CN111342585A - 一种电机绕组和电机定子 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机绕组和电机定子，电机绕组将N个第一分段式线圈单元和M个第二分段式线圈单元沿周向依次排布，每个第一分段式线圈单元的第一槽内部分和第二槽内部分沿径向呈两层分布，且第一分段式线圈单元沿径向设置于电机绕组的任一层；每个第二分段式线圈单元的第三槽内部分和第四槽内部分沿径向同层分布，且第二分段式线圈单元沿径向设置于电机绕组的最外层和最内层。本申请绕组结构在磁路上采用了完全对称结构，消除了由于非对称结构产生的环流电流问题，取消了各相间汇流排，实现了各相间内直接连接，实现了各相绕组的支路和中性点设置于任一槽任一层，降低了制作工艺复杂程度，降低了生产成本，降低了材料成本，提高了加工效率。

Description

一种电机绕组和电机定子

技术领域

本发明实施例涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机绕组和电机定子。

背景技术

定子绕组包括多个发卡线圈，将多个发卡线圈按照一定的排布方式，穿进定子铁芯的槽内，形成所需的单相电机或多相电机的绕组。现有技术中使用的发卡线圈的种类较多，排布方式复杂，需要使用大量的汇流条和汇流排以连接各相绕组的支路及中性点，制作工艺复杂，生产成本高，加工效率低。

发明内容

本发明提供一种电机绕组和电机定子，通过绕组结构在磁路上采用了完全对称结构，消除了由于非对称结构产生的环流电流问题；取消了各相间汇流排，实现了各相间内直接连接，实现了各相绕组的支路和中性点设置于任一槽任一层，降低了制作工艺复杂程度，降低了生产成本，降低了材料成本，提高了加工效率。

本发明实施例提供了一种电机绕组，包括：

三相分段式线圈；

每相所述分段式线圈包括N个第一分段式线圈单元和M个第二分段式线圈单元，其中，N≥2，M≥4，N和M均为整数；

任一所述第一分段式线圈单元包括：依次连接的第一槽外端部、第一槽内部分、第一槽外转弯部、第二槽内部分和第二槽外端部，所述第一槽内部分和所述第二槽内部分位于不同的槽内；任一所述第二分段式线圈单元包括：依次连接的第三槽外端部、第三槽内部分、第二槽外转弯部、第四槽内部分和第四槽外端部，所述第三槽内部分和所述第四槽内部分位于不同的槽内；

其中，第一分段式线圈单元的槽节距为第一节距，其中，所述第一节距为以下之一：整节距Y、长节距Z、短节距X1；第二分段式线圈单元的槽节距为第二节距，其中所述第二节距为短节距X2；Z＞Y＞X1＝X2；

N个所述第一分段式线圈单元沿周向依次排布，每个所述第一分段式线圈单元的所述第一槽内部分和所述第二槽内部分沿径向呈两层分布，且所述第一分段式线圈单元沿径向设置于所述电机绕组的任一层；

M个所述第二分段式线圈单元沿周向依次排布，每个所述第二分段式线圈单元的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分沿径向同层分布，且所述第二分段式线圈单元沿径向设置于所述电机绕组的最外层和最内层；

所述第二分段式线圈单元的数量M小于所述线圈绕组的极数。

进一步地，所述电机绕组沿径向的线圈层数为大于等于4的偶数。

进一步地，所述第一分段式线圈单元的所述第一槽外端部和所述第二槽外端部沿周向的延伸方向相反且远离；所述第二分段式线圈单元的所述第三槽外端部和所述第四槽外端部沿周向的延伸方向相同。

进一步地，所述第一分段式线圈单元包括第一发卡线圈和第二发卡线圈；其中，当所述第一分段式线圈单元的槽节距为所述整节距Y时，M/2个所述第二发卡线圈的所述第一槽内部分设置于相邻所述第二分段式线圈单元的一层，且每个所述第二发卡线圈的所述第一槽内部分与所述第二分段式线圈单元的所述第三槽内部分或所述第四槽内部分设置于同一槽内，每个所述第二发卡线圈的所述第二槽内部分设置于间隔所述第二分段式线圈单元的一层；

所述第二分段式线圈单元包括第三发卡线圈和第四发卡线圈；所述第三发卡线圈的数量与所述第四发卡线圈的数量相等；

所述第三发卡线圈和所述第四发卡线圈的槽外端部沿周向的延伸方向相反，其中，所述第三发卡线圈的两个槽外端部沿周向的延伸方向为顺时针方向，所述第四发卡线圈的两个槽外端部沿周向的延伸方向为逆时针方向；或者，所述第三发卡线圈的两个槽外端部沿周向的延伸方向为逆时针方向，所述第四发卡线圈的两个槽外端部沿周向的延伸方向为顺时针方向；

所述第三发卡线圈设置于所述电机绕组的最外层，且所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分呈同层分布；所述第四发卡线圈设置于所述电机绕组的最内层，且所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分呈同层分布；

或者，所述第三发卡线圈设置于所述电机绕组的最内层，且所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分呈同层分布；所述第四发卡线圈设置于所述电机绕组的最外层，且所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分呈同层分布。

进一步地，所述第一分段式线圈单元中所述第二发卡单元的数量为：L/2*M，其中，L为所述电机绕组除最外层和最内层之外的中间层数，L≥2，且L为偶数。

进一步地，所述电机绕组的层数为8，M等于4；4个所述第二分段式线圈单元包括2个所述第三发卡线圈以及2个所述第四发卡线圈；N个所述第一分段式线圈单元中包括12个第二发卡线圈；

其中，2个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层；2个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；

或者，2个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；2个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层。

进一步地，所述电机绕组的层数为8，M等于8；8个所述第二分段式线圈单元包括4个所述第三发卡线圈以及4个所述第四发卡线圈；N个所述第一分段式线圈单元中包括24个第二发卡线圈；

其中，4个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层；4个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；

或者，4个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；4个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层。

进一步地，所述电机绕组的层数为6，M等于12；12个所述第二分段式线圈单元包括6个所述第三发卡线圈以及6个所述第四发卡线圈；N个所述第一分段式线圈单元中包括12个第二发卡线圈；

其中，6个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层；6个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；

或者，6个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；6个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层。

进一步地，所述电机绕组的层数为8，M等于16；16个所述第二分段式线圈单元包括8个所述第三发卡线圈以及8个所述第四发卡线圈；N个所述第一分段式线圈单元中包括48个第二发卡线圈；

其中，8个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层；8个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；

或者，8个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；8个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层。

本发明实施例还提供了一种电机定子，包括：定子铁芯和如上述实施例所述的电机绕组，所述定子铁芯为圆环状，所述定子铁芯的圆环内侧具有多个齿部，多个所述齿部沿所述定子铁芯的周向均匀分布；相邻两个齿部之间形成一个槽；所述定子铁芯沿圆环径向且指向轴心方向将每个槽分为第1层、第2层、……、第n层，n≥4，且n为偶数。

进一步地，所述电机绕组中的N个所述第一分段式线圈单元沿所述定子铁芯的周向依次排布，每个所述第一分段式线圈单元的第一槽内部分和第二槽内部分位于所述槽内，且所述第一槽内部分和所述第二槽内部分沿径向设置于所述槽的相邻两层；

所述电机绕组中的M个所述第二分段式线圈单元沿所述定子铁芯的周向依次排布，每个所述第二分段式线圈单元的第三槽内部分和第四槽内部分位于所述槽内；且所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均设置于所述槽的第1层，或者，所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均设置于所述槽的第n层。

本发明实施例的技术方案中的电机绕组将N个第一分段式线圈单元和M个第二分段式线圈单元沿周向依次排布，其中，第一分段式线圈单元的槽节距可以为长节距Z、整节距Y或短节距X1，第二分段式线圈单元的槽节距为短节距X2，每个第一分段式线圈单元的第一槽内部分和第二槽内部分沿径向呈两层分布，且第一分段式线圈单元沿径向设置于电机绕组的任一层；每个第二分段式线圈单元的第三槽内部分和第四槽内部分沿径向同层分布，且第二分段式线圈单元沿径向设置于电机绕组的最外层和最内层。本申请绕组结构在磁路上采用了完全对称结构，消除了由于非对称结构产生的环流电流问题；取消了各相间汇流排，实现了各相间内直接连接，实现了各相绕组的支路和中性点设置于任一槽任一层，降低了制作工艺复杂程度，降低了生产成本，降低了材料成本，提高了加工效率。

附图说明

图1(a)是本发明实施例提供的一种电机绕组的一相分段式线圈的结构示意图；

图1(b)是本发明实施例提供的一种电机绕组的一相分段式线圈的另一视角的结构示意图；

图1(c)是本发明实施例提供的第一分段式线圈单元的槽节距为长节距的结构示意图；

图2(a)为本发明实施例提供的一种第一分段式线圈单元的节距为整节距的结构示意图；

图2(b)为本发明实施例提供的一种第一分段式线圈单元的节距为长节距的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种第二分段式线圈单元的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种电机定子的结构示意图；

图5(a)是本发明实施例提供的第三发卡线圈的示意图；

图5(b)是本发明实施例提供的第四发卡线圈的示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种电机定子的示意图；

图7是本发明实施例提供的电机绕组的层数为6的电机定子的示意图；

图8是本发明实施例提供的另一种电机定子的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供了一种电机绕组。图1(a)是本发明实施例提供的一种电机绕组的一相分段式线圈的结构示意图，图1(b)是本发明实施例提供的一种电机绕组的一相分段式线圈的另一视角的结构示意图。该电机绕组可以是定子绕组或转子绕组，可以设置在电机的定子铁芯或转子铁芯上。图2(a)为本发明实施例提供的一种第一分段式线圈单元的节距为整节距的结构示意图。图2(b)为本发明实施例提供的一种第一分段式线圈单元的节距为长节距的结构示意图。图3为本发明实施例提供的一种第二分段式线圈单元的结构示意图。图4是本发明实施例提供的一种电机定子的结构示意图。

其中，结合图1所示，该电机绕组的三相分段式线圈中的每相分段式线圈10包括N个第一分段式线圈单元30和M个第二分段式线圈单元40(包括图中的40-1和40-2)，参见图1(a)和图1(b)，N个第一分段式线圈单元30分布于线圈绕组的各层，M个第二分段式线圈单元40分布于线圈绕的最外层和最内层，其中，N≥2，M≥4，N和M均为整数。

如图2(a)和2(b)所示，任一第一分段式线圈单元30包括：依次连接的第一槽外端部303-1、第一槽内部分301-1、第一槽外转弯部302、第二槽内部分301-2和第二槽外端部303-2，第一槽内部分301-1和第二槽内部分301-2位于不同的槽内。如图3所示，任一第二分段式线圈单元40包括：依次连接的第三槽外端部403-1、第三槽内部分401-1、第二槽外转弯部402、第四槽内部分401-2和第四槽外端部403-2，第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2位于不同的槽内；其中，第一分段式线圈单元30的槽节距为以下之一：整节距Y、长节距Z、短节距X1，第二分段式线圈单元40的槽节距为短节距X2，长节距Z＞整节距Y＞短节距X1＝短节距X2，通常情况下，槽节距中的长节距为7，整节距为6，短节距X1和X2均为5。

需要说明的是，当第一分段式线圈单元30的槽节距为整节距Y时，对于电机绕组来说，电机定子的同一个槽内设置的发卡线圈为同一相的发卡线圈，例如均为U相或者均为V相，而当第一分段式线圈单元30的槽节距为长节距Z或短节距X1时，电机定子的同一个槽内设置的发卡线圈为不同相的发卡线圈。图1(c)是本发明实施例提供的第一分段式线圈单元的槽节距为长节距的结构示意图。示例性地，本申请的下述实施例中均以第一分段式线圈单元30的槽节距为整节距Y时进行说明。

如图2(a)和2(b)所示，第一分段式线圈单元30的槽节距不论是长节距Z还是整节距Y，其第一槽外端部303-1和第二槽外端部303-2沿周向的延伸方向相反且远离，显然，当第一分段式线圈单元30的槽节距为短节距X1时，其第一槽外端部303-1和第二槽外端部303-2沿周向的延伸方向相反且远离。

如图3所示，第二分段式线圈单元40的第三槽外端部403-1和第四槽外端部403-1沿周向的延伸方向相同。

在本发明实施例中，如图2(a)、2(b)和图3所示，将组成电机绕组的单个发卡单元(即第一分段式线圈单元30和第二分段式线圈单元40)设置为整节距和短节距、或长节距和短节距、或均为短节距的形式，并且将短节距的第二分段式线圈单元40采用同层放置的设置方式，部分的设置于分段式线圈10的最外层和最内层，分段式线圈10的其余发卡单元均采用两层放置的第一分段式线圈单元30。

结合图1(a)和图4所示，N个第一分段式线圈单元30沿周向依次排布，每个第一分段式线圈单元30的第一槽内部分301-1和第二槽内部分301-2沿径向呈两层分布，且第一分段式线圈单元30沿径向设置于电机绕组的任一层。

M个第二分段式线圈单元40沿周向依次排布，每个第二分段式线圈单元40的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2沿径向同层分布，且第二分段式线圈单元40沿径向设置于电机绕组的最外层和最内层。

参见图1(a)和图1(b)，第一分段式线圈单元30包括第一发卡线圈30-1和第二发卡线圈30-2，其中，参见图5(a)和图5(b)，当第一分段式线圈单元30的槽节距为整节距Y时，M/2个第二发卡线圈30-2的第一槽内部分301-1设置于相邻第二分段式线圈单元40的一层，且每个第二发卡线圈30-2的第一槽内部分303-1与第二分段式线圈单元40的第三槽内部分401-1或第四槽内部分401-2设置于同一槽内，每个第二发卡线圈30-2的第二槽内部分301-2设置于间隔第二分段式线圈单元40的一层。

具体地，由于第二分段式线圈单元40采用同层设置，当M个第二分段式线圈单元40中的M/2个第二分段式线圈单元40设置于线圈绕组的最外层，另外M/2个第二分段式线圈单元40设置于线圈绕组的最内层时，与最外层和最内层放置第二分段式线圈单元40相邻的两层中就会有2M个槽处于置空状态，因此需要2M个第二发卡线圈30-2来填补其中的空缺，即上述第二发卡线圈30-2的第一槽内部分301-1设置于相邻第二分段式线圈单元40的一层，且每个第二发卡线圈30-2的第一槽内部分303-1与第二分段式线圈单元40的第三槽内部分401-1或第四槽内部分401-2设置于同一槽内；由于第二发卡单元30-2采用跨层设置的方式，因此第二发卡线圈30-2的第二槽内部分301-2设置于间隔第二分段式线圈单元40的一层。

第二分段式线圈单元40包括第三发卡线圈40-1和第四发卡线圈40-2；第三发卡线圈40-1的数量与第四发卡线圈40-2的数量相等；如图1(a)所示，第三发卡线圈40-1设置于电机绕组的最外层，且第三发卡线圈40-1的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2呈同层分布；第四发卡线圈40-2设置于电机绕组的最内层，且第四发卡线圈40-2的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2呈同层分布。或者，第三发卡线圈40-1设置于电机绕组的最内层，且第三发卡线圈40-1的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2呈同层分布；第四发卡线圈40-2设置于电机绕组的最外层，且第四发卡线圈40-2的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2呈同层分布。即第三发卡线圈40-1和第四发卡线圈40-2的位置可以根据实际需要进行互换。

第三发卡线圈40-1和第四发卡线圈40-2的槽外端部沿周向的延伸方向相反，其中，第三发卡线圈40-1的两个槽外端部403-1和403-2沿周向的延伸方向为顺时针方向，第四发卡线圈40-2的两个槽外端部403-1和403-2沿周向的延伸方向为逆时针方向。或者，第三发卡线圈40-1的两个槽外端部403-1和403-2沿周向的延伸方向为逆时针方向，第四发卡线圈40-2的两个槽外端部403-1和403-2沿周向的延伸方向为顺时针方向。即第三发卡线圈40-1和第四发卡线圈40-2的槽外端部的延伸方向可以根据实际需要进行互换。

可选地，第一分段式线圈单元30中第二发卡线圈30-2的数量为：L/2*M，其中，L为电机绕组除最外层和最内层之外的中间层数，L≥2，且L为偶数。

具体来说，电机绕组的层数为大于等于4的偶数，电机绕组的中间层每增加2层，第二发卡线圈30-2就增加M个。下面以一个具体的实施例来对第一分段式线圈单元30中第二发卡线圈30-2的数量做具体介绍。

示例性地，当电机绕组的层数为8层时，L为6，则当第二分段式线圈单元40的个数M为4时，第二发卡单元30-2的数量为12个；具体来说，当第二分段式线圈单元40的个数为4时，包括2个设置在第1层的第三发卡线圈40-1和2个设置在最8层的第四发卡线圈40-2，由于第二分段式线圈单元40均为同层设置，第2层出现4个(M个)槽处于置空状态，第7层也同样出现4个(M个)槽处于置空状态，因此需要8个(2M个)第二发卡线圈30-2来填补其中的空缺，即第2层跨越第3层设置有4个第二发卡线圈30-2，第7层跨第6层设置有4个第二发卡线圈30-2；同时，第4层跨第5层也设置有4个第二发卡线圈30-2，且设置于第4层跨第5层的4个第二发卡线圈30-2与设置于第2层跨越第3层、设置于第7层跨第6层的4个第二发卡线圈30-2处于相同的槽内。

图5(a)是本发明实施例提供的第三发卡线圈的示意图，图5(b)是本发明实施例提供的第四发卡线圈的示意图。

示例性地，参见图5(a)和图5(b)，槽节距X设置为5，槽节距Y设置为6，可以看出，第二分段式线圈单元40包括第三发卡线圈40-1和第四发卡线圈40-2，其中，第一发卡单元40-1设置于线圈绕组的最外层，其槽节距为5，是短节距，且第一发卡单元40-1的两个槽内部分同层放置于线圈绕组的最外层的两个槽中；第二发卡单元40-2设置于线圈绕组的最内层，其槽节距为5，是短节距，且第二发卡单元40-2同层放置于线圈绕组的最内层的两个槽中；其余发卡单元均为第一分段式线圈单元30，其槽节距为6，相对于第二分段式线圈单元40为长节距，且第一分段式线圈单元30的两个槽内部分放置于线圈绕组相邻的两层中。

可选地，第二分段式线圈单元40的数量M小于线圈绕组的极数。例如当线圈绕组的极数为8时，可以设置第二分段式线圈单元40的数量M为4。

可选地，电机绕组沿径向的线圈层数为大于等于4的偶数。电机绕组延着定子的半径方向的线圈层数一般为4层、6层、8层等大于等于4的偶数，本申请中均采用8层的电机绕组来对本申请的具体实现方式进行介绍。

参见图1和图4，电机绕组的层数为8，第二分段式线圈单元40的数量M等于4；4个第二分段式线圈单元40包括2个第三发卡线圈40-1以及2个第四发卡线圈40-2；N个第一分段式线圈单元30中包括12个第二发卡线圈30-2。其中，2个第三发卡线圈40-1设置于线圈绕组的最外层，且每个第三发卡线圈40-1的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最外层；2个第四发卡线圈40-2设置于线圈绕组的最内层，且每个第四发卡线圈40-2的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最内层。

示例性地，从图4中的电机定子示意图可以看到，当M等于4时，三相分段式线圈每相共有两个第三发卡线圈40-1在最外层，相应的，共有两个第四发卡线圈40-2在最内层(由于视图角度原因图4中未标出)。如图1所示，对于线圈绕组的每相分段式线圈10来说，线圈绕组的最外层还包括6个第一分段式线圈单元30，且这6个第一分段式线圈单元30为第一发卡线圈30-1，第一分段式线圈单元30的第一槽内部分301-1位于线圈绕组的最外层，第一分段式线圈单元30的第二槽内部分301-2位于与线圈绕组的最外层相邻的一层。

线圈绕组的最内层还包括6个第一分段式线圈单元30，且这6个第一分段式线圈单元30也为第一发卡线圈30-1，第一分段式线圈单元30的第一槽内部分301-1位于线圈绕组的最内层，第一分段式线圈单元30的第二槽内部分301-2位于与线圈绕组的最内层相邻的一层。

显然，2个第三发卡线圈40-1还可以设置于线圈绕组的最内层，且每个第三发卡线圈40-1的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最内层；2个第四发卡线圈40-2设置于线圈绕组的最外层，且每个第四发卡线圈40-2的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最外层。在此不再赘述。

图4中的电机定子可以看出三相分段式线圈的最外层共有6个第二分段式线圈单元40，相应的，最内层也有6个第二分段式线圈单元40(图4中未标出)，其余的线圈单元均为第一分段式线圈单元30(图4中示例性地标注出了6个第一分段式线圈单元30)。

图6是本发明实施例提供的又一种电机定子的示意图。

参见图6，三相分段式线圈100可限定为2个极，且每极每相槽数为2(即，每两个相邻的槽占据相同的相)。如图6所示，三相分段式线圈100为一个两并联支路的绕组，其相引出线可以为11、12、13(即，对应为定子的U相、V相、W相)，中性点可以为14、15、16；三相分段式线圈100的相引出线也可以为14、15、16(即，对应为定子的U相、V相、W相)，中性点为11、12、13。因此，本申请的三相分段式线圈的引出线可以在任意槽任意层，且各相引出线11和14、12和15、13和16分别设置在延中心轴向延伸的同一径线方向的相邻两层内。

可选地，第二分段式线圈单元40的数量M等于8；8个第二分段式线圈单元40包括4个第三发卡线圈40-1以及4个第四发卡线圈40-2；N个第一分段式线圈单元30中包括24个第二发卡线圈30-2。

其中，4个第三发卡线圈40-1设置于线圈绕组的最外层，且每个第三发卡线圈40-1的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最外层；4个第四发卡线圈40-2设置于线圈绕组的最内层，且每个第四发卡线圈40-2的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最内层。示例性地，从图8中的电机定子示意图可以看到，当M等于8时，三相分段式线圈每相共有四个第三发卡线圈40-1在最外层，相应的，共有四个第四发卡线圈40-2在最内层。

线圈绕组的最外层还包括4个第一分段式线圈单元30，且为第一发卡线圈30-1，第一发卡线圈30-1的第一槽内部分301-1位于线圈绕组的最外层，第一发卡线圈30-1的第二槽内部分301-2位于与线圈绕组的最外层相邻的一层。

线圈绕组的最内层还包括4个第一分段式线圈单元30，且为第一发卡线圈30-1，第一发卡线圈30-1的第一槽内部分301-1位于线圈绕组的最内层，第一发卡线圈30-1的第二槽内部分301-2位于与线圈绕组的最内层相邻的一层。

或者，4个第三发卡线圈40-1设置于线圈绕组的最内层，且每个第三发卡线圈40-1的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最内层；4个第四发卡线圈40-2设置于线圈绕组的最外层，且每个第四发卡线圈40-2的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最外层。在此不再赘述。

图7是本发明实施例提供的电机绕组的层数为6的电机定子的示意图。

可选地，如图7所示，电机绕组的层数为6，第二分段式线圈单元40的数量M等于12；12个第二分段式线圈单元40包括6个第三发卡线圈40-1以及6个第四发卡线圈40-2；N个第一分段式线圈单元30中包括12个第二发卡线圈30-2。

其中，6个第三发卡线圈40-1设置于线圈绕组的最外层，且每个第三发卡线圈40-1的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最外层；6个第四发卡线圈40-2设置于线圈绕组的最内层，且每个第四发卡线圈40-2的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最内层。

或者，6个第三发卡线圈40-1设置于线圈绕组的最内层，且每个第三发卡线圈40-1的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最内层；6个第四发卡线圈40-2设置于线圈绕组的最外层，且每个第四发卡线圈40-2的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最外层。在此不再赘述。

参见图7，三相分段式线圈100的U相出线端可以为11、12、13，U相进线端可以为21、22、23；三相分段式线圈100的U相出线端也可以为21、22、23，U相进线端为11、12、13。

可选地，电机绕组的层数为8，第二分段式线圈单元40的数量M等于16；16个第二分段式线圈单元40包括8个第三发卡线圈40-1以及8个第四发卡线圈40-2；N个第一分段式线圈单元30中包括48个第二发卡线圈30-2。

其中，8个第三发卡线圈40-1设置于线圈绕组的最外层，且每个第三发卡线圈40-1的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最外层；8个第四发卡线圈40-2设置于线圈绕组的最内层，且每个第四发卡线圈40-2的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最内层。

或者，8个第三发卡线圈40-1设置于线圈绕组的最内层，且每个第三发卡线圈40-1的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最内层；8个第四发卡线圈40-2设置于线圈绕组的最外层，且每个第四发卡线圈40-2的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均位于线圈绕组的最外层。在此不再赘述。

图8是本发明实施例提供的另一种电机定子的示意图。

参见图8，图8的三相分段式线圈100为一个四并联支路的绕组，其中，三相分段式线圈100的相引出线可以为21、22、23、24、25、26(即，对应为定子的U相、V相、W相、U相、V相、W相)，中性点可以为27、28、29、30、31、32；三相分段式线圈100的相引出线也可以为27、28、29、30、31、32(即，对应为定子的U相、V相、W相、U相、V相、W相)，中性点为21、22、23、24、25、26；因此，本申请的三相分段式线圈的引出线可以在任意槽任意层，各相引出线21和27、22和28、23和29、24和30、25和31、26和32设置在延中心轴向延伸的同一径线方向的相邻两层内。

在本发明实施例中，图6中的两并联支路的绕组和图8中的四并联支路的绕组的最外层和最内层均设置有相应的短节距线圈单元(即上述第二分段式线圈单元)，且最外层和最内层的短节距线圈单元数量与该绕组的并联支路数相同，即电机绕组的并联支路数等于M/2，例如，图6中的两并联支路的绕组的最外层和最内层各设置有两个第二分段式线圈单元40，图8中的四并联支路的绕组的最外层和最内层各设置有四个第二分段式线圈单元40，而线圈绕组除最外层和最内层之外的其它层只设置第一分段式线圈单元30。

需要说明的是，图6和图8中所示的电机定子的槽数均为48，且线圈绕组的最外层和最内层部分的设置了第二分段式线圈单元40(即，图6中设置了6个，图8中设置了12个)其余均为第一分段式线圈单元30。在实际的使用中，还可以根据需要设置八并联支路或其他数量并联支路的线圈绕组，以八并联支路为例，此时线圈绕组的每相分段式线圈的最外层和最内层分别设置8个第分段式线圈单元40，根据需要，电机定子的槽数不再是48，而应设置为96。

本发明实施例提供了一种电机定子。继续参见图6，包括：定子铁芯20和本发明任意实施例提供的电机绕组，定子铁芯20为圆环状，定子铁芯的圆环内侧具有多个齿部，多个齿部沿定子铁芯20的周向均匀分布；相邻两个齿部之间形成一个槽；定子铁芯20沿圆环径向且指向轴心方向将每个槽分为第1层、第2层、……、第n层，n≥4，且n为偶数。

电机绕组中的N个第一分段式线圈单元30沿定子铁芯的周向依次排布，每个第一分段式线圈单元30的第一槽内部分301-1和第二槽内部分301-2位于槽内，且第一槽内部分301-1和第二槽内部分301-2沿径向设置于槽的相邻两层；

电机绕组中的M个第二分段式线圈单元40沿定子铁芯的周向依次排布，每个第二分段式线圈单元40的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2位于槽内；且第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均设置于槽的第1层，或者，第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均设置于槽的第n层。以图6为例，图6中的电机定子20的槽沿圆环径向且指向轴心方向分为8层，则第二分段式线圈单元40中的第三发卡线圈40-1的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均设置于槽的第1层，第二分段式线圈单元40中的第四发卡线圈40-2的第三槽内部分401-1和第四槽内部分401-2均设置于槽的第8层。

其中，该电机可以是永磁电机或异步交流电机。本发明实施例提供的电机定子包括上述实施例中的电机绕组，因此本发明实施例提供的电机定子也具备上述实施例中所描述的有益效果，此处不再赘述。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种电机绕组，其特征在于，包括：

三相分段式线圈；

每相所述分段式线圈包括N个第一分段式线圈单元和M个第二分段式线圈单元，其中，N≥2，M≥4，N和M均为整数；

任一所述第一分段式线圈单元包括：依次连接的第一槽外端部、第一槽内部分、第一槽外转弯部、第二槽内部分和第二槽外端部，所述第一槽内部分和所述第二槽内部分位于不同的槽内；

任一所述第二分段式线圈单元包括：依次连接的第三槽外端部、第三槽内部分、第二槽外转弯部、第四槽内部分和第四槽外端部，所述第三槽内部分和所述第四槽内部分位于不同的槽内；

其中，第一分段式线圈单元的槽节距为第一节距，其中，所述第一节距为以下之一：整节距Y、长节距Z、短节距X1；第二分段式线圈单元的槽节距为第二节距，其中，所述第二节距为短节距X2；Z＞Y＞X1＝X2；

N个所述第一分段式线圈单元沿周向依次排布，每个所述第一分段式线圈单元的所述第一槽内部分和所述第二槽内部分沿径向呈两层分布，且所述第一分段式线圈单元沿径向设置于所述电机绕组的任一层；

M个所述第二分段式线圈单元沿周向依次排布，每个所述第二分段式线圈单元的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分沿径向同层分布，且所述第二分段式线圈单元沿径向设置于所述电机绕组的最外层和最内层；

所述第二分段式线圈单元的数量M小于所述线圈绕组的极数。

2.根据权利要求1所述的电机绕组，其特征在于，所述电机绕组沿径向的线圈层数为大于等于4的偶数。

3.根据权利要求1所述的电机绕组，其特征在于，所述第一分段式线圈单元的所述第一槽外端部和所述第二槽外端部沿周向的延伸方向相反且远离；

所述第二分段式线圈单元的所述第三槽外端部和所述第四槽外端部沿周向的延伸方向相同。

4.根据权利要求3所述的电机绕组，其特征在于，所述第一分段式线圈单元包括第一发卡线圈和第二发卡线圈；其中，当所述第一分段式线圈单元的槽节距为所述整节距Y时，M/2个所述第二发卡线圈的所述第一槽内部分设置于相邻所述第二分段式线圈单元的一层，且每个所述第二发卡线圈的所述第一槽内部分与所述第二分段式线圈单元的所述第三槽内部分或所述第四槽内部分设置于同一槽内，每个所述第二发卡线圈的所述第二槽内部分设置于间隔所述第二分段式线圈单元的一层；

所述第二分段式线圈单元包括第三发卡线圈和第四发卡线圈；所述第三发卡线圈的数量与所述第四发卡线圈的数量相等；

所述第三发卡线圈和所述第四发卡线圈的槽外端部沿周向的延伸方向相反，其中，所述第三发卡线圈的两个槽外端部沿周向的延伸方向为顺时针方向，所述第四发卡线圈的两个槽外端部沿周向的延伸方向为逆时针方向；或者，所述第三发卡线圈的两个槽外端部沿周向的延伸方向为逆时针方向，所述第四发卡线圈的两个槽外端部沿周向的延伸方向为顺时针方向；

所述第三发卡线圈设置于所述电机绕组的最外层，且所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分呈同层分布；所述第四发卡线圈设置于所述电机绕组的最内层，且所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分呈同层分布；

或者，所述第三发卡线圈设置于所述电机绕组的最内层，且所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分呈同层分布；所述第四发卡线圈设置于所述电机绕组的最外层，且所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分呈同层分布。

5.根据权利要求4所述的电机绕组，其特征在于，所述第一分段式线圈单元中所述第二发卡单元的数量为：L/2*M，其中，L为所述电机绕组除最外层和最内层之外的中间层数，L≥2，且L为偶数。

6.根据权利要求5所述的电机绕组，其特征在于，所述电机绕组的层数为8，M等于4；4个所述第二分段式线圈单元包括2个所述第三发卡线圈以及2个所述第四发卡线圈；N个所述第一分段式线圈单元中包括12个第二发卡线圈；

其中，2个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层；2个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；

或者，2个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；2个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层。

7.根据权利要求5所述的电机绕组，其特征在于，所述电机绕组的层数为8，M等于8；8个所述第二分段式线圈单元包括4个所述第三发卡线圈以及4个所述第四发卡线圈；N个所述第一分段式线圈单元中包括24个第二发卡线圈；

其中，4个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层；4个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；

或者，4个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；4个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层。

8.根据权利要求5所述的电机绕组，其特征在于，所述电机绕组的层数为6，M等于12；12个所述第二分段式线圈单元包括6个所述第三发卡线圈以及6个所述第四发卡线圈；N个所述第一分段式线圈单元中包括12个第二发卡线圈；

其中，6个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层；6个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；

或者，6个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；6个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层。

9.根据权利要求5所述的电机绕组，其特征在于，所述电机绕组的层数为8，M等于16；16个所述第二分段式线圈单元包括8个所述第三发卡线圈以及8个所述第四发卡线圈；N个所述第一分段式线圈单元中包括48个第二发卡线圈；

其中，8个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层；8个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；

或者，8个所述第三发卡线圈设置于所述线圈绕组的最内层，且每个所述第三发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最内层；8个所述第四发卡线圈设置于所述线圈绕组的最外层，且每个所述第四发卡线圈的所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均位于所述线圈绕组的最外层。

10.一种电机定子，其特征在于，包括：定子铁芯和如权利要求1-9任一所述的电机绕组，所述定子铁芯为圆环状，所述定子铁芯的圆环内侧具有多个齿部，多个所述齿部沿所述定子铁芯的周向均匀分布；相邻两个齿部之间形成一个槽；所述定子铁芯沿圆环径向且指向轴心方向将每个槽分为第1层、第2层、……、第n层，n≥4，且n为偶数。

11.根据权利要求10所述的电机定子，其特征在于，

所述电机绕组中的N个所述第一分段式线圈单元沿所述定子铁芯的周向依次排布，每个所述第一分段式线圈单元的第一槽内部分和第二槽内部分位于所述槽内，且所述第一槽内部分和所述第二槽内部分沿径向设置于所述槽的相邻两层；

所述电机绕组中的M个所述第二分段式线圈单元沿所述定子铁芯的周向依次排布，每个所述第二分段式线圈单元的第三槽内部分和第四槽内部分位于所述槽内；且所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均设置于所述槽的第1层，或者，所述第三槽内部分和所述第四槽内部分均设置于所述槽的第n层。

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