一种发卡式绕组电机定子及其装配方法

本发明属于电机结构技术领域，尤其涉及电机的定子。

背景技术：

发卡式绕组相比传统圆铜线电机，槽满率可提升20％～30％，电机的功率密度和转矩密度得到提升。发卡式绕组电机端部比圆铜线电机端部短5～10mm，有效降低了端部绕组铜耗，进一步提升了电机效率。发卡式绕组在定子槽内与定子铁芯的接触面积更大，散热能力更好。

现今发卡式绕组电机常见的装配方法为先将预制好的发卡式绕组通过自动化设备插入定子槽中，然后进行端部扭头和焊接等工艺步骤。扁铜线截面积相对于圆铜线较大，且铜线具有一定的弹性，弯折后容易反弹，这有可能对绕组绝缘造成损伤。而焊接会增大绕组焊接处的电阻、容易损伤绝缘漆皮，并且在狭小的空间内焊点的质量也难以保证。

技术实现要素：

本发明是为了解决发卡式绕组电机装配过程中，绕组铜线弯折后易反弹、焊接造成焊接处电阻增大和绝缘漆皮损坏的问题，现提供一种发卡式绕组电机定子及其装配方法。

一种发卡式绕组电机定子，包括：定子铁心和发卡式绕组3，定子铁心包括4个外定子铁心1和q个内定子铁芯2，q为定子槽数，

4个外定子铁心1均为弧形，4个外定子铁心1首尾连接能够组成一个闭合的圆形结构，外定子铁心1内圆弧面均匀设有q/4个齿1-1，每个齿1-1顶端面均设有凹槽1-2，

4个外定子铁心1合围成的圆形结构套接在发卡式绕组3的外圆周，且q个齿1-1分别插入在发卡式绕组3外圆周面的间隙中，

q个内定子铁芯2均为“凸”字形结构，内定子铁芯2的底面为弧形，q个内定子铁芯2相互接触排列，使得q个内定子铁芯2的底面能够合围成一个闭合的圆形结构，

4个外定子铁心1合围成的圆形结构套接在q个内定子铁芯2合围成的圆形结构外圆周，q个内定子铁芯2的凸台2-1分别与4外定子铁心1的q个凹槽1-2一一对应、并分别嵌入相应的凹槽1-2中。

进一步的，上述一种发卡式绕组电机定子还包括护套4，护套4为圆环形，护套4内嵌在q个内定子铁芯2合围成的圆形结构内圆周面、且与q个内定子铁芯2相固定连接。

进一步的，上述4个外定子铁心1和q个内定子铁芯2的材料均为硅钢材料。

进一步的，上述护套4的材料为铝合金。

上述一种发卡式绕组电机定子的装配方法包括以下步骤：

步骤一：将4个外定子铁心1的q个齿1-1分别插入在发卡式绕组3外圆周面的间隙中，且4个外定子铁心1首尾连接能够组成一个闭合的圆形结构；

步骤二：将q个内定子铁芯2的凸台2-1分别插入q个齿1-1顶面的凹槽1-2中，且q个内定子铁芯2的底面能够合围成一个闭合的圆形结构。

步骤三：在q个内定子铁芯2合围成的圆形结构内圆周面嵌固圆环形的护套4。

本发明的有益效果：

本发明所述一种发卡式绕组电机定子及其装配方法，能够解决现有发卡式绕组电机装配过程中端部扭头工艺中绕组弯折后易反弹，以及焊接造成焊接处电阻增大并且容易损伤绝缘漆皮等问题。相较于现有方法，能够省去绕组弯折、焊接等工艺步骤，具有减小对绕组铜线和绕组绝缘漆损坏的优点。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的一种发卡式绕组电机定子的径向截面示意图；

图2为成型发卡式绕组的立体结构示意图；

图3为成型发卡式绕组的径向截面示意图；

图4为4个外定子铁心合围成的圆形结构的径向截面示意图；

图5为一个外定子铁心的径向截面示意图；

图6为q个内定子铁芯合围成的圆形结构的径向截面示意图；

图7为护套的径向截面示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1至7具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种发卡式绕组电机定子，包括：定子铁心、发卡式绕组3和护套4，定子铁心包括4个外定子铁心1和q个内定子铁芯2，q为定子槽数。

4个外定子铁心1均为弧形，4个外定子铁心1首尾连接能够组成一个闭合的圆形结构，外定子铁心1内圆弧面均匀设有q/4个齿1-1，每个齿1-1顶端面均设有凹槽1-2。

4个外定子铁心1合围成的圆形结构套接在发卡式绕组3的外圆周，且q个齿1-1分别插入在发卡式绕组3外圆周面的间隙中。

q个内定子铁芯2均为“凸”字形结构，内定子铁芯2的底面为弧形，q个内定子铁芯2相互接触排列，使得q个内定子铁芯2的底面能够合围成一个闭合的圆形结构。

4个外定子铁心1合围成的圆形结构套接在q个内定子铁芯2合围成的圆形结构外圆周，q个内定子铁芯2的凸台2-1分别与4外定子铁心1的q个凹槽1-2一一对应、并分别嵌入相应的凹槽1-2中。

护套4为圆环形，护套4内嵌在q个内定子铁芯2合围成的圆形结构内圆周面、且与q个内定子铁芯2相固定连接。

外定子铁心1和内定子铁芯2采用的材料一致，均为同一种硅钢材料。护套4材料应具有一定的硬度与强度，可参考表贴式永磁同步电机的转子护套材料，例如铝合金等。

本实施方式中，外定子铁心1的凹槽1-2和内定子铁芯2的凸台2-1相互配合，能够保证连接时的稳定。发卡式绕组3为成型的发卡式绕组，即预先确定了绕组的基本参数，成型的发卡绕组由少数几根绕组绕制而成，绕组端部无需依靠扭头、焊接方式连接。因此，省去了端部扭头、焊接等工艺步骤，也避免了端部绕组扭头、焊接时对绕组铜线和绕组绝缘漆的损坏。

具体实施方式二：本实施方式是具体实施方式一所述的一种发卡式绕组电机定子的装配方法，包括以下步骤：

步骤一：将4个外定子铁心1的q个齿1-1分别插入在发卡式绕组3外圆周面的间隙中，且4个外定子铁心1首尾连接能够组成一个闭合的圆形结构；

步骤二：将q个内定子铁芯2的凸台2-1分别插入q个齿1-1顶面的凹槽1-2中，且q个内定子铁芯2的底面能够合围成一个闭合的圆形结构。

步骤三：在q个内定子铁芯2合围成的圆形结构内圆周面嵌固圆环形的护套4。护套4紧贴q个内定子铁芯2，起到将外定子铁心1与内定子铁芯2紧密结合固定的作用。

由于发卡式绕组的截面积相对较大，具有较好的刚度。下实际应用时，可以先确定电机的每槽导体数、铁芯长度、端部长度、绕组线规等基本参数后，再生产成型的发卡式绕组3。这样可以省去绕组端部扭头、焊接等工艺步骤，也避免了扭头和焊接等加工步骤对绕组的破坏。本实施方式相对于传统的装配方法，能够省去绕组弯折、焊接等工艺步骤，具有减小对绕组铜线和绕组绝缘漆损坏的优点。

本发明所述一种发卡式绕组电机定子装配的方法不局限于上述实施方式所记载的具体结构与操作步骤，还可以是上述实施方式所记载的技术特征的合理组合。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍需以所附的权利要求书所界定的范围为准。

技术特征：

1.一种发卡式绕组电机定子，其特征在于，包括：定子铁心和发卡式绕组(3)，定子铁心包括4个外定子铁心(1)和q个内定子铁芯(2)，q为定子槽数，

4个外定子铁心(1)均为弧形，4个外定子铁心(1)首尾连接能够组成一个闭合的圆形结构，外定子铁心(1)内圆弧面均匀设有q/4个齿(1-1)，每个齿(1-1)顶端面均设有凹槽(1-2)，

4个外定子铁心(1)合围成的圆形结构套接在发卡式绕组(3)的外圆周，且q个齿(1-1)分别插入在发卡式绕组(3)外圆周面的间隙中，

q个内定子铁芯(2)均为“凸”字形结构，内定子铁芯(2)的底面为弧形，q个内定子铁芯(2)相互接触排列，使得q个内定子铁芯(2)的底面能够合围成一个闭合的圆形结构，

4个外定子铁心(1)合围成的圆形结构套接在q个内定子铁芯(2)合围成的圆形结构外圆周，q个内定子铁芯(2)的凸台(2-1)分别与4外定子铁心(1)的q个凹槽(1-2)一一对应、并分别嵌入相应的凹槽(1-2)中。

2.根据权利要求1所述的一种发卡式绕组电机定子，其特征在于，还包括护套(4)，护套(4)为圆环形，护套(4)内嵌在q个内定子铁芯(2)合围成的圆形结构内圆周面、且与q个内定子铁芯(2)相固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种发卡式绕组电机定子，其特征在于，4个外定子铁心(1)和q个内定子铁芯(2)的材料均为硅钢材料。

4.根据权利要求2所述的一种发卡式绕组电机定子，其特征在于，护套(4)的材料为铝合金。

5.权利要求1所述一种发卡式绕组电机定子的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将4个外定子铁心(1)的q个齿(1-1)分别插入在发卡式绕组(3)外圆周面的间隙中，且4个外定子铁心(1)首尾连接能够组成一个闭合的圆形结构；

步骤二：将q个内定子铁芯(2)的凸台(2-1)分别插入q个齿(1-1)顶面的凹槽(1-2)中，且q个内定子铁芯(2)的底面能够合围成一个闭合的圆形结构。

6.根据权利要求5所述的一种发卡式绕组电机定子的装配方法，其特征在于，还包括步骤三：在q个内定子铁芯(2)合围成的圆形结构内圆周面嵌固圆环形的护套(4)。

技术总结
一种发卡式绕组电机定子及其装配方法，涉及电机结构技术领域。本发明是为了解决发卡式绕组电机装配过程中，绕组铜线弯折后易反弹、焊接造成焊接处电阻增大和绝缘漆皮损坏的问题。本发明将4个外定子铁心的Q个齿分别插入在发卡式绕组外圆周面的间隙中，且4个外定子铁心首尾连接能够组成一个闭合的圆形结构；将Q个内定子铁芯的凸台分别插入Q个齿顶面的凹槽中，且Q个内定子铁芯的底面能够合围成一个闭合的圆形结构；在Q个内定子铁芯合围成的圆形结构内圆周面嵌固圆环形的护套。能够省去绕组弯折、焊接等工艺步骤，具有减小对绕组铜线和绕组绝缘漆损坏的优点。

技术研发人员：谢颖;李厚宇;何自豪;范毅杰;辛尉;魏静微
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2021.01.26
技术公布日：2021.05.28