专利名称：单相电容运转式电动机定子及其制造方法
技术领域：
本发明涉及电动机定子及其制造方法，具体涉及一种单相电容运转式电动机定子 及其制造方法。
背景技术：
现有的交流电动机，特别是适用于家用电器产品的小交流电动机，如电容运转式 电动机，其定子绕组大多采用分布式绕组，由于分布式绕组的结构限制，其只能采用人手工 嵌线，它的嵌线方法是先用一个线圈模把预先设计好的线圈尺寸，线圈匝数，线径和要达 到的绝缘等级线绕制好，再把绕好的线圈按预先设计好的跨槽数用手工方法将绕组嵌落在 定子的槽里，由于是手工嵌线，故线圈应留有足够的空间和长度，在绕制主绕组同时还有要 留有让出足够空间，才能放进副绕组，最后才能用人手工嵌线。这样分布式绕组线圈的实际 长度会增加，其实定子绕组在定子槽里有效的部分，或者说其起作用的只是在定子槽里的 直线部分，而线圈在定子两端面的部分是无效的，可知其工艺较为落后和浪费材料较多，而 且性能也较差。中国专利00120679. 6公开了一种电容器电动机的定子及其制造方法，其采用集 中绕组形式对定子进行绕制，其定子铁芯由多个分割铁芯体拼接围成一圈组成(假设是八 凸极定子就由八个分割铁芯体拼接围成一圈组成)，而分割铁芯体是由多个分割铁芯板堆 叠组成，每一分割铁芯体包括轭部和一个凸极(或叫做定子齿)，每个凸极上分别绕制集中 式绕组。该电动机的制造方法是，先把分割铁芯板冲裁出来，然后再堆叠多个分割铁芯板构 成分割铁芯体，然后进行主绕组绕制(或者副绕组绕制)，在所述的分割铁芯体上采用绕线 机以集中式绕组形式缠绕，接着采用同一过渡线连续地串联缠绕数个主绕组绕装体，跟着 以相同的方式进行副绕组绕制，各个主绕组绕装体采用同一条线串联绕制，其之间的过渡 线(称为主过渡线)设于电动机轴向的同一侧，而各个副绕组绕装体也采用同一条线串联 绕制，其之间的过渡线(称为副过渡线)设于电动机轴向的同一侧，且主过渡线与副过渡线 分别位于电动机轴向的两侧，最后是组装步骤，把所述极数个主绕组绕装体和副绕组绕装 体分别排列环状后，分别在没有过渡线的一侧移动拼接组合，所述主绕组绕装体和副绕组 绕装体交替地环状排列而形成一个定子整体，最后再根据需要连接外部电路。由于定子铁 芯体采用的是分割铁芯体拼接组装的形式，对单个凸极绕制时其周围空间较大，因而其采 用绕线机对单个凸极进行绕制时比较方便，所以采用集中形式绕制绕组的电容式电动机定 子都采用分割拼接的定子铁芯体。该专利由于采用了集中式绕组，其较之传统的分布式绕 组定子节约材料，但是这种定子制造工艺较为复杂，各个分割铁芯体在拼接时难度大(要 考虑过渡线的长度和位置、同时还要人工一个个对准才能拼接，稍有偏差则易导致拼接失 败)且效率低和成品率低，而且这样分割拼接的定子铁芯体尺寸难保证，而电动机定子的 同轴度要求很高，有些微的偏差对电动机的性能影响好大，因此采用这类定子生产出来的 电动机性能不稳定，另外，采用拼接制成的定子刚性也较差，容易变形。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题不足之处，提供一种节约材料、耗电量低且结构 稳固刚性好使用寿命长的单相电容运转式电动机定子。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案一种单相电容运转式电动机定子，包括—整体式定子铁芯，其由多个一片式定子硅钢片堆叠组成，该整体式定子铁芯具 有轭部、四的倍数个凸极以及位于凸极间与凸极数目相同的线槽，且线槽在凸极边缘之间 设置槽口。两绝缘绕线架，其分别设于整体式定子铁芯的两侧且扣合连接包围凸极的腰部；集中式绕组，包括主绕组和副绕组，所述主绕组的绕装体和副绕组的绕装体采用 集中式绕组形式间隔交替地缠绕设置在被绝缘绕线架包围的凸极腰部。上述凸极面对转子的弧面由三段弧面组成；所述三段弧面包括中间弧面和两边弧 面，所述两边弧面的圆弧半径相同且与中间弧面的圆弧半径不相同，该结构使在一个磁凸 极上三个区域的磁通彼此产生空间上和时间上的相位差，以提高电动机的性能。上述槽口上设置磁桥连接，用以提高电动机的性能。上述整体式定子铁芯为包括四个凸极的四凸极式定子铁芯，且所述主绕组各绕 装体之间联接连线的方式为正-反方式，且所述副绕组各绕装体之间联接连线的方式为 正-反方式；上述槽口宽度为5. 68mm 5. 70mm,最佳槽口宽度为5. 69mm。上述整体式定子铁芯为包括八个凸极的八凸极式定子铁芯，且所述主绕组各绕装 体之间联接连线的方式为正_反-正_反方式，且所述副绕组各绕装体之间联接连线的方 式为正-反-正-反方式；上述槽口宽度为2. 15mm 2. 25mm,其最佳槽口宽度为2. 2mm。上述绝缘绕线架对应轭部的位置上设有外缘接线槽，该外缘接线槽上设有档柱， 各绕装体之间的过渡线跨过档柱设置在轴向同侧的外缘接线槽上。本发明的另一个目的是提供上述电动机定子的制造方法，该制造方法制造定子的 工艺流程简单且效率高、成品率高。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案一种适于上述单相电容运转式电动机定子的制造方法，包括以下步骤——冲裁，把硅钢片原料一次冲裁成所需形状的一片式定子硅钢片；——堆叠，把上述多个一片式定子硅钢片堆叠组成整体式定子铁芯，该整体式定 子铁芯具有轭部、四的倍数个凸极以及位于凸极间与凸极数目相同的线槽，且线槽在凸极 边缘之间设置槽口；——安装绝缘绕线架，把两绝缘绕线架放置在整体式定子铁芯的两侧且扣合连接 包围凸极的腰部；——绕制绕组主绕组绕制，主绕组采用内绕式主绕线机进行绕制，其采用两个相对设置的绕线 针对定子直径上相对的两个凸极同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，上述绕线针横向经 槽口伸入整体式定子铁芯的线槽，并在凸极两侧槽口限制的运行轨迹内在凸极两边线槽和 上下两侧循环绕圈游走牵引漆包线进行集中式缠绕，形成主绕组的绕装体；副绕组绕制，副绕组采用内绕式副绕线机进行绕制，其采用两个相对设置的绕线针对定子直径上相对的两个凸极同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，上述绕线针横向经 槽口伸入整体式定子铁芯的线槽，并在凸极两侧槽口限制的运行轨迹内在凸极两边线槽和 上下两侧循环绕圈游走牵引漆包线进行集中式缠绕，形成副绕组的绕装体；绕制绕组时可先对主绕组绕制后取出缠绕有主绕组绕装体的定子至内绕式副绕 线机对副绕组绕制，或者先对副绕组绕制后取出缠绕有副绕组绕装体的定子至内绕式主绕 线机对主绕组绕制，主绕组绕装体和副绕组绕装体间隔交替地缠绕在被绝缘绕线架包围的 凸极腰部；——绕组过渡线整理；——绕组接线，把主绕组各绕装体串接形成主绕组，串接后主绕组第一凸极绕装 体的线头和主绕组最后一凸极绕装体的线头为主引出线；把副绕组各绕装体串接形成副绕 组，串接后副绕组第一凸极绕装体的线头和副绕组最后一凸极绕装体的线头为副引出线。为了提高电动机性能，在绕制绕组完成后，在槽口上安装磁桥。当整体式定子铁芯为包括四个凸极的四凸极式定子铁芯时，所述主绕组间隔缠绕 两个凸极，所述副绕组间隔缠绕另外两个凸极；所述主绕组的两个凸极绕装体绕制完成后， 把主绕组第一凸极绕装体和主绕组第二凸极绕装体串联连接，所述主绕组的两个凸极绕装 体采用正_反的方式联接；所述副绕组的两个凸极绕装体绕制完成后，把副绕组第一凸极 绕装体和副绕组第二凸极绕装体串联连接，所述副绕组的两个凸极绕装体采用正_反的方 式联接。当整体式定子铁芯为包括八个凸极的八凸极式定子铁芯时，所述主绕组间隔缠绕 四个凸极，所述副绕组间隔缠绕另外四个凸极；在绕制主绕组时，对定子直径上相对的两个 凸极同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，绕制完成后，把整体式定子铁芯旋转90°对另 外两个凸极采用集中式绕组的方式进行缠绕；在绕制副绕组时，对定子直径上相对的两个 凸极同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，绕制完成后，把整体式定子铁芯旋转90°对另 外两个凸极采用集中式绕组的方式进行缠绕；所述主绕组第一凸极绕装体和第二凸极绕装 体采用同一绕线针和同一漆包线先后连续绕制，所述主绕组第三凸极绕装体和第四凸极绕 装体采用另外的同一绕线针和同一漆包线先后连续绕制，主绕组四凸极绕装体绕制完成后 把主绕组第二凸极绕装体和主绕组第三凸极绕装体串联连接，所述主绕组的四个凸极绕装 体采用正_反-正_反的方式联接；所述副绕组第一凸极绕装体和第二凸极绕装体采用同 一绕线针和同一漆包线先后连续绕制，所述副绕组第三凸极绕装体和第四凸极绕装体采用 另外的同一绕线针和同一漆包线先后连续绕制，副绕组的四凸极绕装体绕制完成后把副绕 组第二凸极绕装体和副绕组第三凸极绕装体串联连接，所述副绕组的四个凸极绕装体采用 正-反-正-反的方式联接。本发明的电动机定子采用整体式定子铁芯与集中式绕组配合，较传统分布式绕组 的电动机定子节约材料、耗电量低，同时由于其采用整体式定子铁芯，比分割铁芯体的电动 机定子结构稳固、刚性大、使用寿命长，同时对凸极面对转子的弧面采用三段弧面结构，使 在一个磁凸极上三个区域的磁通彼此产生空间上和时间上的相位差，提高电动机的性能； 而且由于采用整体式定子铁芯和集中式绕组配合，其制造方法工艺得到简化，其免去了分 割铁芯体复杂的拼装过程和传统分布式绕组定子复杂人工嵌线过程，其采用内绕式绕线机 对定子直径上相对的两个凸极同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，比起分割铁芯体的单个凸极逐个串联缠绕效率至少提高一倍，采用本发明的技术方案工艺流程简单且效率高、 成品率高。
图1为本发明实施例1四凸极式定子铁芯结构示意图；图2为本发明实施例1四凸极式定子铁芯结构截面图；图3为本发明实施例1四凸极式定子铁芯与磁桥安装结构示意图；图4为本发明实施例1凸极结构示意图；图5为本发明实施例1四凸极式定子结构俯视简图；图6为本发明实施例1四凸极式定子结构立体图；图7为本发明实施例1四凸极式定子主绕组连线图；图8为本发明实施例1四凸极式定子副绕组连线图；图9为本发明定子制造方法流程框图；图10为本发明实施例2八凸极式定子铁芯结构示意图；图11为本发明实施例2八凸极式定子铁芯结构截面图；图12为本发明实施例2凸极结构示意图；图13为本发明实施例2八凸极式定子结构俯视简图；图14为本发明实施例2八凸极式定子结构立体图；图15为本发明实施例2八凸极式定子主绕组连线图；图16为本发明实施例2八凸极式定子副绕组连线图。以下通过附图和具体实施方式
对发明作进一步描述
具体实施例方式实施例1本实施例以四凸极式定子为例说明本发明单相电容运转式电动机定子结构及其 制造方法。如图1至8所示，本发明的四凸极式定子包括一整体式定子铁芯1，该整体式定子铁芯为四凸极式定子铁芯，其由多个一片式定 子硅钢片堆叠组成，该四凸极式定子铁芯具有轭部11、四个凸极12以及位于凸极12间的四 个线槽，且线槽13在凸极边缘之间设置槽口 14。两绝缘绕线架2，其分别设于整体式定子铁芯1的两侧且扣合连接包围凸极12的 腰部，如图6所示。集中式绕组，包括主绕组3和副绕组4，所述主绕组3的绕装体和副绕组4的绕装 体采用集中式绕组形式间隔交替地缠绕设置在被绝缘绕线架2包围的凸极12腰部，如图5 和6所示。如图7所示，所述主绕组3各绕装体之间联接的方式为正-反方式，即以主绕组第 一凸极绕装体31的线尾和主绕组第二凸极绕装体32的线尾联接。这样，主绕组第一凸极 绕装体31的线头和主绕组第二凸极绕装体32的线头作为主引出线(38，39)。如图8所示， 所述副绕组各绕装体之间联接的方式也为正_反方式，即以副绕组第一凸极绕装体41的线尾和副绕组第二凸极绕装体42的线尾联接。这样，副绕组第一凸极绕装体31的线头和副 绕组第二凸极绕装体32的线头作为副引出线(48，49)。上述绝缘绕线架2对应轭部11的位置上设有外缘接线槽31，该外缘接线槽上设有 档柱22，各绕装体之间的过渡线跨过档柱22设置在轴向同侧的外缘接线槽31上。 进一步，为了提高电动机的性能，上述凸极12面对转子的弧面由三段弧面(121， 122，，123)组成；所述三段弧面(121，122，，123)包括中间弧面121和两边弧面(122，123)， 所述两边弧面(122，123)的圆弧半径相同且与中间弧面121的圆弧半径不相同，该结构使 在一个磁凸极上三个区域的磁通彼此产生空间上和时间上的相位差，以提高电动机的性 能。由于四凸极式定子每凸极12占90度的宽度，内饶式绕线机的绕线针绕线时要转 摆90度(凸极12两侧的槽口 14夹角为90)，转摆角度较大造成了绕线困难，排线错乱及有 空位使绕线针术能到位，绕线质量差。为要解决此问题，唯有将槽口 14加大，上述槽口 14 宽度为5. 68mm 5. 70mm，槽口 14最佳宽度为5. 69mm。但槽口 14的加大会导致电动机性 能差，因此上述槽口上设置磁桥5连接，用以提高电动机的性能。以下通过四凸极式定子的制造方法对本发明作进一步描述如图9所示，本发明四凸极式定子的制造方法包括以下步骤冲裁——堆叠——安装绝缘绕线架——绕制绕组——绕组过渡线整理——绕组 接线具体为——冲裁，把硅钢片原料一次冲裁成所需形状的一片式定子硅钢片，如图1所示的 形状。——堆叠，把上述多个一片式定子硅钢片堆叠组成整体式定子铁芯1，该整体式定 子铁芯为四凸极式定子铁芯，该四凸极式定子铁芯具有轭部11、四个凸极12以及位于凸极 12间的四个线槽13，且线槽在凸极边缘之间设置槽口 14，如图1所示。——安装绝缘绕线架，把两绝缘绕线架2放置在整体式定子铁芯1的两侧且扣合 连接包围凸极12的腰部，如图6所示；——绕制绕组包括主绕组3绕制和副绕组4绕制，所述主绕组3间隔缠绕两个凸 极12，所述副绕组4间隔缠绕另外两个凸极12 ；主绕组3绕制，主绕组3采用内绕式主绕线机进行绕制，其采用两个相对设置的绕 线针对定子直径上相对的两个凸极12同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，上述绕线针 横向经槽口 14伸入整体式定子铁芯的线槽13，并在凸极12两侧槽口 14限制的运行轨迹内 在凸极12两边线槽13和上下两侧循环绕圈游走牵引漆包线进行集中式缠绕，形成主绕组 3的绕装体；副绕组4绕制，副绕组4采用内绕式副绕线机进行绕制，其采用两个相对设置的绕 线针对定子直径上相对的两个凸极12同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，上述绕线针 横向经槽口 14伸入整体式定子铁芯的线槽13，并在凸极12两侧槽口 14限制的运行轨迹内 在凸极12两边线槽13和上下两侧循环绕圈游走牵引漆包线进行集中式缠绕，形成副绕组 4的绕装体；绕制绕组时可先对主绕组3绕制后取出缠绕有主绕组绕装体的定子至内绕式副绕线机对副绕组4绕制，或者先对副绕组4绕制后取出缠绕有副绕组绕装体的定子至内绕式主绕线机对主绕组3绕制，即主绕组3和副绕组4的绕制先后顺序是随意的，经上述过 程，主绕组3绕装体和副绕组4绕装体间隔交替地缠绕在被绝缘绕线架2包围的凸极12腰 部；上述内绕式主绕线机和内绕式副绕线机为独立设置的绕线机，由于其分别对主绕 组3和副绕组4绕制，主绕组3和副绕组4要求的漆包线规格不同，因此其使用的漆包线是 不同的。——绕组过渡线整理；把各绕装体之间的过渡线跨过档柱22设置在轴向同侧的 外缘接线槽21上，过渡线不得与绕装体有任何粘接。——绕组接线所述主绕组3的两个凸极绕装体绕制(31，32)完成及过渡线整理后，把主绕组各 绕装体串接形成主绕组3，具体为把主绕组第一凸极绕装体31的线尾和主绕组第二凸极 绕装体32的线尾串联连接，所述主绕组3的两个凸极绕装体(31，32)采用正-反的方式联 接，如图7所示，串接后主绕组第一凸极绕装体31的线头和主绕组第二凸极(即最后一凸 极)绕装体32的线头为主引出线(38，39)；所述副绕组4的两个凸极绕装体(41，42)绕制完成及过渡线整理后，把副绕组各 绕装体串接形成副绕组4，具体为把副绕组第一凸极绕装体41的线尾和副绕组第二凸极绕 装体42的线尾串联连接，所述副绕组3的两个凸极绕装体(41，42)采用正-反的方式联接， 如图8所示，串接后副绕组第一凸极绕装体41的线头和副绕组第二凸极(即最后一凸极) 绕装体42的线头为副引出线(48,49) 0为了提高电动机性能，在绕制绕组完成后，在槽口 14上安装磁桥5。完成上述步骤后，把上述主引出线(38，39和副引出线(48，49焊接到已预先按要 求制好的电路板上，完成定子的组装。实施例2本实施例以八凸极式定子为例说明本发明单相电容运转式电动机定子结构及其 制造方法。如图10至16所示，本发明的八凸极式定子包括—整体式定子铁芯1，该整体式定子铁芯为八凸极式定子铁芯，其由多个一片式定 子硅钢片堆叠组成，该八凸极式定子铁芯具有轭部11、八个凸极12以及位于凸极12间的八 个线槽13，且线槽13在凸极12边缘之间设置槽口 14，如图10所示。两绝缘绕线架2，其分别设于整体式定子铁芯1的两侧且扣合连接包围凸极12的 腰部；如图14所示，集中式绕组，包括主绕组3和副绕组4，所述主绕组3的绕装体和副绕组4的绕装 体采用集中式绕组形式间隔交替地缠绕设置在被绝缘绕线架2包围的凸极12腰部，如图14 所示，上述槽口 14宽度为2. 15mm 2. 25mm,其槽口 14宽度最佳为2. 2mm。如图15所示，所述主绕组3各绕装体之间联接的方式为正_反-正_反方式，即 以主绕组第一凸极绕装体31的线尾和主绕组第二凸极绕装体32的线尾联接，主绕组第二 凸极绕装体32的线头和主绕组第三凸极绕装体33的线头联接，主绕组第三凸极绕装体33的线尾和主绕组第四凸极绕装体34的线尾联接。这样，主绕组第一凸极绕装体31的线头和主绕组第四凸极(即最后一凸极)绕装体34的线头作为主引出线(38，39)。如图16所 示，所述副绕组4各绕装体之间联接的方式也为正-反-正_反方式，即以副绕组第一凸极 绕装体41的线尾和副绕组第二凸极绕装体42的线尾联接，副绕组第二凸极绕装体42的线 头和副绕组第三凸极绕装体43的线头联接，副绕组第三凸极绕装体43的线尾和副绕组第 四凸极绕装体44的线尾联接。这样，副绕组第一凸极绕装体41的线头和副绕组第四凸极 (即最后一凸极)绕装体44的线头作为副引出线(48，49)。如图14所示，上述绝缘绕线架2对应轭部11的位置上设有外缘接线槽21，该外缘 接线槽上设有档柱22，各绕装体之间的过渡线跨过档柱22设置在轴向同侧的外缘接线槽 21上。进一步，为了提高电动机的性能，上述凸极12面对转子的弧面由三段弧面(121， 122，，123)组成；所述三段弧面(121，122，，123)包括中间弧面121和两边弧面(122，123)， 所述两边弧面(122，123)的圆弧半径相同且与中间弧面121的圆弧半径不相同，该结构使 在一个磁凸极上三个区域的磁通彼此产生空间上和时间上的相位差，以提高电动机的性 能。以下通过八凸极式定子的制造方法对本发明作进一步描述如图9所示，本发明八凸极式定子的制造方法包括以下步骤冲裁——堆叠——安装绝缘绕线架——绕制绕组——绕组过渡线整理——绕组 接线具体为——冲裁，把硅钢片原料一次冲裁成所需形状的一片式定子硅钢片，如图10所示 的形状。——堆叠，把上述多个一片式定子硅钢片堆叠组成整体式定子铁芯1，该整体式定 子铁芯为八凸极式定子铁芯，该四凸极式定子铁芯具有轭部11、四个凸极12以及位于凸极 间的四个线槽13，且线槽13在凸极14边缘之间设置槽口 14，如图10所示。——安装绝缘绕线架，把两绝缘绕线架2放置在整体式定子铁芯1的两侧且扣合 连接包围凸极12的腰部，如图14所示；—绕制绕组包括主绕组3绕制和副绕组4绕制，所述主绕组3间隔缠绕四个凸 极12，所述副绕组4间隔缠绕另外四个凸极12 ；主绕组3绕制，主绕组3采用内绕式主绕线机进行绕制，其采用两个相对设置的绕 线针对定子直径上相对的两个凸极12同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，上述绕线针 横向经槽口 14伸入整体式定子铁芯的线槽13，并在凸极12两侧槽口 14限制的运行轨迹内 在凸极12两边线槽13和上下两侧循环绕圈游走牵引漆包线进行集中式缠绕，形成主绕组 3的绕装体；在绕制主绕组3时，主绕组3需要间隔缠绕四个凸极12，其过程为，先对定子直 径上相对的两个凸极12同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，绕制完成后，再把整体式定 子铁芯1旋转90°对另外两个凸极12采用集中式绕组的方式进行缠绕；可知，主绕组第一 凸极绕装体31和主绕组第二凸极绕装体32采用同一绕线针和同一漆包线先后连续绕制， 在绕制的过程就设定内绕式主绕线机程序对主绕组第一凸极绕装体31和主绕组第二凸极 绕装体32采用正-反的连接的方式先后连续绕制，而主绕组第三凸极绕装体33和第四凸极绕装体34采用另外的同一绕线针和同一漆包线先后连续绕制，在绕制的过程就设定内 绕式主绕线机程序对主绕组第三凸极绕装体33和主绕组第四凸极绕装体34采用正-反的 连接的方式先后连续绕制。 副绕组4绕制，副绕组4采用内绕式副绕线机进行绕制，其采用两个相对设置的绕 线针对定子直径上相对的两个凸极12同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，上述绕线针 横向经槽口 14伸入整体式定子铁芯的线槽13，并在凸极12两侧槽口 14限制的运行轨迹内 在凸极12两边线槽13和上下两侧循环绕圈游走牵引漆包线进行集中式缠绕，形成副绕组 4的绕装体；在绕制副绕组4时，副绕组4需要间隔缠绕四个凸极12，其过程为，先对定子直 径上相对的两个凸极12同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，绕制完成后，再把整体式定 子铁芯1旋转90°对另外两个凸极12采用集中式绕组的方式进行缠绕；可知，副绕组第一 凸极绕装体41和副绕组第二凸极绕装体42采用同一绕线针和同一漆包线先后连续绕制， 在绕制的过程就设定内绕式副绕线机程序对副绕组第一凸极绕装体41和副绕组第二凸极 绕装体42采用正-反的连接的方式先后连续绕制，而副绕组第三凸极绕装体43和第四凸 极绕装体44采用另外的同一绕线针和同一漆包线先后连续绕制，在绕制的过程就设定内 绕式副绕线机程序对副绕组第三凸极绕装体43和副绕组第四凸极绕装体44采用正-反的 连接的方式先后连续绕制。绕制绕组时可先对主绕组3绕制后取出缠绕有主绕组绕装体的定子至内绕式副 绕线机对副绕组4绕制，或者先对副绕组4绕制后取出缠绕有副绕组绕装体的定子至内绕 式主绕线机对主绕组3绕制，即主绕组3和副绕组4的绕制先后顺序是随意的，经上述过 程，主绕组3绕装体和副绕组4绕装体间隔交替地缠绕在被绝缘绕线架包围的凸极12腰 部；上述内绕式主绕线机和内绕式副绕线机为独立设置的绕线机，由于其分别对主绕 组3和副绕组4绕制，主绕组3和副绕组4要求的漆包线规格不同，因此其使用的漆包线是 不同的。——绕组过渡线整理；把各绕装体之间的过渡线跨过档柱22设置在轴向同侧的 外缘接线槽21上，过渡线不得与绕装体有任何粘接。 ——绕组接线，上述主绕组3的四个凸极绕装体(31，32，33，34)绕制完成及过渡线整理后，把 主绕组3各绕装体串接形成主绕组3，主绕组四凸极绕装体绕制完成后把主绕组第二凸 极绕装体32和主绕组第三凸极绕装体33采用反-正的方式串联连接。由于在绕制绕组 步骤中，就设定内绕式主绕线机程序对主绕组第一凸极绕装体31和主绕组第二凸极绕装 体32采用正-反的连接的方式先后连续绕制，第三凸极绕装体33和主绕组第四凸极绕装 体34采用正-反的连接的方式先后连续绕制，因此当主绕组第二凸极绕装体32和主绕组 第三凸极绕装体33采用反-正的方式串联连接时，就形成了主绕组的四个凸极绕装体的 正-反-正-反的方式联接(如图15所示)，即以主绕组第一凸极绕装体31的线尾和主绕 组第二凸极绕装体32的线尾联接，主绕组第二凸极绕装体32的线头和主绕组第三凸极绕 装体33的线头联接，主绕组第三凸极绕装体33的线尾和主绕组第四凸极绕装体34的线尾 联接。这样，主绕组第一凸极绕装体的线头和主绕组第四凸极(即最后一凸极)绕装体的 线头作为主引出线(38，39)。
上述副绕组4的四个凸极绕装体(41，42，43，44)绕制完成及过渡线整理后，把 副绕组各绕装体串接形成副绕组4，副绕组四凸极绕装体绕制完成后把副绕组第二凸极 绕装体42和副绕组第三凸极绕装体43采用反-正的方式串联连接，由于在绕制绕组步 骤中，就设定内绕式副绕线机程序对副绕组第一凸极绕装体41和副绕组第二凸极绕装体 42采用正-反的连接的方式先后连续绕制，第三凸极绕装体43和副绕组第四凸极绕装 体44采用正-反的连接的方式先后连续绕制，因此当副绕组第二凸极绕装体42和副绕组 第三凸极绕装体43采用反-正的方式串联连接时，就形成了副绕组的四个凸极绕装体的 正-反-正-反的方式联接(如图16所示)，即以副绕组第一凸极绕装体41的线尾和副绕 组第二凸极绕装体42的线尾联接，副绕组第二凸极绕装体42的线头和副绕组第三凸极绕 装体43的线头联接，副绕组第三凸极绕装体43的线尾和副绕组第四凸极绕装体44的线尾 联接。这样，副绕组第一凸极绕装体41的线头和副绕组第四凸极(即最后一凸极)绕装体 42的线头作为副引出线(48,49) 0完成上述步骤后，把上述主引出线(38，39)和副引出线(48，49)焊接到已预先按要求制好的电路板上，完成定子的组装。本发明的电动机定子采用整体式定子铁芯与集中式绕组配合，较传统分布式绕组的电动机定子节约材料、耗电量低，由于是采用凸极式整体式定子铁芯，其需用一种专用内 饶式绕线机直接在定子凸极上绕制。因此，比人工绕制、嵌线，效率提高，质量保证，节约劳 动力。由于是在定子凸极上绕制线圈绕装体，又会大大缩短绕组端部长度，使得电机铜损下 降，由于实际用铜量的减少，绕装体线圈总电阻少了，铜损会减少，电机功率就下降了，节约 了用电，经过多次测试结果，一般电动机功率下降约10-20%，能耗比提高0. 3-2倍。特别是 漆包线铜材的使用，节约明显，约25-45%。同时由于本发明采用整体式定子铁芯，比分割铁芯体的电动机定子结构稳固、刚性大、使用寿命长，同时对凸极面对转子的弧面采用三段弧面结构，使在一个磁凸极上单个 区域的磁通不同彼此产生空间上的相位差，提高电动机的性能；而且由于采用整体式定子 铁芯和集中式绕组配合，其制造方法工艺得到简化，其免去了分割铁芯体复杂的拼装过程 和传统分布式绕组定子复杂人工嵌线过程，其采用内绕式绕线机对定子直径上相对的两个 凸极同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，比起分割铁芯体的单个凸极逐个串联缠绕效率 至少提高一倍，采用本发明的技术方案工艺流程简单且效率高、成品率高。
权利要求
一种单相电容运转式电动机定子，其特征在于包括一整体式定子铁芯，其由多个一片式定子硅钢片堆叠组成，该整体式定子铁芯具有轭部、四的倍数个凸极以及位于凸极间与凸极数目相同的线槽，且线槽在凸极边缘之间设置槽口；两绝缘绕线架，其分别设于整体式定子铁芯的两侧且扣合连接包围凸极的腰部；集中式绕组，包括主绕组和副绕组，所述主绕组的绕装体和副绕组的绕装体采用集中式绕组形式间隔交替地缠绕设置在被绝缘绕线架包围的凸极腰部。
2.根据权利要求1所述的单相电容运转式电动机定子，其特征在于所述凸极对应转 子的弧面由三段弧面组成，所述三段弧面包括中间弧面和两边弧面，所述两边弧面的圆弧 半径相同且与中间弧面的圆弧半径不相同。
3.根据权利要求1所述的单相电容运转式电动机定子，其特征在于所述槽口上设置 磁桥连接。
4.根据权利要求1至3任一所述的单相电容运转式电动机定子，其特征在于所述整 体式定子铁芯为包括四个凸极的四凸极式定子铁芯，且所述主绕组各绕装体之间联接连线 的方式为正-反方式，且所述副绕组各绕装体之间联接连线的方式为正-反方式；且所述槽 口 宽度为 5. 68mm 5. 70mm。
5.根据权利要求4所述的单相电容运转式电动机定子，其特征在于所述槽口宽度为 5. 69mm0
6.根据权利要求1至3任一所述的单相电容运转式电动机定子，其特征在于所述 整体式定子铁芯为包括八个凸极的八凸极式定子铁芯，且所述主绕组各绕装体之间联 接连线的方式为正-反-正_反方式，且所述副绕组各绕装体之间联接连线的方式为 正-反-正-反方式；且所述槽口宽度为2. 15mm 2. 25mm。
7.根据权利要求6所述的单相电容运转式电动机定子，其特征在于所述槽口宽度为 2. 2mmo
8.根据权利要求1所述的单相电容运转式电动机定子，其特征在于所述绝缘绕线架 对应轭部的位置上设有外缘接线槽，该外缘接线槽上设有档柱，各绕装体之间的过渡线跨 过档柱设置在轴向同侧的外缘接线槽上。
9.一种适于权利要求1所述单相电容运转式电动机定子的制造方法，其特征在于包 括以下步骤——冲裁，把硅钢片原料一次冲裁成所需形状的一片式定子硅钢片；——堆叠，把上述多个一片式定子硅钢片堆叠组成整体式定子铁芯，该整体式定子铁 芯具有轭部、四的倍数个凸极以及位于凸极间与凸极数目相同的线槽，且线槽在凸极边缘 之间设置槽口；——安装绝缘绕线架，把两绝缘绕线架放置在整体式定子铁芯的两侧且扣合连接包围 凸极的腰部；——绕制绕组主绕组绕制，主绕组采用内绕式主绕线机进行绕制，其采用两个相对设置的绕线针对 定子直径上相对的两个凸极同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，上述绕线针横向经槽口 伸入整体式定子铁芯的线槽，并在凸极两侧槽口限制的运行轨迹内在凸极两边线槽和上下两侧循环绕圈游走牵引漆包线进行集中式缠绕，形成主绕组的绕装体，副绕组绕制，副绕组采用内绕式副绕线机进行绕制，其采用两个相对设置的绕线针对 定子直径上相对的两个凸极同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，上述绕线针横向经槽口 伸入整体式定子铁芯的线槽，并在凸极两侧槽口限制的运行轨迹内在凸极两边线槽和上下 两侧循环绕圈游走牵引漆包线进行集中式缠绕，形成副绕组的绕装体，绕制绕组时可先对主绕组绕制后取出缠绕有主绕组绕装体的定子至内绕式副绕线机 对副绕组绕制，或者先对副绕组绕制后取出缠绕有副绕组绕装体的定子至内绕式主绕线机 对主绕组绕制，主绕组绕装体和副绕组绕装体间隔交替地缠绕在被绝缘绕线架包围的凸极 腰部；——绕组过渡线整理；——绕组接线，把主绕组各绕装体串接形成主绕组，串接后主绕组第一凸极绕装体的 线头和主绕组最后一凸极绕装体的线头为主引出线；把副绕组各绕装体串接形成副绕组， 串接后副绕组第一凸极绕装体的线头和副绕组最后一凸极绕装体的线头为副引出线。
10.根据权利要求9所述的电动机定子制造方法，其特征在于在绕制绕组完成后，在 槽口上安装磁桥。
11.根据权利要求9所述的电动机定子制造方法，其特征在于当整体式定子铁芯为包 括四个凸极的四凸极式定子铁芯时，所述主绕组间隔缠绕两个凸极，所述副绕组间隔缠绕 另外两个凸极；所述主绕组的两个凸极绕装体绕制完成后，把主绕组第一凸极绕装体和主绕组第二凸 极绕装体串联连接，所述主绕组的两个凸极绕装体采用正_反的方式联接；所述副绕组的两个凸极绕装体绕制完成后，把副绕组第一凸极绕装体和副绕组第二凸 极绕装体串联连接，所述副绕组的两个凸极绕装体采用正_反的方式联接。
12.根据权利要求9所述的电动机定子制造方法，其特征在于当整体式定子铁芯为包 括八个凸极的八凸极式定子铁芯时，所述主绕组间隔缠绕四个凸极，所述副绕组间隔缠绕 另外四个凸极；在绕制主绕组时，对定子直径上相对的两个凸极同时采用集中式绕组的方式进行缠 绕，绕制完成后，把整体式定子铁芯旋转90°对另外两个凸极采用集中式绕组的方式进行 缠绕；在绕制副绕组时，对定子直径上相对的两个凸极同时采用集中式绕组的方式进行缠 绕，绕制完成后，把整体式定子铁芯旋转90°对另外两个凸极采用集中式绕组的方式进行缠绕。所述主绕组第一凸极绕装体和第二凸极绕装体采用同一绕线针和同一漆包线先后连 续绕制，所述主绕组第三凸极绕装体和第四凸极绕装体采用另外的同一绕线针和同一漆包 线先后连续绕制，主绕组四凸极绕装体绕制完成后把主绕组第二凸极绕装体和主绕组第三 凸极绕装体串联连接，所述主绕组的四个凸极绕装体采用正_反-正_反的方式联接；所述副绕组第一凸极绕装体和第二凸极绕装体采用同一绕线针和同一漆包线先后连 续绕制，所述副绕组第三凸极绕装体和第四凸极绕装体采用另外的同一绕线针和同一漆包 线先后连续绕制，副绕组的四凸极绕装体绕制完成后把副绕组第二凸极绕装体和副绕组第 三凸极绕装体串联连接，所述副绕组的四个凸极绕装体采用正_反-正_反的方式联接。
全文摘要
本发明公开了一种单相电容运转式电动机定子及其制造方法。该定子包括一整体式定子铁芯、两绝缘绕线架及集中式绕组；其制造方法包括以下步骤冲裁、堆叠、安装绝缘绕线架、绕制绕组、绕组过渡线整理及绕组接线。本发明的电动机定子，节约材料、耗电量低，其结构稳固、刚性大、使用寿命长，凸极采用三段弧面结构，使在一个磁凸极上三个区域的磁通彼此产生空间上和时间上的相位差，提高电动机的性能；而且其制造方法工艺得到简化，其采用内绕式绕线机对定子直径上相对的两个凸极同时采用集中式绕组的方式进行缠绕，比起分割铁芯体的单个凸极逐个串联缠绕效率至少提高一倍，本发明工艺流程简单且效率高、成品率高。
文档编号H02K17/08GK101807838SQ201010113410
公开日2010年8月18日 申请日期2010年1月26日 优先权日2010年1月26日
发明者李清泉 申请人:广东绿岛风室内空气系统科技有限公司