扁线绕组电机定子的制作方法

本实用新型涉及电机结构领域，特别是涉及一种扁线绕组电机定子。

背景技术：

随着新能源电动汽车的不断发展，驱动电机高功率密度、小体积的需求进一步的提高，这就需要新结构、新材料、新工艺的创新支撑。由于扁线绕组的槽满率高，可以提高功率密度并能减小电流密度，降低温升，提高电机效率。因此，定子绕组线圈有从圆线向扁线发展的趋势。但扁铜线刚性大，折弯性不好，需用专用模具进行成型后再下线，扁线线圈的成型及下线工艺是个难点。目前运用较多的方法是扁线发卡式线圈20(如图1和图2所示)，即根据不同跨距把扁线切断成长短不一的直线，再利用冲压或是扭转方式把扁线制作成不同跨距的发卡式线圈，再运用人工或自动化方式下线，下线后再在焊接端进行扭头及焊接工序，成型后定子如图3。这种发卡线圈的成型方式对线圈表面绝缘层延展性和韧性要求非常高，冲压或扭转过程中线圈的折弯处漆膜容易磕伤，影响线圈的绝缘性能。另外，在线型较多的情况下会增加下线的难度，自动化下线更是难度大，增加了生产成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有扁线绕组电机的定子至少一个缺陷，提供一种新颖的扁线绕组电机定子，可在导体段的两端进行焊接，尽可能地不会损伤到线圈的绝缘层，也更容易实现自动化，节省了生产的时间和成本。

为此本实用新型提出了一种扁线绕组电机定子，包括多个定子槽和设置于多个所述定子槽中的绕组；其特征在于，所述绕组包括多个导体段，每个所述导体段具有设置于所述定子槽中的直线段和位于所述定子槽两侧的两个连接段；

每个所述导体段的每个连接段与相连的另一所述导体段的相应所述连接段焊接在一起；且所述定子在安装时，每个所述导体段呈直线状插入相应所述定子槽后，再形成相应的两个所述连接段后进行焊接；或每个所述导体段由直线状先形成一个所述连接段，插入相应所述定子槽后，再形成另一所述连接段后进行焊接。

进一步地，每个所述连接段的末端沿平行于所述定子的轴线的方向延伸，以进行焊接。

进一步地，每个所述定子槽为半闭口槽或闭口槽。

进一步地，所述扁线绕组电机定子还包括在所述导体段插入相应所述定子槽预置于所述定子槽内的绝缘管。

进一步地，每个所述定子槽中所述绝缘管的数量为一个或多个。

进一步地，所述绝缘管由条带状绝缘结构以连续螺旋的方式卷绕而成的、呈方形的绝缘装置。

进一步地，所述条带状绝缘结构为呈条带状的绝缘纸；且

所述绝缘纸包括一层纸和设置于所述纸一侧的一层绝缘膜；或，所述绝缘纸包括两层纸和设置于两层所述纸之间的一层绝缘膜；

所述绝缘膜为聚酰亚胺膜。

进一步地，每个所述定子槽中设置有四个所述直线段。

本实用新型的扁线绕组电机定子中，线圈只需要单一的直导线或是半边半成型线圈，嵌线后未成型的一边一起扭头，最后定子两端直接焊接，这样不会损伤到线圈的绝缘层，也更容易实现自动化，节省了生产的时间和成本。即本实用新型解决传统发卡式线圈冲压或扭头成型过程中线圈的折弯处漆膜磕碰损伤绝缘的问题，同时实现最低成本的下线自动化生产，节省了生产的时间和成本，提高产品合格率。

进一步地，由于采用卷绕的方式制成绝缘管，极大的简化了制作工艺，降低电机的制造成本，还能提高导线的槽满率，进一步提高电机的功率密度。由于绝缘管中绝缘纸可包括一层纸一层膜，按照卷绕叠包方式做出来，可根据不同电压需求设置不同的叠包率，其厚度上实际有多层绝缘纸，但可以控制实际绝缘厚度与传统方式相比基本相同，但由于起主要绝缘作用的绝缘膜层数实际有所增加，绝缘性能会大大增强。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1和图2分别为现有扁线发卡式线圈的不同角度的示意性结构图；

图3是现有电机定子的示意性结构图；

图4是根据本实用新型一个实施例的扁线绕组电机定子的示意性剖视图；

图5和图6分别是本实用新型中导体段插入定子槽前的示意性结构图；

图7是是本实用新型中导体段插入定子槽后且处理后的示意性结构图；

图8是两个导体段进行焊接后的示意性结构图。

图9是图4所示扁线绕组电机定子中一相绕组的示意性接线原理图；

图10是图4所示扁线绕组电机定子中一个定子槽的示意性结构图

图11是绝缘管的成型过程示意图。

具体实施方式

图4是根据本实用新型一个实施例的扁线绕组电机定子的示意性剖视图。如图4所示并参考图5至图8，本实用新型实施例提供了一种扁线绕组电机定子，可包括多个定子槽50和设置于多个定子槽50中的绕组。绕组包括多个导体段30，每个导体段30具有设置于定子槽50中的直线段31和位于定子槽50两侧的两个连接段32。每个导体段30的每个连接段32与相连的另一导体段30的相应连接段32焊接在一起，如在图示中33所指示的位置进行焊接。而且，定子在安装时，如图5、图7和图8所示，每个导体段30呈直线状轴向插入相应定子槽50后，再形成相应的两个连接段32后进行焊接，即先插入再进行弯头、焊接。或，如图6、图7和图8所示，每个导体段30由直线状先形成一个连接段32，轴向插入相应定子槽50后，再形成另一连接段32后进行焊接，即先进行一个弯头，插入，再进行另一弯头和焊接。

该扁线绕组电机定子采用两端焊接的方法，下线后未成形的一边一起扭头，如图5至图7，最后定子两端直接焊接，如图8。线圈只需要单一的直导线或是半边半成型线圈，嵌线后未成型的一边一起扭头，最后定子两端直接焊接，这样不会损伤到线圈的绝缘层，也更容易实现自动化，节省了生产的时间和成本。

进一步地，每个连接段32的末端沿平行于定子的轴线的方向延伸，以进行焊接。每个定子槽50为半闭口槽或闭口槽，可没有槽楔。每个定子槽50中设有四个直线段31。

在本实用新型的一些实施例中，下线后未成形的一端或两端需要设计特定的设备或工装扭头，保证扭头后导线绝缘层不受破坏。发明人考虑到自动化下线和焊接，因此线圈下线方式要尽量单一有规律，如图9所示，减小自动化复杂程度。

具体地，已知槽数60，极数10，每槽导体数为4。波绕组线圈接线原理图如图9所示，线圈为直铜线(如图5)，每槽内分别从上到下插入4根导线(如图10)，导线插完后两直线端分别扭头(如图7)，最后在两端焊接，成型后的定子如图4。或者，已知槽数60，极数10，每槽导体数为4。波绕组线圈接线原理图如图9所示，线圈为半成型线圈(如图6)，每槽内分别从上到下插入4根导线(如图10)，导线插完后定子的半成型线圈直线端部扭头(如图7)，最后在两端焊接成型后的定子如图4。

在本实用新型的一些实施例中，如图10和图11所示，扁线绕组电机定子，还包括在导体段30插入相应定子槽50预置于定子槽50内的绝缘管40。即，直接插入的线圈是在定子槽50已经布置好绝缘纸的情况下，即成型的绝缘管40先布置在定子槽50内。

进一步地，每个定子槽50中绝缘管40的数量为一个或多个。绝缘管40由条带状绝缘结构41以连续螺旋的方式卷绕而成的、呈方形的绝缘装置。条带状绝缘结构41以连续螺旋的方式卷绕也可被称为叠包方式，也就是说，部分条带状绝缘结构41可处于已卷绕部分的外侧，处于未卷绕部分卷绕后的内侧。进一步地，在条带状绝缘结构41卷绕的过程中，通过胶接或焊接方式进行固定成型。具体地，在条带状绝缘结构41的边缘处涂胶水，或者利用如超声波焊接的特殊方式将绝缘管40成型。在本实用新型的一些优选的实施例中，条带状绝缘结构41为呈条带状的绝缘纸；且绝缘纸包括一层纸和设置于纸一侧的一层绝缘膜；或，绝缘纸包括两层纸和设置于两层纸之间的一层绝缘膜；绝缘膜为聚酰亚胺膜。在本实用新型的一些替代性实施例中，也可其他方法制作的绝缘管40，安装时，绝缘管40预置于定子槽内。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。