专利名称：绕线骨架、电机及电机定子的绕线方法
技术领域：
本发明涉及一种电机绕组的部件，尤其是涉及一种套装在电机定 子的定子铁芯上的绕线骨架，以及使用这种绕线骨架的电机、应用这 种绕线骨架的电机定子绕线方法。
背景技术：
随着国民经济的发展，电机已经广泛应用到各种设备中，如带动 风扇叶片转动的电动机、由风力或水力带动的发电机等，这些都是常 见的电才几。
现有一种电机的结构如图1所示，包括前端盖1、后端盖2以及 壳体3,壳体3为一环形柱体，其内部设有电机定子4，电机定子4 内置有转子5,转子5的转轴6可旋转地支承在前端盖1和后端盖2 上。
现有的电机定子4包括一个定子铁芯，定子铁芯大多由多层硅钢 片材料叠压制成，且具有三相磁极组，分别是U、 V、 W三相磁极组， 并且每一相磁极组包括多个磁极，三相磁极交替布置，例如相邻两个 U相磁极之间依次有一个V相磁极以及一个W相磁极。同时，每一磁 极上绕有线圏，线圈包括线圈主体及过线部分，其中，线圈主体具有 主体部分，主体部分的两端连接有进线部分以及出线部分，且过线部 分的一端连接于线圈主体的出线部分，另一端连接于绕着与前一线圏 同相的相邻磁极上线圏主体的进线部分。线圏通电后将产生交变的磁 场，以此推动转子转动，从而带动转轴转动。
由于现有部分电机中，线圈直接绕在涂覆有绝缘漆的定子铁芯 上，线圈与定子铁芯通过绝缘漆绝缘，存在线圈与定子铁芯直接接触 的隐患，对电机的运行造成影响。因此，现有部分电机的定子铁芯上 套装有一绕线骨架，电机定子的线圈缠绕在绕线骨架上，避免线圈与 定子铁芯直接接触。现有的一种绕线骨架如图2所示。
由图2可见，现有的绕线骨架7包括一环形的架体71,架体71 由第一部分61以及第二部分62扣合组成，并且第一部分61与第二 部分62均由绝缘的耐高温材料，如绝缘树脂等做成。在架体71上设 有多个绕线板架76，绕线板架76的数量与定子铁芯磁极的数量相 等，且每一绕线板架76与一个磁极对应。装配电机定子时，第一部 分61与第二部分62扣合，使每一绕线板架76套装在对应的定子铁 芯磁极上，然后将线圈缠绕在绕线板架76上，以避免线圈与定子铁 芯直接接触。
在架体71 —端的外缘一周上设有一环形的圈板72,圏板72沿 架体71轴向外伸。在圈板72内设有多个沿周向分布的凸柱73、 74,凸柱73、 74沿架体71轴向外伸。凸柱73沿周向长度较短，凸 柱74沿周向长度较长，且两者交替设置。凸柱73与凸柱74的数量 相等，并与定子铁芯磁极的数量一致。
在圈板72与凸柱73、 74之间形成一环形的过线槽75，线圏的 过线部分布置在过线槽75内。
参见图3,现有绕线骨架7自左向右分别设有凸柱731、 741、 732、 742、 733以及743,其中凸柱731与凸柱741之间形成U相磁 极的进线槽771,凸柱741与凸柱732之间形成U相磁极的出线槽 781。绕在U相》兹才及对应的一个绕线板架761上的线圏主体的进线部 分绕过凸柱741并穿过进线槽771，而线圏主体的出线部分穿过出线 槽781并绕过凸柱741与U相的过线部分连接。
相同的，凸柱732与凸柱742之间形成V相》兹才及的进线槽772, 凸柱742与凸柱733之间形成V相》兹^L的出线槽782,绕在V相》兹才及 对应的绕线板架762上的线圈主体的进线部分绕过凸柱742并穿过进 线槽772,而线圏主体的出线部分穿过出线槽782并绕过凸柱742与 V相的过线部分连接。而凸柱742与凸柱743之间也形成W相》兹极的 进线槽773,绕在W相磁极对应的绕线板架763上的线圈主体的进线 部分绕过凸柱743并穿过进线槽773。并且，U相线圏的过线部分、V 相线圈的过线部分以及W相线圏的过线部分均布置在过线槽75内。
参见图4，是图3中沿A-A方向的局部剖视放大图，图4中线圏 主体10缠绕在U相磁极对应的绕线板架761上。并且，U相线圈的 过线部分151、 V相线圏的过线部分152以及W相线圈的过线部分 153布置在过线槽75内。
装配电机定子时，首先将绕线骨架7套装在定子铁芯上，然后将 三相磁极组对应的线圈分别缠绕在绕线骨架7上。例如，绕制U相线 圏时，首先将漆包线一端穿过一 U相磁极对应绕线板架761，并将预 定圈数漆包线缠绕在绕线板架761上。漆包线的另一端穿过出线槽 781，绕过凸台741并通过过线槽75后，经过一个W相》兹才及与一个V 相》兹极后，穿过相邻的另一 U相》兹极的进线槽771,并缠绕在该》兹才及 对应的绕线^反架761上，绕制新的线圈主体，直至U相的所有》兹极均 绕制线圏主体。由此可见，缠绕在U相》兹才及组的多个》兹才及上的线圈主 体由一根漆包线绕制而成，且连接相邻两个U相》兹^L的线圈主体之间 漆包线布置在过线槽75内，布置在过线槽75内的部分即为U相线圈 的过线部分。
相同的，V相线圈与W相线圈的绕制方法与U相线圏的绕制方法 相同，不再赘述。
回看图3，由于U相磁极、V相》兹才及以及W相》兹极的进线槽 771、 772、 773深度相同，且三相磁极的出线槽深度也相同，也就是 架体71上所有进线槽与出线槽的底面在同一平面上。因此，如图4 所示布置在过线槽75内三相线圈的过线部分151、 152以及153不可 避免地相互接触。 一旦过线部分上的漆皮刮破或老化等导致过线部分 局部出现棵铜，相互接触将导致电机相间短路，甚至对电网的运行造 成影响。
并且，由于同一》兹才及对应的进线槽与出线槽深度也相同，例如U 相进线槽771与出线槽781底面也在同一平面上，缠绕在U相磁极上 的线圈主体的进线部分与出线部分也在同 一平面上，且会相互接触。 一旦U相线圈的进线部分与出线部分出现棵铜，相互接触进线部分与 出线部分会导致电机相内短路，甚至造成电机烧毁，影响电机运行的 可靠性。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种有效避免电机相间短路的绕线骨
架；
本发明的另 一 目的是提供一种有效避免电机相内短路的绕线骨恕.
木，
本发明的再一目的是提供一种应用上述绕线骨架的电机； 本发明的又一 目的是提供一种应用上述绕线骨架的电机定子绕线 方法。
为实现上述的主要目的，本发明提供的绕线骨架套装在电机定子 的定子铁芯上，该定子铁芯设有多相磁极组，该绕线骨架包括环形架 体，架体一端外缘一周设有由沿架体轴向外延伸圈板与多个凸台构成 的过线槽，架体上还设有与定子铁芯的磁极对应且数量相等的多个绕 线板架，其中，各相磁极组对应凸台的进线平面之间具有高度差，且 各相磁极组对应凸台的出线平面之间也具有高度差。
由上述方案可见，绕在每一》兹极对应绕线玲反架上的线圈主体的进 线部分绕过凸柱，搁置在进线平面后并连接至线圈主体部分，线圏主 体的出线部分经出线平面绕过凸柱与该相的过线部分连接。由于不同 相》兹极组对应的凸台的进线平面之间具有高度差，且出线平面之间也 具有高度差，即不同相磁极组对应的进线平面不在同一平面上，且不 同磁极组对应的出线平面也不在同一平面上。这样，布置在过线槽内 的不同相线圏的过线部分也就不在同 一平面上，有效避免了不同相线 圈的过线部分之间的相互接触，即使过线部分出现棵铜，也不会导致 电才几的相间#豆3各。
一个优选的方案是，定子铁芯的每相磁极组包括多个磁极，同一 磁极组的多个磁极对应凸台的进线平面与出线平面的高度对应相等， 即同一磁极组的多个磁极对应凸台的进线平面均在同一平面上，且同 一》兹才及组的多个》兹才及对应凸台的出线平面也在同 一平面上。
由此可见，同一》兹才及组对应的所有凸台进线平面等高，而出线平 面也等高，这样，各相磁极组对应的过线部分相互间平行设置。并 且，由于不同箱W及组对应的进线平面与出线平面高度不同，不同相线
圏的过线部分也就存在距离，确保不相同线圈的过线部分不会相互接 触，有效避免电机相间短路。
为实现上述的另一目的，本发明提供的绕线骨架每一凸台的进线 平面与出线平面之间也具有高度差，即同 一》l^及对应的进线平面与出 线平面也不在同一平面上。这样，可避免同一线圈主体的进线部分与 出线部分相互接触的问题，即使同 一线圏主体的进线部分与出线部分 上出现棵铜，也能有效防止因进线部分与出线部分间短路而导致电机 相内短J各。
为实现上述的再一目的，本发明提供的电机包括壳体，壳体内设 有电机定子及转子，电机定子包括具有多相磁极组的定子铁芯以及套 装在定子铁芯上的绕线骨架，该绕线骨架包括环形架体，架体一端外 缘一周上设有由沿架体轴向外延伸的圈板以及凸台构成的过线槽，架 体上还设有与定子铁芯的磁极对应且数量相等的多个绕线板架，其 中，每一凸台具有一凸柱位于凸柱两侧的进线平面与出线平面，并且 各相磁极组对应凸台的进线平面之间具有高度差，且各相磁极组对应 的出线平面之间也具有高度差。
由此可见，线圈主体的进线部分可绕过每一进线平面与线圈的主 体部分连接，出线部分绕过凸台的出线平面与过线部分连接。由于不 同相磁极组对应的凸台的进线平面之间具有高度差，且出线平面之间 也具有高度差，布置在过线槽内的不同相线圈的过线部分便不会在同 一平面上，避免不同相过线部分之间的相互4妄触，有效避免电才几相间 短路。
为实现上述的又一目的，本发明提供的电机定子的绕线方法应用 上述的绕线骨架，该方法包括绕制各磁极组的线圏，其中连接各线圏 主体的过线部分相互分离地布置在过线槽内。
由上述方案可见，由于不同相线圏的过线部分相互分离，即相互 间具有高度差，不同相线圈的过线部分不在同一平面上，可有效避免 不同相过线部分相互接触，即使过线部分出现棵铜，也可有效防止电 机相间短路。
图l是现有电机的结构分解图； 图2是现有绕线骨架的结构图； 图3是现有绕线骨架另一视角的局部放大图； 图4是图3中沿A-A方向的局部剖视放大图，图中绕线骨架绕有 线圏；
图5是本发明绕线骨架实施例的主视图，图中绕线骨架上绕有各 相线圈；
图6是本发明绕线骨架实施例的局部放大图； 图7是本发明绕线骨架实施例的部分展开示意图，图中绕线骨架 上绕有各相线圈的进线、出线以及过线部分。
以下结合附图及各实施例对本发明作进 一 步说明。
具体实施例方式
绕线骨架实施例
参见图5,是本发明绕线骨架实施例的主视图，图中绕线骨架上 绕有各相线圏。本实施例中，绕线骨架8具有一个由绝缘材料制成的 环形柱状架体，架体一端的外缘一周上设有沿架体轴向向外延伸的圏 板82，圈板82内设有沿周向分布的多个凸台831、 832、 833等，凸 台沿架体轴向向外延伸，并且凸台的数量与定子铁芯的磁极数量相 等，且每一凸台均与一磁极对应。例如，本实施例中，凸台831与U 相磁极对应，凸台832与V相磁极对应，而凸台833与W相磁极对 应。并且，圏^反82与凸台之间的一周形成一环形的间隙，该间隙形 成本实施例的过线槽85，各相过线部分可布置在过线槽85内。
本实施例中，架体上还设有多个绕线板架，每一绕线板架均与一 个磁极对应，例如，绕线板架861与U相磁极对应，绕线板架862与 V相》兹才及对应，而绕线^反架863与W相磁极对应，也就是绕线^反架的 数量与磁极数量相等。定子的线圏缠绕在绕线骨架上，其中，每一相 线圏包括线圏主体以及过线部分，线圈主体缠绕在每一》兹才及对应的绕 线板架上，其具有主体部分，主体部分的两端连接有进线部分以及出 线部分。过线部分的一端与一线圏主体的出线部分连接，另一端连接
于与前述线圏主体同相的相邻线圏主体的出线部分，因此，过线部分 将绕在同 一磁极组多个磁极上的线圏主体串联连接。
参见图6，是本发明绕线骨架实施例的局部放大图。由图6可 见，每一凸台上设有自凸台上表面向上延伸的凸柱。例如，U相磁极 对应的凸台831的上表面上有一凸柱841,凸柱841也是沿架体轴向 向外延伸。在凸柱841的两侧形成有U相》兹才及线圈的进线平面871以 及出线平面881,其中出线平面881形成于凸台831的上表面。
类似的，V相》兹极对应的凸台832的上表面上也设有自凸台832 上表面向外延伸的凸柱842，凸柱842将凸台832的上表面划分为V 相磁极线圈的进线平面872以及出线平面882。而W相磁极对应的凸 台833上表面上也设有自凸台833上表面向外延伸的凸柱843,且凸 柱843也将凸台833的上表面划分为W相磁极线圈的进线平面873以 及出线平面883。
回看图5,每一磁极对应的绕线板架上均缠绕有线圈主体，例如 U相磁极对应的绕线板架861上缠绕有U相线圈的线圈主体，线圈主 体包括主体部分211以及与主体部分211连接的进线部分221、出线 部分231。本实施例中，进线部分221绕过凸柱831以及进线平面 871与主体部分211连接，而出线部分231从主体部分211伸出后， 绕过出线平面881以及凸柱841与U相的过线部分251连接。
相同的，V相f兹才及对应的绕线板架862以及W相》兹才及对应的绕线 板架863上也缠绕有线圏主体，线圏主体的缠绕方式、进线部分与出 线部分的连接方式等与U相相同，在此不再赘述。
参见图6与图7，图7是本发明绕线骨架实施例的部分展开示意 图，图中绕线骨架上绕有各相线圈的进线部分、出线部分以及过线部 分。本实施例中，凸台831、凸台832以及凸台833的上表面之间具 有高度差，即三个凸台上表面不在同一平面上。并且，同一相的磁极 组中多个》兹才及所对应的多个凸台的进线平面与出线平面的高度对应相 等，例如图7中，相邻两个U相/f兹才及对应的凸台831的进线平面871 高度相等，相邻的U相磁极对应凸台831的出线平面881高度也是相 等。这样，由于绕在U相、V相以及W相》兹极上的进线部分与出线部 分分别绕过该相对应凸台的进线平面与出线平面，高度不同的凸台进 线平面与出线平面使不同相的过线部分之间相互平行，且具有一定的 高度差。
由图7可见，U相过线部分251、 V相过线部分252以及W相过 线部分253之间相互平行，均沿与凸台进线平面形成一倾斜角度的平 面延伸，且三相过线部分所在平面并不重合，这样，三相过线部分之 间具有一定距离，避免过线部分之间相互接触。即l吏过线部分上出现 棵铜，也可以有效防止因过线部分之间相互接触而导致电机相间短 路，从而避免对电网的运行造成损害。
并且，本实施例中，每一凸柱两侧的进线平面与出现平面也不是 等高的，而是具有高度差。图7中，U相》兹极对应的进线平面871与 出线平面881之间具有高度差，这样，绕在进线平面的U相线圏的进 线部分221与绕在出线平面881上的出线部分231也就具有高度差， 可避免U相线圈上进线部分221与出线部分231相互接触。即使线圈 的进线部分221与出线部分231上出现棵铜，也可以有效避免U相线 圏的短路，从而提高电机运行的可靠性。
相同的，V相》兹极对应的凸台832上，进线平面872与出线平面 882也具有高度差，V相线圏的进线部分222与出线部分232之间便 具有一定的距离，避免进线部分222与出线部分232相互接触。W相 磁极对应凸台833的进线平面873与出线平面883之间也具有高度 差，也避免W相线圈进线部分22 3与出线部分2 3 3相互接触。
当然，本实施例中，同一磁极组的多个磁极对应的凸台的进线平 面与出线平面等高，各相过线部分沿与凸台进线平面形成一倾斜角度 的平面延伸，实际应用时，还可以将同一磁极组的多个磁极对应的凸 台进线平面与出线平面对应的设置成不同的高度。例如，将U相磁极 对应的凸台设置成不同的高度，并且在凸台上表面设置出线平面与进 线平面，且出线平面与相邻的U相》兹;f及对应的凸台进线平面高度相 等，这样，连接绕在这两磁极上的线圏主体间的过线部分便以平行于 凸台上表面的方向延伸。相同的，V相过线部分、W相过线部分也沿 平行于凸台进线平面的方向延伸，且不同相过线部分之间具有高度
差，这样，也可避免不同相过线部分之间的相互接触，从而有效防止 电机的相间短路，提高电机运行的可靠性。
电一几实施例
本发明的电才几具有环形柱体的壳体，在壳体的两端设有前端盖以 及后端盖，并在壳体内设有转子，在壳体与转子之间设有电机定子， 电机定子包括定子铁芯以及套装在定子铁芯上的绕线骨架，定子铁芯 上设有U、 V、 W三相磁极组，每一磁极组上设有4个》兹极，三相磁极 组的各个磁极是交替相间设置，即相邻两个U相磁极之间依次设有一 个V相;兹才及与一个W相》兹才及，这些与现有的电才几相同，不再赘述。本 例电机的绕线骨架具有以上绕线骨架实施例的结构。
电机定子绕线方法实施例
装配电机定子时，首先将绕线骨架套装在定子铁芯上，然后在绕 线骨架上绕上各相的线圈。绕制U相线圏时，首先将漆包线的一端绕 在一个U相f兹才及对应的绕线纟反架861上，并在绕线纟反架上缠绕预定圈 数的漆包线。漆包线的另一端搁置在出线平面881上，然后绕过凸柱 841进入过线槽85,漆包线在过线槽85内经过一个W相万兹极与一个 V相f兹才及后，绕过相邻的另一 U相i兹才及对应的凸柱841与进线平面 871,并缠绕在该》兹才及对应的绕线;f反架861上，绕制新的线圏主体。 如此反复操作直至绕制完成U相的线圈。
绕制U相线圏时，布置在过线槽85内的一段漆包线即为U相线 圏的过线部分。相同的，绕制V相线圏与W相线圏时，V相线圏的过 线部分与W相线圈的过线部分也是布置在过线槽85内。由于绕线骨 架上，不同相磁极所对应的凸台的进线平面之间具有高度差，且不同 相磁极所对应的凸台的出线平面也具有高度差，这样，绕制各相线圏 时，不同相线圈的过线部分之间相互平行，且相互分离的布置在过线 槽85内，避免不同相过线部分之间相互接触而导致相间短3各。
并且，本发明的绕线骨架上，由于同一凸台的进线平面与出线平 面之间也具有高度差，因此，绕制线圏主体时，绕过进线平面的线圏 进线部分与绕过出线平面的线圈出线部分是相互分离地绕过凸柱。这
样，可有效避免同一线圏的进线部分与出线部分相互接触，防止线圈 短路，提高电机运行的可靠性。
上述各实施例中，绕线骨架的架体与凸台是一体成型，实际应用 时，架体与凸台也可以是分体成型，即分别加工形成架体与凸台后， 使用焊接、螺紋连接等方式将凸台固定在架体上，也可以实现本发明 的目的。
当然，本发明实际应用过程中还可以有更多的改变，例如，上述 实施例中，凸台的进线平面低于出线平面，实际应用时，也可以就进
线平面设置成高于出线平面；或者在凸台上设置多个凸柱，形成更多 的高度不同的平面，以便绕线时有更多选择等，这些改变并不影响本 发明的实施。
并且，本发明中，同一万兹极组的多个》兹极对应的凸台的进线平面 与出线平面的高度采用有部分不对应相等或者全部不相等，这些也可 以实现本发明的目的。
并且，本发明中，设置在凸柱两侧的进线平面与出线平面也可以 是带有一定弧度的曲面，或者为不规则的曲面，只要不同相的进线平 面之间具有高度差即可。同时，进线平面与出线平面还可以使用一通 孔来代替，这些也可以实现本发明的目的。
最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如磁极组与磁 极数量的改变、凸台高度的改变、凸台与凸柱形状的改变等微小的变 化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.绕线骨架，用于套装在电机的定子铁芯上，该定子铁芯设有多相磁极组，该绕线骨架包括环形架体，架体一端外缘一周设有由沿架体轴向外伸的圈板与多个凸台构成的过线槽；所述架体上设有与定子铁芯的磁极对应且数量相等的多个绕线板架；所述每一凸台具有一凸柱及位于凸柱两侧的进线平面与出线平面；其特征在于:各相磁极组凸台的进线平面之间具有高度差；各相磁极组凸台的出线平面之间具有高度差。
2、 根据权利要求1所述的绕线骨架，其特征在于 所述定子铁芯的每相磁极组包括多个磁极，同一磁极组的多个磁极对应凸台的进线平面与出线平面的高度对应相等。
3、 根据权利要求1或2所述的绕线骨架，其特征在于 所述每一凸台的进线平面与出线平面之间具有高度差。
4、 电4几，包4舌 壳体；设置在壳体内电机定子及转子；所述电机定子包括具有多相磁极组的定子4^芯以及套装在定子铁 芯上的绕线骨架；所述绕线骨架包括环形架体，架体一端外缘一周设有由沿架体轴向外延的圈板 与多个凸台构成的过线槽；所述架体上设有与定子铁芯的磁极对应且数量相等的多个绕 线板架；所述每一凸台具有一凸柱及位于凸柱两侧的进线平面与出线平面；其特征在于 各相磁极组凸台的进线平面之间具有高度差； 各相磁极组凸台的出线平面之间具有高度差。
5、 根据权利要求4所述的电机，其特征在于 所述定子铁芯的每相磁极组包括多个磁极，同 一磁极组的多个磁极对应的凸台的进线平面与出线平面的高度对应相等。
6、 根据权利要求4或5所述的电机，其特征在于 所述每一凸台的进线平面与出线平面之间具有高度差。
7、 应用如权利要求1所述绕线骨架的电机定子绕线方法，包括 绕制各/f兹极组的线圈，其中连接各线圏主体的过线部分相互分离地布置在过线槽内。
8、 根据权利要求7所述的绕线方法，其特征在于 所述每一凸台的进线平面与出线平面之间具有高度差；线圈主体的进线部分与出线部分相互分离的缠绕在凸柱上。
全文摘要
本发明提供一种绕线骨架、电机及电机定子的绕线方法，该绕线骨架套装在具有多相磁极组的定子铁芯上，包括架体，架体一端设有由圈板及凸台构成的过线槽，其中，每一凸台具有凸柱及设置凸柱两侧的进线平面与出线平面，且各相磁极组凸台的进线平面之间具有高度差，各相磁极组凸台的出线平面之间也具有高度差。绕线方法包括绕制各磁极组的线圈，其中连接各线圈主体的过线部分相互分离地布置在过线槽内。本发明能避免定子线圈的过线部分相互接触，防止定子线圈之间的相间短路，提高电机运行的可靠性。
文档编号H02K3/04GK101373909SQ20081019821
公开日2009年2月25日 申请日期2008年8月26日 优先权日2008年8月26日
发明者刘伟兵, 张之元, 王周叶 申请人:珠海格力电器股份有限公司;珠海凯邦电机制造有限公司