本申请涉及直流电动机技术领域，尤其涉及一种同心式补偿绕组、绕组的模具及绕制方法。
背景技术：
中型以上直流电动机都有补偿绕组。补偿绕组能提高电机的过载能力和减少环火可能性，属于中型直流电机的主要部件，它分布在主极铁芯上的补偿槽内，并与电枢线圈和换向极绕组串接，其产生的磁势的方向与交轴电枢反应磁势相反、大小相近，用以抵消电枢反应所产生的磁场畸变。主极极弧范围以内和相邻主极之间的电枢磁动势可由补偿绕组和换向极绕组的合成磁势予以补偿。设置补偿绕组的优点：使气隙磁场均匀分布，换向性能优良；有较大的过载能力和承受突变负载的能力，确保电机稳定运行；电枢回路电感值减小，机电时间常数较小；功率相同时，其转动惯量较无补偿绕组的电机小。
现有技术中，常采用条形补偿绕组。如图1所示，在四极电机中，四个主极铁芯共有条形补偿绕组48根，接线头96个。而在实际工作中，直流电动机需要经常承受过负载电流的冲击，加上电机频繁启动、制动的影响，容易造成条形补偿绕组连接线烧损断裂、维修工作量大。
技术实现要素：
本申请实施例通过提供一种同心式补偿绕组、绕组的模具及绕制方法，解决了现有技术中条形补偿绕组接线头多，容易发生故障，维修费用高的问题，实现了减少补偿绕组接线头，且方便制作。
第一方面，本发明实施例提供了一种同心式补偿绕组，所述同心式补偿绕组由一根导线绕制而成，包括均绕制三匝而成的内矩形部和外矩形部。所述内矩形部包括依次连接的第一直段、第一弧段、第二直段和第二弧段；所述外矩形部包括依次连接的第三直段、第三弧段、第四直段和第四弧段；所述第一弧段、所述第二弧段、所述第三弧段和所述第四弧段均沿同一弧面弯曲；所述第一直段、所述第二直段、所述第三直段和所述第四直段用于安装在开口槽主极铁芯的补偿槽内。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一弧段与所述第三弧段贴合，所述第二弧段与所述第四弧段贴合。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述同心式补偿绕组的最外侧的端部沿所述第四弧段的延伸方向弯折。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述同心式补偿绕组的最外侧的端部沿所述第四弧段的延伸方向的反方向弯折。
第二方面，本发明实施例提供了一种同心式补偿绕组的模具，包括连接板和定位组件。所述连接板呈弧形，且弧度与所述同心式补偿绕组相同；所述定位组件设置于所述连接板的外表面；所述定位组件包括第一定位件、第二定位件、第三定位件、第四定位件、第五定位件、第六定位件、第七定位件和第八定位件；所述第一定位件、所述第二定位件、所述第三定位件、所述第四定位件、所述第五定位件和所述第六定位件依次连接，组成与所述同心式补偿绕组的内矩形部适配的第一矩形；所述第七定位件和所述第八定位件分别间隔设置于所述第一矩形的长边侧，组成与所述同心式补偿绕组的外矩形部适配的第二矩形。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，还包括两个侧板。所述侧板呈四分之一圆状；所述连接板的两端分别的连接于两个所述侧板的圆弧侧；所述侧板上开设有轴孔，所述轴孔设置于所述侧板的靠近圆心方向的一端，所述轴孔插入芯轴，能够固定于绕线机。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述侧板上开设有多个定位销孔。所述定位销孔均匀设置于与所述侧板的弧边同心的一条弧上，用于将所述模具定位于不同角度。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第七定位件和所述第八定位件的长度大于所述第一矩形的长边的长度。
第三方面，本发明实施例提供了一种同心式补偿绕组的绕制方法，包括：
绕制绕组：所述导线以所述第一定位件的边缘为起点，依次抵住所述第一定位件、所述第二定位件、所述第三定位件、所述第四定位件、所述第五定位件、所述第六定位件和第一定位件的外侧绕制3匝，组成所述内矩形部；在第三匝绕制结束后，将导线引至所述第七定位件靠近所述第一定位件的一端，并抵住所述第七定位件和所述第八定位件的外侧绕制三匝，组成所述外矩形部；将同心式补偿绕组的最外侧的端部沿绕制方向或反方向弯折；
局部处理：对绕制的同心式补偿绕组进行磨削，剔除局部微小毛刺；
绝缘绕包：局部处理后同心式补偿绕组的匝间用0.05聚酰亚胺薄膜半叠包。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例通过采用将同心式补偿绕组由一根导线绕制而成，只留有开端和末端两个端头，有效解决了补偿绕组接线头多，焊接工作量大，且容易烧损断裂的问题，进而实现了减少直流电动机故障，保障稳定可靠运行，降低维修费用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有条形补偿绕组的安装示意图；
图2为本申请实施例提供的同心式补偿绕组的安装示意图；
图3为本申请实施例提供的开口槽主极铁芯的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的同心式补偿绕组的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的同心式补偿绕组的另一结构示意图；
图6为本申请实施例提供的同心式补偿绕组的模具的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的同心式补偿绕组的模具左视图。
附图标记：1-条形补偿绕组直流电动机；11-半闭口槽主极铁芯；12-条形补偿绕组；13-电动机外壳；2-同心式补偿绕组直流电动机；21-开口槽主极铁芯；22-同心式补偿绕组；23-铜鼻子；211-补偿槽；221-第一直段；222-第一弧段；223-第二直段；224-第二弧段；225-第三直段；226-第三弧段；227-第四直段；228-第四弧段；229-端部；3-模具；31-侧板；311-轴孔；312-定位销孔；32-连接板；33-定位组件；331-第一定位件；332-第二定位件；333-第三定位件；334-第四定位件；335-第五定位件；336-第六定位件；337-第七定位件；338-第八定位件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
参照图1所示，为现有技术中的条形补偿绕组12。通常，条形补偿绕组直流电动机1内安装四个半闭口槽主极铁芯11，且互成90度，均与安装于条形补偿绕组直流电动机1的电动机外壳13的内壁上，并通过螺栓固定。每个半闭口槽主极铁芯11内有三根条形补偿绕组12。每个半闭口槽主极铁芯11上开设有四个槽，共需要48根条形补偿绕组12，相邻的半闭口槽主极铁芯11的条形补偿绕组12相连，需要接线头96个。
本实施例提供了一种同心式补偿绕组22，请一并参照说明书附图中图2至图5。
同心式补偿绕组22由一根导线绕制而成，包括均绕制三匝而成的内矩形部和外矩形部。内矩形部包括依次连接的第一直段221、第一弧段222、第二直段223和第二弧段224；外矩形部包括依次连接的第三直段225、第三弧段226、第四直段227和第四弧段228；第一弧段222、第二弧段224、第三弧段226和第四弧段228均沿同一弧面弯曲；第一直段221、第二直段223、第三直段225和第四直段227用于安装在开口槽主极铁芯21的补偿槽211内。
本发明实施例通过采用将同心式补偿绕组22由一根导线绕制而成，只留有开端和末端两个端头，有效解决了补偿绕组接线头多，焊接工作量大，且容易烧损断裂的问题，进而实现了减少直流电动机故障，保障稳定可靠运行，降低维修费用。
内矩形部的第一直段221、第二直段223和外矩形部的第三直段225、第四直段227安装于开口槽主极铁芯21的补偿槽211内。
具体的，同心式补偿绕组22对称安装于两个相邻的开口槽主极铁芯21的补偿槽211内，即第一直段221和第三直段225安装于一个开口槽主极铁芯21的一端的相邻的两个补偿槽211内；
第二直段223和第四直段227安装于与相邻的另一开口槽主极铁芯21的靠近该开口槽主极铁芯21的两个补偿槽211内。
第一弧段222与第三弧段226贴合，第二弧段224与第四弧段228贴合。第一弧段222和第三弧段226横跨于相邻的两个开口槽主极铁芯21的一端并贴合两个开口槽主极铁芯21的端面；第二弧段224和第三弧段226横跨于相邻的两个开口槽主极铁芯21的另一端并贴合两个开口槽主极铁芯21的另一端面。
同心式补偿绕组22的最外侧的端部229沿第四弧段228的延伸方向弯折。同心式补偿绕组22的最外侧的端部229沿第四弧段228的延伸方向的反方向弯折。同心式补偿绕组22的最外侧的端部229有两种设置方法，在四极电动机中，一般各需要两个，间隔设置。相邻的两个同心式补偿绕组22的端部229或者同心式补偿绕组22的端部229和换向极绕组的连接端之间通过铜鼻子23连接。
本实施例提供了一种同心式补偿绕组的模具，请一并参照说明书附图中图6和图7。
同心式补偿绕组的模具包括连接板32和定位组件33。连接板32呈弧形，且弧度与同心式补偿绕组22相同。由于开口槽主极铁芯21安装同心式补偿绕组22的一端呈弧形，同心式补偿绕组22安装于相邻的两个开口槽主极铁芯21上，所以，同心式补偿绕组22的弧度与开口槽主极铁芯21相同，并且从开口槽主极铁芯21的一端看，能够组成一个完整的圆周。因此连接板32的弧度与同心式补偿绕组22相同，也与开口槽主极铁芯21相同。
定位组件33设置于连接板32的外表面，定位组件33包括第一定位件331、第二定位件332、第三定位件333、第四定位件334、第五定位件335、第六定位件336、第七定位件337和第八定位件338。
第一定位件331、第二定位件332、第三定位件333、第四定位件334、第五定位件335和第六定位件336依次连接，组成与同心式补偿绕组22的内矩形部适配的第一矩形；
定位组件33用于同心式补偿绕组22绕制时的位置固定，导线抵靠着定位组件33的外侧进行绕制。第一定位件331、第二定位件332、第三定位件333、第四定位件334、第五定位件335和第六定位件336依次连接，绕制时，导线也是按照此顺序依次缠绕。
第七定位件337和第八定位件338分别间隔设置于第一矩形的长边侧，组成与同心式补偿绕组22的外矩形部适配的第二矩形。第七定位件337和第八定位件338用于绕制同心式补偿绕组22的外矩形部。第七定位件337和第八定位件338与第一矩形之间的间隔应恰好能够使导线绕制三匝，第七定位件337和第八定位件338的宽度，应与开口槽主极铁芯21的相邻的补偿槽211之间个间隔相适配。
同心式补偿绕组的模具还包括两个侧板31；侧板31呈四分之一圆状；连接板32的两端分别的连接于两个侧板31的圆弧侧；侧板31上开设有轴孔311，轴孔311设置于侧板31的靠近圆心方向的一端，轴孔311插入芯轴，能够固定于绕线机。
侧板31起固定支撑连接板32的作用，侧板31上开设的轴孔311能够使芯轴插入，芯轴能够固定于绕线机上。转动芯轴，即能够转动连接板32，使定位组件33正在绕组的部分朝上，方面操作。
侧板31上开设有多个定位销孔312；定位销孔312均匀设置于与侧板31的弧边同心的一条弧上，用于将模具3定位于不同角度。定位销孔312可以将模具3的转动固定于几个位置。例如设置三个定位销孔312，分别对应模具3的两个长边和短边恰好正对操作者的位置，方便加工。
第七定位件337和第八定位件338的长度大于第一矩形的长边的长度。这样设计能够在导线于第一矩形绕制三匝之后，具有了一定的厚度时，导线的端部229恰好与第七定位件337平齐。能够水平引至第七定位件337开始沿第二矩形的外侧绕制。
本实施例提供了一种同心式补偿绕组的绕制方法，包括：
绕制绕组：导线以第一定位件331的边缘为起点，依次抵住第一定位件331、第二定位件332、第三定位件333、第四定位件334、第五定位件335、第六定位件336和第一定位件331的外侧绕制3匝，组成内矩形部；
在绕制时，导线的端部229固定于第一定位件331远离连接板32的一端，绕制到第二匝，导线不仅抵靠第一矩形的外侧，同时抵靠第一匝的下边缘，同理，导线绕制到第三匝，不仅抵靠第一矩形的外侧，同时抵靠第二匝的下边缘。
在第三匝绕制结束后，将导线水平引至第七定位件337靠近第一定位件331的一端，并抵住第七定位件337和第八定位件338的外侧绕制三匝，每匝导线均抵于上一匝导线的下边缘，组成外矩形部，同心式补偿绕组22所占水平面积和厚度均随着绕制增加。
将同心式补偿绕组22的最外侧的端部229沿绕制方向或反方向弯折；两种端部229的同心式补偿绕组22能够用于不同的连接方式。
局部处理：对绕制的同心式补偿绕组22进行磨削，剔除局部微小毛刺；能够避免损伤绝缘层。
绝缘绕包：局部处理后同心式补偿绕组22的匝间用0.05聚酰亚胺薄膜半叠包。能够避免同心式补偿绕组22匝间和对地短路。
本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请技术方案的范围。
1.一种同心式补偿绕组，其特征在于，所述同心式补偿绕组（22）由一根导线绕制而成，包括均绕制三匝而成的内矩形部和外矩形部；
所述内矩形部包括依次连接的第一直段（221）、第一弧段（222）、第二直段（223）和第二弧段（224）；
所述外矩形部包括依次连接的第三直段（225）、第三弧段（226）、第四直段（227）和第四弧段（228）；
所述第一弧段（222）、所述第二弧段（224）、所述第三弧段（226）和所述第四弧段（228）均沿同一弧面弯曲；
所述第一直段（221）、所述第二直段（223）、所述第三直段（225）和所述第四直段（227）用于安装在开口槽主极铁芯（21）的补偿槽（211）内。
2.根据权利要求1所述的同心式补偿绕组，其特征在于，所述第一弧段（222）与所述第三弧段（226）贴合，所述第二弧段（224）与所述第四弧段（228）贴合。
3.根据权利要求1所述的同心式补偿绕组，其特征在于，所述同心式补偿绕组（22）的最外侧的端部（229）沿所述第四弧段（228）的延伸方向弯折。
4.根据权利要求1所述的同心式补偿绕组，其特征在于，所述同心式补偿绕组（22）的最外侧的端部（229）沿所述第四弧段（228）的延伸方向的反方向弯折。
5.一种绕制如权利要求1-3任一项所述的同心式补偿绕组的模具，其特征在于，包括连接板（32）和定位组件（33）；
所述连接板（32）呈弧形，且弧度与所述同心式补偿绕组（22）相同；
所述定位组件（33）设置于所述连接板（32）的外表面；
所述定位组件包括第一定位件（331）、第二定位件（332）、第三定位件（333）、第四定位件（334）、第五定位件（335）、第六定位件（336）、第七定位件（337）和第八定位件（338）；
所述第一定位件（331）、所述第二定位件（332）、所述第三定位件（333）、所述第四定位件（334）、所述第五定位件（335）和所述第六定位件（336）依次连接，组成与所述同心式补偿绕组（22）的内矩形部适配的第一矩形；
所述第七定位件（337）和所述第八定位件（338）分别间隔设置于所述第一矩形的长边侧，组成与所述同心式补偿绕组（22）的外矩形部适配的第二矩形。
6.根据权利要求5所述的同心式补偿绕组的模具，其特征在于，还包括两个侧板（31）；所述侧板（31）呈四分之一圆状；
所述连接板（32）的两端分别的连接于两个所述侧板（31）的圆弧侧；
所述侧板（31）上开设有轴孔（311），所述轴孔（311）设置于所述侧板（31）的靠近圆心方向的一端，所述轴孔（311）插入芯轴，能够固定于绕线机。
7.根据权利要求6所述的同心式补偿绕组模具，其特征在于，所述侧板（31）上开设有多个定位销孔（312）；
所述定位销孔（312）均匀设置于与所述侧板（31）的弧边同心的一条弧上，用于将所述模具（3）定位于不同角度。
8.根据权利要求5所述的同心式补偿绕组模具，其特征在于，所述第七定位件（337）和所述第八定位件（338）的长度大于所述第一矩形的长边的长度。
9.一种使用如权利要求5所述的同心式补偿绕组的模具的同心式补偿绕组的绕制方法，其特征在于，包括：
绕制绕组：所述导线以所述第一定位件（331）的边缘为起点，依次抵住所述第一定位件（311）、所述第二定位件（332）、所述第三定位件（333）、所述第四定位件（334）、所述第五定位件（335）、所述第六定位件（336）和第一定位件（331）的外侧绕制3匝，组成所述内矩形部；
在第三匝绕制结束后，将导线引至所述第七定位件（337）靠近所述第一定位件（331）的一端，并抵住所述第七定位件（337）和所述第八定位件（338）的外侧绕制三匝，组成所述外矩形部；
将同心式补偿绕组（22）的最外侧的端部（229）沿绕制方向或反方向弯折；
局部处理：对绕制的同心式补偿绕组（22）进行磨削，剔除局部微小毛刺；
绝缘绕包：局部处理后同心式补偿绕组（22）的匝间用0.05聚酰亚胺薄膜半叠包。
技术总结