CN111786488A - 电机定子及电机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种电机定子及电机，所述电机定子包括定子铁芯和绕设在所述定子铁芯的定子槽内的至少两相绕组，其特征在于，每一相绕组包括多个并联支路，且每一并联支路包括2×S个线圈元件，每一所述线圈元件包括L个线圈，所述S、L为正整数，且所述线圈元件的出线端和过桥线位于所述电机定子的出线端；在每一并联支路中，S×L个线圈的匝数为m，另外S×L个线圈的匝数为n，所述m、n分别为正整数，且|m‑n|＝1；所述至少两相绕组在每一定子槽内的线圈的总匝数为m+n。本发明实施例可在维持过桥线位于电机定子出线端的情况下，实现以半匝为单位对绕组进行调节，提高了电机设计的灵活性。

Description

电机定子及电机

技术领域

本发明实施例涉及电机领域，更具体地说，涉及一种电机定子及电机。

背景技术

在汽车电机的设计过程中，调节电机定子绕组匝数是一种灵活改变外特性的方式，能够较好地满足转矩和功率需求。但对于某些特定并联支路的绕组结构，调节匝数的灵活性受到了限制。并联支路数越少，每调节一匝绕组匝数，对电机性能影响越大，使得电机性能的调节断层过大，不够连续。

为了能在设计过程中使电机性能调节更为连续，提出了半匝绕组方案，如公开号为CN102142723A的中国专利申请，可以每次调节0.5匝线圈。具体地，该方案将每一匝线圈的过桥线引至电机定子的非出线端，使得最后一匝线圈只绕制一半，形成半匝。

然而，由于上述方案将线圈间的过桥线引至电机定子的非出线端，造成在电机定子的出线端与非出线端均有过桥线的存在。汽车电机领域对产品一致性要求较高，多采用自动化设备加工制造，绕线的自动化设备只能对绕组一侧的过桥线进行处理，当电机定子两侧都存在过桥线时，需要昂贵的费用对设备进行升级改造。

发明内容

本发明实施例针对上述通过将部分过桥线置于电机定子的非出线端以形成0.5匝线圈时，导致需对自动化绕线设备进行昂贵的升级改造的问题，提供一种新的电机定子及电机。

本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种电机定子，包括定子铁芯和绕设在所述定子铁芯的定子槽内的至少两相绕组，每一相绕组包括多个并联支路，且每一并联支路包括2×S个线圈元件，每一所述线圈元件包括L个线圈，所述S、L为正整数，且所述线圈元件的出线端和过桥线位于所述电机定子的出线端；在每一并联支路中，S×L个线圈的匝数为m，另外S×L个线圈的匝数为n，所述m、n分别为正整数，且|m-n|＝1；所述至少两相绕组在每一定子槽内的线圈的总匝数为m+n。

优选地，每一相绕组包括四个线圈元件，其中两个所述线圈元件的线圈串联连接形成的第一并联支路，另两个所述线圈元件的线圈串联连接形成的第二并联支路。

优选地，每一所述线圈元件包括两个线圈，每一相绕组绕设于顺序排列的A1槽、A2槽、A3槽、A4槽、A5槽、A6槽、A7槽、A8槽、A9槽、A10槽、A11槽、A12槽、A13槽，且所述第一并联支路的线圈绕设于A1槽、A2槽、A3槽、A4槽、A5槽、A6槽、A7槽，所述第二并联支路的线圈绕设于A7槽、A8槽、A9槽、A10槽、A11槽、A12槽、A13槽中。

优选地，所述四个线圈元件的八个线圈的匝数分别为n、n、m、m、n、m、m、n。

优选地，所述第一并联支路的导体从A1槽的出线端进入A1槽，并在A1槽的非出线端跨至A4槽，在A1槽和A4槽反复缠绕n圈后，由A4槽的出线端经过桥线从A2槽的出线端进入A2槽，并在A2槽的非出线端跨至A3槽，在A2槽和A3槽反复缠绕n圈后，由A3槽的出线端经过桥线从A5槽的出线端进入A5槽，并在A5槽的非出线端跨至A6槽，在A5槽和A6槽反复缠绕m圈后，由A6槽的出线端经过桥线从A4槽的出线端进入A4槽，并在A4槽的非出线端跨至A7槽，在A4槽和A7槽反复缠绕m圈后从A7槽的出线端出线；

所述第二并联支路的导体从A7槽的出线端进入A7槽，并在A7槽的非出线端跨至A10槽，在A7槽和A10槽反复缠绕n圈后，由A10槽的出线端经过桥线从A8槽的出线端进入A8槽，并在A8槽的非出线端跨至A9槽，在A8槽和A9槽反复缠绕m圈后，由A9槽的出线端经过桥线从A11槽的出线端进入A11槽，并在A11槽的非出线端跨至A12槽，在A11槽和A12槽反复缠绕m圈后，由A12槽的出线端经过桥线从A10槽的出线端进入A10槽，并在A10槽的非出线端跨至A13槽，在A10槽和A13槽反复缠绕n圈后从A13槽的出线端出线。

优选地，每一所述线圈元件包括一个线圈，每一相绕组绕设于顺序排列的A1槽、A2槽、A3槽、A4槽、A5槽，且所述第一并联支路的线圈绕设于A1槽、A2槽、A3槽，所述第二并联支路的线圈绕设于A3槽、A4槽、A5槽。

优选地，所述四个线圈元件的四个线圈的匝数分别为n、m、n、m。

优选地，所述第一并联支路的导体从A1槽的出线端进入A1槽，并在A1槽的非出线端跨至A2槽，在A1槽和A2槽反复缠绕n圈后，由A2槽的出线端经过桥线再次从A2槽的出线端进入A2槽，并在A2槽的非出线端跨至A3槽，在A2槽和A3槽反复缠绕m圈从A3槽的出线端出线；

所述第二并联支路的导体从A3槽的出线端进入A3槽，并在A3槽的非出线端跨至A4槽，在A3槽和A4槽反复缠绕n圈后，由A4槽的出线端经过桥线再次从A4槽的出线端进入A4槽，并在A4槽的非出线端跨至A5槽，在A4槽和A5槽反复缠绕m圈从A5槽的出线端出线。

本发明实施例还提供一种电机，包括如上所述的电机定子。

实施本发明实施例的电机定子及电机具有以下有益效果：通过使每一相绕组中的两类线圈的匝数之差为一，从而在维持过桥线位于电机定子出线端的情况下，实现以半匝为单位对绕组进行调节，提高了电机设计的灵活性。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的电机定子的示意图；

图2是本发明第二实施例提供的电机定子的示意图。

具体实施方式

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的电机定子可应用于永磁同步电机、异步电机等，特别是某些具有特定并联支路的绕组结构的电机。本实施例的电机定子包括定子铁芯和绕设在定子铁芯的定子槽内的多相绕组，每一相绕组包括多个并联支路，且每一并联支路包括2×S个串联连接的线圈元件，每一线圈元件包括L个串联连接的线圈，上述S、L为正整数，且线圈元件的出线端和过桥线位于电机定子的出线端；在每一并联支路中，S×L个线圈的匝数为m，另外S×L个线圈的匝数为n，m、n分别为正整数，且|m-n|＝1；至少两相绕组在每一定子槽内的线圈的总匝数为m+n。

在上述电机定子中，每一并联支路的线圈元件的平均匝数为：

由(S×L×n+S×L×m)/(2×S×L)＝(n+m)/2＝(2m±1)/2＝m±1/2

即每一并联支路的线圈元件的平均匝数为m±1/2。

上述电机定子通过使每一相绕组中的每一并联支路中两类线圈的匝数之差为一，从而可在维持过桥线位于电机定子出线端的情况下，使得每一并联支路中的各个线圈元件的平均匝数为m±1/2，在调整电机定子绕组匝数时，可通过改变m、n的值即可实现以半匝为单位的绕组调节，提高了电机设计的灵活性。

以下以U相绕组为例对本发明实施例的电机定子进行说明。如图1所示，在本发明的一个实施例中，U相绕组中最小重复单元由四个线圈元件构成，其中两个线圈元件的线圈串联连接形成第一并联支路，另两个线圈元件的线圈串联连接形成第二并联支路，即U相绕组包括两个并联支路。

在本实施例中，每一线圈元件包括两个线圈(即第一并联支路和第二并联支路分别包括四个串联连接的线圈)，U相绕组绕设于顺序排列的A1槽、A2槽、A3槽、A4槽、A5槽、A6槽、A7槽、A8槽、A9槽、A10槽、A11槽、A12槽、A13槽，且所述第一并联支路的线圈绕设于A1槽、A2槽、A3槽、A4槽、A5槽、A6槽、A7槽，即A1～A7槽的线圈元件串联成第一并联支路，匝数为m±1/2；第二并联支路的线圈绕设于A7槽、A8槽、A9槽、A10槽、A11槽、A12槽、A13槽中，即A7～A13槽的线圈元件串联成第二并联支路，匝数为m±1/2。

具体地，上述第一并联支路和第二并联支路的四个线圈元件的八个线圈的匝数分别为n、n、m、m、n、m、m、n，即第一并联支路的四个线圈的匝数依次为n、n、m、m，第二并联支路的四个线圈的匝数依次为n、m、m、n。

上述第一并联支路的导体从A1槽的出线端进入A1槽，并在A1槽的非出线端跨至A4槽，在A1槽和A4槽反复缠绕n圈后，由A4槽的出线端经过桥线从A2槽的出线端进入A2槽，并在A2槽的非出线端跨至A3槽，在A2槽和A3槽反复缠绕n圈后，由A3槽的出线端经过桥线从A5槽的出线端进入A5槽，并在A5槽的非出线端跨至A6槽，在A5槽和A6槽反复缠绕m圈后，由A6槽的出线端经过桥线从A4槽的出线端进入A4槽，并在A4槽的非出线端跨至A7槽，在A4槽和A7槽反复缠绕m圈后从A7槽的出线端出线。

第二并联支路的导体从A7槽的出线端进入A7槽，并在A7槽的非出线端跨至A10槽，在A7槽和A10槽反复缠绕n圈后，由A10槽的出线端经过桥线从A8槽的出线端进入A8槽，并在A8槽的非出线端跨至A9槽，在A8槽和A9槽反复缠绕m圈后，由A9槽的出线端经过桥线从A11槽的出线端进入A11槽，并在A11槽的非出线端跨至A12槽，在A11槽和A12槽反复缠绕m圈后，由A12槽的出线端经过桥线从A10槽的出线端进入A10槽，并在A10槽的非出线端跨至A13槽，在A10槽和A13槽反复缠绕n圈后从A13槽的出线端出线。

上述A4槽、A7槽、A10槽，都具有m和n两个匝数的线圈，一个槽内总匝数为m+n，从而不同匝的分配不会造成各槽导体数的不同。并且，由于每个线圈元件的绕制方式与传统同心式绕组相同，保证了过桥线仍在电机定子的出线端一侧。

如图2所示，本实施例的电机定子中，第一并联支路和第二并联支路的四个线圈元件中，每一线圈元件包括一个线圈，每一相绕组的最小重复单元绕设于顺序排列的A1槽、A2槽、A3槽、A4槽、A5槽，且第一并联支路的线圈绕设于A1槽、A2槽、A3槽，第二并联支路的线圈绕设于A3槽、A4槽、A5槽，即A1～A3槽的线圈元件串联成第一并联支路，匝数为m±1/2，即A3～A5槽的线圈元件串联成第二并联支路，匝数为m±1/2。

具体地，上述四个线圈元件的四个线圈的匝数分别为n、m、n、m，即第一并联支路的两个线圈的匝数依次为n、m，第二并联支路的两个线圈的匝数依次为n、m。

本实施例中的第一并联支路的导体从A1槽的出线端进入A1槽，并在A1槽的非出线端跨至A2槽，在A1槽和A2槽反复缠绕n圈后，由A2槽的出线端经过桥线再次从A2槽的出线端进入A2槽，并在A2槽的非出线端跨至A3槽，在A2槽和A3槽反复缠绕m圈从A3槽的出线端出线。

第二并联支路的导体从A3槽的出线端进入A3槽，并在A3槽的非出线端跨至A4槽，在A3槽和A4槽反复缠绕n圈后，由A4槽的出线端经过桥线再次从A4槽的出线端进入A4槽，并在A4槽的非出线端跨至A5槽，在A4槽和A5槽反复缠绕m圈从A5槽的出线端出线。

本发明实施例还提供一种电机，该电机可以为永磁同步电机、异步电机等，且该电机包括如上所述的电机定子。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电机定子，包括定子铁芯和绕设在所述定子铁芯的定子槽内的多相绕组，其特征在于，每一相绕组包括多个并联支路，且每一并联支路包括2×S个线圈元件，每一所述线圈元件包括L个线圈，所述S、L为正整数，且所述线圈元件的出线端和过桥线位于所述电机定子的出线端；在每一并联支路中，S×L个线圈的匝数为m，另外S×L个线圈的匝数为n，所述m、n分别为正整数，且|m-n|＝1；所述多相绕组在每一定子槽内的线圈的总匝数为m+n。

2.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，每一相绕组包括四个线圈元件，其中两个所述线圈元件的线圈串联连接形成的第一并联支路，另两个所述线圈元件的线圈串联连接形成的第二并联支路。

3.根据权利要求2所述的电机定子，其特征在于，每一所述线圈元件包括两个线圈，每一相绕组绕设于顺序排列的A1槽、A2槽、A3槽、A4槽、A5槽、A6槽、A7槽、A8槽、A9槽、A10槽、A11槽、A12槽、A13槽，且所述第一并联支路的线圈绕设于A1槽、A2槽、A3槽、A4槽、A5槽、A6槽、A7槽，所述第二并联支路的线圈绕设于A7槽、A8槽、A9槽、A10槽、A11槽、A12槽、A13槽中。

4.根据权利要求3所述的电机定子，其特征在于，每一相绕组的四个线圈元件的八个线圈的匝数分别为n、n、m、m、n、m、m、n。

5.根据权利要求4所述的电机定子，其特征在于，所述第一并联支路的导体从A1槽的出线端进入A1槽，并在A1槽的非出线端跨至A4槽，在A1槽和A4槽反复缠绕n圈后，由A4槽的出线端经过桥线从A2槽的出线端进入A2槽，并在A2槽的非出线端跨至A3槽，在A2槽和A3槽反复缠绕n圈后，由A3槽的出线端经过桥线从A5槽的出线端进入A5槽，并在A5槽的非出线端跨至A6槽，在A5槽和A6槽反复缠绕m圈后，由A6槽的出线端经过桥线从A4槽的出线端进入A4槽，并在A4槽的非出线端跨至A7槽，在A4槽和A7槽反复缠绕m圈后从A7槽的出线端出线；

所述第二并联支路的导体从A7槽的出线端进入A7槽，并在A7槽的非出线端跨至A10槽，在A7槽和A10槽反复缠绕n圈后，由A10槽的出线端经过桥线从A8槽的出线端进入A8槽，并在A8槽的非出线端跨至A9槽，在A8槽和A9槽反复缠绕m圈后，由A9槽的出线端经过桥线从A11槽的出线端进入A11槽，并在A11槽的非出线端跨至A12槽，在A11槽和A12槽反复缠绕m圈后，由A12槽的出线端经过桥线从A10槽的出线端进入A10槽，并在A10槽的非出线端跨至A13槽，在A10槽和A13槽反复缠绕n圈后从A13槽的出线端出线。

6.根据权利要求2所述的电机定子，其特征在于，每一所述线圈元件包括一个线圈，每一相绕组绕设于顺序排列的A1槽、A2槽、A3槽、A4槽、A5槽，且所述第一并联支路的线圈绕设于A1槽、A2槽、A3槽，所述第二并联支路的线圈绕设于A3槽、A4槽、A5槽。

7.根据权利要求6所述的电机定子，其特征在于，每一相绕组的四个线圈元件的四个线圈的匝数分别为n、m、n、m。

8.根据权利要求7所述的电机定子，其特征在于，所述第一并联支路的导体从A1槽的出线端进入A1槽，并在A1槽的非出线端跨至A2槽，在A1槽和A2槽反复缠绕n圈后，由A2槽的出线端经过桥线再次从A2槽的出线端进入A2槽，并在A2槽的非出线端跨至A3槽，在A2槽和A3槽反复缠绕m圈从A3槽的出线端出线；

所述第二并联支路的导体从A3槽的出线端进入A3槽，并在A3槽的非出线端跨至A4槽，在A3槽和A4槽反复缠绕n圈后，由A4槽的出线端经过桥线再次从A4槽的出线端进入A4槽，并在A4槽的非出线端跨至A5槽，在A4槽和A5槽反复缠绕m圈从A5槽的出线端出线。

9.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的电机定子。

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