电动嵌线器的研究与改进

万玉吉，马质璞，刘宝胜

(南阳农业职业学院，南阳473000)

0 引 言

《微特电机》杂志在2011 年第9 期电动嵌线器的设计原理与应用一文［1］介绍了一种电动嵌线器，该电动嵌线器体积小、重量轻，制作成本极低。它是以微型直流电动机为动力，能直接将漆包线下到内定子电机槽中的一种微型装置，但也存在着一些不足，由于窄、宽支撑板的宽度都是一定的，当空心绕线针沿窄、宽支撑板的边沿高速旋转时，空心绕线针形成的几何角度也是一定的，所以，它只能对一种内定子电机快速下线，使用范围受到了很大的限制，不便于推广，下面我们就针对以上不足加以改进。

1 嵌线原理

1.1 内定子结构

按结构划分，电机分为内定子式与外定子式，该电动嵌线器仅适用于内定子式，如吊扇电机、电动自行车电机的大都是内定子式。内定子式铁心水平放置时的形状如图1 所示，显然，相邻两槽口(中心面)的距离是里窄外宽，形成了一定的几何角度。

1.2 嵌线分析

由于相邻两槽口(中心面)的距离是里窄外宽，又由于空心绕线针往槽中下线时必须是从一个槽口下、从另一个槽口上的，故空心绕线针旋转的轨迹必须类似于一圆锥形，形成一个三维的空间曲面，如何实现空心绕线针作三维曲面的旋转，这是我们要突破的第一个技术难点。

1.3 三维曲面的形成

首先实现二维旋转。让窄、宽支撑板前、后平行竖直放置，在两支撑板之间的两头各安装一宽皮带轮，两宽皮带轮宽皮带旋转，于是，便实现了二维旋转。

在宽皮带的外表面横向倾斜地固定一长轴套，长轴套的长度要超过窄、宽支撑板之间的距离，利用皮带的弹性，使轴套紧靠在两支撑板的边沿上，再在轴套中穿入可自由转动的空心绕线针，这样，宽皮带在旋转时，空心绕线针沿窄、宽支撑板的边沿既能公转，又能自转，于是，又实现了三维旋转，如图2 所示。

三维曲面形成之后，等于突破了第一个技术难点，但是，由于窄、宽支撑板的宽度都是一定的，所以，空心绕线针在旋转时形成的几何角度也是一定的，故该电动嵌线器不能给任意大小(或槽数)的内定子电机下线，推广价值不大。

2 技术改进

为了使电动嵌线器能给任意大小(或槽数)的内定子电机下线，空心绕线针的角度与位置必须能任意可调，这是我们遇到的第二个技术难题。

把原来电动嵌线器外表面横向倾斜固定的长轴套去掉，换成可以调节的支架。支架底座为长方形，垂直于底座的两头均制成类似于镊子的夹子，夹子要有足够的弹性，内面要粗糙防滑，夹子上头有紧固螺丝，支架的底座横向固定在宽皮带的外表面上，如图3 所示。

内定子电机的槽数不同，其相邻两槽口中心面的夹角就不同，那么，调整长轴套(或空心绕线针)的角度，便可适应不同槽数的内定子电机的下线;内定子电机的直径不同，那么，调整长轴套(或空心绕线针)前后的位置，便可适应不同直径的内定子电机的下线。由于改进后的电动嵌线器能适用于任意大小(或槽数)内定子电机的下线，推广价值大大提高。

3 应用过程

整个绕线系统由5 部分组成，包括底座、铁心、电动嵌线器、电源、线轱辘，如图4 所示。

图4 绕线器实物图

底座可制成套筒形状，内径可做成Φ20 mm 左右，外径可做成Φ100 mm 左右，以不影响绕线为好。底座的底面固定在桌子上，上面粘上一层防滑材料，防止上面的铁心随便滑动。

铁心是内定子式，中间都有轴。铁心平放到底座上，使线圈抽头的端面朝上。

电动嵌线器窄支撑板的外侧有特制的勾爪，用勾爪勾住内定子电机的槽端，即可把两者紧紧勾在一起。

电源为直流12 V，与直流电机电压一致。

线轱辘放在地上，位于电动嵌线器下方，以便顺利出线。

3.1 绕线前准备

绕线前，先把电动嵌线器勾到内定子电机的槽端，再把可调支架上的螺丝松开，把长轴套夹在两夹子之间，在长轴套中穿入空心绕线针，调整长轴套的位置和角度，使空心绕线针正好位于槽口的正中间，最后，拧紧支架上的小螺丝，空心绕线针就调整好了。

从地上的线轱辘上拉出线头，线头再从空心绕线针的尾部穿入，头部穿出，最后，把引出的线头固定在内定子铁心的上表面某个位置，准备结束。

3.2 绕线过程

绕线过程中，左手放到电源开关位置，随时可以通电或断电。右手拉住漆包线，以便顺利走线。绕线时右手要适当用力拉紧漆包线，并且要前后不断移动，这样绕成的线圈既紧凑、又平整。

该电动嵌线器仅适用于双层线圈下线，由于双层线圈是反串连接，所以，绕完第一个线圈之后，就要左手断电。再把电动嵌线器勾到下一个槽端，然后，反接电源，反绕第二个线圈，依次类推，各线圈连线原理，如图5 所示。

图5 线圈接线图

对于单相电机，U 相与V 相的头要错开90°电角度;对于三相电机，U，V，W 三相要依次错开120°电角度。

3.3 绕线结束

绕线结束后，对于单相电机，V 相绕组与起动电容串联后再与U 相并联，把这两条并联支路引出，并进行端线包扎;对于三相电机，U，V，W 三相绕组的六个线端引出，按要求接到接线盒中，并进行端线包扎。

最后，再经过浇漆→烘干→测试等工艺过程，就可装配试机了。

4 结 语

经过改进后的电动嵌线器能适用于任意大小(或槽数)的内定子电机的下线，它体积小、重量轻，制作成本低，大大降低了电机制造和维修的成本，是电机制造和维修人员的得力助手。

［1］ 万玉吉，马质璞，张子博，等.电动嵌线器的设计及应用［J］.微特电机，2011，39(9):36 -38.