磁悬浮轴承、定子、定子绕组、电机及压缩机的制作方法

本申请涉及轴承器械技术领域，尤其涉及一种磁悬浮轴承、定子、定子绕组、电机及压缩机。

背景技术：

磁悬浮轴承是利用磁场力将转子悬浮于空间，实现定子和转子之间无接触的一种新型支承轴承，在高速旋转机械领域具有非常广阔的应用前景。磁悬浮轴承定子绕组是磁悬浮轴承进行能量转换的主要工具，在绕组中通电流时，绕组线圈将电场转化为磁场，从而产生电磁力，实现转子悬浮。绕组的分布方式对输入的电流或电压大小，以及磁场的产生、电磁力的大小都有重要的影响。

一般的，磁悬浮轴承的绕组是在每个定子齿上绕制一个线圈，16极径向磁悬浮轴承定子包含有16个齿，共有四相定子绕组，每相定子绕组包括4个绕组线圈，线圈之间有过渡线19。如图1所示，目前使用一根漆包线完成一相绕组的四个线圈，并在开始绕制前在漆包线上套入3段绝缘套管(每相绕组有四个线圈，四个线圈之间有三处过渡的漆包线，过渡的漆包线套绝缘套管)，分别按照1-2-3-4的顺序绕制各线圈，其中线圈1的方向与线圈2的方向相反，线圈2的方向与线圈3的方向相同，线圈3的方向与线圈4的方向相反，按照这种规律，分别绕制四相线圈。然后将引出线的端部去漆皮，并将所有引出的漆包线部分均用绝缘套管套好，避免漆包线裸露在外面。如此，便完成了径向轴承定子的绕线。但是当某一项绕组中一个线圈出现任何一处破坏时，整相线圈都需要进行更换，增加了线圈维护的人力物力成本，降低了维护的效率，而且这种绕组的绕制效率极低，绕组线圈中的电感较大，增加了控制器的响应时间。

因此，需要提供一种磁悬浮轴承、定子、定子绕组、电机及压缩机来解决现有技术的不足。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的问题，本申请提供了一种磁悬浮轴承、定子、定子绕组、电机及压缩机。

一种磁悬浮轴承定子绕组，包括多相绕组；每相所述绕组均包括至少两个相互并联的线圈单元，所述线圈单元包括一个或多个线圈。

进一步的，所述线圈单元包括多个线圈时，多个所述线圈串联。

进一步的，所述线圈间的串联以及所述线圈单元间的并联均通过接线端子连接。

进一步的，所述线圈设有两个用于与所述接线端子连接的引出线。

进一步的，每相所述绕组均包括至少四个所述线圈。

进一步的，每相所述绕组内的线圈单元的数目相同。

进一步的，同一相所述绕组的多个线圈单元内的线圈的数目相同。

基于同一发明思路，本申请还提供了一种磁悬浮轴承定子绕组的制作方法，所述制作方法包括下述步骤：

在径向铁芯上安装绝缘骨架；

将第一绕组的所有线圈分别绕制于对应的径向铁芯上；

将所述第一绕组内的需要进行串联的线圈进行串联，再将各个线圈单元进行并联；

按照所述第一绕组的绕制方式依次绕制其他绕组。

进一步的，所述将第一绕组的所有线圈分别绕制于对应的径向铁芯上包括：

分别按照相同的绕线方向将所有线圈绕制于对应的径向铁芯上，并在每个线圈绕制完成后于两端分别预留漆包线作为引出线；

选择一侧最外端的线圈的一个引出线作为第一绕组的第一引出线，选择另一侧最外端的线圈的一个引出线作为第一绕组的第二引出线；

在第一绕组内的其他引出线上分别套设绝缘套管。

进一步的，所述将第一绕组内的需要进行串联的线圈进行串联包括：

选择第一绕组内的包括至少两个线圈的所有线圈单元，并将其内部的各个线圈依次通过串联型接线端子进行连接，再将串联型接线端子安装于对应的绝缘骨架的压线槽内。

进一步的，所述再将各个线圈单元进行并联包括：

将第一绕组内的各个线圈单元使用并联型接线端子进行连接，并将并联型接线端子安装于对应的绝缘骨架的压线槽内。

进一步的，所述再将各个线圈单元进行并联之后，还包括：

在第一绕组的第一引出线和第二引出线上分别套设绝缘套管。

进一步的，所述按照第一绕组的绕制方式依次绕制其他绕组之后，还包括：

将各个线圈分别通过绑扎带绑扎，再将整个定子绕组依次进行浸漆和烘干。

基于同一发明思路，本申请还提供了一种磁悬浮轴承定子，包括所述的磁悬浮轴承定子绕组。

基于同一发明思路，本申请还提供了一种磁悬浮轴承，包括所述的磁悬浮轴承定子。

基于同一发明思路，本申请还提供了一种电机，包括所述的磁悬浮轴承。

基于同一发明思路，本申请还提供了一种压缩机，包括所述的电机。

本申请的技术方案与最接近的现有技术相比具有如下优点：

本申请提供的技术方案提供的磁悬浮轴承定子绕组，所有的线圈被分呈若干组，每组均为一个线圈单元，这些线圈单元间进行并联实现绕组的连接；这种方式中的各个线圈是分别绕制完成的再按设计接线的，当一相绕组中的某一线圈出现破坏，仅需更换对应线圈即可，避免了整相绕组更换造成的人力物力浪费，提高了维护的效率；而且这种线圈间的接线方式更加灵活，提高了绕组内线圈间接线方式的多样性和适应性，相对一条线绕制整个绕组的方式，也能够降低线圈的电感，将控制器的响应时间缩短，极大地提高磁悬浮轴承抵抗外界冲击的能力；再者本申请中的所有线圈均相同，绕制方式也一致，方便借助机器进行绕制生产，能够避免人工绕线过程中出现的错误，进而提高绕线效率和合格率，相同的线圈绕制方式使线圈的用线长度相同，减小了每个接口处接触电阻不一致导致的每相之间电阻值的差异。

附图说明

图1是现有技术的磁悬浮轴承定子绕组的分布结构图；

图2是本申请提供的磁悬浮轴承定子绕组的第一种串并联方式的结构示意图；

图3是本申请提供的磁悬浮轴承定子绕组的第一种串并联方式的分布结构图；

图4是本申请提供的磁悬浮轴承定子绕组的第二种串并联方式的分布结构图；

图5是本申请提供的磁悬浮轴承定子绕组的第三种串并联方式的分布结构图；

图6是本申请提供的串联型接线端子的结构示意图；

图7是本申请提供的并联型接线端子的结构示意图；

图8是本申请提供的定子绕组的制作方法的流程图。

其中，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15和16为16个线圈的顺序号；

(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)为16个径向铁芯的顺序号；

1’、2’、3’、4’、5’、6’、7’、8’为第一绕组的8个引出线的顺序号；

a’、b’、c’、d’为四相绕组的顺序号；

ⅰ-第一引出线；ⅱ-第二引出线；17-径向铁芯；18-绝缘骨架；19-过渡段；20-压线槽；21-引入端；22-引出端。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1-8并结合实施例来详细说明本申请。图1是现有技术的磁悬浮轴承定子绕组的分布结构图；图2是本申请提供的磁悬浮轴承定子绕组的第一种串并联方式的结构示意图；图3是本申请提供的磁悬浮轴承定子绕组的第一种串并联方式的分布结构图；图4是本申请提供的磁悬浮轴承定子绕组的第二种串并联方式的分布结构图；图5是本申请提供的磁悬浮轴承定子绕组的第三种串并联方式的分布结构图；图6是本申请提供的串联型接线端子的结构示意图；图7是本申请提供的并联型接线端子的结构示意图；以及，图8是本申请提供的定子绕组的制作方法的流程图。

实施例1

本申请提供了一种磁悬浮轴承定子绕组，包括多相绕组；每相所述绕组均包括至少两个相互并联的线圈单元，所述线圈单元包括一个或多个线圈。

本实施例提供的磁悬浮轴承定子绕组，所有的线圈被分成若干组，每组均为一个线圈单元，这些线圈单元间进行并联实现绕组的连接；这种方式中的各个线圈是分别绕制完成的再按设计接线的，当一相绕组中的某一线圈出现破坏，仅需更换对应线圈即可，避免了整相绕组更换造成的人力物力浪费，提高了维护的效率；而且这种线圈间的接线方式更加灵活，提高了绕组内线圈间接线方式的多样性和适应性，相对一条线绕制整个绕组的方式，也能够降低线圈的电感，将控制器的响应时间缩短，极大地提高磁悬浮轴承抵抗外界冲击的能力；再者本申请中的所有线圈均相同，绕制方式也一致，方便借助机器进行绕制生产，能够避免人工绕线过程中出现的错误，进而提高绕线效率和合格率，相同的线圈绕制方式使线圈的用线长度相同，减小了每个接口处接触电阻不一致导致的每相之间电阻值的差异。

在本实施例中，所述线圈单元包括多个线圈时，多个所述线圈串联。多个所述线圈依次进行串联，组成线圈单元，线圈单元间再进行并联，即可完成每相绕组内多个线圈的串并联连接，整相绕组内的所有线圈进行分组后，每组即为一个线圈单元，因此只要调整线圈的分组方式，即调整了整相绕组内线圈的串并联方式。

在本实施例中，所述线圈间的串联以及所述线圈单元间的并联均通过接线端子连接。接线端子能够提高线圈间接线的便捷性和可靠性，接线端子可分为串联型接线端子和并联型接线端子，如图6所示，串联型接线端子一般包括两个或者更多个的引入端21，例如两个引入端21时，两个引入端21分别与两个要串联的线圈的引出线连接，即可实现两个线圈的串联；如图7所示，并联型接线端子一般包括两个或者更多个引入端21，然后还包括一个引出端22，需要并联的多个线圈中的每一个均有一个引出线与一个引入端21连接，即可实现这些线圈间的并联，而线圈单元间的并联的接线方式，也与线圈间的并联接线方式相同。

在本实施例中，所述线圈设有两个用于与所述接线端子连接的引出线。引出线用于线圈间的接线，由于本实施例中的线圈间连线通过接线端子实现，因此引出线即用于与接线端子连接，也就是与接线端子的引入端21连接。

在本实施例中，每相所述绕组均包括至少四个所述线圈。绕组中线圈的数目根据具体需求和设计进行选定。

在本实施例中，每相所述绕组内的线圈单元的数目相同。多相所述绕组内的线圈单元数目相同，不仅利于批量生产时的制作，而且多相绕组的线圈单元数目相同，也利于多相绕组的统一，利于整个定子绕组的稳定性。

在本实施例中，同一相所述绕组的多个线圈单元内的线圈的数目相同。多个线圈单元内的线圈数目相同，利于批量生产，同时利于提高整相绕组的稳定性。

本实施例中具体提供的定子绕组，包括a’、b’、c’和d’四相绕组，每相绕组内分别包括四个线圈，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15和16这16个线圈分别绕制于(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)和(16)这16个径向铁芯17上，每个线圈均设有两个引出线，因此共计有32个引出线，其中1’、2’、3’、4’、5’、6’、7’和8’为第一绕组即a’绕组的8个引出线，本实施例提供了这16个线圈的3种串并联方式。

如图3所示，第一种串并联方式中，四相绕组内四个线圈的串并联方式完全一致：包括四个线圈单元，每个线圈单元均包括一个线圈，即每个线圈均独立形成一个线圈单元，也就是四个线圈进行并联，例如a’绕组中的1、2、3和4这四个线圈进行并联。

如图4所示，第二种串并联方式中，四相绕组内四个线圈的串并联方式完全一致：包括两个线圈单元，每个线圈单元均包括两个线圈，也就是每两个线圈进行串联组成一个线圈单元，然后两个线圈单元在进行并联，具体地是第一个线圈与第四个线圈串联形成第一个线圈单元，第二个线圈与第三个线圈串联形成第二个线圈单元，然后第一个线圈单元和第二个线圈单元进行并联，例如a’绕组中的1、2、3和4这四个线圈，线圈1和线圈4进行串联形成一个线圈单元，线圈2和线圈3进行串联形成另一个线圈单元，最后将两个线圈单元进行并联。

如图5所示，第三种串并联方式中，四相绕组内四个线圈的串并联方式完全一致：包括两个线圈单元，每个线圈单元均包括两个线圈，也就是每两个线圈进行串联组成一个线圈单元，然后两个线圈单元在进行并联，但与第二种串并联方式不同的是，第一个线圈与第二个线圈串联形成第一个线圈单元，第三个线圈与第四个线圈串联形成第二个线圈单元，然后第一个线圈单元和第二个线圈单元进行并联，例如a’绕组中的1、2、3和4这四个线圈，线圈1和线圈2进行串联形成一个线圈单元，线圈3和线圈4进行串联形成另一个线圈单元，最后将两个线圈单元进行并联。

实施例2

如图8所示，基于同一发明思路，本申请还提供了一种磁悬浮轴承定子绕组的制作方法，所述制作方法包括下述步骤：s1:在径向铁芯17上安装绝缘骨架18；s2:将第一绕组的所有线圈分别绕制于对应的径向铁芯17上；s3:将所述第一绕组内的需要进行串联的线圈进行串联，再将各个线圈单元进行并联；s4:按照所述第一绕组的绕制方式依次绕制其他绕组。

这种绕制方法先进行线圈的绕制，再进行线圈间的接线，条理清晰，且每个线圈的绕制均完全相同，可以借助机器进行绕制，极大地提高了绕制的效率和质量，进而对于线圈工作过程中的稳定性。

在本实施例中，所述将第一绕组的所有线圈分别绕制于对应的铁芯上包括：分别按照相同的绕线方向将所有线圈绕制于铁芯上的对应位置，并在每个线圈绕制完成后于两端分别预留漆包线作为引出线；选择一侧最外端的线圈的一个引出线作为第一绕组的第一引出线ⅰ，选择另一侧最外端的线圈的一个引出线作为第一绕组的第二引出线ⅱ；在第一绕组内的其他引出线上分别套设绝缘套管。

按照相同的绕线方向即为都按照顺时针方向绕线或都按照逆时针方向绕线，便于机械化操作，而且每个线圈的用线长度统一；而第一绕组的第一引出线ⅰ和第一绕组的第二引出线ⅱ分别选择设定在最外端的线圈的引出线之一和另一侧最外端的线圈的引出线之一，方便后续的接线等电器连接，在第一绕组的第一引出线ⅰ和第一绕组的第二引出线ⅱ之外的其他引出线上分别套设绝缘套管，以避免作为引出线的漆包线在磁悬浮轴承制作过程和运输过程中漆皮受损。

在本实施例中，所述将第一绕组内的需要进行串联的线圈进行串联包括：选择第一绕组内的包括至少两个线圈的所有线圈单元，并将其内部的各个线圈依次通过串联型接线端子进行连接，再将串联型接线端子安装于对应的绝缘骨架18的压线槽20内。

在本实施例中，所述再将各个线圈单元进行并联包括：将第一绕组内的各个线圈单元使用并联型接线端子进行连接，并将并联型接线端子安装于对应的绝缘骨架18的压线槽20内。

第一绕组内包括多个线圈单元，多个线圈单元如果均只包括一个线圈，如实施例1中的第一种串并联方式，则可省去串联的工作，直接对各个线圈进行并联；多个线圈单元如果每个线圈单元所包括的线圈均大于或等于两个，则每个线圈单元均需要进行其内的线圈的串联工作，每个线圈单元内的串联工作完成后，再对各个线圈单元进行并联；多个线圈单元如果有一部分包括一个线圈，另一部分均包括大于或等于两个的线圈，则仅需要对包括两个或两个以上的线圈单元内的线圈进行串联工作，全部串联工作完成后，再将各个线圈单元进行并联。且串联是通过串联型接线端子进行连接，并联则通过并联型接线端子进行连接，而且串联型接线端子和并联型接线端子分别固定在绝缘骨架18上对应的压线槽20内。

在本实施例中，所述再将各个线圈单元进行并联之后，还包括：在第一绕组的第一引出线ⅰ和第二引出线ⅱ上分别套设绝缘套管。

在第一绕组的第一引出线ⅰ和第一绕组的第二引出线ⅱ上分别套设绝缘套管，以避免作为引出线的漆包线在磁悬浮轴承制作过程和运输过程中漆皮受损。

在本实施例中，所述按照第一绕组的绕制方式依次绕制其他绕组之后，还包括：将各个线圈分别通过绑扎带绑扎，再将整个定子绕组依次进行浸漆和烘干。将每个线圈绑扎能够避免漆包线裸露在外。

本实施例中的定子绕组的制作方法，是对应于实施例1中的定子绕组的，即本实施例提供了实施例1中的定子绕组的制作方法，由于a’、b’、c’和d’四相绕组完全相同，因此仅在下述步骤中详细描述a’的制作方法。

首先是线圈的绕制，在径向铁芯17上安装好绝缘骨架18，然后开始绕制a’相绕组，a’相绕组包括1、2、3和4共四个线圈，分别按照顺时针(或逆时针)的方向分别绕制四个线圈1、2、3和4于四个径向铁芯(1)、(2)、(3)和(4)上，线圈1的引出线1′作为第一引出线ⅰ，线圈4的引出线8′作为第二引出线ii，第一引出线ⅰ、第二引出线ii为a′绕组的电流输入、输出端，其余引出线2′-7′作为过渡段，在绕完a′相线圈后，在过渡段2′-7′套绝缘套管，可以避免过渡的漆包线在磁悬浮轴承制作和运输过程中漆皮受损。

在绕制完线圈后，进行接线，三种串并联方式的接线步骤不同。

第一种串并联方式的接线步骤如下：

将线圈1的引出线1′、线圈2的引出线4′、线圈3的引出线6′、线圈4的引出线7′通过并联型接线端子连接起来，并将并联型接线端子固定于绝缘骨架18的压线槽20中；

再将线圈1的引出线2′、线圈2的引出线3′、线圈3的引出线5′、线圈4的引出线8′通过并联型接线端子连接起来，即分别将引出线2′、引出线3′、引出线5′和引出线8′与并联型接线端子的四个引入端21连接，并将并联型接线端子固定于绝缘骨架18压线槽20中，使线圈1、2、3、4相互并联。

第二种串并联方式的接线步骤如下：

将线圈1的引出线2′与线圈4的引出线7′通过串联型接线端子连接起来，即将引出线2′和引出线7′分别于串联型接线端子的两个引入端21连接，并将串联型接线端子固定于绝缘骨架18的压线槽20中，使线圈1与线圈4串联；

然后将线圈2的引出线3′与线圈3的引出线6′通过串联型接线端子连接起来，即将引出线3′和引出线6′分别于串联型接线端子的两个引入端21连接，并将串联型接线端子固定于绝缘骨架18的压线槽20中，使线圈2与线圈3串联；

最后将线圈1的引出线1′与线圈2的引出线4′通过并联型接线端子连接起来,即将引出线1′和引出线4′分别于并联型接线端子的两个引入端21连接；将线圈3的引出线5′与线圈4的引出线8′通过并联型接线端子连接起来，即将引出线5′和引出线8′分别于并联型接线端子的两个引入端21连接，使线圈1和线圈4串联形成的线圈单元与线圈2和线圈3串联形成的线圈单元并联。

第三种串并联方式的接线步骤如下：

将线圈1的引出线2′与线圈2的引出线4′通过串联型接线端子连接起来，即将引出线2′和引出线4′分别于串联型接线端子的两个引入端21连接，并将串联型接线端子固定于绝缘骨架18的压线槽20中，使线圈1与线圈2串联；

然后将线圈3的引出线5′与线圈4的引出线7′通过串联型接线端子连接起来，即将引出线5′和引出线7′分别于串联型接线端子的两个引入端21连接，并将串联型接线端子固定于绝缘骨架18的压线槽20中，使线圈3与线圈4串联；

最后将线圈1的引出线1′与线圈3的引出线6′通过并联型接线端子连接起来,即将引出线1′和引出线6′分别于并联型接线端子的两个引入端21连接；将线圈2的引出线3′与线圈4的引出线8′通过并联型接线端子连接起来，即将引出线3′和引出线8′分别于并联型接线端子的两个引入端21连接，使线圈1和线圈2串联形成的线圈单元与线圈3和线圈4串联形成的线圈单元并联。

在接线完成后，将两端的第一引出线ⅰ、第二引出线ⅱ套上绝缘套管，完成a′相绕组制作。

b′、c′、d′三相绕组制作与a′相绕组的制作方式一致，这里不再重复描述。待整个轴承绕组绕制完成后，将每个线圈用绑扎带绑扎，避免漆包线裸露在外，然后将整个径向轴承定子铁芯浸漆、烘干。

实施例3

基于同一发明思路，本申请提供了一种磁悬浮轴承定子，包括所述的磁悬浮轴承定子绕组.

实施例4

基于同一发明思路，本申请提供了一种磁悬浮轴承，包括所述的磁悬浮轴承定子。

实施例5

基于同一发明思路，本申请还提供了一种电机，包括所述的磁悬浮轴承。

实施例6

基于同一发明思路，本申请还提供了一种压缩机，包括所述的电机。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。