一体化制作无铁芯盘式电机定子线圈的方法与流程

1.本发明涉及一种制作无铁芯盘式电机定子线圈的方法，具体地说，涉及一种可实现绕制、灌封、固化一体化制作无铁芯盘式电机定子线圈的方法。本发明属于无铁芯盘式电机制造技术领域。


背景技术：

2.由于无铁芯盘式电机具有结构紧凑、体积小、重量轻、输出转矩大、效率高的优点，被广泛地应用于安装空间紧凑且要求高转矩输出的场合，例如电动汽车、飞轮储能系统和工业控制设备等领域。传统的无铁芯盘式电机定子线圈的制作方法为：1、先绕制定子线包；2、然后，用丝线将绕制好的定子线包绑扎固定；3、将绑扎好的定子线包放置在整形模内，整形，使定子线包的外形尺寸符合设计要求；4、再将绑扎整形好的一个个定子线包彼此绑扎在一起，放置在灌封模具内，并用螺丝或者销钉将其固定限位在灌封模具内；5、最后，灌胶、加温固化。这种制作方法的弊端在于：工作效率低！产品合格率低！
3.通常，一台无铁芯盘式电机内有12个或24个定子线圈，传统的制作方法每个线包均需要绑扎，线包与线包之间还需要绑扎；由于绑扎好的定子线包外形不规则，尺寸不符合设计要求，还需要进行整形；整形后的定子线包需要再放置到灌封模具内，并手动用螺丝或者销钉固定在灌封模具。整个过程过于复杂，繁琐，而且，在整形的时候容易损伤漆包线，导致短路，整形后尺寸也不一定完全符合设计要求，工作效率低，产品合格率低。


技术实现要素：

4.鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种可实现绕制、灌封、固化一体化制作无铁芯盘式电机定子线圈的方法。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种一体化制作无铁芯盘式电机定子线圈的方法，它包括如下步骤：
6.a、先用绕线模芯、下板、上盖和固定板组装出四套单独的绕线模组；然后，将四套单独的绕线模组组合在一起，形成组合绕线模组；
7.b、将组合绕线模装到绕线电机主轴上缠绕铜线；
8.c、再用模套、灌胶模具底板和模芯组装形成一灌封模腔；
9.d、将绕线完毕的组合绕线模组放置在灌封模腔内；
10.e、卸下每个绕制模组的固定板和上盖，将其中的绕线模芯拆除，再固定好上盖和固定板；
11.f、在模芯上方压盖模芯上压板，在模套上方压盖好压圈，形成完整的灌封模具；
12.g、从每个绕线模组固定板上的通孔、上盖的灌胶孔处灌胶；
13.h、灌胶完毕后，将内置有组合绕线模组的灌胶模具放置到烘箱中，升温固化；
14.i、从烘箱中取出灌胶模具，卸下模具，一组成型的定子线圈就制作完成。
15.优选地，所述单独的绕线模组由绕线模芯、下板、上盖和固定板构成；所述下板位
于最下面，所述绕线模芯放置在所述下板的上面；所述上盖套在所述绕线模芯的上部，且所述上盖的顶面与所述绕线模芯的顶面位于同一水平面，所述上盖和所述下板之间留有绕线的空隙；所述固定板压盖在所述上盖和所述绕线模芯的顶面上方。
16.优选地，所述绕线模芯为扇形立体块，其外形尺寸与所要缠制的定子线圈的外形尺寸一致；贯穿所述绕线模芯的顶面和底面开有一带有内螺纹的螺孔和一安装孔。
17.优选地，所述下板为一扇形底板，其面积大于所述绕线模芯的面积；组装时，所述绕线模芯放置在所述下板上面；在所述下板的表面正对所述绕线模芯螺孔处，开有一贯穿所述下板的纵向的第一沉孔；正对所述绕线模芯安装孔处，开有一贯穿所述下板的纵向的第二沉孔；所述第一沉孔的最窄段内径与所述螺孔的内径一致，所述第二沉孔最窄段内径与所述安装孔的内径一致。
18.优选地，所述上盖为一扇形盖板，其厚度小于所述绕线模芯的厚度；所述上盖的中间部分开有一扇形的灌胶孔，该灌胶孔的大小、形状与所述绕线模芯的外形、大小一致；在所述上盖的两端分别设有一用于安装的盲孔。
19.优选地，所述固定板为一扇形盖板；在所述固定板的表面，与所述上盖表面的盲孔对应处，开有贯穿所述固定板的第三沉孔；与内嵌在所述上盖内的所述绕线模芯上的安装孔对应处开有贯穿所述固定板的第四沉孔；与所述绕线模芯上的螺孔对应处开有贯穿所述固定板的通孔。
20.优选地，所述灌胶模组由灌胶模具底板、模芯、模芯上压板、模套和压圈构成；所述模芯位于所述灌胶模具底板的中心处，缠绕有铜线的所述组合绕线模组围绕所述模芯放置在所述灌胶模具底板上；所述模套套在所述灌胶模具底板的侧壁外；所述模芯上压板压在所述模芯的上面，所述压圈压在所述模套的上面；所述灌胶模具底板、模套、和模芯围合构成一灌封模腔，缠绕有铜线的所述组合绕线模组容置在该灌封模腔内。
21.优选地，所述灌胶模具底板为一圆盘，其圆心处开有一内螺纹孔，在所述灌胶模具底板的中央处设有一用于卡固所述模芯的凸台，在所述灌胶模具底板的表面开有一圈用于放置所述绕线模组的凹槽；所述模芯为一圆盘，圆盘的中心处开有一带有内螺纹的通孔，所述模芯上、下表面的中央处各开有一圆形卡槽；所述模芯上压板为一圆盘，其中心处开有一沉孔，其底面中央处设有一与所述模芯圆形卡槽匹配的凸台。
22.优选地，所述模套为一圆环，其套在所述灌胶模具底板的侧壁外面；所述压圈为一圆环，所述压圈压在所述模套的上面；在所述压圈和模套的侧壁顶面开有若干内螺纹孔。
23.优选地，所述灌胶模具底板的凹槽内可放置三组所述组合绕线模组。
24.利用本发明公开的方法制作的无铁芯盘式电机定子线圈产品合格率高、产品质量优，且生成效率高。
附图说明
25.图1是构成本发明绕线模组的绕线模芯俯视图；
26.图2是图1的横剖视图；
27.图3是构成本发明绕线模组的下板俯视图；
28.图4是图3的横剖视图；
29.图5是构成本发明绕线模组的上盖俯视图；
30.图6是图5的横剖视图；
31.图7是构成本发明绕线模组的固定板俯视图；
32.图8是图7的横剖视图；
33.图9是本发明单独一套绕线模组的剖视结构示意图；
34.图10是本发明一组绕线模组的剖视结构示意图；
35.图11是本发明绕制的一组定子线圈俯视图；
36.图12是构成本发明灌封模组的灌封模具底板俯视图；
37.图13是图12的横剖视图；
38.图14是构成本发明灌封模组的模芯俯视图；
39.图15是图14的横剖视图；
40.图16是构成本发明灌封模组的模芯上压板俯视图；
41.图17是图16的横剖视图；
42.图18是构成本发明灌封模组的模套俯视图；
43.图19是图18的横剖视图；
44.图20是构成本发明灌封模组的压圈俯视图；
45.图21是图20的横剖视图；
46.图22是本发明形成的灌封模腔结构示意图；
47.图23是本发明绕线模组和灌封模组组合后结构示意图；
48.图24是本发明绕制有定子线圈的绕线模组和灌封模组组合结构示意图。
具体实施方式
49.下面结合附图和实施例对本发明的结构及特征进行详细说明。需要说明的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改，因此，说明书中公开的实施例不应该视为对本发明的限制，而仅是作为实施例的范例，其目的是使本发明的特征显而易见。
50.本发明提供的制作无铁芯盘式电机定子线圈的模具包括n套绕线模组和一套灌胶模组。
51.每套绕线模组由绕线模芯1、下板2、上盖3和固定板4构成。下板2位于最下面，绕线模芯1放置在下板2的上面；上盖3套在绕线模芯1的上部，且上盖3的顶面与绕线模芯1的顶面位于同一水平面，上盖3和下板2之间留有绕线的空隙；固定板4压盖在上盖3和绕线模芯1的顶面上方。
52.如图1、图2所示，绕线模芯1为扇形立体块，其外形尺寸与所要缠制的定子线圈的外形尺寸一致。贯穿绕线模芯1的顶面和底面开有一带有内螺纹的螺孔11和一安装孔12。
53.如图3、图4所示，下板2为一扇形底板，其面积大于绕线模芯1的面积。组装时，绕线模芯1放置在下板2上面。当绕线模芯1放置在下板2上时，在下板2的表面正对绕线模芯螺孔11处，开有一贯穿下板2的纵向的第一沉孔21；正对绕线模芯安装孔12处，开有一贯穿下板2的纵向的第二沉孔22；第一沉孔21的最窄段内径与螺孔11的内径一致，第二沉孔22最窄段内径与安装孔12的内径一致。
54.如图5、图6所示，上盖3为一扇形盖板，其厚度小于绕线模芯1的厚度。上盖3的中间部分开有一扇形的灌胶孔31，该灌胶孔的大小、形状与绕线模芯1的外形、大小一致。组装
时，绕线模芯1放置在上盖3的灌胶孔31内，即上盖3套在绕线模芯1的上部。在上盖3的两端分别设有一用于安装的盲孔32。
55.如图7、图8所示，固定板4为一扇形盖板，组装时，固定板4压在上盖3的上面，在固定板4的表面，与上盖3表面的盲孔32对应处，开有贯穿固定板4的第三沉孔41；与内嵌在上盖3内的绕线模芯1上的安装孔12对应处开有贯穿固定板4的第四沉孔42；与绕线模芯1上的螺孔11对应处开有贯穿固定板4的通孔43。
56.如图9所示，在绕制定子线圈前组装绕线模组时，先将下板2放在最下面；绕线模芯1放在下板2的上面；再将上盖3的灌胶孔31套在绕线模芯1的上部，并使上盖3的顶面和绕线模芯1的顶面位于同一水平面；上盖3与下板2之间留出绕线的空隙5；将固定板4压在上盖3上；最后通过长螺栓、螺钉将下板2、绕线模芯1、上盖3和固定板4组装固定在一起，形成一套单独的绕线模组。
57.然后，如图10所示，将4套单独的绕线模组叠加组合在一起形成一套组合的绕线模组，将其安装到绕线电机的主轴上绕铜线11。铜线11绕制完毕后，如果将绕线模组拆下，平放，形成一个圆，如图11所示，
58.定子线圈绕制完成后，需要组装灌胶模组。灌胶模组由灌胶模具底板6、模芯7、模芯上压板8、模套9和压圈10构成。模芯7位于灌胶模具底板6的中心处，三套缠绕有铜线的组合绕线模组围绕模芯7放置在灌胶模具底板6上；模套9套在灌胶模具底板6的侧壁外；模芯上压板8压在模芯7的上面，压圈10压在模套9的上面；灌胶模具底板6、模套9、模芯7围合构成一灌封模腔，缠绕有铜线的组合绕线模组容置在该灌封模腔内。
59.如图12、图13所示，灌胶模具底板6为一圆盘，其圆心处开有一内螺纹孔61，在灌胶模具底板6的中央处设有一用于卡固模芯7的凸台62，在灌胶模具底板6的表面开有一圈用于放置绕线模组的凹槽63。
60.如图14、图15所示，模芯7为一圆盘，圆盘的中心处开有一带有内螺纹的通孔71，模芯7上、下表面的中央处各开有一圆形卡槽72。
61.如图16、图17所示，模芯上压板8为一圆盘，其中心处开有一沉孔81，其底面中央处设有一与模芯圆形卡槽72匹配的凸台82。
62.如图18、图19所示，模套9为一圆环，其套在灌胶模具底板6的侧壁外面。如图20、图21所示，压圈10为一圆环，压圈10压在模套9的上面。为将压圈10和模套9连接在一起，在压圈10和模套9的侧壁顶面开有若干内螺纹孔101和91。
63.如图22所示，在组装灌胶模具时，先将模芯7卡固在灌胶模具底板6的中央处，再将模套9套在灌胶模具底板6的外面，形成灌封模腔。
64.如图23所示，将缠绕有铜线的绕线模组放置在模套9、灌胶模具底板6和模芯7形成的灌封模腔内；将模芯上压板8盖在模芯7的上面，将压圈10压在模套9的上面，通过长螺栓、螺钉将模芯上压板8、模芯7和灌胶模具底板6固定在一起，将压圈10和模套9固定在一起。
65.本发明利用绕线模组、灌胶模组绕制、灌封、固化一体化制作无铁芯盘式电机定子线圈的方法是：
66.1、先利用绕线模芯、下板、上盖和固定板组装出四套单独的绕线模组；然后，将四套单独的绕线模组组合在一起，形成组合绕线模组；
67.2、将组合绕线模装到绕线电机主轴上缠绕铜线；
68.3、再利用模套、灌胶模具底板和模芯组装形成灌封模腔；
69.4、将绕线完毕的组合绕线模组放置在灌封模腔内；
70.5、卸下每个绕制模组的固定板和上盖，将其中的绕线模芯拆除，再固定好上盖和固定板，如图24所示；
71.6、在模芯上方压盖模芯上压板，在模套上方压盖好压圈，形成完整的灌封模具；
72.7、从每个绕线模组固定板上的通孔、上盖的灌胶孔处灌胶；
73.8、灌胶完毕后，将内置有绕线模组的灌胶模具放置到烘箱中，升温固化；
74.9、从烘箱中取出灌胶模具，卸下模具，一组成型的定子线圈就制作完成。
75.本发明绕制、灌封、固化一体化制作定子线圈的方法与传统的定子线圈制作方法相比，具有如下优点：
76.1、生成效率高。
77.本发明绕线模组一次可同时绕制4个定子线包，定子线包之间为连体，省略了焊接工序；且，无需将定子线包从绕线模组上拆下来，无需用丝线绑扎线包，无需进行二次整形，直接进行后序的灌封、固化程序，生成效率高。
78.经试验证明，本发明定子线包没有中间拆卸、绑扎、整形工序，生产制造时间节约30％～40％。
79.2、产品合格率高。
80.由于本发明绕制的定子线包无需从绕线模组上拆卸下来，避免了铜线拆卸时可能发生的损伤；且本发明绕制的定子线包无需进行二次整形，也避免了线包在整形时发生的二次损伤，故本发明制作的定子线圈产品合格率高。
81.另外，本发明绕制的定子线包没有中间拆卸、整形工序，工艺更为简单可靠，外形尺寸稳定，产品质量一致性好。
82.最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。