CN110266134A - 一种两支路相绕组、定子及电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两支路相绕组、定子及电机，两支路相绕组包括由组合线圈连接而成的线圈组，组合线圈包括相互重叠且向相反方向偏转弯折的第一类偏U形导体和第二类偏U形导体，每个支路均包括两个在周向相邻槽位上设置的线圈组，两个线圈组中分别设置有一个节距为Y+1的第一类偏U形导体和一个节距为Y‑1的第一类偏U形导体，且其他所有的第一类偏U形导体和第二类偏U形导体的节距均为Y；节距为Y+1的第一类偏U形导体与节距为Y‑1的第一类偏U形导体位于周向相邻的槽位内。本发明的两支路相绕组、定子和电机均具有结构设计巧妙，电路跨接距离短，有利于减少跨接导体，降低无用铜的用量，绕组的接线方便，有利于降低生产难度和环流影响等优点。

Description

一种两支路相绕组、定子及电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别的涉及一种两支路相绕组、定子及电机。

背景技术

电机(包括电动机和发电机)是根据电磁感应原理将电能转换为机械能(或将机械能转换为电能)的一种装置，可作为各种电器如家用电器、各种机械如电动车、电动汽车的动力来源或发电装置。电机根据其工作电源的种类可分为直流电机和交流电机，而交流电机又可分为单相电机和多相电机(如三相电机等)。电机包括定子和转子，在定子的定子铁芯槽内设置有绕组。

现有的电机绕组形式有波绕组和叠绕组两种，对于采用扁铜线或矩形截面铜线的分段发卡绕组电机，使用叠绕组会造成叠绕线圈之间的跨接导体过多，增加了无效铜的使用量，因此这一类电机通常使用波绕组。

然而，此类电机在现有技术中仍然存在电路跨接距离长、无效铜用量大，绕组的接线设计困难，不利于系列化设计等缺陷，如中国专利CN101490933B公开的分段发卡式绕组，该专利的绕组中每个相绕组的最长跨接导体具有6个槽跨距，星点连接导体具有16个槽跨距，三相电源引出线之间具有8个槽跨距。再如，中国专利CN103650296B中公开的一种电机定子，该专利采用了在焊接侧进行电路跨接和电源引出的形式，其跨接导体超过8个槽跨距，星点连接导体超过12个槽跨距。又如，中国专利CN10339834B中公开的一种电机定子，其最长跨接导体超过9个槽跨距，星点连接导体超过12个槽跨距。其中，在两支路相绕组中，由于每一支路都需要串联两个线圈组，而两个线圈组相串接的连接端位于相错位的槽位处，需要采用跨接导体进行连接，使得制造难度大。而且，为提高电机的效率，需要降低或消除相绕组内的环流影响。因此，需要在解决跨接导体制造难度大的问题同时还需要解决两支路相绕组的环流问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构设计巧妙，电路跨接距离短，有利于减少跨接导体，降低无用铜的用量，绕组的接线方便，有利于降低生产难度和环流影响的两支路相绕组、定子及电机。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种两支路相绕组，其特征在于，包括用于安装在定子铁芯槽内的线圈组，所述线圈组由M个组合线圈依次连接而成，M等于相绕组的磁极对数，所述组合线圈包括第一类偏U形导体和第二类偏U形导体，所述第一类偏U形导体和第二类偏U形导体均包括整体呈U型弯折的发卡主体，所述发卡主体包括两个相互平行设置的支腿部和连接在两个支腿部一端的头部，两个所述支腿部的另一端各设置有一个支脚，位于同一发卡主体上的两个支脚在发卡主体的宽度方向上朝向同一侧偏转弯折；所述第一类偏U形导体和第二类偏U形导体在发卡主体的厚度方向上的投影相互重叠，且所述第一类偏U形导体的支脚与第二类偏U形导体的支脚的偏转弯折方向相反，使所述第一类偏U形导体中朝外偏转弯折的支脚和第二类偏U形导体中朝外偏转弯折的支脚相互背离，且所述第一类偏U形导体中朝向中部偏转弯折的支脚和第二类偏U形导体中朝向中部偏转弯折的支脚相贴近并连接，形成所述组合线圈；

每个支路均包括两个在周向相邻槽位上设置且串联连接的线圈组，两个线圈组中分别设置有一个节距为Y+1的第一类偏U形导体和一个节距为Y-1的第一类偏U形导体，且其他所有的第一类偏U形导体和第二类偏U形导体的节距均为Y；一个线圈组上节距为Y+1的第一类偏U形导体与另一个线圈组上节距为Y-1的第一类偏U形导体位于周向相邻的槽位内，节距为Y+1的第一类偏U形导体上向外偏转弯折的支脚所在的支腿部相对其所在组合线圈向外偏出一个槽位，节距为Y-1的第一类偏U形导体上向外偏转弯折的支脚所在的支腿部相对其所在组合线圈向内偏入一个槽位。

采用上述结构，由于每个支路上串联的两个线圈组设置在周向相邻的槽位上，亦即两个线圈组的形状，以及两个线圈组中的组合线圈内的电流方向均一致，两个线圈组的机械角为360/Z°，Z为总槽数，由于每个支路上的两个线圈组的电流方向一致，使得两个支路的电流方向势必完全相反，从而使得二者的相位相差180°，从而可以避免两个支路之间产生电势差而形成环流，提高电机的效率。另外，一个线圈组上节距为Y+1的第一类偏U形导体与另一个线圈组上节距为Y-1的第一类偏U形导体位于周向相邻的槽位内，就可以使一个线圈组整体所占的机械角度为(360+360/Z)°，而另一个线圈组整体所占的机械角度为(360-360/Z)°，使得相互串联的两个线圈组中，电流方向上的前一个线圈组的输出端与后一个线圈组的输入端位于同一槽位，这样无需采用跨接导体，就可以直接将二者焊接串联，使导体的连接更加简单，便于制造；同时，电流方向上后一个线圈组的输出端与前一个线圈组的输入端位于同一槽位；这样，使绕组的整体外形结构与改进前相同，同时还可以省去组合线圈和线圈组之间的跨接导体，进一步减少无用铜的使用量，而在多相绕组之间，只需采用星点连接导体进行连接即可，结构更加简单，无用铜的使用量更少，电源引出导体也更加集中。此外，此种设置方式对于定子铁芯尺寸相同的同系列定子而言，即使极对数、每槽导体数产生变化，依然能够保证相绕组的跨接位置集中在同一接线端，进一步保证星点连接导体和电源引出导体的集中布置，避免接线之间的相互缠绕且保证简洁性，有利于实现定子的系列化设计。

进一步的，所述第一类偏U形导体和第二类偏U形导体的两个支腿部均在其发卡主体的厚度方向上错位设置，所述第二类偏U形导体在所述第一类偏U形导体的厚度方向上位于所述第一类偏U形导体的两支腿部之间，且所述第二类偏U形导体的头部包覆在所述第一类偏U形导体的头部内。

此种结构能够使得定子铁芯槽的插入侧的导体布局更加简单、整洁、合理且空间占用小。

进一步的，所述组合线圈还包括整体呈环形的O形导体，所述O形导体包括整体呈U型弯折的发卡主体，所述发卡主体包括两个相互平行设置的支腿部和连接在两个支腿部一端的头部，两个所述支腿部的另一端各设置有一个支脚，两个所述支脚在发卡主体的宽度方向上朝向中部偏转弯折，并在发卡主体的厚度方向上错位间隔设置；所述O形导体在所述第一类偏U形导体的厚度方向上位于所述第一类偏U形导体的两支腿部之间，并与第二类偏U形导体层叠布置，形成所述O形导体的两个支脚分别与厚度方向上相邻的其他支脚相连，且所述第一类偏U形导体中朝外偏转弯折的支脚和第二类偏U形导体中朝外偏转弯折的支脚相互背离的所述组合线圈。

进一步的，位于同一槽位处的支腿部在径向上由外向内分为第一层导体、第二层导体、第三层导体和第四层导体；所述第一类偏U形导体的两个支腿部分别为各自所在槽位的第一层导体和第四层导体，所述第二类偏U形导体的两个支腿部分别为各自所在槽位的第二层导体和第三层导体。

进一步的，位于同一槽位处的支腿部在径向上由外向内分为第一层导体、第二层导体……第A层导体，A为大于4的偶数；所述第一类偏U形导体的两个支腿部分别为各自所在槽位的第一层导体和第A层导体，所述第二类偏U形导体的两个支腿部分别为各自所在槽位的第二层导体和第三层导体或者第(A-1)层导体和第(A-2)层导体，所述O形导体的支腿部分别为各自所在槽位的第2n层导体和第2n+1层导体或者第A-2n层导体和第A-2n+1层导体，2≦n≦A/2-1。

进一步的，所述第一类偏U形导体和第二类偏U形导体的支脚均具有平行于支腿部设置的连接脚，且相连接的两个连接脚在径向上相邻设置；所述第一类偏U形导体和第二类偏U形导体的头部为具有顶端的V形或弧形，所述头部的两侧及两支腿部由所述V形或弧形的顶端沿径向前后错位设置；所述第一类偏U形导体和第二类偏U形导体均由扁铜线或矩形截面铜线弯折而成。

进一步的，所述第一类偏U形导体、第二类偏U形导体以及O形导体的支脚均具有平行于支腿部设置的连接脚，且相连接的两个连接脚在径向上相邻设置；所述第一类偏U形导体、第二类偏U形导体以及O形导体的头部为具有顶端的V形或弧形，所述头部的两侧及两支腿部由所述V形或弧形的顶端沿径向前后错位设置；所述第一类偏U形导体、第二类偏U形导体以及O形导体均由扁铜线或矩形截面铜线弯折而成。

进一步的，任一支路上，其中一组在径向上相邻设置的两个支脚分别为用于连接电源引出线的支脚和用于连接星点线的支脚。

一种定子，其特征在于，包括定子铁芯和三相安装在所述定子铁芯上的如上所述的两支路相绕组，三相所述两支路相绕组的一端分别连接有电源引出导体，另一端通过星点连接导体相互连接。

一种电机，其特征在于，包括如上所述的定子。

综上所述，本发明的两支路相绕组、定子和电机均具有结构设计巧妙，电路跨接距离短，有利于减少跨接导体，降低无用铜的用量，绕组的接线方便，有利于降低生产难度和环流影响等优点。

附图说明

图1为第一类偏U形导体的结构示意图。

图2为第二类偏U形导体的结构示意图。

图3为实施例1中的组合线圈的结构示意图。

图4为实施例1中具有一个节距为Y+1的第一类偏U形导体的线圈组的结构示意图。

图5为实施例1中具有一个节距为Y-1的第一类偏U形导体的线圈组的结构示意图。

图6为图4和图5中线圈组的组合结构示意图(实线为图4的线圈组，虚线为图5的线圈组)。

图7为图6中C部分的放大结构示意图。

图8为实施例1中相绕组的结构示意图。

图9为实施例1中相绕组中一相电源引出导体的连接结构示意图。

图10为图9中D部分的放大结构示意图。

图11为实施例1中相绕组中三相电源引出导体和星点连接导体的连接结构示意图。

图12为图11中E部分的放大结构示意图。

图13为实施例1中的定子的结构示意图。

图14为实施例1中的组合线圈在定子铁芯槽内的导体层布置图(连接侧)。

图15为实施例1中的组合线圈在定子铁芯槽内的导体层布置图(插入侧)。

图16为O形导体的结构示意图。

图17为实施例2中的组合线圈的结构示意图。

图18为实施例2中具有一个节距为Y+1的第一类偏U形导体的线圈组的结构示意图。

图19为实施例2中具有一个节距为Y-1的第一类偏U形导体的线圈组的结构示意图。

图20为图18和图19中线圈组的组合结构示意图(实线为图16的线圈组，虚线为图17的线圈组)。

图21为图20中F部分的放大结构示意图。

图22为实施例2中相绕组的结构示意图。

图23为实施例2中相绕组中一相电源引出导体的连接结构示意图。

图24为图23中G部分的放大结构示意图。

图25为实施例2中相绕组中三相电源引出导体和星点连接导体的连接结构示意图。

图26为图25中H部分的放大结构示意图。

图27为实施例2中的定子的结构示意图。

图28为图27的另一个角度的结构示意图。

图29为实施例2中的组合线圈在定子铁芯槽内的导体层布置图(连接侧)。

图30为实施例2中的组合线圈在定子铁芯槽内的导体层布置图(插入侧)。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施例1(如图1～图15)

一种电机，包括定子，如图13所示，所述定子包括定子铁芯8和三相安装在所述定子铁芯8上的两支路相绕组，各相绕组上的两个并联支路的一端连接有电源引出导体6，另一端通过星点连接导体7相互连接。

如图13所示，所述定子铁芯8包括整体呈圆筒形的主体，在所述定子铁芯8的内圈沿周向设置有多个沿径向朝内开口的定子铁芯槽，所述定子铁芯槽的一端为插入侧，另一端为连接侧，本实施例中，如图13所示，朝上的一端为连接侧，朝下的一端为插入侧。在所述定子铁芯槽内设置有三相所述两支路相绕组，每一相所述两支路相绕组包括两个并联支路，如图6所示，每个并联支路均包括两个在周向相邻槽位上设置且串联连接的线圈组5。如图4和图5所示，每一个线圈组5由M个组合线圈4沿定子铁芯8圆周方向依次连接形成，M等于相绕组的磁极对数。

在本实施例中，如图1～3所示，所述组合线圈4包括第一类偏U形导体1(如图1)和第二类偏U形导体2(如图2)，所述第一类偏U形导体1和第二类偏U形导体2均包括整体呈U型弯折的发卡主体，所述发卡主体包括两个相互平行设置的支腿部Ⅰ和连接在两个支腿部Ⅰ一端的头部Ⅱ，两个所述支腿部Ⅰ的另一端各设置有一个支脚Ⅲ，位于同一发卡主体上的两个支脚Ⅲ在发卡主体的宽度方向上朝向同一侧偏转弯折；所述第一类偏U形导体1和第二类偏U形导体2在发卡主体的厚度方向上的投影相互重叠，且所述第一类偏U形导体1的支脚Ⅲ与第二类偏U形导体2的支脚Ⅲ的偏转弯折方向相反，使所述第一类偏U形导体1中朝外偏转弯折的支脚Ⅲ和第二类偏U形导体2中朝外偏转弯折的支脚Ⅲ相互背离，且所述第一类偏U形导体1中朝向中部偏转弯折的支脚Ⅲ和第二类偏U形导体2中朝向中部偏转弯折的支脚Ⅲ相贴近并连接，形成所述组合线圈4(如图3)。

如图1和图2所示，所述第一类偏U形导体1和第二类偏U形导体2的头部Ⅱ为具有顶端的V形，所述头部Ⅱ的两侧及两支腿部Ⅰ由所述V形的顶端沿线圈组的径向前后错位设置，亦即沿各自发卡主体的厚度方向前后错位，所述第二类偏U形导体2在所述第一类偏U形导体1的厚度方向上位于所述第一类偏U形导体1的两支腿部Ⅰ之间，如图3所示，且所述第二类偏U形导体2的头部Ⅱ包覆在所述第一类偏U形导体1的头部Ⅱ内。

具体实施时，还可以将其头部Ⅱ设置成弧形。所述第一类偏U形导体1和第二类偏U形导体2均由矩形截面铜线弯折而成。

在任一支路上的两个线圈组5中分别设置有一个节距为Y+1的第一类偏U形导体1和一个节距为Y-1的第一类偏U形导体1，且其他所有的第一类偏U形导体1和第二类偏U形导体2的节距均为Y；一个线圈组5上节距为Y+1的第一类偏U形导体1所在的组合线圈4与另一个线圈组5上节距为Y-1的第一类偏U形导体1所在的组合线圈4位于周向相邻的槽位内，如图4～图6所示，其中，图6中用实线表示的线圈组为图4中的线圈组，用虚线表示的线圈组为图5中的线圈组，图4、图5和图6的视角完全一致，从图4的A-1和A-2处的圆圈部分可以看出，在线圈组5中设置一个节距为Y+1的第一类偏U形导体1，使得其支脚部向外偏出一个槽位，即节距为Y+1的第一类偏U形导体1上向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在的支腿部Ⅰ相对其所在组合线圈4中的第二类偏U形导体2向外偏出一个槽位。而从图5中的B-1和B-2处的圆圈部分可以看出，在线圈组5中设置一个节距为Y-1的第一类偏U形导体1，使得其支脚部向内偏入一个槽位，即节距为Y-1的第一类偏U形导体1上向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在的支腿部Ⅰ相对其所在组合线圈4中的第二类偏U形导体2向内偏入一个槽位。

具体实施时，如图6所示，在任一支路上，在周向相邻槽位上设置的两个线圈组5中，位于所述第一类偏U形导体1上向外偏转弯折的支脚Ⅲ所偏转方向一侧的槽位内的线圈组5上设置有一个节距为Y-1的第一类偏U形导体1，另一个线圈组5上设置有一个节距为Y+1的第一类偏U形导体1。

这样，节距为Y-1的第一类偏U形导体1上向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在的支腿部Ⅰ向内侧偏入一个槽位，使得该节距为Y-1的第一类偏U形导体1的支腿往回收缩一个槽位，如图5所示，而节距为Y+1的第一类偏U形导体1上向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在的支腿部Ⅰ向外侧偏出一个槽位，使得该节距为Y+1的第一类偏U形导体1的支腿往外伸出一个槽位，如图4所示，与另一个线圈组5上需要串联连接的支脚Ⅲ位于同一槽位上，如图6和图7所示，从而无需额外设置跨接导体，就可以将二者焊接相连，减少无效铜的用量。另外，由于每个支路上串联的两个线圈组5设置在周向相邻的槽位上，亦即两个线圈组5的形状，以及两个线圈组5中的组合线圈4内的电流方向均一致，两个线圈组5的机械角为360/Z°，Z为总槽数，由于每个支路上的两个线圈组5的电流方向一致，使得两个支路的电流方向势必完全相反，从而使得二者的相位相差180°，从而可以避免两个支路之间产生电势差而形成环流，提高电机的效率。

图14和图15分别示出了组合线圈4在正面(连接侧)和背面(插入侧)的导体层布置方式。为便于说明，将位于同一槽位处的支腿部Ⅰ在径向上由外向内分为第一层导体L1、第二层导体L2、第三层导体L3和第四层导体L4；所述第一类偏U形导体1的两个支腿部Ⅰ分别为各自所在槽位的第一层导体L1和第四层导体L4，所述第二类偏U形导体2的两个支腿部Ⅰ分别为各自所在槽位的第二层导体L2和第三层导体L4。

在具体使用过程中，上述组合线圈4的径向上可以采用如下四种布置方式：

第一种：将第一类偏U形导体1的向外偏转弯折的支脚Ⅲ设为第一层导体L1且沿圆周顺时针方向伸出，将第二类偏U形导体2的向外偏转弯折的支脚Ⅲ设为第二层导体L2且沿圆周逆时针方向伸出，将第二类偏U形导体2的向内偏转弯折的支脚Ⅲ设为第三层导体L3，将第一类偏U形导体1的向内偏转弯折的支脚Ⅲ设为第四层导体L4且与第三层导体连接，此处一般采用焊接。

第二种：将第一类偏U形导体1的向外偏转弯折的支脚Ⅲ设为第一层导体L1且沿圆周逆时针方向伸出，将第二类偏U形导体2的向外偏转弯折的支脚Ⅲ设为第二层导体L2且沿圆周顺时针方向伸出，将第二类偏U形导体2的向内偏转弯折的支脚Ⅲ设为第三层导体L3，将第一类偏U形导体1的向内偏转弯折的支脚Ⅲ设为第四层导体L4且与第三层导体连接。

第三种：将第一类偏U形导体1的向外偏转弯折的支脚Ⅲ设为第四层导体L4且沿圆周顺时针方向伸出，将第二类偏U形导体2的向外偏转弯折的支脚Ⅲ设为第三层导体L3且沿圆周逆时针方向伸出，将第二类偏U形导体2的向内偏转弯折的支脚Ⅲ设为第二层导体L2，将第一类偏U形导体1的向内偏转弯折的支脚Ⅲ设为第一层导体L1且与第二层导体连接。

第四种：将第一类偏U形导体1的向外偏转弯折的支脚Ⅲ设为第四层导体L4且沿圆周顺时针方向伸出，将第二类偏U形导体2的向外偏转弯折的支脚Ⅲ设为第三层导体L3且沿圆周逆时针方向伸出，将第二类偏U形导体2的向内偏转弯折的支脚Ⅲ设为第二层导体L2，将第一类偏U形导体1的向内偏转弯折的支脚Ⅲ设为第一层导体L1且与第二层导体连接。

其中，顺时针和逆时针的方向是以定子铁芯8的连接侧为正面进行判断，向内是指向U形导体两支腿部Ⅰ之间，向外是指向U形导体两只腿部之外。

为了便于接线和连接，所述第一类偏U形导体1和第二类偏U形导体2的支脚Ⅲ的端部均具有平行于支腿部Ⅰ设置的连接脚Ⅳ，且相连接的两个连接脚Ⅳ在径向上相邻设置。如图11和12所示，任一支路上，其中一组在径向上相邻设置的两个支脚Ⅲ分别为用于连接电源引出线的支脚Ⅲ和用于连接星点线的支脚Ⅲ。

本实施例中的定子采用第一种方式，且在本实施例中，所述定子的极对数P＝4，每 极每相槽数Q＝2，定子铁芯槽数Z＝48槽，每槽导体数A＝4，节距Y＝6，并联支路数R＝2。

由于P＝4，在定子铁芯8圆周方向上阵列布置4个组合线圈4，并连接各个组合线圈4的连接脚Ⅳ，构成1个线圈组5，如图4和图5所示。由于Q＝2，在定子圆周方向上排列布置2Q＝4个线圈组5，形成一个相绕组，如图8所示。该实施例采用标准的整数槽绕组，因此4个线圈组5在固定其中某一个的情况下，其它3个线圈组5相对于固定的一个线圈组5在定子铁芯8圆周方向上分别错位360°/Z＝7.5°、Y*360°/Z＝45°和(Y+1)*360°/Z＝52.5°的机械角。其中，错位360°/Z＝7.5°的线圈组5与固定的线圈组5为一对周向相邻槽位上设置的线圈组5，且二者的电流流向相同；错位Y*360°/Z＝45°的线圈组5和错位(Y+1)*360°/Z＝52.5°的线圈组5为一对周向相邻槽位上设置的线圈组5，且二者的电流流向相同，并与另一组的电流流向相反。

如图6和图7所示，对于上述任一组线圈组5，由于每个线圈组5均是由多个组合线圈4沿定子铁芯8圆周方向首尾连接一圈形成，当位于所述第一类偏U形导体1上向外偏转弯折的支脚Ⅲ所偏转方向一侧的槽位内的线圈组5上设置有一个节距为Y-1的第一类偏U形导体1，也就是本实施例中顺时针方向一侧的槽位内的线圈组5，如图6中虚线表示的线圈组，节距为Y-1的第一类偏U形导体1的支脚Ⅲ(图7中左侧的1-1所指支脚)所连接的支腿部相对所在组合线圈4(图7中右侧的1-1和1-2所指组合线圈)向内偏入一槽，使得其尾端支脚Ⅲ的连接脚Ⅳ(图7中左侧的1-1所指支脚)与其首端支脚Ⅲ的连接脚Ⅳ(图7中左侧的1-2所指支脚)之间相差一个槽位，势必与该组中另外一个线圈组5的首端支脚Ⅲ(图7中左侧的2-2所指支脚)的连接脚Ⅳ并排。

而该组中另外一个线圈组5上设置有一个节距为Y+1的第一类偏U形导体1，节距为Y+1的第一类偏U形导体1的支脚Ⅲ相对所在组合线圈4向外偏出一槽，即顺时针前移一个槽位，使得其尾端支脚Ⅲ的连接脚Ⅳ(图7中左侧的2-1所指支脚)与其首端支脚Ⅲ的连接脚Ⅳ(图7中左侧的2-2所指支脚)之间相交叠一个槽位，势必与上一个线圈组5的首端支脚Ⅲ的连接脚Ⅳ(图7中左侧的1-2所指支脚)并排。

这样，直接将其中任一组交错并排的首端支脚Ⅲ和尾端支脚Ⅲ相连，都可以将两个线圈组5并联成一个支路。而交错并排的首端支脚Ⅲ和尾端支脚Ⅲ相邻设置，距离近，无需跨接导体就可直接相连。

本实施例中为三相定子绕组，故用3个所述两支路相绕组在定子圆周方向上排列，形成一个三相定子绕组，如图11～图13所示，最后在各个相绕组的接线端设置一根连接3个相绕组的星点连接导体7，实现三相绕组的星点连接。

实施例2(如图1、2、16～图30)

一种电机，包括定子，如图28所示，所述定子包括定子铁芯8和三相安装在所述定子铁芯8上的两支路相绕组，各相绕组上的两个并联支路的一端连接有电源引出导体6，另一端通过星点连接导体7相互连接。

所述定子铁芯8包括整体呈圆筒形的主体，在所述定子铁芯8的内圈沿周向设置有多个沿径向朝内开口的定子铁芯槽，所述定子铁芯槽的一端为插入侧，另一端为连接侧，本实施例中，如图28所示，朝上的一端为连接侧，朝下的一端为插入侧。在所述定子铁芯槽内设置有三相所述两支路相绕组，每一相所述两支路相绕组包括两个并联支路，如图20所示，每个支路均包括两个在周向相邻槽位上设置且串联连接的线圈组5，如图18和图19所示，每一个线圈组5由M个组合线圈4沿定子铁芯8圆周方向依次连接形成，M等于相绕组的磁极对数。

本实施例中，如图17所示，所述组合线圈4包括第一类偏U形导体1、第二类偏U形导体2和整体呈环形的O形导体3，所述第一类偏U形导体1和第二类偏U形导体2均包括整体呈U型弯折的发卡主体，所述发卡主体包括两个相互平行设置的支腿部Ⅰ和连接在两个支腿部Ⅰ一端的头部Ⅱ，两个所述支腿部Ⅰ的另一端各设置有一个支脚Ⅲ，位于同一发卡主体上的两个支脚Ⅲ在发卡主体的宽度方向上朝向同一侧偏转弯折。如图16所示，所述O形导体3包括整体呈U型弯折的发卡主体，所述发卡主体包括两个相互平行设置的支腿部Ⅰ和连接在两个支腿部Ⅰ一端的头部Ⅱ，两个所述支腿部Ⅰ的另一端各设置有一个支脚Ⅲ，两个所述支脚Ⅲ在发卡主体的宽度方向上朝向中部偏转弯折，并在发卡主体的厚度方向上错位间隔设置。

所述第一类偏U形导体1和第二类偏U形导体2的两个支腿部Ⅰ均在其发卡主体的厚度方向上错位设置，所述第二类偏U形导体2在所述第一类偏U形导体1的厚度方向上位于所述第一类偏U形导体1的两支腿部Ⅰ之间，且所述第二类偏U形导体2的头部Ⅱ包覆在所述第一类偏U形导体1的头部Ⅱ内。所述O形导体3在所述第一类偏U形导体1的厚度方向上位于所述第一类偏U形导体1的两支腿部Ⅰ之间，并与第二类偏U形导体2层叠布置，形成所述O形导体3的两个支脚Ⅲ分别与厚度方向上相邻的其他支脚Ⅲ相连，且所述第一类偏U形导体1中朝外偏转弯折的支脚Ⅲ和第二类偏U形导体2中朝外偏转弯折的支脚Ⅲ相互背离的所述组合线圈4，如图17所示。

如图1、图2和图16所示，所述第一类偏U形导体1、第二类偏U形导体2和O形导体3的头部Ⅱ均为具有顶端的V形，所述头部Ⅱ的两侧及两支腿部Ⅰ由所述V形的顶端沿径向前后错位设置。具体实施时，还可以将其头部Ⅱ设置成弧形。所述第一类偏U形导体1、第二类偏U形导体2和O形导体3均由矩形截面铜线弯折而成。

在任一支路上的两个线圈组5中分别设置有一个节距为Y+1的第一类偏U形导体1和一个节距为Y-1的第一类偏U形导体1，且其他所有的第一类偏U形导体1和第二类偏U形导体2的节距均为Y；一个线圈组5上节距为Y+1的第一类偏U形导体1所在的组合线圈4与另一个线圈组5上节距为Y-1的第一类偏U形导体1所在的组合线圈4位于周向相邻的槽位内，如图18～图20所示，其中图20中用实线表示的线圈组为图18中的线圈组，用虚线表示的线圈组为图19中的线圈组，图18、图10和图20的视角完全一致，从图18的A-3和A-4处的圆圈部分可以看出，在线圈组5中设置一个节距为Y+1的第一类偏U形导体1，使得其支脚部向外偏出一个槽位，即节距为Y+1的第一类偏U形导体1上向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在的支腿部Ⅰ相对其所在组合线圈4中的第二类偏U形导体2向外偏出一个槽位。而从图19中的B-3和B-4处的圆圈部分可以看出，在线圈组5中设置一个节距为Y-1的第一类偏U形导体1，使得其支脚部向内偏入一个槽位，即节距为Y-1的第一类偏U形导体1上向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在的支腿部Ⅰ相对其所在组合线圈4中的第二类偏U形导体2向内偏入一个槽位。

具体实施时，如图20所示，在任一支路上，在周向相邻槽位处设置的两个线圈组5中，位于所述第一类偏U形导体1上向外偏转弯折的支脚Ⅲ所偏转方向一侧的槽位内的线圈组5上设置有一个节距为Y-1的第一类偏U形导体1，另一个线圈组5上设置有一个节距为Y+1的第一类偏U形导体1。

这样，节距为Y-1的第一类偏U形导体1上向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在的支腿部Ⅰ向内侧偏入一个槽位，使得该节距为Y-1的第一类偏U形导体1的支腿往回收缩一个槽位，如图19所示，而节距为Y+1的第一类偏U形导体1上向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在的支腿部Ⅰ向外侧偏出一个槽位，使得该节距为Y+1的第一类偏U形导体1的支腿往外伸出一个槽位，如图18所示，与另一个线圈组5上需要串联连接的支脚Ⅲ位于同一槽位上，从而无需额外设置跨接导体，就可以将二者焊接相连，减少无效铜的用量。另外，由于每个支路上串联的两个线圈组5设置在周向相邻的槽位上，亦即两个线圈组5的形状，以及两个线圈组5中的组合线圈4内的电流方向均一致，两个线圈组5的机械角为360/Z°，Z为总槽数，由于每个支路上的两个线圈组5的电流方向一致，使得两个支路的电流方向势必完全相反，从而使得二者的相位相差180°，从而可以避免两个支路之间产生电势差而形成环流，提高电机的效率。

与实施例1相类似，增加O形导体3的组合线圈4根据第一类偏U形导体1的向外偏转弯折的支脚Ⅲ的伸出方向和槽内的位置不同，具有四种基础布置方式，具体如下：

第一种：将第一类偏U形导体1的向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在支腿部Ⅰ设为第一层导体且沿圆周顺时针方向伸出。

第二种：将第一类偏U形导体1的向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在支腿部Ⅰ设为第一层导体且沿圆周逆时针方向伸出。

第三种：将第一类偏U形导体1的向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在支腿部Ⅰ设为第A层导体且沿圆周顺时针方向伸出。

第四种：将第一类偏U形导体1的向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在支腿部Ⅰ设为第A层导体且沿圆周逆时针方向伸出。

其中，顺时针和逆时针的方向是以定子铁芯8的连接侧为正面进行判断，向内是指向U形导体两支腿部Ⅰ之间，向外是指向U形导体两只腿部之外。

而层叠在第一类偏U形导体1内的第二类偏U形导体2和O形导体3，根据其排列组合的顺序不同，具有中组合形式，其中n为第二类偏U形导体2和O形导体3的数量之和，这样，增加O形导体3的组合线圈4具有种层叠方式。

然而，将第一类偏U形导体1中朝外偏转弯折的支脚Ⅲ和第二类偏U形导体2中朝外偏转弯折的支脚Ⅲ设置为相邻的两层导体，可以使相连接的两个组合线圈4上的支脚Ⅲ相邻近而无需使用跨接导体，因此，在具体实施时，通常采用如下结构：

为便于说明，将位于同一槽位处的支腿部Ⅰ在径向上由外向内分为第一层导体、第二层导体……第A层导体，A为大于4的偶数；所述第一类偏U形导体1的向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在支腿部Ⅰ和向内偏转弯折的支脚Ⅲ所在支腿部Ⅰ分别为各自所在槽位的第一层导体和第A层导体时，所述第二类偏U形导体2的向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在支腿部Ⅰ和向内偏转弯折的支脚Ⅲ所在支腿部Ⅰ分别为各自所在槽位的第二层导体和第三层导体，且所述O形导体3的支腿部Ⅰ分别为各自所在槽位的第2n层导体和第2n+1层导体，2≦n≦A/2-1。所述第一类偏U形导体1的向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在支腿部Ⅰ和向内偏转弯折的支脚Ⅲ所在支腿部Ⅰ分别为各自所在槽位的第A层导体和第一层导体时，所述第二类偏U形导体2的向外偏转弯折的支脚Ⅲ所在支腿部Ⅰ和向内偏转弯折的支脚Ⅲ所在支腿部Ⅰ分别为各自所在槽位的第A-1层导体和第A-2层导体，且所述O形导体3的支腿部Ⅰ分别为各自所在槽位的第A-2n层导体和第A-2n+1层导体，2≦n≦A/2-1。

为了便于接线和连接，所述第一类偏U形导体1和第二类偏U形导体2的支脚Ⅲ均具有平行于支腿部Ⅰ设置的连接脚Ⅳ，且相连接的两个连接脚Ⅳ在径向上相邻设置。如图25和图26所示，任一支路上，其中一组在径向上相邻设置的两个支脚Ⅲ分别为用于连接电源引出线的支脚Ⅲ和用于连接星点线的支脚Ⅲ。

在本实施例中，所述组合线圈4为采用一个第一类偏U形导体1、一个第二类偏U形导体2和两个O形导体3在第一种基础布置方式的基础上布置而成，具体为，所述第一类偏U形导体1的向外偏转弯折的支脚Ⅲ为第一层导体L1且顺时针伸出；所述第二类偏U形导体2的向外偏转弯折的支脚Ⅲ为第二层导体L2且逆时针伸出，所述第二类偏U形导体2的向内偏转弯折的支脚Ⅲ为第三层导体L3；紧邻第二类偏U形导体2的第一个O形导体3的在前的支脚Ⅲ为第四层导体L4且与第三层导体的支脚Ⅲ连接，其在后的支脚Ⅲ为第五层导体L5；紧邻第二类偏U形导体2的第二个O形导体3在前的支脚Ⅲ为第六层导体L6且与第五层导体的支脚Ⅲ连接，其在后的支脚Ⅲ为第七层导体L7；所述第一类偏U形导体1的向内偏转弯折的支脚Ⅲ为第八层导体L8且与第七层导体的支脚Ⅲ连接。其中图29和图30分别示出了该组合线圈4在正面(连接侧)和反面(插入侧)时的导体层布置方式。

在本实施例中，取极对数P＝4，每极每相槽数Q＝2，定子铁芯槽数Z＝48槽，每槽导体数A＝4，节距Y＝6，并联支路数R＝2。

由于P＝4，在定子铁芯8圆周方向上阵列布置4个组合线圈4，并连接各个组合线圈4的连接脚Ⅳ，构成1个线圈组5，如图18和图19所示。由于Q＝2，在定子圆周方向上排列布置2Q＝4个线圈组5，形成一个相绕组，如图22所示。该实施例采用标准的整数槽绕组，因此4个线圈组5在固定其中某一个的情况下，其它3个线圈组5相对于固定的一个线圈组5在定子铁芯8圆周方向上分别错位360°/Z＝7.5°、Y*360°/Z＝45°和(Y+1)*360°/Z＝52.5°的机械角。其中，错位360°/Z＝7.5°的线圈组5与固定的线圈组5为一对周向相邻槽位上设置的线圈组5，且二者的电流流向相同；错位Y*360°/Z＝45°的线圈组5和错位(Y+1)*360°/Z＝52.5°的线圈组5为一对周向相邻槽位上设置的线圈组5，且二者的电流流向相同，并与另一组的电流流向相反。

如图20和图21所示，对于上述任一组线圈组5，由于每个线圈组5均是由多个组合线圈4沿定子铁芯8圆周方向首尾连接一圈形成，当位于所述第一类偏U形导体1上向外偏转弯折的支脚Ⅲ所偏转方向一侧的槽位内的线圈组5上设置有一个节距为Y-1的第一类偏U形导体1，也就是本实施例中顺时针方向一侧的槽位内的线圈组5，如图20中虚线表示的线圈组，节距为Y-1的第一类偏U形导体1的支脚Ⅲ(图21中1-1所指支脚)相对所在组合线圈4向内偏入一槽，使得其尾端支脚Ⅲ(图21中1-1所指支脚)的连接脚Ⅳ与其首端支脚Ⅲ(图21中1-2所指支脚)的连接脚Ⅳ之间相差一个槽位，势必与该组中另外一个线圈组5的首端支脚Ⅲ(图21中2-2所指支脚)的连接脚Ⅳ并排。

而该组中另外一个线圈组5上设置有一个节距为Y+1的第一类偏U形导体1，节距为Y+1的第一类偏U形导体1的支脚Ⅲ(图21中2-1所指支脚)相对所在组合线圈4向外偏出一槽，即顺时针前移一个槽位，使得其尾端支脚Ⅲ(图21中2-1所指支脚)的连接脚Ⅳ与其首端支脚Ⅲ(图21中2-2所指支脚)的连接脚Ⅳ之间相交叠一个槽位，势必与上一个线圈组5的首端支脚Ⅲ(图21中1-2所指支脚)的连接脚Ⅳ并排。

这样，直接将其中任一组交错并排的首端支脚Ⅲ和尾端支脚Ⅲ相连，都可以将两个线圈组5并联成一个支路。而交错并排的首端支脚Ⅲ和尾端支脚Ⅲ相邻设置，距离近，无需跨接导体就可直接相连。

本实施例中为三相定子绕组，故用3个所述两支路相绕组在定子圆周方向上排列，形成一个三相定子绕组10，最后在各个相绕组的接线端设置一根连接3个相绕组的星点连接导体7，实现三相绕组的星点连接，如图25～图28所示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种两支路相绕组，其特征在于，包括用于安装在定子铁芯槽内的线圈组，所述线圈组由M个组合线圈依次连接而成，M等于相绕组的磁极对数，所述组合线圈包括第一类偏U形导体和第二类偏U形导体，所述第一类偏U形导体和第二类偏U形导体均包括整体呈U型弯折的发卡主体，所述发卡主体包括两个相互平行设置的支腿部和连接在两个支腿部一端的头部，两个所述支腿部的另一端各设置有一个支脚，位于同一发卡主体上的两个支脚在发卡主体的宽度方向上朝向同一侧偏转弯折；所述第一类偏U形导体和第二类偏U形导体在发卡主体的厚度方向上的投影相互重叠，且所述第一类偏U形导体的支脚与第二类偏U形导体的支脚的偏转弯折方向相反，使所述第一类偏U形导体中朝外偏转弯折的支脚和第二类偏U形导体中朝外偏转弯折的支脚相互背离，且所述第一类偏U形导体中朝向中部偏转弯折的支脚和第二类偏U形导体中朝向中部偏转弯折的支脚相贴近并连接，形成所述组合线圈；

每个支路均包括两个在周向相邻槽位上设置且串联连接的线圈组，两个线圈组中分别设置有一个节距为Y+1的第一类偏U形导体和一个节距为Y-1的第一类偏U形导体，且其他所有的第一类偏U形导体和第二类偏U形导体的节距均为Y；一个线圈组上节距为Y+1的第一类偏U形导体与另一个线圈组上节距为Y-1的第一类偏U形导体位于周向相邻的槽位内，节距为Y+1的第一类偏U形导体上向外偏转弯折的支脚所在的支腿部相对其所在组合线圈向外偏出一个槽位，节距为Y-1的第一类偏U形导体上向外偏转弯折的支脚所在的支腿部相对其所在组合线圈向内偏入一个槽位。

2.如权利要求1所述的两支路相绕组，其特征在于，所述第一类偏U形导体和第二类偏U形导体的两个支腿部均在其发卡主体的厚度方向上错位设置，所述第二类偏U形导体在所述第一类偏U形导体的厚度方向上位于所述第一类偏U形导体的两支腿部之间，且所述第二类偏U形导体的头部包覆在所述第一类偏U形导体的头部内。

3.如权利要求2所述的两支路相绕组，其特征在于，所述组合线圈还包括整体呈环形的O形导体，所述O形导体包括整体呈U型弯折的发卡主体，所述发卡主体包括两个相互平行设置的支腿部和连接在两个支腿部一端的头部，两个所述支腿部的另一端各设置有一个支脚，两个所述支脚在发卡主体的宽度方向上朝向中部偏转弯折，并在发卡主体的厚度方向上错位间隔设置；所述O形导体在所述第一类偏U形导体的厚度方向上位于所述第一类偏U形导体的两支腿部之间，并与第二类偏U形导体层叠布置，形成所述O形导体的两个支脚分别与厚度方向上相邻的其他支脚相连，且所述第一类偏U形导体中朝外偏转弯折的支脚和第二类偏U形导体中朝外偏转弯折的支脚相互背离的所述组合线圈。

4.如权利要求2所述的两支路相绕组，其特征在于，位于同一槽位处的支腿部在径向上由外向内分为第一层导体、第二层导体、第三层导体和第四层导体；所述第一类偏U形导体的两个支腿部分别为各自所在槽位的第一层导体和第四层导体，所述第二类偏U形导体的两个支腿部分别为各自所在槽位的第二层导体和第三层导体。

5.如权利要求3所述的两支路相绕组，其特征在于，位于同一槽位处的支腿部在径向上由外向内分为第一层导体、第二层导体……第A层导体，A为大于4的偶数；所述第一类偏U形导体的两个支腿部分别为各自所在槽位的第一层导体和第A层导体，所述第二类偏U形导体的两个支腿部分别为各自所在槽位的第二层导体和第三层导体或者第(A-1)层导体和第(A-2)层导体，所述O形导体的支腿部分别为各自所在槽位的第2n层导体和第2n+1层导体或者第A-2n层导体和第A-2n+1层导体，2≦n≦A/2-1。

6.如权利要求1、2或4所述的两支路相绕组，其特征在于，所述第一类偏U形导体和第二类偏U形导体的支脚均具有平行于支腿部设置的连接脚，且相连接的两个连接脚在径向上相邻设置；所述第一类偏U形导体和第二类偏U形导体的头部为具有顶端的V形或弧形，所述头部的两侧及两支腿部由所述V形或弧形的顶端沿径向前后错位设置；所述第一类偏U形导体和第二类偏U形导体均由扁铜线或矩形截面铜线弯折而成。

7.如权利要求3或5所述的两支路相绕组，其特征在于，所述第一类偏U形导体、第二类偏U形导体以及O形导体的支脚均具有平行于支腿部设置的连接脚，且相连接的两个连接脚在径向上相邻设置；所述第一类偏U形导体、第二类偏U形导体以及O形导体的头部为具有顶端的V形或弧形，所述头部的两侧及两支腿部由所述V形或弧形的顶端沿径向前后错位设置；所述第一类偏U形导体、第二类偏U形导体以及O形导体均由扁铜线或矩形截面铜线弯折而成。

8.如权利要求1所述的两支路相绕组，其特征在于，任一支路上，其中一组在径向上相邻设置的两个支脚分别为用于连接电源引出线的支脚和用于连接星点线的支脚。

9.一种定子，其特征在于，包括定子铁芯和三相安装在所述定子铁芯上的如上述任一权利要求所述的两支路相绕组，三相所述两支路相绕组的一端分别连接有电源引出导体，另一端通过星点连接导体相互连接。

10.一种电机，其特征在于，包括如权利要求9所述的定子。