一种电机绕组及定子组件的制作方法

1.本实用新型涉及电机领域，具体涉及一种电机绕组及定子组件。


背景技术：

2.新能源汽车的驱动电机大多具备重量轻、功率密度高以及效率高等优点，且驱动电机可以包括圆线电机或者扁线电机。对于扁线电机而言，其裸铜槽满率远高于圆铜线的裸铜槽满率。因此，在槽不变的情况下，通过提高电机的满槽率可降低绕组的直流电阻，进而减少电机的铜耗以提高电机的效率。由于电机的槽内的导体属于不同相，需要在电机槽内的导体之间增加的绝缘纸，以保证电机槽内导体绝缘的可靠性。


技术实现要素：

3.鉴于以上现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电机绕组及定子组件，以改善现有电机效率低的问题。
4.为实现上述目的及其它相关目的，本实用新型提供一种电机绕组，包括：
5.多相绕组，且每相所述绕组包括至少一条支路，其中所述支路包括：
6.多个线圈组，所述线圈组包括：
7.短距线圈，其跨距为y-1；以及
8.长距线圈，其跨距为y+1，所述长距线圈与所述短距线圈连接，且y表征电机的极距，其中位于同一个所述线圈组内的所述短距线圈和所述长距线圈交错设置；以及
9.跨层线，连接在两个所述线圈组之间；
10.其中，所述跨层线所连接的下一个线圈组，以及所述跨层线所连接的上一个线圈组，两个所述线圈组的起始槽属于同一个极相组。
11.在本实用新型一实施例中，所述短距线圈包括两个直线段，其中在单个所述短距线圈内，一个所述直线段是位于一个线槽内的l层，另一个所述直线段是位于另一个线槽内的l+1层，所述l表征所述线槽内直线段的层数。
12.在本实用新型一实施例中，所述长距线圈包括两个直线段，其中在单个所述长距线圈内，一个所述直线段是位于一个线槽内的l层，另一个所述直线段是位于另一个线槽内的l+1层，所述l表征所述线槽内直线段的层数。
13.在本实用新型一实施例中，相邻的所述长距线圈和所述短距线圈之间的跨距，与所述电机的极距相同。
14.在本实用新型一实施例中，所述跨层线包括两个直线段，且两个所述直线段之间的跨距与电机的极距相同。
15.在本实用新型一实施例中，所述跨层线的一端是连接在一个所述线圈组的短距线圈上，以及所述跨层线的另一端是连接在另一个所述线圈组的长距线圈上。
16.在本实用新型一实施例中，在所述跨层线内，一个所述直线段是位于一个线槽内的最内侧线层上，以及另一个所述直线段是位于另一个线槽内最外侧线层上。
17.在本实用新型一实施例中，所述绕组是嵌设在电机的线槽中，且位于所述线槽内的线圈层的数量为偶数。
18.本实用新型还提供一种定子组件，包括：
19.铁芯，设置有多个线槽；以及
20.电机绕组，设置在所述铁芯上，所述电机绕组为多相绕组，且每相所述绕组包括至少一条支路，其中所述支路包括：
21.多个线圈组，所述线圈组包括：
22.短距线圈，其跨距为y-1；以及
23.长距线圈，其跨距为y+1，所述长距线圈与所述短距线圈连接，且y表征电机的极距，其中位于同一个所述线圈组内的所述短距线圈和所述长距线圈交错设置；以及
24.跨层线，连接在两个所述线圈组之间；
25.其中，所述跨层线所连接的下一个线圈组，以及所述跨层线所连接的上一个线圈组，两个所述线圈组的起始槽属于同一个极相组。
26.综上所述，本实用新型公开一种电机绕组及定子组件，使得电机每一相并联支路的进线端和出线段是位于不同的绕组层中。以及经过上述排线方式，使得位于铁芯线槽内的导体，全部属于电机某一相。因此，可取消线槽内导体之间的绝缘纸层，以提高绕组的槽满率。同时，电机的并联支路可消除各并联支路之间的环流，降低了电机绕组的电阻以及减小电机的铜耗，进一步提高电机效率。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型一种定子组件于一实施例中的结构示意图；
29.图2为本实用新型一种电机绕组于一实施例中的短距线圈的结构示意图；
30.图3为本实用新型一种电机绕组于一实施例中的长距线圈的结构示意图；
31.图4为本实用新型一种电机绕组于一实施例中的短距线圈和长距线圈在连接位置展开的结构示意图；
32.图5为本实用新型一种电机绕组于一实施例中的跨层线的结构示意图；
33.图6为本实用新型一种电机绕组于一实施例中的半u型线圈的结构示意图；
34.图7为本实用新型一种电机绕组于一实施例中的一个极下的线槽内导体分布示意图；
35.图8为本实用新型一种电机绕组于一实施例中的a相绕组的展开示意图；
36.图9为本实用新型一种电机绕组于一实施例中的两个并联支路星型接法的结构示意图；
37.图10为本实用新型一种电机绕组于一实施例中的一个并联支路星型接法的结构示意图。
38.元件标号说明
39.100、铁芯；110、线槽；
40.200、绕组；210、线圈组；
41.230、短距线圈；231、第一直线段；232、第二直线段；233、第一扭头段；234、第二扭头段；
42.250、长距线圈；251、第三直线段；252、第四直线段；253、第三扭头段；254、第四扭头段；
43.260、跨层线；261、第五直线段；262、第六直线段；263、第五扭头段；264、第六扭头段；
44.270、半u型线圈；271、半u形连接部；272、直线段；273、扭头段；
45.300、u形连接部；
46.400、焊接端；500、插入端。
具体实施方式
47.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本实用新型实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本实用新型的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
48.请参阅图1至图10。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
49.请参阅图1所示，本实用新型提供一种定子组件，在所述定子组件内设置有电机绕组以及铁芯，且所述电机绕组设置在铁芯上。其中，所述电机绕组为多相绕组，以及每相绕组可允许包含多个支路。具体的，对于电机而言，所述电机的每极每相槽数可以定义为q，且q＝q/(2mp)。其中，q表征电机的槽数，p表征电机的极对数，y表征电机的极距，以及m表征电机的相数。所述极距表征所述电机在电枢表面相邻两磁极之间的距离，且所述极距可以通过所述电机的槽数进行表示，即为y＝q/(2p)。
50.请参阅图1所示，在一实施例中，定子组件可以包括铁芯100以及绕组200。其中，所述绕组200为多相绕组，且每相绕组可允许包含多个支路。具体的，铁芯100呈圆筒形状，且在铁芯100上还设置有多个线槽110。其中，多个线槽110是沿着铁芯100的周向分布，且线槽110是贯通设置在铁芯100上，因此绕组200可允许绕制在铁芯100的线槽110中。需要注意的是，在铁芯100的径向方向，线槽110内可允许设置有多层线圈，且每个线槽100内的线圈层的数量为偶数。因此，对于线槽110而言，位于所述线槽100内不同线层的线圈，可以依次定
义为1层、2层、3层、直至k层，k表征所述线槽100内总线层数。其中，由于铁芯100是圆筒状态，因此可允许定义在铁芯100的径向方向上，靠近圆心的位置为内侧，以及远离圆心的位置为外侧。
51.请参阅图1-5所示，在一实施例中，电机可以采用多相电机，且电机的每一相可允许包括多条支路。其中，多条支路之间可以是串联设置，也可以是并联设置。需要注意的是，当电机多个支路之间是处于并联设置时，所述支路的数量是小于或者等于所述电机的极数。同时，电机每一相并联支路的进线端和出线端是位于不同线层中，例如是，所述电机的进线端是位于铁芯的最外层，以及所述电机的出线端是位于铁芯的最内层。具体来说，每一条支路所对应的绕组200是绕制在铁芯100上，以及每一个支路可以包括多个线圈组210和跨层线260。其中，线圈组210是设置在铁芯100上，以及跨层线260是连接在电机的同一支路中的相邻的线圈组210之间。因此，通过跨层线260使得多个线圈组210之间是依次串联设置，以构成电机的一个完整的支路。其中，线圈组210可以包括短距线圈230和长距线圈250，且短距线圈230和长距线圈250之间是相互串联。具体来说，在电机的铁芯100上，长距线圈250和短距线圈230沿着铁芯100的周向是依次交错设置。其中，相邻的长距线圈250和短距线圈230在铁芯100中的跨距与电机极距相同，以及长距线圈250在铁芯100上的跨距与短距线圈230在铁芯100中的跨距不同。在一实施例中，电机的极距为y，长距线圈250的跨距为y+1，以及短距线圈230的跨距为y-1。需要注意的是，当长距线圈250和短距线圈230电机铁芯100上交错设置时，长距线圈250在铁芯100线槽110中的线层的位置是依次增加的，以及短距线圈230在铁芯100的线槽110中的线层的位置是依次增加的。因此，当单个支路在铁芯100上绕制完成以后，所述绕组200的进线端和出线端是分别位于不同的线层中。例如是，当进线端是位于铁芯100中一个线槽110内的最外层时，则出线端是位于铁芯100中另一个线槽110内的最内层，然不限于此，可根据实际需求进行确定。
52.请参阅图3所示，在一实施例中，短距线圈230可以包括两个直线段、u形连接部300以及扭头段。其中两个所述直线段可以包括第一直线段231、第二直线段232，以及所述扭头段可以包括第一扭头段233和第二扭头段234。其中，第一扭头段233的一端与第一直线段231连接，第二扭头段234的一端与第二直线段232连接，以及u形连接部300是连接在第一直线段231和第二直线段232之间。其中，第一直线段231和第二直线段232是位于线槽110内，且第一直线段231和第二直线段232之间所间隔的线槽110的数量即表征短距线圈230的跨距。需要注意的是，在一实施例中，短距线圈230的跨距可以为y-1，其中y表征所述电机的极距。其中，在同一个短距线圈230内，第一直线段231和第二直线段232是位于不同的线槽110内，且第一直线段231和第二直线段232位于不同线层上。例如是，当第一直线段231是位于第n个线槽110内第l层上，则所述短距线圈230中的第二直线段232是位于第n+y-1个线槽110内的第l-1层上。其中，所述n表征铁芯100中的不同线槽110所对应的标号，以及所述l表征线槽110内的所述直线段所在的层数。由于在线圈组210上设置有多个短距线圈230，且不同的短距线圈230是位于不同的线槽110中，以及短距线圈230在线槽110中的线层数也不同。例如是，在一个a相绕组的一个支路中，一个短距线圈230的第一直线段231位于第4槽的第二层，则第二直线段232是位于第9槽的第一层，此时电机的极距为6。因此，在同一个短距线圈230中，第二直线段232所在的线层比第一直线段231所在的线层少一层。
53.需要注意的是，当所述线圈组210中的短距线圈230在铁芯100上绕制一圈以后，所
述线圈组210在铁芯100上进入第二圈的绕制。其中，位于第二圈的短距线圈230中的第一直线段231所在的线层，比位于第一圈的短距线圈230中的第一直线段231所在的线层多两层。例如是，当第一圈的短距线圈230中的第一直线段231的线层是1层，则位于第二圈的短距线圈230中的第一直线段231所在的线层为3层。进一步的，位于第二圈的短距线圈230中的第二直线段232所在的线层，比位于第一圈的短距线圈230中的第二直线段232所在的线层多两层。其中，线圈组210可在铁芯100上可允许绕制多圈，以及后一圈的短距线圈230中的第一直线段231所在的线层，比位于前一圈的短距线圈230中的第一直线段231所在的线层多两层。同理，在铁芯100中后一圈的短距线圈230中的第二直线段232所在的线层，比位于前一圈的短距线圈230中的第二直线段232所在的线层多两层。
54.请参阅图4和图5所示，在一实施例中，长距线圈250可以包括两个直线段、u形连接部300、以及扭头段。其中两个所述直线段可以包括第三直线段251和第四直线段252，以及所述扭头段可以包括第三扭头段253和第四扭头段254。其中，第三扭头段253的一端与第三直线段251连接，第四扭头段254的一端与第四直线段252连接，以及u形连接部300是连接在三直线段251和第四直线段252之间。其中，第三直线段251和第四直线段252是位于线槽110内，且第三直线段251和第四直线段252之间所间隔的线槽110的数量即表征长距线圈250的跨距。需要注意的是，在一实施例中，长距线圈250的跨距为y+1，y表征所述电机的极距。其中，在同一个长距线圈250内，第三直线段251和第四直线段252是位于不同的线槽110内，且第三直线段251和第四直线段252位于不同线层上。例如是，当第三直线段251是位于第n个线槽110内第l层上，则所述长距线圈250中的第四直线段252是位于第n+y+1个线槽110内第l-1层上。其中，所述n表征铁芯100中的不同线槽110所对应的标号，以及所述l表征线槽110内所述直线段所在的层数。由于在线圈组210上设置有多个长距线圈250，因此不同的长距线圈250是位于不同的线槽110中，且长距线圈250在线槽110中的线层数也不同。例如是，在一个a相绕组的一个支路中，一个长距线圈250的第三直线段251位于第15槽的第二层，则第四直线段252是位于第22槽的第一层，此时电机的极距为6。因此，在同一个长距线圈250中，第四直线段252所在的线层比第三直线段251所在的线层少一层。
55.需要注意的是，当所述线圈组210中的长距线圈250在铁芯100上绕制一圈以后，所述线圈组210在铁芯100上进入第二圈的绕制。其中，位于第二圈的长距线圈250中的第三直线段251所在的线层，比位于第一圈的长距线圈250中的第三直线段251所在的线层多两层。例如是，当第一圈的长距线圈250中的第三直线段251的线层是1层，则位于第二圈的长距线圈250中的第三直线段251所在的线层为3层。进一步，位于第二圈的长距线圈250中的第四直线段252所在的线层，比位于第一圈的长距线圈250中的第四直线段252所在的线层多两层。其中，线圈组210可允许在铁芯100上绕制多圈，因此在铁芯100中，位于后一圈的长距线圈250中的第三直线段251所在的线层，比位于前一圈的长距线圈250中的第三直线段251所在的线层多两层。以及，在铁芯100中，位于后一圈的长距线圈250中的第四直线段252所在的线层，比位于前一圈的长距线圈250中的第四直线段252所在的线层多两层。其中，在长距线圈250的一侧可允许连接有短距线圈230，以及在长距线圈250的另一侧连接有另一个短距线圈230。其中，位于长距线圈250中的第三扭头段253与一侧的所述短距线圈230中的第二扭头段234连接。以及位于长距线圈250中的第四扭头段254与另一侧的所述短距线圈230中的第一扭头段233连接。
56.需要注意的是，在所述电机的一个极下的每条支路中，其长距线圈250和短距线圈230为同心式分布。
57.请参阅图6示，在一实施例中，跨层线260是连接在两个线圈组210之间。当线圈组210在铁芯100上绕制完毕以后，通过跨层线260连接至下一个线圈组210中。其中，跨层线260所连接的下一个线圈组，以及所述跨层线260所连接的上一个线圈组，两个所述线圈组210的起始槽是属于电机的同一个极相组。跨层线260在铁芯100中的跨距与所述电机的极距相同，其中跨层线260可以包括两个直线段、u形连接部300、以及扭头段。具体的，两个所述直线段可以包括第五直线段261和第六直线段262，以及所述扭头段可以包括第五扭头段263和第六扭头段264。其中，第五直线段261与第六直线段262是位于不同的线槽110内，且第五直线段261与第六直线段262是位于不同的线层上。具体来说，第五直线段261可允许位于一个线槽110的最内侧线层上，以及第六直线段262可允许位于另一个线槽110的最外侧线层上。在一实施例中，第五扭头段263的一端与第五直线段261连接，第五扭头段263的另一端与一个线圈组210连接。其中，第五扭头段263的另一端可允许连接在所述线圈组210中第一个短距线圈230中的第一扭头段233上。其中，第五扭头段263与第一扭头段233之间可允许通过焊接的方式进行连接，然不限于此，可根据实际需求进行确定。进一步，第六扭头段264的一端与第六直线段262连接，第六扭头段264的另一端与另一个线圈组210连接。其中，第六扭头段264的一端可允许连接在另一个线圈组210中最后一个长距线圈250中的第四扭头段254上。具体的，第六扭头段264与第四扭头段254之间可允许通过焊接的方式进行连接，然不限于此，可根据实际需求进行确定。
58.请参阅图1和7所示，在一实施例中，在电机支路的绕组200中还包括半u型线圈270，半u型线圈270为所述绕组200的引出线。具体的，半u型线圈270设置有两组，且半u型线圈270可以包括半u型连接部271、直线段272以及扭头段273。其中，半u型连接部271和扭头段273是位于直线段272的两侧，且扭头段273与线圈组210连接。其中，所述电机可允许采用扁线发卡绕组200，因此在定子的绕组200上可允许具有插入端500和焊接端400，且插入端500和焊接端400是分别位于铁芯100的两侧。
59.需要注意的是，请参阅图8所示，经过上述排线方式使得电机每一相并联支路的进线端和出线段是位于不同的绕组200层中。以及，经过上述排线方式使得铁芯100的线槽110内的导体全部属于所述电机某一相，因此可取消线槽110内导体之间的绝缘纸层，以提高绕组200的槽满率。
60.请参阅图1、图9和图10所示，在一实施例中，以所述电机包括a相、b相、c相、电极为8极、线槽数为48槽、每个所述线槽110为6根导线，以及每极每相槽数q＝2的电机绕线方式为例，进行进一步的解释和说明。
61.请参阅图8所示，其中图8为a相绕组的展开示意图。其中，b相线圈组和c相线圈组与a相线圈组的绕制方式相同，所述a相绕组、b相绕组以及c相绕组之间的区别仅在于进线端和出线端是处于不同的线槽中。例如是，a相绕组的进线端为21槽，b相相绕组的进线端则可以是25槽，c相绕组的进线端则可以是30槽。然不限于此，可根据实际的需求进行确定。其中，a相绕组可以包括第一支路a1x1和第二支路a2x2，a1、a2为绕组的进线端，x1、x2为绕组的出线端。
62.请参阅图1和图9所示，在一实施例中，所述a相绕组的层数可允许为6层，a相绕组
的极距y＝6。其中，当所述电机的每一相是具备多个支路时，所述电机的每一相的并联支路的进线端和出线端是位于相同的线层中。
63.需要注意的是，由于线槽在铁芯上呈周向分布，因此可定义一个线槽的名称为1槽，并定义1槽为初始槽。进而在顺时针的方向以初始槽为基准，可允许依次定义线槽的名称分别为2槽、3槽，直至n槽。同样，对于线槽内的不同线层的线圈，可允许依次定义为1层、2层，直至k层，k表征所述线槽100内总线层数。因此，对位于不同线槽内的所述直线段，可允许通过n(l)的方式进行命名，l表征线槽内所述直线段所在的层数。例如是，对于1槽内且位于第2层的直线段可以定义为1(2)，以及“28(2)-33(1)”则可表征一个短距线圈，然不限于此，对于线槽以及位于线槽内的绕组的具体的定义方式，可根据实际的需求进行确定。
64.具体来说，请参阅图8所示，在一实施例中，在a相绕组展开图每个线槽内，从左至右可以依次定义为6层、5层、4层、3层、2层和1层。因此，a相绕组的第一支路a1x1的具体的绕线方式可以包括：
65.a1-22(1)-28(2)-33(1)-39(2)-46(1)-4(2)-9(1)-15(2)
–
22(3)-28(4)-33(3)-39(4)-46(3)-4(4)-9(3)-15(4)
–
22(5)-28(6)-33(5)-39(6)-46(5)-4(6)-9(5)-15(6)-21(1)-27(2)-34(1)-40(2)-45(1)-3(2)-10(1)-16(2)
–
21(3)-27(4)-34(3)-40(4)-45(3)-3(4)-10(3)-16(4)
–
21(5)-27(6)-34(5)-40(6)-45(5)-3(6)-10(5)-16(6)-x1。
66.以及，所述a相绕组的第二支路a2x2的具体的绕线方式可以包括：
67.a2-21(6)-15(5)-10(6)-4(5)-45(6)-39(5)-34(6)-28(5)-21(4)-15(3)-10(4)-4(3)-45(4)-39(3)-34(4)-28(3)-21(2)-15(1)-10(2)-4(1)-45(2)-39(1)-34(2)-28(1)-22(6)-16(5)-9(6)-3(5)-46(6)-40(5)-33(6)-27(5)-22(4)-16(3)-9(4)-3(3)-46(4)-40(3)-33(4)-27(3)-22(2)-16(1)-9(2)-3(1)-46(2)-40(1)-33(2)-27(1)-x2。
68.需要注意的，请参阅图10所示，a相绕组的第一支路和所述第二支路之间还允许进行串联。当所述第一支路和所述第二支路之间是串联时，出线端x1和入线段a2之间串联，因此使得所述第一支路和所述第二支路之间相互串联。
69.综上所述，本实用新型公开一种电机绕组及定子组件，定子组件的每一相并联支路的进线端和出线段是位于不同的绕组层中。以及经过上述排线方式，使得铁芯的某个线槽内的导体全部是所述电机的某一相。因此，可取消线槽内导体之间的绝缘纸层，以提高绕组的槽满率。同时，经过上述排线方式可消除各并联支路之间的环流，降低绕组的电阻以及减小了电机的铜耗，以提高电机效率。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。
70.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。