專利名稱：疊片嵌合式定子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
疊片嵌合式定子
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電機(jī)定子技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種疊片嵌合式定子。背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電機(jī)定子鐵芯是由若干片定子沖片疊壓后一體成型的，其中，完整的單片定子沖片在其磁軛內(nèi)沿凸伸出若干個(gè)指向定子沖片中心的齒片，因此，定子鐵芯由定子軛部和定子齒部組成的，定子線圈則是纏繞于定子齒部上，這就存在如下的技術(shù)問題定子制造過程中，繞線不方便，即直接在定子鐵芯上進(jìn)行繞線作業(yè)，由于進(jìn)線槽口(相鄰定子齒部之間的間隙)小，造成繞線操作空間小，為此需要購置針式繞線機(jī)，而針式繞線機(jī)設(shè)備投資成本高，目前必需進(jìn)口，資金實(shí)力小的廠家無法普及，仍沿用人工繞線作業(yè)，雖然價(jià)格較昂貴的針式繞線機(jī)比起人工繞線工效有所提高，但是由于性價(jià)比不高，用戶還是嫌其繞線速度慢、繞線效率低、繞線工藝成本高等等不足，繞線制造費(fèi)高則間接反映到電機(jī)單位產(chǎn)品成本難以下降。再者，針式繞線機(jī)在繞線時(shí)，僅能一個(gè)定子齒部接一個(gè)定子齒部地進(jìn)行繞線動(dòng)作， 單位時(shí)間繞線產(chǎn)量小，僅能繞制40個(gè)線圈/小時(shí)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種繞線方便、制造成本低、槽滿率高的疊片嵌合式定子，該定子在正常工作時(shí)能提高電機(jī)效率。為解決上述問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下疊片嵌合式定子，其由多個(gè)獨(dú)立纏繞線圈的極靴模塊呈放射狀與具有中心孔的導(dǎo)磁體嵌合組成，每個(gè)極靴模塊迭厚皆相同，其由長極靴沖片與短極靴沖片交替疊積、鉚壓而成，長極靴沖片由靴冠、靴身和延伸自靴身的靴腳組成，短極靴沖片僅由靴冠和靴身組成， 從而形成極靴模塊的靴冠部、靴身部和靴腳部，相鄰極靴模塊的靴身部之間形成供線圈占積的線槽空間，導(dǎo)磁體的迭層數(shù)與極靴模塊的迭層數(shù)相等，其由若干層閉合的導(dǎo)磁環(huán)沖片與若干層半開放的導(dǎo)磁環(huán)片交替疊積成的等徑結(jié)構(gòu)，每層半開放的導(dǎo)磁環(huán)片由若干段導(dǎo)磁環(huán)截片周向間隔排列組成，使得導(dǎo)磁體中每層半開放的導(dǎo)磁環(huán)片的相鄰導(dǎo)磁環(huán)截片之間形成與所有極靴模塊的靴腳數(shù)量相等且形狀互補(bǔ)的鑲嵌空隙，所有靴模塊的靴腳皆層層嵌插到相應(yīng)的鑲嵌空隙后與導(dǎo)磁體固定成一體。上述靴腳的遠(yuǎn)端皆呈尖形，所有極靴模塊靴腳部的遠(yuǎn)端皆外露于導(dǎo)磁體外周面， 且與導(dǎo)磁體整體焊接。靴腳尖與導(dǎo)磁體焊接的同時(shí)，亦強(qiáng)化了導(dǎo)磁體自身的固定效果，組合后整個(gè)定子其焊接作業(yè)一步到位。上述極靴模塊的形狀、規(guī)格皆相同。上述交替疊積的若干層閉合的導(dǎo)磁環(huán)沖片與若干層半開放的導(dǎo)磁環(huán)片通過鉚壓或扣壓來固定彼此之間的連接，且每層中的導(dǎo)磁環(huán)截片以相等弧長、相等角向距離與相間層中的導(dǎo)磁環(huán)截片對齊排列。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下由于徹底顛復(fù)了電機(jī)定子設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，電機(jī)定子開創(chuàng)性地由一個(gè)導(dǎo)磁體和多個(gè)獨(dú)立纏繞線圈的極靴模塊裝配而成，且實(shí)現(xiàn)了極靴模塊在定子外預(yù)先進(jìn)行方便的繞線作業(yè)， 摒棄了直接在定子上逐個(gè)繞線于定子齒部的傳統(tǒng)繞線作業(yè)模式，免受定子齒部之間空間干擾，降低了繞線工藝要求，可配套使用高速排線機(jī)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了極靴模塊的多模塊并進(jìn)繞線模式，繞線速度大幅度攀升，單位時(shí)間繞線產(chǎn)量高，繞線繞制費(fèi)大幅度降低，與針式線繞機(jī)相比，高速排線機(jī)設(shè)備投資少，可國產(chǎn)化，產(chǎn)量為150個(gè)線圈/小時(shí)，其回報(bào)率高；獨(dú)創(chuàng)性的極靴模塊繞線后再一一插裝到導(dǎo)磁體上，裝配作業(yè)易于實(shí)施，組裝工效高；繞線槽滿率高由于在定子外的極靴模塊上進(jìn)行直線排列的整齊繞線作業(yè)，保證了線圈隔距的均一性，且不受繞線線徑材料粗細(xì)的影響，由于繞線槽滿率高，從而提高了電機(jī)效率；模塊化設(shè)計(jì)的極靴由小型極靴沖片組成，矽鋼片邊角廢料利用率高。
圖1為長極靴沖片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為短極靴沖片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出了本實(shí)用新型的極靴模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為導(dǎo)磁環(huán)沖片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5示出了由九片導(dǎo)磁環(huán)截片所圍成的半開放的導(dǎo)磁環(huán)片的示意圖；圖6為本實(shí)用新型的導(dǎo)磁體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7示出了纏繞有線圈的極靴模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8示出了未固定妥當(dāng)?shù)亩ㄗ油庑螆D；圖9為本發(fā)明疊片嵌合式定子的俯視圖。
具體實(shí)施方式請參閱圖1和圖2所示，長極靴沖片11呈類丁字形，它是由靴冠111、靴身112和靴腳113組成的一個(gè)單一整體，靴腳113的遠(yuǎn)端呈尖形，而短極靴沖片12僅由靴冠121和靴身122組成的一個(gè)單一整體，其中，長極靴沖片11與短極靴沖片12具有相等的厚度，且靴冠111和靴冠121在形狀、尺寸上是相同的，靴身112和靴身122寬度相等。在圖3中， 極靴模塊1由靴冠部la、靴身部Ib和靴腳部Ic組成。作為示例，極靴模塊1經(jīng)由三片短極靴沖片12與二片長極靴沖片11交替疊積、鉚壓固定在一起，再通過設(shè)于靴身部Ib的鉚扣 Id來固定彼此之間連接成一體，且可見長極靴沖片11的靴身112比短極靴沖片12的靴身 122稍長些。每一片長極靴沖片11、每一片短極靴沖片12均經(jīng)過絕緣處理。接著參考圖4和圖5所示，閉合的導(dǎo)磁環(huán)沖片21為具有中心孔的單一整片結(jié)構(gòu)， 在本實(shí)施例中，半開放的導(dǎo)磁環(huán)片由九段相同規(guī)格的導(dǎo)磁環(huán)截片22以周向等距圓周角度排列組成的一假想的環(huán)片，且該假想的環(huán)片與導(dǎo)磁環(huán)沖片21具有相等的內(nèi)外徑，每一導(dǎo)磁環(huán)截片22的厚度與導(dǎo)磁環(huán)沖片21的厚度都相等。作為示例，在圖6中，導(dǎo)磁體2由導(dǎo)磁環(huán)沖片21與半開放的導(dǎo)磁環(huán)片交替疊積、鉚壓而成，具體則是通過連環(huán)互鎖鉚壓方式將每層
4各導(dǎo)磁環(huán)截片22分別與相鄰層導(dǎo)磁環(huán)沖片21鉚接為一個(gè)固定成一體的導(dǎo)磁體2，由圖中可見通過九個(gè)鉚扣6將所有導(dǎo)磁環(huán)截片22與所有導(dǎo)磁環(huán)沖片21實(shí)現(xiàn)鉚接，當(dāng)然也可以通過扣片扣壓方式將松散的導(dǎo)磁體2固定成一體。導(dǎo)磁環(huán)沖片21有三層，半開放的導(dǎo)磁環(huán)片有二層，三層導(dǎo)磁環(huán)沖片21分別位于導(dǎo)磁體2的最上層、中間層和最底層，其剩下的第二層、 第四層皆由半開放的導(dǎo)磁環(huán)片占據(jù)，其中，位于第二層半開放的導(dǎo)磁環(huán)片上的每一導(dǎo)磁環(huán)截片22與位于第四層半開放的導(dǎo)磁環(huán)片上的相對應(yīng)導(dǎo)磁環(huán)截片22 —一對齊，在第二層中形成共九個(gè)相等間隔的鑲嵌空隙20，同樣地，在第四層中亦形成共九個(gè)相等間隔的鑲嵌空隙20，上、下各九個(gè)鑲嵌空隙20 —一對齊。每一片導(dǎo)磁環(huán)沖片21、每一片導(dǎo)磁環(huán)截片22均經(jīng)過絕緣處理。導(dǎo)磁體2的疊厚與每一極靴模塊1的疊厚都相等。圖7示出了一個(gè)極靴模塊1，該獨(dú)立的極靴模塊1在其靴身部Ib上纏繞有線圈3， 它可以在開放的、不受外部空間干擾的情況下繞線，在圖8中，作為示例，共示出了九個(gè)皆纏繞了線圈3的極靴模塊1，相鄰極靴模塊1之間形成線槽空間4，極靴模塊1的各靴腳113 一一嵌插導(dǎo)磁體2相應(yīng)的鑲嵌空隙20，從而形成一個(gè)組合的、還未固定妥當(dāng)?shù)亩ㄗ樱Y(jié)合圖 6所示，更為詳細(xì)地說，是將位于第二層、第四層的長極靴沖片11各自的靴腳113分別與第二層、第四層相對應(yīng)的鑲嵌空隙20鑲嵌結(jié)合，其余剩下的位于最上層、中間層和最底層的短極靴沖片12各自靴身122的端弧面則與分別位于最上層、中間層和最底層的導(dǎo)磁環(huán)沖片 21內(nèi)環(huán)壁相吻合抵觸，請參考圖1 圖3所示。當(dāng)均纏繞了線圈3的所有極靴模塊1呈放射狀逐一嵌插導(dǎo)磁體2相應(yīng)的鑲嵌空隙 20完畢后，每個(gè)極靴模塊1上各長極靴沖片11的靴腳113的遠(yuǎn)端皆伸出導(dǎo)磁體外，并且所有靴腳113的遠(yuǎn)端皆與導(dǎo)磁體2焊接固定在一起，圖9中示出的是固定成型后的疊片嵌合式定子，圖中所示的九個(gè)焊接縫5即表示每一極靴模塊1的靴腳部Ic遠(yuǎn)端皆與導(dǎo)磁體2焊接固定，結(jié)合圖1、圖7所示。眾所周知，進(jìn)線槽口的理想間隙為0. 5mm。如圖9所示，每個(gè)極靴模塊1的靴冠部 Ia所具有的內(nèi)凹曲面具有相同曲率半徑，放射狀分布的9極靴模塊1形成一未完全封閉的中心圓，由于本疊片嵌合式定子鐵芯實(shí)現(xiàn)了在極靴模塊上(即成型定子鐵芯外)直接繞線， 據(jù)此，每個(gè)鑲嵌空隙20的規(guī)格設(shè)計(jì)，可以不受繞線方式、繞線線徑等因素的制約，按照理想的間隙進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保相鄰極靴模塊1的靴冠部Ia之間的間隙控制在0. 5mm。因此電機(jī)振動(dòng)小、啟動(dòng)效率高。下面以五片式疊積的導(dǎo)磁體和九個(gè)極靴模塊構(gòu)成一完整定子為例來描述本實(shí)用新型的裝配過程。1)裝配準(zhǔn)備在同樣厚度上且經(jīng)過絕緣處理的電工鋼板(矽鋼片)上沖壓得到5 片導(dǎo)磁環(huán)沖片21，并將其中任意2片導(dǎo)磁環(huán)沖片21截得相同規(guī)格、相同形狀的18片導(dǎo)磁環(huán)截片22，如圖4 5所示。2)請參閱圖6所示，最底層放置1片導(dǎo)磁環(huán)沖片21，其上放置9片導(dǎo)磁環(huán)截片22， 它們是以周向等距圓周角度排列，確保相鄰導(dǎo)磁環(huán)截片22間隔相等，接著再放置1片導(dǎo)磁環(huán)沖片21，然后再次以同樣的手法、同樣的放置位置疊置剩下的9片導(dǎo)磁環(huán)截片22，最后放置最上層1片導(dǎo)磁環(huán)沖片21，如此交替疊積完畢后在機(jī)器上進(jìn)行鉚壓后即可獲得一導(dǎo)磁體 2，該導(dǎo)磁體2中的每層相鄰導(dǎo)磁環(huán)截片22之間形成鑲嵌空隙20。[0037]3)在上述電工鋼板(矽鋼片)上沖壓得到18片相同規(guī)格的長極靴沖片11和27 片相同規(guī)格的短極靴沖片12，如圖1 2所示，長極靴沖片11和短極靴沖片12皆呈類丁字形。4)按2片長極靴沖片11與3片短極靴沖片12為一組交替堆疊，最頂層、中間層、 最底層的均為短極靴沖片12，第二、第四的為長極靴沖片11，然后在機(jī)器上進(jìn)行鉚壓固定， 共得到9組極靴模塊1，如圖3所示。5)極靴模塊繞線工序按圖7所示，將9個(gè)極靴模塊1 一起安裝到排式繞線機(jī)上同時(shí)進(jìn)行單獨(dú)繞線。6)嵌插按圖6 圖8所示，逐個(gè)嵌插纏繞有線圈3的極靴模塊1，使得每個(gè)極靴模塊1上的每一靴腳113層層嵌插到導(dǎo)磁體2相應(yīng)的鑲嵌空隙20。7)固定連接如圖9所示，將每個(gè)極靴模塊1靴腳113遠(yuǎn)端焊接在導(dǎo)磁體1外周面上，得到圖9所示固定成型后的疊片嵌合式定子，結(jié)合圖6、圖7。8)接線構(gòu)成每相中的線圈逐個(gè)連接，并引出外接引線。此為本行業(yè)常規(guī)操作，在此不再贅述。本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然明白，可對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作出各種修改和變形而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的范圍，本說明書和示例應(yīng)當(dāng)看作僅僅是例示性的，并非是對本實(shí)用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)?shù)弥诒緦?shí)用新型公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，凡是與本實(shí)用新型具有相同或相近的技術(shù)方案，均仍然屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種疊片嵌合式定子，其特征在于其由多個(gè)獨(dú)立纏繞線圈的極靴模塊呈放射狀與具有中心孔的導(dǎo)磁體嵌合組成，每個(gè)極靴模塊迭厚皆相同，其由長極靴沖片與短極靴沖片交替疊積、鉚壓而成，長極靴沖片由靴冠、靴身和延伸自靴身的靴腳組成，短極靴沖片僅由靴冠和靴身組成，從而形成極靴模塊的靴冠部、靴身部和靴腳部，相鄰極靴模塊的靴身部之間形成供線圈占積的線槽空間，所述導(dǎo)磁體的迭層數(shù)與極靴模塊的迭層數(shù)相等，其由若干層閉合的導(dǎo)磁環(huán)沖片與若干層半開放的導(dǎo)磁環(huán)片交替疊積成的等徑結(jié)構(gòu)，每層半開放的導(dǎo)磁環(huán)片由若干段導(dǎo)磁環(huán)截片周向間隔排列組成，使得導(dǎo)磁體中每層半開放的導(dǎo)磁環(huán)片的相鄰導(dǎo)磁環(huán)截片之間形成與所有極靴模塊的靴腳數(shù)量相等且形狀互補(bǔ)的鑲嵌空隙，所有靴模塊的靴腳皆層層嵌插到相應(yīng)的鑲嵌空隙后與導(dǎo)磁體固定成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊片嵌合式定子，其特征在于所述靴腳的遠(yuǎn)端皆呈尖形，所有極靴模塊靴腳部的遠(yuǎn)端皆露出導(dǎo)磁體外周面，且與導(dǎo)磁體整體焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的疊片嵌合式定子，其特征在于所述極靴模塊的形狀、規(guī)格皆相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的疊片嵌合式定子，其特征在于所述交替疊積的若干層閉合的導(dǎo)磁環(huán)沖片與若干層半開放的導(dǎo)磁環(huán)片通過鉚壓或扣壓來固定彼此之間的連接，且每層中的導(dǎo)磁環(huán)截片以相等弧長、相等角向距離與相間層中的導(dǎo)磁環(huán)截片對齊排列。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種疊片嵌合式定子，它是由多個(gè)獨(dú)立纏繞線圈的極靴模塊呈放射狀與具有中心孔的導(dǎo)磁體嵌合組成，每個(gè)極靴模塊迭厚皆相同且由長、短極靴沖片交替疊積、鉚壓而成，導(dǎo)磁體由周向間隔環(huán)狀排列的多個(gè)導(dǎo)磁環(huán)截片一同與導(dǎo)磁環(huán)沖片交替疊積，導(dǎo)磁體每層相鄰導(dǎo)磁環(huán)截片之間形成與所有極靴模塊的靴腳數(shù)量相等且形狀互補(bǔ)的鑲嵌空隙，兩者鑲嵌后固接成一體。定子采用上述技術(shù)方案后，極靴模塊在定子外繞線作業(yè)方便，降低繞線工藝要求，實(shí)現(xiàn)極靴模塊的多頭并進(jìn)繞線，單位時(shí)間繞線產(chǎn)能高，繞制費(fèi)低，且繞線槽滿率高，提高電機(jī)效率，極靴模塊繞線后再與導(dǎo)磁體嵌插，裝配易實(shí)施、工效高。
文檔編號(hào)H02K1/16GK202206209SQ20112031638
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者吳建榮, 杜小兵 申請人:浙江迪貝電氣股份有限公司