一种定子绕组、定子及电机的制作方法

1.本发明属于电机领域，具体涉及一种定子绕组、定子及电机。


背景技术：

2.现有技术中，扁线定子绕组结构种类比较多，且多为整数槽定子结构，即每极每相槽数q为1、2、3
…
等整数的电机定子绕组，当极数相同时，整数槽定子的槽数多，相应节距增大，导致绕组端部高度增加，且整数槽定子，在非短距情况下，转矩脉动较大，大部分整数槽绕组需要大量汇流排连接，制造工艺复杂，成本较高。


技术实现要素：

3.针对上述的不足，本发明提供了一种定子绕组、定子及电机，通过采用分数槽的绕线方式，同时在连接绕组时采用多种导体，从而有效降低导体在形成绕组缠绕至定子槽处时绕组端部的尺寸，使定子整体尺寸更短。
4.本发明是通过以下技术方案实现的：
5.一种定子绕组，定子绕组采用分数槽绕线方式缠绕至定子的定子槽处，定子绕组具有多相绕组，各绕组的结构相同，绕组包括出线端以及引线端，各绕组包括多个依次串联的导体，各导体均具有两个焊接端，其中，导体的焊接端能够与其余导体的焊接端串联，或形成出线端和引线端，导体包括第一导体、第二导体，第三导体以及第四导体，第一导体设置于定子槽内，且第一导体具有两个外露于定子槽的第一焊接端，两个第一焊接端的延伸方向相反且远离设置；第二导体设置于定子槽内，且第二导体具有两个外露于定子槽的第二焊接端，两个第二焊接端的延伸方向相反且远离设置，其中，第一导体的节距和第二导体的节距不同；第三导体设置于定子槽内，且第三导体具有两个外露于定子槽的第三焊接端，两个第三焊接端的延伸方向相同；第四导体设置于定子槽内，且第四导体具有两个外露于定子槽的第四焊接端，两个第四焊接端的延伸方向相同，且第三焊接端的延伸方向与第四焊接端的延伸方向相反。
6.进一步地，第一导体包括第一子导体和第二子导体，第一子导体中具有外露于定子槽的第一插线端，第二子导体中具有外露于定子槽的第二插线端，第一插线端的跨层段和第二插线端的跨层段的扭曲方向相反。
7.进一步地，第一子导体具有两个位于定子槽内的第一直导体，第一插线端连接两个第一子导体中的第一直导体；第二子导体具有两个位于定子槽内的第二直导体，第二插线端连接两个第二子导体中的第二直导体。
8.进一步地，定子槽具有多个，在任一定子槽内，导体中的焊接端沿定子槽的延伸方向层叠排布。
9.进一步地，第一导体中的两个第一焊接端分别位于两个定子槽内，且两个第一焊接端在对应定子槽内所处的层数不同；第二导体中的两个第二焊接端分别位于两个定子槽内，且两个第二焊接端在对应定子槽内所处的层数不同。
10.进一步地，第三导体中的两个第三焊接端分别位于两个定子槽内，且两个第三焊接端在对应定子槽内所处的层数相同；第四导体中的两个第四焊接端分别位于两个定子槽内，且两个第四焊接端在对应定子槽内所处的层数相同。
11.进一步地，定子槽具有多个，各第一导体的两个第一焊接端、各第二导体的两个第二焊接端、各第三导体的两个第三焊接端以及各第四导体的两个第四焊接端均分别处于不同的定子槽内。
12.进一步地，第一导体、第二导体、第三导体以及第四导体均为u型结构。
13.本技术还提供了一种定子，定子为分数槽定子，定子包括定子铁芯和上述中的定子绕组，定子铁芯形成供定子绕组缠绕的定子槽。
14.本技术还提供了一种电机，包括上述中的定子绕组或上述中的定子，电机每极每相槽数q＝1.5+n，且n为自然数，导体中的焊接端沿定子槽的延伸方向层叠排布，层数≥4，且电机的极数≥4。
15.本技术提出一种定子绕组、定子及电机，通过采用分数槽的绕线方式，同时在连接绕组时采用多种导体，从而有效降低导体在形成绕组缠绕至定子槽处时绕组端部的尺寸，使定子整体尺寸更短，同时，采取分数槽的绕线方式，可有效降低谐波含量，从而降低转矩脉动，减小噪音；同时出线结构简单，没有多余汇流排，制造成本较低。
附图说明
16.图1用以说明本发明定子的一种示意性实施方式的结构示意图；
17.图2用以说明本发明定子绕组的一种示意性实施方式的结构示意图；
18.图3用以说明本发明一相绕组的一种示意性实施方式的结构示意图；
19.图4用以说明本发明实施例一中第一子导体的一种示意性实施方式的结构示意图；
20.图5用以说明本发明实施例一中第二子导体的一种示意性实施方式的结构示意图；
21.图6用以说明本发明实施例一中第二导体的一种示意性实施方式的结构示意图；
22.图7用以说明本发明实施例一中第三导体的一种示意性实施方式的结构示意图；
23.图8用以说明本发明实施例一中第四导体的一种示意性实施方式的结构示意图；
24.图9用以说明本发明实施例一中一相绕组的分布方式示意图；
25.图10用以说明图9中插线端连接示意图；
26.图11用以说明本发明实施例二中一相绕组的分布方式示意图；
27.图12用以说明图11中插线端连接示意图；
28.图13用以说明本发明实施例三中一相绕组的分布方式示意图；
29.图14用以说明图13中插线端连接示意图；
30.图15用以说明本发明实施例四中一相绕组的分布方式示意图；
31.图16用以说明图15中插线端连接示意图；
32.图17用以说明本发明实施例五中定子的一种示意性实施方式的结构示意图；
33.图18用以说明本发明实施例五中定子绕组的一种示意性实施方式的结构示意图；
34.图19用以说明本发明实施例五中一相绕组的一种示意性实施方式的结构示意图；
35.图20用以说明本发明实施例五中第一子导体的一种示意性实施方式的结构示意图；
36.图21用以说明本发明实施例五中第二子导体的一种示意性实施方式的结构示意图；
37.图22用以说明本发明实施例五中第二导体的一种示意性实施方式的结构示意图；
38.图23用以说明本发明实施例五中第三导体的一种示意性实施方式的结构示意图；
39.图24用以说明本发明实施例五中第四导体的一种示意性实施方式的结构示意图；
40.图25用以说明本发明实施例五中一相绕组的分布方式示意图；
41.图26用以说明图25中插线端连接示意图；
42.图27用以说明本发明定子绕组的一种示意性实施方式的三相连接示意图；
43.图28用以说明本发明定子绕组的另一种示意性实施方式的三相连接示意图。
44.附图标记：
45.1、定子绕组，11、第一导体，111、第一焊接端，112、第一子导体，113、第一直导体，114、第一插线端，115、第二子导体，116、第二直导体，117、第二插线端，12、第二导体，121、第二焊接端，13、第三导体，131、第三焊接端，14、第四导体，141、第四焊接端，15、出线端，16、引线端，2、定子，21、定子铁芯，22、定子槽。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下、前、后等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态，即产品的行进方向为参考的，而不应该认为是具有限定性的。
48.另外，还需要说明的是，本发明实施例中所提到的“相对运动”等动态用语，不仅是位置上的变动，还包括转动、滚动等位置上没有发生相对变化，但状态却发生改变的运动。
49.最后，需要说明的是，当组件被称为“位于”或“设置于”另一个组件，它可以在另一个组件上或可能同时存在居中组件。当一个组件被称为是“连接于”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
50.如图1至图28所示，一种定子绕组，定子绕组1采用分数槽绕线方式缠绕至定子2的定子槽22处，其中，分数槽定子结构即为每极每相槽数为1.5、2.5、3.5等分数，定子绕组1具有多相绕组，各绕组的结构相同，在极数相同的情况下，由于采用分数槽绕线方式，导体的节距能够减小，从而有效降低导体在形成绕组缠绕至定子槽处时绕组端部的尺寸，使定子整体尺寸更短，同时，采取分数槽的绕线方式，可有效降低谐波含量，从而降低转矩脉动，减小噪音；出线结构简单，没有多余汇流排，制造成本较低。
51.其中，定子绕组可以如图27所示为星形连接，或是如图28所示为三角形连接。
52.在本技术中，绕组包括出线端15以及引线端16，出线端15和引线端16用于和导线相连，在本技术中，各绕组包括多个依次串联的导体，导体串联组成绕组的形状，且通过多
个导体的串联，从而使绕组的形状与定子槽的结构匹配，使得绕组能够放置在定子形成的多个定子槽处，各导体均具有两个焊接端，其中，导体的焊接端能够与其余导体的焊接端串联，或形成出线端15和引线端16，由于导体之间为串联连接，即导体之间通过端部形成的焊接端相连，同时导体的焊接端能够导通，因此导体的焊接端便相应能够形成出线端15和引线端16。
53.其中，导体具有多种，通过多种导体的配合连接，从而使形成的绕组结构产生变化，且导体的种类不同，结构也会不同，因此通过多种导体的配合，使得绕组安装至指定的定子槽内。
54.导体包括第一导体11、第二导体12，第三导体13以及第四导体14，其中，第一导体11、第二导体12，第三导体13以及第四导体14均能够设置于定子槽内，且由于导体均具有焊接端，同时，各导体的两个焊接端均外露于定子槽，从而方便连接。
55.优选的，第一导体11、第二导体12、第三导体13以及第四导体14均为u型结构，从而使各导体能够便于跨越定子槽设置，其中，由于各导体均为u型结构，因此各导体中竖直延伸的部分设置在定子槽内，同时u型结构也确保各导体具有两个不相连的端部，从而形成焊接端。
56.其中，由于第一导体11、第二导体12、第三导体13以及第四导体14均为u型结构，因此第一导体11、第二导体12、第三导体13以及第四导体14可以均由两个s状结构拼接而成，从而方便各导体跨越定子槽设置，其中，组成各导体的两个s状结构相连接的端部为插线端，即各导体中部区域是由两个插线端连接而成。而拼接后各导体两个不相连的端部即为导体的焊接端。
57.实施例一
58.如图1至图10所示，第一导体11具有两个外露于定子槽的第一焊接端111，两个第一焊接端111的延伸方向相反且远离设置；第二导体12具有两个外露于定子槽的第二焊接端121，两个第二焊接端121的延伸方向相反且远离设置，其中，第一导体11的节距和第二导体12的节距不同；在本技术中，由于定子槽的数量具有多个，因此导体中的节距即为导体所跨槽的距离，且导体均为u型结构，且竖直延伸的部分位于定子槽内，因此导体中两个竖直延伸的部分之间槽数的距离即为节距，例如，导体中两个竖直延伸的部分分别在1槽和5槽内，此时导体的节距的便为4，其中，第一导体11和第二导体12的节距不同，因此第一导体11的节距可以大于第二导体12的节距，或是第一导体11的节距小于第二导体12的节距，在本实施例中，第一导体11的节距大于第二导体12的节距。
59.第三导体13具有两个外露于定子槽的第三焊接端131，两个第三焊接端131的延伸方向相同；第四导体14具有两个外露于定子槽的第四焊接端141，两个第四焊接端141的延伸方向相同，且第三焊接端131的延伸方向与第四焊接端141的延伸方向相反；即第三导体13和第四导体14整体的朝向不同，从而使第三导体13和第四导体14能够满足不同的连接方式；其中，在本实施例中，第三导体13和第四导体14的节距同样不同。
60.其中，定子槽形成于定子处，且定子槽具有多个，从而满足多个导体的安装，各第一导体11的两个第一焊接端111、各第二导体12的两个第二焊接端121、各第三导体13的两个第三焊接端131以及各第四导体14的两个第四焊接端141均分别处于不同的定子槽内。
61.第一导体11中的两个第一焊接端111分别位于两个定子槽内，且两个第一焊接端
111在对应定子槽内所处的层数不同；第二导体12中的两个第二焊接端121分别位于两个定子槽内，且两个第二焊接端121在对应定子槽内所处的层数不同。
62.同时，第三导体13中的两个第三焊接端131分别位于两个定子槽内，且两个第三焊接端131在对应定子槽内所处的层数相同；第四导体14中的两个第四焊接端141分别位于两个定子槽内，且两个第四焊接端141在对应定子槽内所处的层数相同。
63.在本实施例中，定子槽中排布的焊接端的层数为6层，且槽数为36个，一相绕组中是由第一导体11、第二导体12、第三导体13以及第四导体14构成，且第三导体13中的两个第三焊接端131所处的层数相同，同时第四导体14中的两个第四焊接端141所处的层数相同，从而满足绕组的绕线方式，因此各导体的数量在分布时，第三导体13和第四导体14的数量均为1个，第一导体11的数量为33个，剩余均为第二导体12，第二导体12的数量也为1个。
64.在本实施例中，导体中的焊接端沿定子槽的延伸方向层叠排布，且第一导体11中的两个第一焊接端111分别位于两个定子槽内，且两个第一焊接端111在对应定子槽内所处的层数不同；第二导体12中的两个第二焊接端121分别位于两个定子槽内，且两个第二焊接端121在对应定子槽内所处的层数不同；从而使得导体安装更加紧凑，同时使得定子槽内的多个导体在安装时更加有序，从而方便排线。
65.其中，第一导体11包括第一子导体112和第二子导体115，第一子导体112中具有外露于定子槽的第一插线端114，第二子导体115中具有外露于定子槽的第二插线端117，第一插线端114的跨层段和第二插线端117的跨层段的扭曲方向相反；第一子导体112和第二子导体115的节距相同，且两个焊接端的扭线方向也相同，同时第一子导体112和第二子导体115也均为u型结构，但是连接两个竖直延伸的部分的结构不同，其中。跨层段即为第一插线端114或第二插线端117的中间部位。
66.具体的，第一子导体112具有两个位于定子槽内的第一直导体113，第一插线端114连接两个第一子导体112中的第一直导体113；第二子导体115具有两个位于定子槽内的第二直导体116，第二插线端117连接两个第二子导体115中的第二直导体116。
67.其中，在本实施例中，第一导体11的数量为33个，且第一子导体112和第二子导体115的结构不同，第一子导体112和第二子导体115在选择时，第一子导体112的数量为29个，第二子导体115的数量则为4个。
68.下面，以第一实施例为例，详细说明一相绕组的分布方式。
69.在本实施例中，定子槽中排布的焊接端的层数为6层，且槽数为36个，其中，第一导体的数量为33个，第二导体的数量为1个，第三导体和第四导体的数量也均为1个，且各导体中由于均为u型结构，且各导体中竖直延伸的部分均位于定子槽内，因此各导体中竖直延伸的部分即为直导体。
70.如图9和图10所示，在缠绕一相绕组时，第一导体的第一直导体位于第1层11槽内，其外露于定子槽的焊接端便为出线端，第二直导体位于第2层6槽内，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第1层2槽处的第一直导体相连，且第二直导体位于第2层33槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第1层29槽处的第一直导体相连，且第二直导体位于第2层24槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第三导体中位于第1层20槽处第二直导体相连，且第一直导体位于第1层24槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第2层28槽处第二直导体相连，且第一直导体位于第1层33槽，其外露于定子槽的焊接端
与下一第一导体中位于第2层1槽处第二直导体相连，且第一直导体位于第1层6槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于2层10槽处第二直导体相连，且第一直导体位于第1层15槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第2层19槽处第二直导体相连，且第一直导体位于第3层24槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第4层28槽处第二直导体相连，且第一直导体位于第3层33槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第4层1槽处第二直导体相连，且第一直导体位于第3层6槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第4层10槽处第二直导体相连，且第一直导体位于第3层15槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第4层19槽处第二直导体相连，且第一直导体位于第5层24槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第6层28槽处第二直导体相连，且第一直导体位于第5层33槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第6层1槽处第二直导体相连，且第一直导体位于第5层6槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第6层10槽处第二直导体相连，且第一直导体位于第5层15槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第四导体中位于第6层19槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第6层14槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第5层10槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第6层5槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第5层1槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第6层32槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第5层28槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第6层23槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第5层19槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第4层14槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第3层10槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第4层5槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第5层10槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第6层5槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第3层1槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第4层32槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第3层28槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第4层23槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第3层19槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第2层14槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第1层10槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第2层5槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第1层1槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第2层32槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第1层28槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第2层23槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第二导体中位于第1层19槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第2层15槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第3层11槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第4层6槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第3层2槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第4层33槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第3层29槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第4层24槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第3层20槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第4层15槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第5层11槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第6层6槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第5层2槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第6层33槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第5层29槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第6层24槽，其外露于定子槽的焊接端与下一第一导体中位于第5层20槽处第一直导体相连，且第二直导体位于第6层15槽，并且位于第6层
15槽的第二直导体中的焊接端为引线端。
71.其中，在本实施例中，出线端和引线端的位置可以互换。
72.实施例二
73.与实施例一相比，在本实施例中，一相绕组的分布方式示意图可以参见图11和图12所示，其中，本实施例中未详尽部分可以参见实施例一，此处不再赘述。
74.实施例三
75.与实施例一相比，在本实施例中，一相绕组的分布方式示意图可以参见图13和图14所示，其中，本实施例中未详尽部分可以参见实施例一，此处不再赘述。
76.实施例四
77.与实施例一相比，在本实施例中，一相绕组的分布方式示意图可以参见图15和图16所示，其中，本实施例中未详尽部分可以参见实施例一，此处不再赘述。
78.实施例五
79.如图17至图26所示，和实施例一至实施例四相比，本实施例中定子槽中排布的焊接端的层数为6层，且槽数为60个，相应的，第一导体11、第二导体12、第三导体13以及第四导体14的节距均会变大，且数量也会增多，作为本实施例中一种实施方式，第一导体11的节距为8、第二导体12的节距为6、第三导体13的节距为7且第四导体14的节距为8。
80.在本实施例中，由于定子槽数量的增多，第三导体13和第四导体14的数量均为2个，第一导体11的数量为55个，剩余均为第二导体12，第二导体12的数量为1个；且第一子导体112和第二子导体115的结构不同，第一子导体112和第二子导体115在选择时，第一子导体112的数量为47个，第二子导体115的数量则为8个。
81.第一导体11具有两个外露于定子槽的第一焊接端111，两个第一焊接端111的延伸方向相反且远离设置；第二导体12具有两个外露于定子槽的第二焊接端121，两个第二焊接端121的延伸方向相反且远离设置，其中，第一导体11的节距和第二导体12的节距不同；在本实施例中，第一导体11的节距大于第二导体12的节距。
82.第三导体13具有两个外露于定子槽的第三焊接端131，两个第三焊接端131的延伸方向相同；第四导体14具有两个外露于定子槽的第四焊接端141，两个第四焊接端141的延伸方向相同，且第三焊接端131的延伸方向与第四焊接端141的延伸方向相反；即第三导体13和第四导体14整体的朝向不同，从而使第三导体13和第四导体14能够满足不同的连接方式；其中，在本实施例中，第三导体13和第四导体14的节距同样不同。
83.其中，定子槽形成于定子处，且定子槽具有多个，从而满足多个导体的安装，各第一导体11的两个第一焊接端111、各第二导体12的两个第二焊接端121、各第三导体13的两个第三焊接端131以及各第四导体14的两个第四焊接端141均分别处于不同的定子槽内；即各导体均是跨槽设置，从而在安装一相绕组时，能够确保留有空闲的定子槽，进而方便后续绕组的安装。
84.在本实施例中，导体中的焊接端同样沿定子槽的延伸方向层叠排布，且第一导体11中的两个第一焊接端111分别位于两个定子槽内，且两个第一焊接端111在对应定子槽内所处的层数不同；第二导体12中的两个第二焊接端121分别位于两个定子槽内，且两个第二焊接端121在对应定子槽内所处的层数不同；从而使得导体安装更加紧凑，同时使得定子槽内的多个导体在安装时更加有序，从而方便排线。
85.第一导体11包括第一子导体112和第二子导体115，第一子导体112中具有外露于定子槽的第一插线端114，第二子导体115中具有外露于定子槽的第二插线端117，第一插线端114的跨层段和第二插线端117的跨层段的扭曲方向相反；第一子导体112和第二子导体115的节距相同，且两个焊接端的扭线方向也相同，同时第一子导体112和第二子导体115也均为u型结构，但是连接两个竖直延伸的部分的结构不同，其中。跨层段即为第一插线端114或第二插线端117的中间部位。
86.具体的，第一子导体112具有两个位于定子槽内的第一直导体113，第一插线端114连接两个第一子导体112中的第一直导体113；第二子导体115具有两个位于定子槽内的第二直导体116，第二插线端117连接两个第二子导体115中的第二直导体116。
87.其中，本实施例中未详尽部分可以参见实施例一，此处不再赘述。
88.综上之外，本技术还提供了一种定子，定子2为分数槽定子，定子2包括定子铁芯21和上述中的定子绕组1，定子铁芯21形成供定子绕组1缠绕的定子槽22。
89.综上之外，本技术还提供了一种电机，包括上述中的定子绕组或上述中的定子，电机每极每相槽数q＝1.5+n，且n为自然数，导体中的焊接端沿定子槽的延伸方向层叠排布，层数≥4，且电机的极数≥4。
90.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。