專利名稱：分體式定子線圈繞制方法及繞線模裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
分體式定子線圈繞制方法及繞線模裝置，屬于交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)制作領(lǐng)
域。目前，交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)采用了高性能稀土永磁材料，能長期運(yùn)行保持性能穩(wěn) 定，輸出功率大、體積小，低速性能好，過載能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化和軍
事裝備，如數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、醫(yī)療器械、石油、化工、冶金、
雷達(dá)天線等。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)定子根據(jù)產(chǎn)品的特性，往往采用成熟的Y2系列 定子沖片、因其定子沖片為整體沖制結(jié)構(gòu)，故材料利用率低、只有50%左右；繞組槽滿率 低；工人操作基本以手工為主、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率較低；繞制的線圈端部尺寸長、漆包 線用量大；電機(jī)的功率因數(shù)、效率隨功率的使用范圍有較大變化。電機(jī)體積大、輸出功率低。
同時(shí)大功率交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的電磁方案均為較粗線經(jīng)的圓銅線多 股并繞形式，例如型號(hào)為EM180ST01的電機(jī)的電磁方案為12根01.56mm的圓銅線并繞。 若還采用單體式定子鐵芯齒繞線，拼裝收緊后在逐一接線的加工過程中，將由于繞組出線 端線頭太多而出現(xiàn)l.原材料浪費(fèi)；2.工人勞動(dòng)強(qiáng)度高，效率低；3.因電機(jī)接頭太多，易造 成虛焊，致使電機(jī)性能不穩(wěn)定等諸多問題。目前尚未有較好的解決辦法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，設(shè)計(jì)一種輸出功率大、體 積小，低速性能好，過載能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的分體式定子線圈繞制方法及繞線模裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)分體式 定子線圈的繞制方法，其特征在于 1. 1設(shè)置繞線模和與繞線模相適應(yīng)的繞線模板構(gòu)成的繞線模裝置； 1. 2將繞線模的外套筒套在模芯支架上，繞線模模芯支架及第1組分體式定子鐵
芯齒固定在繞線機(jī)上，把分體式定子鐵芯一端安裝在繞線模的模板上，用繞線機(jī)的另一端
頂緊； 1. 3將繞組直接繞制在第1組分體式定子鐵芯上； 1. 4將繞線模的外套筒向前拉，放入第l片繞線模板及第2組分體式定子鐵芯齒用 滑動(dòng)外套筒及繞線機(jī)將其固定，將一個(gè)定子繞組的末頭從第1片繞線模板的凹槽中引出直 接繞制第二組分體式定子鐵芯齒繞組， 1. 5重復(fù)1. 4，將第二塊繞線模板和第三組分體式齒頂緊在繞線機(jī)上，按逆時(shí)針方 向旋轉(zhuǎn)繞線機(jī)，直接繞制第三組分體式定子鐵芯齒繞組； 1. 6重復(fù)第1. 4、1. 5操作，將一相下的6組定子齒線圈繞制完成，繞組線圈的末頭 留適當(dāng)長度做為引出線使用； 1. 7松開繞線機(jī)頂尖及外套筒螺釘，將外套筒移回原位，取出繞制好的6組定子繞組，最后把外套筒移回原位，將6個(gè)繞組包取出。 上述分體式定子線圈繞制方法用繞線模裝置，其特征在于繞線模包括模芯支架 和外套筒，模芯支架兩端部為圓形，一端部圓盤外設(shè)有與繞線機(jī)固定的軸頭，另一端部設(shè)置 有繞線模板，外套筒為圓形，直徑大于模芯支架，上設(shè)有一通槽，端部周圈設(shè)有螺栓孔，外套 筒套裝在模芯支架外。 與繞線模相適應(yīng)的繞線模板為圓盤狀，中間一端面開有長方形凹槽，邊部設(shè)有凹 孔。模芯支架的主要作用一是與繞線機(jī)固定聯(lián)接，二是聯(lián)接第一片繞線模板，三是用于支撐 外套筒。 繞線模板的主要作用是放置分體式定子鐵芯，二是與外套筒聯(lián)接。
外套筒的主要作用是固定多組繞線模板。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的分體式定子線圈繞制方法及繞線模裝所具有的有益效 果是采用該繞制方法，分體式定子鐵芯拼裝收緊后只有6個(gè)出線端，按電機(jī)的設(shè)計(jì)要求只 需將其中的3個(gè)出線端焊接在一起，即完成了電機(jī)定子的接線操作，與單包繞制的18個(gè)出 線端相比較l.節(jié)約了定子線圈包與包之間連線的材料；2.改進(jìn)了傳統(tǒng)的定子線圈手工繞 制方法，由于使用了繞線機(jī)及繞線模、排線模、計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)了半機(jī)械化生產(chǎn)；保證了繞線時(shí) 線的松緊度要求；工人操作簡單、勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，且效率大幅提高，每班次以3人計(jì)可 生產(chǎn)20-25臺(tái)定子；3.使用該方法后由于線圈是直接繞在分體式定子鐵芯上，端部尺寸明 顯減小，以EM180ST01為例，漆包線的用量比整體式減少15X。 4.使用繞線機(jī)繞制線圈，可 以很好的保證電機(jī)定子線圈3相電阻值的平衡，且電機(jī)的線圈間只有一個(gè)焊接頭，提高了 電機(jī)的性能穩(wěn)定性。繞線模裝置結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便，特別適用于六個(gè)分體式定子線圈 的繞制。
圖1是本發(fā)明模芯支架結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1右視圖；
圖3是外套筒剖示結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖3的右視圖； 圖5每相有6組分體式定子鐵芯齒繞制方法示意圖； 圖6是每相有6組分體式定子鐵芯齒繞制后排列在外套筒內(nèi)的示意圖；
圖7是繞線模板主視示意圖；
圖8是圖7的A-A剖示示意圖。 圖1-8是本發(fā)明的最佳實(shí)施例。其中1軸頭2模芯支架3、9螺栓4模芯支架繞 線模板5凹孔6分體式定子鐵芯安裝凹槽7通槽8外套筒10、 11 、 12、 13、 14、 156組分體式 定子鐵芯齒繞組16繞線機(jī)頂針17繞線機(jī)頂緊圓盤18繞線模板。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附1-8是本發(fā)明的交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)分體式定子線圈的繞 制方法做進(jìn)一步說明
參照?qǐng)D1-8
4
該繞線模裝置主要由模芯支架2、5片單獨(dú)的繞線模板18及可滑動(dòng)的外套筒8構(gòu) 成。繞線模包括模芯支架2和外套筒8，模芯支架2兩端部為圓形，一端部圓盤外設(shè)有與繞 線機(jī)固定的軸頭1，另一端部設(shè)置有繞線模板4，繞線模板4為圓盤狀中間一端面開有長方 形分體式定子鐵芯安裝凹槽6，邊部設(shè)有凹孔5。外套筒8為圓形，直徑大于模芯支架2，上 設(shè)有一通槽，端部周圈設(shè)有螺栓孔，外套筒8套裝在模芯支架2外。
參照?qǐng)D7-8 與繞線模相適應(yīng)的繞線模板18為圓盤狀，根據(jù)設(shè)計(jì)要求可設(shè)置多個(gè)，繞線模板18 中間一端面開有長方形分體式定子鐵芯安裝凹槽6，邊部設(shè)有凹孔5。 操作時(shí)將外套筒8套在模芯支架2上，繞線模模芯支架2及第1組分體式定子鐵 芯齒固定在繞線機(jī)上，繞制好一個(gè)分體式定子鐵芯齒繞組10后，再放入第1片繞線模板18 及第2組分體式定子鐵芯齒用滑動(dòng)外套筒8及繞線機(jī)將其固定，將第一個(gè)定子繞組10的末 頭從第1片繞線模板4的凹槽中引出直接繞制第二個(gè)分體式定子鐵芯齒繞組11，依次類推， 將6個(gè)定子繞組包繞制好，最后把外套筒8移回原位，將10、11、12、13、14、156個(gè)繞組包取
出就可以了。
實(shí)施例1 下面以電機(jī)EM180ST01為例具體說明其加工操作步驟 型號(hào)為EM180ST01的交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)其分體式定子鐵芯由18組分體式 定子鐵芯齒組成，每相下有6組分體式定子鐵芯齒，繞線圖如圖5所示，電磁方案為鐵芯長 L = 120mm ;線規(guī)12-01. 56mra并繞；匝數(shù)20匝。
EM180ST01電機(jī)每相下6個(gè)定子齒線圈的繞制過程 1、在分體式定子鐵芯齒的齒槽內(nèi)包上F級(jí)槽絕緣紙，鐵芯齒的端部扣上絕緣端 板。 2、將外套筒8套在模芯支架2上，繞線模裝置模芯支架2及第1組分體式定子鐵 芯齒頂緊在繞線機(jī)上。繞組的起頭由排線模引出穿過模芯支架2的凹槽旋緊在螺釘上，移 動(dòng)外套筒8通過3個(gè)螺釘控制其與模芯支架2的相對(duì)位置。然后按照繞線圖要求逆時(shí)針即 從附圖5箭頭方向旋轉(zhuǎn)繞線機(jī)，通過計(jì)數(shù)器控制20匝時(shí)繞線機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。為防止線圈松動(dòng) 脫落，在線圈的最后2匝處扎上尼龍?jiān)鷰?。第一組繞組即繞制完成。 3、松開繞線機(jī)頂尖16，用手托住第一組分體式定子鐵芯繞組IO，在其右面放入第 一塊繞線模板18和第二組分體式定子鐵芯齒。將第一個(gè)鐵芯繞組10的末端從繞線模板4 的凹孔5中引出。松開固定外套筒8與模芯支架2的兩個(gè)螺釘9，右向移動(dòng)外套筒8，找正外 套筒8與繞線模板18上相對(duì)應(yīng)的螺釘孔后將其用螺釘9固定，用繞線機(jī)將繞線模及分體式 定子鐵芯組頂緊固定。在通過繞線模板凹孔5中的繞組外套上硅管，然后按照?qǐng)D5繞線圖 要求順時(shí)針旋轉(zhuǎn)繞線機(jī)，通過計(jì)數(shù)器控制20匝時(shí)繞線機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。為防止線圈松動(dòng)脫落， 在線圈的最后2匝處扎上尼龍?jiān)鷰А５诙M繞組11即繞制完成。 4、重復(fù)第3步操作，將第二塊繞線模板18和第三組分體式定子鐵芯齒頂緊在繞線 機(jī)上。按照?qǐng)D5繞線圖要求逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)繞線機(jī)，通過計(jì)數(shù)器控制20匝時(shí)繞線機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 為防止線圈松動(dòng)脫落，在線圈的最后2匝處扎上尼龍?jiān)鷰АＳ捎诘谌c第四個(gè)繞組包的線 圈跨度較大，繞線機(jī)再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一圈，以作為第三、第四線圈包的連接線，第三組繞組即 繞制完成。
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5、如附圖8 :重復(fù)第2、3、4歩，將一相下的6組定子齒線圈繞制完成。繞組線圈的 末頭留適當(dāng)長度做為引出線使用。 6、松開繞線機(jī)頂尖16及外套筒3的螺釘9，將外套筒3移回原位，取出繞制好的 10、11、12、13、14、156組定子繞組即可。
權(quán)利要求
分體式定子線圈的繞制方法，其特征在于1.1設(shè)置繞線模和與繞線模相適應(yīng)的繞線模板構(gòu)成的繞線模裝置；1.2將繞線模的外套筒(8)套在模芯支架(2)上，繞線模模芯支架(2)及第1組分體式定子鐵芯齒固定在繞線機(jī)上，把分體式定子鐵芯一端安裝在繞線模的模板上，用繞線機(jī)的另一端頂緊；1.3將繞組直接繞制在第1組分體式定子鐵芯上；1.4將繞線模的外套筒(8)向前拉，放入第1片繞線模板(18)及第2組分體式定子鐵芯齒滑動(dòng)外套筒及繞線機(jī)將其固定，將一個(gè)定子繞組的末頭從第1片繞線模板的凹槽中引出直接繞制第二組分體式定子鐵芯齒繞組；1.5重復(fù)1.4，將第二塊繞線模板(18)和第三組分體式定子鐵芯齒頂緊在繞線機(jī)上，按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)繞線機(jī)，直接繞制第三組分體式定子鐵芯齒繞組；1.6重復(fù)第1.4、1.5操作，將一相下的6組定子齒線圈繞制完成，繞組線圈的末頭留適當(dāng)長度做為引出線使用；1.7松開繞線機(jī)頂尖及外套筒(8)螺釘，將外套筒(8)移回原位，取出繞制好的6組定子繞組，最后把外套筒(8)移回原位，將6個(gè)繞組包(10、11、12、13、14、15)取出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式定子線圈繞制方法用繞線模裝置，其特征在于繞線 模包括模芯支架(2)和外套筒(8)，模芯支架(2)兩端部為圓形，一端部圓盤外設(shè)有與繞線 機(jī)固定的軸頭(l)，另一端部設(shè)置有繞線模板(4)，外套筒(8)為圓形，直徑大于模芯支架 (2)，上設(shè)有一通槽(7)，端部周圈設(shè)有螺栓孔，外套筒(8)套裝在模芯支架(2)夕卜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的分體式定子線圈繞制方法用繞線模裝置，其特征在于與 繞線模相適應(yīng)的繞線模板(18)為圓盤狀，中間一端面開有長方形凹槽(6)，邊部設(shè)有凹孔 (5)。
全文摘要
分體式定子線圈繞制方法及繞線模裝置，屬于交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)制作領(lǐng)域。廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化和軍事裝備，如數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、醫(yī)療器械、石油、化工、冶金、雷達(dá)天線等。其特征在于設(shè)置繞線模和與繞線模相適應(yīng)的繞線模板構(gòu)成的繞線模裝置；將繞線模的外套筒(8)套在模芯支架(2)上，繞線模模芯支架(2)及第1組分體式定子鐵芯齒固定在繞線機(jī)上，把分體式定子鐵芯一端安裝在繞線模的模板上，用繞線機(jī)的另一端頂緊；將繞組直接繞制在第1組分體式定子鐵芯上。具有輸出功率大、體積小，低速性能好，過載能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K15/085GK101783553SQ20091001394
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月17日
發(fā)明者于慶彬 申請(qǐng)人:山東山博電機(jī)集團(tuán)有限公司