特殊用途無刷同步發(fā)電機(jī)線圈成型工藝及應(yīng)用*

李冬敏,楊思明

(蘭州電機(jī)股份有限公司,甘肅蘭州 730050)

特殊用途無刷同步發(fā)電機(jī)線圈成型工藝及應(yīng)用*

李冬敏,楊思明

(蘭州電機(jī)股份有限公司,甘肅蘭州 730050)

一種新型的無刷同步發(fā)電機(jī)定子線圈,由于該線圈是散線多根單繞且多根并聯(lián),鼻端要扭轉(zhuǎn)90°,此類線圈在電機(jī)設(shè)計(jì)中第一次采用,制作難度大,線圈端部間隙小,長度短,下線空間小,故采用六聯(lián)多根并繞成型新工藝及線圈漲型模的設(shè)計(jì)解決這一難題,已獲實(shí)用型專利(專利號:ZL201320271421.9)。

六聯(lián)并繞梭形線圈;繞線模;漲型模

0 引 言

有些特殊用途的無刷同步發(fā)電機(jī)一般都有功率大體積小重量輕等要求,故只有提高槽滿率縮短定子鐵心等方法才能實(shí)現(xiàn),現(xiàn)有技術(shù)是單札繞制成線圈,再將端部剪開與另一線圈焊接,形成并聯(lián),此方法有諸多弊端,焊頭多且容易虛焊,造成線圈斷路。焊接處絕緣包扎困難,由于高溫焊接,易破壞絕緣,造成電機(jī)斷路;焊頭多,制造周期長;故設(shè)計(jì)采用近百根細(xì)的裸銅線繞制定子線圈,繞1轉(zhuǎn)為1圈,6圈為1聯(lián),它的特點(diǎn)是散線多根單繞,而且6圈并聯(lián),鼻端要扭轉(zhuǎn)90°,此類線圈在電機(jī)設(shè)計(jì)中第一次采用,制作難度大,線圈端部間隙小,端部長度短,下線空間小,用通常繞制散線的方法制作,鼻端無法成形,不利通風(fēng)散熱,用圈式線圈的方法繞制,存在諸多技術(shù)難題,如沒有閉合,而且是6圈并聯(lián),每聯(lián)線圈引出線長等,線圈是電機(jī)的心臟,線圈成形是電機(jī)制造過程中的一道關(guān)鍵工序,其制作質(zhì)量直接影響電機(jī)的性能與壽命。

1 成型工藝

采用將原設(shè)計(jì)棱形平繞改為梭形立繞,然后將線圈直線端夾牢,向兩邊漲型,達(dá)到線圈寬度,使端部在漲型中自然成形的新工藝方法。由于線圈是多根單繞六聯(lián),在繞制梭形時須六聯(lián)同繞,須散嵌線圈按成型線圈的制造工藝,若用常規(guī)繞線模繞制,由于引出線太長,既凌亂又影響其他線圈繞制,而且過橋線部分彎曲嚴(yán)重,影響線圈美觀,造成整形、嵌線困難,故設(shè)計(jì)了專用繞線模,由于單層線圈沒有閉合,其成型不能使用專用漲型機(jī),為此特設(shè)計(jì)了定子線圈漲型模。線圈制造成型進(jìn)行絕緣處理。

2 線圈繞線模和漲型模的設(shè)計(jì)[1-2]

2.1線圈繞線模的設(shè)計(jì)

圖1中模芯為兩半結(jié)構(gòu),中間坡面過渡,模芯分別與相鄰隔板固定,便于拆下繞制好的線圈,圖2中過橋線板為專用過橋線板,材料為鑄鋁,按線圈繞制時跨槽轉(zhuǎn)的角度銑6條斜槽,把合在兩側(cè)板過橋處,實(shí)現(xiàn)了大過橋,繞制時無死彎,順利過橋,便于成型。此線圈是近百根細(xì)的裸銅線繞制,繞1轉(zhuǎn)為1圈,6圈為1聯(lián),是散線多根單繞,而且6圈并聯(lián),用線夾夾牢,圖3為繞制后線圈。

圖1 繞線模

此繞線模屬新型結(jié)構(gòu),經(jīng)現(xiàn)場繞制線圈,使用方便,可靠,過橋容易,為后序漲型奠定了基礎(chǔ)。

圖2 繞線模局部

圖3 繞制后線圈

2.2 漲型模設(shè)計(jì)

圖4為漲型模圖。

圖4 漲型模

一種六聯(lián)并繞梭形線圈漲型模,是在底模的兩端設(shè)置有上模和下模;上、下模上設(shè)置有左右對稱的上、下線圈直線端導(dǎo)向桿,且上、下線圈直線端導(dǎo)向桿在上、下模上滑動;并在線圈直線端導(dǎo)向桿上固定連接有上、下線圈直線端定位板,且上、下線圈直線端定位板上均勻設(shè)有六個撐線槽;底模上設(shè)置有與上、下線圈直線端導(dǎo)向桿平行的上、下線圈漲型拉緊裝置;底模上還設(shè)置有與上、下線圈直線端導(dǎo)向桿垂直的出線端鼻和非出線端鼻,并在出線端鼻和非出線端鼻上分別設(shè)置有扭斜308斜槽撐線塊來固定線圈端部;并在出線端鼻和非出線端鼻上分別設(shè)置有撐線槽,且出線端鼻與非出線端鼻上的撐線槽相交錯;出線端鼻和非出線端鼻分別通過導(dǎo)向滑桿連接有端鼻拉緊裝置。解決了鼻端無法成形、線圈沒有閉合等問題,滿足了六聯(lián)并繞梭形線圈的繞制需求。

2.3 漲型方案的具體實(shí)施

將散線按立式繞制方法用圖1繞線模六聯(lián)并繞成梭形如圖4,將線圈下層直線端分別固定于漲型模下層定位板槽中,測量調(diào)整端部尺寸,用壓線板將其固定,然后將漲型?；謴?fù)至初始位置如圖5,再將線圈上層直線端分別固定于漲型模上層定位板槽中,用壓線板將其固定,出線端鼻用鼻端線夾將引線固定,非出線端鼻用與線圈端部直徑一致的鼻桿固定,用端鼻拉緊裝置拉緊端鼻兩邊,保證線圈直線端長度及漲型前端部長度。然后將端部拉緊裝置卸下,讓導(dǎo)向滑桿自由滑動,分別啟動上、下漲型拉緊裝置的絲杠,使上下模在絲杠的帶動下順利沿上、下線圈直線端導(dǎo)向桿運(yùn)動,兩邊同時向反方向旋扭絲杠,上、下模同時撐開,將線圈直線部分漲開,當(dāng)直線部分漲至限位板時線圈漲型完成。同時出線端鼻和非出線端鼻向內(nèi)滑動,保證鼻端高度尺寸及鼻端90°扭斜成型。

圖5 漲型模初始狀態(tài)

3 結(jié) 論

該多根、單繞、六聯(lián)線圈經(jīng)梭形模繞制,漲形模成形,制成線圈后尺寸符合圖紙要求,特別是鼻端形狀扭轉(zhuǎn)自然、光滑,形狀一致。經(jīng)電機(jī)下線驗(yàn)證,下線容易,線圈端部成形一致,間隙均勻,鼻端綁扎容易,固定牢固,利于通風(fēng)散熱,纏繞絕緣容易,電機(jī)經(jīng)試驗(yàn)合格,滿足設(shè)計(jì)要求。該工藝方法可靠、可行,是一種加工此類線圈的新工藝,新方法。所設(shè)計(jì)的工裝操作方便滑動靈活、定位準(zhǔn)確,線圈成形尺寸一致。

該線圈成形工藝能確保線圈質(zhì)量,已獲得實(shí)用新型專利,專利號為ZL201320271421.9,可在相關(guān)電機(jī)線圈制造工藝中推廣應(yīng)用。

[1] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

[2] 金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1982.

Forming Process and Application of Special Brushless Synchronous Generator Winding Coil

LI Dong-min,YANG Si-min
(Lanzhou Electric Corporation,Lanzhou Gansu 730050,China)

In this paper,a new type of brushless synchronous generator stator coil is introduced.This coil is a plenty of single line scattered around in parallel,and the nose to bend 90 degrees;it is the first time to apply such coils in rotor slot,thus it is difficult to product,the crest clearance of coil is small,and the length is short,the inserting winding space is small,so we adopt the new technology of six manifold multiple winding forming process and expansion mold of coil to solve this problem. The utility model patent has been applied.(Patent No.:ZL201320271421.9)

six manifold rhomb winding coil;winding mold;expansion mold

TM31

A

1007-4414(2015)05-0074-02

10.16576/j.cnki.1007-4414.2015.05.024

2015-08-18

李冬敏(1965-),女,河北撫寧人,工程師,主要從事電機(jī)工裝設(shè)計(jì)方面的工作。