[发明专利]用于圆筒形直线电机的定子绕组及其绕线方法

说明书

技术领域

本发明涉及圆筒形直线电机领域，尤其涉及用于圆筒形直线电机的定子绕组及其绕线方法。

背景技术

现有的的圆筒形直线电机的定子绕组一般采用两种方式：第一种方式，其线圈使用圆形截面电磁线，绕线时引线出自内外两侧，而且内侧引出线需跨过绕组引至外侧与另一线圈连接，这样每个绕组都要因为引出线而浪费一层线圈的空间，降低了电机的槽满率，减少了电机的举升力，电机的电流越大，电磁线的线径越大，这种弊端就越明显；第二种方式，是采用扁型电磁线，线圈引出线可以作到从外侧出线，但限于工艺，每个单饼线圈只能作到双层的线圈结构，这样给电机电磁设计带来很大的局限性，很多大极距且推力更大、性能更优的电机因为受制于定子绕组的结构限制而没法做出，给圆筒形直线电机的性能提升带来较大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供用于圆筒形直线电机的定子绕组及其绕线方法，旨在给电机电磁设计带来更大的选择空间，能更大限度的提高直线电机的性能。

本发明提供的用于圆筒形直线电机的定子绕组是这样实现的，

用于圆筒形直线电机的定子绕组，包括若干由电磁线绕制成的单饼线圈，各所述单饼线圈相互串联，各所述单饼线圈具有偶数层，所述单饼线圈一端部的一层线圈为从外到内的绕线结构，与其相邻层的线圈为从内到外的绕线结构，且各所述线圈的绕线方向相同，各所述单饼线圈两端的引出线均设置于所述单饼线圈的外侧，与邻接的所述单饼线圈两端引出线连接。

具体地，各所述单饼线圈上相邻层线圈之间为S型连接过渡。

具体地，所述电磁线的横截面为矩形。

一种如上所述的定子绕组的绕线方法，采用具有包括若干成对且相互交替设置的螺旋型绕线夹具和环形绕线夹具的夹具组，所述螺旋型绕线夹具的纵向截面呈阶梯状，且其纵向截面的外径由一端向另一端递减，各所述螺旋型夹具的小端朝向相同，所述夹具组的起始端为所述螺旋型绕线夹具的大端，末端为所述环形绕线夹具，设定所述夹具组上由起始端至末端的各螺旋型绕线夹具依次为A₁~A_n、各环形绕线夹具依次为B₁~B_n、其中n正整数，其包括以下步骤，

螺旋型绕线夹具上的绕设步骤：将用于形成定子绕组的电磁线由A₁的大端向小端绕设于A₁上；

环形绕线夹具上的绕设步骤：将所述电磁线由所述电磁线由所述A₁的小端过渡绕设于B₁上，电磁线在B₁由内至外绕设若干圈，并将所述电磁线由所述B₁上过渡绕设于A₂的大端上；

循环绕设步骤：循环采用如螺旋型绕线夹具上的绕设步骤和环形绕线夹具上的绕设步骤的方式完成电磁线在所述夹具组上的绕设；

成型步骤：取出所述夹具组，将绕设于每一所述螺旋型绕线夹具上的电磁线压合成一平面形成一层线圈。

具体地，上述方法所述夹具组还包括若干设置于所述螺旋型绕线夹具和环形绕线夹具之间的S型过渡绕线夹具，所述绕线方法中相邻的螺旋型绕线夹具和环形绕线夹具的绕线采用所述S型过渡绕线夹具。

具体地，上述方法所述电磁线的横截面为矩形。

与现有技术相比，本发明提供的用于圆筒形直线电机的定子绕组及其绕线方法具有如下的优点：

1）、本发明通过采用的夹具组采若干成对且相互交替设置的螺旋型绕线夹具和环形绕线夹具，可使最终的引出线位于整个定子绕组的外侧，不占用电机槽间的有效空间，即能够提高电机槽间的槽满率。

2）、本发明的定子绕组上各所述单饼线圈上的线圈可绕制成多圈的偶数层线圈的绕组结构，在相同的电机功率输出的条件下，单饼线圈的层数越多，线圈与铁芯片之间进行绝缘处理所需的绝缘材料所占空间就越小，因此在相同的体积空间下，本发明的定子绕组具有更大有效体积的电磁线，因而能够更加充分的利用电机槽的有效空间，进一步提升了电机槽的槽满率。

3）、本发明的定子绕组可采用诸如二层线圈、四层线圈、六层线圈等偶数层多层线圈的绕线方式，此种多层线圈的设置方式可使电机设计时的槽极数的配置及动定子的极距值获得更大的选择空间，方便对电机的体积、温升、出力等各种因素的优化设计。

4）、本发明的定子绕组可由一根电磁线连续绕制而成，各所述单饼线圈间电磁线没有间断，不需进行接头焊接，可将整台电机的焊点数大幅度减小，提高了电机的可靠性。

附图说明