CN111463927A - 定子组件及电机 - Google Patents

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CN111463927A CN201910060100.6A CN201910060100A CN111463927A CN 111463927 A CN111463927 A CN 111463927A CN 201910060100 A CN201910060100 A CN 201910060100A CN 111463927 A CN111463927 A CN 111463927A
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Abstract

本发明提供的定子绕组及电机中,每相绕组的扁线导体之间存在三类电气连接关系,具体为:每个绕组层的两个导体层之间存在的电气连接关系、同一导体层中两个扁线导体之间存在的电气连接关系、不同绕组层中的扁线导体之间存在的电气连接关系。对每相绕组的三类电气连接关系从数量方面进行优化配置,并且,每一绕组层均分为a部分,每相绕组的并联支路由各个绕组层的1/a按照正向导体路径和反向导体路径交错的方式串联构成。通过上述方案,可消除各并联支路之间电流不平衡度,从而有效降低了高频交流磁场作用下的附加损耗,提高了扁线电机效率,改善了扁线电机高速持续输出性能。

Description

定子组件及电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域,更具体地说,涉及定子组件及包含该定子组件的扁线电机
背景技术
电机的定子组件,包含多个插入定子槽中的绕组。目前,为了提高单个定子槽中绕组的填充率,多采用扁铜线绕组代替圆铜线绕组。扁铜线绕组电机与圆铜线绕组电机相比,铜耗更低、效率更高;此外,每个定子槽中插入的多层扁铜线之间接触紧密,电机的散热能力得到了提升。因此,扁铜线电机具有高转矩密度、高功率密度的优势。但是,现有的定子绕组连接方式,导致定子槽存在漏磁现象,且扁线电机在高转速时电流在集肤效应、邻近效应的作用下,沿扁铜线截面非均匀分布而导致各路绕组电阻存在差别,导致各路绕组流过的电流严重不均衡,产生较大的附加铜耗,不仅影响电机效率,也导致电机在高速时持续性能被削弱。
发明内容
有鉴于此,本发明提出定子组件及电机,欲实现提高扁线电机的各并联支路的电流的平衡性的目的。
为了实现上述目的,现提出的方案如下:
一种定子组件,包括:
Z个定子槽;
每个所述定子槽内布置的N层扁线导体,N为偶数;
按照所述扁线导体中心所在半径的大小排列,所述N层扁线导体依次为第一导体层、第二导体层、……、第N导体层,所有定子槽的第2k+1导体层和第2k+2导体层构成第k+1个绕组层,k=0、1、2、……、N/2-1;
每相绕组的扁线导体之间存在第一类电气连接关系、第二类电气连接关系和第三类电气连接关系;
所述第一类电气连接关系为同一所述绕组层的两个导体层之间构成的电气连接关系;
所述第二类电气连接关系为同一导体层中两个扁线导体之间构成的电气连接关系;
所述第三类电气连接关系为不同绕组层中的扁线导体之间构成的电气连接关系;
在每一相绕组中,所述第二类电气连接关系和所述第三类电气连接关系的总和为
Figure BDA0001953861690000021
Figure BDA0001953861690000022
个,所述m为绕组相数,所述p为电机的对极数,所述a为绕组并联支路数,所述a≥2;
每一绕组层均分为a部分,每一绕组并联支路由各个绕组层的1/a按照正向导体路径和反向导体路径交错的方式串联构成,所述正向导体路径为电流方向与电机旋转正方向一致的扁线导体连接线路,所述反向导体路径为电流方向与电机旋转反方向一致的扁线导体连接线路。
可选的,所述第二类电气连接关系只出现在所述第一导体层和所述第N导体层。
可选的,同一相绕组的不同并联支路的入线位置和中性点位置沿圆周方向对称布置。
可选的,同一相绕组的不同并联支路的入线位置位于同一定子槽的不同导体层,同一相绕组的不同并联支路的中性点位于不同定子槽。
一种电机,包括:转子组件和上述定子组件;
所述转子组件,可相对于定子组件旋转。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
上述技术方案提供的定子绕组及电机中,每相绕组的扁线导体之间存在三类电气连接关系,具体为:每个绕组层的两个导体层之间存在的电气连接关系、同一导体层中两个扁线导体之间存在的电气连接关系、不同绕组层中的扁线导体之间存在的电气连接关系。对每相绕组的三类电气连接关系的数量进行优化配置,并且,每一绕组层均分为a部分,每相绕组的并联支路由各个绕组层的1/a按照正向导体路径和反向导体路径交错的方式串联构成。通过上述方案,可消除各并联支路之间电流不平衡度,从而有效降低了高频交流磁场作用下的附加损耗,提高了扁线电机效率,改善了扁线电机高速持续输出性能。
优选的,对每相绕组的三类电气连接关系的所处位置和跨距进行优化配置,简化了定子绕组的制作工艺,并使得定子绕组简洁化。
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,下面将对实施例或现有技术描述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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的72定子槽8极整距电机的定子剖视一图;
图2为本发明实施例提供的72定子槽8极整距电机的定子剖视二图;
图3为本发明实施例提供的72定子槽8极整距电机的定子剖视三图;
图4为本发明实施例提供的72定子槽8极整距电机的一种U相绕组连接方式的示意图;
图5为本发明实施例提供的72定子槽8极整距电机的另一种U相绕组连接方式的示意图;
图6为本发明实施例提供的72定子槽8极整距电机的又一种U相绕组连接方式的示意图;
图7为本发明实施例提供的72定子槽8极整距电机的又一种U相绕组连接方式的示意图;
图8为本发明实施例提供的72定子槽8极整距电机的又一种U相绕组连接方式的示意图。
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。
图1~图3为本发明实施例提供的一种72定子槽8极整距电机。该电机有72个定子槽,即图中标注的1~72对应的位置;且每个定子槽中放置四层扁线导体。扁线导体按照中心所在位置的半径由大到小,分别为第一导体层、第二导体层、第三导体层和第四导体层。每个定子槽中的第一导体层和第二导体层构成第一绕组层,第三导体层和第四导体层构成第二绕组层。每个绕组层中均包含A导体层和B导体层;其中,第一绕组层的A导体层即为第一导体层,第一绕组层的B导体层即为第二导体层;第二绕组层的A导体层即为第三导体层,第二绕组层的B导体层即为第四导体层。
图4为图1所示电机的一种绕组连接方式。将定子圆周方向各槽层导体以直线方式排列,四个导体层中全部扁线导体的连接顺序分为四排画出,图中用阿拉伯数字1、2、……、72标出了扁线导体所属的定子槽,用一、二、三、四标出了扁线导体在定子槽中所属的导体层,箭头方向为电机旋转正方向。第一、三排扁线导体的线路中电流沿电机旋转正方向流动,故而定义其为正向导体路径,第二、四排扁线导体的线路中电流沿电机旋转反方向流动,故而定义其为反向导体路径。
电机定子绕组由两条支路并联构成。以U相绕组为例,包含U相支路1和U相支路2。第一绕组层和第二绕组层各均分为两个部分,参见图4,各个部分具体为:
第一绕组层的第一部分包含:1一、2一、3一、10一、10二、11一、11二、12一、12二、19一、19二、20一、20二、21一、21二、28一、28二、29一、29二、30一、30二、37二、38二、39二。
第一绕组层的第二部分包含:37一、38一、39一、46一、46二、47一、47二、48一、48二、55一、55二、56一、56二、57一、57二、64一、64二、65一、65二、66一、66二、1二、2二、3二。
第二绕组层的第一部分包含:1三、2三、3三、10三、10四、11三、11四、12三、12四、19三、19四、20三、20四、21三、21四、28三、28四、29三、29四、30三、30四、37四、38四、39四。
第二绕组层的第二部分包含:37三、38三、39三、46三、46四、47三、47四、48三、48四、55三、55四、56三、56四、57三、57四、64三、64四、65三、65四、66三、66四、1四、2四、3四。
U相支路1是由第一绕组层的第一部分与第二绕组层的第二部分按照正向导体路径和反向导体路径交错串联构成;U相支路2是由第一绕组层的第二部分与第二绕组层的第一部分按照正向导体路径和反向导体路径交错串联构成。其中每相绕组包含的第二类电气连接关系和第三类电气连接关系的总和为
Figure BDA0001953861690000051
图4示出了72定子槽8极整距电机的一种U相绕组连接方式,并联支路数a=2。U相支路1(即U相并联支路1)从第1定子槽的第一导体层入线,从第12定子槽的第一导体层出线连接到中性点;U相支路2(即U相并联支路2)从第37定子槽的第一导体层入线,从第48定子槽的第一导体层出线连接到中性点。两条并联支路的其入线位置沿周向呈180°对称,中性点位置亦沿周向呈180°对称。
参见图4,U相绕组的连接顺序具体为:
U相支路1→1一→10二→19一→28二→37三→46四→55三→64四→1四→64三→55四→46三→37二→28一→19二→10一→2一→11二→20一→29二→38三→47四→56三→65四→2四→65三→56四→47三→38二→29一→20二→11一→3一→12二→21一→30二→39三→48四→57三→66四→3四→66三→57四→48三→39二→30一→21二→12一→中性点。
U相支路2→37一→46二→55一→64二→1三→10四→19三→28四→37四→28三→19四→10三→1二→64一→55二→46一→38一→47二→56一→65二→2三→11四→20三→29四→38四→29三→20四→11三→2二→65一→56二→47一→39一→48二→57一→66二→3三→12四→21三→30四→39四→30三→21四→12三→3二→66一→57二→48一→中性点。
上述U相绕组的连接顺序中,1一→10二→19一→28二属于第一绕组层第一部分,为正向导体路径;37三→46四→55三→64四属于第二绕组层第二部分,为正向导体路径;1四→64三→55四→46三属于第二绕组层第二部分,为反向导体路径;37二→28一→19二→10一属于第一绕组层第一部分,为反向导体路径;2一→11二→20一→29二属于第一绕组层第一部分,为正向导体路径;38三→47四→56三→65四属于第二绕组层第二部分,为正向导体路径;2四→65三→56四→47三属于第二绕组层第二部分,为反向导体路径;38二→29一→20二→11一属于第一绕组层第一部分,为反向导体路径;3一→12二→21一→30二属于第一绕组层第一部分,为正向导体路径;39三→48四→57三→66四属于第二绕组层第二部分,为正向导体路径;3四→66三→57四→48三属于第二绕组层第二部分,为反向导体路径;39二→30一→21二→12一属于第一绕组层第一部分,为反向导体路径。
故而上述U相支路1的连接顺序的特征是,第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径。
同理,U相支路2的连接顺序的特征是,第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径。
在上述U相绕组的连接顺序中,存在三类电气连接方式:
第一类电气连接关系,即同一绕组层中的A导体层和B导体层之间构成电气连接关系。如1一→10二→19一→28二;37三→46四→55三→64四。
第二类电气连接关系,即同一导体层中的两个导体之间构成的电气连接关系。如U相支路1中的64四→1四、10一→2一、65四→2四、11一→3一、66四→3四和U相支路2中的28四→37四、46一→38一、29四→38四、47一→39一、30四→39四共10个。该实施例中的10个第二类电气连接关系均位于第一导体层和第四导体层;其中,第一导体层的第二类电气连接关系仅包含8个定子槽这一种跨距,第四导体层的第二类电气连接关系只包含9个定子槽这一种跨距。U相支路1和U相支路2的第二类电气连接关系的跨距相同。
第三类电气连接关系,第一绕组层的B导体层和第二绕组层的A导体层构成的电气连接关系,也就是第二导体层和第三导体层之间构成电气连接关系。如U相并联支路1中的28二→37三、46三→37二、29二→38三、47三→38二、30二→39三、48三→39二和U相并联支路2中的64二→1三、10三→1二、65二→2三、11三→2二、66二→3三、12三→3二共12个。
V相和W相绕组的连接顺序与U相绕组的连接顺序一致,区别点仅在于入线位置相距
Figure BDA0001953861690000071
个定子槽,因此,在本发明中对于V相和W相绕组的连接顺序不再赘述。
图5示出了72定子槽8极整距电机的另一种U相绕组连接方式,并联支路数a=2。U相支路1从第1定子槽的第一导体层入线,从第12定子槽的第一导体层出线连接到中性点;U相支路2从第1定子槽的第三导体层入线,从第64定子槽的第二导体层出线连接到中性点。两个并联支路的入线位置为同一槽中的不同导体层,中性点位置属于不同定子槽。
参见图5,U相绕组的连接顺序具体为:
U相支路1→1一→10二→19一→28二→37三→46四→55三→64四→1四→64三→55四→46三→37二→28一→19二→10一→2一→11二→20一→29二→38三→47四→56三→65四→2四→65三→56四→47三→38二→29一→20二→11一→3一→12二→21一→30二→39三→48四→57三→66四→3四→66三→57四→48三→39二→30一→21二→12一→中性点。
U相支路2→1三→10四→19三→28四→37四→28三→19四→10三→1二→64一→55二→46一→38一→47二→56一→65二→2三→11四→20三→29四→38四→29三→20四→11三→2二→65一→56二→47一→39一→48二→57一→66二→3三→12四→21三→30四→39四→30三→21四→12三→3二→66一→57二→48一→37一→46二→55一→64二→中性点。
U相支路1的连接顺序的特征是,第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径。
U相支路2的连接顺序的特征是,第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径。
在上述U相绕组的连接顺序中,存在三类电气连接方式:
第一类电气连接关系,即同一绕组层中的A导体层和B导体层之间构成的电气连接关系。如1一→10二→19一→28二;37三→46四→55三→64四。
第二类电气连接关系,即同一导体层中的两个导体之间构成的电气连接关系。如U相支路1中的64四→1四、10一→2一、65四→2四、11一→3一、66四→3四和U相支路2中的28四→37四、46一→38一、29四→38四、47一→39一、30四→39四、48一→37一共11个。本实施例中的11个第二类电气连接关系均位于第一导体层和第四导体层。其中,U相并联支路1的第一导体层的第二类电气连接关系仅包含8个定子槽这一种跨距,第四导体层的第二类电气连接关系只包含9个定子槽这一种跨距;U相并联支路2的第一导体层的第二类电气连接关系包含8个定子槽和11个定子槽这两种跨距,第四导体层的第二类电气连接关系只包含9个定子槽这一种跨距。
第三类电气连接关系,第一绕组层的A导体层和第二绕组层的B导体层构成的电气连接关系,即第二导体层和第三导体层之间构成的电气连接关系。如U相支路1中的28二→37三、46三→37二、29二→38三、47三→38二、30二→39三、48三→39二和U相支路2中的10三→1二、65二→2三、11三→2二、66二→3三、12三→3二共11个。
图6示出了72定子槽8极整距电机的又一种U相绕组连接方式,并联支路数a=2。U相支路1从第1定子槽的第一导体层入线,从第12定子槽的第一导体层出线连接到中性点;U相支路2从第1定子槽的第三导体层入线,从第64定子槽的第二导体层出线连接到中性点。两条并联支路的入线位置为同一槽中的不同导体层,中性点位置属于不同定子槽。
参见图6,U相绕组的连接顺序具体为:
U相支路1→1一→10二→19一→28二→37三→46四→55三→64四→1四→64三→55四→46三→37二→28一→19二→10一→2一→11二→20一→29二→38三→47四→56三→65四→2四→65三→56四→47三→38二→29一→20二→11一→3一→12二→21一→30二→39三→48四→57三→66四→3四→66三→57四→48三→39二→30一→21二→12一→中性点。
U相支路2→1三→10四→19三→28四→39四→30三→21四→12三→3二→66一→57二→48一→39一→48二→57一→66二→3三→12四→21三→30四→38四→29三→20四→11三→2二→65一→56二→47一→38一→47二→56一→65二→2三→11四→20三→29四→37四→28三→19四→10三→1二→64一→55二→46一→37一→46二→55一→64二→中性点。
U相支路1连接顺序的特征是,第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径。
U相支路2连接顺序的特征是,第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径。
在上述U相绕组的连接顺序中,存在三类电气连接方式:
第一类电气连接关系,即同一绕组层中的A导体层和B导体层之间构成的电气连接关系。如1一→10二→19一→28二;37三→46四→55三→64四。
第二类电气连接关系即同一导体层中的两个导体之间构成的电气连接关系。如U相支路1中的64四→1四、10一→2一、65四→2四、11一→3一、66四→3四和U相支路2中的28四→39四、48一→39一、30四→38四、47一→38一、29四→37四、46一→37一共11个。本实施例中的11个第二类电气连接关系均位于第一导体层或第四导体层。其中U相支路1第一导体层的第二类电气连接关系只包含8个定子槽这一种跨距,第四导体层的第二类电气连接关系只包含9个定子槽这一种跨距;U相并联支路2第一导体层的第二类电气连接关系只包含9个定子槽这一种跨距、第四导体层的第二类电气连接关系包含8个定子槽和11个定子槽这两种跨距。
第三类电气连接关系,即第一绕组层的B导体层和第二绕组层的A导体层构成的电气连接关系,也就是第二导体层和第三导体层之间构成的电气连接关系。如U相并联支路1中的28二→37三、46三→37二、29二→38三、47三→38二、30二→39三、48三→39二和U相并联支路2中的12三→3二、66二→3三、11三→2二、65二→2三、10三→1二共11个。
需要说明的是,一个定子槽里面还可以只有两层扁线导体,这种情况下则不存在第三类电气连接关系,每相绕组中的第二类电气连接关系的个数总和为
Figure BDA0001953861690000101
个。
图7示出了72定子槽8极整距电机的又一种U相绕组连接方式,并联支路数a=2。U相支路1从第1定子槽的第二导体层入线,从第12定子槽的第二导体层出线连接到中性点;U相支路2从第37定子槽的第二导体层入线,从第48定子槽的第二导体层出线连接到中性点。两条并联支路的其入线位置沿周向呈180°对称,中性点位置亦沿周向呈180°对称。
参见图7,U相绕组的连接顺序具体为:
U相支路1→1二→10一→19二→28一→37四→46三→55四→64三→1三→64四→55三→46四→37一→28二→19一→10二→2二→11一→20二→29一→38四→47三→56四→65三→2三→65四→56三→47四→38一→29二→20一→11二→3二→12一→21二→30一→39四→48三→57四→66三→3三→66四→57三→48四→39一→30二→21一→12二→中性点。
U相支路2→37二→46一→55二→64一→1四→10三→19四→28三→37三→28四→19三→10四→1一→64二→55一→46二→38二→47一→56二→65一→2四→11三→20四→29三→38三→29四→20三→11四→2一→65二→56一→47二→39二→48一→57二→66一→3四→12三→21四→30三→39三→30四→21三→12四→3一→66二→57一→48二→中性点。
上述U相绕组的连接顺序中,1二→10一→19二→28一属于第一绕组层第一部分,为正向导体路径;37四→46三→55四→64三属于第二绕组层第二部分,为正向导体路径;1三→64四→55三→46四属于第二绕组层第二部分,为反向导体路径;37一→28二→19一→10二属于第一绕组层第一部分,为反向导体路径;2二→11一→20二→29一属于第一绕组层第一部分,为正向导体路径;38四→47三→56四→65三属于第二绕组层第二部分,为正向导体路径;2三→65四→56三→47四属于第二绕组层第二部分,为反向导体路径;38一→29二→20一→11二属于第一绕组层第一部分,为反向导体路径;3二→12一→21二→30一属于第一绕组层第一部分,为正向导体路径;39四→48三→57四→66三属于第二绕组层第二部分,为正向导体路径;3三→66四→57三→48四属于第二绕组层第二部分,为反向导体路径;39一→30二→21一→12二属于第一绕组层第一部分,为反向导体路径。
故而上述U相支路1的连接顺序的特征是,第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径。
同理,U相支路2的连接顺序的特征是,第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径。
在上述U相绕组的连接顺序中,存在三类电气连接方式:
第一类电气连接关系,即同一绕组层中的A导体层和B导体层之间构成电气连接关系。如1二→10一→19二→28一;37四→46三→55四→64三。
第二类电气连接关系,即同一导体层中的两个导体之间构成的电气连接关系。如U相支路1中的64三→1三、10二→2二、65三→2三、11二→3二、66三→3三和U相支路2中的28三→37三、46二→38二、29三→38三、47二→39二、30三→39三共10个。该实施例中的10个第二类电气连接关系均位于第二导体层和第三导体层;其中,第二导体层的第二类电气连接关系仅包含8个定子槽这一种跨距,第三导体层的第二类电气连接关系只包含9个定子槽这一种跨距。U相支路1和U相支路2的第一类电气连接关系的跨距相同。
第三类电气连接关系,第一绕组层的A导体层和第二绕组层的B导体层构成的电气连接关系,也就是第一导体层和第四导体层之间构成电气连接关系。如U相支路1中的28一→37四、46四→37一、29一→38四、47四→38一、30一→39四、48四→39一和U相并联支路2中的64一→1四、10四→1一、65一→2四、11四→2一、66一→3四、12四→3一共12个。
图8示出了72定子槽8极整距电机的又一种U相绕组连接方式,并联支路数a=2。U相支路1从第2定子槽的第一导体层入线,从第12定子槽的第一导体层出线连接到中性点;U相支路2从第38定子槽的第一导体层入线,从第48定子槽的第一导体层出线连接到中性点。两条并联支路的其入线位置沿周向呈180°对称,中性点位置亦沿周向呈180°对称。
参见图8,U相绕组的连接顺序具体为:
U相支路1→2一→11二→20一→29二→38三→47四→56三→65四→2四→65三→56四→47三→38二→29一→20二→11一→1一→10二→19一→28二→37三→46四→55三→64四→1四→64三→55四→46三→37二→28一→19二→10一→3一→12二→21一→30二→39三→48四→57三→66四→3四→66三→57四→48三→39二→30一→21二→12一→中性点。
U相支路2→38一→47二→56一→65二→2三→11四→20三→29四→38四→29三→20四→11三→2二→65一→56二→47一→37一→46二→55一→64二→1三→10四→19三→28四→37四→28三→19四→10三→1二→64一→55二→46一→39一→48二→57一→66二→3三→12四→21三→30四→39四→30三→21四→12三→3二→66一→57二→48一→中性点。
上述U相绕组的连接顺序中,2一→11二→20一→29二属于第一绕组层第一部分,为正向导体路径;→38三→47四→56三→65四属于第二绕组层第二部分,为正向导体路径;2四→65三→56四→47三属于第二绕组层第二部分,为反向导体路径;38二→29一→20二→11一属于第一绕组层第一部分,为反向导体路径;1一→10二→19一→28二属于第一绕组层第一部分,为正向导体路径;37三→46四→55三→64四属于第二绕组层第二部分,为正向导体路径;1四→64三→55四→46三属于第二绕组层第二部分,为反向导体路径;37二→28一→19二→10一属于第一绕组层第一部分,为反向导体路径;33一→12二→21一→30二属于第一绕组层第一部分,为正向导体路径;39三→48四→57三→66四属于第二绕组层第二部分,为正向导体路径;3四→66三→57四→48三属于第二绕组层第二部分,为反向导体路径;39二→30一→21二→12一属于第一绕组层第一部分,为反向导体路径。
故而上述U相支路1的连接顺序的特征是,第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第一部分反向导体路径。
同理,U相支路2的连接顺序的特征是,第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径→第一绕组层第二部分正向导体路径→第二绕组层第一部分正向导体路径→第二绕组层第一部分反向导体路径→第一绕组层第二部分反向导体路径。
在上述U相绕组的连接顺序中,存在三类电气连接方式:
第一类电气连接关系,即同一绕组层中的A导体层和B导体层之间构成电气连接关系。如2一→11二→20一→29二;38三→47四→56三→65四。
第二类电气连接关系,即同一导体层中的两个导体之间构成的电气连接关系。如U相支路1中的65四→2四、11一→1一、64四→1四、10一→3一、66四→3四和U相支路2中的29四→38四、47一→37一、28四→37四、46一→39一、30四→39四共10个。该实施例中的10个第一类电气连接关系均位于第一导体层和第四导体层;其中,第一导体层的第一类电气连接关系包含7个和10定子槽这两种跨距,第四导体层的第二类电气连接关系只包含9个定子槽这一种跨距。U相支路1和U相支路2的第二类电气连接关系的跨距相同。
第三类电气连接关系,第一绕组层的B导体层和第二绕组层的A导体层构成的电气连接关系,也就是第二导体层和第三导体层之间构成电气连接关系。如U相支路1中的29二→38三、47三→38二、28二→37三、46三→37二、30二→39三、48三→39二和U相并联支路2中的65二→2三、11三→2二、64二→1三、10三→1二、66二→3三、12三→3二共12个。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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。
对本发明所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种定子组件,其特征在于,包括:
Z个定子槽;
每个所述定子槽内布置的N层扁线导体,N为偶数;
按照扁线导体中心所在半径的大小排列,所述N层扁线导体依次为第一导体层、第二导体层、……、第N导体层,所有定子槽的第2k+1导体层和第2k+2导体层构成第k+1个绕组层,k=0、1、2、……、N/2-1;
每相绕组的扁线导体之间存在第一类电气连接关系、第二类电气连接关系和第三类电气连接关系;
所述第一类电气连接关系为同一所述绕组层的两个导体层之间构成的电气连接关系;
所述第二类电气连接关系为同一导体层中两个扁线导体之间构成的电气连接关系;
所述第三类电气连接关系为不同绕组层中的扁线导体之间构成的电气连接关系;
在每一相绕组中,所述第二类电气连接关系和所述第三类电气连接关系的总和为
Figure FDA0001953861680000011
Figure FDA0001953861680000012
个,所述m为绕组相数,所述p为电机的对极数,所述a为绕组并联支路数,所述a≥2;
每一绕组层均分为a部分,每相绕组的并联支路由各个绕组层的1/a按照正向导体路径和反向导体路径交错的方式串联构成,所述正向导体路径为电流方向与电机旋转正方向一致的扁线导体连接线路,所述反向导体路径为电流方向与电机旋转反方向一致的扁线导体连接线路。
2.根据权利要求1所述的定子组件,其特征在于,所述第二类电气连接关系只出现在所述第一导体层和所述第N导体层。
3.根据权利要求1或2所述的定子组件,其特征在于,同一相绕组的不同并联支路的入线位置和中性点位置沿圆周方向对称布置。
4.根据权利要求3所述的定子组件,其特征在于,所述第二类电气连接关系包含至少两种跨距。
5.根据权利要求4所述的定子组件,其特征在于,所述第二类电气连接关系包含两种跨距,且同一相绕组的不同并联支路包含相同的第二类电气连接关系。
6.根据权利要求1或2所述的定子组件,其特征在于,同一相绕组的不同并联支路的入线位置位于同一定子槽的不同导体层,同一相绕组的不同并联支路的中性点位于不同定子槽。
7.根据权利要求6所述的定子组件,其特征在于,所述第二类电气连接关系包含的跨距大于两种,且同一相绕组的不同并联支路包含的第二类电气连接关系的跨距不完全相同。
8.一种电机,其特征在于,包括:转子组件和如权利要求1~7任意一项所述的定子组件;
所述转子组件,可相对于定子组件旋转。
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