专利名称：一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈，属于电机结构技术领域。
背景技术：
绕组是电机结构的重要组成部分 ，也是电机的心脏部分，电机的电动势和磁动势特性均与绕组的构成有关，绕组由线圈组成，所以研究线圈的排列规则和连接方式以满足电力系统对电动势和磁动势的波形幅值和对称等要求。目前一般中小型电机定子绕组的双层散嵌绕组线圈结构形状主要有梭形线圈及部分圆弧形线圈。梭形线圈，如图I所示，包括第一线圈的直线LI，两个第一线圈的直线LI之间为第一线圈的跨距Y1，第一线圈端部hi与第一线圈的直线LI的连接处为第一线圈直线部分圆弧，第一线圈直线部分圆弧所在圆的半径为rl，第一线圈端部圆弧所在圆的半径为R1，线圈端部角度为α，第一线圈宽度为Cl，其端部嵌线时容易排列，为一般散嵌线圈的主要形式，双层叠绕组线圈形状主要为梭形，以及一部分单层链式绕组线圈形状可为梭形，小型直流电机电枢线圈也可为梭形。圆弧形线圈，如图2所示，包括第二线圈的直线L2，两个第二线圈的直线L2之间为第二线圈的跨距Υ2，第二线圈端部h2上的第二线圈端部圆弧所在圆的半径为R2，第二线圈宽度为c2，其端部具有腰圆形线圈可塑性较大的特点，还具有可适当减少线圈端部长度的特点，适用于大节距线圈。单层或双层同心式线圈形状主要为圆弧形，以及一部分单双层绕组线圈和节距较大的单层绕组线圈也可为圆弧形。圆弧形线圈其缺点是端部用铜较多，同极相组中各线圈尺寸各不相同，制作复杂。梭形线圈一般为双层叠绕组散嵌线圈，并可选择有利的短距以改善电机的磁势与电势波形，使电机性能较好，端部排列方便，线圈尺寸相同，便于制造，但其端部长度较长，已不符合高效率专用电机的设计要求，所以现推出一种即有梭形线圈的优点，又能缩短线圈端部长度的一种新型梯形线圈。
发明内容本实用新型的目的是解决电机在环境温度高和使用系数负载运行时绕组温升高和轴承温度高的问题，提供一种节省电机的用铜量、散热好、损耗低、效率高的缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈。为了达到上述目的，本实用新型提供了一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈，其特征在于，包括线圈端部、梯形线圈短边和梯形线圈长边，线圈端部的两端分别与梯形线圈短边和梯形线圈长边连接，所述的线圈端部包括线圈端部圆弧和线圈直线部分圆弧。优选地，所述的线圈端部的长度范围为45 130mm。[0011]优选地，所述的线圈端部圆弧的半径范围为30 90mm。优选地，所述的线圈直线部分圆弧的半径范围为10 20mm。优选地，所述的梯形线圈短边的长度为定子铁心的长度与线圈伸出铁心的长度之和。优选地，所述的梯形线圈长边的长度为2倍线圈端部的长度与线圈端部圆弧的长度之差加上梯形线圈短边的长度。优选地，所述的梯形线圈短边和梯形线圈长边之间的距离为线圈的跨距，线圈的跨距增加线圈宽度为设计的实际跨距。本实用新型的线圈设计形状为梯形状，相比较与现有的线圈，梯形线圈端部可以明显变短，且避免了长方形线圈端部无伸缩量，嵌线工艺性差等缺点，易于嵌线；也避免了圆弧形线圈端部用铜较多，同极相组中各线圈尺寸各不相同，制作复杂等问题；并与传统的梭形线圈比较，能有效地缩短定子绕组端部(单边)长度为10 60mm，两边端部总长可缩·短为20 120mm ;本实用新型还在减少电机用铜量的基础上，不影响电机性能，绕组端部长度更短、排列更整齐，更有利于电机绕组端部通风散热、降低损耗、提高效率，同时可以增大定子绕组端部与轴承外径间的轴向距离，降低绕组与轴承相互间的热传导影响，解决了电机在环境温度高和使用系数负载运行时绕组温升高和轴承温度高的难题。
图I为梭形线圈的结构示意图；图2为圆弧形线圈的结构示意图；图3为一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈的结构示意图。附图标记说明Yl为第一线圈的跨距，LI为第一线圈的直线，hi为第一线圈端部，Rl为第一线圈端部圆弧所在圆的半径，rl为第一线圈直线部分圆弧所在圆的半径，α为线圈端部角度，Cl为第一线圈宽度；Υ2为第二线圈的跨距，L2为第二线圈的直线，h2为第二线圈端部，R2为第二线圈端部圆弧所在圆的半径，c2为第二线圈宽度；Y3为第三线圈的跨距，h3为第三线圈端部，R3为第三线圈端部圆弧所在圆的半径，r3为第三线圈直线部分圆弧所在圆的半径，c3为第三线圈宽度，L3a为第三梯形线圈短边，L3b为第三梯形线圈长边。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。实施例I如图3所示，为一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈的结构示意图。本实用新型为一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈，包括第三线圈端部h3、第三梯形线圈短边L3a和第三梯形线圈长边L3b，第三线圈端部h3的两端分别与第三梯形线圈短边L3a和第三梯形线圈长边L3b连接，第三线圈端部h3包括第三线圈端部圆弧和第三线圈直线部分圆弧。第三线圈端部h3的高度范围为45 130mm,第三线圈端部圆弧所在圆的半径R3范围为30 90mm，第三线圈直线部分圆弧所在圆的半径r3范围为10 20mm，第三梯形线圈短边L3a的长度为定子铁心的长度与线圈伸出铁心的长度之和。第三梯形线圈长边L3b的长度为2倍第三线圈端部h3的高度与第三线圈端部圆弧所在圆的半径R3之差加上第三梯形线圈短边L3a的长度。第三梯形线圈短边L3a和第三梯形线圈长边L3b之间的距离为第三线圈的跨距Y3，第三线圈的跨距Y3增加第三线圈宽度c3为设计的实际跨距。本实用新型提供一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈，是一种双层散嵌叠绕组线圈结构形状设计。对电机功率越大、跨距越大的梯形线圈，其缩短绕组端部长度值最大，适用于有绕组铁心端部长度紧张的2P、4P较大功率的压缩机电机。本实用新型不仅可以缩短电机定子绕组的端部长度，而且可以提高电机的效率和性能，是一种很好的散嵌双层叠绕组的线圈形式，必将产生较大的经济效益。本实用新型提供一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈，通过以下技术方案步骤来实现a)首先依据电机设计的电磁方案，对梯形线圈进行结构形状设计，如图3所示①确定线圈的跨距Y3，线圈的跨距Y3为设计的实际跨距Y减掉线圈宽度c3;②确定线圈端部圆弧所在圆的半径R3，一般取30 90mm，其中第三线圈的跨距Y3较大者，取较大值；③确定第三线圈端部h3的高度,一般取45 130mm ;④确定第三梯形线圈短边L3a直线长和第三梯形线圈长边L3b直线长，第三梯形线圈短边L3a直线长为定子铁心长与线圈伸出铁心直线长度之和，第三梯形线圈长边L3b直线长等于2倍第三线圈端部h3的高度与第三线圈端部圆弧所在圆的半径R3之差加上第三梯形线圈短边L3a直线长；⑤确定第三线圈直线部分圆弧所在圆的半径r3, —般取10 20_。b)按设计的梯形线圈尺寸做成绕线模，进行线圈的绕线，梯形线圈的绕线工艺与传统的梭形线圈基本相同。c)绕好的梯形线圈嵌线到定子铁心槽内，第三梯形线圈短边L3a—般为嵌线的上层边，第三梯形线圈长边L3b—般为嵌线的下层边，其它环节与传统的梭形线圈嵌线工艺基本相同，嵌线结束后，对其绕组端部进行整形和绑扎。综上所述，本实用新型通过对电机定子绕组线圈的特殊设计，达到了明显能缩短绕组线圈端部长度，明显增大了线圈端部与轴承外径间的轴向距离，降低了绕组与轴承相互间的热传导影响，有利于电动机绕组端部的通风散热、降低损耗、提高电机的效率，解决了因环境温度高、有使用系数负载的电机绕组温升高和轴承温度高这二个老大难间题及电机增容所造成的内部容腔紧张的2P、4P较大功率的电机，提升了压缩机电机的市场竞争力。
权利要求1.一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈，其特征在于，包括第三线圈端部(h3)、第三梯形线圈短边(L3a)和第三梯形线圈长边(L3b)，第三线圈端部(h3)的两端分别与第三梯形线圈短边(L3a)和第三梯形线圈长边(L3b)连接，所述的第三线圈端部(h3)包括第三线圈端部圆弧和第三线圈直线部分圆弧。
2.如权利要求I所述的一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈，其特征在于，所述的第三线圈端部(h3)的高度范围为45 130mm。
3.如权利要求I所述的一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈，其特征在于，所述的第三线圈端部圆弧所在圆的半径(R3)范围为30 90mm。
4.如权利要求I所述的一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈，其特征在于，所述的第三线圈直线部分圆弧所在圆的半径(r3)范围为10 20mm。
5.如权利要求I所述的一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈，其特征在于，所述的第三梯形线圈短边(L3a)的长度为定子铁心的长度与线圈伸出铁心的长度之和。
6.如权利要求I所述的一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈，其特征在于，所述的第三梯形线圈长边(L3b)的长度为2倍第三线圈端部(h3)的高度与第三线圈端部圆弧所在圆的半径(R3)之差加上第三梯形线圈短边(L3a)的长度。
7.如权利要求I所述的一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈，其特征在于，所述的第三梯形线圈短边(L3a)和第三梯形线圈长边(L3b)之间的距离为第三线圈的跨距(Y3)，第三线圈的跨距(Y3)增加第三线圈宽度(c3)为设计的实际跨距。
专利摘要本实用新型公开了一种缩短电机定子绕组端部长度的梯形线圈，其特征在于，包括线圈端部、梯形线圈短边和梯形线圈长边，线圈端部的两端分别与梯形线圈短边和梯形线圈长边连接，所述的线圈端部包括线圈端部圆弧和线圈直线部分圆弧。本实用新型具有节省电机的用铜量、散热好、损耗低、效率高等特点。
文档编号H02K3/28GK202696320SQ20122031109
公开日2013年1月23日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者张惠英, 黄坚, 张宝强, 金晶, 陈琳 申请人:上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司, 上海电科电机科技有限公司