一种空心杯线圈及具有该线圈的电机的制作方法

本发明涉及电机结构领域，尤其是涉及一种抑制多层线圈环流的空心杯线圈及具有该线圈的电机。

背景技术：

传统的空心杯多层线圈是指在电机的定转子之间的气隙空间内，安装两个以上的空心杯线圈，其优点在于有效的利用了电机的定转子之间的空间，提升了电机的槽满率，由此提升电机的性能。与之对应的单层空心杯线圈是指在电机的定转子之间的气隙空间内安装一个空心杯线圈。传统的单层的空心杯线圈制作相关专利见jp2001-101577a，传统的多层的空心杯专利见一种偶数层绕组的无齿槽电机，申请号cn201420824876.3。

单层线圈的制作过程见图1～图2，绕线模为六边形，将自粘性的漆包线沿着绕线模进行绕线，初始的引线记做t11，完成a相绕组后，引出t12,然后不断线，继续绕b相绕组，引出t13，然后不断线继续绕c相绕组，引出t11(因为此处引线会与第一根引出线t11并接,因此也记为t11)。完成绕线后需要热压扁，形成如图1所示的条状线圈，最后采用校圆机进行热校圆，形成三相空心杯线圈，见图2。

经过检索，中国专利公开号为cn204316215u公开了一种偶数层绕组的无齿槽电机，包括前端盖、后端盖、外壳、轴承、霍尔传感器、定子、转子、绕组和转轴，所述的前端盖和后端盖分别与外壳连接，所述的转轴通过轴承安装在前端盖和后端盖上，所述的霍尔传感器安装在外壳上，所述的绕组和转子安装在转轴上，所述的绕组与定子相对设置，所述的绕组为偶数层空心杯绕组。与现有技术相比，该实用新型具有绕线效率高、性能佳、通用性好等优点，但该实用新型的不能解决内外层线圈中的同相绕组之间由于反电势幅值不一致引起的环流问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种抑制多层线圈环流的空心杯线圈。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种空心杯线圈，包括安装于电机的定转子之间的气隙空间内的多层线圈，所述的多层线圈包括至少两个的单层线圈，所述的单层线圈为空心杯线圈，所述的各层线圈的轴向中线不在一条直线上，且各层线圈的对应相的感应反电势相同，用于抑制多层线圈环流。

优选地，所述的各层线圈的轴向中线与电机转子永磁体的轴向中心线平行且距离不一样。

优选地，所述的多层线圈之间形成台阶状结构。

优选地，所述的各层线圈越靠近电机转子，其轴向中线与电机转子永磁体的轴向中心线的距离越大；所述的各层线圈越靠近电机定子铁芯，其轴向中线与电机转子永磁体的轴向中心线的距离越小。

优选地，当所述的多层线圈为两层线圈时，所述的两层线圈分为内层线圈和外层线圈，所述的外层线圈为靠近电机定子铁芯的线圈，所述的内层线圈为靠近电机转子永磁体的线圈，所述的外层线圈的轴向中线与电机转子永磁体的轴向中心线在一条直线上，所述的内层线圈的轴向中线远离电机转子永磁体的轴向中心线。

优选地，所述的空心杯线圈的制作过程包括：绕线模为六边形，将自粘性的漆包线沿着绕线模进行绕线，初始的引线记做t11，完成a相绕组后，引出t12；然后不断线，继续绕b相绕组，引出t13，然后不断线继续绕c相绕组，引出t11，完成绕线后将线圈热压扁，形成条状线圈，最后采用校圆机进行热校圆，形成三相空心杯线圈。

优选地，所述的双层线圈的绕组连接方式为：内层线圈和外层线圈对应的相的绕组分别并联后，再按照三角形方式连接。

一种具有空心杯线圈的电机，包括定子、转子、转轴、轴承、端盖和机壳，所述的电机还包括所述的空心杯线圈。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、降低了传统方法中内外层线圈中的同相绕组之间由于反电势幅值不一致引起的环流损耗；

2、基于优点1，本发明可以减小电机运行损耗，降低电机运行温升；

3、本发明专利易于实现，可以充分利用现有的制作绕组的设备与工艺方法；

附图说明

图1为本发明的空心杯线圈制作过程中的条状线圈；

图2为本发明的三相空心杯单层线圈；

图3为传统的采用双层线圈的电机示意拓扑图；

图4为传统的双层线圈的结构示意图；

图5为双层线圈的绕组连接方式图；

图6为本发明的采用双层线圈的电机示意拓扑图；

图7为本发明的双层线圈的结构示意图。

其中1为定子铁芯，2为外层线圈，3为内层线圈，4为转子永磁体，5为转轴，6-1与6-2为轴承，7-1与7-2为端盖，8为机壳，9是永磁体轴向中线同时也是外层线圈的轴向中线，10是内层线圈轴向中线，t11、t12和t13为外层线圈的三相引出线，t21、t22和t23为内层线圈的三相引出线。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一模块实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

以双层线圈为例，如图1和图2所示，单层线圈的制作过程：绕线模为六边形，将自粘性的漆包线沿着绕线模进行绕线，初始的引线记做t11，完成a相绕组后，引出t12，然后不断线，继续绕b相绕组，引出t13，然后不断线继续绕c相绕组，引出t11(因为此处引线会与第一根引出线t11并接，因此也记为t11)。完成绕线后需要热压扁，形成如图1所示的条状线圈，最后采用校圆机进行热校圆，形成三相空心杯线圈，如图2所示。

传统的采用双层线圈的电机结构如图3所示，内层线圈3和外层线圈2与转子永磁体4在轴向的中线对齐，因此可以使得每个线圈都获得最大的绕组反电势。如图4所示，其中外层线圈2的引出线为t11，t12和t13，内层线圈3的引出线为t21，t22和t23。双层线圈的绕组连接方式如图5所示，内外层对应的绕组分别并联后，再按照三角形方式连接。由于内外层线圈在定转子之间所处的空间位置不同，外层线圈2更加靠近定子铁芯1，而内层线圈3更加靠近转子永磁体4，因此当电机运行时候，内外层线圈所感应的反电势的幅值会有差异，如果按照传统的方法将对应的同相内外层线圈并联的话，其内部会产生环流(图5中的innercoila与outtercoila之间会产生环流，同样，b、c相的内外线圈也有相同的现象)，由此会降低电机的运行效率增加电机运行温度。

本发明在传统的双层绕组的基础上，提出将多层线圈的各个线圈在轴向相对永磁体4进行偏移，从而对每个线圈的反电势的幅值进行调整，继而保证每一层线圈的感应反电势幅值都是一样的，这样就可以进行并联而不会引入环流，从而避免了传统的方法引入的环流损耗。

如图6所示，图中仅仅将内层线圈3的轴向中线往远离永磁体4轴向中心线的位置偏移，内层线圈3所感应到磁场会较原来传统的方案下降，因为其偏移出定子的部分不能有效的感应到永磁体4的磁场，而外层线圈2的空间位置没有发生变化，因此其反电势不发生变化，通过上述变化可以将内外层的反电势的幅值调整至一致，然后并联就可以解决传统的方法引入的环流问题。

图7为图6中的双层绕组示意图，容易发现内外层线圈之间由于轴向的位移，会在两个线圈之间形成一个台阶，图中外层线圈引出线为t11，t12和t13，内层线圈的引出线为t21，t22和t23。绕组的连接方式如图5所示。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。