CN110417148A - 定子双层绕组结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定子双层绕组结构，以解决上述技术问题，具体的技术方案如下：提供一种定子双层绕组结构，其中双层绕组结构包括：定子元件，包括多个齿槽，齿槽围绕定子元件的径向在定子元件的内周均匀分布；多个槽绝缘，对应设置于齿槽内；以及多个线圈，设置于齿槽内，线圈的端部包括线圈出槽段、线圈过渡段和线圈圆弧段，线圈出槽段的截面为横向矩形，线圈圆弧段的截面为纵向矩形，线圈过渡段一端的截面连接线圈出槽段并与线圈出槽段的截面形状相同，线圈过渡段另一端的截面连接线圈圆弧段并与线圈圆弧段的截面形状相同；其中，多个线圈分为上层线圈和下层线圈，上层线圈和下层线圈均分别包括外层线圈、中层线圈和内层线圈。

Description

定子双层绕组结构

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种适用于槽满率较高的磁极绕组制造的定子双层绕组结构。

背景技术

旋转电机一般包括定子和转子，对于大功率直驱型电机，随着单机功率的增加，电机的尺寸和重量都有所增加，这样给定子浸漆或电机的运输造成一定的难度。目前一种行之有效的解决措施是将定子制作成分瓣结构，其优点是一方面便于定子的浸漆，另一方面便于运输和现场装配。

对于传统形式的大型电机，定子通常使用双层绕组结构，每个槽中嵌放两支线圈的各一个有效边(一个槽内有两支不同线圈的有效边叠放在一起)，其中应用较多的线圈结构为上下层结构，即线圈的一个有效边嵌放在槽的上半部分，另一个有效边嵌放在相距一个节距的槽的下半部分。但是在实际生产及装配时，通常线圈端部尺寸较长，在分瓣定子拼接处的上层线圈和下层线圈的端部经常会产生干涉，影响生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种定子双层绕组结构，以解决上述技术问题，具体的技术方案如下：提供一种定子双层绕组结构，其中双层绕组结构包括：定子元件，包括多个齿槽，齿槽围绕定子元件的径向在定子元件的内周均匀分布；多个槽绝缘，对应设置于齿槽内；以及多个线圈，设置于齿槽内，线圈的端部包括线圈出槽段、线圈过渡段和线圈圆弧段，线圈出槽段的截面为横向矩形，线圈圆弧段的截面为纵向矩形，线圈过渡段一端的截面连接线圈出槽段并与线圈出槽段的截面形状相同，线圈过渡段另一端的截面连接线圈圆弧段并与线圈圆弧段的截面形状相同；其中，多个线圈分为上层线圈和下层线圈，上层线圈和下层线圈均分别包括外层线圈、中层线圈和内层线圈。

在一种可能的设计中，槽绝缘的材质为聚酰亚胺薄膜聚芳酰胺纤维纸复合材料。

在一种可能的设计中，线圈出槽段的截面与其槽内线圈的形状尺寸相同；线圈过渡段的一端连接在线圈出槽段之上；从与线圈出槽段的连接之处开始，线圈过渡段的截面在高度方向逐渐变小、宽度方向逐渐变大，各个位置的截面积相同，且均等于线圈出槽段的截面积；线圈圆弧段连接在线圈过渡段的另一端之上。

在一种可能的设计中，外层线圈、中层线圈和内层线圈在径向方向上的位置分为三层，且各层之间设有间隔。

在一种可能的设计中，在外层线圈中，线圈过渡段和线圈圆弧段的外侧边缘朝向靠近定子外径的方向对齐；在内层线圈中，线圈过渡段和线圈圆弧段的外侧边缘朝向靠近定子内侧的方向对齐；在中层线圈中，线圈过渡段和线圈圆弧段的位置在外层线圈和内层线圈之间。

在一种可能的设计中，在外层线圈中，线圈过渡段和线圈圆弧段的外侧边缘朝向靠近定子外径的方向，且位置超过定子外径；在内层线圈中，线圈过渡段和线圈圆弧段的外侧边缘朝向靠近定子内侧的方向，且位置超过定子内径；在中层线圈中，线圈过渡段和线圈圆弧段的位置在外层线圈和内层线圈之间。

在一种可能的设计中，外层线圈、中层线圈和内层线圈在定子元件的径向方向上互不重叠。

在一种可能的设计中，多个线圈为等长或者不等长线圈。

在一种可能的设计中，多个线圈的有效边长的长度相同。

本发明与现有技术相比具有的优点有：

本发明提供了线圈端部更加紧凑结构，可以减少定子元件的总轴向长度，因此，可以减少有效材料用量，缩短定子轴向长度。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明一实施例的定子双层绕组结构的结构示意图。

图2是本发明一实施例的上层线圈和下层线圈端部的结构示意图。

图3是本发明一实施例的外层线圈的侧视示意图。

图4是本发明一实施例的中层线圈的侧视示意图。

图5是本发明一实施例的内层线圈的侧视示意图。

具体实施方式

本发明的一实施例中揭露一种定子双层绕组结构1，双层绕组结构1包括定子元件2、多个槽绝缘3和多个线圈4，其中：

请参考图1所示，定子元件2包括多个齿槽21，齿槽21围绕定子元件2的径向在定子元件2的内周均匀分布，本实施例公开的定子元件2为定子铁心，多个齿槽21沿着定子铁心圆周间隔设置，但并不以此为限。

多个槽绝缘3对应设置于齿槽21内，本实施例公开的槽绝缘3的材质为聚酰亚胺薄膜聚芳酰胺纤维纸复合材料，但并不以此为限，本领域技术人员可以根据本发明的教导选择其他合适的材质作为槽绝缘3。

多个线圈4设置于齿槽21内，本实施例公开的每个齿槽21中嵌放两支线圈4，线圈4由一匝或多匝组成，其中在齿槽21上半部分的线圈为上层线圈41、下半部分的线圈为下层线圈42，并且上层线圈41和下层线圈42在齿槽21两侧的端部设置方式相同，本发明的定子双层绕组结构1利用上层线圈41和下层线圈42在齿槽21两侧的端部配对应用，可以实现定子双层绕组在拼接位置处线圈的连续嵌放。

同时，线圈4的端部包括线圈出槽段8、线圈过渡段9和线圈圆弧段10，线圈出槽段8的截面为横向矩形，线圈圆弧段10的截面为纵向矩形，线圈过渡段9一端的截面连接线圈出槽段8并与线圈出槽段8的截面形状相同，线圈过渡段9另一端的截面连接线圈圆弧段10并与线圈圆弧段10的截面形状相同。也就是说，通过线圈过渡段9，线圈圆弧段10的截面由线圈出槽段8的横向矩形过渡为纵向矩形。

在一优选实施例中，线圈出槽段8与槽内线圈有效边的形状尺寸相同。线圈过渡段9的一端连接在线圈出槽段8之上。线圈过渡段9的特点是，从与线圈出槽段8的连接之处开始，线圈过渡段9的截面在高度方向逐渐变小、宽度方向逐渐变大，各个位置的截面积相同，且等于线圈出槽段8的截面积。线圈圆弧段10连接在线圈过渡段9的另一端之上。线圈圆弧段10特点是线圈截面在高度方向最小、宽度方向最大，各个位置的截面形状可以相同也可以不同，目的是实现一个节距内相关线圈的端部在空间排布。

多个线圈4分为上层线圈41和下层线圈42。上层线圈41包括外层线圈5、中层线圈6和内层线圈7，此三支上层线圈的有效边长度相同。下层线圈42也包括外层线圈、中层线圈和内层线圈，此三支下层线圈的有效边长度均相同。

在一优选实施例中，上层线圈41和下层线圈42均可以用等长或者不等长的线圈实现，优选的多个线圈4的有效边长的长度相同。

在一优选实施例中，外层线圈5、中层线圈6和内层线圈7在径向方向上的位置分为三层，且各层之间设有间隔，但并不以此为限，本领域也可以根据实际装配需求选择其他的设置方式，例如在各层线圈依次重叠，并在各层线圈之间分别设置一层有机硅胶涂漆。

在一优选实施例中，如图3所示，在外层线圈5中，线圈过渡段9和线圈圆弧段10的外侧边缘朝向靠近定子元件2外径的方向对齐，但并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际生产装配需求选择其他的对应的设置方式。如图5所示，在内层线圈7中，线圈过渡段9和线圈圆弧段10的外侧边缘朝向靠近定子内侧的方向对齐，但并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际生产装配需求选择其他的对应的设置方式。如图4所示，在中层线圈6中，线圈过渡段9和线圈圆弧段10的位置在外层线圈5和内层线圈7之间，但并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际生产装配需求选择其他的对应的设置方式。

在另一优选实施例中，在外层线圈5中，线圈过渡段9和线圈圆弧段10的外侧边缘朝向靠近定子外径的方向，且位置超过定子外径，在内层线圈7中，线圈过渡段9和线圈圆弧段10的外侧边缘朝向靠近定子内侧的方向，且位置超过定子内径，在中层线圈6中，线圈过渡段9和线圈圆弧段10的位置在外层线圈5和内层线圈7之间，然外层线圈5、中层线圈6和内层线圈7的端部设置方式并不局限于此，本领域技术人员可以根据实际的装配需求选择其他的对应的设置方式。

如图2所示，由于上层线圈41和下层线圈42均包括外层线圈5、中层线圈6和内层线圈7，在上层线圈41和下层线圈42各自的结构中，外层线圈5、中层线圈6和内层线圈7的结构是相同的。

嵌线时，需要先嵌放上层线圈41上的内层线圈5，然后嵌放上层线圈41上的中层线圈6，最后嵌放上层线圈41上的外层线圈7。双下层边线圈原理相同。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种定子双层绕组结构，其特征在于，所述双层绕组结构包括：

定子元件，包括多个齿槽，所述齿槽围绕所述定子元件的径向在所述定子元件的内周均匀分布；

多个槽绝缘，对应设置于所述齿槽内；以及

多个线圈，设置于所述齿槽内，所述线圈的端部包括线圈出槽段、线圈过渡段和线圈圆弧段，所述线圈出槽段的截面为横向矩形，所述线圈圆弧段的截面为纵向矩形，所述线圈过渡段一端的截面连接线圈出槽段并与线圈出槽段的截面形状相同，线圈过渡段另一端的截面连接线圈圆弧段并与线圈圆弧段的截面形状相同；

其中，所述多个线圈分为上层线圈和下层线圈，所述上层线圈和所述下层线圈均分别包括外层线圈、中层线圈和内层线圈。

2.根据权利要求1所述的定子双层绕组结构，其特征在于，所述槽绝缘的材质为聚酰亚胺薄膜聚芳酰胺纤维纸复合材料。

3.根据权利要求1所述的定子双层绕组结构，其特征在于，所述线圈出槽段的截面与其槽内线圈的形状尺寸相同；所述线圈过渡段的一端连接在线圈出槽段之上；从与线圈出槽段的连接之处开始，所述线圈过渡段的截面在高度方向逐渐变小、宽度方向逐渐变大，各个位置的截面积相同，且均等于所述线圈出槽段的截面积；所述线圈圆弧段连接在所述线圈过渡段的另一端之上。

4.根据权利要求1所述的定子双层绕组结构，其特征在于，所述外层线圈、所述中层线圈和所述内层线圈在径向方向上的位置分为三层，且各层之间设有间隔。

5.根据权利要求4所述的定子双层绕组结构，其特征在于，在所述外层线圈中，线圈过渡段和线圈圆弧段的外侧边缘朝向靠近定子外径的方向对齐；在所述内层线圈中，线圈过渡段和线圈圆弧段的外侧边缘朝向靠近定子内侧的方向对齐；在所述中层线圈中，线圈过渡段和所述线圈圆弧段的位置在外层线圈和所述内层线圈之间。

6.根据权利要求4所述的定子双层绕组结构，其特征在于，在所述外层线圈中，线圈过渡段和线圈圆弧段的外侧边缘朝向靠近定子外径的方向，且位置超过定子外径；在所述内层线圈中，线圈过渡段和线圈圆弧段的外侧边缘朝向靠近定子内侧的方向，且位置超过定子内径；在所述中层线圈中，线圈过渡段和线圈圆弧段的位置在所述外层线圈和所述内层线圈之间。

7.根据权利要求4所述的定子双层绕组结构，其特征在于，所述外层线圈、所述中层线圈和所述内层线圈在所述定子元件的径向方向上互不重叠。

8.根据权利要求1所述的定子双层绕组结构，其特征在于，所述多个线圈为等长或者不等长线圈。

9.根据权利要求1所述的定子双层绕组结构，其特征在于，所述多个线圈的有效边长的长度相同。