协普®绕线机攻克制导光纤线包绕制工艺难题

协普®绕线机攻克制导光纤线包绕制工艺难题

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光纤有很多优点,通信容量大,传输距离远,光纤损耗低,抗电磁干扰,无辐射,寿命长等等,所以在通信领域应用广泛,尤其是.制导通信方面有着极好的应用前景, 但是制导光纤线包由于需要长距离无缺陷绕制,但由于光纤表面比较光滑、性质较脆易断裂,还有就是受残余应力产生的微弯会使信号衰减等,所以较其他纤维更难缠绕,使得长距离无缺陷快速光纤自动缠绕成为一项重大课题.REPOSAL®绕线机作为专业的缠绕工艺解决方案提供商,多年来一直就制导光纤线包精密缠绕开展工艺课题研究.目前已取得较好的成果并落地,REPOSAL®绕线机研发的制导光纤线包专用绕线机可以根据工艺要求,设定可可靠的工艺指令信息,并准确执行控制命令, 最终完成长距离无缺陷制导光纤线包缠绕.在整个课题研究中,我们重点解决了制导光纤线包缠绕系统的三个难题: 张力控制.绕线系统,馈线系统,并展开如下文。

                   

张力控制:光纤表面摩擦力很低,导致非常容易滑动,并且光纤性质较脆,很容易断裂;在缠绕过程中,光纤绕线机需要在是在恒定的张力下进行缠绕的,否则难以按图样缠绕,这样必将在每匝都产生残余拉力,同时在逐层上绕过程中,造成层间向心压力,层数越多,里层绕组所受压压应力会进一步加大,根据光纤受残余应力产生的微弯会使信号衰减的特性,会带来更大的传输损耗.因此,在光纤缠绕过程中只能尽可能使用较低的张力进行控制.所以,张力控制在整个缠绕过程中是非常关键,且是非常困难的.

光纤在缠绕过程中有缠结、绕折而造成光纤损害,这种损害甚至会导致无法完成缠绕,在光纤绕线机缠绕过程中,要使光纤卷取的线速度尽可能保持均匀.这也有利于光纤张力的稳定.光纤线速由光纤绕线机的绕线轴转速确定,光纤绕线机的绕线轴为恒角速度,但是随着光纤逐层卷绕,其实时半径随之增大,所以我们必须据实时半径调整光纤绕线机的角速度来保持光纤卷取的线速度均匀.而馈线轴必须配合绕线轴的线速(圆周速度)来调整自身转速.其线速也由其实时半径和角速度决定.

经过试验分析得出,不同的张力的大小分别的影响如下,如果张力过小,则不能实现正确光纤缠绕; 如果张力过大,则残余应力大,特别是层间向心压力造成信号衰减;所以,只有张力处前两种情况之间,即需要有一定的张力,以实现正确光纤缠绕,又尽可能的将残余应力控制器可接受的范围之内。

                     

还有就是光纤绕组间隙,即光纤绕组匝与匝之间的间隙,最理想的情况当然是匝与匝紧密靠近而无间隙或间隙最小,当光纤匝与匝之间间隙最小时,可防止次一层光纤匝陷及上一层光纤中,此严重缺陷会导致光纤在放线时被卡住直至拉断;同时,当匝与匝紧密靠近而无间隙或间隙最小时,它还可有利于整个光纤缠绕层光滑平整,使第二层光纤绕组不产生微弯缺陷,还可以使绕组致密、体积最小。

但是实际绕制工艺当中,受到光纤制造工艺,光纤绕线机机械及控制精度的制约,显然无法做到,我们的解决方案是,光纤在缠绶时,在馈线点与落线点之间维持一个相对恒定的滞后角,此滞后角需要控制在一个相对比较稳定合理的范围内,滞后角过小,则匝间不够紧密,间隙增大。而滞后角过大,在张力的作用下则容易引起回绕。

滞后角由两个因素确定,第一个因素是馈线点与落线点在轴向的位置的位置差。第二个因素是馈线点与落线在在径向位置的距离。

绕匝逐层绕上绕轴,线径卷绕直径逐层增大,馈线点与落线点的距离也在相应变化,所以我们在设计工艺时,需要馈线点根据逐层上绕相应向后退移。

通过光纤绕线机反复绕制试验表明,要回避回绕现象所容许的最大滞后角很小与张力相关,在张力恒定的情况下,轴向位移精度要求很高.我们采用交流伺服电机来实现这个运动.而滞后角可以采用角度传感器采集,用它来控制调整馈线点相对于落线点的位置以获得稳定的滞后角。

缠绕过程中,绕组的落线点应该保持在固定位置,一般会处于绕组的最顶端.因为上线点的移动实际上是绕线速度的一种变化,但在光纤绕线机实际绕制过程中,我们会发现这个落线点会逐层呈渐开线移动,有一种观点认为这是因为在绕线轴恒角速度的情况下,光纤线速度则在逐层上绕的过程中带来的卷径直径增大,导致线速度变化所致,但实际的情况是,在逐层上绕过程中,落线点同时也上下两层的交叉点,这个交叉点的高度会比周向范围其它导向区高,但是张力作用下,光纤会自然的从高处向低处滑称,所以会形成逐层呈渐开线的落线点。

         

为了确保光纤绕组的稳定,毎层的两端都要有一定匝数的回缩最,一般为2-3.这个动作由绕组轴向运动快速加速实现,当光纤上绕后,绕组立即釉向后退,在绕轴趕 转一周内,倒过滞后角,然后开始第二层缠绕。

馈线部分,由于光纤绕线机在缠绕过程中只能用较低的张力,而供线盘上的光纤是松绕的,解脱时张力变化很大.为了消除这一不利影响配合张力控制系统,馈线部分做如下设计:馈线轴由伺服电机驱动,再由张力传感器根据所测张力,动态适时的调整馈线轴的速度,以维持一个稳定的张力。缠绕过程中的光纤张力作为主要参数,对制导光纤的长距离无差错缠绕至关重要。.

              

REPOSAL®绕线机作为专业的缠绕工艺解决方案提供商,在制导光纤线包精密缠绕工艺方面不断的摸索与试验,与行业用户密切合作,成功解决上述问题,与行业用户展开深度合作并获得了用户肯定。

 

 

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 协普®绕线机蜂房线圈绕线机

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                                                         蜂房线圈绕线机
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协普数控蜂房绕线机,专为蜂房电感线圈设计,蜂房线圈以其体积小,分布电容小,而且电感量大在一些特殊场合具有不可替代性。之所有有这些优良特性,是因为蜂房线圈的独特结构,

传统蜂房式绕线机是靠一套复杂的齿轮系统实现功能,如果需要绕制不同的蜂房线圈,需要制造并更换不同的齿轮,相当繁琐而且效率极低,协普数控蜂房绕线机采用高精度控制系统,配合特定算法,绕制精度高,速度快,通过不同的设置即可绕制不同宽度,不同折点,不同匝数的蜂房线圈,让您绕制蜂房线圈时得心应手。 


蜂房线圈的电感量大,主要是是因为其特殊的结构致。它在绕制成型后,从外观来看,就像是一个蜂房,由线圈形缠规则的缠绕形成一个一个蜂房,在这一个一个蜂房中,每个蜂房的磁通量都是相互连通的,并且这些小磁体的磁通量密度是随着时间和位置的变化而变化的,就像在一个蜂房中的食物一样。这种磁通量孔隙的分布使得蜂房线圈的电感量较大,因为它有更多的磁体相互作用,从而形成更多的磁通,提高了电流的磁导率,使得电感量增加。

同时,由于蜂房线圈中每个小磁体的磁通量是相互连通的,所以可以通过增加蜂房的大小来增加电感量。蜂房线圈的电感量较大是由其形状和磁通量孔隙分布所致,而并不是因为电阻会增加。

绕制蜂房式线圈的绝缘导线可以是单股漆包线,也可以是多股漆包线或是丝包线。

人们通常很好奇这种线圈怎么绕出来的,下面用我们公司开发的数控蜂房线圈绕线机给大家演示。


 协普®绕线机成功发布热式微量流量计绕线机

协普®绕线机成功发布热式微量流量计绕线机

                                                  

     热式微量流量计有很多优点,主要优点是精度较高,能够测量流量范围较小的微小流体,精度通常可以在1%以内。再就是体积小,可以方便的设计成模块单元,方便安排排布。还可以直接输出电信号,与数据采集器通讯便捷。

     但是其制造难度高,特别是铂金电阻加热线圈,需要热式微量流量计绕线机,在一根直径极小的毛细管上绕制直径0.02-0.05的铂金丝,铂金丝的直径小本身质地较脆弱,毛细管同样需要克服在缠绕过程中铂金丝张力引起的径向位移,而且要求排列整齐,张力稳定,电阻一致,所以其工艺难度极高,目前这种热式微量流量计绕线机微精密缠绕技术长期由日本,荷兰,德国的传感器企业所撑握。

    国内的精密绕线机制造体系从低端走向高端,存在着巨大的挑战,因为在制造设备环节上存在不足,并不只是热式微量流量计绕线机等个别设备的问题,而是整个精密绕线机产业都缺乏自主开发的条件,业界长时间热衷于模仿国外同业技术,而使用者长期迷信进口设备,也是国内绕线机企业缺乏自主开发的条件之一,所以国产热式微量流量计成本一直居高不下。

   所以,协普作为国内专注于特殊精密缠绕的技术公司,多年来关注此一领域,并受邀于国内相关领域的科技公司,科研院所,将开发热式微量流量计绕线机提上日程。

目前,协普已经掌握的热式微量流量计绕线机最先进的工艺是直径0.35的毛细管绕制0.02mm铂金丝,呈整列状态,其工艺效率,绕制方案同比国外同业亦具有先进性。我们在成功开发热式微量流量计绕线机,国内使用单位不必再迷信进口热式微量流量计绕线机的先进性。

国内微流量传感器企业发展这么多年,已经和国外绕线机供应商形成了一种默契度,多年的合作可能很难瞬间打破,也是出于这种考量,协普从一些细分特性较强的绕线机种类,比如光纤绕线机,带绊钛板绕线机,扫描式电镜线圈绕线机,极化线栅绕线机,热式微量流量计绕线机等,寻找突破口。

  

 协普®绕线机成功为电镜绕组工艺提供有竞争力的解决方案

协普®绕线机成功为电镜绕组工艺提供有竞争力的解决方案

扫描电子显微镜中的漆包线绕组

扫描电子显微镜其主要组成部分:电子光学系统、信号收集处理系统、真空系统、图像处理显示和记录系统、电源系统和计算机控制系统等组成。而其中核心部分为电子光学系统,其主要由电子枪、电磁聚光镜、光阑、扫描系统、消像散器、物镜和各类对中线圈组成.

         协普®绕线机作为专业的精密绕线方案解决供应商,我们重点关注其中电磁聚光镜,物镜及消像散器,因为其主要部件构成是漆包线绕组,而且其绕组的精度与一致性与扫描电子显微镜的成像质量高度相关。

电磁透镜线圈.

           

电磁透镜主要是对电子束起约束汇聚作用,可以将它看作是光学中的凸透镜。由于电子束在旋转对称的磁场中会受到洛伦兹力的作用,从而产生聚焦作用。所以能产生这种旋转对称而非均匀磁场并使得电子束聚焦成像的漆包线绕组线圈的质量就显得非常重要。

     磁透镜中的漆包线绕组线圈,当电流通过线圈的时,极靴被磁化,并在心腔内建立磁场,对电子束产生聚焦作用。磁透镜中的漆包线绕组有两种,分别为聚光镜漆包线绕组和物镜漆包线绕组,靠近电子枪的透镜是聚光镜漆包线绕组,靠近试样的是物镜漆包线绕组。一般聚光镜是强励磁透镜漆包线绕组,强励磁透镜漆包线绕组匝数多,呈圆柱状多层排列,要求旋转对称性好

 协普®绕线机关于精密绕线机排线速度曲线控制的研究

协普®绕线机关于精密绕线机排线速度曲线控制的研究

想象一下,你是一名线圈绕制工厂的负责人。您的工厂正在使用传统的绕线机,你们的线线机结构合理,机械精度很高,电机也是采用的大品牌的电机,但是在绕制精密线圈的时候,还是会有较高的不良率,你们认真分析前改进各种因素-设备结构,加工精度,工装精度,骨架精度,漆包线品质,张力控制等等,但还是解决不了问题。但有告诉你,这不仅仅是硬件的问题,而是算法的问题,或许会让你很吃惊。因为在你看来,绕线轴每转运一周,排线轴都有相应的响应,但事实上,你或许没有考虑过,在精密线圈的绕线过程中,排线导针在接接线圈两端时,速度的突然变化可能会导致线圈跨线、凸起。这些缺陷会线圈降低性能。

           

针对这一问题,我们提出了一种基于5段S型曲线的加减速方法。该算法采用在排线运动控制的末端和收尾线性加速或减速的方式,以期有助于减少线圈的缺陷。我们先是利用ADAMS软件验证了该算法的可行性。软件模拟了精密绕线线圈的运动,得到了运动过程中的速度变化曲线和位移曲线。后来通过实验结果表明,这种在排线速度控制中采用S 形曲线的方法最多可将线圈缺陷降低 50%。这说明,5 段 S 形曲线运动控制算法是提高电动精密线圈绕制过程精度和效率的一种很有前途的方法。通过使用该算法,线圈制造商可以降低线圈缺陷的风险并提高线圈的性能。 

 协普®绕线机大型变压器绕线机的优化设计

协普®绕线机大型变压器绕线机的优化设计

协普®大型电力变压器绕线机的优化设计

   在制造电力变压器的时候,绕制变压器线圈是一个超重要的步骤,你想想,变压器线圈绕得更牢靠、整齐一点,变压器的强度和防护短路能力都能大大提高。但现在的变压器绕线机大多都得靠人工来对线圈进行额外整理,整个设备自动化程度低,生产效率也不高,所以,研发一台优秀的大型变压器绕线机对我们公司来说是至关重要的事情。

                                   

    我们对变压器绕线机的主轴技术、压紧力与绕组质量之间的关系以及压紧力的控制等关键技术进行了深入研究。根据变压器绕制原理和工艺流程,我们提出了一整套大型变压器绕线机的整体设计方案,包括机械结构和电气控制。从机械上来说,我们简化了传统变压器绕线机的复杂结构。而在电气控制方面,我们确保电机启停时的稳定性,保证绕组线圈在绕制过程中的松紧度均匀。对于变压器绕线机的核心部件——主轴系统和压紧装置,我们进行了类型和参数的计算和选择。通过压紧装置,我们能够在变压器绕组线圈绕制的过程中提供实时的轴向和辐向压紧力,这对于提高绕组的紧密度非常有效。

    我们还利用了有限元对绕线机的辐向压紧装置进行了静力学分析,并根据分析结果进行了结构优化。我们发现,随着绕组层数和匝数的增加,所需的轴向和辐向压紧力也会相应变化。通过分析实验数据,我们发现在绕制质量要求范围内,绕制压紧力有一个最大值和一个最小值,而将绕制压紧力与层数及匝数近似成正比关系是最合理的选择。

    我们公司开发的大型变压器绕线机已经初步调试完毕并投入市场。经过测试,这台变压器绕线机各项性能参数都符合设计要求,运行稳定高效。它能绕制出紧密规整的变压器绕组线圈,而且得到了市场的充分肯定。

   电力变压器作为电网设备,通过变压器绕组线圈间的电磁感应进行电压的转换。随着市场的不断发展,对变压器的制造水平提出了更高的要求,市场需要更节能、高效的变压器。因此,变压器制造工艺的优化显得尤为关键质量和性能都取决于工艺设备。变压器绕线机的技术水平直接反映了变压器的制造水平。因此,加快变压器绕线机的开发是提高变压器性能的重要保障。

 协普®绕线机成功克服极化线栅精密缠绕技术

协普®绕线机成功克服极化线栅精密缠绕技术

由于这些由精密绕线机绕制的极化线栅没有底层基板,因此它们的优点是不受基板相关的色散和吸收影响,并且在传输时也不会出现光束偏差。这提供了一种薄、紧凑和通用的偏振元件,在广泛的传输范围内具有高度偏振。

    

目前,我国使用的极化线栅因为没有专业的绕线机,大多数为进口极化线栅,价格昂贵;而国内加工线栅的方法主要以人工缠绕为主,精度较低,生产周期较长。同时,国内外的绕线机主要应用在电子元器件、传感器等,控制变量较为单一,且主要控制方式多为紧密排布,即使是高精度绕线机,也少有针对极化线栅的等间距排布,所以精度不能达到其需要的要求。因此,协普绕线机成功克服极化线栅精密缠绕技术显得极为重要。

 协普®绕线机成功发布射频消融导管绕线机

协普®绕线机成功发布射频消融导管绕线机

                    协普®绕线机成功发布射频消融导管绕线机

        射频消融技术具有消融和切割功能,治疗机理主要为热效应。射频是指无线电频率,频率达到每秒15万次的高频振动,但它不属于无线电通信中波段的划分。     

       协普®绕线机经过不断试验优化,将此绕线工艺完成。

         

      此绕线机的工作流程如下:

             1. 射频消融导管绕线机主动送线装置确保放线过程不断线,不打节.

            2.双折A段计量出线.

            3.人工折线头.

            4人工固定线头. (线头固定暂定两种方案)

                  4.1胶水固定起头位置.夹具锁紧PEEK管.

                  4.2康铜丝挂在钢管一特征上.绕制完成后胶水固定首尾两端.)

            5.按射频消融导管绕线机启动键绕制.

            6.( 射频消融导管绕线机绕制过程中AB两段线均有可调整的张力)

            7.绕制到指定位置跳格.(具体跳的长度可以设置,跳格时旋转的角度可以设置.

            8. 射频消融导管绕线机绕制完成后馈线点停止在结束处并保持张力.

            9.人工点胶固定线尾

            10. 射频消融导管绕线机两端同轴,旋转方向同步.

            11.锁紧轴芯后两端需要有可调整的预拉伸力.

 精密绕线机|空心线圈绕线机|整列线圈绕线机

精密绕线机|空心线圈绕线机|整列线圈绕线机

      精密绕线机

      精密绕线机对于一般绕线机,包括CNC与全自动绕线机来而言,只要求能绕完设定的漆包线匝数,从外观上大概平整即可,但是有些特殊的高要求的场合,要求漆包线的排列必须整齐无一根乱绕.

      

      这种线圈有几个优点,一是电感的一致性非常高,二是漆包线占用空间小,漆包线达到理想的整齐排列,三是能量密度高,四是耐高温性能更好,整齐排列的情况下,漆包线之间为线接触,而乱绕的情况下,线与线之间叠加会有点接触,高温高压的情况下易击穿.


协普®绕线机发布分频器电感专用绕线机

协普®绕线机发布分频器电感专用绕线机

                协普®绕线机发布分频器电感专用绕线机

        在日常生活中,你是否会注意到汽车上不止有一个喇叭呢?而且造价越昂贵的汽车上的喇叭也就越多。按正常人的思维,汽车只要有一个喇叭能发出声音讯号就行,多的喇叭是为什么呢?原因很简单,比如转向灯和警示的喇叭声是完全不同的,发出的声音频率不同,高音和低音要使用的扬声器的声音范围自然也不同。单个扬声器无法播放全频率的声音,一种声音可能需要多种频道的声音组合起来才能达到明确提示人们的效果。

        于是,为了让每一个扬声器都发出适合它的音频,就要用到分频器这样的工具。分频器用简单的话来说就是用电容与分频器绕线机绕制的分频器电感线圈组成的滤波电路,用电容过滤低频留高频给高音扬声器,而用分频器绕线机绕制的分频器电感过滤高底留低频给低音扬声器,这样就把一段声音中的不同频段的声音信号区分开来。它有着不同的声音频率通道,高频率声音通道只能通过高频率声音,中低频率声音同理。将声音区分后再将声音放入相应的声音放大器中放大声音并播放,最终就能得到我们想要的最准确的音频。

                                        

         分频器分为两类,一是功率分频器,二是电子分频器。

         功率分频器是设置在音箱中的,音箱中的功率放大器先将声音功率放大,再由功率分频器将其分为高中低三段音频信号,最后送到不同扬声器中播放。这种功率分频器的优点就是连接和使用简单便捷,但它的缺点也很明显,那就是它的消耗功率大且参数偏离值大,声音频率的误差大,它的误差是与扬声器的阻抗有关,因此不方便调整。

         为了更加灵活地播放音频,我们就生产出了电子分频器。电子分频器是先将音频信号进行区分,再放到不同的功率放大器中放大,最后再送到相应扬声器中。电子分频器的优点是损耗小,便于调整。功率放大器和扬声器直接连接,扬声器单元之间的干扰小,高中低的信号频率独立出来,信号的频率干扰小更准确,音质也更清晰。这种缺点是区分后的声音频率每个都要有独立的功率放大器,造价高且电路相对复杂。

         这里我们着重讲的是电子分频器,通过以上内容我们大致了解了一些,接下来是更加深入分析它的特点。

         现在的音箱种类多而复杂,要使用的电子分频器也要灵活多变,比如2分频、3分频、4分频等,顾名思义就是将音频的频率分为几档。

         使用分频器也在一定程度上保证了扬声器的工作效率。因为不同的扬声器的工作频率是不同的,不同频率的音频得用口径不同的扬声器才能播放出好的效果,例如低频声音用口径大的扬声器效果更好,而中频相反要用口径小的扬声器。如此种类多样的扬声器为了高效率高安全地工作,就得用电子分频器为其提供合适的音频,分频器除了分频声音外还能保护好扬声器,在这个过程中,专业的分频器电感绕线机绕制的优质分频器电感功不可没。

协普®绕线机成功实现无骨架毛细管式磁性液体加速度传感器的线圈制备工艺

协普®绕线机成功实现无骨架毛细管式磁性液体加速度传感器的线圈制备工艺


磁性液体既能像液体一样流动,又能像固体磁性材料一样被磁场吸引的胶体溶液,如果在纳米级的固体磁性颗粒周围包覆一层能够防止固体颗粒相互结合的表面活性剂,那么磁性液体就具有足够的稳定性,在重力和磁场的长期作用下也不会发生团聚和沉降。

特别是磁性液体中的非磁性物质在非均匀磁场中会受到一个指向弱磁场区域的磁场力,这使得许多磁性液体加速度传感器便可基于该种特性而设计。

         

  这些特性使得磁性液体加速度传感器与传统加速度传感器相比具有无磨损,灵敏度高,结构简单等诸多优点。

然而现有磁性液体加速度传感器大多采用了固体质量块作为非磁性物质,并利用线圈检测不同加速度情况下电感的变化来获得输出信号,但其缺点是导致磁路复杂,传感器稳定性较差。

新的解决方案应运而生-采用毛细管式的磁性液体加速度传感器,稳定性好、磁路简单、测量结果准确可靠且使用时效长。



马蹄形空心杯电机线圈及绕线机研发

马蹄形空心杯电机线圈及绕线机研发

  马蹄形空心杯电机线圈及绕线机

现在中国在空心杯电动机制造方面愈发关注,因为国内自动化空心杯电机产品发展和研究的时间较短,所占有的比例不高,并且中国的人口密集劳动力低廉,即使卷绕式生产即使工序多、酬劳成本巨大,还是拥有占比例极高。最近几年,中国愈发关注空心杯电机和自动绕线技术,在绕线机设备研发制造方面有了不错的进步和突破。

对电机性能的产生影响的关键原因之一是电机中的转子线圈,空心杯电机中的转子没有铁芯,惯量小,功能性卓越而且适用应用的范围广。另外在对线圈绕制设备的研发中,马鞍形线圈排列规整,磁体的利用效率高。

                         

空心杯电机与老式传统的带铁芯的电机相比,比后者的能量转换效率较明显较高,而且反应速度也会快很多,,而空心杯电机效率极高,响应速度快,性能稳定。由于空心杯电机没有滞后,额外的电磁干扰低,可以达到非常高的电机转速,而且高速运行时速度设定灵敏,因此具有相对稳定和稳定的性能。此外,空心杯电机的能量密度远大于其他电机,重量将远小于相同功率的铁芯电机。

现在按照线圈的成型方式,在空心杯电机线圈中,它的生产技术大致可分为绕卷生产技术和一次成型生产技术两种工艺路线。

两种方式相比较,第一种卷绕生产技术比较复杂,绕制线圈时效率比较低。为了提高线圈生产绕制效率,绕线机可以加入一次成型的生产工艺。根据空心杯线圈形状和绕线方式的不同,常见的空心杯绕线方式可分为平行直绕形、马鞍形绕制和斜绕形三种。第一项平行直绕形一般多用于匝数相对比较少的空心杯电机线圈绕组。而后两项是目前国外相对先进的空心杯电机厂家比较常用的两种线圈绕制工艺。