本發明涉及能量轉換設備技術領域，特別涉及一種轉子總成以及該轉子總成的制作方法。

背景技術：

相關轉子電樞繞組主要為銅漆線繞制，采用電阻焊接工藝，工藝成熟，漆包鋁線繞組與換向片焊接導電性優良，但是銅資料價格高，且資源匱乏，加上電機行業竟爭激烈，催生鋁線轉子電樞的開發。

在鋁線轉子電樞領域，主要存在鋁線與換向片的焊接及防氧化問題，采用電阻焊接工藝，由于鋁材料的機械強度差，在焊接時易出現鋁線焊接時斷線，且焊接電阻大，易氧化等問題，在應用技術上遇到瓶頸。

技術實現要素：

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種轉子總成，在保證退去漆包線表層絕緣層的同時，保證機械強度。

根據本發明實施例的轉子總成，包括：轉子軸、轉子鐵芯、轉子繞組、換向器。所述轉子鐵芯與所述轉子軸相連，且所述轉子鐵芯環繞所述轉子軸，所述轉子鐵芯上具有多個鐵芯槽，所述轉子繞組纏繞于所述轉子鐵芯上，且所述轉子繞組與所述轉子鐵芯之間設有絕緣結構，所述換向器包括換向片，所述換向片與所述轉子繞組的接線端超聲波焊接。

根據本發明實施例的轉子總成，取代相關電阻焊接工藝，采用了超聲波焊接工藝，產生熱量小，在保證退去漆包線表層絕緣層的同時，保證鋁漆包線材質一定的機械強度，減少在焊接過程中漆包線的斷線風險。

另外，根據本發明上述實施例的轉子總成還可以具有如下附加的技術特征：

根據本發明的一個實施例，所述換向片鄰近所述轉子鐵芯的一端設有掛鉤，所述轉子繞組的接線端伸入所述掛鉤并由所述掛鉤夾緊，所述接線端與所述掛鉤超聲波焊接，焊接后熔合強度高、導電性好，電阻系數極低或近乎零。

根據本發明的一個實施例，所述鐵芯槽的沿所述轉子軸的軸線方向上的中心與所述掛鉤的中心對齊。

根據本發明的一個實施例，所述換向器還包括：模塑料，所述模塑料環繞所述轉子軸，且所述模塑料與所述轉子軸相對固定地連接，其中，所述換向片設在所述模塑料的外周面上，且所述換向片與所述模塑料相對固定。

根據本發明的一個實施例，所述換向片上具有端部尺寸大且根部尺寸小的定位凸塊，所述模塑料包覆所述定位凸塊。

根據本發明的一個實施例，所述換向片的外表面形成有條形或網狀紋路。

根據本發明的一個實施例，所述鐵芯槽內設有槽內絕緣，所述槽內絕緣隔開所述轉子繞組和轉子鐵芯，且所述轉子繞組的繞組端部設有端部絕緣。

根據本發明的一個實施例，所述換向片包括環繞所述轉子軸且相互間隔布置的多個，且多個所述鐵芯槽中的至少兩個對應設置了所述換向片。

本發明還提供了一種轉子總成的制作方法。

根據本發明實施例的轉子總成的制作方法，其中，所述轉子總成為根據前述的轉子總成，所述方法包括：使用超聲波焊接壓頭將換向器和轉子繞組壓緊，然后向所述超聲波壓頭輸送沿垂直、平行或傾斜于所述轉子軸的方向的高頻振動摩擦。

根據本發明的一個實施例，所述換向片鄰近所述轉子鐵芯的一端設有開口背離所述轉子鐵芯的“v”形掛鉤，所述壓頭抵壓所述掛鉤以封閉所述掛鉤的開口并加緊所述接線端。

附圖說明

圖1是本發明實施例中轉子電樞整體示意圖。

圖2是本發明實施例中換向器的結構示意圖。

圖3是本發明實施例中轉子總成的換向片與轉子繞組的接線端在焊接前的配合示意圖。

圖4是本發明實施例中轉子總成的換向片與轉子繞組的接線端在焊接后的配合示意圖。

圖5是本發明實施例中轉子總成的鐵芯與轉子繞組裝配后的截面的局部示意圖。

圖6是本發明實施例中鐵芯槽與掛鉤的對應關系示意圖。

附圖標記：

轉子總成1，轉子軸11，轉子鐵芯12，轉子繞組13，換向器14，鐵芯槽101，換向片141，掛鉤1411，模塑料142，定位凸塊143，槽內絕緣102，端部絕緣103，鐵芯槽101的沿轉子軸11的軸線方向上的中心104。

具體實施方式

本發明是在鋁線轉子電樞上的轉子繞組13與換向器14焊接技術上的升級，通過更改生產工藝，實現銅鋁不同材質的焊接。

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

下面參考附圖描述本發明實施例的轉子總成1。

如圖1和圖2所示，根據本發明實施例的轉子總成1，包括：轉子軸11、轉子鐵芯12、轉子繞組13和換向器14。

具體而言，轉子鐵芯12與轉子軸11相連，且轉子鐵芯12環繞轉子軸11，轉子鐵芯12上具有多個鐵芯槽101，鐵芯槽101用于纏繞轉子繞組13，轉子鐵芯12旋轉時，將會帶動轉子軸11旋轉。轉子繞組13纏繞于所述轉子鐵芯12上，且轉子繞組13與轉子鐵芯12之間設有絕緣結構。換向器14包括換向片141，換向片141與轉子繞組13的接線端超聲波焊接。

根據本發明實施例的轉子總成1，換向片141與轉子繞組13的接線端采用超聲波焊接，超聲波焊接產生熱量小，在保證退去漆包線表層絕緣層的同時，保證漆包線材質具有一定的機械強度，減少在焊接過程中漆包線的斷線風險。

其中，轉子繞組13可以為漆包鋁線繞組，換向片141優選地為銅制換向片141。鋁材料相對比較常見，而且價格低廉，導電性良好，此外，鋁線繞組重量相較于銅線也輕得多，本發明中將換向片141與鋁漆包線由超聲波焊接，可以減小鋁漆包線與銅換向片141之間焊接后電阻。

本發明中，轉子繞組13的接線端可以通過壓片、掛鉤1411等焊接到換向片141上，例如，另外設置一個壓片，通過壓片將接線端壓在換向片141上并焊接。當然，也可以直接將接線端與換向片141焊接。下面描述本發明的一些實施例的焊接方式。

如圖2-圖4所示，在本發明的一些實施例中，換向片141鄰近轉子鐵芯12的一端設有掛鉤1411，轉子繞組13的接線端伸入掛鉤1411并由掛鉤1411夾緊，接線端與掛鉤1411的內表面超聲波焊接。

具體包括，使用繞線機將轉子繞組13(其中，轉子繞組13可以由鋁漆包線制成)繞到換向片141上掛鉤1411的內側，換向片141上的掛鉤1411無歪斜，通過設置掛鉤1411，可以使換向片141與接線端穩定地連接，提高轉子繞組13的接線端與換向片141連接的穩定性。

另外，超聲波焊接產生熱量小，在保證退去漆包線表層絕緣層的同時，保證鋁漆包線材質一定的機械強度，減少在焊接過程中漆包線的斷線風險，焊接后熔合強度高、導電性好，電阻系數極低或近乎零，減少換向火花，提高了電機壽命。

進一步地，如圖6所示，鐵芯槽101的沿轉子軸11的軸線方向上的中心104與掛鉤1411的中心對齊，由此，其中心慣性主軸與旋轉軸線相重合而達到動平衡。

結合圖1和圖2，換向器14包括：模塑料142和換向片141。模塑料142環繞轉子軸11，且模塑料142與轉子軸11相對固定地連接，其中，換向片141設在模塑料142的外周面上，且換向片141與模塑料142相對固定。通過模塑料142，可以實現換向片141與轉子軸11之間的絕緣，而且還可以方便換向器14與轉子軸11之間的穩定連接。

另外，通過模塑料142可以將換向器14穩定地安裝在轉子軸11上，提高換向器14與轉子軸11連接的穩定性。

優選地，結合圖2至圖4，換向片141上具有端部尺寸大且根部尺寸小的定位凸塊143，模塑料142包覆所述定位凸塊143，增加連接的可靠性。

其中，模塑料142與換向片141注塑為一體，從而可以通過模塑料142包覆換向片141上的定位凸塊143，換句話說，將定位凸塊143嵌入設置于模塑料142上，提高模塑料142與換向片141之間的連接穩定性。

具體而言，將繞好線的轉子組件放入超聲波焊接治具，啟動超聲波焊接機，焊接壓頭壓在換向片141，通過高頻振動實現焊接，超聲波在焊接時，焊頭振動方向與漆包線軸向平行或垂直，或沿漆包線軸向和徑向同時振動，在焊接后的換向片141外表面會產生條形或網狀紋路，換向片141表面形成的條形或網狀紋路可以顯示超聲波焊接情況，而且這些紋路還可以提高換向片141的結構強度。

進一步地，結合圖1和圖5，鐵芯槽101內設有槽內絕緣102，槽內絕緣102隔開轉子繞組13和轉子鐵芯12，且轉子繞組13的繞組端部設有端部絕緣103，保證轉子繞組13與轉子鐵芯12之間的絕緣，避免因裸露或接觸而產生的漏電、短路現象，保障了電機的安全性和可靠性。

如圖1和圖6，換向片141包括環繞所述轉子軸11且相互間隔布置的多個，且多個鐵芯槽101中的至少兩個對應設置了換向片141。

進一步地，如圖6，每個鐵芯槽101均對應布置有一個換向片141。每個換向片141的掛鉤1411均與鐵芯槽101沿鐵芯軸向的中間位置相對，其中，所述的“相對”是指沿鐵芯軸線方向相對。

另外，本發明還提供了一種轉子總成1的制作方法。

根據本發明實施例的一種轉子總成1的制作方法，使用超聲波焊接壓頭將換向器14和轉子繞組13的接線端壓緊，使得換向器14與轉子繞組13的接線端可以穩定貼合，然后向超聲波壓頭輸送沿垂直、平行或傾斜于所述轉子軸11的方向的高頻振動摩擦，經過預定時間之后完成超聲波焊接。

根據本發明實施例的轉子總成1，換向片141與轉子繞組13的接線端采用超聲波焊接，超聲波焊接產生熱量小，在保證退去漆包線表層絕緣層的同時，保證鋁漆包線材質一定的機械強度，減少在焊接過程中漆包線的斷線風險。

其中，結合圖3和圖4，換向片141鄰近轉子鐵芯12的一端設有開口背離轉子鐵芯12的“v”形掛鉤1411，壓頭抵壓掛鉤1411以封閉掛鉤1411的開口并加緊所述接線端。具體而言，換向片141成型為具有“v”形掛鉤1411，然后將換向器14安裝到轉子軸11上，換向片141的“v”形掛鉤1411的封閉端朝向鐵芯，將轉子繞組13的接線端設置在“v”形掛鉤1411上，且轉子繞組13的接線端的至少一部分位于“v”形掛鉤1411的內側，通過壓頭抵壓掛鉤1411，將“v”形掛鉤1411的開口合攏，并實現“v”形掛鉤1411夾緊轉子繞組13的接線端，然后對“掛鉤1411與轉子繞組13的接線端的連接處進行超聲波焊接。

設置“v”形掛鉤1411，可以方便夾緊轉子繞組13的接線端，提高轉子繞組13的接線端與掛鉤1411連接的穩定性。

結合圖1至圖6，本發明公開一種轉子總成1，具體公開了一種新型的鋁線轉子電樞(即轉子繞組13)換向器14焊接方法，其包括換向器14、轉子鐵芯12，通過轉子軸11按一定尺寸將換向器14與轉子鐵芯12固定在一起，且換向器14上掛鉤1411中心對齊轉子鐵芯12上的鐵芯槽101中心，在鐵芯槽101的內腔安裝有槽內絕緣102，槽內絕緣102與轉子鐵芯12兩端的端部絕緣103組合成轉子絕緣系統，換向器14表面均布若干銅材質換向片141，換向片141的尾部存在掛鉤1411，通過繞組設備在換向器14與轉子鐵芯12槽內繞制均布有漆包鋁線，轉子鐵芯12槽內漆包線通過換向器14掛鉤1411溝底位置連接形成回路。

將繞好漆包鋁線的電樞組件放入超聲波焊接工裝，啟動超聲波焊接機，超聲波焊接壓頭將換向片141和鋁漆包線壓緊，在沿漆包線軸向和徑向產生高頻振動摩擦，通過摩擦產生的接觸和熱量退去漆包線表層絕緣層，同時實現鋁漆包線線芯與銅換向片141電聯接，實現電導通。

超聲波焊接產生熱量小，在保證退去漆包線表層絕緣層的同時，保證鋁漆包線材質一定的機械強度，減少在焊接過程中漆包線的斷線風險，以及減小鋁漆包線與銅換向片141的焊接電阻。

本發明提供的焊接工藝方法，取代現有電阻焊接工藝，可以實現鋁線漆包線在轉子電樞上的應用，降低電機成本。

使用本發明焊接技術后，鋁漆包線與銅換向片141焊接電阻較銅線轉子電樞焊接電阻小，能夠減少換向火花，提高電機壽命。

本發明是在鋁線轉子電樞漆包線與換向器14焊接技術上的升級，通過更改生產工藝，實現銅鋁不同材質的焊接。

另外，參照附圖1至圖6，在本發明的一個具體示例中，轉子繞組13包含換向器14、轉子鐵芯12、轉軸、漆包鋁線繞組、以及由槽內絕緣102和端部絕緣103組成的絕緣系統。

如圖2所示，轉子電樞換向器14包含換向片141和模塑料142。

如圖3所示，在將轉子鐵芯12與換向器14固定在轉軸上時需要保證換向器14掛鉤1411對齊轉子鐵芯12中心。

使用繞線機將轉子繞組13(其中，轉子繞組13可以由鋁漆包線制成)繞到換向片上掛鉤1411的內側，換向片141上的掛鉤1411無歪斜。

將繞好線的轉子組件放入超聲波焊接治具，啟動超聲波焊接機，焊接壓頭壓在換向片141，通過高頻振動實現焊接，超聲波在焊接時，焊頭振動方向與漆包線軸向平行或垂直，或沿漆包線軸向和徑向同時振動，在焊接后的換向片141外表面會產生條形或網狀紋路。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。