扁铜线电机绕组结构

文档序号:32697062发布日期:2022-12-27 21:21阅读:161来源:国知局
扁铜线电机绕组结构

1.本发明涉及电机领域,具体涉及扁铜线电机绕组结构。


背景技术:

2.扁铜线电机与传统圆线电机相比,将定子绕组圆线改为扁线,槽满率高,降低了电机的损耗,提高了电机的效率;同等功率下,电机体积、重量显著降低,材料成本降低的同时,亦可获得更高的功率密度、转矩密度,以及能效指标。但若要扁铜线电机替代传统圆线电机,仍有如下问题需要解决:
3.1)对于多槽少极的传统圆线电机定子绕组结构而言,大都采用同心式绕组型式,虽然可以降低端部、节省用铜量,但绕组节距不统一;若采用扁铜线绕组,嵌线工艺的实现和量产存在较大难度;
4.2)对于多槽少极的情况,扁铜线元件的节距较大,不可避免地存在端部较长的问题,从而增加用铜量,增加材料成本。


技术实现要素:

5.本发明针对上述问题,提出了一种扁铜线电机绕组结构。
6.本发明采取的技术方案如下:
7.一种扁铜线电机绕组结构,包括定子铁芯以及多个单匝扁铜线元件,所述定子铁芯具有绕所述定子铁芯的轴线间隔设置的q个定子槽,任一定子槽内具有n层所述单匝扁铜线元件,所述扁铜线电机绕组结构的极对数为p;
8.所述单匝扁铜线元件包括:
9.两个平行且间隔设置的直线部分,两个直线部分用于分别嵌入不同的定子槽,且两个直线部分位于不同定子槽的同一层,两个直线部分的跨距为绕组节距y1,绕组节距y1与极距τ相等,y1=τ=q/(2*p);直线部分的窄边沿径向方向设置,宽边沿周向方向设置;
10.连接部,连接部的两端分别与两个直线部分的第一端连接,连接部相对两个直线部分向一侧弯折设置,连接部的中间区域通过角度折弯过渡或者通过弧形折弯过渡;
11.进出线部,进出线部的两端分别与两个直线部分的第二端连接,进出线部相对两个直线部分向一侧弯折设置,所述进出线部分中间具有缺口,缺口处形成首端和尾端;
12.本技术采用单匝扁铜线元件节距统一的分布整距式绕组型式,单个定子槽内布置多层同规格的扁铜线,更利于嵌线工艺的实现和量产;单匝扁铜线元件的连接部采用角度折弯过渡或弧形折弯过渡方式,尽可能地降低端部长度,解决因多槽少极带来的扁铜线元件节距大而引起的端部过长的问题;扁铜线的窄边沿径向方向、宽边沿周向方向,齿联轭高/槽高比、齿宽/槽宽比合理,磁路更好,更利于降损增效,提高电机的能效指标。
13.需要说明的是,本技术所说的中间并不限定为正中间。
14.于本发明其中一实施例中,所述连接部和进出线部的弯折方向相同,均位于两个直线部分的同一侧。
15.于本发明其中一实施例中,所述连接部包括两个相互连接的第一弧形部,两个第一弧形部通过角度折弯过渡或者通过弧形折弯过渡,所述第一弧形部通过弧形过渡段与对应的直线部分的第一端连接;
16.所述进出线部包括两个第二弧形部,其中一个第二弧形部的一端通过弧形过渡段与对应的直线部分的第二端连接,另一端形成所述首端,另一个第二弧形部的一端通过弧形过渡段与对应的直线部分的第二端连接,另一端形成所述尾端。
17.单匝扁铜线元件的这种结构形式,能够尽可能地降低连接部和进出线部的长度。
18.于本发明其中一实施例中,所述扁铜线电机绕组结构为单槽单列设置,各单匝扁铜线元件的连接部均位于定子铁芯的第一端,各单匝扁铜线元件的进出线部均位于定子铁芯的第二端,每个定子槽内沿径向方向只具有一列单匝扁铜线元件,相邻两层单匝扁铜线元件的端部走向相反。
19.相邻两层的单匝扁铜线元件的端部走向相反,指的是一层为逆时针方向、相邻的另一层顺时针反向,具体来说,其中一层的第一弧形部相对对应的直线部分逆时针方向延伸,相邻的另一层的第一弧形部相对对应的直线部分逆时针方向延伸。本技术通过依次交替的设置,最大限度地利用端部空间,降低端部长度,且保证了扁铜线绕组的对称性。
20.于本发明其中一实施例中,q个所述定子槽依次为第1槽、第2槽、

、第q槽;
21.扁铜线电机绕组结构包括n层单层绕组;同一层单层绕组的各单匝扁铜线元件均位于对应定子槽的同一层;
22.每层的单层绕组均包括m组单相绕组,相邻两组单相绕组在空间位置依次互差360
°
/m;
23.每组单相绕组包括p个扁铜线绕组部分,分别为第1个扁铜线绕组部分、

、第p个扁铜线绕组部分;
24.所述第1个扁铜线绕组部分包括q个单匝扁铜线元件,第1个扁铜线绕组部分的q个单匝扁铜线元件中,第1个单匝扁铜线元件分别设置在第1槽和第(1+y1)槽,第2个单匝扁铜线元件分别设置在第2槽和第(2+y1)槽,

,第q个单匝扁铜线元件分别设置在第q槽和第(q+y1)槽,第1个扁铜线绕组部分的q个单匝扁铜线元件依次串联;
25.所述第p个扁铜线绕组部分包括q个单匝扁铜线元件,第p个扁铜线绕组部分的q个单匝扁铜线元件中,第1个单匝扁铜线元件分别设置在第[1+2*(p-1)*τ]槽和第[1+2*(p-1)*τ+y1]槽,第2个单匝扁铜线元件分别设置在第[2+2*(p-1)*τ]槽和第[2+2*(p-1)*τ+y1]槽,

,第q个单匝扁铜线元件分别设置在第[q+2*(p-1)*τ]槽和第[q+2*(p-1)*τ+y1]槽,第p个扁铜线绕组部分的q个单匝扁铜线元件依次串联。
[0026]
于本发明其中一实施例中于,扁铜线绕组部分之间并联、串联或串并联设置;单层绕组之间并联、串联或串并联设置。
[0027]
扁铜线电机绕组,线型较硬且单槽导体数一般不多,尤其对于极对数较少,而供电电压又要求较高的小功率电机,感应电动势与供电电压的匹配较为困难,而现有的扁铜线电机绕组技术方案中也不能很好地解决这一问题。本技术单槽单列多层扁线的布置方式,沿槽口到槽底的径向方向,依次布置n层单层绕组,扁铜线绕组部分之间以及单层绕组之间,依据相数和供电电压要求,可以串联、并联,以及串并联结合等多种连接方式,结构灵活,在一定程度上解决绕组感应电动势与供电电压的匹配问题。
[0028]
于本发明其中一实施例中,所述扁铜线电机绕组结构为单槽双列设置,各单匝扁铜线元件的连接部均位于定子铁芯的第一端,各单匝扁铜线元件的进出线部均位于定子铁芯的第二端,每个定子槽内沿径向方向具有两列单匝扁铜线元件;所述定子槽同层的两个单匝扁铜线元件的端部走向相反。
[0029]
现有扁铜线电机绕组技术方案,对于单槽层数较多时,有时工艺上难以实现;单个定子槽内双列布置多层节距统一、规格相同的扁铜线,且层数较单槽单列的布置方式减少了一半,更利于嵌线工艺的实现和量产;由于扁铜线的层数减半,扁铜线的宽边沿径向方向、窄边沿圆周方向布局,齿联轭高/槽高比、齿宽/槽宽比更合理,磁路更好,更利于降损增效,提高电机的能效指标;所述定子槽同层的两个单匝扁铜线元件的端部走向相反,这能够最大限度地利用端部空间,降低端部长度,且保证了扁铜线绕组的对称性。
[0030]
于本发明其中一实施例中,q个所述定子槽依次为第1槽、第2槽、

、第q槽;
[0031]
扁铜线电机绕组结构包括n层单层绕组;同一层单层绕组的各单匝扁铜线元件均位于对应定子槽的同一层;
[0032]
每层的单层绕组均包括m组单相绕组,相邻两组单相绕组在空间位置依次互差360
°
/m;
[0033]
每组单相绕组包括p个扁铜线绕组部分,分别为第1个扁铜线绕组部分、

、第p个扁铜线绕组部分;
[0034]
每个扁铜线绕组部分均包括相互串联或并联的a组和b组;每个扁铜线绕组部分包括2q个单匝扁铜线元件,其中,第1~第q个单匝扁铜线元件依次串联形成所述a组,第(q+1)~第2q个单匝扁铜线元件依次串联形成所述b组;
[0035]
第1个扁铜线绕组部分的2q个单匝扁铜线元件中,第1个单匝扁铜线元件分别设置在第1槽和第(1+y1)槽,第(q+1)个单匝扁铜线元件分别设置在第1槽和第(1+y1)槽,第2个单匝扁铜线元件分别设置在第2槽和第(2+y1)槽,第(q+2)个单匝扁铜线元件分别设置在第2槽和第(2+y1)槽,

,第q个单匝扁铜线元件分别设置在第q槽和第(q+y1)槽,第2q个单匝扁铜线元件分别设置在第q槽和第(q+y1)槽;
[0036]
第p个扁铜线绕组部分的2q个单匝扁铜线元件中,第1个单匝扁铜线元件分别设置在第[1+2*(p-1)*τ]槽和第[1+2*(p-1)*τ+y1]槽,第(q+1)个单匝扁铜线元件分别设置在第[1+2*(p-1)*τ]槽和第[1+2*(p-1)*τ+y1]槽,第2个单匝扁铜线元件分别设置在第[2+2*(p-1)*τ]槽和第[2+2*(p-1)*τ+y1]槽,第(q+2)个单匝扁铜线元件分别设置在第[2+2*(p-1)*τ]槽和第[2+2*(p-1)*τ+y1]槽,

,第q个单匝扁铜线元件分别设置在第[q+2*(p-1)*τ]槽和第[q+2*(p-1)*τ+y1]槽,第2q个单匝扁铜线元件分别设置在第[q+2*(p-1)*τ]槽和第[q+2*(p-1)*τ+y1]槽;
[0037]
同一定位槽的同层的两个单匝扁铜线元件的直线部分位于不同列。
[0038]
于本发明其中一实施例中,扁铜线绕组部分之间并联、串联或串并联设置;单层绕组之间并联、串联或串并联设置。
[0039]
于本发明其中一实施例中,所述扁铜线电机绕组结构为单槽x列设置,各单匝扁铜线元件的连接部均位于定子铁芯的第一端,各单匝扁铜线元件的进出线部均位于定子铁芯的第二端,每个定子槽内沿径向方向具有x列单匝扁铜线元件,x大于2。
[0040]
采用n
×
x阵列式扁铜线绕组布局,有利于扁铜线元件在空间上的交叠、绕制,可以
提供更为灵活的绕组串并联连接方式和嵌线布局工艺。
[0041]
本技术所说的单匝扁铜线元件,是泛指并不限定为铜,还可以是其他金属导体成型的漆包扁线。
[0042]
本技术解决定子铁芯定子槽数较多而极对数较少(多槽少极)时,扁铜线电机定子绕组的结构布局问题。本发明的技术方案也同样适用于其他定子槽数/极对数配合的情况。
[0043]
本发明的有益效果是:本技术采用单匝扁铜线元件节距统一的分布整距式绕组型式,单个定子槽内布置多层同规格的扁铜线,更利于嵌线工艺的实现和量产;单匝扁铜线元件的连接部采用角度折弯过渡或弧形折弯过渡方式,尽可能地降低端部长度,解决因多槽少极带来的扁铜线元件节距大而引起的端部过长的问题;扁铜线的窄边沿径向方向、宽边沿周向方向,齿联轭高/槽高比、齿宽/槽宽比合理,磁路更好,更利于降损增效,提高电机的能效指标。
附图说明
[0044]
图1是定子铁芯立体图;
[0045]
图2是单匝扁铜线元件主视图;
[0046]
图3是单匝扁铜线元件侧视图;
[0047]
图4是单匝扁铜线元件立体图;
[0048]
图5实施例1单个定子槽内多层单匝扁铜线元件的示意图;
[0049]
图6是实施例1单层绕组展开图;
[0050]
图7是实施例1单层绕组插入定子铁芯后的示意图;
[0051]
图8是实施例1单层绕组插入定子铁芯后的另一角度的示意图;
[0052]
图9是实施例1单槽单列多层单匝扁铜线元件布置方式的正视图;
[0053]
图10是实施例1单槽单列多层单匝扁铜线元件布置方式的立体图;
[0054]
图11是实施例1a相扁铜线绕组示意图;
[0055]
图12是实施例1a相绕组立体图;
[0056]
图13是实施例1a相绕组另一角度的立体图;
[0057]
图14是实施例1m相扁铜线绕组的示意图;
[0058]
图15是实施例1m相扁铜线绕组的立体图;
[0059]
图16是实施例1m相扁铜线电机定子立体图;
[0060]
图17是实施例1两个第一弧形部通过弧形折弯过渡的示意图;
[0061]
图18是实施例2单层双列2个单匝扁铜线元件的立体图;
[0062]
图19是实施例2单个定子槽内多层双列单匝扁铜线元件的示意图;
[0063]
图20是实施例2单层绕组展开图;
[0064]
图21是实施例2单层绕组插入定子铁芯后的示意图;
[0065]
图22是实施例2单槽双列多层单匝扁铜线元件布置方式的正视图;
[0066]
图23是实施例2单槽双列多层单匝扁铜线元件布置方式的立体图;
[0067]
图24是实施例2a相绕组正视图;
[0068]
图25是实施例2a相绕组立体图;
[0069]
图26是实施例2m相扁铜线绕组的示意图;
[0070]
图27是实施例2m相扁铜线绕组的立体图;
[0071]
图28是实施例2m相扁铜线电机定子立体图;
[0072]
图29是实施例2两个第一弧形部通过弧形折弯过渡的示意图;
[0073]
图30是实施例3单个定子槽内多层多列单匝扁铜线元件的示意图。
[0074]
图中各附图标记为:
[0075]
1、定子铁芯;2、单匝扁铜线元件;21、直线部分;22、连接部;221、第一弧形部;222、弧形过渡段;223、角度折弯过渡部;224、角度扭转折弯过渡段;23、进出线部;231、第二弧形部;232、缺口;232a、首端;232b、尾端;3、定子槽;3-1、第1槽;3-2、第2槽;3-q、第q槽;4、单层绕组。
具体实施方式
[0076]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0077]
在本技术的描述中,需要说明的是,术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0078]
在本技术的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0079]
下面结合各附图,对本发明做详细描述。
[0080]
相关术语说明
[0081]
极距τ是指每个极所占的定子槽的槽数,极距τ=q/(2*p);
[0082]
每极每相槽数q是指每个极下每相所占的定子槽的槽数,q=q/(2*p*m),其中m为相数;
[0083]
绕组节距y1:单匝扁铜线元件的两个直线部分的跨距,称为绕组节距y1,当绕组节距与极距相等时,即y1=τ=q/(2*p),称为整距绕组;
[0084]
槽距角α是指相邻两槽间的电角度,槽距角α=(p*360
°
)/q;
[0085]
相带是指每个极下每相所占的区域称为相带。
[0086]
槽电势星形图是指定子各槽内导体的感应电动势相量依次相差一定槽距角α,当把定子上各槽内导体的感应电动势相量依次画在图上时,就构成了一个辐射的星形图,称为槽电动势星形图。
[0087]
实施例1
[0088]
如图1、2、3、4和16所示,一种扁铜线电机绕组结构,包括定子铁芯1以及多个单匝扁铜线元件2,定子铁芯1具有绕定子铁芯1的轴线间隔设置的q个定子槽3,任一定子槽3内
具有n层单匝扁铜线元件2,扁铜线电机绕组结构的极对数为p;
[0089]
单匝扁铜线元件2包括:
[0090]
两个平行且间隔设置的直线部分21,两个直线部分21用于分别嵌入不同的定子槽3,且两个直线部分21位于不同定子槽3的同一层,两个直线部分21的跨距为绕组节距y1,绕组节距y1与极距τ相等,y1=τ=q/(2*p);直线部分21的窄边沿径向方向设置,宽边沿周向方向设置;
[0091]
连接部22,连接部22的两端分别与两个直线部分21的第一端连接,连接部22相对两个直线部分21向一侧弯折设置,连接部22的中间区域通过角度折弯过渡;
[0092]
进出线部23,进出线部23的两端分别与两个直线部分21的第二端连接,进出线部23相对两个直线部分21向一侧弯折设置,进出线部23分中间具有缺口232,缺口232处形成首端232a和尾端232b;
[0093]
本技术采用单匝扁铜线元件2节距统一的分布整距式绕组型式,单个定子槽3内布置多层同规格的扁铜线,更利于嵌线工艺的实现和量产;单匝扁铜线元件2的连接部22采用角度折弯过渡或弧形折弯过渡方式,尽可能地降低端部长度,解决因多槽少极带来的扁铜线元件节距大而引起的端部过长的问题;扁铜线的窄边沿径向方向、宽边沿周向方向,齿联轭高/槽高比、齿宽/槽宽比合理,磁路更好,更利于降损增效,提高电机的能效指标。
[0094]
需要说明的是,本技术所说的中间并不限定为正中间。
[0095]
如图4所示,于本实施例中,连接部22和进出线部23的弯折方向相同,均位于两个直线部分21的同一侧。
[0096]
如图2和4所示,于本实施例中,连接部22包括两个相互连接的第一弧形部221,两个第一弧形部221通过角度折弯过渡部223过渡,第一弧形部221通过弧形过渡段222与对应的直线部分21的第一端连接;
[0097]
进出线部23包括两个第二弧形部231,其中一个第二弧形部231的一端通过弧形过渡段222与对应的直线部分21的第二端连接,另一端形成首端232a,另一个第二弧形部231的一端通过弧形过渡段222与对应的直线部分21的第二端连接,另一端形成尾端232b。
[0098]
单匝扁铜线元件2的这种结构形式,能够尽可能地降低连接部22和进出线部23的长度。
[0099]
如图5和16所示,于本实施例中,扁铜线电机绕组结构为单槽单列设置,各单匝扁铜线元件2的连接部22均位于定子铁芯1的第一端,各单匝扁铜线元件2的进出线部23均位于定子铁芯1的第二端,每个定子槽3内沿径向方向只具有一列单匝扁铜线元件2,相邻两层单匝扁铜线元件2的端部走向相反。
[0100]
相邻两层的单匝扁铜线元件2的端部走向相反,指的是一层为逆时针方向、相邻的另一层顺时针反向,具体来说,其中一层的第一弧形部221相对对应的直线部分21逆时针方向延伸,相邻的另一层的第一弧形部221相对对应的直线部分21逆时针方向延伸。本技术通过依次交替的设置,最大限度地利用端部空间,降低端部长度,且保证了扁铜线绕组的对称性。
[0101]
于本实施例中,槽数q=48,极对数p=1,相数m=3,每极每相槽数q=8,绕组节距y1=τ=24。本实施例中,上述参数均采用变量方式来描述。
[0102]
根据定子铁芯11的槽数q、极对数p,以及相数m,1对极360
°
电角度,计算槽距角α=
(p*360
°
)/q,即相邻两个槽内扁铜线感应电动势相量相差一个槽距角α,进而绘制定子铁芯11每个槽内扁铜线感应电动势相量,构成槽电动势星形图。计算每极每相槽数q=q/(2*p*m),即每极下每相占q个槽,并将其所占的q个槽区域称为相带,沿圆周方向360
°
共划分出2*m个相带,每个相带占360
°
/(2*m)或者说占q个槽。根据槽电势星形图,进行相带划分,结合扁铜线元件绕组节距y1,就可以进行布线和连接。图6给出了第一对极的单层扁铜线绕组展开图。
[0103]
如图1、7和8所示,于本实施例中,q个定子槽3依次为第1槽3-1、第2槽3-2、

、第q槽3-q;
[0104]
扁铜线电机绕组结构包括n层单层绕组4;同一层单层绕组4的各单匝扁铜线元件2均位于对应定子槽3的同一层;
[0105]
每层的单层绕组4均包括m组单相绕组,相邻两组单相绕组在空间位置依次互差360
°
/m;
[0106]
每组单相绕组包括p个扁铜线绕组部分,分别为第1个扁铜线绕组部分、

、第p个扁铜线绕组部分;
[0107]
第1个扁铜线绕组部分包括q个单匝扁铜线元件2,第1个扁铜线绕组部分的q个单匝扁铜线元件2中,第1个单匝扁铜线元件2分别设置在第1槽3-1和第(1+y1)槽,第2个单匝扁铜线元件2分别设置在第2槽3-2和第(2+y1)槽,

,第q个单匝扁铜线元件2分别设置在第q槽和第(q+y1)槽,第1个扁铜线绕组部分的q个单匝扁铜线元件2依次串联;
[0108]
第p个扁铜线绕组部分包括q个单匝扁铜线元件2,第p个扁铜线绕组部分的q个单匝扁铜线元件2中,第1个单匝扁铜线元件2分别设置在第[1+2*(p-1)*τ]槽和第[1+2*(p-1)*τ+y1]槽,第2个单匝扁铜线元件2分别设置在第[2+2*(p-1)*τ]槽和第[2+2*(p-1)*τ+y1]槽,

,第q个单匝扁铜线元件2分别设置在第[q+2*(p-1)*τ]槽和第[q+2*(p-1)*τ+y1]槽,第p个扁铜线绕组部分的q个单匝扁铜线元件2依次串联。
[0109]
于本实施例中于,扁铜线绕组部分之间并联、串联或串并联设置;单层绕组4之间并联、串联或串并联设置。
[0110]
扁铜线电机绕组,线型较硬且单槽导体数一般不多,尤其对于极对数较少,而供电电压又要求较高的小功率电机,感应电动势与供电电压的匹配较为困难,而现有的扁铜线电机绕组技术方案中也不能很好地解决这一问题。本技术单槽单列多层扁线的布置方式,沿槽口到槽底的径向方向,依次布置n层单层绕组4,扁铜线绕组部分之间以及单层绕组4之间,依据相数和供电电压要求,可以串联、并联,以及串并联结合等多种连接方式,结构灵活,在一定程度上解决绕组感应电动势与供电电压的匹配问题。
[0111]
以下从每一相扁铜线绕组的角度进一步说明。由图9和图10可以看出,沿槽口到槽底的径向方向,依次布置n层单匝扁铜线元件2,且相邻两层的扁铜线元件的端部走向相反,一层逆时针方向、一层顺时针反向,依次交替。将图9和图10中单槽单列n层单匝扁铜线元件2,沿圆周方向布置q组,相邻两组相差一个槽距角α,即可得到a相绕组,见图11、12和13。依据a相绕组的布置方式,可以得到其余m-1相的绕组,相邻两相绕组在空间上互差360
°
/m,见图14、15和16。
[0112]
实际运用时,两个第一弧形部221之间还可以通过弧形折弯过渡,见图17。
[0113]
实际运用时,弧形过渡段222可以替换成角度扭转折弯过渡段224,见图18。
[0114]
实际运用时,本实施例的m相扁铜线电机定子与转子共同组成扁铜线电机;所述转子可以是鼠笼型转子、绕线型转子、实心转子、磁阻转子以及永磁转子等结构类型。
[0115]
实施例2
[0116]
如图18和19所示,本实施例与实施例1的区别在于,本实施例的扁铜线电机绕组结构为单槽双列设置,每个定子槽3内沿径向方向具有两列单匝扁铜线元件2;定子槽3同层的两个单匝扁铜线元件2的端部走向相反。
[0117]
现有扁铜线电机绕组技术方案,对于单槽层数较多时,有时工艺上难以实现;单个定子槽3内双列布置多层节距统一、规格相同的扁铜线,且层数较单槽单列的布置方式减少了一半,更利于嵌线工艺的实现和量产;由于扁铜线的层数减半,扁铜线的宽边沿径向方向、窄边沿圆周方向布局,齿联轭高/槽高比、齿宽/槽宽比更合理,磁路更好,更利于降损增效,提高电机的能效指标;定子槽3同层的两个单匝扁铜线元件2的端部走向相反,这能够最大限度地利用端部空间,降低端部长度,且保证了扁铜线绕组的对称性。
[0118]
根据定子铁芯11的槽数q、极对数p,以及相数m,1对极360
°
电角度,计算槽距角α=(p*360
°
)/q,即相邻两个槽内扁铜线感应电动势相量相差一个槽距角α,进而绘制定子铁芯11每个槽内扁铜线感应电动势相量,构成槽电动势星形图。计算每极每相槽数q=q/(2*p*m),即每极下每相占q个槽,并将其所占的q个槽区域称为相带,沿圆周方向360
°
共划分出2*m个相带,每个相带占360
°
/(2*m)或者说占q个槽。根据槽电势星形图,进行相带划分,结合扁铜线元件绕组节距y1,就可以进行布线和连接。图20给出了第一对极的单层扁铜线绕组展开图。
[0119]
于本实施例中,q个定子槽3也依次为第1槽3-1、第2槽3-2、

、第q槽3-q;
[0120]
扁铜线电机绕组结构包括n层单层绕组4;同一层单层绕组4的各单匝扁铜线元件2均位于对应定子槽3的同一层;
[0121]
每层的单层绕组4均包括m组单相绕组,相邻两组单相绕组在空间位置依次互差360
°
/m;
[0122]
每组单相绕组包括p个扁铜线绕组部分,分别为第1个扁铜线绕组部分、

、第p个扁铜线绕组部分;
[0123]
每个扁铜线绕组部分均包括相互串联或并联的a组和b组;每个扁铜线绕组部分包括2q个单匝扁铜线元件2,其中,第1~第q个单匝扁铜线元件2依次串联形成a组,第(q+1)~第2q个单匝扁铜线元件2依次串联形成b组;
[0124]
第1个扁铜线绕组的2q个单匝扁铜线元件2中,第1个单匝扁铜线元件2分别设置在第1槽3-1和第(1+y1)槽,第(q+1)个单匝扁铜线元件2分别设置在第1槽3-1和第(1+y1)槽,第2个单匝扁铜线元件2分别设置在第2槽3-2和第(2+y1)槽,第(q+2)个单匝扁铜线元件2分别设置在第2槽3-2和第(2+y1)槽,

,第q个单匝扁铜线元件2分别设置在第q槽和第(q+y1)槽,第2q个单匝扁铜线元件2分别设置在第q槽和第(q+y1)槽;
[0125]
第p个扁铜线绕组的2q个单匝扁铜线元件2中,第1个单匝扁铜线元件2分别设置在第[1+2*(p-1)*τ]槽和第[1+2*(p-1)*τ+y1]槽,第(q+1)个单匝扁铜线元件2分别设置在第[1+2*(p-1)*τ]槽和第[1+2*(p-1)*τ+y1]槽,第2个单匝扁铜线元件2分别设置在第[2+2*(p-1)*τ]槽和第[2+2*(p-1)*τ+y1]槽,第(q+2)个单匝扁铜线元件2分别设置在第[2+2*(p-1)*τ]槽和第[2+2*(p-1)*τ+y1]槽,

,第q个单匝扁铜线元件2分别设置在第[q+2*(p-1)*
τ]槽和第[q+2*(p-1)*τ+y1]槽,第2q个单匝扁铜线元件2分别设置在第[q+2*(p-1)*τ]槽和第[q+2*(p-1)*τ+y1]槽;
[0126]
同一定位槽的同层的两个单匝扁铜线元件2的直线部分21位于不同列。
[0127]
于本实施例中,扁铜线绕组部分之间并联、串联或串并联设置;单层绕组4之间并联、串联或串并联设置。
[0128]
以下从每一相扁铜线绕组的角度进一步说明。由图22和图23可以看出,沿槽口到槽底的径向方向,双列布置n层单匝扁铜线元件2。将图22和图23中单槽双列n层单匝扁铜线元件2,沿圆周方向布置q组,相邻两组相差一个槽距角α,即可得到a相绕组,见图24和25。依据a相绕组的布置方式,可以得到其余m-1相的绕组,相邻两相绕组在空间上互差360
°
/m,见图26、27和28。
[0129]
实际运用时,两个第一弧形部221之间还可以通过弧形折弯过渡,见图29。
[0130]
本实施例只,第一弧形部221和第二弧形部231通过角度扭转折弯过渡段224与对应的直线部分21连接,实际运用时,可以替换成弧形过渡段222。
[0131]
实施例3
[0132]
如图30所示,本实施例与实施例2的区别在于,本实施例为单槽x列设置,x大于2。采用n
×
x阵列式扁铜线绕组布局,有利于扁铜线元件在空间上的交叠、绕制,可以提供更为灵活的绕组串并联连接方式和嵌线布局工艺。
[0133]
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此即限制本发明的专利保护范围,凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的保护范围内。
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