CN105680601B - 发夹式驱动电机的定子绕组模式 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发夹式驱动电机的定子绕组模式,所述定子包括8个极和48个槽,所述绕组模式采用分布式绕组,其中将发夹式扁平线圈插入到定子芯体槽中,所述绕组模式实现为3相2路并联的6节距的全节距绕组结构,所述节距是邻近槽之间的间隔,其特征在于:沿所述定子芯体的径向在所述定子芯体的槽中形成第一到第四层;以及当在任选参考槽中将第一层或第四层设定为一个相的抽出部时,以所述参考槽为基准,在同一层中沿槽的正向在距所述参考槽16节距的抽出槽中形成不同相的第一抽出部,且以所述参考槽为基准,在同一层中沿槽的正向在距所述参考槽32节距的抽出槽中形成另一不同相的第二抽出部。
Description
技术领域
本公开的实施例一般涉及环境友好型车辆的驱动电机,且更具体地涉及能够最小化发夹式驱动电机中相间邻近段最大势差的发夹式驱动电机的定子绕组模式。
背景技术
一般地,环境友好型车辆,如混合动力车辆或电动车可基于电能通过电动马达(以下称为“驱动电机”)产生驱动扭矩以便获得转动力。混合动力车辆可仅使用驱动电机的功率以电动车(EV)模式运行(即,纯电模式),或使用引擎和驱动电机两者功率的驱动扭矩的混合电动车(HEV)模式。同时,电动车辆仅使用驱动电机功率的扭矩运行。
例如,用作环境友好型车辆功率源的驱动电机一般是永磁同步马达(PMSM)。作为PWSM的驱动电机通常包括产生磁通量的定子,与定子间隔预定间隙的转子,以及安装在转子处的永磁体。定子包括在定子芯体内周部分形成的多个槽,且定子线圈缠绕在槽中。因此,如果直流电流被施加到定子线圈,则定子产生旋转磁场,以便在定子中由于旋转磁场而产生旋转扭矩。
同时,驱动电机根据定子线圈的绕组方案分类为分布绕组驱动电机和集中绕组驱动电机。分布绕组驱动电机的定子根据线圈的绕组方案被分成段线圈定子和分布绕组线圈定子。段线圈定子是在事先初步将线圈模制成预定形状后,将线圈插入到定子芯体槽中的定子。分布绕组线圈定子将线圈组件插入到定子芯体的槽中。
驱动电机的输出正比于在定子芯体中缠绕的线圈圈数。然而,如果线圈的圈数增加,则定子芯体或马达的尺寸不可避免地增加,这导致小型化能力降低。因此,为了改善马达的输出而不增加马达的尺寸,可考虑增加绕定子芯体缠绕的线圈的空间因子(如,通过最小化定子芯体和绕组线圈之间的死空间)的方法。
这方面,不用具有圆形截面的环状线圈(即,“环状线”)作为线圈绕组,使用具有方形截面的扁平线圈(即“扁平线”)的方法已经被积极研究。与环形线圈相比,扁平线圈可降低死空间并改善由于区段形状导致的形状因子。然而,与环形线圈相比,扁平线圈在线圈绕制工作方面有困难。这是因为与环形线圈相比,扁平线圈被制造成具有以便最大化空间因子的宽的横截面,因此难以使用绕组机器。
因此,提出了易于执行分布绕组驱动电机的段定子(segment stator)中扁平线圈的线圈绕制工作的方法,其中多个分开的发夹(即,基本U形或V形)插入并啮合到定子芯体的每个槽中,且其中设置在槽中的发夹之间的依次焊点(weld)连续形成为定子芯体的线圈绕组。包括以该方式形成的线圈绕组的马达通常称为“发夹式驱动电机”。发夹式驱动电机的线圈绕组结构克服由于绕组机器导致的设备限制,且在扁平线圈的情形中线圈绕组工作易于进行,且可通过增加线圈的空间因子实现高功率的小型化马达。
因为上述发夹式驱动电机通过将发夹支腿插入定子芯体的槽并在槽的径向上焊接邻近支腿而被构造成有连续绕组,生成邻近不同相上的发夹的区段。上述区段中绝缘弱,以致于需要独立的绝缘结构。同时,在发夹式驱动电机的传统定子绕组结构中,如果确定了马达的旋转方向和一个相(如U相)的抽出位置,在每个槽中不同相(如V相或W相)的位置可用预定的模式来确定。在该情形中,3相抽出部和零点抽出部可形成为一规则的模式,该规则最小化相间的节距以便通过减小绕组线圈的抽出长度来简化发夹的绕组结构。
然而,因为传统3相抽出部具有最小化相间节距的线圈绕组结构,邻近不同相的发夹区段在插入到定子槽的发夹的插入方向上生成。因此,具有最大势差的区段位于相间的邻近区段中,因而引起马达的绝缘问题。
背景技术中公开的信息仅用于增强对本公开背景技术的理解,且因此,其可含有不构成本领域技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开已经尽力提供发夹式驱动电机的定子绕组模式,其具有的优点为:最小化具有一定形状的相抽出部和零相抽出部的抽出长度的增加,同时基于一个相的抽出部,通过限制具有不同相的抽出部的绕组位置减小相间邻近区段的势差。
本公开的实施例提供:一种发夹式驱动电机的定子绕组模式,所述定子包括8个极和48个槽,所述绕组模式采用分布式绕组,其中将发夹式扁平线圈插入到定子芯体槽中,所述绕组模式实现为3相2路并联的6节距的全节距绕组结构,所述节距是邻近槽之间的距离,其特征在于:沿所述定子芯体的径向在所述定子芯体的槽中形成第一到第四层;以及当在任选参考槽中将第一层或第四层设定为一个相的抽出部时,以所述参考槽为基准,在同一层中沿槽的正向在距所述参考槽16节距的抽出槽中形成不同相的第一抽出部,且以所述参考槽为基准,在同一层中沿槽的正向在距所述参考槽32节距的抽出槽中形成另一不同相的第二抽出部。
在该定子绕组模式中,由所述一个相的抽出部在所述第一层中形成三个相的零点抽出部,以所述一个相的零点抽出部为基准,沿所述槽正向在距所述一个相的零点抽出部16节距的抽出槽中形成所述不同相的第一零点抽出部,以及沿所述槽正向在距所述一个相的零点抽出部32节距的所述抽出槽中形成所述另一不同相的第二零点抽出部。
在定子绕组模式中,由所述一个相的抽出部在所述第四层中形成三个相的零点抽出部,沿所述槽正向在所述具有16节距的抽出槽中形成所述不同相的所述第一零点抽出部,以及沿所述槽逆向在所述具有16节距的抽出槽中形成所述另一不同相的所述第二零点抽出部。
而且,根据本公开的实施例,一种发夹式驱动电机的定子绕组模式,所述定子包括8个极和48个槽,所述绕组模式采用分布式绕组,其中将发夹式扁平线圈插入到定子芯体槽中,所述绕组模式实现为3相2路并联的6节距的全节距绕组结构,即(U1、U2/V1、V2/W1、以及W2),所述48个槽被称为正向上第1到第48槽,其特征在于:
沿所述定子芯体径向在所述定子芯体的槽中形成第一到第四层;以及当第16槽的第四层被设定为U1抽出部时,在第32槽的第四层中形成V1的抽出部,在第48槽的第四层中形成W1的抽出部,在第14槽的第一层中形成U2抽出部,在第30槽的第一层中形成V2的抽出部,并且在第46槽的第一层中形成W2的抽出部。
在定子绕组模式中,由U1的抽出部在所述第一层中形成三个相U1、V1、和W1的零点抽出部,以及在第8槽的第一层中形成所述U1的零点抽出部,在第24槽的第一层中形成所述V1的零点抽出部,并且在第40槽的第一层中形成所述W1的零点抽出部。
在定子绕组模式中,所述三个相U2、V2、以及W2的零点抽出部由所述U1抽出部在所述第四层中形成,以及在第22槽的第四层中形成所述U2零点抽出部,在第38槽的第四层中形成所述V2零点抽出部,在第6槽的第四层中形成所述W2零点抽出部。
鉴于以上所述,本公开的实施例可最小化抽出部和一相的零点抽出部的抽出长度的增加,同时基于一个相的抽出部,通过限制具有不同相的抽出部的绕组位置来减小相间邻近部的势差。因为在相间邻近区段的最大势差可减小,所以可确保驱动电机的绝缘性能,而无需使用具有不同相的定子线圈之间的独立绝缘组件。进一步,因为基于马达的相同容量,定子线圈的涂层厚度可减小,所以定子线圈的铜使用量可减小,且成本可减小,因此马达效率可增加。
附图说明
在下面的详细说明中,仅通过示例方式示出并描述了本公开的某些实施例。
图1是示出根据本公开实施例的发夹式驱动电机的定子绕组模式的示图;
图2是示出根据本公开实施例的发夹式驱动电机的定子绕组模式的相间势差的示图;
图3是示出根据比较示例的发夹式驱动电机的定子绕组模式的示图;该比较例用于描述根据本公开实施例的发夹式驱动电机的定子绕组的操作效果;以及
图4是示出根据图3中比较示例的发夹式驱动电机的定子绕组的相间势差的示图。
附图中符号描述:
11...U1抽出部 12...U2抽出部
21...V1抽出部 22...V2抽出部
31...W1抽出部 32...W2抽出部
L1-L4...第一到第四层 N11...U1零点抽出部
N12...U2零点抽出部 N21...V1零点抽出部
N22...V2零点抽出部 N31...W1零点抽出部
N32...W2零点抽出部
具体实施方式
下面参考附图更完整地描述本公开,其中示出本公开的实施例。如本领域技术人员将认识到的那样,所描述的实施例可以不同方式修改,所有修改都不偏离本公开的精神或范围。与描述无关的部被略去以便清楚地示出本公开,且整个说明书中相似标识号指示相似构成要素。进一步,附图中示出的每个构型的尺寸和厚度被任选示出以便更好地理解和易于描述,本公开不限于所示附图,且厚度被夸大以便多个部和区域的清楚性。
在下面的详细描述中,术语“第一”和“第二”将用于区分一个组件和另一个组件,但这些组件可不限于上述条款。此外,在下面的说明中,除非明确描述为相反,词语“包括”和变化,如“包含”或“涵括”将理解为暗示包括所述要素,但不排除任何其它要素。在下面的描述中,后缀“~单元”、“~装置”、“~部”、以及“~元件”指执行至少一个功能或操作的一般配置。
应该理解,这里所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语通常包括机动车辆,例如客车包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆,船舶包括各种船和小船,飞机,等等,且包括混合动力车辆、电动车辆、插入式混合动力电动车辆、氢功率车辆和其他可选的燃料车辆(例如,从非石油资源衍生的燃料)。如这里所提及的混合动力车辆是具有两种或多种功率源的车辆,例如汽油驱动车辆和电动车辆。
下面参考公开的实施例,图1是示出根据本公开实施例的发夹式驱动电机的定子绕组模式的示图。
如图1所示,本公开的发夹式驱动电机的定子绕组模式可应用于混合动力车辆和/或电动车的驱动电机从而环境友好型车辆从电能获得驱动扭矩(如电动或混合动力车辆)。例如,根据本公开的发夹式驱动电机的定子绕组模式可应用于作为上述驱动电机的永磁同步马达(PMSM)。
PMSM包括产生磁通量的定子、与定子隔开预定间隙的转子、安装在转子上的永磁体。定子包括定子芯体,其中层压有多个钢板。多个槽向着定子芯体的中心轴沿径向形成。定子线圈绕槽缠绕。定子线圈是发夹式扁平线圈。例如,定子线圈具有一对支腿并具有U形或V形。定子线圈可包括具有方形截面的扁平线圈。
发夹式定子线圈插入到定子芯体的槽中,且一对支腿的端部伸出到槽外部。支腿伸出的部分是弯曲的,焊接的,且彼此电连接。也就是,多个分开的定子线圈插入并啮合在定子芯体的槽中,且定子线圈依次焊接,该实施例可应用于其中形成有定子线圈绕组的发夹式驱动电机。
虽然发夹式驱动电机可应用于作为用于环境友好型车辆的驱动电机的永磁体型发夹式驱动电机,本公开的范围不限于此。本公开的技术范围可应用于不同类型和目的的发夹式驱动电机。
在描述根据本公开示例性实施例的发夹式驱动电机的定子绕组模式之前,定子芯体包括大量槽,其数量为极数×相数的倍数。例如,本公开的实施例可应用于全节距绕组定子线圈结构,其包括具有8个极和48个槽的分布绕组的定子,其中发夹式扁平线圈是绕定子芯体槽缠绕,并实施3相2路并联(U1、U2/V1、V2/W1、W2)。
48个槽(即,槽1到48)是从定子中空部分径向地形成的。48个槽1到48可具有相同形状。进一步,48个槽1到48可具有多层结构。每个槽可包括四层,即顺序为在定子芯体径向上从定子芯体外周侧到内周测的第一到第四层。进一步,3相2路并联(U1、U2/V1、V2/W1、W2)意味着通过允许电流流经定子线圈内不同的路径,使得电-磁化定子线圈的N极和S极位置彼此不同。
以下,在定子芯体中从第一槽到第48槽行进的方向被称作为槽正向(即,马达旋转方向),并且从第48槽到第1槽行进的方向被称作为槽逆向(即,马达旋转的反方向)。进一步,在3相2路并联(U1、U2/V1、V2/W1、W2)中的(+)和(-)意味着在每个相中电流的流向。
而且,本公开实施例包括具有8个极48个槽的定子。当邻近槽间的1个间隔被确定为1个节距时,本公开可应用于实施3相2路并联的全绕组6节距的定子绕组结构(U1、U2/V1、V2/W1、W2)。例如,在实施3相2路并联的6节距的全节距绕组结构中,如果U1+相被设定为两个任选邻近槽(附图中第15和第16槽的第四层),U1+相设置在同一层中距离12节距的第27槽和28槽。当全节距绕组6节距的条件以第15槽和第16槽为基准考虑时,U2-相可设置在相应于距离6节距的第21槽和第22槽的第四层中。此外,基于第21槽和第22槽,U1-相可设置在槽的第三层中。
进一步,以第15槽和第16槽的为基准,U2+相设置在第三层中。U1+相设置在相应于第15槽和第16槽的第14槽和第15槽的第二层中,同时U2+相设置在第14槽和第15槽的第一层中。而且,U2-相设置在相应于第21槽和第22槽的第20槽和第21槽的第二层中,同时U1-相设置在第20槽和第21槽的第一层中。如上所述,以第15和第16槽、与第21和第22槽的第三和第四层为基准,将不同相设置在第14和第15槽、与第20和第21槽的第一和第二层中,由此将不同相沿一个方向(槽正向或槽逆向)错开1节距,这样的目的是为了通过对定子线圈施加一定倾斜以改善马达NVH性能。
而且,在上述例子中,基于U1和U2相,W1和W2相以及V1和V2相依次设置在槽的正向上,且以与U1和U2相相同的方式设置,所示出的3相2路并联(U1、U2/V1、V2/W1、W2)中的每个相可规则地被设置在48个槽的全部层中,作为6节距的全节距绕组。因为如上所述的在实施3相2路并联的6节距的全节距绕组的定子绕组结构中形成绕组模式的方法也是本领域已知的,其中的详细描述从本说明书中略去。
如上所述的本公开的实施例的特定的是提出能够最小化抽出部和一相的零点抽出部的抽出长度增加的结构,同时根据发夹式驱动电机的定子绕组模式的一个相抽出部减小相间邻近区段最大势差。因此,在根据本公开的发夹式驱动电机的定子模式,如果任选参考槽设置为抽出部U1或U2,则基于参考槽的不同相的抽出部V1或V2可在同一层(第一层或第四层)沿槽正向在距U1或U2抽出部16节距的抽出槽中形成。
进一步,在根据本公开的发夹式驱动电机的定子模式中,基于参考槽的具有不同相的W1或W2的抽出部可在同一层(第一层或第四层)沿槽正向在距U1或U2抽出部具有32节距的抽出槽中形成。也就是,以同一层(第一层或第四层)中具有不同相V1或V2的抽出部为基准,另一不同相W1或W2的抽出部可沿槽正向在距V1或V2抽出部16节距的抽出槽中形成。
此外,通过预设一相的抽出部U1或U2,3个相的抽出部可在抽出部的同一层(第一层或第四层)中形成。在该情形中,以一个相的零点抽出部NU1为基准,不同相的NV1的零点抽出部可在第一层中沿槽正向在距NU1的零点抽出部16个节距的抽出槽中形成,且另一不同相NW1的抽出部可沿槽正向在距NU1零点抽出部32节距的抽出槽中形成。也就是,以第一层中不同相的NU1的零点抽出部为基准,不同相的NV1的零点抽出可沿槽正向在具有16节距的抽出槽中形成。
而且,以一个相的零点抽出部NU2为基准,不同相的NV2的零点抽出部可在第四层沿槽正向在距NU2的零点抽出部16节距的抽出槽中形成,且不同相的零点抽出部NW2沿槽逆向在距NU2的零点抽出部16节距的抽出槽中形成。
下面参考图1详细描述根据本公开实施例的发夹式驱动电机的定子绕组模式。
基于当各槽1到48以从第一槽到第48槽的顺序在正向上设置,第一到第四层L1、L2、L3和L4可在48个槽1到48中在定子芯体径向上形成。
首先,例如,如果第16槽的第四层L4作为预设参考槽被设置为U1的抽出部11,V1抽出部21可沿槽正向在与U1抽出部11的第16槽间隔16个节距的第32槽的第四层L4中形成。此外,以U1抽出部11的第16槽为基准,W1抽出部31可沿槽正向在与U1抽出部的第16槽间隔32节距的第48槽的第四层L4中形成。也就是,以U1抽出部11的第16槽为基准,W1抽出部31可在与V1抽出部21的第32槽间隔16节距的第48槽的第四层L4中在槽正向上形成。换句话说,根据U1抽出部11的第16槽,W1抽出部31可在与U1抽出部11的第16槽间隔16节距的第48槽的第四层L4中沿槽逆向形成。
进一步,以W1抽出部31的第48槽为基准,V1抽出部21可在与W1抽出部31的第48槽间隔16节距的第32槽的第四层L4中沿槽逆向形成。以U1抽出部11的第16槽为基准,V1抽出部21可在与U1抽出部11的第16槽沿槽逆向间隔32节距的第32槽的第四层L4中形成。
同时,以U1抽出部11的第16槽的第四层L4为基准,U2抽出部12在第14槽的第一层L1中形成。以U2抽出部12的第14槽为基准,V2抽出部22可在与U2抽出部12的第14槽间隔16节距的第30槽的第一层L1中形成。
进一步,以U2抽出部12的第14槽为基准,W1抽出部32可在与V1抽出部12的第14槽间隔32节距的第46槽的第一层L1中形成。也就是,W2抽出部32可在沿槽正向在与V2抽出部22的第30槽间隔16节距的第46槽的第一层L1中形成。换句话说,以U2抽出部12的第14槽为基准,W1抽出部32可在与U2抽出部12的第14槽间隔16节距的第46槽的第一层L1中沿槽逆向形成。
进一步,以W2抽出部32的第46槽为基准,V2抽出部22可沿槽逆向在与W2抽出部32的第46槽间隔16节距的第30槽的第一层L1中形成。以U2抽出部12的第14槽为基准,V2抽出部22可沿槽逆向在与U2抽出部12的第14槽间隔32节距的第30槽的第一层L1中形成。
此外,三个相U1、V1、和W1的零点抽出部N11、N21、和N31可在槽中由设为任选参考点的第16槽的U1抽出部11在第一层L1中形成。以U1抽出部11的第16槽的第四层L4为基准,U1零点抽出部N11在第8槽的第一层L1中形成。以U1零点抽出部N11的第8槽为基准,V1零点抽出部N21可沿槽正向上与U1零点抽出部N11的第8槽间隔16节距的第24槽的第一层L1中形成。
进一步,以U1零点抽出部N11的第8槽为基准,W1零点抽出部N31可沿槽正向在与U1零点抽出部N11的第8槽间隔32节距的第40槽的第一层L1中形成。也就是,W1零点抽出部N31可槽正向在与V1零点抽出部N21的第24槽间隔16节距的第40槽的第一层L1中沿形成。换句话说,以U1零点抽出部N11的第8槽为基准,W1零点抽出部N31可沿槽逆向在与U1零点抽出部N11的第8槽间隔16节距的第40槽的第一层L1中形成。
而且,以W1零点抽出部N31的第40槽为基准,V1零点抽出部N21可沿槽逆向在与W1零点抽出部N31的第40槽间隔16节距的第24槽的第一层L1中形成。基于U1零点抽出部N11的第8槽,V1零点抽出部N21沿槽逆向在与U1零点抽出部N11的第8槽间隔32节距的第24槽的第一层L1中形成。
同时,三个相U2、V2、和W2的零点抽出部N12、N22、和N32可在第一层L1中由被设为任选参考点的第16槽的U1抽出部11形成。以U1抽出部11的第16槽的第四层L4为基准,U2零点抽出部N12在第22槽的第四层L4中形成。以U2零点抽出部N12的第22槽为基准,V2零点抽出部N22可沿槽正向在与U2零点抽出部N12的第22槽间隔16节距的第38槽的第四层L4中形成。
进一步,以U2零点抽出部N12的第8槽为基准,W2零点抽出部N32可沿槽逆向在与U2零点抽出部N12的第22槽间隔16节距的第6槽的第四层L4中形成。换句话说,以U2零点抽出部N12的第22槽为基准,W2零点抽出部N32可沿槽正向在与U2零点抽出部N12的第22槽间隔32节距的第6槽的第四层L4中形成。也就是,W2零点抽出部N32可沿槽正向在与V2零点抽出部N22的第38槽间隔16节距的第6槽的第四层L4中上形成。因此,根据本公开实施例的发夹式驱动电机的定子绕组模式,以任选设置的一个相的抽出部U1或U2为基准,不同相的抽出部V1或V2以及不同相的抽出部W1或W2可构造在与一个相的抽出部U1或U2沿槽正向间隔16节距的抽出槽中。
同时,如图2所示,例如,当电流流入U1相的路径中,因为配置有具有一对支腿的16圈定子线圈(即,16个发夹式定子线圈),32V的参考电压在来自U1抽出部11的U1零点抽出部N11的方向上以预定倍数成比例逐渐减小,例如,当在U1抽出部11的电压是32V时,在U1零点抽出部N11的电压变为0V。也就是说,在从U1零点抽出部N11到U1抽出部11的方向上,16圈定子线圈的每个支腿上反向电动势使电压增从0V到32V。
因此,作为不同相抽出部的V1抽出部21,沿槽正向在与U1抽出部11间隔16节距的抽出槽中形成,并且,W1抽出部31沿槽正向在与V1抽出部21间隔16节距的抽出槽中构造。而且,通过基于U1抽出部11将V1和W1的抽出部21和31移位预定的区段(即16节距),由于电压在来自各相U1、V1、和W1的抽出部11、21、和31的各相U1、V1、和W1的抽出部N11、N21、和N31的方向上以预定倍数成比例减小,所以在相间邻近区段的最大势差可最小化。也就是,因为不同相的V1和W1的抽出部21和31构造在U1抽出部11和U1零点抽出部N11之间的位置,在该位置处电压以预定区段(具有16节距)来减小,所以在相间的邻近区段处的最大势差可显著减小。
如上所述,下面根据本公开实施例的发夹式驱动电机的定子绕组模式的操作效果通过与图3和图4的比较示例进行比较来描述。
如图3所示,相应于本公开的实施例,在比较示例中,如果任选参考槽被设定为一相的抽出部U1或U2,不同相V1或V2的抽出部和不同相W1或W2的抽出部在与参考槽间隔4节距的抽出槽中沿槽正向被构造。
详细地,例如,如果第16槽的第四层L4被设定为U1抽出部11,则V1抽出部21可沿槽正向在与U1抽出部11的第16槽间隔的第20槽的第四层L4中形成。进一步,以U1抽出部11的第16槽为基准,W1抽出部31可沿槽正向在与U1抽出部11的第16槽间隔8节距的第24槽的第四层L4中形成。也就是说,W1抽出部31可沿槽正向在与V1抽出部21的第20槽间隔4节距的第24槽的第四层L4中形成。
同时,在比较示例中,以U1抽出部11的第16槽的第四层L4为基准,U2抽出部12在第14槽的第一层L1中形成。以U2抽出部12的第14槽为基准,V2抽出部22可沿槽正向在与U2抽出部12的第14槽间隔4节距的第18槽的第一层中形成。以U2抽出部12的第14槽为基准,W2抽出部32可沿槽正向在与U2抽出部12的第14槽间隔8节距的第22槽的第一层L1中形成。也就是,W2抽出部32可沿槽正向在与V2抽出部22的第18槽间隔4节距的第22槽的第一层L1中形成。
进一步,在比较示例中,以U1抽出部11的第16槽的第四层L4为基准,U1零点抽出部N11在第8槽的第一层L1中形成。V1零点抽出部N21可沿槽正向在与U1零点抽出部N11的第8槽间隔4节距的第12槽的第一层L1中形成。此外,W1零点抽出部N31可沿槽正向在与U1零点抽出部N1的第8槽间隔8节距的第16槽的第一层L1中形成。也就是,W1零点抽出部N31可沿槽正向在与V1零点抽出部N21的第12槽间隔4节距的第16槽的第一层L1中形成。以该方式,在比较示例中,以U1抽出部11的第16槽的第四层L4为基准,U2零点抽出部N12在第22槽的第四层L4中形成。
此外,V2零点抽出部N22可沿槽正向在与U2零点抽出部N12的第22槽间隔4节距的第26槽的第四层L4中形成。然而,W2零点抽出部N32可沿槽沿正向在与U2零点抽出部N12的第22槽间隔8节距的第30槽的第四层L4中形成。也就是,W2零点抽出部N32可沿槽沿正向在与V2零点抽出部N22的第26槽间隔4节距的第30槽的第四层L4中形成。因此,不同相的抽出部V1或V2和不同相的抽出部W1或W2可在槽正向上构造在与一相的预设抽出部U1或U2间隔4节距的抽出槽中。
同时,在比较示例中,如图4所示,当电流流入U1相的路径中时,V1抽出部21沿槽正向构造在与U1抽出部11间隔4节距的抽出槽中,且W1抽出部31沿槽正向构造在与V1抽出部21间隔4节距的抽出槽中。因此,基于U1抽出部11,因为不同相V1和W1的抽出部21和31被构造成最靠近U1抽出部11,所以电压在从每个相抽出部11、21、和31到每个相的零点抽出部N11、N21、和N31的方向上以预定倍数成比例减小。当考虑上述特征时,由于每个相抽出部11、21、和31之间节距的减小,最大势差出现在具有相对高电压的每个相的抽出部11、21、和31的邻近区。
例如,在比较示例中描述了U1相和V1相之间的最大势差。在从U1抽出部11到U1零点抽出部N11的方向上以与预定倍数成比例减小参考电压的条件下,因为E U1=31sinθ,且E V1=32sin(θ-120°),U1相和V1相之间最大势差为54.56V。以该方式,在比较示例中,由于每个相中抽出部11、21、和31之间的节距减小,具有最大势差的区段包括在具有相对高电压的抽出部11、21、和31的邻近区段中,以便于引起马达绝缘问题。
如比较示例中,为了将三个相的抽出部11、21、和31与零点抽出部N11、N21、和N31彼此靠近收集以及减小三个相的抽出部11、21、和31以及零点抽出部N11、N21、和N31的抽出长度,三个相的抽出部11、21、和31与零点抽出部N11、N21、和N31之间的节距被最小化。然而,在根据本公开实施例的发夹式驱动电机的定子绕组模式中,如上面参考图1和图2的描述,因为不同相V1和W1的抽出部21和31被构造在电压从U1抽出部11到U1零点抽出部N11以预定区段(具有16节距)减小的位置,相间邻近区段的势差可最小化。例如,根据本公开的实施例描述了U1相和V1相之间最大势差。在从U1抽出部11到U1零点抽出部N11的方向上以与预定倍数成比例减小参考电压32V的条件下,因为E U1=31sinθ,且E V1=32sin(θ-120°),U1相和V1相之间最大势差为51.97V。
根据如上所述的本公开的发夹式驱动电机的定子绕组模式,通过将不同相的抽出部从一相的抽出部移位预定区段(具有16节距),在相间邻近区段的最大势差可最小化。也就是,与上面比较示例相比,根据本公开示例性的实施例,在相间邻近区段的最大势差可减小约4.75%。因此,在相间邻近区段的最大势差可最小化,同时基于一相的抽出部,通过限制具有不同相的抽出部的绕组位置,最小化在一相的抽出部和零点抽出部的抽出长度上的增加。
因此,因为本公开实施例可减小相间邻近区段的最大势差,所以可确保驱动电机的绝缘性能,而无需在不同相的定子线圈之间使用独立的绝缘组件。进一步,因为基于相同能力的马达,定子线圈的涂层厚度可减小,定子线圈的铜使用量减少,成本可减小,且马达效率可增加。
这里虽然公开了本公开实施例,但本公开不限于所公开的实施例。相反,本公开旨在涵盖包括在本公开的随附权利要求、详细说明书以及附图的范围内的不同修改和等效结构。
Claims (6)
1.一种发夹式驱动电机的定子绕组,所述定子包括8个极和48个槽,所述绕组采用分布式绕组,其中将发夹式扁平线圈插入到定子芯体槽中,所述绕组实现为3相2路并联的6节距的全节距绕组结构,所述节距是邻近槽之间的间隔,其特征在于:
沿所述定子芯体的径向在所述定子芯体的槽中形成第一到第四层;以及
当在任选参考槽中将第一层或第四层设定为一个相的抽出部时,以所述参考槽为基准,在同一层中沿槽的正向在距所述参考槽16节距的抽出槽中形成不同相的第一抽出部,且以所述参考槽为基准,在同一层中沿槽的正向在距所述参考槽32节距的抽出槽中形成另一不同相的第一抽出部。
2.根据权利要求1所述的发夹式驱动电机的定子绕组,其中:
由所述一个相的抽出部在所述第一层中形成三个相的零点抽出部N11、N21、N31,
以在所述第一层中的所述一个相的零点抽出部N11为基准,沿所述槽正向在距所述一个相的零点抽出部16节距的抽出槽中形成在所述第一层中的所述不同相的第一零点抽出部N21,以及
沿所述槽正向在距所述一个相的零点抽出部32节距的所述抽出槽中形成在所述第一层中的所述另一不同相的第一零点抽出部N31。
3.根据权利要求2所述的发夹式驱动电机的定子绕组,其中:
由所述一个相的抽出部在所述第四层中形成三个相的零点抽出部N12、N22、N32,
以在所述第四层中的一个相的零点抽出部N12为基准,沿所述槽正向在所述具有16节距的抽出槽中形成在所述第四层中的所述不同相的第二零点抽出部N22,以及
沿所述槽逆向在所述具有16节距的抽出槽中形成在所述第四层中所述另一不同相的第二零点抽出部N32。
4.一种发夹式驱动电机的定子绕组,所述定子包括8个极和48个槽,所述绕组采用分布式绕组,其中将发夹式扁平线圈插入到定子芯体槽中,所述绕组实现为3相2路并联的6节距的全节距绕组结构,即U1、U2/V1、V2/W1、以及W2,所述48个槽被称为正向上第1到第48槽,其特征在于:
沿所述定子芯体径向在所述定子芯体的槽中形成第一到第四层;以及
当第16槽的第四层被设定为U1抽出部时,在第32槽的第四层中形成V1的抽出部,在第48槽的第四层中形成W1的抽出部,在第14槽的第一层中形成U2抽出部,在第30槽的第一层中形成V2的抽出部,并且在第46槽的第一层中形成W2的抽出部。
5.根据权利要求4所述的发夹式驱动电机的定子绕组,其中:
由U1的抽出部在所述第一层中形成三个相U1、V1、和W1的零点抽出部,以及
在第8槽的第一层中形成所述U1的零点抽出部,在第24槽的第一层中形成所述V1的零点抽出部,并且在第40槽的第一层中形成所述W1的零点抽出部。
6.根据权利要求5所述的发夹式驱动电机的定子绕组,其中:
三个相U2、V2、以及W2的零点抽出部由所述U1抽出部在所述第四层中形成,以及
在第22槽的第四层中形成所述U2零点抽出部,在第38槽的第四层中形成所述V2零点抽出部,在第6槽的第四层中形成所述W2零点抽出部。
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