[发明专利]空心杯电机及其电枢绕组以及电枢绕组单元和其制作方法

说明书

本申请公开空心杯电机及其电枢绕组以及电枢绕组单元的制作方法，其包括将至少一股漆包线按照同轴的四边形走线方式，循环地叠绕，以形成四边形的一平面线框，其中四边形的所述平面线框的四个边分别被定义为四个走线边部；沿所述平面线框的对角线弯曲所述平面线框，以使位于所述对角线两侧的走线边部保持至同圆轴的两个圆筒面，以形成所述电枢绕组单元。通过将所述电枢绕组单元拼接成所述电枢绕组，能够使所述电枢绕组中的漆包线走线规整。

技术领域

本发明涉及直流永磁伺服电动机的技术领域，尤其涉及空心杯电机及其电枢 绕组以及电枢绕组单元的制作方法。

背景技术

如今电动机已经在人们的生活中有了广泛的应用。电动机是指依据电磁感应 定律实现电能转换或者传递的一种电磁装置。它的主要作用是产生驱动转矩，作 为家用电器或各种机械的动力源。

现有的空心杯电枢永磁直流伺服电动机的电枢(转子)完全是由漆包线绕制 而成，形状类似圆筒形，因此业内人士称之为空心杯电枢永磁伺服电动机，其名 称由此而来。由于空心杯电枢永磁直流伺服电动机特殊的结构特点，使其克服了 有铁芯电机不可逾越的技术障碍。该空心杯电枢永磁直流伺服电动机具有体积 小、响应速度快、效率高、电磁干扰小和无齿槽效应等优越的性能。在仪器仪表、 机器人、医疗器械、工农业自动化生产、消费类电机产品、国防工业和航空航天 等领域被经常作为执行元件广泛应用。

小功率、小电流的空心杯电枢永磁直流伺服电动机在各行各业中均能看到普 遍的应用，例如手机、电动牙刷等大批量生产的民用产品，但是对于大功率、大 电流的空心杯电枢永磁直流伺服电动机应用却没有那么广泛。

输出功率大、电流大的空心杯电枢永磁直流伺服电动机大多使用多股大直径 的圆线，而大直径圆线本身的张力大，线硬，线圈的成形、走线难以按照规定的 路径进行，从而偏离轨道，导致成形困难，并且，难以控制线圈的均匀分布。

此外，空心杯电机在工作时，电枢绕组在机壳和磁钢之间的间隙中高速转动， 因此，在电枢绕组在机壳和磁钢之间的间隙体积一定的情况下，如何能够保证电 枢绕组正常转动，而又能够输出较大的扭矩，便成为了本领域技术人员攻克的难 题。而现有的电枢绕组都是采用截面为圆形的漆包线绕制而成，而截面为圆形的 漆包线在完成绕制后，截面上相邻的几根漆包线之间的势必存在一定大小的间 隙，进而导致所述电枢绕组的径向空间利用率不高。而空间利用率低，则势必会 导致最终形成的空心杯电机的功率和扭矩下降。而且截面为圆形的漆包线在绕制 过程中，由于多股并绕，线形走线向难以按照预定分方向控制，从而使得漆包线 的走线凌乱，甚至有些漆包线在被挤压后绝缘层破坏而短路。

发明内容

本发明的另一个目的在于空心杯电机及其电枢绕组以及电枢绕组单元的制 作方法，其中所述电枢绕组由于是通过走线规则的多个电枢绕组单元拼接而成， 因此，所述电枢绕组单元上的漆包线不会过渡地相互挤压而受损，进而能够有效 地防止扁状漆包线相互挤压而致使扁状漆包线上的绝缘层破裂而短路。

本发明的一个目的在于空心杯电机及其电枢绕组以及电枢绕组单元的制作 方法，其中所述空心杯电机相比于现有技术中同等体积和匝数的空心杯电机而 言，能够产生更大的扭矩。

本发明的另一个目的在于空心杯电机及其电枢绕组以及电枢绕组单元的制 作方法，其中所述空心杯电机包括一电枢绕组，其中所述电枢绕组通过多个电枢 绕组单元拼接而成，其中每个所述电枢绕组单元优选地被实施为由截面为非圆形 的扁状漆包线绕制而成，从而消除每个所述电枢绕组单元中相邻两根漆包线之间 存在的间隙，进而在电枢绕组机壳和磁钢之间的间隙一定的前提下，使经由所述 电枢绕组单元拼接而成的所述电枢绕组具有更高的间隙利用率。