CN110289718A - 一种新型绕组电机的定子 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新能源汽车用驱动电机，具体涉及一种新型绕组电机的定子，包括中空圆筒形定子芯体和定子线圈，所述定子芯体具有形成在定子芯体的径向内表面中并且在所述定子芯体的周向方向上隔开的多个轴向贯通的定子槽；所述定子线圈由发卡形成，所述发卡沿所述定子芯体的径向在所述定子芯体的定子槽中形成按照定子芯体径向方向从内到外依次排列的第1层到第2n层，n为自然数；每个发卡的2个有效直线段分别置于不同定子槽的奇数层和偶数层，且发卡扭头端的置于奇数层和偶数层的铜线的扭转方向相反且扭转角度相同，所述发卡和发针形成多条支路，且每条支路包含了所有的层数。本发明电机的定子通过增加支路数量，大幅提高了电机的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种新能源汽车用驱动电机，具体涉及一种新型绕组电机的定子。
背景技术
随着新能源汽车技术的快速发展，对于驱动电机的性能要求越来越高，目前，国内汽车行业内尚无8层以上发卡式扁线定子产品的批产，且国内目前4层和6层扁线定子绕组多为2个支路并联，难以较大幅度的提升产品性能，提高支路的数量可以大幅提升电机的性能，但是由于多支路的绕组的定子存在以下的问题：
1、每个支路在槽内直线段导体数相同的情况下，引起电阻不平衡主要是铜线的两端。由于所在层数的直径不一致，即每层铜线端部的弧度不一致，数量的累计导致各支路铜线的总长不同，从而产生电阻不平衡。
2、由于温度场的分布影响、电阻的不平衡、集肤效应和临近效应的影响的叠加，每层的线圈的电感亦有所差异。
3、在同一相的相临的一组槽中，由于各支路分布不均，造成导体间存在环流，降低电机效率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点和不足，提供一种新型绕组电机的定子，该定子整体电阻、电感相对平衡且导体间的环流影响较小，电机性能大幅提升。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种新型绕组电机的定子，包括中空圆筒形定子芯体和定子线圈，所述定子芯体具有形成在定子芯体的径向内表面中并且在所述定子芯体的周向方向上隔开的多个轴向贯通的定子槽；所述定子线圈由发卡形成，所述发卡沿所述定子芯体的径向在所述定子芯体的定子槽中形成按照定子芯体径向方向从内到外依次排列的第1层到第2n层，n为自然数；每个发卡的2个有效直线段分别置于不同定子槽的基数层和偶数层，且发卡扭头端的置于奇数层和偶数层的铜线的扭转方向相反且扭转角度相同，所述发卡和发针形成多条支路，且每条支路包含了所有的层数。
作为优选方案：所述定子芯体在周向方向等间隔开设有S个矩形的定子槽，所应用的电机为P极；所述定子线圈连接形成定子绕组，所述定子绕组实现为三相绕组结构，所述三相绕组结构的每极每相槽数为S/P/3，并联的路数为K，K≤P，每槽中存在的每相的每个支路导体数为2n/K，槽距为S/P，其中S、P、K均为自然数。
作为优选方案：两个发卡中的一个具有从所述定子槽中的某一层引出的端部部分，而另一个具有从所述定子槽中的不同层引出的端部部分，两个发卡的端部部分在定子芯体的自由端焊接相连并形成连接部，并且两个发卡的端部部分的距离为S/P槽距。
作为优选方案：所述发卡形成为U形或V形，具有一对沿长度方向延伸的自由部与所述自由部连接的弯曲形成的头部。
作为优选方案：所述发卡由材质为铜、铝或者铜铝混合物中的任一材质制成的电导体形成。
作为优选方案：所述发卡部分的容纳在所述定子槽中从而具有从定子芯体的一对轴向端面分别突出的一对线圈端部部分，对应定子出线的一端称为出线端，另一端称为自由端，所述发卡的横截面形状为方形。
本发明采用了电机的定子采用多条支路，且通过调整每相的相邻槽中导体的层数位置，调整不同跨距的发卡线圈位置，使得多条支路之间的电阻、电感相对平衡且导体间的环流影响较小，电机性能大幅提升。
另外，本发明可在相同绕组质量中，实现绕组支路最多，绕组线型最少，即发卡的种类较少，从而对应的模具数量最少，产线设备需求最少，土地占用量最少，最大化的实现产能最优化。
附图说明
图1为本发明的定子结构及其中一条支路的布线示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用以限定本发明。
如图1所示，一种新型绕组电机的定子，包括中空圆筒形定子芯体和定子线圈，所述定子芯体具有形成在定子芯体的径向内表面中并且在所述定子芯体的周向方向上隔开的多个轴向贯通的定子槽；所述定子线圈由发卡形成，其特征在于：所述发卡沿所述定子芯体的径向在所述定子芯体的定子槽中形成按照定子芯体径向方向从内到外依次排列的第1层到第8层；每个发卡的2个有效直线段分别置于不同定子槽的奇数层和偶数层，且发卡扭头端的置于奇数层和偶数层的铜线的扭转方向相反且扭转角度相同，所述发卡和发针形成多条支路，且每条支路包含了所有的层数。
所述定子芯体在周向方向等间隔开设有48个矩形的定子槽18，所应用的电机为8极；所述定子线圈连接形成定子绕组，所述定子绕组实现为三相绕组结构，所述三相绕组结构的每极每相槽数为2，并联的路数为4，每槽中存在的每相的每个支路导体数为2，槽距为6。
两个发卡中的一个具有从所述定子槽中的某一层引出的端部部分，而另一个具有从所述定子槽中的不同层引出的端部部分，两个发卡的端部部分在定子芯体的自由端焊接相连并形成连接部，并且两个发卡的端部部分的距离为6槽距。
所述发卡形成为U形或V形，具有一对沿长度方向延伸的自由部与所述自由部连接的弯曲形成的头部。 所述发卡由材质为铜、铝或者铜铝混合物中的任一材质制成的电导体形成。
所述发卡部分的容纳在所述定子槽中从而具有从定子芯体的一对轴向端面分别突出的一对线圈端部部分，对应定子出线的一端称为出线端，另一端称为自由端，所述发卡的横截面形状为方形。
单个支路包含15根U型发卡，每个支路均是从第1层到第8层，每层每槽内导体均布，本发明定子结构的其中一条支路的具体布线结构如下，将发卡两个直边分别命名发卡直边A和发卡直边B，
第一发卡1直边A插设在2号槽的第3层，第一发卡1直边B插设在8号槽的第2层，第二发卡2直边A插设在14号槽的第1层，第二发卡2直边B插设在20号槽的第2层，第三发卡3直边A插设在26号槽的第1层，第三发卡3直边B插设在32号槽的第2层，第四发卡4直边A插设在38号槽的第1层，第四发卡4直边B插设在44号槽的第2层，第五发卡5直边A插设在2号槽的第5层，第五发卡5直边B插设在8号槽的第4层，第六发卡6直边A插设在14号槽的第3层，第六发卡6直边B插设在20号槽的第4层，第七发卡7直边A插设在26号槽的第3层，第七发卡7直边B插设在32号槽的第4层，第八发卡8直边A插设在38号槽的第3层，第八发卡8直边B插设在44号槽的第4层，第九发卡9直边A插设在2号槽的第7层，第九发卡9直边B插设在8号槽的第6层，第十发卡10直边A插设在13号槽的第5层，第十发卡10直边B插设在19号槽的第6层，第十一发卡11直边A插设在25号槽的第5层，第十一发卡11直边B插设在31号槽的第6层，第十二发卡12直边A插设在37号槽的第5层，第十二发卡12直边B插设在43号槽的第6层，第十三发卡13直边A插设在13号槽的第7层，第十三发卡13直边B插设在19号槽的第8层，第十四发卡14直边A插设在25号槽的第7层，第十四发卡14直边B插设在31号槽的第8层，第十五发卡15直边A插设在37号槽的第7层，第十五发卡15直边B插设在43号槽的第8层，起始段16插设在1号槽的第1层，出线段17插设在7号槽的第8层。
本专利主要是解决多层扁线(2n≥4)整数槽绕组出线的相不平衡、电感不平衡和环流损耗过大等引起的电机性能偏差过大以及在相同扭头角度(跨距)下的发卡布置的问题，且本发明为增加产能和防错，尽可能减少发卡的种类，因为每类发卡均须模具成型，这样发卡种类的减小直接导致了模具的数量的较小，节省了成本提高了产能。
应当指出，以上实施例仅是本发明的代表性例子。本发明还可以有许多变形。凡是依据本发明的实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种新型绕组电机的定子，包括中空圆筒形定子芯体和定子线圈，所述定子芯体具有形成在定子芯体的径向内表面中并且在所述定子芯体的周向方向上隔开的多个轴向贯通的定子槽；所述定子线圈由发卡形成，其特征在于：所述发卡沿所述定子芯体的径向在所述定子芯体的定子槽中形成按照定子芯体径向方向从内到外依次排列的第1层到第2n层，n为自然数；每个发卡的2个有效直线段分别置于不同定子槽的奇数层和偶数层，且发卡扭头端的置于奇数层和偶数层的铜线的扭转方向相反且扭转角度相同，所述发卡和发针形成多条支路，且每条支路均等含了所有的层数。
2.根据权利要求1所述的一种新型绕组电机的定子，其特征在于：所述定子芯体在周向方向等间隔开设有S个矩形的定子槽，所应用的电机为P极；所述定子线圈连接形成定子绕组，所述定子绕组实现为三相绕组结构，所述三相绕组结构的每极每相槽数为S/P/3，并联的路数为K，K≤P，每槽中存在的每相的每个支路导体数为2n/K，槽距为S/P，其中S、P、K均为自然数。
3.根据权利要求2所述的一种新型绕组电机的定子，其特征在于：两个发卡中的一个具有从所述定子槽中的某一层引出的端部部分，而另一个具有从所述定子槽中的不同层引出的端部部分，两个发卡的端部部分在定子芯体的自由端焊接相连并形成连接部，并且两个发卡的端部部分的距离为S/P槽距。
4.根据权利要求1所述的一种新型绕组电机的定子，其特征在于：所述发卡形成为U形或V形，具有一对沿长度方向延伸的自由部与所述自由部连接的弯曲形成的头部。
5.根据权利要求1所述的一种新型绕组电机的定子，其特征在于：所述发卡由材质为铜、铝或者铜铝混合物中的任一材质制成的电导体形成。
6.根据权利要求1所述的一种新型绕组电机的定子，其特征在于：所述发卡部分的容纳在所述定子槽中从而具有从定子芯体的一对轴向端面分别突出的一对线圈端部部分，对应定子出线的一端称为出线端，另一端称为自由端，所述发卡的横截面形状为方形。
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