一种利用多层线路板结合线束形成回路的方法与流程

本发明涉及电机设计制造，尤其涉及一种利用多层线路板结合线束形成回路的方法。

背景技术：

1、电机在社会各社会各行各业应用广泛，工业设备、农业机械、汽车、家电等都需要电机驱动，对电机要求高效化、轻量化、小型化、低成本。在各类电机中，电机的绕组导线有圆形线和扁形线两种，现有的圆线电机绕线流程为：定子齿槽内绕线—定子进行手工理线—定子进行手工绑线，三个复杂繁琐的程序耗费大量的人工成本。扁形线电机相较于圆形线电机体积小、效率高、导热强、温升低、噪音小。

2、体积小：在相同功率下，相比于传统圆线电机，扁线电机的体积更小，用材更少，成本更低，或者相同体积，槽满率提升，功率密度提升。

3、温度性能好：扁线电机的内部更紧凑、空隙更少，扁线与扁线之间的接触面积也就更大，散热和热传导更好；同时绕组和铁心槽之间接触更好，热传导更好。

4、噪音小：扁线电机能使电枢具备更好的刚度，对电枢噪音具有抑制作用。此外，还可以取相对较小的槽口尺寸，有效降低齿槽力矩，进一步降低电机电磁噪音。

5、扁线电机虽然具有以上优点，但是还没有被广泛应用，主要原因是因为扁线电机目前的制造工艺复杂、加工精度要求高、难度大，制造设备投资大，设计产品系列化困难，只适用于性能要求高、单一品种规格批量大、自动化程度高的电机生产。其中u形扁线电机技术是被广泛采用的主流技术。

6、目前，扁线电机定子组件的绕组加工工艺流程为：插槽纸—制造发卡—插发卡线—端线整形—绝缘涂敷—焊星相线—端线焊接。

7、扁线插入铁芯后，需要使用专用的设备和工装模具将扁线的所有头端整体扭曲整形，使对应的线头相互接触平整对齐。这个工序对设备工装模具的精度要求很高。

8、焊接线头焊点比较多，一般都是使用激光自动焊接设备。

9、扁线由于工序复杂、精度要求高，通过人工制造基本不可能实现大规模量产，必须依赖专业的高端设备，这是大规模应用的前提，也是制约其国产化的一个重要原因，而国外加工价格高昂。

10、扁线电机由于上述几点原因，其系列化设计非常难，其中柔性设计又是“难上加难”，非常考验电机设计师的能力，生产不同规格的产品会牵扯大量的设备工装模具的更换。这样小批量多规格电机的生产无法应用扁线电机的提高电机性能，降低材料消耗，降低产品成本的等优点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用多层线路板结合线束形成回路的方法，使设计变更灵活。

2、本发明的技术方案是：一种利用多层线路板结合线束形成回路的方法，包括：提供铁芯、分设在铁芯两端的预制线路板顶板和预制线路板底板，所述铁芯上具有x×3个线槽；在所述预制线路板顶板和预制线路板底板上加工与x×3个线槽对应的焊孔组，每个焊孔组内设有多个焊孔，所述预制线路板顶板和预制线路板底板均包括a相层、b相层、c相层和中间层，其中，a相层、b相层、c相层上设置x个焊孔组；中间层设有x×3个焊孔组；

3、在预制线路板顶板和预制线路板底板上焊孔之间按照定子绕组电磁方案设计电路线路；

4、在每相邻的两个线槽之间插装多个u形导线，并按一上一下的顺序依次插装，“一上”是指将u形导线自下往上穿过两个线槽之间，再穿过预制线路板顶板上对应的焊孔，“一下”是指将u形导线自上往下穿过两个线槽之间，再穿过预制线路板底板上对应的焊孔；

5、在预制线路板顶板和预制线路板底板中a相层、b相层、c相层中的线路的尾端分别使用条形导线与中间层的中性线连接；

6、再将各u形导线的焊接端在焊孔处焊接与电路线路连接形成绕组回路。

7、上述方案中，预制线路板顶板和预制线路板底板均采用多层预制结构，其成本相对较低，并通过在预制线路板顶板和预制线路板底板上设置焊孔，焊孔之间按照定子绕组电磁方案设计，在设计同系列电机时，只需修改多层预制电路板的设计，适应绕组电磁方案的变化，就可以实现不同规格电机的生产，设计变更非常灵活。

8、优选的，a相层上的x个焊孔组沿径向排布，在每组焊孔组中，位于奇数位的焊孔与位于偶数位的焊孔错开设置；按此方法在b相层和c相层上设置的焊孔。

9、优选的，所述预制线路板顶板中的a相层上的z个焊孔中，设定靠近圆心的为1，则在相邻的两组中的1号焊孔之间布线；偶数位的焊孔与相邻奇数位的焊孔两两布线，并在两个焊孔之间插装u形导线；x个焊孔组中，其中两组的z号焊孔不设连线，其余的相邻两组中的z号焊孔之间布线；不设连线的其中一个z号焊孔插装条形导线，并将该条形导线与中间层的对应焊孔连接，在与该z号焊孔同组的z-1号焊孔插装条形导线，并将该条形导线与预制线路板底板中的a相层上对应的焊孔连接；不设连线的另一个z号焊孔和在该z号焊孔同组的z-1号焊孔中插装同一个u形导线；

10、按上述方法对所述预制线路板底板中的各焊孔之间进行布线，使每一相的u形导线通过线路板上的布线进行连接。

11、优选的，形成回路后，利用骨架将上述装配好的结构固定形成“鼠笼”式定子，再对预制线路板顶板和预制线路板底板及u形导线、条形导线端部进行绝缘处理。

12、优选的，将a相层、b相层、c相层的u形导线的焊接孔分别设计在同一电路层中，即将a相层、b相层、c相层的中心点单独焊接在中间层并相互连通。

13、与相关技术相比，本发明的有益效果为：

14、一、预制线路板顶板和预制线路板底板均采用多层预制结构，其成本相对较低，并通过在预制线路板顶板和预制线路板底板上设置焊孔，焊孔之间按照定子绕组电磁方案设计，在设计同系列电机时，只需修改多层预制电路板的设计，适应绕组电磁方案的变化，就可以实现不同规格电机的生产，设计变更非常灵活；

15、二、本发明可以应用在更多的行业电机需求中，并利用扁线电机的性能等优势；

16、三、本发明在定子的线槽内的线束通过线路板布线连接，产生绕组电流实现电机功能；

17、四、使定子制造工艺简化、节省人工成本、设计生产变更灵活，有利于提高的电机性能，节约设备投资、降低消耗，有利于节能高效电机的广泛应用。

技术特征：

1.一种利用多层线路板结合线束形成回路的方法，其特征在于，提供铁芯(1)、分设在铁芯(1)两端的预制线路板顶板(2)和预制线路板底板(3)，所述铁芯(1)上具有x×3个线槽(11)；在所述预制线路板顶板(2)和预制线路板底板(3)上加工与x×3个线槽(11)对应的焊孔组，每个焊孔组内设有多个焊孔(6)，所述预制线路板顶板(2)和预制线路板底板(3)均包括a相层、b相层、c相层和中间层，其中，a相层、b相层、c相层上设置x个焊孔组；中间层设有x×3个焊孔组；

2.根据权利要求1所述的利用多层线路板结合线束形成回路的方法，其特征在于，a相层上的x个焊孔组沿径向排布，在每组焊孔组中，位于奇数位的焊孔(6)与位于偶数位的焊孔(6)错开设置；按此方法在b相层和c相层上设置的焊孔(6)。

3.根据权利要求1所述的利用多层线路板结合线束形成回路的方法，其特征在于，所述预制线路板顶板(2)中的a相层上的z个焊孔中，设定靠近圆心的为1，则在相邻的两组中的1号焊孔之间布线；偶数位的焊孔与相邻奇数位的焊孔两两布线，并在两个焊孔(6)之间插装u形导线(4)；x个焊孔组中，其中两组的z号焊孔不设连线，其余的相邻两组中的z号焊孔之间布线；不设连线的其中一个z号焊孔插装条形导线(5)，并将该条形导线(5)与中间层的对应焊孔连接，在与该z号焊孔同组的z-1号焊孔插装条形导线(5)，并将该条形导线(5)与预制线路板底板(3)中的a相层上对应的焊孔(6)连接；不设连线的另一个z号焊孔和在该z号焊孔同组的z-1号焊孔中插装同一个u形导线(4)；

4.根据权利要求1所述的利用多层线路板结合线束形成回路的方法，其特征在于，形成回路后，利用骨架将上述装配好的结构固定形成“鼠笼”式定子，再对预制线路板顶板(2)和预制线路板底板(3)及u形导线(4)、条形导线(5)端部进行绝缘处理。

5.根据权利要求1所述的利用多层线路板结合线束形成回路的方法，其特征在于，将a相层、b相层、c相层的u形导线(4)的焊接孔分别设计在同一电路层中，即将a相层、b相层、c相层的中心点单独焊接在中间层并相互连通。

技术总结
本发明提供一种利用多层线路板结合线束形成回路的方法。所述方法包括：在预制线路板顶板和底板上焊孔之间按照定子绕组电磁方案设计电路线路；在每相邻的两个线槽之间按一上一下的顺序依次插装多个U形导线，“一上”是指将U形导线自下往上穿过两个线槽之间，再穿过顶板上对应的焊孔，“一下”是指将U形导线自上往下穿过两个线槽之间，再穿过底板上对应的焊孔；在预制线路板顶板和底板中A相层、B相层、C相层中的线路的尾端分别使用条形导线与中间层的中性线连接；再将各U形导线的焊接端在焊孔处焊接与电路线路连接形成绕组回路。本发明在设计同系列电机时，只需修改多层预制电路板的设计，适应绕组电磁方案的变化。

技术研发人员：于波,黄亚农
受保护的技术使用者：湖南洪祥科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14