一种电机绕组的制作方法

本实用新型涉及电机绕组，具体地说，是一种定子绕组及其绕制方法。

背景技术：

在当今的电机技术领域，由于组成绕组的圆形导体在相互排列时，外圆之间存在着较大的间隙，相比于圆形导体，扁形导体占定子的空间更小，所以，由扁形导体组成的绕组（以下称扁线绕组），正在逐步替代由圆形导体组成的绕组（以下简称圆线绕组），成为当今电机领域的发展方向。

但是，由于扁线的抗弯折强度远高于由多股圆形导体组成的导体束的弯折强度，无法像圆线绕组那样方便的绕成需要的形状，且不能像圆线绕组那样，先绕制成型然后再把线通过铁芯槽开口放入槽内。因此，扁线绕组的生产难度远大于圆线绕组。下线过程复杂（把线圈放到定子中的过程），不利于实现自动化。

现有较先进的扁线绕组方面的技术，是将扁线预先做成类似于发卡的形状，然后，将发卡线从铁芯的一侧插入铁芯槽，再将发卡式导体末端向两端弯折，最后将所有的相邻的端点焊接起来，一个个构成线圈和扁线绕组。此方法工艺极其复杂，且由于存在着大量的焊点，产品质量难以控制，生产成本高、难度大。其他的已有技术，主要是预先把导体压制成型，通过将定子设计成多瓣结构，组合成为定子，结构复杂，且多瓣定子不利于磁场的均匀分布和磁场传导。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种相绕组焊点数量少，质量和可靠性更高、成本更低的电机绕组。

本实用新型的电机绕组，包括三相绕组，每一相绕组均是以穿过线槽的一根导体或几根相连的导体。

上述的电机绕组，所述导体为扁形。

上述的电机绕组，绕组为双层绕组，上层绕组和下层绕组分别采用一根导体叠加在一起，形成上层绕组和下层绕组的两根导体的首末端相连，剩余的首端和末端作为绕组的引出电极，或者把上层绕组和下层绕组并联，绕组两端作为引出电极。

本实用新型的有益效果：使用一根和数根相连的导体形成一相绕组，大幅度减小线圈焊点数量，甚至可以消除线圈焊点，减少了质量薄弱点，可靠性更高，由于不需要大量的焊接，因此生产效率高，成本更低。

本实用新型同时还提供一种工艺简便，生产效率高，成本更低，能够适应自动化生产的电机绕组绕制方法，以该方法制成的电机绕组焊点数量少，减少了质量薄弱点，可靠性更高，由于不需要大量的焊接，因此生产效率高，成本更低。

本实用新型所述的电机绕组的绕制方法，使用一根导体，重复以下过程直到以一根导体完成一相绕组的全部或局部的绕制；当一根导体完成绕组的局部绕制时，由局部绕组的引出端相互连接形成一相绕组；所述重复过程是：把导体自由端从一线槽的头端插入线槽并从该线槽尾端引出后，把导体回弯，把导体自由端从另一线槽尾端插入并从该另一线槽头端引出，再把导体回弯。

所述插入线槽可以是对导体推送或/和牵拉。导体的任何一个可以被移动的端，以下简称自由端。

上述的绕制方法，把回弯后的导体的自由端插入线槽的过程中，对已经从线槽内引出的导体引出端进行弯折，使绕线顺畅。当把导体自由端从一线槽头端插入该线槽时，是对从另一个线槽的头端引出的导体引出端进行弯折；当把导体自由端从一线槽尾端插入该线槽时，是对从另一个线槽的尾端引出的导体引出端进行弯折。

上述的绕制方法，把回弯后的导体的自由端插入线槽的过程中，对已经从线槽内引出的导体引出端先后进行多次弯折，后一次的弯折点比前一次的弯折点更靠近线槽端部。

上述的绕制方法，把回弯后的导体的自由端插入线槽的过程中，对已经从线槽内引出的导体引出端同时进行多点弯折。

上述的绕制方法，把回弯后的导体的自由端插入线槽的过程中，对导体进行弯曲，以避让已经绕制完成的导体。

上述的绕制方法，对导体进行弯曲时，是对导体在开有线槽的铁芯的径向方向或/和切线方向进行弯曲。

上述的绕制方法，绕制双层绕组时，上层绕组和下层绕组分别采用一根导体叠加在一起，同时穿线，同时或分别折弯绕制完成后，把形成上层绕组和下层绕组的两根导体的首末端相连，剩余的首端和末端作为绕组的引出电极，或者把上层绕组和下层绕组并联，绕组两端作为引出电极。

上述的绕制方法，把形成三相绕组的导体的首端、末端进行三角形或星形连接。

使用长的导体经过穿线和弯折，构成电机的线圈，进而组成绕组，大幅度减小线圈焊点数量，甚至可以消除线圈焊点，减少了质量薄弱点，可靠性更高，由于不需要大量的焊接，因此生产效率高，成本更低。同时该绕制方法也能使用采用机器人进行自动化生产，进一步提高效率。每根导体可以是单股，也可以是多股。本方法既能对单层绕组进行绕制，也能对双层绕组进行绕制，适应性强。

附图说明

图1是铁芯示意图（描述绕制过程的方向指示图）；

图2-图7是从A向看的一匝线圈绕制过程示意图。

图3-图12是从B向看的一匝线圈绕制过程示意图。

图13是线圈绕制过程的展开图。

具体实施方式

参见图2-7所示的一匝线圈的绕制过程，使用穿线绕制的方法，使用长的导体100穿过定子110上线槽22，然后再将导体端部回头形成一个U形106，把导体自由端108从线槽16头端的插入另外线槽16（参见图2），牵引导体穿过线槽16，当导体的U形部位接近铁芯线槽时，在牵引导体的同时，在从线槽22内引出的导体引出端109上的第一弯折点101进行第一次弯折（参见图3），然后牵引导体逐渐插入线槽16，在导体引出端上的第二弯折点102进行第二次弯折（参见图4），再把导体插入线槽16，在导体引出端上的第三弯折点103进行第三次弯折（参见图5），第二弯折点102比第一弯折点101靠近线槽22头端，第三弯折点103比第二弯折点102靠近线槽22头端。在弯折时，可以使用折弯夹夹持导体的弯折点处进行弯折，一方面可以起到夹持导体作用，另一方面可以防止牵引导体时，防止导体的引出端移动。

导体的弯折与牵引基本是同时完成的，也就是说，随着对导体牵引的同时或依次跟随导体的移动进行弯折，原则是使绕线尽可能地顺畅，使线的无效弯折量最少。首选的是依次折弯。

当然，也可以同时对两个或三个弯折点进行弯折。

所述的弯折，既可以是本示例所描述由三个弯折点构成的“V”型弯，也可以是圆形底部的“U”型弯，也可以是任何具有两个夹角大于90度的导体的有效边（位于线槽内的导体部分）组成的几何形状，这些都属于本方法所描述的范畴，过渡处的形状不限。

随着对导体的牵引和弯折，导体端部（贴近铁芯端面的部位）形成弧形过渡105（参见图6、7）。牵引导体也可以是由弯折导致的导体沿线槽的移动，或向线槽内推送形成的导体移动，或者牵拉导体形成的导体移动。

如图8-12所示，在穿线过程中，由于可能存在之前绕制好的导体107位于目标槽的铁芯端面上方，为此，可能需要将正在绕制的导体100向远离已经绕制好的导体107的方向弯曲导体形成一个或多个弯曲部104，以避让之前已经绕制完成的导体107。远离已经绕制好的导体的方向，是指铁芯的径向方向或切线方向或同时在径向方向和切线方向等任何能够避让已经绕制好的方向。

本实用新型使用长的导体经过穿线和弯折及弯曲，构成电机的线圈，进而组成绕组，大幅度减小线圈焊点数量，甚至可以消除线圈焊点，减少了质量薄弱点，可靠性更高，由于不需要大量的焊接，因此生产效率高，成本更低。绕制双层绕组时，同时使用两根导体叠在一起绕制，绕制完成后，把形成三相绕组的双层导体的两端可以头头相连，形成并联绕组，也可以头尾相连，形成串联绕组，之后按照星形或三角形连接三相绕组，形成电机绕组。

以48槽电机定子为例，参见图13所示的线圈排列方案的绕线展开图（图中虚线表示下层，实线表示上层），使用两根导体同时穿线绕制形成绕组。以相同的方法，绕制三组，构成三相电机的定子绕组。

绕制方法要点：采用两根扁线130、140（每根扁线可以是单股，也可以是多股）。

10(上)表示线槽10的上层，4(下)表示 线槽4的下层，其它的含义类同，格式为：线槽号(层号)。具体绕制过程：

1、扁线130从8(上) 入线，扁线140从13(上)入线，向两侧延伸。

2、8(上)->1(下)->44(上)->37(下)->32(上)->25(下)->20(上)->13(下)->7(上)->48(下)->43(上)->36(下)->31(上)->24(下)->19(上)->12(下)->出线

3、13(上)->6(下)->1(上)->42(下)->37(上)->30(下)->25(上)->18(下)->14(上)->7(下)->2(上)->43(下)->38(上)->31(下)->26(上)->19(下)->出线

导体反复穿过线槽，每次穿线即将结束时，提前弯折和弯曲，具体参见图2-12和上文所述。两根扁线绕制完成后，并把从8(上)入线的扁线130与从13(上)入线的扁线140 相连。

如果采用一根导体（即把扁线130与扁线140看作相连的一根），当从19号线槽入线，从12号线槽出线时，其绕制过程是：

19(下)->26(上)->31(下)->38(上)->43(下)->2(上)->7(下)->14(上)->18(下)->25(上)->30(下)->37(上)->42(下)->1(上)->6(下)->13(上)->8(上)->1(下)->44(上)->37(下)->32(上)->25(下)->20(上)->13(下)->7(上)->48(下)->43(上)->36(下)->31(上)->24(下)->19(上)->12(下)->出线。

如果采用一根导体（即把扁线130与扁线140看作相连的一根）当从12号线槽入线，从19号线槽出线时，其绕制过程是：

12(下)->19(上)->24(下)->31(上)->36(下)->43(上)->48(下)->7(上)->13(下)->20(上)->25(下)->32(上)->37(下)->44(上)->1(下)->8(上)->13(上)->6(下)->1(上)->42(下)->37(上)->30(下)->25(上)->18(下)->14(上)->7(下)->2(上)->43(下)->38(上)->31(下)->26(上)->19(下)->出线。

本方法使多层绕线式扁线绕组成为可能，而不是使用焊接绕组，两者具有相同的电器性能，但本实用新型的绕线式绕组的工艺性、可靠性更好，生产成本更低，且可靠性优于焊接绕组。

三相绕组绕制完成后，根据需要连接各相绕组的头尾端，形成“Y”型或三角形连接。绕组之间的连接技术属于常规技术，此处不做详细描述。