一种采用环形线圈绕组的电机定子及电机的制作方法

1.本实用新型属于机电技术领域，具体涉及一种采用环形线圈绕组的电机定子及电机。


背景技术：

2.目前高速电机叶轮机械、航空航天、能源等领域已经被使广泛使用。高速电机的定子线圈多数采用内槽绕线方式，为了缩短端部线圈轴向长度，也有采用定子内外槽绕制环形线圈绕组的方式。对于内槽绕线方式，针对不同线圈形式，现有自动绕制成线圈组并自动组装到槽内以及直接在槽内自动绕制线圈的自动化绕制方式。但是由于环形绕制方式线圈绕组需要在铁芯内外圆环形绕制，现有自动化绕制技术无法应用，难以实现自动化绕制，只能通过人工绕制成型，严重影响了量产效率。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足提供了一种采用环形线圈绕组的分瓣电机定子，能够提高线圈绕制效率，同时能够方便的实现自动化绕制，利于提高量产定子产量和降低成本。
4.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
5.第一方面，本技术提供了一种采用环形线圈绕组的电机定子包括周向排布的若干的分瓣定子铁芯及相线圈组。周向排布的若干的分瓣定子铁芯中相邻两个分瓣定子铁芯卡扣连接，分瓣定子铁芯的截面轮廓呈扇形，分瓣定子铁芯的扇形角度与分瓣定子铁芯的数量的乘积为一个周角的角度；分瓣定子铁芯的外周面开设有若干个外槽，分瓣定子铁芯的内周面开设有若干个内槽，内槽与外槽数量相等且一一对应。相线圈组缠绕在分瓣定子铁芯上，相线圈组包括多个依次相连的环形线圈，每个环形线圈由线圈环绕一对内槽和外槽多次缠绕形成。
6.进一步地，分瓣定子铁芯周向的两侧面分别设有卡扣阴极和卡扣阳极，相邻分瓣定子铁芯的卡扣阴极和卡扣阳极卡扣连接。
7.进一步地，卡扣阴极和卡扣阳极的连接处采用固定胶粘合。
8.进一步地，还包括内槽楔和内槽绝缘壳，内槽绝缘壳设置在相线圈组与内槽之间，内槽楔设置在内槽的槽口并与内槽绝缘壳配合在内槽内包裹相线圈组；
9.相邻两个内槽之间形成内齿，每个内齿两侧设有内槽齿尖，内槽齿尖设置在内槽楔和内槽的槽口之间，以固定内槽楔。
10.进一步地，还包括外槽楔和外槽绝缘壳，外槽绝缘壳设置在相线圈组与外槽之间，外槽楔设置在外槽的槽口并与外槽绝缘壳配合在外槽内包裹住相线圈组；
11.相邻两个外槽之间形成外齿，每个外齿两侧设有外槽齿尖，外槽齿尖设置在外槽楔和外槽的槽口之间，以固定外槽楔。
12.进一步地，还包括若干端部绝缘板，端部绝缘板的形状与分瓣定子铁芯的截面形
状相同，端部绝缘板设置在分瓣定子铁芯轴向两侧。
13.进一步地，相线圈组的两端引出有用于与其他相线圈组连接的线圈正接头与线圈负接头。
14.第二方面本技术还提供了一种电机，该电机包括第一方面任一实施例所述的采用环形线圈绕组的电机定子。
15.本实用新型与现有技术相比的优点在于：本技术通过使环形线圈绕组采用分瓣定子的方式，形成拓扑空间，有利于实现环形线圈绕组的线圈自动绕制。
附图说明
16.图1：本实用新型的分瓣定子铁芯结构示意图。
17.图2：分瓣定子铁芯轴侧图。
18.图3：分瓣定子铁芯轴向视图。
19.图4：相线圈组的结构图。
20.图5：端部绝缘板图。
21.图6：分瓣定子槽内绝缘图。
22.图7：电机定子轴侧图。
23.图8：电机定子轴向视图。
24.附图标记：1-分瓣定子铁芯，2-端部绝缘板，3-外槽楔，4-相线圈组，5-内槽楔，6-外槽绝缘壳，7-内槽绝缘壳，11-外槽齿尖，12-外槽，13-卡扣阳极， 14-内槽，15-内槽齿尖，16-卡扣阴极，41-环形线圈，42-线圈槽间引线，43
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线圈正接头，44-线圈负接头，20-卡扣组合，31-a相组正极，32-c相组负极， 33-b相组正极，34-a相组负极，35-c相组正极，36-b相组负极。
具体实施方式
25.实施例
26.下面结合实施例对本实用新型作进一步的说明。然而，本实用新型的范围并不限于下述实施例。本领域的专业人员能够理解，在不背离本实用新型的精神和范围的前提下，可以对本实用新型进行各种变化和修饰。
27.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.第一方面，如图1、图2、图3、图4所示，本技术提供了一种采用环形线圈41绕组的电机定子包括周向排布的若干的分瓣定子铁芯1及相线圈组4。周向排布的若干的分瓣定子铁芯1中相邻两个分瓣定子卡扣连接，分瓣定子铁芯1的截面轮廓呈扇形，分瓣定子铁芯1的扇形角度与分瓣定子铁芯1的数量的乘积为一个周角的角度；分瓣定子铁芯1的外周面开设有若干个外槽12，分瓣定子铁芯1的内周面开设有若干个内槽14，内槽14与外槽12数量相等且一一对应。相线圈组4缠绕在分瓣定子铁芯1上，相线圈组4包括多个依次相连的环形线圈41，每个环形线圈41由线圈环绕一对内槽14和外槽12多次缠绕形成。
29.应理解，分瓣定子铁芯1由多片相同规格的硅钢片轴向层叠并固定成一体而成，横
截面如图3所示，分瓣定子铁芯11截面轮廓呈扇形，整个圆周与扇形角度的比值为整个电机的分瓣个数，一般的分瓣的个数为电机相组个数，以2 极3相电机为例，分瓣数为6个，分别为abc三相的正负相组。
30.在上述实现过程中，在组装分瓣电机定子之前，首先对每个分瓣定子进行绕线，线圈在一组内槽14-外槽12内环形缠绕形成环形线圈41，每一组槽对应一个环形线圈41，依次缠绕分辨定子上的多组内槽14-外槽12，即形成相线圈组4。相邻的环形线圈41之间通过线圈槽间引线42相连。相线圈组4在分瓣定子铁芯1两侧设有用于与其他相线圈组4连接的线圈正接头43和线圈负接头 44。完成线圈绕制后，依次将若干分瓣定子沿圆周卡扣连接起来，形成完整的电机定子，如图7所示。具体地，本实施例的电机定子为2极24槽，共6个相组，分瓣定子铁芯1数为6个，分别对应a相组正极31、c相组负极32、b 相组正极33、a相组负极34、c相组正极35、b相组负极36。每个分瓣定子的线圈正接头43与线圈负接头44根据通过不同的连接及引线组合满足电机的电磁方案设计，如图8所示。
31.可见，相比于现有的环形线圈41绕组，由于其一体成型，使得线圈需要穿过定子铁芯的中心孔进行绕制，然而定子铁芯的中心孔空间较小，难以实现自动化绕制。而本技术提供的上述电机定子的线圈绕制是在单个分瓣定子铁芯1 上完成的，形成拓扑空间，容易实现自动化绕制，进而可提高线圈绕制效率及量产效率。
32.进一步地，分瓣定子铁芯1周向的两侧面分别设有卡扣阴极16和卡扣阳极 13，相邻分瓣定子铁芯1的卡扣阴极16和卡扣阳极13卡扣连接。
33.可选地，卡扣阴极16为沿分瓣定子铁芯1轴向延伸的卡槽，卡扣阳极13 为沿分瓣定子铁芯1轴向延伸的卡凸，卡槽与卡凸的横截面的形状可以是燕尾形或者弧形等。线圈绕制完成后，相邻的分瓣定子铁芯1的卡凸沿轴向插入卡槽，形成卡扣组合20，组合后具有互锁功能，保证两组分瓣定子铁芯1形成整体。
34.进一步地，卡扣阴极16和卡扣阳极13的连接处采用固定胶粘合，进一步对分瓣定子铁芯1之间进行加固连接。
35.进一步地，如图1与图6所示，上述电机定子还包括内槽楔5和内槽绝缘壳7，内槽绝缘壳7设置在相线圈组4与内槽14之间，内槽楔5设置在内槽14 的槽口并与内槽绝缘壳7配合在内槽14内包裹相线圈组4。相邻两个内槽14 之间形成内齿，每个内齿两侧设有内槽齿尖15，内槽齿尖15设置在内槽楔5 和内槽14的槽口之间，以固定内槽楔5。
36.进一步地，上述电机定子还包括外槽楔3和外槽绝缘壳6，外槽绝缘壳6 设置在相线圈组4与外槽12之间，外槽楔3设置在外槽12的槽口并与外槽绝缘壳6配合在外槽12内包裹住相线圈组4。相邻两个外槽12之间形成外齿，每个外齿两侧设有外槽齿尖11，外槽齿尖11设置在外槽楔3和外槽12的槽口之间，以固定外槽楔3。
37.进一步地，如图1与图5所示，上述电机定子还包括若干端部绝缘板2，端部绝缘板2的形状与分瓣定子铁芯1的截面形状相同，端部绝缘板2设置在分瓣定子铁芯1轴向两侧。
38.上述内槽楔5、内槽绝缘壳7、外槽楔3、外槽绝缘壳6和端部绝缘板2形成电机定子的绝缘系统，保证相线圈组4与分瓣定子铁芯1之间的绝缘。
39.第二方面本技术还提供了一种电机，该电机包括第一方面任一实施例所述的采用环形线圈41绕组的电机定子。
40.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领
域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
41.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
42.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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。