一种发卡扁线绕组及电机的制作方法

本发明涉及电机，尤其涉及发卡扁线绕组及电机。

背景技术：

1、近年来新能源汽车用驱动电机多采用发卡扁线绕组，具有高槽满率，高功率密度和更优的散热能力。扁线截面积大，高频集肤效应明显，为降低集肤效应，一般会增加槽内导体数，如4、6、8层线等。新能源电机高转速是趋势，驱动频率的提高，带来的集肤效应，影响了功率提升，多线并绕又会导致槽满率下降和环路电流损耗。还有发卡扁线是由同外径尺寸导体经折弯而成，无效边和有效边截面积相同，导致无效边发热电能损失，效率降低。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中的缺陷，本发明采用以下技术方案：

2、所述一种发卡扁线绕组及电机，可以采用8极48、72或96槽的多层线结构。

3、所述定子铁芯内壁沿周向开设有48、72、96槽或复数个线圈槽。所述铁芯优选采用平行齿的扇面槽结构。优选盘式电机结构，这样保证电机轴向长度短。

4、所述电机定子电枢线圈称为绕组元件，一个元件由两条有效边和无效边组成，两条直边穿在铁芯槽中，能切割磁力线而产生感应电动势的叫有效边；无效边是放在槽外，不切割磁力线，仅作为端部连接线用。

5、所述发卡扁线绕组，发卡由两根有效边和无效边连接成u形结构，形同发卡，以下简称发卡元件。每根发卡元件长度相等，外形一致。

6、对于少极数电机，线圈跨槽距离长，无效边长。当无效边需要加粗，拓扑连接结构，需要最短路径，使线最大截面积，又要保留散热间隔，就必须借助空间。本发明借助了两个空间，一是外圆尺寸放大，二是高度空间分层。无效边长和截面积大会有优良的散热性能，加之其电阻小，本身发热少；有效边的热量就能够被导出外部散热。

7、本发明具体采用了无效边设置阶梯、弯道、延伸的技术手段，来实现所述无效边至少分为两个阶梯层，外边层头部经阶梯弯道延伸一段为内边层；

8、所述无效边两端再延伸出两根平行的有效边，构成发卡元件；

9、所述无效边截面积大于有效边截面积。

10、所述外边层呈扇形，即靠近外圆的外边层宽度比靠近内圆宽。复数根发卡元件环状均布，外边层形成规整的螺旋齿状有间隔结构。

11、本发明优选二层线，其无效边间形成的间隔气隙由内到外直接贯通，形成通畅的气冷通道，能够利用转子产生的离心风吹过，提升散热性能。

12、所述发卡元件至少由两根导线并绕，在有效边段并列成多层线结构，在无效边段螺旋换位。所述无效边段螺旋180°换位或360°换位。

13、现有技术中，漆包线因为绝缘漆厚度导致两根邻近的漆包线导体与导体之间间隔有两层绝缘漆的厚度，从而降低了电机槽满率。

14、本发明，所述发卡元件至少由两根表面不导电的裸导体并绕，两根导体间无漆厚隔距。

15、本发明，所述发卡元件整体外表面由绝缘漆，形成绝缘，入槽后端头被车削露出导体，每根有效边的端头被焊接成节点。

16、进一步地，为了提升槽满率，本发明发卡元件采用至少两根异形有效边外形与铁芯槽的扇面孔拟合。即，拟合是指有效边外形加上绝缘漆的厚度，在最小间隙的条件下能够穿入铁芯槽内，有效边截面尺寸与槽孔尺寸一致，实现槽满率最大化。

17、所述发卡元件两根有效边外形与铁芯槽孔拟合，无效边截面积大于有效边截面积；

18、所述复数根发卡元件的有效边由铁芯一侧穿入槽内，外边层形成规整有间隔的螺旋齿；

19、所述发卡元件的端头裸露在铁芯另一侧的槽口处，与端部边按相线连接。

20、本发明两个发卡元件的其中两根有效边穿入在一个槽内，且填满槽。

21、所述铁芯为平行齿，槽呈扇面孔，有效边截面与扇面孔拟合；

22、所述无效边的内边层被外边层覆盖。

23、所述每一圈线圈由一个发卡元件和端部边组成，连接成波绕组，形成扁线电机定子的线圈。所述发卡元件和端部边连接成波绕组。

24、进一步地，所述铁芯一个槽内仅穿设一对有效边，即二层线，这样保证了所有的发卡元件长度相等，为同一形状，铁芯这一侧可作为外观件使用。

25、所述发卡元件的无效边周向相互均有间隔用于气冷散热。

26、进一步地，所述发卡元件至少由两根导体并绕，端头在铁芯槽口处与端部边焊接，形成节点。

27、发卡元件采用双线并绕。所述双线之间为裸铜线，经高温处理，形成微米级厚度氧化膜，使裸铜线相邻面由氧化层来绝缘，实现发卡元件降低集肤效应。在两层线的槽内实际形成了四层线的结构。

28、所述发卡元件至少由两根表面不导电的裸导体并绕，两根导体间无漆厚隔距。

29、所述发卡元件端头焊接成节点，实现相线无环流。

30、进一步地，本发明所述每根发卡元件至少由两根导线并绕，在有效边并列成多层线结构；在无效边形成螺旋180°换位结构。每个发卡元件采用分割换位结构，由一匝线变成两匝的结构；在发卡元件的无效边采用螺旋换位旋转180°进行罗贝尔换位；

31、所述复数根发卡元件环状均布形成的无效边外圆尺寸大于铁芯槽的外圆尺寸。

32、与现有技术相比，本发明将具有以下有益效果：

33、1.发卡元件采用多阶梯层，有空间放大了无效边的截面积，电阻比现有技术中的发卡低；

34、2.定子采用二层线结构，无效边形成的螺旋间隙由内圈层贯通到外圈层，形成无障碍气冷流道，散热效果好；

35、3.每个发卡元件多层线并绕，无效边段螺旋换位，均匀分布于各极安装槽内不同层的位置，使得各层线反电势相同，实现多层线为实际是单相线无环流态；

36、4.发卡元件至少由两根表面不导电的裸导体并绕，两根导体间无漆厚隔距，槽满率高，集肤效应低；

37、5.复数个发卡元件环绕成一个独立线杯，实现全自动化整体入槽，制造工艺简化，便于大批量无人化生产。

技术特征：

1.一种发卡扁线绕组，包括：有效边、无效边，其特征在于：

2.根据权利要求1所述发卡扁线绕组，其特征在于：

3.根据权利要求1所述发卡扁线绕组，其特征在于：

4.一种发卡扁线绕组及电机，包括：铁芯、发卡元件、端部边，其特征在于：

5.根据权利要求4所述发卡扁线绕组及电机，其特征在于：

6.根据权利要求4所述发卡扁线绕组及电机，其特征在于：

7.根据权利要求4所述发卡扁线绕组及电机，其特征在于：

8.根据权利要求4所述发卡扁线绕组及电机，其特征在于：

9.根据权利要求4所述发卡扁线绕组及电机，其特征在于：

10.一种发卡扁线绕组及电机，包括如权利要求4-9任意一项，其特征在于：

技术总结
本发明提供一种发卡扁线绕组及电机。采用8极48或72槽的二层线结构。发卡由两根有效边和无效边连接U形结构。每根发卡元件长度相等，外形一致。无效边截面积大于有效边截面积。复数根发卡元件环状均布，外边层形成规整有间隔的螺旋结构。发卡元件至少由两根表皮不导电的裸导体并绕，降低集肤效应。两根导体间无漆厚隔距。发卡元件采用异形有效边外形与铁芯槽的扇面孔拟合，实现槽满率最大化。复数个发卡元件环绕成一个独立线杯，实现全自动化整体入槽，制造工艺简化，便于大批量无人化生产。本发明提供超高效率，低成本，仅靠气冷散热的大功率驱动电机，来满足electric motorcycle、E‑bike、电动摩托车、新能源、电动汽车市场需求。

技术研发人员：崔晓宏
受保护的技术使用者：苏州诺雅电动车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6