[发明专利]圆筒式直线电机用双外引出线饼式线圈绕制工装及绕制法

说明书

圆筒式直线电机用双外引出线饼式线圈绕制工装及绕制法，该工装包括左夹板、左挡板、右挡板、右夹板、芯棒、螺杆和螺母，将螺杆依次穿过左夹板、左挡板、芯棒、右挡板和右夹板后，再将螺母拧到螺杆上紧固，组成一套完整的线圈绕制工装。本发明与现有技术相比，具体优点如下：1）本发明线圈的两个出线端布置在外径处，相对于传统内、外两侧出线方式线圈，线圈的绕制匝数增加了一层；2）本发明线圈采用圆电磁线绕制，径向和轴向层数可以自由选择，不同于扁电磁线轴向只能选择两层。

技术领域

本发明属于圆筒式直线电机线圈技术领域，适用于小直径、大推力圆筒式直线电机场合，尤其涉及一种饼式线圈绕制工装及绕制方法。

背景技术

现有的圆筒式直线电机的线圈为圆饼状，沿一个方向绕制，引线出自内外两侧，多个线圈连接时，要么内侧引出线引至外端与另一线圈连接，引出线横跨线圈，要么第一与第二线圈的外侧引出线连接，第二与第三线圈的内侧引出线连接。上述两种接法分别占用了轴向和外径方向的空间、外径方向和内径方向的空间，极大的降低了电机的槽满率，特别影响了极大长径比圆筒式直线电机(如潜油直线电机)的推力密度。

如能发明一种双外引出线饼式线圈绕制工装及绕制方法，必能提高圆筒式直线电机的槽满率，提高推力密度。专利CN200710011342.3提出的饼型线圈的引出线均由外侧引出，但其采用扁电磁线绕制，沿轴向只能绕制两匝，沿径向可以绕制多层，轴向匝数受到约束。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种完成沿轴、径向均能绕制多匝，且双外引出线的饼式线圈绕制工装及绕制方法。

技术方案：本发明是通过以下技术方案实现的：

一种圆筒式直线电机用双外引出线饼式线圈绕制工装，其特征在于：该工装包括左夹板1、左挡板2、右挡板3、右夹板4、芯棒、螺杆7和螺母8，将螺杆7依次穿过左夹板1、左挡板2、芯棒、右挡板3和右夹板4后，再将螺母8拧到螺杆7上紧固，组成一套完整的线圈绕制工装。

芯棒为短芯棒5或长芯棒6。

左夹板1和右夹板4完全相同，为圆环状，外径Φ_j比双外引出线饼式线圈12的外径Φ_C大20-30mm，内径大于螺杆7的直径，左夹板1和右夹板4的材质为钢板或铝板，厚度为5mm，左夹板1和右夹板4上均布两个槽9，两个槽的槽深方向沿左夹板1和右夹板4的径向延伸，两个槽以左夹板1和右夹板4的圆心为基准180°对称，两个槽的宽度均为电磁线13直径Φ_w的2-3倍，槽底到圆心的距离为短芯棒5直径的一半。

左挡板2和右挡板3均为圆环状，左挡板2和右挡板3的内、外径同左夹板1相同，左挡板2和右挡板3材质为聚四氟乙烯，左挡板2和右挡板3厚度为20-25mm；左挡板2上均布两个直槽10，两个直槽10的槽深方向沿左夹板1和右夹板4的径向延伸，两个槽以左夹板1和右夹板4的圆心为基准180°对称，右挡板3上开设有一个斜槽11，直槽10和斜槽11宽度为电磁线13直径Φ_w的1.5倍，直槽10的槽底到圆心的距离等于双外引出线饼式线圈12的外径Φ_C的一半，斜槽11的槽底到圆心的距离为短芯棒5直径的一半，斜槽11的倾斜角α为30°-45°。

短芯棒5和长芯棒6为环空的圆台，大径都为Φ_DD，小径都为Φ_DX，Φ_DD-Φ_DX≈0.5mm，短芯棒5的轴向长度为L_X,L_X＝(N-1+k)×Φ_w，N为双外引出线饼式线圈的轴向层数，k≈0.55-0.65，长芯棒6的轴向长度为L_D,L_D-L_X≈(1.1-1.2)Φ_w，材质为铝合金；短芯棒5用来绕制半成型线圈14，长芯棒6用来绕制成型线圈。