线与轭部绝缘件6之间安装过桥线支架7。

定子结构的外部通过灌封胶9进行整体灌封或者局部灌封。

背绕线圈8通过柔性的绕组线10和外包线圈绝缘11制成。

绕组线10采用利兹线或者漆包线制成。

背绕线圈8采用自带绝缘层的电缆。

槽内绝缘盒4通过均匀间隔分布的绝缘盒组件构成，每个绝缘盒组件包括U形槽13，U形槽13嵌入背绕线圈8，U形槽13使用U形盖板12封盖。

U形槽13和U形盖板12通过结构件制成或者通过纸张制成。

轭部绝缘件6的结构为：包括依次间隔设置的长凸起601和短凸起602，长凸起601和短凸起602之间形成轭部沟槽603。

本实用新型的具体结构和功能如下：

在直线电机的定子铁心1的气隙侧开有若干定子铁心沟槽101，充当电机定子槽使用，定子铁心沟槽101内安装有放置背绕线圈8其中一边的槽内绝缘盒4，在定子铁心1的两个端面分别安装上端部绝缘件2和下端部绝缘件5，在定子铁心1的背部安装轭部绝缘件6，上端部绝缘件2、下端部绝缘件5和轭部绝缘件6分别开设若干放置背绕线圈8的沟槽(上端部沟槽201、下端部沟槽501和轭部沟槽603)，背绕线圈8放置进入上述这些沟槽以后，在定子铁心1内槽内绝缘盒4的外侧安装槽楔3，在背绕线圈8的各线圈连线与轭部绝缘件6之间安装过桥线支架7。

通过槽内绝缘盒4、上端部绝缘件2、下端部绝缘件5和轭部绝缘件6的作用，一是对背绕线圈8进行位置和形状固定，二是加强背绕线圈8和定子铁心1之间的绝缘强度，这些绝缘件可以采用成熟工艺制备，尺寸精确，容易获得。

背绕线圈8如图4所示，背绕线圈8不使用难以弯折的传统铜扁线或线棒，而是采用柔软的利兹线或者漆包线充当绕组线10，使用机械化绕包设备给绕组线10包扎外包线圈绝缘11，绕组线10由于使用柔软线材制成，包扎完成后的线材可以轻易的弯折，背绕线圈8嵌线时直接将包扎后的绕组线10缠绕在槽内绝缘盒4、上端部绝缘件2、下端部绝缘件5和轭部绝缘件6内的沟槽里，这样做的好处是各线圈之间使用连续的绕组线10直接连接，不再需要后期焊接，不再需要焊接后的包扎绝缘步骤，避免了焊接高温对附近绝缘的老化寿命影响，大幅度减少了焊接接点的数量，提高了生产效率，提高了绝缘可靠性。此时安装完成的定子组件如图2所示。

槽内绝缘盒4由两部分组成，如图8和图9所示，即U形槽13和U形盖板12，背绕线圈8嵌线时首先将绕组边嵌入U形槽13，嵌线完成后再将U形盖板12封盖在U形槽13上。

如果产品对电机绝缘性能或者防潮防腐性能要求较高时，或者需要填充绕组间小的空气间隙时，可以在此基础上增加灌封工艺，将图2定子组件使用灌封胶9进行整体灌封，完成品如图3所示。灌封后的定子组件防护性能更高，电气性能更好，整体更加坚固，外形美观。

实际制作过程中：

首先：如图4所示，制作背绕线圈8，背绕线圈8采用柔性的利兹线或者漆包线制作成绕组线10，使用机械化绕包设备给绕组线10包扎外包线圈绝缘11。

如图1所示，在直线电机定子铁心1的气隙侧开有若干沟槽，沟槽内安装U形槽13，在定子铁心1的两个端面分别安装上端部绝缘件2和下端部绝缘件5，在定子铁心1的背部安装轭部绝缘件6，将背绕线圈8缠绕嵌入U形槽13、上端部绝缘件2、下端部绝缘件5和轭部绝缘件6的沟槽内，在嵌完背绕线圈8的定子铁心1沟槽内使用U形盖板12封盖在U形槽13上，然后继续在U形盖板12的外侧安装槽楔3。在背绕线圈8的各线圈间连线与轭部绝缘件6之间安装过桥线支架7，将柔性的背绕线圈8的线圈间连线嵌在过桥线支架7的沟槽内。安装完成的定子组件如图2所示。

将图2所示的未灌封定子组件使用灌封胶9进行整体灌封，灌封后定子组件如图3所示。其整体制造方便，工作效率高。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (8)

1.一种背绕式直线电机的定子结构，包括电机的定子铁心(1)，其特征在于：所述定子铁心(1)的气隙侧开有若干定子铁心沟槽(101)，所述定子铁心沟槽(101)内安装有放置背绕线圈(8)其中一边的槽内绝缘盒(4)，所述定子铁心(1)的顶面和底面分别通过紧固件安装有上端部绝缘件(2)和下端部绝缘件(5)，所述上端部绝缘件(2)上开有若干均匀间隔的上端部沟槽(201)，下端部绝缘件(5)底部开有若干均匀间隔的下端部沟槽(501)，所述定子铁心(1)的背部安装轭部绝缘件(6)，所述轭部绝缘件(6)上开有若干均匀间隔的轭部沟槽(603)，背绕线圈(8)缠绕在槽内绝缘盒(4)、上端部绝缘件(2)、下端部绝缘件(5)和轭部绝缘件(6)上，并在槽内绝缘盒(4)的外侧安装槽楔(3)，在背绕线圈(8)的各线圈连线与轭部绝缘件(6)之间安装过桥线支架(7)。

2.如权利要求1所述的一种背绕式直线电机的定子结构，其特征在于：定子结构的外部通过灌封胶(9)进行整体灌封或者局部灌封。

3.如权利要求1所述的一种背绕式直线电机的定子结构，其特征在于：所述背绕线圈(8)通过柔性的绕组线(10)和外包线圈绝缘(11)制成。

4.如权利要求3所述的一种背绕式直线电机的定子结构，其特征在于：所述绕组线(10)采用利兹线或者漆包线制成。

5.如权利要求1所述的一种背绕式直线电机的定子结构，其特征在于：背绕线圈(8)采用自带绝缘层的电缆。

6.如权利要求1所述的一种背绕式直线电机的定子结构，其特征在于：所述槽内绝缘盒(4)通过均匀间隔分布的绝缘盒组件构成，每个绝缘盒组件包括U形槽(13)，所述U形槽(13)嵌入背绕线圈(8)，U形槽(13)使用U形盖板(12)封盖。

7.如权利要求6所述的一种背绕式直线电机的定子结构，其特征在于：所述U形槽(13)和U形盖板(12)通过结构件制成或者通过纸张制成。

8.如权利要求1所述的一种背绕式直线电机的定子结构，其特征在于：所述轭部绝缘件(6)的结构为：包括依次间隔设置的长凸起(601)和短凸起(602)，所述长凸起(601)和短凸起(602)之间形成轭部沟槽(603)。

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