一种相绕组、定子及电机的制作方法

本发明涉及电机技术领域，特别的涉及一种相绕组、定子及电机。

背景技术：

电机(包括电动机和发电机)是根据电磁感应原理将电能转换为机械能(或将机械能转换为电能)的一种装置，可作为各种电器如家用电器、各种机械如电动车、电动汽车的动力来源或发电装置。电机根据其工作电源的种类可分为直流电机和交流电机，而交流电机又可分为单相电机和多相电机(如三相电机等)。电机包括定子和转子，在定子的定子铁芯槽内设置有绕组。现有的电机绕组形式有波绕组和叠绕组两种，对于采用扁铜线或矩形截面铜线的分段发卡绕组电机，使用叠绕组会造成叠绕线圈之间的跨接导体过多，增加了无效铜的使用量，因此这一类电机通常使用波绕组。

现有技术通常采用多层式波绕组，这种绕组结构需要多种特殊形状以及具备多种长跨局或短跨距的导体来实现发卡导体层与层之间跨接，从而造成发卡导体种类繁多，加大了装配难度，增加了成本。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构设计合理，发卡种类少，成本低，有利于降低装配难度，提高装配效率和装配质量的相绕组、定子及电机。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种相绕组，其特征在于，包括至少一个支路，每个支路由至少一个线圈环连接而成，所述线圈环包括p个依次连接设置的单体线圈，p为极对数；

所述单体线圈包括至少两个发卡导体，所述发卡导体包括整体呈u型弯折的发卡主体，所述发卡主体包括两个相互平行设置的支腿部和连接在两个支腿部一端的头部，两个所述支腿部的另一端各设置有一个支脚；同一单体线圈上的所述发卡导体依次串联连接，形成整体呈环状的单体线圈，所述单体线圈具有两个在宽度方向沿相背离的方向偏转弯折的支脚；

所述支路中的至少一个单体线圈上的一个发卡导体为对应设置在其支腿部所在位置上的两个单脚导体，所述单脚导体的一端为支脚，且该支脚与该对应位置上的发卡导体的支脚一致，另一端为连接端。

通常，扁线电机在装配状态下，先将预弯折成正u形的发卡主体，从定子的一端插入，使支脚穿出定子，然后采用弯折设备将定子上的支脚沿周向逐层弯折，再将支脚进行裁切，使发卡导体最终成型。而每个支路在定子的周向上呈环形，且具有一个用于连接电源的电源连接端和一个用于连接星点的星点连接端。由于每个支路中的一个单体线圈上的一个发卡导体为对应设置在其支腿部所在位置上的两个单脚导体，在装配状态下，单脚导体的两端分别位于定子的两端，其中一端为支脚，且该支脚与位于径向上同一层的其他支脚的偏转弯折方向一致。由于两个单脚导体各具有一个连接端，且位于支脚所在端的另一端，这样，就可以利用两个单脚导体的连接端分别作为电源连接端和星点连接端。由于所有的发卡导体和单脚导体的支脚位于定子的同一端，使得该端无需考虑电机的出线连接，在装配状态下，可以将所有的支脚进行逐层弯折，然后统一裁切，使得裁切更加方便，且裁切更加整齐，方便后续进行自动化焊接作业，从而提高装配的效率，改善装配质量。

作为优化，所述发卡导体包括所述第一类偏u形导体和第二类偏u形导体，所述第一类偏u形导体的支脚和第二类偏u形导体的支脚在发卡主体的宽度方向上朝向相反的方向偏转弯折，且所述第一类偏u形导体和第二类偏u形导体在发卡主体的厚度方向上并排设置，使所述第一类偏u形导体中朝外偏转弯折的支脚和第二类偏u形导体中朝外偏转弯折的支脚相互背离，且所述第一类偏u形导体中朝向中部偏转弯折的支脚和第二类偏u形导体中朝向中部偏转弯折的支脚相连，形成所述单体线圈。

这样，每个单体线圈由两种发卡导体组成，即第一类偏u形导体和第二类偏u形导体，而一个支路中的一个发卡导体为对应设置的两个单脚导体，由于两个单脚导体分别用于连接星点和电源，使得两个单脚导体的结构具有区别，由此，一个支路由四种导体构成，具有较少的发卡种类，有利于降低开模成本和装配难度，提高装配效率和装配质量。

进一步的，所述发卡导体还包括整体呈环形的o形导体，所述o形导体的两个所述支脚在发卡主体的宽度方向上朝向中部偏转弯折，并在发卡主体的厚度方向上错位间隔设置；所述o形导体在所述第一类偏u形导体的厚度方向上与第二类偏u形导体层叠布置，形成所述o形导体的两个支脚分别与厚度方向上相邻的其他支脚相连，且所述第一类偏u形导体中朝外偏转弯折的支脚和第二类偏u形导体中朝外偏转弯折的支脚相互背离的所述单体线圈。

这样，增加o形导体使得一个支路上仅增加一种导体，仍然能够在较少发卡种类的情况下，能够增加每个单体线圈的线数，适用于高转速电机使用。

作为优化，所述相绕组包括一个支路或两个并联设置的支路，且同一相绕组中，q个在装配状态下位于定子周向连续相邻的q个槽位上的线圈环依次串联形成线圈环组，q为每极每相槽数，且为整数；同一相绕组中的两个所述线圈环组中相互连接的单体线圈上各有一个发卡导体为对应设置在其支腿部所在位置上的两个单脚导体，所述单脚导体的一端为支脚，且该支脚与该对应位置上的发卡导体的支脚一致，另一端为连接端。

由于每个线圈环组中相互连接的单体线圈上各由一个发卡导体为对应设置在其支腿部所在位置上的两个单脚导体，使得一个相绕组上具有四个单脚导体。在一支路的情况下，将四个单脚导体的两个连接端相互连接，就可以实现两个线圈环组的串联，构成一支路，而将另外两个连接端分别用于连接星点和电源。而在两支路的情况下，每个线圈环组即为一个支路，每个支路上的两个单脚导体分别用于连接星点和电源，由于两个支路并联设置，两个支路上用于连接星点的连接端最终需要相互连接，且用于连接电源的连接端也需要相互连接，亦即相互连接的单体线圈可以是用于连接星点的单体线圈，也可以是均用于连接电源的单体线圈。

进一步的，同一单体线圈上的两个单脚导体组合为引线导体组，同一相绕组中的两个所述线圈环组上的引线导体组所在的单体线圈在所在相绕组的周向上相邻设置。

由于两个引线导体组在周向相邻的两个单体线圈所在位置处，使得两个引线导体组中的电源连接端之间和星点连接端之间的距离更近，从而缩短了用于连接电源连接端和连接星点连接端的跨接导体，减少无用铜的使用量。

进一步的，同一相绕组中的两个所述线圈环组串联形成一支路或并联形成两支路；在相互串联的两个线圈环组中用于串联连接的两个单脚导体的连接端焊接相连，或在相互串联的两个线圈环组中用于串联连接的两个单脚导体为对应设置在二者支腿部所在位置上的一体弯折成型的大跨距发卡导体；在相互并联的两个线圈环组中用于连接电源的两个单脚导体的连接端焊接相连，或在相互并联的两个线圈环组中用于连接电源的两个单脚导体为对应设置在二者支腿部所在位置上的一体弯折成型的大跨距发卡导体。

进一步的，每个所述线圈环组包括q个在装配状态下位于定子周向连续相邻的q个槽位上的线圈环，q为每极每相槽数，且为大于1的整数；同一个线圈环组中，位于相邻槽位上的两个线圈环相互连接，且在顺时针或逆时针方向上位于前一个的所述线圈环的最后一个单体线圈上的发卡导体的节距为y+1，使得该节距为y+1的发卡导体上位于端部的支脚与后一个所述线圈环上与之连接的支脚在相绕组的径向上并排设置；在顺时针或逆时针方向上位于最后一个的所述线圈环的最后一个单体线圈上的发卡导体的节距为y-q+1，且其他所有发卡导体的节距均为y。

采用上述结构，位于定子周向连续相邻的q个槽位上的线圈环，相互串联的两个线圈环中，电流方向上的前一个线圈环的输出端支脚与后一个线圈环的输入端支脚在相绕组的径向上并排设置，无需采用跨接导体，就可以直接将二者焊接串联。由于每个线圈环内部的连接支脚都在同一槽位的相邻位置上，通过上述结构，就使得整个相绕组的支脚都无需跨接导体，就能够焊接相连，大大降低了电机的整体装配难度和焊接难度，有利于提高装配质量和装配效率。

作为优化，所述相绕组包括四个并联设置的支路，每个支路包括一个线圈环，所述线圈环由p个单体线圈依次连接而成，p为极对数，且为偶数；每个所述线圈环上均具有至少一对节距为y+1的发卡导体和节距为y-1的发卡导体，所述节距为y+1的发卡导体和节距为y-1的发卡导体沿周向均布设置，且其他所有发卡导体的节距均为y；所述节距为y+1的发卡导体和节距为y-1的发卡导体的支脚在线圈环周向上的偏转方向相同；一个支路上的节距为y+1的发卡导体与周向相邻槽位上的另一个支路上的节距为y-1的发卡导体位于周向相邻的槽位内。

由于电流方向相同的两个支路通常是在周向相邻槽位内设置，使得两个支路之间始终存在360/z°的机械角，z为总槽数，从而使两个支路之间具有电势差而形成环流，采用上述结构，一个支路上的节距为y+1的发卡导体与周向相邻槽位上的另一个支路上的节距为y-1的发卡导体位于周向相邻的槽位内，相比于所有节距均一致的发卡导体构成的支路，可以使支路上一半的单体线圈保持原位置，而另一半单体线圈沿顺时针或逆时针移动一个槽距。而两个支路上一半的单体线圈在周向上向相反方向各移动一个槽距，即两个支路上的单体线圈中有一半相差+360/z°机械角，另一半相差-360/z°机械角，从而可以避免两个支路之间产生电势差而形成环流。

进一步的，同一单体线圈上的两个单脚导体组合为引线导体组，装配状态下位于定子周向相邻槽位内的两个支路为一组，同一组内的两个支路上的引线导体组所在单体线圈位于所在相绕组上周向相邻的两个槽位内，且其中一组内的两个支路上的引线导体组所在单体线圈与另一组内的两个支路上的引线导体组所在单体线圈在所在相绕组的周向上相邻设置。

作为优化，各支路上的所述单脚导体所对应的发卡导体的支脚偏转方向和节距均相等。

也就是说，每个支路上的单脚导体都与节距一致的第一类偏u形导体相对应设置；或都与节距一致的第二类偏u形导体相对应设置；或都与节距一致的o形导体相对应设置。这样，就可以使所有相绕组中所有支路所采用的导体种类更少，从而降低开模成本。

进一步的，所述第一类偏u形导体和第二类偏u形导体的两个支腿部均在其发卡主体的厚度方向上错位设置，所述第二类偏u形导体在所述第一类偏u形导体的厚度方向上位于所述第一类偏u形导体的两支腿部之间，且所述第二类偏u形导体的头部包覆在所述第一类偏u形导体的头部内；装配状态下，位于定子中同一槽位处的支腿部在径向上由外向内分为第一层导体、第二层导体、第三层导体和第四层导体；所述第一类偏u形导体的两个支腿部分别为各自所在槽位的第一层导体和第四层导体，所述第二类偏u形导体的两个支腿部分别为各自所在槽位的第二层导体和第三层导体。

进一步的，所述第一类偏u形导体和第二类偏u形导体的两个支腿部均在其发卡主体的厚度方向上错位设置，所述第二类偏u形导体在所述第一类偏u形导体的厚度方向上位于所述第一类偏u形导体的两支腿部之间，且所述第二类偏u形导体的头部包覆在所述第一类偏u形导体的头部内；所述o形导体在所述第一类偏u形导体的厚度方向上位于所述第一类偏u形导体的两支腿部之间，并与第二类偏u形导体层叠布置；位于定子上同一槽位处的支腿部在径向上由外向内分为第一层导体、第二层导体……第a层导体，a为大于4的偶数；所述第一类偏u形导体的两个支腿部分别为各自所在槽位的第一层导体和第a层导体，所述第二类偏u形导体的两个支腿部分别为各自所在槽位的第二层导体和第三层导体或者第(a-1)层导体和第(a-2)层导体，所述o形导体的支腿部分别为各自所在槽位的第2n层导体和第2n+1层导体或者第a-2n层导体和第a-2n+1层导体，2≦n≦a/2-1。

一种定子，其特征在于，包括定子铁芯和多相安装在所述定子铁芯上的如上所述的相绕组，多相所述相绕组上用于连接电源的连接端上分别连接有电源端子，多相所述相绕组上用于连接星点的连接端通过星点连接导体焊接相连，或多相所述相绕组上全部或部分用于连接星点的连接端所在的发卡导体采用一体预成型的结构相连。

一种电机，其特征在于，包括如上所述的定子。

综上所述，本发明的相绕组、定子和电机均具有结构设计合理，发卡种类少，成本低，有利于降低装配难度，提高装配效率和装配质量等优点。

附图说明

图1为实施例1中的定子的结构示意图。

图2为实施例1中一个相绕组的结构示意图。

图3为图2中圆圈处的放大结构示意图。

图4为图2中一个支路的结构示意图。

图5为图4中圆圈处的放大结构示意图。

图6和图7为一个线圈环的结构示意图。

图8为第一类偏u形导体的结构示意图。

图9为第二类偏u形导体的结构示意图。

图10为单体线圈的结构示意图。

图11为图6中的一个发卡导体对应设置为单脚导体的结构示意图。

图12为图7中的一个发卡导体对应设置为单脚导体的结构示意图。

图13为实施例1中的单体线圈在定子铁芯槽内的导体层布置图(连接侧)。

图14为实施例1中的单体线圈在定子铁芯槽内的导体层布置图(插入侧)。

图15为o形导体的结构示意图。

图16为实施例2中的单体线圈的结构示意图。

图17为实施例2中的单体线圈在定子铁芯槽内的导体层布置图(连接侧)。

图18为实施例2中的单体线圈在定子铁芯槽内的导体层布置图(插入侧)。

图19为实施例2中一个相绕组焊接电源引出导体6的结构示意图。

图20为图19中圆圈处的放大结构示意图。

图21为图19中的相绕组的结构示意图。

图22为实施例2中定子的结构示意图。

图23为实施例3中与图6所对应的线圈环的结构示意图。

图24为实施例3中与图7所对应的线圈环的结构示意图。

图25为实施例3中一个相绕组的结构示意图。

图26为图25中圆圈处的放大结构示意图。

图27为实施例3中的定子的结构示意图。

图28和图29为实施例3中位于相邻两个槽位上的支路的结构示意图。

图30为图28和图29的组合结构示意图。

图31～图34为实施例4中各支路的结构示意图。

图35为实施例4中一个相绕组的结构示意图。

图36为图35中圆圈处的放大结构示意图。

图37为实施例4的定子的结构示意图。

图38为实施例5的定子结构示意图。

图39为图38中的三相相绕组的结构示意图。

图40为图38中的一个相绕组的结构示意图。

图41为实施例5中一个支路的结构示意图。

图42为图41中两个单脚导体的结构示意图。

图43为实施例6的定子的结构示意图。

图44为实施例6中的一个相绕组的结构示意图。

图45为图44中大跨距发卡导体的结构示意图。

图46为图43中星点连接导体与对应单脚导体一体成型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施例1：4线两支路，每极每相槽数q＝2

如图1～图14所示，一种电机，包括定子，所述定子包括定子铁芯8和三相安装在所述定子铁芯8上的相绕组，所有相绕组上各支路的一端通过星点连接导体7相互连接，且每个相绕组上的两个并联支路的另一端通过电源引出导体6并联连接设置，如图2和图3所示。

所述定子铁芯8包括整体呈圆筒形的主体，在所述定子铁芯8的内圈沿周向设置有多个沿径向朝内开口的定子铁芯槽，所述定子铁芯槽的上端为插入侧(或称冠侧)，下端为连接侧。

本实施例中，每极每相槽数q＝2，每个支路包括2个在装配状态下位于定子周向连续相邻的2个槽位上的线圈环5串联连接而成，如图4和图5所示。

本实施例中，电机的极对数p＝4，所述线圈环5由4个单体线圈4沿定子铁芯8圆周方向依次连接而成，如图6和图7所示。

本实施例中，所述单体线圈4包括第一类偏u形导体1和第二类偏u形导体2，如图8和图9所示，所述第一类偏u形导体1和第二类偏u形导体2均包括整体呈u型弯折的发卡主体，所述发卡主体包括两个相互平行设置的支腿部ⅰ和连接在两个支腿部ⅰ一端的头部ⅱ，两个所述支腿部ⅰ的另一端各设置有一个支脚ⅲ，位于同一发卡主体上的两个支脚ⅲ在发卡主体的宽度方向上朝向同一侧偏转弯折；所述第一类偏u形导体1和第二类偏u形导体2在发卡主体的厚度方向上的并排设置，且所述第一类偏u形导体1的支脚ⅲ与第二类偏u形导体2的支脚ⅲ的偏转弯折方向相反，使所述第一类偏u形导体1中朝外偏转弯折的支脚ⅲ和第二类偏u形导体2中朝外偏转弯折的支脚ⅲ相互背离，且所述第一类偏u形导体1中朝向中部偏转弯折的支脚ⅲ和第二类偏u形导体2中朝向中部偏转弯折的支脚ⅲ相连，形成所述单体线圈4，如图10所示；所述第一类偏u形导体和第二类偏u形导体的两个支腿部均在其发卡主体的厚度方向上错位设置，所述第二类偏u形导体在所述第一类偏u形导体的厚度方向上位于所述第一类偏u形导体的两支腿部之间，且所述第二类偏u形导体的头部包覆在所述第一类偏u形导体的头部内。

本实施例中，如图6所示，其中一个支路上的一个单体线圈4上的第一类偏u形导体1-a1为对应设置在其支腿部所在位置上的单脚导体1-a2和单脚导体1-a3，如图11所示，所述单脚导体1-a2和单脚导体1-a3的一端为与所在单体线圈相匹配的支腿，另一端为用于连接星点或电源的连接端。

如图7所示，另一个支路上的一个单体线圈4上的第一类偏u形导体1-b1为对应设置在其支腿部所在位置上的单脚导体1-b2和单脚导体1-b3，如图12所示，所述单脚导体1-b2和单脚导体1-b3的一端为与所在单体线圈相匹配的支腿，另一端为用于连接星点或电源的连接端。

本实施例中，如图4和图5所示，在同一个支路上，在正视插入侧的方向上，在顺时针方向上位于前一个的所述线圈环的最后一个单体线圈上的第一类偏u形导体1-c的节距为y+1，即其支脚部在顺时针方向上向外偏出一个槽位，这样，就使得该节距为y+1的第一类偏u形导体1的支脚与后一个所述线圈环上与之串联连接的支脚(后一个线圈环的起始支脚)位于同一槽上，便于直接焊接相连。

而在顺时针方向上位于最后一个的所述线圈环的最后一个单体线圈上的第一类偏u形导体(由单脚导体1-b2和一个单脚导体1-b3替代)的节距为y-1，即其支脚部在顺时针方向上向内偏入一个槽位，刚好占用前一个线圈环的最后一个单体线圈上的第一类偏u形导体向外偏出一个槽位后空出的槽位，实现位置的对调，其他所有的第一类偏u形导体1和第二类偏u形导体2的节距均为y。

如图2和图3所示，同一相绕组上相互并联的两个支路上，一个支路的单体线圈4上用于连接电源的单脚导体1-b2与另一个支路的单体线圈4上用于连接电源的单脚导体1-a3焊接相连，并与电源引出导体6焊接。同时，同一单体线圈上的两个单脚导体组合为引线导体组，相互并联的两个支路上的引线导体组所在的单体线圈在所在相绕组的周向上相邻设置。由于两个引线导体组在周向相邻的两个单体线圈所在位置处，使得两个引线导体组中的电源连接端之间和星点连接端之间的距离更近，从而缩短了用于连接电源连接端和连接星点连接端的跨接导体，减少无用铜的使用量。

本实施例中，单脚导体1-a2和单脚导体1-a3所对应的第一类偏u形导体1-a1，与单脚导体1-b2和单脚导体1-b3所对应的第一类偏u形导体1-b1均为节距为y-1的第一类偏u形导体。同时，具体实施时，为了使单脚导体1-b2和单脚导体1-a3能够更加方便地与电源引出导体6焊接相联，在第一类偏u形导体1-a1和第一类偏u形导体1-b1的连接端延长至相互临近的位置。

如图8和图9所示，所述第一类偏u形导体1和第二类偏u形导体2均由矩形截面铜线弯折而成。所述第一类偏u形导体1和第二类偏u形导体2的头部ⅱ为具有顶端的v形，所述头部ⅱ的两侧及两支腿部ⅰ由所述v形的顶端沿线圈环的径向前后错位设置，亦即沿各自发卡主体的厚度方向前后错位，所述第二类偏u形导体2在所述第一类偏u形导体1的厚度方向上位于所述第一类偏u形导体1的两支腿部ⅰ之间，如图10所示，且所述第二类偏u形导体2的头部ⅱ包覆在所述第一类偏u形导体1的头部ⅱ内。

具体实施时，还可以将其头部ⅱ设置成弧形。

图13和图14分别示出了单体线圈4在连接侧和插入侧的导体层布置方式。为便于说明，将位于同一槽位处的支腿部ⅰ在径向上由外向内分为第一层导体l1、第二层导体l2、第三层导体l3和第四层导体l4；所述第一类偏u形导体1的两个支腿部ⅰ分别为各自所在槽位的第一层导体l1和第四层导体l4，所述第二类偏u形导体2的两个支腿部ⅰ分别为各自所在槽位的第二层导体l2和第三层导体l4。

在具体使用过程中，上述单体线圈4的径向上可以采用如下四种布置方式：

第一种：将第一类偏u形导体1的向外偏转弯折的支脚ⅲ设为第一层导体l1且沿圆周顺时针方向伸出，将第二类偏u形导体2的向外偏转弯折的支脚ⅲ设为第二层导体l2且沿圆周逆时针方向伸出，将第二类偏u形导体2的向内偏转弯折的支脚ⅲ设为第三层导体l3，将第一类偏u形导体1的向内偏转弯折的支脚ⅲ设为第四层导体l4且与第三层导体连接，此处一般采用焊接。

第二种：将第一类偏u形导体1的向外偏转弯折的支脚ⅲ设为第一层导体l1且沿圆周逆时针方向伸出，将第二类偏u形导体2的向外偏转弯折的支脚ⅲ设为第二层导体l2且沿圆周顺时针方向伸出，将第二类偏u形导体2的向内偏转弯折的支脚ⅲ设为第三层导体l3，将第一类偏u形导体1的向内偏转弯折的支脚ⅲ设为第四层导体l4且与第三层导体连接。

第三种：将第一类偏u形导体1的向外偏转弯折的支脚ⅲ设为第四层导体l4且沿圆周顺时针方向伸出，将第二类偏u形导体2的向外偏转弯折的支脚ⅲ设为第三层导体l3且沿圆周逆时针方向伸出，将第二类偏u形导体2的向内偏转弯折的支脚ⅲ设为第二层导体l2，将第一类偏u形导体1的向内偏转弯折的支脚ⅲ设为第一层导体l1且与第二层导体连接。

第四种：将第一类偏u形导体1的向外偏转弯折的支脚ⅲ设为第四层导体l4且沿圆周顺时针方向伸出，将第二类偏u形导体2的向外偏转弯折的支脚ⅲ设为第三层导体l3且沿圆周逆时针方向伸出，将第二类偏u形导体2的向内偏转弯折的支脚ⅲ设为第二层导体l2，将第一类偏u形导体1的向内偏转弯折的支脚ⅲ设为第一层导体l1且与第二层导体连接。

其中，顺时针和逆时针的方向是以定子铁芯8的连接侧为正面进行判断，向内是指向u形导体两支腿部ⅰ之间，向外是指向u形导体两只腿部之外。

为了便于接线和连接，所述第一类偏u形导体1和第二类偏u形导体2的支脚ⅲ的端部均具有平行于支腿部ⅰ设置的连接脚ⅳ，且相连接的两个连接脚ⅳ在径向上相邻设置。

本实施例中的定子采用第一种方式，且在本实施例中，所述定子的极对数p＝4，每极每相槽数q＝2，定子铁芯槽数z＝48槽，每槽导体数a＝4，节距y＝6，并联支路数r＝2。

本实施例中为三相定子绕组，故用3个所述两支路相绕组在定子圆周方向上排列，形成一个三相定子绕组，如图1～图3所示。

实施例2：8线两支路，每极每相槽数q＝2

以实施例1为基础，与实施例1的主要区别在于：

如图15～图22所示，每个所述单体线圈4还包括2个整体呈环形的o形导体3，如图15所示，所述o形导体3包括整体呈u型弯折的发卡主体，所述发卡主体包括两个相互平行设置的支腿部ⅰ和连接在两个支腿部ⅰ一端的头部ⅱ，两个所述支腿部ⅰ的另一端各设置有一个支脚ⅲ，两个所述支脚ⅲ在发卡主体的宽度方向上朝向中部偏转弯折，并在发卡主体的厚度方向上错位间隔设置。

所述第一类偏u形导体1和第二类偏u形导体2的两个支腿部ⅰ均在其发卡主体的厚度方向上错位设置，所述第二类偏u形导体2在所述第一类偏u形导体1的厚度方向上位于所述第一类偏u形导体1的两支腿部ⅰ之间，且所述第二类偏u形导体2的头部ⅱ包覆在所述第一类偏u形导体1的头部ⅱ内。

所述o形导体3在所述第一类偏u形导体1的厚度方向上位于所述第一类偏u形导体1的两支腿部ⅰ之间，并与第二类偏u形导体2层叠布置，形成所述o形导体3的两个支脚ⅲ分别与厚度方向上相邻的其他支脚ⅲ相连，且所述第一类偏u形导体1中朝外偏转弯折的支脚ⅲ和第二类偏u形导体2中朝外偏转弯折的支脚ⅲ相互背离的所述单体线圈4，如图16所示。

另外，与实施例1相类似，增加o形导体3的单体线圈4根据第一类偏u形导体1的向外偏转弯折的支脚ⅲ的伸出方向和槽内的位置不同，具有四种基础布置方式，具体如下：

第一种：将第一类偏u形导体1的向外偏转弯折的支脚ⅲ所在支腿部ⅰ设为第一层导体且沿圆周顺时针方向伸出。

第二种：将第一类偏u形导体1的向外偏转弯折的支脚ⅲ所在支腿部ⅰ设为第一层导体且沿圆周逆时针方向伸出。

第三种：将第一类偏u形导体1的向外偏转弯折的支脚ⅲ所在支腿部ⅰ设为第a层导体且沿圆周顺时针方向伸出。

第四种：将第一类偏u形导体1的向外偏转弯折的支脚ⅲ所在支腿部ⅰ设为第a层导体且沿圆周逆时针方向伸出。

其中，顺时针和逆时针的方向是以定子铁芯8的连接侧为正面进行判断，向内是指向u形导体两支腿部ⅰ之间，向外是指向u形导体两只腿部之外。

而层叠在第一类偏u形导体1内的第二类偏u形导体2和o形导体3，根据其排列组合的顺序不同，具有中组合形式，其中n为第二类偏u形导体2和o形导体3的数量之和，这样，增加o形导体3的单体线圈4具有种层叠方式。

然而，将第一类偏u形导体1中朝外偏转弯折的支脚ⅲ和第二类偏u形导体2中朝外偏转弯折的支脚ⅲ设置为相邻的两层导体，可以使相连接的两个单体线圈4上的支脚ⅲ相邻近而无需使用跨接导体，因此，在具体实施时，通常采用如下结构：

为便于说明，将位于同一槽位处的支腿部ⅰ在径向上由外向内分为第一层导体、第二层导体……第a层导体，a为大于4的偶数；所述第一类偏u形导体1的向外偏转弯折的支脚ⅲ所在支腿部ⅰ和向内偏转弯折的支脚ⅲ所在支腿部ⅰ分别为各自所在槽位的第一层导体和第a层导体时，所述第二类偏u形导体2的向外偏转弯折的支脚ⅲ所在支腿部ⅰ和向内偏转弯折的支脚ⅲ所在支腿部ⅰ分别为各自所在槽位的第二层导体和第三层导体，且所述o形导体3的支腿部ⅰ分别为各自所在槽位的第2n层导体和第2n+1层导体，2≦n≦a/2-1。所述第一类偏u形导体1的向外偏转弯折的支脚ⅲ所在支腿部ⅰ和向内偏转弯折的支脚ⅲ所在支腿部ⅰ分别为各自所在槽位的第a层导体和第一层导体时，所述第二类偏u形导体2的向外偏转弯折的支脚ⅲ所在支腿部ⅰ和向内偏转弯折的支脚ⅲ所在支腿部ⅰ分别为各自所在槽位的第a-1层导体和第a-2层导体，且所述o形导体3的支腿部ⅰ分别为各自所在槽位的第a-2n层导体和第a-2n+1层导体，2≦n≦a/2-1。

在本实施例中，所述单体线圈4为采用一个第一类偏u形导体1、一个第二类偏u形导体2和两个o形导体3在第一种基础布置方式的基础上布置而成，具体为，所述第一类偏u形导体1的向外偏转弯折的支脚ⅲ为第一层导体l1且顺时针伸出；所述第二类偏u形导体2的向外偏转弯折的支脚ⅲ为第二层导体l2且逆时针伸出，所述第二类偏u形导体2的向内偏转弯折的支脚ⅲ为第三层导体l3；紧邻第二类偏u形导体2的第一个o形导体3的在前的支脚ⅲ为第四层导体l4且与第三层导体的支脚ⅲ连接，其在后的支脚ⅲ为第五层导体l5；紧邻第二类偏u形导体2的第二个o形导体3在前的支脚ⅲ为第六层导体l6且与第五层导体的支脚ⅲ连接，其在后的支脚ⅲ为第七层导体l7；所述第一类偏u形导体1的向内偏转弯折的支脚ⅲ为第八层导体l8且与第七层导体的支脚ⅲ连接。其中图17和图18分别示出了该单体线圈4在正面(连接侧)和反面(插入侧)时的导体层布置方式。

在本实施例中，取极对数p＝4，每极每相槽数q＝2，定子铁芯槽数z＝48槽，每槽导体数a＝4，节距y＝6，并联支路数r＝2。

如图19～图21所示，本实施例中，与实施例1的另一个区别在于，同一相绕组上相互并联的两个支路上，一个支路的单体线圈4上用于连接电源的单脚导体1-b2的连接端与另一个支路的单体线圈4上用于连接电源的单脚导体1-a3的连接端直接相连形成一体成型的大跨距发卡导体，再与电源引出导体6焊接相连。

本实施例中为三相定子绕组，故用3个所述两支路相绕组在定子圆周方向上排列，形成一个三相定子绕组，最后在各个相绕组的接线端设置一根连接3个相绕组的星点连接导体7，实现三相绕组的星点连接，如图22所示。

实施例3：4线一支路，每极每相槽数q＝2

本实施例中，所述定子的极对数p＝4，每极每相槽数q＝2，定子铁芯槽数z＝48槽，每槽导体数a＝4，节距y＝6，并联支路数r＝1。

所述相绕组包括一个支路，所述支路包括两个串联连接的线圈环组，每个线圈环组由q个在装配状态下位于定子周向连续相邻的q个槽位上的线圈环连接而成，q为每极每相槽数；本实施例中，由于q＝2，即每个线圈环组包括2个在装配状态下位于定子周向连续相邻的2个槽位上的线圈环5串联连接而成，而且，本实施例与实施例1中的极对数p均为4，使得所述线圈环5由4个单体线圈4沿定子铁芯8圆周方向依次连接而成。亦即本实施例中的每个线圈环组的连接结构与实施例1中每个支路的连接结构完全相同，如图4～图7所示。

本实施例中，如图4和图5所示，每个线圈环组中，在正视插入侧的方向上，在顺时针方向上位于前一个的所述线圈环的最后一个单体线圈上的第一类偏u形导体1-c的节距为y+1，即其支脚部在顺时针方向上向外偏出一个槽位，这样，就使得该节距为y+1的第一类偏u形导体1的支脚与后一个所述线圈环上与之串联连接的支脚(后一个线圈环的起始支脚)位于同一槽上，便于直接焊接相连。而在顺时针方向上位于最后一个的所述线圈环的最后一个单体线圈上的第一类偏u形导体(由单脚导体1-b2和一个单脚导体1-b3替代)的节距为y-1，即其支脚部在顺时针方向上向内偏入一个槽位，刚好占用前一个线圈环的最后一个单体线圈上的第一类偏u形导体向外偏出一个槽位后空出的槽位，实现位置的对调，其他所有的第一类偏u形导体1和第二类偏u形导体2的节距均为y。

本实施例中，如图6所示，其中一个支路上的一个单体线圈4上的第一类偏u形导体1-a1为对应设置在其支腿部所在位置上的单脚导体1-a2和单脚导体1-a3，如图23所示，所述单脚导体1-a2和单脚导体1-a3的一端为与所在单体线圈相匹配的支腿，另一端为用于连接另一个线圈环组或星点或电源的连接端。

如图7所示，另一个支路上的一个单体线圈4上的第一类偏u形导体1-b1为对应设置在其支腿部所在位置上的单脚导体1-b2和单脚导体1-b3，如图24所示，所述单脚导体1-b2和单脚导体1-b3的一端为与所在单体线圈相匹配的支腿，另一端为用于连接另一个线圈环组或星点或电源的连接端。

如图25和图26所示，同一支路上相互串联的两个线圈环组上，一个线圈环组的单体线圈4上用于串联连接的单脚导体1-b2与另一个支路的单体线圈4上用于串联连接的单脚导体1-a3直接相连形成一体成型的大跨距发卡导体。

相互串联的两个线圈环中，电流方向上的前一个线圈环的输出端支脚与后一个线圈环的输入端支脚在相绕组的径向上并排设置，无需采用跨接导体，就可以直接将二者焊接串联。由于每个线圈环内部的连接支脚都在同一槽位的相邻位置上，通过上述结构，就使得整个相绕组的支脚都无需跨接导体，就能够焊接相连，大大降低了电机的整体装配难度和焊接难度，有利于提高装配质量和装配效率。

本实施例中为三相定子绕组，故用3个所述相绕组在定子圆周方向上排列，形成一个三相定子绕组，最后在各个相绕组的接线端设置一根连接3个相绕组的星点连接导体7，实现三相绕组的星点连接，如图27所示。

实施例4：4线4支路，每极每相槽数q＝2

在本实施例中，所述定子的极对数p＝4，每极每相槽数q＝2，定子铁芯槽数z＝48槽，每槽导体数a＝4，节距y＝6，并联支路数r＝4。

与实施例1的区别在于，所述相绕组包括四个并联设置的支路，每个支路包括一个线圈环，所述线圈环由p个单体线圈依次连接而成，p为相绕组的极对数，且为偶数，本实施例中，p＝4；每个所述线圈环上均具有一对在径向相对的位置上设置的节距为y+1的第一类偏u形导体/第二类偏u形导体和节距为y-1的第一类偏u形导体/第二类偏u形导体，且其他所有导体的节距均为y；一个支路上的节距为y+1的第一类偏u形导体/第二类偏u形导体与周向相邻槽位上的另一个支路上的节距为y-1的第一类偏u形导体/第二类偏u形导体位于周向相邻的槽位内。

本实施例中，如图28～图30所示，其中，图30中用实线表示的线圈环为图28中的线圈环，用虚线表示的线圈环为图29中的线圈环，图28、图29和图30的视角完全一致。

从图28的a-1和a-2处的圆圈部分可以看出，二者位于径向上相对的两个位置上，其中a-1的圆圈处设置有一个节距为y-1的第一类偏u形导体1，使得其支脚部向内偏入一个槽位，即节距为y-1的第一类偏u形导体1上向外偏转弯折的支脚ⅲ所在的支腿部ⅰ相对其所在单体线圈4中的第二类偏u形导体2向内偏入一个槽位。而在a-2的圆圈处设置一个节距为y+1的第一类偏u形导体1，使得其支脚部向外偏出一个槽位，即节距为y+1的第一类偏u形导体1上向外偏转弯折的支脚ⅲ所在的支腿部ⅰ相对其所在单体线圈4中的第二类偏u形导体2向外偏出一个槽位。

同理，在图29中b-1和b-2处的圆圈部分可以看出，二者位于径向上相对的两个位置上，其中b-1与图4中a-1的位置相对应，二者所在的单体线圈位于周向相邻的槽位内；而b-2图4中的b-2的位置相对应，二者所在的单体线圈也位于周向相邻的槽位内。在b-1的圆圈处设置一个节距为y+1的第一类偏u形导体1，使得其支脚部向外偏出一个槽位，即节距为y+1的第一类偏u形导体1上向外偏转弯折的支脚ⅲ所在的支腿部ⅰ相对其所在单体线圈4中的第二类偏u形导体2向外偏出一个槽位。而在b-2的圆圈处设置有一个节距为y-1的第一类偏u形导体1，使得其支脚部向内偏入一个槽位，即节距为y-1的第一类偏u形导体1上向外偏转弯折的支脚ⅲ所在的支腿部ⅰ相对其所在单体线圈4中的第二类偏u形导体2向内偏入一个槽位。

采用上述结构，在两个支路的径向方向设置一对节距为y+1的第一类偏u形导体1和节距为y-1的第一类偏u形导体1，相比于所有节距均一致的第一类偏u形导体1和第二类偏u形导体2构成的支路，可以使支路上一半的单体线圈4保持原位置，而另一半单体线圈4沿顺时针或逆时针移动一个槽距。而两个支路上位于同一侧且在相邻槽位上的单体线圈4向相向方向各移动一个槽距，使得该侧相邻槽位上的两个单体线圈4的位置关系互相调换，进而使得两个支路上单体线圈4的位置关系呈轴对称布置，无论顺时针方向还是逆时针方向，两个支路上相邻槽位的单体线圈4中有一半相差+360/z°机械角，另一半相差-360/z°机械角，从而可以避免两个支路之间产生电势差而形成环流。同时，该种结构中相连接的支脚ⅲ位于同一槽内，无需采用跨接导体，就可以直接将二者焊接相连，减少无用铜的使用量，使导体的连接更加简单，便于制造。

进一步的，同一单体线圈上的两个单脚导体组合为引线导体组，装配状态下位于定子周向相邻槽位内的两个支路为一组，同一组内的两个支路上的引线导体组所在单体线圈位于所在相绕组上周向相邻的两个槽位内；同一组内的两个支路上的引线导体组所在单体线圈与另一组内的两个支路上的引线导体组所在单体线圈在所在相绕组的周向上相邻设置。

这样，可以使四个引线导体组中的电源连接端之间和星点连接端之间的距离更近，从而缩短了用于连接电源连接端和连接星点连接端的跨接导体，减少无用铜的使用量。

本实施例中，每个支路上的一个单体线圈4上的第一类偏u形导体1为对应设置在其支腿部所在位置上的两个单脚导体，如图31～34所示，其中，所述单脚导体的一端为与所在单体线圈相匹配的支腿，另一端为用于连接星点或电源的连接端。

如图35和图36所示，相互并联的四个支路上，用于连接电源的单脚导体和用于连接电源的单脚导体焊接相连，并与电源引出导体6焊接。同时，同一单体线圈上的两个单脚导体组合为引线导体组，装配状态下位于定子周向相邻槽位内的两个支路为一组，同一组内的两个支路上的引线导体组所在单体线圈位于所在相绕组上周向相邻的两个槽位内；同一组内的两个支路上的引线导体组所在单体线圈与另一组内的两个支路上的引线导体组所在单体线圈在所在相绕组的周向上相邻设置。

本实施例中为三相定子绕组，故用3个所述相绕组在定子圆周方向上排列，形成一个三相定子绕组，如图37所示，最后在各个相绕组的接线端设置一根连接3个相绕组的星点连接导体7，实现三相绕组的星点连接。

实施例5：6线两支路，每极每相槽数q＝3

如图38～图42所示，一种电机，包括定子，所述定子包括定子铁芯和三相安装在所述定子铁芯上的相绕组，所有相绕组上各支路的一端通过星点连接导体相互连接，且每个相绕组上的两个并联支路的另一端通过电源引出导体并联连接设置，如图38～图40所示。

实施例5与实施例2相近，均采用两支路相绕组，且单体线圈4均包含呈环形的o形导体3，与实施例2的主要区别在于：

如图41所示，每个支路包括3个在装配状态下位于定子周向连续相邻的3个槽位上的线圈环，同一个线圈环组中，位于相邻槽位上的两个线圈环相互连接，且在顺时针或逆时针方向上位于前一个的所述线圈环的最后一个单体线圈上的发卡导体的节距为y+1，使得该节距为y+1的发卡导体上位于端部的支脚与后一个所述线圈环上与之连接的支脚在相绕组的径向上并排设置；在顺时针或逆时针方向上位于最后一个的所述线圈环的最后一个单体线圈上的发卡导体的节距为y-2，且其他所有发卡导体的节距均为y。

本实施例中，如图42所示，每个支路中的一个单体线圈上的o形导体为对应设置在其支腿部所在位置上的两个单脚导体。

实施例6：4线两支路，每极每相槽数q＝1

如图43～图46所示，一种电机，包括定子，所述定子包括定子铁芯和三相安装在所述定子铁芯上的相绕组，所有相绕组上各支路的一端通过星点连接导体相互连接，且每个相绕组上的两个并联支路的另一端通过电源引出导体并联连接设置，如图43所示。

如图44所示，在同一个相绕组中，相互并联的两个线圈环组中用于连接电源的两个单脚导体的连接端为对应设置在二者支腿部所在位置上的一体弯折成型的大跨距发卡导体，如图45所示。

具体实施时，图43中的星点连接导体和与之连接的单脚导体为一体成型的整体发卡结构，如图46所示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。