定子、扁线电机、动力总成和车辆的制作方法

文档序号:29323331发布日期:2022-03-19 23:00阅读:144来源:国知局
定子、扁线电机、动力总成和车辆的制作方法

1.本技术涉及动力装置领域,具体涉及一种定子、扁线电机、动力总成和车辆。


背景技术:

2.扁线电机因具有高铜满率,可利于电机绕组散热、能够提高绕组的耐压能力以及降低绕组端部长度等方面的优势,进而可以提升电机转矩密度和功率密度。因此,扁线电机成为了促进汽车轻量化、提升电动汽车的续航里程、提升汽车的空间利用率和降低动力总成成本的一个重要举措。
3.现有电机主要采用波绕组或叠绕组的绕组结构,通过将绕组结构中的扁线导体设计为多层,可有效降低电机的交流电阻。但是随着扁线导体层数的增加,绕组结构的布线方式也不尽相同。目前绕组结构的三相绕组通常设有多个并联支路,且多个并联支路的进出线端或者设置于定子绕组的焊接端或者设置于定子绕组的插线端,由于其设计结构的限制,其无法实现进出线端在焊接端和插线端的灵活转换,由此,现有电机的定子绕组的设计方式不够灵活,适应性差,不能根据需要随意调整并联支路的进线端和出线端。


技术实现要素:

4.本技术提供了一种定子、扁线电机、动力总成和车辆,以提高定子中定子绕组设计结构的灵活性,可根据需要灵活变化并联支路的进线端和出线端。
5.第一方面,本技术提供一种扁线电机的定子,该定子包括定子铁芯和定子绕组;其中,定子铁芯的内壁开设有m个绕线槽,m个绕线槽沿定子铁芯的内壁的周向均匀设置,且任一绕线槽沿定子铁芯的轴线方向延伸;m为3的倍数的自然数;定子绕组包括插设于绕线槽内的扁线导体,任一绕线槽内均设有n层扁线导体,各扁线导体分组后用连接线连接分别形成第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组,任一相绕组分别包括多个相单元,第一相绕组的相单元、第二相绕组的相单元和第三相绕组的相单元沿定子铁芯的内壁依次呈周期排列设置;每一相绕组均包括p条并联支路;n为2的倍数且为大于2的自然数,p为大于等于1的自然数;任一并联支路连接m
·
n/3p层扁线导体,且任一并联支路中的任一扁线导体均与相邻跨距绕线槽内的相邻层或同层的同相扁线导体连接。
6.本技术实施例的定子包括定子铁芯和定子绕组,定子铁芯设有m个绕线槽用于插设定子绕组中的扁线导体,且任一绕线槽内可设置n层扁线导体。在设置定子绕组时,任一相绕组的包括p条并联支路,任一并联支路连接m
·
n/3p层扁线导体,且任一并联支路中的任一扁线导体均与同相相邻跨距绕线槽内的相邻层或同层的扁线导体连接。由此,在设置并联支路时,由于并联支路中的任一个扁线导体均与相邻跨距绕线槽内的相邻层或同层的同相扁线导体连接,因此,并联支路中自任一扁线导体开始,遍历第1层至第n层扁线导体后,可使连接的扁线导体围绕定子铁芯的周向绕设一周,依次类推,以类似连接方式连续遍历不同绕线槽的不同层的m
·
n/3p个扁线导体后,可形成一个并列支路,由此,当将其中的一个扁线导体设为进线端、与其相邻跨距的另一扁线导体设为出线端时,只需要断开其中
该两个扁线导体之间的连接即可;当需要更改进线端和出线端时,可将原来的进线端和出线端的扁线导体连接,重新断开需要设置进线端和出线端的扁线导体即可,因此,进线端和出线端的位置可在插线端和焊接端灵活转换。本技术提供的定子,其定子绕组结构灵活多变,当需要改变并联支路的进线端和出线端时,可根据原有的连接结构进行简单的终端连接即可,无需改变其他位置的扁线导体的连接结构。因此,本技术的定子具有更广的适用性,可根据电机的封装结构进行调整变化。
7.在本技术一种可能的实现方式中,每一相绕组均包括两条并联支路。该布线可使每相每个并联支路均具有完全平衡的电势,即每相绕组的2个并联支路中,第1层至第n层中均存在扁线导体,各并联支路电势完全平衡,避免支路间产生环流。
8.在本技术一种可能的实现方式中,绕线槽的个数可为54个。在本技术一种可能的实现方式中,扁线导体的层数为6层或10层。
9.在本技术一种可能的实现方式中,任一并联支路在第1层的跨距为9,在第n层的跨距组合为10、10、7或8、8、11。在本技术一种可能的实现方式中,任一并联支路在第1层的跨距组合为10、10、7或8、8、11,在第n层的跨距为9。在本技术一种可能的实现方式中,任一并联支路在第2层至第n-1层的跨距为9。
10.在本技术一种可能的实现方式中,任一并联支路的出线端自第1层扁线导体或第n层扁线导体引出。该结构中,并联支路的进线端和出线端可便于引出。
11.在本技术一种可能的实现方式中,每一相绕组包括第一并联支路和第二并联支路;第一并联支路的进线端连接第m1个绕线槽的第n1层扁线导体,第一并联支路的出线端连接第m2个绕线槽的第n2层扁线导体;其中,m1与m2相差一个跨距,n1与n2之差的绝对值小于等于1;第二并联支路的引入段连接第m1个绕线槽的第n1+2层扁线导体,第二并联支路的出线端连接第m2个绕线槽的第n2+2层扁线导体;其中,m1、m2为同相绕组中1至m中的自然数,n1、n2为同一并联支路中2至n-2中的自然数。该结构中,同一相绕组的不同并联支路的进线端和出线端的位置相互靠近,可实现在相同的绕线槽内的不同层扁线导体中引出,方便连接。
12.在本技术一种可能的实现方式中,定子铁芯设有插入端和插出端,定子绕组在插出端的扭头方向一致。
13.在本技术一种可能的实现方式中,同一绕线槽内的不同层扁线导体为同一相绕组。该结构中相同绕线槽内的不同层扁线导体之间不需要相间绝缘纸,可降低电机的绝缘成本。
14.第二方面,本技术提供一种扁线电机,该扁线电机包括转子和本技术第一方面的定子,转子设于定子铁芯的内壁所围设形成的空间内。
15.第三方面,本技术提供一种动力总成,该动力总成包括减速器和本技术第二方面的扁线电机,扁线电机与减速器传动连接。
16.第四方面,本技术提供一种车辆,该车辆包括如本技术第三方面的动力总成。
17.上述第二方面和第四方面可以达到的技术效果,可以参照上述第一方面中的相应效果描述,这里不再重复赘述。
附图说明
18.图1本技术一种实施例扁线电机的定子的三维结构示意图;
19.图2为本技术一种实施例扁线电机的定子的侧视结构示意图;
20.图3为本技术一种实施例的定子铁芯的俯视结构示意图;
21.图4为本技术一种实施例的发卡线圈的结构示意图;
22.图5为本技术一种实施例的扁线导体插设于绕线槽内的俯视结构示意图;
23.图6为本技术一种实施例的定子绕组的相带分布图;
24.图7为本技术一种实施例的一个并列支路的连接方式示意图;
25.图8为本技术一种实施例的三相绕组电路连接示意图;
26.图9为本技术一种实施例u相绕组的第一并联支路的连接示意图;
27.图10为本技术一种实施例u相绕组的第二并联支路的连接示意图;
28.图11为本技术另一种实施例u相绕组的第一并联支路的连接示意图;
29.图12为本技术另一种实施例u相绕组的第二并联支路的连接示意图;
30.图13为本技术又一种实施例u相绕组的第一并联支路的连接示意图;
31.图14为本技术又一种实施例u相绕组的第二并联支路的连接示意图;
32.图15为本技术又一种实施例中的u相绕组的两并联支路的连接示意图;
33.图16为本技术又一种实施例中uvw三相绕组的连接示意图;
34.图17为本技术再一种实施例u相绕组的第一并联支路的连接示意图;
35.图18为本技术再一种实施例u相绕组的第二并联支路的连接示意图;
36.图19为本技术另一种实施例的一种定子绕组的相带分布图;
37.图20为本技术另一种实施例u相绕组的第一并联支路的连接示意图;
38.图21为本技术另一种本实施例u相绕组的第二并联支路的连接示意图。
39.附图标记:10-定子铁芯;10a-插入端;10b-插出端;11-绕线槽;20-定子绕组;20a-插线端;20b-焊接端;21-扁线导体;22-发卡线圈;221-腿部;222-连接部;223-弯折部。
具体实施方式
40.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。
41.以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的,而并非旨在作为对本技术的限制。如在本技术的说明书和所附权利要求书中所使用的那样,单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式,除非其上下文中明确地有相反指示。
42.在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
43.目前,新能源汽车的驱动电机主要以永磁同步电机为主,在永磁同步电机中,电机
定子按照定子绕组的截面形状可分为圆形线导体和扁铜线导体,采用扁铜线导体的电机称为扁线电机。扁线电机可有效提高槽满率,提高功率密度和转矩密度。但随着绕线槽内的扁线导体的数量逐渐增多,在一些设计中会增加并联电路的数量,同时也可能会增加并联电路的引出线的复杂度。目前的定子绕组中,由于其自身并联支路的电路设计,很难根据需要将多个并联电路的进出线端的设置位置在定子绕组的插线端和焊接端之间进行转换,因此,目前的定子绕组还存在连接结构不够灵活,适应性较差的问题。为解决上述问题,本技术实施例提供一种扁线电机定子。
44.为方便理解,以下先对本技术中出现的专业名词作如下解释说明。
45.定子:是指电机中静止不动的部分,其作用在于产生旋转磁场。
46.转子:是指电机中的旋转部件,作用在于实现电能与机械能的转换。
47.跨距:又称第一节距,是指电机绕组中同一元件的两个元件边在电枢表面所跨的距离,通常用定子铁芯上开设的绕线槽的数量来表示。
48.图1本技术一种实施例扁线电机的定子的三维结构示意图,图2为本技术一种实施例扁线电机的定子的侧视结构示意图,如图1和图2所示,在本技术一种实施例中,该定子包括定子铁芯10和定子绕组20。
49.图3为本技术一种实施例的定子铁芯的俯视结构示意图,如图3所示,该定子铁芯10的内壁设有多个绕线槽11,绕线槽11的数量可用m表示,m可为3的倍数的自然数,具体可选54个。一并参照图1-图3,m个绕线槽11设于定子铁芯10的内壁,且沿定子铁芯10的内壁的周向均匀设置,任一绕线槽11在定子铁芯10的轴线方向(如图1和图2中所示z向)延伸,并沿定子铁芯10的轴线方向贯通定子铁芯10的内壁。定子铁芯10沿其轴线方向分为插入端10a和插出端10b,任一绕线槽11可自插入端10a延伸至插出端10b。
50.参照图1和图2,在本技术一种实施例中,定子绕组20包括插设于绕线槽11内的扁线导体21,扁线导体21的横截面可为矩形。其中,扁线导体21可由发卡线圈形成。图4为本技术一种实施例的发卡线圈的结构示意图。如图4所示,在本技术一种实施例中,该发卡线圈22包括设有绕线槽11内的腿部221和设于绕线槽11外的连接部222和弯折部223,连接部222的形成可为u型或v型。其中,一并参照图1和图4,在本技术一种实施例中,可将发卡线圈22插设于绕线槽11后再对发卡线圈22进行折弯以形成弯折部223,插设完成后,发卡线圈22插设于绕线槽11内的腿部221形成扁线导体21。折弯后,发卡线圈22的弯折部223的扭头方向保持一致。其中,发卡线圈22插设于绕线槽11后,其连接部222形成定子绕组20的插线端20a,弯折部223形成定子绕组20的焊接端20b。
51.图5为本技术一种实施例的扁线导体插设于绕线槽内的俯视结构示意图。如图5所示,在本技术一种实施例中,任一绕线槽11内可设置n层扁线导体21,n可为6或10。如图5所示,在本技术一种实施例中,n为6,即,每个绕线槽11内设有6层扁线导体。可理解的是,图5所示扁线导体21的层数仅为示例性说明,除可设置6层扁线导体21外,还可设置10层扁线导体21。
52.继续参照图1和图5,在本技术一种实施例中,插设于绕线槽11内的扁线导体21通过分组连接可形成三相绕组,分别为第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组,分别对应u相绕组、v相绕组和w相绕组。三相绕组中,任一相绕组均可包括多个相单元,在连接时,第一相绕组的相单元、第二相绕组的相单元和第三相绕组的相单元沿定子铁芯的内壁依次呈周期
排列设置。图6为本技术一种实施例的定子绕组的相带分布图,一并参照图5和图6,在本技术一种实施例中,可按3个相邻设置的绕线槽11为一个相单元,在一个相单元中,所有的扁线导体21均为同相。u相、v相和w相按相单元依次交替设置。参照图5和图6,在本技术一种实施例中,同一绕线槽11内的扁线导体21为同相,这样,相同绕线槽11内的不同层扁线导体21之间不需要相间绝缘纸,可降低电机的绝缘成本。
53.图7为本技术一种实施例的用于形成一个并列支路的扁线导体的连接方式示意图。一并参照图5和图7,在本技术一种实施例中,每一相绕组可包括两条并联支路。任一并联支路可连接m
·
n/3p层扁线导体21,且任一并联支路中的任一扁线导体21均与相邻跨距绕线槽内11的相邻层或同层的同相扁线导体21连接。图8为本技术一种实施例的三相绕组电路连接示意图。如图8所示,在本技术一种实施例中,定子绕组的三相绕组分别由两条并联电路组成。
54.继续参照图7,在本技术一种实施例中,任一并联支路在第1层的跨距为9,在第n层的跨距组合为10、10、7或8、8、11。在本技术一种可能的实现方式中,任一所述并联支路在第1层的跨距组合为10、10、7或8、8、11,在第n层的跨距为9。在本技术一种可能的实现方式中,任一并联支路在第2层至第n-1层的跨距为9。
55.在本技术一种可能的实现方式中,任一所述并联支路的出线端自第1层扁线导体或第n层扁线导体引出。该结构中,可方便并联支路的进线端和出线端引出。
56.在本技术另一种可能的实现方式中,每一相绕组包括第一并联支路和第二并联支路;所述第一并联支路的进线端连接第m1个绕线槽的第n1层扁线导体,所述第一并联支路的出线端连接第m2个绕线槽的第n2层扁线导体;其中,所述m1与所述m2相差一个跨距,所述n1与所述n2之差的绝对值小于等于1;所述第二并联支路的引入段连接所述第m1个所述绕线槽的第n1+2层扁线导体,所述第二并联支路的出线端连接所述第m2个绕线槽的第n2+2层扁线导体;其中,m1、m2为同一相绕组中1至m中的自然数,n1、n2为同一并联支路中2至n-2中的自然数。该结构中,同一相绕组的不同并联支路的进线端和出线端的位置相互靠近,可实现在相同的绕线槽内的不同层扁线导体中引出,方便连接。
57.本技术实施例还提供一种扁线电机,该扁线电机包括转子和本技术实施例的定子,所述转子设于所述定子铁芯的内壁所围设形成的空间内。
58.本技术实施例还提供一种动力总成,该动力总成包括减速器和上述的扁线电机。其中,扁线电机和减速器传动连接。具体地,扁线电机的驱动轴与减速器的输入轴可通过联轴器等传动件实现传动连接,以将驱动力自扁线电机输出至减速器。
59.本技术实施例提供的车辆,包括上述的动力总成,上述的动力总成设置于车辆内,并为车辆提供运行动力。具体地,本实施例中,车辆可具体为以电能进行驱动的新能源车辆,比如。其中,新能源车辆具体可以是混合动力电动车辆、纯电动车辆或燃料电池电动车辆等,也可以是采用超级电容器、飞轮电池或飞轮储能器等高效储能器作为电能来源的车辆。
60.以下将结合具体的实施例对本技术实施例的具体并联支路的连接方式做详细说明。
61.实施例一
62.本实施例为一种扁线电机的定子,该定子包括定子铁芯和定子绕组,其中,定子铁
芯的绕线槽为54个,绕线槽内导体层的层数为6。定子绕组分为u相、v相和w相,每一相绕组设置的并联支路的数量均为2个。该实施例定子绕组的相带分布图可参照图6。图9为本实施例u相绕组的第一并联支路的连接示意图,图10为本实施例u相绕组的第二并联支路的连接示意图。该实施例中,各相绕组的第一并联支路和第二并联支路的进线端和出线端均与第1层扁线导体连接。
63.如图6所示,每个绕线槽内含有6层扁线导体,第1层记为l1、第2层记为l2、第3层记为l3、第4层记为l4、第5层记为l5和第6层记为l6。其中第1层为绕线槽的槽底层,第6层为槽口层。“+”代表电流流入导体,
“‑”
代表电流流出导体。需要说明的是,图6中的相带分布仅为示例性说明,对调图6中的“+
”“‑”
符号,例如同时将图6中的“u
+”改为“u
‑”,并将“u
‑”改为“u
+”,v相和w相的也做相应修改后,均在本技术的保护范围内。
64.图9和图10中,实线代表插线端的接线方式,虚线代表焊接端的接线方式。
65.下面结合图9,对本该实施例中的u相的第一并联支路的接线方式做详细说明。以下仅根据图9中的虚线连线方式说明定子绕组在焊接端的接线方式,定子绕组插线端的接线可直接由发卡线圈的连接部连接,具体可参照图9中的实线的连线方式。
66.参照图9,u相绕组的第一并联支路以第48槽第1层作为进线端u
1in
,从第48槽的第1层进入,从第3槽的第2层引出,然后从12槽的第1层进入,从21槽的第2层引出,然后从30槽的第3层进,从39槽的第4层出,然后从48槽的第5层进,从3槽的第6层出,然后从第12槽的第5层进,从21槽的第6层出;至此,扁线导体连接后可从第1层到第6层遍历后,且可沿定子铁芯的周向绕设一周。依照上述方式进行下一次遍历。具体为:从28槽第6层进,从第19槽第5层出,然后从10槽第4层进,从第1槽第3层出,然后从46槽第4层进,从第37槽第3层出,然后从28槽第2层进,从第19槽第1层出,至此完成第二次遍历;然后从10槽第1层进,从第19槽第2层出,然后从28槽第1层进,从第37槽第2层出,然后从46槽第3层进,从第1槽第4层出,然后从10槽第5层进,从第19槽第6层出,然后从28槽第5层进,从第37槽第6层出,至此完成第三次遍历;然后从47槽第6层进,从第38槽第5层出,然后从29槽第4层进,从第20槽第3层出,然后从11槽第4层进,从第2槽第3层出,然后从47槽第2层进,从第38槽第1层出,至此完成第四次遍历;然后从29槽第1层进,从第38槽第2层出,然后从47槽第1层进,从第2槽第2层出,然后从11槽第3层进,从第20槽第4层出,然后从29槽第5层进,从第38槽第6层出,然后从47槽第5层进,从第2槽第6层出,至此完成第五次遍历;然后从12槽第6层进,从第3槽第5层出,然后从第48槽第4层进,从第39槽第3层出,然后从30槽第4层进,从第21槽第3层出,然后从第12槽第2层进,从第3槽第1层出,至此从第3槽1层引出,形成u相绕组第一并联支路的出线端u
1out

67.需要说明的是,以上连接方式中,例如“从第48槽的第1层进入,从第3槽的第2层引出”,是在焊接端将第48槽第1层的扁线导体和第3槽的第2层的扁线导体进行连接。
68.下面结合图10,对本该实施例中的u相的第二并联支路的接线方式做详细说明。以下仅根据图10中的虚线连线方式说明定子绕组在焊接端的接线方式,定子绕组插线端的接线可直接由发卡线圈的连接部连接,具体可参照图10中的实线的连线方式。
69.参照图10,u相绕组的第二并联支路以第30槽第1层作为进线端u
2in
,从30槽的第1层进入,从第39槽第2层出,然后从第48槽第3层进,从第3槽第4层出,然后从第12槽第3层进,从第21槽第4层出,然后从第30槽第5层进,从第39槽第6层出,至此完成第一次遍历;然
后从第29槽第6层进,从第20槽第5层出,然后从第11槽第6层进,从第2槽第5层出,然后从第47槽第4层进,从第38槽第3层出,然后从第29槽第2层进,从第20槽第1层出,然后从第11槽第2层进,从第2槽第1层出,至此完成第二次遍历;然后从第11槽第1层进,从第20槽第2层出,然后从第29槽第3层进,从第38槽第4层出,然后从第47槽第3层进,从第2槽第4层出,然后从第11槽第5层进,从第20槽第6层出,至此完成第三次遍历;然后从第10槽第6层进,从第1槽第5层出,然后从第46槽第6层进,从第37槽第5层出,然后从第28槽第4层进,从第19槽第3层出,然后从第10槽第2层进,从第1槽第1层出,然后从第46槽第2层进,从第37槽第1层出,至此完成第四次遍历;然后从第46槽第1层进,从第1槽第2层出,然后从第10槽第3层进,从第19槽第4层出,然后从第28槽第3层进,从第37槽第4层出,然后从第46槽第5层进,从第1槽第6层出,至此完成第五次遍历;然后从第47槽第6层进,从第39槽第5层出,然后从第30槽第6层进,从第21槽第5层出,然后从第12槽第4层进,从第3槽第3层出,然后从第48槽第2层进,从第39槽第1层出,然后从第30槽第2层进,从第21槽第1层出,至此从第21槽第1层引出,形成u相绕组第二并联支路的出线端u
2out

70.以上接线方式中,例如“从30槽的第1层进入,从第39槽第2层出”的理解,可参照图9接线方式中的相关解释,在此不再重复赘述。
71.如图6、以及图9和图10所示,该实施例中,第一并联支路的第1层的跨距组合为9、9,第6层的跨距组合为10、10、7,第2层至第5层的跨距均为9。其中,u1in、u1out、u2in、u2out均从定子绕组的插线端引出,即从发卡线圈的连接部一侧引出。引出时,u1in和u1out之间的连接部断开,分别用导线引出,u2in和u2out之间的连接部断开,分别用导线引出。该结构中,大部分扁线导体的跨距相同,因此在绕制定子绕组时可采用相同型号的发卡线圈,减少发卡线圈的型号数量,且方便自动化插设。同时,在焊接端,各并联支路的跨距也相同,方便连接。
72.其中,v相的第一并联支路和w相的第一并联支路的接线方式在图9的基础上进行平移即可得到。v相的第二并联支路和w相的第二并联支路的接线方式在图10的基础上进行平移即可得到。
73.以上,各相绕组的第一并联支路和第二并联支路的进线端和出线端均位于第1层,三相绕组可直接并联引出,也可使用汇流排连接在一起引出。中性点端可直接焊接,也可采用汇流排连接在一起。
74.另外,以上接线方式中,每个并联支路数均将所能布置的相带和扁线导体层位置进行遍历,因此各并联支路数均能保持电势平衡,不会产生环流。从图6以及图9-图10中可以看出,同一槽内的导体属于同一相,因此扁线导体间无需设置绝缘纸,降低绝缘成本。
75.实施例二
76.本实施例为一种定子,图11为本实施例u相绕组的第一并联支路的连接示意图,图12为本实施例u相绕组的第二并联支路的连接示意图。
77.参照图11和图12,与实施例一相比,各相第一并联支路和第二并联支路的进线端和出线端的位置与实施例一不同。
78.如图11所示,该实施例中,第一并联支路的进线端u1in为第28槽第1层,出线端u1out为第19槽第2层,在实施例一的基础上,将原来第48槽第1层与第3槽第1层的扁线导体在定子绕组的插线端连接,并将第28槽第1层和第19槽第2层扁线导体之间的连接部在定子
绕组的插线端断开,分别用引线引出,其他位置的扁线导体的接线方式可不做改变。该连接方式中,第1层的跨距组合为9、9、9,第6层的跨距组合为10、10、7。
79.如图12所示,该实施例中,第二并联支路的进线端u2in为第28槽第3层,出线端u2out为第19槽第4层,在实施例一的基础上,将原来第30槽第1层与第21槽第1层的扁线导体在定子绕组的插线端连接,并将第28槽第3层和第19槽第4层扁线导体之间的连接部在定子绕组的插线端断开,分别用引线引出,其他位置的扁线导体的接线方式可不做改变。
80.通过实施例一与实施例二的对比可知,当将各个并联支路的进线端和出线端不全部设置在第1层时,可将同相两并联支路的进线端设置在同一绕线槽内,同时将同相两并联支路的出线端设置在另外相邻跨距的同一绕线槽内,可有效减少并联支路间的引线距离,可方便三相绕组的各并联支路的进线端和出线端并联引出或使用汇流排联结引出,引出距离较小。
81.实施例三
82.本实施例为一种定子,图13为本实施例u相绕组的第一并联支路的连接示意图,图14为本实施例u相绕组的第二并联支路的连接示意图。
83.参照图13和图14,与实施例一相比,各相第一并联支路和第二并联支路的进线端和出线端的位置与实施例一不同,且该实施例中,各并联支路的进线端和出线端均设于定子绕组的焊接端。
84.如图13所示,该实施例中,第一并联支路的进线端u1in为第2槽第2层,出线端u1out为第47槽第1层,在实施例一的基础上(参照图9所示接线方式),将原来第48槽第1层与第3槽第1层的扁线导体在定子绕组的插线端连接,并将第2槽第2层和第47槽第1层扁线导体之间的折弯部在定子绕组的焊接端断开,分别用引线引出,其他位置的扁线导体的接线方式可不做改变。
85.如图14所示,该实施例中,第二并联支路的进线端u2in为第2槽第4层,出线端u2out为第47槽第3层,在实施例一的基础上(参照图10所示接线方式),将原来第30槽第1层与第21槽第1层的扁线导体在定子绕组的插线端连接,并将第2槽第4层和第47槽第3层扁线导体之间的连接部在定子绕组的插线端断开,分别用引线引出,其他位置的扁线导体的接线方式可不做改变。
86.与实施例一相比,实施例三中的各并联支路的进线端和出线端,由定子绕组的插线端转换为焊接端,转换形式简单易行,且进线端和出线端的位置可灵活选择。实施例三中,通过该接线方式,两并联支路的进线端位于同一绕线槽内,出线端位于同一绕线槽内,连接距离可更小。
87.图15为该实施例中的u相绕组的两并联支路的连接示意图,图16为该实施例中uvw三相绕组的连接示意图。一并结合图13-图16,三相绕组的六个并联支路的进线端和出线端均邻近设置,可直接并联引出或使用汇流排联结在一起引出,距离较小,且均可实现焊接端出线。
88.实施例四
89.本实施例为一种定子,图17为本实施例u相绕组的第一并联支路的连接示意图,图18为本实施例u相绕组的第二并联支路的连接示意图。
90.参照图17和图18,与实施例一相比,各相第一并联支路和第二并联支路的进线端
和出线端的位置与实施例一相同,不同之处在于对各并联支路在第1层和第6层的跨距了做了改变,实施例一中,第1层的跨距组合为9、9,第6层的跨距组合为10、10、7,而该实施例四中,第1层的跨距组合为9、9,第6层的跨距组合为8、8、11。
91.图17仅示出了第一并联支路在第1层和第6层的接线方式,其余中间层第2层至第5层的接线方式参照实施例一种的图9。图18仅示出了第二并联支路在第1层和第6层的接线方式,其余中间层第2层至第5层的接线方式参照实施例一种的图10。
92.实施例五
93.本实施例为一种定子,该定子中,定子铁芯的绕线槽为54个,绕线槽内导体层的层数为10。定子绕组分为u相、v相和w相,每一相绕组设置的并联支路的数量均为2个。图19为一种实施例的一种定子绕组的相带分布图,图20为一种实施例u相绕组的第一并联支路的连接示意图,图21为一种本实施例u相绕组的第二并联支路的连接示意图。
94.如图19所示,每个绕线槽内含有10层扁线导体,第1层记为l1、第2层记为l2、第3层记为l3、第4层记为l4、第5层记为l5、第6层记为l6、第7层记为l7、第8层记为l8、第9层记为l9、第10层记为l10。其中第1层为绕线槽的槽底层,第10层为槽口层。“+”代表电流流入导体,
“‑”
代表电流流出导体。需要说明的是,图19中的相带分布仅为示例性说明,对调图19中的“+
”“‑”
符号,例如同时将图19中的“u
+”改为“u
‑”,并将“u
‑”改为“u
+”,v相和w相的也做相应修改后,均在本技术的保护范围内。
95.图20和图21中,实线代表插线端的接线方式,虚线代表焊接端的接线方式。
96.下面结合图20,对本该实施例中的u相的第一并联支路的接线方式做详细说明。以下仅根据图20中的虚线连线方式说明定子绕组在焊接端的接线方式,定子绕组插线端的接线可直接由发卡线圈的连接部连接,具体可参照图20中的实线的连线方式。
97.参照图20,u相绕组的第一并联支路以第1槽第2层作为进线端u
1in
,该第1槽第2层作为进线端在定子绕组的焊接端不再与其他层扁线导体连接,然后从10槽第3层进入,从第19槽的第4层引出,然后从28槽的第5层进入,从37槽的第6层引出,然后从46槽的第5层进,从1槽的第6层出,然后从10槽的第7层进,从19槽的第8层出,然后从第28槽的第9层进,从37槽的第10层出;至此,扁线导体连接后可从第1层到第6层遍历后,且可沿定子铁芯的周向至少绕设一周。
98.依照上述方式进行下一次遍历。具体为:从47槽第10层进,从第38槽第9层出,然后从29槽第10层进,从第20槽第8层出,然后从11槽第8层进,从第2槽第7层出,然后从47槽第8层进,从第38槽第7层出,然后从29槽第6层进,从第20槽第5层出,然后从11槽第4层进,从第2槽第3层出,然后从47槽第4层进,从第38槽第3层出,然后从29槽第2层进,从第20槽第1层出,至此完成第二次遍历;
99.然后从11槽第1层进,从第20槽第2层出,然后从29槽第1层进,从第38槽第2层出,然后从47槽第3层进,从第2槽第4层出,然后从11槽第5层进,从第20槽第6层出,然后从29槽第5层进,从第38槽第6层出,然后从47槽第7层进,从第2槽第8层出,然后从11槽第9层进,从第20槽第10层出,至此完成第三次遍历;
100.然后从30槽第10层进,从第21槽第9层出,然后从12槽第10层进,从第3槽第9层出,然后从48槽第8层进,从第39槽第7层出,然后从30槽第8层进,从第21槽第7层出,然后从12槽第6层进,从第3槽第5层出,然后从48槽第4层进,从第39槽第3层出,然后从30槽第4层进,
从第21槽第3层出,然后从12槽第2层进,从第3槽第1层出,至此完成第四次遍历;
101.然后从48槽第1层进,从第3槽第2层出,然后从12槽第1层进,从第21槽第2层出,然后从30槽第3层进,从第39槽第4层出,然后从48槽第5层进,从第3槽第6层出,然后从12槽第5层进,从第21槽第6层出,然后从30槽第7层进,从第39槽第8层出,然后从48槽第9层进,从第3槽第10层出,至此完成第五次遍历;
102.然后从10槽第10层进,从第1槽第9层出,然后从第46槽第10层进,从第37槽第9层出,然后从28槽第8层进,从第19槽第7层出,然后从第10槽第8层进,从第1槽第7层出,然后从第46槽第6层进,从第37槽第5层出,然后从第28槽第4层进,从第19槽第3层出,然后从第10槽第4层进,从第1槽第3层出,然后从第46槽第2层进,从第37槽第1层出,然后从第28槽第1层进,从第37槽第2层出,然后从第46槽第1层引出,形成u相绕组第一并联支路的出线端u
1out

103.下面结合图21,对本该实施例中的u相的第二并联支路的接线方式做详细说明。以下仅根据图21中的虚线连线方式说明定子绕组在焊接端的接线方式,定子绕组插线端的接线可直接由发卡线圈的连接部连接,具体可参照图21中的实线的连线方式。
104.参照图21,u相绕组的第二并联支路以第1槽第4层作为进线端u
2in
,该第1槽第4层作为进线端在定子绕组的接线端不再与其他层扁线导体连接,然后从10槽的第5层进入,从第19槽第6层出,然后从第28槽第7层进,从第37槽第8层出,然后从第46槽第7层进,从第1槽第8层出,然后从第10槽第9层进,从第19槽第10层出,然后从第28槽第9层进,从第37槽第10层出,至此完成第一次遍历;
105.然后从第30槽第10层进,从第21槽第9层出,然后从第12槽第8层进,从第3槽第7层出,然后从第48槽第6层进,从第39槽第5层出,然后从第30槽第6层进,从第21槽第5层出,然后从第12槽第4层进,从第3槽第3层出,然后从第48槽第2层进,从第39槽第1层出,然后从第30槽第2层进,从第21槽第1层出,至此完成第二次遍历;
106.然后从第30槽第1层进,从第39槽第2层出,然后从第48槽第3层进,从第3槽第4层出,然后从第12槽第3层进,从第21槽第4层出,然后从第30槽第5层进,从第39槽第6层出,然后从第48槽第7层进,从第3槽第8层出,然后从第12槽第7层进,从第21槽第8层出,然后从第30槽第9层进,从第39槽第10层出,然后从第48槽第9层进,从第3槽第10层出,至此完成第三次遍历;
107.然后从第47槽第10层进,从第38槽第9层出,然后从第29槽第8层进,从第20槽第7层出,然后从第11槽第6层进,从第2槽第5层出,然后从第47槽第6层进,从第38槽第5层出,然后从第29槽第4层进,从第20槽第3层出,然后从第11槽第2层进,从第2槽第1层出,然后从第47槽第2层进,从第38槽第1层出,至此完成第四次遍历;
108.然后从第47槽第1层进,从第2槽第2层出,然后从第11槽第3层进,从第20槽第4层出,然后从第29槽第3层进,从第38槽第4层出,然后从第47槽第5层进,从第2槽第6层出,然后从第11槽第7层进,从第20槽第8层出,然后从第29槽第7层进,从第38槽第8层出,然后从第47槽第9层进,从第2槽第10层出,然后从第11槽第9层进,从第20槽第10层出,至此完成第五次遍历;
109.然后从第10槽第10层进,从第1槽第9层出,然后从第46槽第8层进,从第37槽第7层出,然后从第28槽第6层进,从第19槽第5层出,然后从第10槽第6层进,从第1槽第5层出,然
后从第46槽第4层进,从第37槽第3层出,然后从第28槽第2层进,从第19槽第1层出,然后从第10槽第2层进,从第1槽第1层出,然后从第10槽第1层进,从第19槽第2层出,然后从第28槽第3层进,从第37槽第4层出,然后从第46槽第3层引出,形成u相绕组第二并联支路的出线端u
2out

110.如图19-图21所示,该实施例中,第一并联支路的第1层的跨距组合为9、9、9,第10层的跨距组合为10、7、10,第2层至第9层的跨距均为9。其中,u1in、u1out、u2in、u2out均从定子绕组的焊接端引出,即从发卡线圈的折弯部一侧引出。引出时,u1in和u1out分别用导线引出,u2in和u2out分别用导线引出。该结构中,大部分扁线导体的跨距相同,因此在绕制定子绕组时可采用相同型号的发卡线圈,减少发卡线圈的型号数量,且方便自动化插设。同时,在焊接端,各并联支路的跨距也相同,方便连接。
111.其中,v相的第一并联支路和w相的第一并联支路的接线方式在图20的基础上进行平移即可得到。v相的第二并联支路和w相的第二并联支路的接线方式在图21的基础上进行平移即可得到。
112.可以理解的是,以上各具体实施例中,仅为示例性说明,其中第1层和第6层的跨距可互换,也可达到相同的连接效果。
113.综上,本技术实施例的定子,具有如下优点:
114.1)、每相的各并联支路间具有平衡的电路连接方式,能有效减少定子绕组交流损耗的产生,并且避免了并联支路间的环流,提升了电机的效率和降低电机的温升,给电机方案设计提供了更多的可能性。同时,该定子绕组的进线端和出线端可根据需要进行改变,灵活方便。
115.2)、采用本技术的绕组结构的电机发卡线圈等种类较少,定子绕组焊接端的发卡线圈跨距和扭头角度相同,各个焊接点圆周对称分布,每相绕组进线端和出线端分布比较规律,绕组生产制造难度较低;
116.3)、本技术的定子中,同一绕线槽的扁线导体为同一相,同一绕线槽的扁线导体间不需要相间绝缘纸,降低了电机的绝缘成本和插线难度,提升了电机的铜满率;
117.4)、本技术的定子绕组可实现插线端进出线和焊接端进出线的灵活转换;
118.5)、三相绕组的全部并联支路的进出线可直接并联引出或使用汇流排联结在一起引出,距离较小;
119.6)、本技术的各层扁线导体中,位于第1层的扁线导体在接线时可向远离定子铁芯的轴线的方向弯折,位于第6层的扁线导体在接线时可向靠近定子铁芯轴线的方向弯折,可降低接线难度。
120.以上,仅为本技术的具体实施方式,但本技术的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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