汽車交流發(fā)電機(jī)及其嵌線系統(tǒng)和嵌線方法
【專利摘要】本發(fā)明向本領(lǐng)域提供一種汽車用交流發(fā)電機(jī)，包括定子繞組組件、轉(zhuǎn)子組件、固定外殼、旋轉(zhuǎn)變壓器和接線盒組件，定子繞組組件包括定子鐵芯和定子繞組，定子鐵芯由分立式鐵芯片組成，鐵芯片一側(cè)設(shè)置圓形凸出部，另一側(cè)設(shè)置圓形凹陷部，從而形成搭扣結(jié)構(gòu)，相鄰鐵芯片之間通過(guò)該搭扣結(jié)構(gòu)組合形成圓環(huán)形定子鐵芯。本發(fā)明還提供用于該汽車交流發(fā)電機(jī)的嵌線系統(tǒng)和嵌線方法。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)缺陷，既減少材料損耗，降低制造成本，還提高生產(chǎn)效率，方便嵌線操作，提高繞組可靠性。
【專利說(shuō)明】汽車交流發(fā)電機(jī)及其嵌線系統(tǒng)和嵌線方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種汽車交流發(fā)電機(jī)，以及用于對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組進(jìn)行嵌線操作的嵌 線系統(tǒng)和嵌線方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的汽車交流發(fā)電機(jī)通常采用整體式定子鐵芯片。由于采用整圓沖壓成型，所 用的原料必須大于沖片面積，例如Φ267*0. 35的沖片和內(nèi)圈Φ 199*0. 35的空圈，面積約 為99500平方毫米，就需要300*0. 35的沖片原料，因此外圈的邊料都是浪費(fèi)了，而且內(nèi)圈 Φ 199*0. 35的空圈也將浪費(fèi)。另一方面，這種整體式定子結(jié)構(gòu)由于受操作工藝上的限制，難 以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。一般來(lái)說(shuō)，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，購(gòu)買一個(gè)小型電機(jī)自動(dòng)嵌線系統(tǒng)的價(jià)格 在1000萬(wàn)人民幣以上，對(duì)很多公司來(lái)說(shuō)難以承受，故只能手工嵌線。對(duì)于手工嵌線操作，一 個(gè)員工嵌一個(gè)較為簡(jiǎn)單的定子繞組，班產(chǎn)量只有3臺(tái)，可見(jiàn)效率極低，投入費(fèi)用較高，而且 人工嵌線的穩(wěn)定性較差，常有匝間不良的情況。
[0003] 為了克服整體式定子鐵芯嵌線效率低的問(wèn)題，已經(jīng)有人發(fā)明了分塊式定子沖片， 這樣可以比較簡(jiǎn)便地對(duì)定子鐵芯進(jìn)行嵌線操作。在嵌線完成之后，用圓形工裝進(jìn)行拼湊，然 后再用燒焊的方式對(duì)各個(gè)定子沖片進(jìn)行固定連接，從而形成一個(gè)完整的定子鐵芯。
[0004] 因此，現(xiàn)有技術(shù)亟需克服上述缺陷，希望發(fā)明出一種新的汽車交流發(fā)電機(jī)及其嵌 線系統(tǒng)和嵌線方法，既能減少材料損耗，降低制造成本，還能提高生產(chǎn)效率，方便嵌線操作， 提高繞組可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為克服上述不足，本發(fā)明的目的是向本領(lǐng)域提供一種汽車用交流發(fā)電機(jī)，包括定 子繞組組件、轉(zhuǎn)子組件、固定外殼、旋轉(zhuǎn)變壓器和接線盒組件，定子繞組組件包括定子鐵芯 和定子繞組，定子鐵芯由分塊式鐵芯片組成，其特征在于，鐵芯片一側(cè)設(shè)置直徑4毫米圓形 凸出部，另一側(cè)設(shè)置直徑4毫米圓形凹陷部，從而形成搭扣結(jié)構(gòu)，相鄰鐵芯片之間通過(guò)該搭 扣結(jié)構(gòu)組合形成圓環(huán)形定子鐵芯。本發(fā)明的分塊式?jīng)_片由于圓形凸出部配合圓形凹陷部的 獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，節(jié)省了燒焊環(huán)節(jié)，嵌線完成后直接經(jīng)行搭扣成型。
[0006] 本發(fā)明還提供了一種汽車用交流發(fā)電機(jī)嵌線系統(tǒng)，包括繞線電機(jī)、變頻器、機(jī)械式 漆包線校直器、自動(dòng)排線器、張力器、氣缸和繞線夾具，一對(duì)扇形結(jié)構(gòu)的繞線夾具分別安裝 在氣缸頂端和繞線電機(jī)軸頂端，汽車用交流發(fā)電機(jī)的分塊式定子鐵芯片設(shè)置在扇形結(jié)構(gòu)的 夾具之間，氣缸從兩側(cè)夾緊分塊式鐵芯片，漆包線在繞制前由校直器進(jìn)行校直，通過(guò)自動(dòng)排 線器與繞線電機(jī)實(shí)現(xiàn)同步自動(dòng)排線，張力器保證繞線時(shí)的拉力恒定以避免拉力波動(dòng)造成的 繞線缺陷，繞線電機(jī)牽引漆包線將其繞制在分塊式鐵芯片上，變頻器連接到繞線電機(jī)用于 調(diào)整繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)速并通過(guò)計(jì)數(shù)器顯示電機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)。
[0007] 本發(fā)明還提供了一種汽車用交流發(fā)電機(jī)嵌線方法，包括以下步驟：通過(guò)鐵芯沖片 原材料下料、沖壓自動(dòng)疊片鐵芯、組合鐵芯與線圈骨架，制備發(fā)電機(jī)定子鐵芯繞線組件；將 制備好的繞線組件裝入繞線夾具，其中兩個(gè)扇形結(jié)構(gòu)的鐵塊組成繞線夾具，該繞線夾具安 裝在氣缸頂端和繞線電機(jī)軸頂端；按下氣缸動(dòng)作按鈕，氣缸夾緊繞線組件；將漆包線裝入 機(jī)械式漆包線校直器，然后穿過(guò)自動(dòng)排線系統(tǒng)的導(dǎo)線板上的穿線孔，再將漆包線固定到繞 線夾具上；調(diào)整好張力器的壓力后啟動(dòng)繞線電機(jī)；由變頻器控制繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)速，由計(jì)數(shù) 器顯示電機(jī)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)，執(zhí)行同步自動(dòng)排線；在一個(gè)定子單元繞制完成之后，重復(fù)操作完成 下一個(gè)定子單元，直到所有定子單元完成繞線；將這些定子單元相互搭扣聯(lián)接，并將定子繞 組按設(shè)計(jì)聯(lián)接；對(duì)定子繞組進(jìn)行整形；執(zhí)行定子性能和尺寸檢查；對(duì)定子總成浸漆；執(zhí)行定 子整體檢查，完成嵌線過(guò)程。
[0008] 本發(fā)明將漆包線校直器與張力器有機(jī)的結(jié)合到一起，在5輪機(jī)械式漆包線校直器 的入料端設(shè)置一壓力式送料輪，該送料輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)推動(dòng)漆包線向前運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)整該送料輪 對(duì)漆包線的壓力實(shí)現(xiàn)漆包線對(duì)繞線夾具的拉力基本保持恒定。
[0009] 本發(fā)明沖破原整體式鐵芯嵌線緩慢的瓶頸，來(lái)滿足批量生產(chǎn)的需求。原整體式?jīng)_ 片由于面積比較大，沖壓模具也會(huì)因此變大，對(duì)沖床的噸位要求也會(huì)相應(yīng)增高，更加難以實(shí) 現(xiàn)高速?zèng)_的自動(dòng)扣壓。本發(fā)明將以往的整體式?jīng)_片轉(zhuǎn)換為搭扣分塊式?jīng)_片的汽車交流發(fā)電 機(jī),把原整體式環(huán)形沖片分割成每個(gè)槽一小塊，這樣由一大塊的形式轉(zhuǎn)變?yōu)橐恍K,避免了 整體加工困難的情況，更改成小塊流入流水線，極其方便實(shí)現(xiàn)機(jī)械化嵌線，本發(fā)明將分塊式 鐵芯配合一套由繞線電機(jī)、變頻器、機(jī)械式漆包線校直器、自動(dòng)排線器、張力器、氣缸和繞線 夾具組成的嵌線系統(tǒng)，從而低成本、高可靠性地實(shí)現(xiàn)分塊式鐵芯發(fā)電機(jī)定子的機(jī)械化生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為本發(fā)明的分塊式定子鐵芯沖片放大截面圖。
[0011] 圖2是本發(fā)明組裝成型的定子鐵芯截面圖。
[0012] 圖3是本發(fā)明的汽車交流發(fā)電機(jī)局部示意圖。
[0013] 圖4是本發(fā)明的汽車交流發(fā)電機(jī)整體示意圖。
[0014] 圖5為本發(fā)明分塊式定子嵌線流程圖。
[0015] 圖6為本發(fā)明分塊式定子嵌線裝置功能圖。
[0016] 圖7為本發(fā)明漆包線校直器與張力器示意圖。
[0017] 圖8為本發(fā)明分塊式定子嵌線裝置機(jī)械聯(lián)結(jié)布置圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面參照?qǐng)D1至8來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的要義。
[0019] 首先參照?qǐng)D4,本發(fā)明的汽車用交流發(fā)電機(jī)包括定子繞組組件41、轉(zhuǎn)子組件42、固 定外殼43、旋轉(zhuǎn)變壓器44和接線盒組件45。定子繞組組件包括定子鐵芯和定子繞組，定子 鐵芯由分塊式鐵芯片組成。在具備分塊式?jīng)_片優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出搭扣型分塊式?jīng)_片，更 加節(jié)省了焊接工藝，直接搭扣就能組合成定子組件，大大加快了生產(chǎn)效率。具體參考圖1的 放大圖，鐵芯片左側(cè)設(shè)置直徑為4毫米圓形凸出部，右側(cè)設(shè)置直徑為4毫米圓形凹陷部，從 而形成搭扣結(jié)構(gòu)，相鄰鐵芯片之間通過(guò)該搭扣結(jié)構(gòu)組合形成圓環(huán)形定子鐵芯。圖3示出安 裝好的定子鐵芯整體設(shè)置到發(fā)電機(jī)內(nèi)部。
[0020] 本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在沖床沖壓這一環(huán)節(jié)，原整體式?jīng)_片的體積是現(xiàn)分塊式的 幾十倍，而且是環(huán)狀，因此在沖的過(guò)程中產(chǎn)生了大量的廢料，然而分塊式?jīng)_片由于體積小， 容易排布，減少了廢料的產(chǎn)生，而且分塊式結(jié)構(gòu)由于面積小，能夠容易實(shí)現(xiàn)沖壓一體，疊壓 至要求高度。
[0021] 本發(fā)明尤其是還具有嵌線操作簡(jiǎn)捷的優(yōu)點(diǎn)，其高效率更加超越了原來(lái)整體式?jīng)_ 片。原整體式?jīng)_片首先要進(jìn)行疊片，需要將0. 35厚的沖片疊壓至生產(chǎn)所需高度，然后對(duì)環(huán) 形定子鐵心進(jìn)行嵌線，手工進(jìn)行每槽繞線，因此生產(chǎn)效率極低，而且手工嵌線的一致性較 差，當(dāng)需要生產(chǎn)較多電機(jī)時(shí)，需要培訓(xùn)安排大量工作人員。然而分塊式?jīng)_片已經(jīng)在沖床沖壓 這一環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)了扣壓，因此就沒(méi)有疊片這一步，直接進(jìn)入嵌線過(guò)程，生產(chǎn)效率大幅提高。
[0022] 本發(fā)明的嵌線系統(tǒng)由一個(gè)繞線電機(jī)、一個(gè)變頻器、一組機(jī)械式漆包線校直器、一套 自動(dòng)排線系統(tǒng)、一套張力器、一個(gè)氣缸和一對(duì)扇形結(jié)構(gòu)的繞線夾具組成。分塊式鐵芯定子嵌 線操作流程見(jiàn)圖5。首先，需要制備繞線組件，具體需要經(jīng)過(guò)鐵芯沖片原材料下料、自動(dòng)疊 片鐵芯沖壓、鐵芯與線圈骨架組合三個(gè)步驟，然后將制備好的繞線組件裝入繞線夾具，其中 兩個(gè)扇形結(jié)構(gòu)的鐵塊組成繞線夾具（扇形圓弧符合分塊式?jīng)_片結(jié)構(gòu)）安裝在氣缸頂端和繞 線電機(jī)軸頂端，按氣缸動(dòng)作按鈕，氣缸夾緊分塊式鐵芯組件。將漆包線裝入機(jī)械式漆包線校 直器，然后穿過(guò)自動(dòng)排線系統(tǒng)的導(dǎo)線板上的穿線孔，再將漆包線固定到繞線夾具上，調(diào)整好 張力器的壓力后啟動(dòng)繞線電機(jī)。變頻器控制繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)速，計(jì)數(shù)器顯示電機(jī)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù) (即繞線的匝數(shù)），從而實(shí)現(xiàn)排線裝置同步自動(dòng)排線的操作步驟。在一個(gè)定子單元繞制完成 之后，重復(fù)操作完成下一個(gè)定子單元，直到所有定子單元完成繞線。將這些定子單元相互搭 扣聯(lián)接，并將定子繞組按設(shè)計(jì)聯(lián)接，再對(duì)定子繞組進(jìn)行整形、執(zhí)行定子性能和尺寸檢查、對(duì) 定子總成浸漆，最好執(zhí)行一遍定子檢查，即可完成制造過(guò)程。整個(gè)過(guò)程單獨(dú)一個(gè)分塊式鐵芯 組件繞線時(shí)間不到1分鐘，即一個(gè)由18個(gè)定子鐵芯片組成的汽車交流發(fā)電機(jī)所需嵌線時(shí)間 僅在20分鐘以內(nèi)，而且機(jī)械化生產(chǎn)能較好保持產(chǎn)品性能的一致性。
[0023] 本發(fā)明的繞線電機(jī)作為此嵌線裝置的主要?jiǎng)恿?lái)源，其一路動(dòng)力輸出經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù) 器連接繞線夾具，與夾緊氣缸一起完成分塊式定子嵌線的繞線動(dòng)作，另一路動(dòng)力輸出通過(guò) 減速輪系統(tǒng)連接到自動(dòng)排線裝置底座，漆包線校直器和自動(dòng)排線裝置安裝在同一運(yùn)動(dòng)底座 上，讓漆包線校直器與自動(dòng)排線裝置一同運(yùn)動(dòng)，能大幅減小分塊式定子嵌線裝置的體積，漆 包線校直器的送料輪由一獨(dú)立的小電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，保證了漆包線對(duì)繞線夾具的張力便于調(diào) 整。分塊式鐵芯定子嵌線裝置的功能及運(yùn)動(dòng)關(guān)系見(jiàn)圖6,分塊式定子嵌線裝置機(jī)械聯(lián)結(jié)布置 見(jiàn)圖8。
[0024] 圖7為機(jī)械式漆包線校直器與張力器的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明將漆包線校直器與張 力器有機(jī)的結(jié)合到一起，由漆包線校直器底座72、送料輪壓力調(diào)整螺釘71、送料輪壓力調(diào) 整塊73、壓縮彈簧74、送料輪75、五只漆包線校直輪76組成，在5輪機(jī)械式漆包線校直器的 入料端設(shè)置一壓力式送料輪，該送料輪由獨(dú)立的小電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)推動(dòng)漆包線77向 前運(yùn)動(dòng)，由于漆包線校直器對(duì)漆包線的前行形成阻滯，此時(shí)漆包線對(duì)繞線夾具的拉力為漆 包線校直器的阻力減去送料輪的送料力，而送料力的大小決定于送料輪施加給漆包線的壓 力和二者之間的摩擦系數(shù)，故通過(guò)調(diào)整該送料輪對(duì)漆包線的壓力可實(shí)現(xiàn)漆包線對(duì)繞線夾具 的拉力基本保持恒定。
【權(quán)利要求】
1. 一種汽車用交流發(fā)電機(jī)，包括定子繞組組件、轉(zhuǎn)子組件、固定外殼、旋轉(zhuǎn)變壓器和接 線盒組件，定子繞組組件包括定子鐵芯和定子繞組，定子鐵芯由分塊式鐵芯片組成，其特征 在于，鐵芯片一側(cè)設(shè)置直徑4毫米圓形凸出部，另一側(cè)設(shè)置直徑4毫米圓形凹陷部，從而形 成搭扣結(jié)構(gòu)，相鄰鐵芯片之間通過(guò)該搭扣結(jié)構(gòu)組合形成圓環(huán)形定子鐵芯。
2. -種汽車用交流發(fā)電機(jī)嵌線系統(tǒng)，包括繞線電機(jī)、變頻器、機(jī)械式漆包線校直器、自 動(dòng)排線器、張力器、氣缸和繞線夾具，一對(duì)扇形結(jié)構(gòu)的繞線夾具分別安裝在氣缸頂端和繞線 電機(jī)軸頂端，汽車用交流發(fā)電機(jī)的分塊式定子鐵芯片設(shè)置在扇形結(jié)構(gòu)的夾具之間，氣缸從 兩側(cè)夾緊分塊式鐵芯片，漆包線在繞制前由校直器進(jìn)行校直，通過(guò)自動(dòng)排線器與繞線電機(jī) 實(shí)現(xiàn)同步自動(dòng)排線，張力器保證繞線時(shí)的拉力恒定以避免拉力波動(dòng)造成的繞線缺陷，繞線 電機(jī)牽引漆包線將其繞制在分塊式鐵芯片上，變頻器連接到繞線電機(jī)用于調(diào)整繞線電機(jī)的 轉(zhuǎn)速并通過(guò)計(jì)數(shù)器顯示電機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)。
3. -種汽車用交流發(fā)電機(jī)嵌線方法，包括以下步驟：通過(guò)鐵芯沖片原材料下料、沖壓 自動(dòng)疊片鐵芯、組合鐵芯與線圈骨架，制備發(fā)電機(jī)定子鐵芯繞線組件；將制備好的繞線組件 裝入繞線夾具，其中兩個(gè)扇形結(jié)構(gòu)的鐵塊組成繞線夾具，該繞線夾具安裝在氣缸頂端和繞 線電機(jī)軸頂端；按下氣缸動(dòng)作按鈕，氣缸夾緊繞線組件；將漆包線裝入機(jī)械式漆包線校直 器，然后穿過(guò)自動(dòng)排線系統(tǒng)的導(dǎo)線板上的穿線孔，再將漆包線固定到繞線夾具上；調(diào)整好張 力器的壓力后啟動(dòng)繞線電機(jī)；由變頻器控制繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)速，由計(jì)數(shù)器顯示電機(jī)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn) 數(shù)，執(zhí)行同步自動(dòng)排線；在一個(gè)定子單元繞制完成之后，重復(fù)操作完成下一個(gè)定子單元，直 到所有定子單元完成繞線；將這些定子單元相互搭扣聯(lián)接，并將定子繞組按設(shè)計(jì)聯(lián)接；對(duì) 定子繞組進(jìn)行整形；執(zhí)行定子性能和尺寸檢查；對(duì)定子總成浸漆；執(zhí)行定子整體檢查，完成 嵌線過(guò)程。
【文檔編號(hào)】H02K1/12GK104104162SQ201410369637
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】謝百年 申請(qǐng)人:浙江達(dá)可爾汽車電子科技有限公司