一种适用于空心杯电机的双层绕组及其制作方法与流程

本发明涉及一种电机绕组，尤其是涉及一种适用于空心杯电机的双层绕组及其制作方法。

背景技术：

空心杯电机相对于传统有齿槽电机具有无齿槽效应，使得电机无齿槽转矩，反电势无齿谐波，上述因素有效的降低了电机运行时的转矩脉动。另外，无齿槽电机转子通常具有低惯量，电机运行转速高等特点。因此，该类型电机广泛应用于高精度的机器人关键电机，医疗器械，电动工具等等行业中。

无齿槽电机的结构见图1，其中1为前端盖，2为后端盖，3为外壳，4为轴承，5为霍尔传感器，6为定子，7为转子，8为绕组，9为转轴。绕组8的三相绕组与定子6的内壁通过胶水固定。

为了使电机工作于不同的电压等级下可以改变绕组的匝数，实现电压的兼容。当绕组匝数需求上升时，由于绕组导体按照三相120°相带均匀分布于定子内壁中，当匝数增加时，会导致导体的线径下降。如果仍然采用单层的方案不能有效利用电机的径向空间。因此需要采用双层绕组，增加电机的导体，降低绕组电阻，提升电机的电磁性能。

目前，无齿槽电机的自动绕线机一般只能实现奇数层的绕组，通常为1层，3层。对于空心杯双层绕组的方案一般先在绕线模具(绕线模一般为六边形或者菱形)上依次绕制A1-B1-C1-A2-B2-C2(其中A1，B1，C1分别为一层三相绕组，A2，B2，C2为另外一层三相绕组)，之后将绕制好的绕组脱模，热压板平，最后卷制成一个两层绕组。但是，该方法卷制过程复杂，内层绕组以卷圆芯棒成圆，外层绕组以卷制成圆的内层绕组为基准成圆，绕组成圆后容易积累误差，引起绕组尺寸偏差。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于空心杯电机的双层绕组及其制作方法，仅需要卷一次即可实现双层绕组制作，减少了误差积累的可能性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种适用于空心杯电机的双层绕组，其特征在于，包括：

A相双层绕组，由A相内层绕组、A相外层绕组、两根A相内层绕组引出线和两根A相外层绕组引出线构成；

C相双层绕组，由C相内层绕组、C相外层绕组、两根C相内层绕组引出线和两根C相外层绕组引出线构成；

B相双层绕组，设置A相双层绕组和C相双层绕组之间，并由B相内层绕组、B相外层绕组、两根B相内层绕组引出线和两根B相外层绕组引出线构成。

其中一根A相内层绕组引出线和一根A相外层绕组引出线设在A相双层绕组一侧，另一根A相内层绕组引出线和另一根A相外层绕组引出线设在A相双层绕组的另一侧。

其中一根B相内层绕组引出线和一根B相外层绕组引出线设在B相双层绕组一侧，另一根B相内层绕组引出线和另一根B相外层绕组引出线设在B相双层绕组的另一侧。

其中一根C相内层绕组引出线和一根C相外层绕组引出线设在C相双层绕组一侧，另一根C相内层绕组引出线和另一根C相外层绕组引出线设在C相双层绕组的另一侧。

所述的B相双层绕组一侧引出线与A相双层绕组的其中一侧引出线相对设置；所述的B相双层绕组另一侧引出线与C相双层绕组的其中一侧引出线相对设置。

一种适用于空心杯电机的双层绕组的制作方法，其特征在于，该方法为：绕线机依次在绕线模上绕制A相内层绕组、B相内层绕组和C相内层绕组，然后绕线机反向绕制C相外层绕组、B相外层绕组和A相外层绕组。

该方法具体为：

第一步，将A相引出线A-2固定与绕线模上的固定杆上；

第二步，设定绕线机匝数，线嘴行程，旋转速度，完成A相内层绕组绕制；

第三步，将A相引出线A-3挑出并且固定于绕线机用来引线的钩子上；

第四步，钩子旋转，使A相引出线A-3和B相引出线B-2拧成一股抽头后，钩子与引出线A-3和B相引出线B-2分离，完成A相内层绕组；

第五步，以B相引出线B-2为起点，绕线机自动绕制B相内层绕组；

第六步，钩子移动至B相引出线B-3位置，将B相引出线B-3和C相引出线C-2分别固定在钩子上；

第七步，钩子旋转，使B相引出线B-3和C相引出线C-2拧成一股抽头后，钩子与B相引出线B-3和C相引出线C-2分离，完成B相内层绕组；

第八步，以C相引出线C-2为起点，绕线机自动绕制C相内层绕组；

第九步，钩子移动至C相引出线C-3位置，使C相引出线C-6和C相引出线C-3拧成一股抽头后，钩子与C相引出线C-6和C相引出线C-3分离，完成C相内层绕组；

第十步，以C相引出线C-6为起点，绕线机反向自动绕制C相外层绕组；

第十一步，钩子移动至C相引出线C-5位置，将C相引出线C-5和B相引出线B-6分别固定在钩子上；

第十二步，钩子旋转，使C相引出线C-5和B相引出线B-6拧成一股抽头后，钩子与C相引出线C-5和B相引出线B-6分离，完成C相外层绕组；

第十三步，以B相引出线B-6为起点，绕线机反向自动绕制B相外层绕组；

第十四步，钩子移动至B相引出线B-5位置，将B相引出线B-5和A相引出线A-6分别固定在钩子上；

第十五步，钩子旋转，使B相引出线B-5和A相引出线A-6拧成一股抽头后，钩子与B相引出线B-5和A相引出线A-6分离，完成B相外层绕组；

第十六步，以A相引出线A-6为起点，绕线机反向自动绕制A相外层绕组；

第十七步，钩子移动至A相引出线A-5位置，将A相引出线A-5固定在钩子上，完成A相外层绕组。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)绕线效率高，该方法依次在绕线模上绕制A-B-C内层绕组，然后绕线机反向绕制C-B-A外层绕组，绕线过程中没有多余行程，可以提升绕线机的效率；

2)该方法绕组的双层绕组，在卷圆工序中只需要沿着卷圆芯棒卷制一次，减少了卷圆工序误差积累的可能性；

3)该方法实现简单，对绕线机的硬件设备不需要改造少，对空心杯绕线机程序调整后即可实现。

附图说明

图1为现有的无齿槽电机结构示意图；

图2为本发明内层绕组制作的结构示意图；

图3为本发明外层绕组制作的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

本发明对空心杯绕线机，绕线模具，自粘性漆包线等硬件设备改动少。通过改变绕线机程序，改变绕组绕线次序，实现双层绕组的绕制，最后通过热压平和热成圆，完成绕组制作。本发明提出的改进的绕线次序如下：

第一步，将A相引出线9-2固定与绕线模12上的固定杆13上，见图2，其中绕线模12一侧用来绕制线圈，另外一侧与绕线机的旋转机构连接，见图2；

第二步，设定绕线机匝数，线嘴行程，旋转速度，完成A相内层绕组9-1绕制，见图2；

第三步，将A相引出线9-3挑出并且固定于绕线机用来引线的钩子14上，见图2；

第四步，钩子14旋转，使A相引出线9-3和B相引出线10-2拧成一股抽头后，钩子14与A相引出线9-3和B相引出线10-2分离，完成A相内层绕组，见图2；

第五步，以B相引出线10-2为起点，绕线机自动绕制B相内层绕组，见图2；

第六步，钩子14移动至B相引出线10-3位置，将B相引出线10-3和C相引出线11-2固定与钩子14上，见图2；

第七步，钩子14旋转，使B相引出线10-3和C相引出线11-2拧成一股抽头后，钩子14与B相引出线10-3和C相引出线11-2分离，完成B相内层绕组，见图2；

第八步，以C相引出线11-2为起点，绕线机自动绕制C相内层绕组，见图2；

第九步，钩子14移动至C相引出线11-3位置，使C相引出线11-6和C相引出线11-3拧成一股抽头后，钩子14与C相引出线11-6和C相引出线11-3分离，完成C相内层绕组，见图3；

第十步，以C相引出线11-6为起点，绕线机反向自动绕制C相外层绕组，见图3；

第十一步，钩子14移动至C相引出线11-5位置，将C相引出线11-5和B相引出线10-6固定与钩子14上，见图3；

第十二步，钩子14旋转，使C相引出线11-5和B相引出线10-6拧成一股抽头后，钩子14与引出线11-5和10-6分离，完成C相外层绕组，见图3；

第十三步，以B相引出线10-6为起点，绕线机反向自动绕制B相外层绕组，见图3；

第十四步，钩子14移动至B相引出线10-5位置，将B相引出线10-5和A相引出线9-6固定与钩子14上，见图3；

第十五步，钩子14旋转，使B相引出线10-5和A相引出线9-6拧成一股抽头后，钩子14与B相引出线10-5和A相引出线9-6分离，完成B相外层绕组，见图3；

第十六步，以A相引出线9-6为起点，绕线机反向自动绕制A相外层绕组，见图3；

第十七步，钩子14移动至A相引出线9-5位置，将A相引出线9-5固定与钩子14上，完成A相外层绕组，见图3。