CN109301950A - 一种定子绕组及盘式电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种定子绕组及盘式电机，所述定子绕组包括：m相电磁绕组。各相所述电磁绕组是由一根导线环绕而成；m相所述电磁绕组星接；所述电磁绕组包括n个绕组单元，n大于等于1；相邻的所述绕组单元串联连接，各所述绕组单元包括k个线圈组，k大于等于1；相邻的所述线圈组串联连接；通电时，同一个所述绕组单元内的相邻的所述线圈组产生的磁场方向相反，相邻所述绕组单元内排序相同的所述线圈绕组产生的磁场方向一致。本发明设置的电磁绕组单相一次成型，并且采用一根导线环绕而成，无焊点，大大简化了电磁绕组的加工和组装工艺，提高槽满率，改善散热性，使定子绕组以及整体盘式电机的可靠性以及功率得到很大的提升。

Description

一种定子绕组及盘式电机
技术领域
本发明涉及盘式电机技术领域，特别是涉及一种定子绕组及盘式电机。
背景技术
电机的定子绕组是指安装在电机定子上的多相电磁绕组。电磁绕组是由一个或多个线圈构成，根据线圈的横截面的不同，分为圆形线圈和矩形线圈。
圆形线圈有效截面积较小，槽满率低，且空气导热系数较小，线圈散热效果差，严重影响了轮毂电机的整体性能；矩形线圈由于是矩形截面，有效截面积高，在相同槽面积的情况下，矩形线圈能达到更高的槽满率，可以通过更大电流，达到更高功率，现有矩形线圈的成型绕组方式包括分布成型绕组和波形成型绕组，分布成型绕组和波形成型绕组的加工方式为：先由专有折弯机械将单匝矩形线圈折弯，再焊接单匝矩形线圈的端部，实现同一相内的线圈连接，显然现有矩形线圈存在成型绕组加工和组装工艺复杂、焊点多、成品可靠性以及功率低等缺点，因此由矩形线圈组成的定子绕组以及盘式电机也必然存在可靠性以及功率低的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种定子绕组及盘式电机，以提高定子绕组以及盘式电机使用的可靠性以及功率。
为实现上述目的，本发明提供了一种定子绕组，所述定子绕组包括：m相电磁绕组，其中，m大于等于2；各相所述电磁绕组是由一根导线环绕而成；m相所述电磁绕组星接；
所述电磁绕组包括n个绕组单元，n大于等于1；相邻的所述绕组单元串联连接，各所述绕组单元包括k个线圈组，k大于等于1；相邻的所述线圈组串联连接；通电时，同一个所述绕组单元内的相邻的所述线圈组产生的磁场方向相反，相邻所述绕组单元内排序相同的所述线圈绕组产生的磁场方向一致。
可选的，所述线圈组的个数应满足如下关系式：
其中，k为每个绕组单元的线圈组的个数，q为定子齿的个数，m为电磁绕组的相数，n为绕组单元的个数。
可选的，同一个所述绕组单元内的各所述线圈组缠绕在相邻的定子齿上，相邻的绕组单元根据设定的定子齿跨距缠绕在定子齿上。
可选的，所述设定的定子齿跨距应满足以下关系式：
其中，k′为设定的定子齿跨距，q为定子齿的个数，m为电磁绕组的相数，n为绕组单元的个数。
可选的，各所述线圈组沿定子齿螺旋连续缠绕排列而成；各所述线圈组的缠绕定子齿的匝数相同。
可选的，所述导线为截面为矩形的硬质铜线。
可选的，所述导线为铜漆包线。
本发明还提供一种盘式电机，所述盘式电机包括定子绕组、定子铁心，所述定子绕组与所述定子铁心构成定子；所述定子绕组套设在所述定子铁心的定子齿上。
可选的，所述定子绕组与所述定子齿之间利用绝缘材料隔离。
可选的，所述盘式电机还包括：磁性槽楔，所述磁性槽楔设置在所述线圈组上侧，用于压紧所述线圈组，防止所述线圈组从定子铁心的定子槽中掉出，减少线圈振动，且磁性槽楔具有导磁性，可改善气隙磁密波形，减少电机振动和空转电流，提高电机的性能。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明设置的各相所述电磁绕组是由一根导线环绕而成；所述电磁绕组包括n个绕组单元，n大于等于1；相邻的所述绕组单元串联连接，各所述绕组单元包括k个线圈组，k大于等于1；相邻的所述线圈组串联连接；通电时，同一个所述绕组单元内的相邻的所述线圈组产生的磁场方向相反，相邻所述绕组单元内排序相同的所述线圈绕组产生的磁场方向一致。本发明设置的电磁绕组单相一次成型，并且采用一根导线环绕而成，无焊点，大大简化了电磁绕组的加工和组装工艺，提高槽满率，改善散热性，使定子绕组以及整体盘式电机的可靠性以及功率得到很大的提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。
图1为本发明实施例电磁绕组结构图；
图2为本发明实施例单相电磁绕组安装结构图；
图3为本发明实施例三相电磁绕组安装结构图；
图4为本发明实施例定子铁芯结构图；
图5为本发明实施例截面为矩形的硬质铜线和圆线槽满率对比图。
其中，1、电磁绕组，2、绕组单元，3、线圈组，4、定子铁芯，5、定子槽，6、定子齿，7、磁性槽楔，8、硬质铜线，9，圆线，10、空气。
具体实施方式
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。
本发明的目的是提供一种定子绕组及盘式电机，以提高定子绕组以及盘式电机使用的可靠性以及功率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例电磁绕组结构图，图2为本发明实施例单相电磁绕组安装结构图；图3为本发明实施例三相电磁绕组安装结构图；图4为本发明实施例定子铁芯结构图；如图1-4所示，本发明提供一种定子绕组，所述定子绕组包括：m相电磁绕组1，其中，m大于等于2；所述电磁绕组1是由一根导线环绕而成；m相所述电磁绕组星接；
所述电磁绕组1包括n个绕组单元2，n大于等于1；相邻的所述绕组单元2串联连接，各所述绕组单元2包括k个线圈组3，k大于等于1；相邻的所述线圈组3串联连接；通电时，同一个所述绕组单元2内的相邻的所述线圈组3产生的磁场方向相反，相邻所述绕组单元2内排序相同的所述线圈绕组3产生的磁场方向一致。
作为一种实施方式，本发明所述线圈组3的个数应满足如下关系式：
其中，k为每个绕组单元2的线圈组3的个数，q为定子齿6的个数，m为电磁绕组1的相数，n为绕组单元2的个数。
作为一种实施方式，本发明同一个所述绕组单元2内的各所述线圈组3缠绕在相邻的定子齿6上，相邻的绕组单元2根据设定的定子齿跨距缠绕定子齿6上。
作为一种实施方式，本发明所述设定的定子齿跨距应满足以下关系式：
其中，k′为设定的定子齿跨距，q为定子齿6的个数，m为电磁绕组1的相数，n为绕组单元2的个数。
作为一种实施方式，本发明各所述线圈组3沿定子齿6螺旋连续缠绕排列而成。
作为一种实施方式，本发明各所述线圈组3的缠绕定子齿6的匝数相同。
作为一种实施方式，本发明所述导线为截面为矩形的硬质铜线8。
作为一种实施方式，本发明所述导线为铜漆包线。
本发明还提供一种盘式电机，所述盘式电机包括定子绕组、定子铁心4，所述定子绕组与所述定子铁心4构成定子；所述定子绕组套设在所述定子铁心的定子齿6上。
作为一种实施方式，本发明所述定子绕组与定子齿6之间利用绝缘材料隔离。
作为一种实施方式，本发明所述盘式电机还包括：磁性槽楔7，设置在所述线圈组3上侧，用于压紧所述线圈组3，防止所述线圈组3从定子铁心4的定子槽5中掉出，减少线圈振动，且磁性槽楔具有良好的磁导率，改善气隙磁密波形，减小转矩波动和空转电流，提高电机的性能。
图5为本发明实施例截面为矩形的硬质铜线8和圆线9槽满率对比图，如图5所示，分别由硬质铜线8和圆线9缠绕设置，其中，由于硬质铜线匝间紧密排列，可充分利用定子槽5的空间，减小了空气10产生的间隙，提高槽满率，提高电机功率和效率，另外，线与线之间充分接触，导热性好，可减小电机的温升。
采用本发明设置的电磁绕组结构，具有以下优点：
本发明公开的电磁绕组单相一次成型，并且采用一根导线环绕而成，无焊点，大大简化了电磁绕组的加工和组装工艺，使定子绕组以及整体盘式电机的可靠性以及功率得到很大的提升。
本发明公开的电磁绕组成型后，可作为标准零件保管存储和维修更换，提高生产效率，降低维修成本。
本发明公开的电磁绕组结构为标准化结构，只需将电磁绕组套设在定子铁心的定子齿上，提高了机械化安装电磁绕组的便利性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种定子绕组，其特征在于，所述定子绕组包括：m相电磁绕组，其中，m大于等于2；各相所述电磁绕组是由一根导线环绕而成；m相所述电磁绕组星接；
所述电磁绕组包括n个绕组单元，n大于等于1；相邻的所述绕组单元串联连接，各所述绕组单元包括k个线圈组，k大于等于1；相邻的所述线圈组串联连接；通电时，同一个所述绕组单元内的相邻的所述线圈组产生的磁场方向相反，相邻所述绕组单元内排序相同的所述线圈绕组产生的磁场方向一致。
2.根据权利要求1所述的定子绕组，其特征在于，所述线圈组的个数应满足如下关系式：
其中，k为每个绕组单元的线圈组的个数，q为定子齿的个数，m为电磁绕组的相数，n为绕组单元的个数。
3.根据权利要求1所述的定子绕组，其特征在于，同一个所述绕组单元内的各所述线圈组缠绕在相邻的定子齿上，相邻的绕组单元根据设定的定子齿跨距缠绕在定子齿上。
4.根据权利要求3所述的定子绕组，其特征在于，所述设定的定子齿跨距应满足以下关系式：
其中，k′为设定的定子齿跨距，q为定子齿的个数，m为电磁绕组的相数，n为绕组单元的个数。
5.根据权利要求3所述的定子绕组，其特征在于，各所述线圈组沿定子齿螺旋连续缠绕排列而成；各所述线圈组的缠绕定子齿的匝数相同。
6.根据权利要求1所述的定子绕组，其特征在于，所述导线为截面为矩形的硬质铜线。
7.根据权利要求1所述的定子绕组，其特征在于，所述导线为铜漆包线。
8.一种盘式电机，其特征在于，所述盘式电机包括权利要求1-7任一项所述的定子绕组、定子铁心，所述定子绕组与所述定子铁心构成定子；所述定子绕组套设在所述定子铁心的定子齿上。
9.根据权利要求8所述的盘式电机，其特征在于，所述定子绕组与所述定子齿之间利用绝缘材料隔离。
10.根据权利要求8所述的盘式电机，其特征在于，所述盘式电机还包括：磁性槽楔。
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