CN106787290A - 一种三相电机定子结构及电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三相电机定子结构及电机，所述定子包括有环形的定子铁芯以及安装在定子铁芯上的定子绕组；定子铁芯内壁具有多个插槽；定子绕组包括有并联的两个绕组单元，每个绕组单元包括有以星形连接的3个支路绕组；每个支路绕组由依次连接的一个引出线、多个导条和一个中性线构成；导条由两个接脚以及一体连接在两个接脚之间的转折部，转折部包括有两个平行的直臂部以及一体连接在两个直臂部之间的U形部；每个所述支路绕组沿定子铁芯周向共设有6圈绕组，每一圈绕组构成3匝有效绕组。通过对定子结构进行优化，使得电机空载相反电势谐波和电磁噪声较小，同时确保电机的最大转矩和最高速度下的转矩都足够大，适于作为电动车辆的驱动电机。

Description

一种三相电机定子结构及电机
技术领域
本发明属于电机结构领域，具体涉及用于电动车辆的三相电机的定子结构。
背景技术
本专利中涉及的三相电机用于电动车辆。目前生产电动车辆的厂家对电机的比功率（总输出功率/总重量）和噪声有很高的要求，只能采用扁线绕组和短距绕法。当定子铁芯为整体式时，目前能用于批量生产的定子扁线绕组形式为U形线圈，其特点之一是焊点数量与线圈匝数成正比。为减少焊点数量，利于制造，通常匝数小于等于5。目前市面上采用U形线圈的短距绕法匝数只有2或4。
某生产电动车辆的厂家在规定的最大外形尺寸、最大电压、最大电流下，对电机的噪声指标、电机的最大转矩以及电机最高速度下的转矩都有明确要求，只能采用扁线绕组和短距绕法。当匝数为2时，无法满足电机的最大转矩要求；当匝数为4或5时，无法满足电机最大速度下的转矩要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种噪声低，转矩大，且最高转速下转矩也足够大的三相电机；
为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种三相电机定子结构，包括有环形的定子铁芯以及安装在定子铁芯上的定子绕组；
所述定子铁芯内壁具有多个沿定子铁芯周向等距排列的用以容纳所述定子绕组的插槽，各个插槽的开口朝向定子铁芯的中心；
所述定子绕组包括包括有并联的两个绕组单元，每个绕组单元包括有以星形连接的3个支路绕组；
每个支路绕组由依次连接的一个引出线、多个导条和一个中性线构成；
所述导条由两个接脚以及一体连接在两个接脚之间的转折部，所述导条通过接脚与相邻的导条或者引出线或者中性线连接；所述转折部包括有两个平行的直臂部以及一体连接在两个直臂部之间的U形部；
所述插槽的数量为48个，每个导条的两个直臂部相隔6个插槽的距离，两个相连的导条之间距离最近的两个直臂部之间相隔6个插槽的距离；
每个所述支路绕组沿定子铁芯周向共设有6圈绕组，每一圈绕组构成3匝有效绕组。
作为优选方案：所述插槽沿定子铁芯半径方向上共具有容纳6层所述的直臂部的容纳部，6层所述容纳部自内而外定义为第1-6层容纳部；
每一圈绕组分布在两相邻的两层容纳部上；所述导条的U形部中间位置具有一个弯折部，所述导条位于弯折部两侧的两部分分别位于两个圆周上，两个圆周的半径只差刚好为导条的厚度。
作为优选方案：同一相位并联连接的两个支路绕组分别为第一支路绕组和第二支路绕组；
所述第一支路绕组由依次连接的一个引出线、23个导条和一个中性线构成；
所述第二支路绕组包括有依次连接的一个引出线、21个导条和一个中性线，并且，位于第3层容纳部的两个相邻导条之间串联有一个第二导条，位于第4层容纳部的两个相邻导条之间串联有一个第二导条。
作为优选方案：所述导条的接脚与同侧的直臂部之间还连接有一个连接臂，所述接脚与同侧的直臂部之间相距3个插槽的距离；与两个直臂部相连的两个连接臂向相远离的方向延伸。
作为优选方案：所述第二导条由两个接脚以及一体连接在两个接脚之间的转折部a；所述转折部a包括有一个横臂部，一体连接在横臂部两端的各一个竖臂部，分别一体连接在两个竖臂部另一端的各一个斜臂部，以及分别一体连接在两个斜臂部另一端的各一个直臂部；
所述竖臂部与横臂部相垂直，两个斜臂部之间相互平行，两个直臂部之间相互平行；
所述第二导条的接脚与同侧的直臂部之间还连接有一个连接臂，所述接脚与同侧的直臂部之间相距3个插槽的距离；与两个直臂部相连的两个连接臂相互平行。
本发明还提供一种三相电机，包括上述的定子以及位于所述定子内周且与定子同轴设置的转子。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：本专利通过对定子结构进行优化，使得在规定的最大外形尺寸、最大电压、最大电流下，电机空载相反电势谐波和电磁噪声较小，同时确保电机的最大转矩和最高速度下的转矩都足够大，适于作为电动车辆的驱动电机。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是定子铁芯的结构示意图。
图3是在定子铁芯上仅安装了一个第一支路绕组和一个第二支路绕组时的结构示意图。
图4是在定子铁芯上仅安装了一个第一支路绕组时的结构示意图。
图5是图4的剖面结构示意图。
图6是第一支路绕组的分解结构示意图。
图7是在定子铁芯上仅安装了一个第二支路绕组时的结构示意图。
图8是第二支路绕组的分解结构示意图。
图9是导条的立体结构示意图。
图10是导条的平面结构示意图。
图11是第二导条的立体结构示意图。
图12是第二导条的平面结构示意图。
1、定子铁芯；11、插槽；
2、定子绕组；2a、第一支路绕组；2b、第二支路绕组；21、导条；210、接脚；211、直臂部；212、U形部；213、连接臂；22、引出线；23、中性线；24、第二导条；241、斜臂部；242、竖臂部；243、横臂部。
具体实施方式
下面根据附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
实施例1
根据图1至图12所示，本实施例提供一种三相电机定子结构，包括有环形的定子铁芯1以及安装在定子铁芯上的定子绕组2。
所述定子铁芯内壁具有多个沿定子铁芯周向等距排列的用以容纳所述定子绕组的插槽11，各个插槽的开口朝向定子铁芯的中心。
所述定子绕组包括包括有并联的两个绕组单元，每个绕组单元包括有以星形连接的3个支路绕组。
每个支路绕组由依次连接的一个引出线22、多个导条21和一个中性线23构成。
所述导条由两个接脚210以及一体连接在两个接脚之间的转折部，所述导条通过接脚与相邻的导条或者引出线或者中性线连接；所述转折部包括有两个平行的直臂部211以及一体连接在两个直臂部之间的U形部212。
所述插槽的数量为48个，每个导条的两个直臂部相隔6个插槽的距离（即每个导条的两个直臂部安装在第N和第N+6个插槽内），两个相连的导条之间距离最近的两个直臂部之间相隔6个插槽的距离。
每个所述支路绕组沿定子铁芯周向共设有6圈绕组，每一圈绕组构成3匝有效绕组。
结合图4、图6和图9所示，每个导条具有3/4匝，一圈4个导条则构成3匝的有效绕组，这样绕组形成一个短距绕组。
所述插槽沿定子铁芯半径方向上共具有容纳6层所述的直臂部的容纳部，6层所述容纳部自内而外定义为第1-6层容纳部。
每一圈绕组分布在两相邻的两层容纳部上；所述导条的U形部中间位置具有一个弯折部，所述导条位于弯折部两侧的两部分分别位于两个圆周上，两个圆周的半径只差刚好为导条的厚度（如图10所示）。
同一相位并联连接的两个支路绕组分别为第一支路绕组2a和第二支路绕组2b。
所述第一支路绕组由依次连接的一个引出线、23个导条和一个中性线构成；
所述第二支路绕组包括有依次连接的一个引出线、21个导条和一个中性线，并且，位于第3层容纳部的两个相邻导条之间串联有一个第二导条，位于第4层容纳部的两个相邻导条之间串联有一个第二导条。
如图3所示的第一支路绕组和第二支路绕组的引出线与同个相位的电极连接，其他两个相位的支路绕组也与对应相位的电极相连，使得两个绕组单元构成并联的接线方式。
所述导条的接脚与同侧的直臂部之间还连接有一个连接臂213，所述接脚与同侧的直臂部之间相距3个插槽的距离；与两个直臂部相连的两个连接臂向相远离的方向延伸。
所述第二导条由两个接脚210以及一体连接在两个接脚之间的转折部a；所述转折部a包括有一个横臂部243，一体连接在横臂部两端的各一个竖臂部242，分别一体连接在两个竖臂部另一端的各一个斜臂部241，以及分别一体连接在两个斜臂部另一端的各一个直臂部211。
所述竖臂部与横臂部相垂直，两个斜臂部之间相互平行，两个直臂部之间相互平行。
结合图12所示，所述第二导条整体位于一个圆周上。
所述第二导条的接脚与同侧的直臂部之间还连接有一个连接臂，所述接脚与同侧的直臂部之间相距3个插槽的距离；与两个直臂部相连的两个连接臂相互平行。
本专利通过对定子结构进行优化，使得在规定的最大外形尺寸、最大电压、最大电流下，电机空载相反电势谐波和电磁噪声较小，同时确保电机的最大转矩和最高速度下的转矩都足够大，适于作为电动车辆的驱动电机。
实施例2
本实施例提供一种三相电机，包括实施例1的定子以及位于所述定子内周且与定子同轴设置的转子。

Claims (6)

1.一种三相电机定子结构，包括有环形的定子铁芯以及安装在定子铁芯上的定子绕组；
所述定子铁芯内壁具有多个沿定子铁芯周向等距排列的用以容纳所述定子绕组的插槽，各个插槽的开口朝向定子铁芯的中心；
其特征在于：
所述定子绕组包括包括有并联的两个绕组单元，每个绕组单元包括有以星形连接的3个支路绕组；
每个支路绕组由依次连接的一个引出线、多个导条和一个中性线构成；
所述导条由两个接脚以及一体连接在两个接脚之间的转折部，所述导条通过接脚与相邻的导条或者引出线或者中性线连接；所述转折部包括有两个平行的直臂部以及一体连接在两个直臂部之间的U形部；
所述插槽的数量为48个，每个导条的两个直臂部相隔6个插槽的距离，两个相连的导条之间距离最近的两个直臂部之间相隔6个插槽的距离；
每个所述支路绕组沿定子铁芯周向共设有6圈绕组，每一圈绕组构成3匝有效绕组。
2.如权利要求1所述的一种三相电机定子结构，其特征在于：所述插槽沿定子铁芯半径方向上共具有容纳6层所述的直臂部的容纳部，6层所述容纳部自内而外定义为第1-6层容纳部；
每一圈绕组分布在两相邻的两层容纳部上；所述导条的U形部中间位置具有一个弯折部，所述导条位于弯折部两侧的两部分分别位于两个圆周上，两个圆周的半径只差刚好为导条的厚度。
3.如权利要求2所述的一种三相电机定子结构，其特征在于：同一相位并联连接的两条支路绕组分别为第一支路绕组和第二支路绕组；
所述第一支路绕组由依次连接的一个引出线、23个导条和一个中性线构成；
所述第二支路绕组包括有依次连接的一个引出线、21个导条和一个中性线，并且，位于第3层容纳部的两个相邻导条之间串联有一个第二导条，位于第4层容纳部的两个相邻导条之间串联有一个第二导条。
4.如权利要求1所述的一种三相电机定子结构，其特征在于：所述导条的接脚与同侧的直臂部之间还连接有一个连接臂，所述接脚与同侧的直臂部之间相距3个插槽的距离；与两个直臂部相连的两个连接臂向相远离的方向延伸。
5.如权利要求3所述的一种三相电机定子结构，其特征在于：所述第二导条由两个接脚以及一体连接在两个接脚之间的转折部a；所述转折部a包括有一个横臂部，一体连接在横臂部两端的各一个竖臂部，分别一体连接在两个竖臂部另一端的各一个斜臂部，以及分别一体连接在两个斜臂部另一端的各一个直臂部；
所述竖臂部与横臂部相垂直，两个斜臂部之间相互平行，两个直臂部之间相互平行；
所述第二导条的接脚与同侧的直臂部之间还连接有一个连接臂，所述接脚与同侧的直臂部之间相距3个插槽的距离；与两个直臂部相连的两个连接臂相互平行。
6.一种三相电机，其特征在于：包括权利要求１－5任一项所述的定子以及位于所述定子内周且与定子同轴设置的转子。
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