CN112087071A - 发卡绕组电机 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“发卡绕组电机”。一种电机，包括定子芯，所述定子芯限定在奇数槽与偶数槽之间交替的周向布置的槽。每个槽具有径向引脚位置，所述径向引脚位置成相邻对地布置以限定径向层。发卡绕组包括互连发卡的第一路径，所述第一路径设置在所述定子芯中，使得对于所述径向层中的每一个，所述第一路径设置在所述奇数槽和所述偶数槽中的次数相同。

Description

发卡绕组电机

技术领域

本公开涉及电机，并且更具体地，涉及包括发卡绕组的电机。

背景技术

诸如电池电动车辆和混合动力电动车辆的车辆包含牵引电池总成以用作车辆的能量源。牵引电池可以包括有助于管理车辆性能和操作的部件和系统。牵引电池还可以包括高压部件以及用于控制电池温度的空气或液体热管理系统。牵引电池电连接到向驱动轮提供扭矩的电机。电机通常包括定子和转子，所述定子和转子协作以将电能转换成机械运动，或者反之亦然。

发明内容

根据一个实施例，一种电机包括定子芯，所述定子芯限定在奇数槽与偶数槽之间交替的周向布置的槽。每个槽具有径向引脚位置，所述径向引脚位置成相邻对地布置以限定径向层。发卡绕组包括互连发卡的第一路径，所述第一路径设置在所述定子芯中，使得对于所述径向层中的每一个，所述第一路径设置在所述奇数槽和所述偶数槽中的次数相同。

根据另一个实施例，一种电机包括定子芯，所述定子芯限定周向布置的槽。每个槽具有径向引脚位置，所述径向引脚位置成相邻对地布置以限定径向层。发卡绕组的第一相包括多个第一发卡，所述多个第一发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第一绕组路径。所述第一发卡具有第一短节距引脚和第一长节距引脚。所述第一路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第一短节距引脚中的一个和所述第一长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中。所述发卡绕组的第一相还包括多个第二发卡，所述多个第二发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第二绕组路径。所述第二发卡具有第二短节距引脚和第二长节距引脚。所述第二路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第二短节距引脚中的一个和所述第二长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中。

根据又一实施例，一种电机包括定子芯，所述定子芯限定周向布置的槽，每个槽具有径向引脚位置，所述径向引脚位置成相邻对地布置以限定径向层。发卡绕组的第一相包括多个第一发卡，所述多个第一发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第一绕组路径。所述第一发卡具有第一短节距引脚和第一长节距引脚。所述第一路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第一短节距引脚中的一个和所述第一长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中。所述发卡绕组的第一相还包括多个第二发卡，所述多个第二发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第二绕组路径。所述第二发卡具有第二短节距引脚和第二长节距引脚。所述第二路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第二短节距引脚中的一个和所述第二长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中。所述发卡绕组的第一相还包括多个第三发卡，所述多个第三发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第三绕组路径。所述第三发卡具有第三短节距引脚和第三长节距引脚。所述第三路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第三短节距引脚中的一个和所述第三长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中。所述发卡绕组的第一相还包括多个第四发卡，所述多个第四发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第四绕组路径。所述第四发卡具有第四短节距引脚和第四长节距引脚。所述第四路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第四短节距引脚中的一个和所述第四长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中。第一中性桥连接到所述第一路径和所述第二路径，并且第二中性桥连接到所述第三路径和所述第四路径。

附图说明

图1是电机的示意图。

图2是电机的绕组的图解透视图，其中出于说明目的大大缩短了发卡的支腿。

图3A是常规发卡的前视图。

图3B是短节距发卡的前视图。

图3C是长节距发卡的前视图。

图4是电机的定子的横截面端视图。

图5是图4的一部分的放大视图。

图6是从定子的焊接侧看的绕组的U相的绕组图。

图7是U相的第一路径的选择发卡的图解视图。

图8是U相的第二路径的选择发卡的图解视图。

图9是U相的第一路径和第二路径的一部分的透视图，其中出于说明目的省略了定子芯。

图10是从定子的焊接侧看的绕组的V相的绕组图。

图11是从定子的焊接侧看的绕组的W相的绕组图。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅是示例，并且其他实施例可以采取各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的特定结构和功能细节不应被理解为限制性的，而是仅应理解为用于教导所属领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如所属领域普通技术人员应当理解，参考附图中的任一附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图所示的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示出的特征的组合提供典型的应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实现方式，可能希望与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。

参考图1，电机20可以用在诸如全电动车辆或混合动力电动车辆等车辆中。电机20可以指电动马达、牵引马达、发电机等。电机20可以是永磁电机、感应电机等。在所示的实施例中，电机20是三相交流(AC)电机。电机20能够用作推进车辆的马达以及诸如在再生制动期间用作发电机。

电机20可以由车辆的牵引电池供电。牵引电池可以从牵引电池内的一个或多个电池单元阵列(有时称为电池单元堆)提供高压直流(DC)输出。电池单元阵列可以包括一个或多个电池单元，所述一个或多个电池单元将储存的化学能转换成电能。电池单元可包括壳体、正电极(阴极)和负电极(阳极)。电解质允许离子在放电期间在阳极与阴极之间移动，并且然后在再充电期间返回。端子允许电流流出电池单元以供车辆使用。

牵引电池可以电连接到一个或多个电力电子模块。电力电子模块可以电连接到电机20，并且可以提供在牵引电池与电机20之间双向传递电能的能力。例如，典型的牵引电池可以提供DC电压，而电机20可能需要三相(AC)电压。电力电子模块可以包括逆变器，所述逆变器根据电机20的需要将DC电压转换成三相AC电压。在再生模式中，电力电子模块可以将来自用作发电机的电机20的三相AC电压转换成牵引电池所需的DC电压。

参考图1和图2，电机20包括壳体21，所述壳体21包围定子22和转子24。定子22固定到壳体21并且包括圆柱形芯32，所述圆柱形芯32具有限定孔30的内径28和外径29。芯32可以由多个堆叠的叠片形成。转子24被支撑以在孔30内旋转。转子24可以包括绕组或永磁体，所述绕组或永磁体在电机20通电时与定子22的绕组相互作用以产生转子24的旋转。转子24可以被支撑在延伸穿过壳体21的驱动轴26上。驱动轴26被配置为与车辆的传动系联接。

定子芯32限定槽34(参见图4)，所述槽34围绕芯32周向地布置并且从内径28向外延伸。槽34可以围绕圆周等距间隔开，并且从芯32的第一端部部36轴向地延伸到第二端部部38。在所示的实施例中，芯32限定四十八个槽并且具有八个极。每个极覆盖180电角度，所述180电角度在所示的实施例中对应于六个槽。本文为了约定，极1从槽1处开始并且包括槽1至6，极2从槽7开始并且包括槽7至12等。极可以成对讨论。极对1包括极1和2；极对2包括极3和4；极对3包括极5和6；并且极对4包括极7和8。在所示的实施例中，每个极对包括12个槽。在其他实施例中，芯32可以包括更多或更少的槽和/或极。例如，芯32可以限定七十二个槽并且具有八个极。

槽34间隔开在两个相邻槽的中心线之间测量的周向距离。此距离可以用作用于关联和测量定子22的其他部件的距离单位(下文中称为“槽”)。距离单位“槽”有时被称为“槽节距”或“槽跨距”。

电机20可以包括置于芯32的槽34中的发卡绕组40。发卡绕组是提高车辆中所使用的电机的效率的新兴技术。发卡绕组40通过以下来提高效率：提供更大量的定子导体，以减小绕组40的电阻，而不会侵占为电工钢和磁通路径保留的空间。发卡绕组40可以是波形绕组，其中绕组40以波浪形图案极对极地编织。

发卡绕组的一个挑战是使电机设计与期望的扭矩-转速曲线匹配。设计电机的关键步骤是选择相匝数，使得扭矩-转速曲线覆盖所有要求的工作点。对于由并联连接的长导线制成的常规绞合绕组，通过选定每个线圈的匝数、并联路径的数量、极数量、每极的槽数量以及层数量来选择期望的相匝数。虽然所有这些因素也可用于发卡绕组，但是限制因素非常不同，导致可行选择较少。

例如，虽然两种技术之间可能的极数、每极的槽数以及层数是相同的，但是在发卡绕组中，每个线圈具有与绞合绕组中一样多的匝数是不实际的。每一发卡需要通过焊接、钎焊等连接到下一个发卡，并且需要根据特定形状弯曲以便可以进行连接。这限制了可以配合在单个槽中的导体的数量和大小。另一个挑战是形成并联电路，所述并联电路是平衡的(即，由于不对称性而不会在由并联电路形成的环路中引起大的循环电流)并且具有相当复杂的连接。

电机20解决了这些和其他问题。电机20可以是三相电机，其中发卡绕组40被布置成U相、V相和W相。在所示的实施例中，每一相包括布置在绕组的四个并联路径中的相关联的发卡导体(也称为引脚、发卡或条形导体)。在其他实施例中，每一相可以包括更多或更少的并联路径。

发卡通常是U形的并且包括一对由冠部接合的支腿。通过将支腿插入通过槽34中的对应槽中，将发卡安装在定子芯32中。所有发卡都可以从定子芯32的同一端部(例如，端部36)安装，使得所有冠部都位于定子的一个端部(例如，端部36)上，并且支腿的端部位于另一个端部(例如，端部38)上。一旦进行安装，发卡的支腿就远离彼此弯曲以形成与其他发卡的扭绕部连接的扭绕部。对应发卡的端部通过诸如焊接部48的连接部接合。连接部可以布置成行，诸如焊接部行63。端部36可以称为冠部端部，并且端部38可以称为焊接部端部。

U相可以包括第一路径44、第二路径46、第三路径47和第四路径49。路径由多个互连的引脚42形成。路径中的每一者包括在U相端子50处开始的第一端部和在中性连接部结束的第二端部。在所示的实施例中，电机20包括内侧中性连接部52和外侧中性连接部54。第一路径44和第二路径46连接到外侧中性连接部54，并且第三路径47和第四路径49连接到内侧中性连接部52。路径44、46、47、49在端子50处彼此连接，所述端子50位于定子芯的外径(OD)29附近。路径可以成对布置，其中第一路径44和第二路径46是一对，并且第三路径47和第四路径49是一对。这些路径可以被称为成对的，因为这些路径以相同的方向并且彼此相邻地通过定子芯32缠绕。

第一路径44和第二路径46在定子芯的内径(ID)28附近开始，并且具有延伸的端子引线59以连接到端子50。端子引线59径向延伸穿过相邻的焊接部行63，以穿过绕组40与端子50连接。第一路径44和第二路径46通过槽34沿逆时针方向缠绕(当观察端部38时)，并且在外侧中性连接部54处在OD 29附近结束。第一路径44和第二路径46可以围绕定子芯缠绕约四次。第三路径47和第四路径49在定子芯的OD 29附近开始，并且通过槽34沿顺时针方向缠绕。第三路径47和第四路径49可以围绕定子芯缠绕约四次，并且在内侧中性连接部52处在ID 28附近结束。在所示的实施例中，路径中的每一者包括十六个引脚，所述十六个引脚端对端地互连以在端子50与中性连接部52或54之间形成连续导体。

V相可以包括第一路径56、第二路径58、第三路径60和第四路径62。路径由多个互连的引脚64形成。路径中的每一者包括在V相端子66处开始的第一端部和在中性连接部52或54处结束的第二端部。第一路径56和第二路径58连接到外侧中性连接部54，并且第三路径60和第四路径62连接到内侧中性连接部52。路径56、58、60、62在端子66处彼此连接，所述端子66位于定子芯的OD 29附近。

第一路径56和第二路径58在定子芯的ID 28附近开始，并且具有延伸的端子引线61以连接到端子50。端子引线径向延伸穿过相邻的焊接部行63，以穿过绕组40与端子66连接。第一路径56和第二路径58通过槽34沿逆时针方向缠绕，并且在外侧中性连接部54处在OD 29附近结束。第一路径56和第二路径58可以围绕定子芯缠绕约四次。第三路径60和第四路径62在定子芯的OD 29附近开始，并且通过槽34沿顺时针方向缠绕。第三路径60和第四路径62可以围绕定子芯缠绕约四次，并且在内侧中性连接部52处在ID 28附近结束。在所示的实施例中，路径中的每一者包括十六个引脚，所述十六个引脚端对端地互连以在端子66与中性连接部52或54之间形成连续导体。

W相可以包括第一路径70、第二路径72、第三路径74和第四路径76。路径由多个互连的引脚78形成。路径中的每一者包括在W相端子80处开始的第一端部和在中性连接部52或54处结束的第二端部。第一路径70和第二路径72连接到外侧中性连接部54，并且第三路径74和第四路径76连接到内侧中性连接部52。路径70、72、74、76在端子80处彼此连接，所述端子80位于定子芯的OD 29附近。

第一路径70和第二路径72在定子芯的ID 28附近开始，并且具有延伸的端子引线73以连接到端子80。端子引线82径向延伸穿过相邻的焊接部行63，以穿过绕组40与端子80连接。第一路径70和第二路径72通过槽34沿逆时针方向缠绕，并且在外侧中性连接部54处在OD 29附近结束。第一路径70和第二路径72可以围绕定子芯缠绕约四次。第三路径74和第四路径76在定子芯的OD 29附近开始，并且通过槽34沿顺时针方向缠绕。第三路径74和第四路径76可以围绕定子芯缠绕约四次，并且在内侧中性连接部52处在ID28附近结束。在所示的实施例中，路径中的每一者包括十六个引脚，所述十六个引脚端对端地互连以在端子50与中性连接部52或54之间形成连续导体。端子50、66、80可以包括用于连接到逆变器并从逆变器接收电压的另外的引线，这在绕组路径中形成扭矩产生电流，从而致使转子24在定子22内旋转。

绕组40可以是无跳线的，(即，每一发卡直接地互连到另一个发卡。跳线是导体，其通常设置在定子芯的端部中的一个处，即不延伸穿过槽，并且使发卡互连，所述发卡间隔开以使得它们彼此不能直接地连接。跳线将材料添加到绕组并且需要另外制造。通过设计不需要跳线的绕组(诸如绕组40)，可以降低成本，并且可以获得制造效率。

中性连接部52或54可以包括主体，诸如导电金属或其他材料条。主体限定与发卡连接的开口。在所示的实施例中，中性连接部52、54限定六个开口284。开口可以两个一对(诸如开口284a和284b)地分组。分组中的每一个与相中的一者相关联。U相与开口284a和284b相关联。引脚具有接收在开口284中的焊接部分286。焊接部分286可以被加长以为中性连接部54提供间隙，以使中性连接部54附接到绕组40的其他部分上方的焊接部分286。

参考图3a，路径中的每一者的发卡可以包括一种或多种类型的发卡，诸如常规引脚90。不同类型的发卡的形状或大小可能不同。常规引脚90可以包括在顶点102处接合到第二支腿100的第一支腿98。顶点102可以使支腿径向偏移以将支腿放置在不同的槽位置。顶点102可以由扭绕部形成，所述扭绕部使支腿在径向方向上径向偏移一个引脚的尺寸。引脚90可以由单个金属块(诸如铜、铝、银)或任何其他导电材料形成。第一支腿98设置在槽34中的一个中，并且第二支腿100设置在槽34中的间隔开槽的跨距的另一个中。常规引脚90可以具有等于每极的槽数量(在所示的实施例中是六个槽)的跨距(N)。因此，如果第一支腿98在槽1中，则第二支腿100将在槽7中。第一支腿98包括设置在槽34内的直线部分99和第一成角度部分104，所述第一成角度部分104在顶点102与直线部分99之间延伸。直线部分99和成角度部分104在第一弯曲部106处接合。第一支腿98还包括在第二弯曲部108处向外成角度的扭绕部110。第二支腿100包括设置在槽34内的直线部分101和在顶点102与直线部分101之间延伸的第一成角度部分112。第一成角度部分104和第二成角度部分112以及顶点统称为冠部。直线部分101和成角度部分112在第一弯曲部114处接合。第二支腿100还包括扭绕部120，所述扭绕部120在第二弯曲部118处向外成角度。扭绕部110、120在相反方向上成角度以远离引脚90延伸，从而与路径的其他引脚连接。在其他类型的引脚中，扭绕部可在相同的方向上延伸。扭绕部110、120可以具有等于引脚跨距除以2的跨距，在所示实施例中，所述跨距为三(6/2)。因此，常规引脚90具有十二个槽的总跨距。附接到端子和中性连接部的引脚可以具有稍长或稍短的扭绕部以便于连接。

常规引脚90可以通过首先形成顶点102、第一成角度部分104、112和两个延伸的直线部分来制造。然后，通过将延伸的直线部分插入定子22的槽34中来将引脚90安装到定子22中。第二弯曲部108、118和扭绕部110、120是在引脚90穿过槽安装之后通过使延伸的支腿根据需要弯曲而形成的。路径的第一个常规引脚和最后一个常规引脚可以具有更长或更短的扭绕部，以便于与端子引线或中性连接部连接。

参考图3b，另一种类型的发卡是短节距引脚122。短节距引脚122的槽跨距比常规引脚90的槽跨距短(例如，N-1)。短节距引脚122可以短一个槽。短节距引脚122的结构与常规引脚90相似，但是支腿124和126由较少数量的槽间隔开。短节距引脚122的扭绕部128、130的长度可以与常规引脚90的扭绕部110、120的长度相同，或者替代地，扭绕部128、130可以更长或更短。在所示的实施例中，支腿124、126由五个槽间隔开，从而提供了总长度11。

参考图3c，又一种类型的发卡是长节距引脚134。发卡134的结构与常规引脚90的结构相似，但是其总跨距更长(例如，N+1)。发卡134包括第一支腿136和第二支腿138。支腿136、138分别具有相关联的扭绕部140和142。支腿136和138的间隔距离可以比常规引脚90的间隔距离多一个槽。在所示的实施例中，支腿136、138由七个槽间隔开。长节距引脚130的扭绕部140、142的长度可以与常规引脚90的扭绕部110、120的长度相同，或者替代地，扭绕部142、144可以更长或更短。在所示的实施例中，扭绕部142、144是相同的，从而使引脚134的总长度为13个槽。

另外，其他绕组40包括具有更长或更短的跨距和/或扭绕部的另外类型的引脚。发卡的上述给出的尺寸是示例性而非限制性的。

参考图4和图5，槽34沿逆时针方向布置成1至48，为方便起见，标记了奇数槽。槽可以被表征为奇数槽(即，槽1、3、5等)和偶数槽(即，槽2、4、6等)。奇数和偶数指定是为了在解释绕组40的布置时便于描述，并且奇数槽和偶数槽的结构可以是相同的。

槽34可以包括引脚的内径向层170、引脚的内中间径向层172、引脚的外中间径向层174和引脚的外径向层176。层中的每一者可以包括彼此相邻的至少两个径向引脚位置。在所示的实施例中，每个槽34具有呈一个接八个(one-by-eight)线性布置的八个顺序引脚位置，然而，也可以设想其他布置。第一位置最接近定子芯32的OD 29，并且第八位置最接近定子芯32的ID28。内层170包括第七位置和第八位置；中间层172包括第五位置和第六位置；并且中间层174包括第三位置和第四位置，并且外层176包括第一位置和第二位置。

槽34中的每一个可以仅包含单个相，例如，槽1仅包含U相。相成组布置以占据极中的每一个中的相邻槽，例如，槽1和2包含U相，槽3和4包含V相，并且槽6和7包含W相。每个槽可以包括仅相同相的两个不同路径。例如，槽1仅包括U相的路径44和路径47，并且槽2仅包括路径46和路径49。这些路径沿其各自的槽每隔一个引脚位置交替，如图5最佳所示。

定子是平衡的，每个路径都设置在定子芯中，使得对于每个径向层，路径设置在奇数槽中和偶数槽中的次数相同。例如，在内层170中，第一路径44设置在奇数槽中四次(槽1、7、13和43)，并且设置在偶数槽中四次(槽20、26、32和38)。

现在将参考图6、图7和图8更详细地描述U相。第一路径44以引脚1(常规引脚90)开始，所述引脚1具有设置在槽1的第八位置中的后支腿200和设置在槽7的第七位置中的前支腿202。当从焊接部端部38观察时，第一路径沿逆时针方向前进，在图7中向右前进。术语“前支腿”和“后支腿”是指支腿相对于路径前进方向的位置。后支腿200通过端子引线59连接到端子50。

引脚2(长节距引脚134)具有设置在槽13的第八位置中的后支腿204和设置在槽20的第七位置中的前支腿206。支腿204和206具有七个槽跨距。这致使第一路径44相对于第二路径46前进。引脚1的扭绕部208通过槽10附近的连接部212附接到引脚2的扭绕部210。所述连接部可以是焊接部，诸如激光焊接部。引脚3(常规引脚90)具有设置在槽26的第八位置中的后支腿214和设置在槽32的第七位置中的前支腿216。引脚2的扭绕部218通过槽22附近的连接部222附接到引脚3的扭绕部220。

引脚4(短节距引脚122)具有设置在槽38的第八位置中的后支腿223和设置在槽43的第七位置中的前支腿224。支腿223和224由五个槽间隔开。这致使第一路径44相对于第二路径46滞后。如上所述，第一路径44从引脚4以常规引脚5和长节距引脚6继续，所述常规引脚5和长节距引脚6与连接部(例如，焊接部)互连。引脚6具有设置在槽13的第六位置中的后支腿226和设置在槽20的第五位置中的前支腿228。引脚6具有七个槽跨距，这使第一路径46相对于第二路径46前进。第一路径44以引脚7继续至引脚16，并且在中性连接部54处结束。路径44可以是无跳线的。参见图6以获得详细信息。在所示的实施例中，路径44包括16个引脚。引脚中的八个是常规引脚，引脚中的四个是长节距引脚，并且引脚中的四个是短节距引脚。对于每个径向层，第一路径可以具有一个长节距引脚、一个短节距引脚和两个常规引脚。短节距引脚和长节距引脚通常可以设置在定子芯32的相反侧上。

在所示的实施例中，路径46也包括16个引脚。引脚中的八个是常规引脚，引脚中的四个是长节距引脚，并且引脚中的四个是短节距引脚。对于每个径向层，第二路径46可以具有一个长节距引脚、一个短节距引脚和两个常规引脚。第一路径44在奇数编号的槽开始，而第二路径在偶数编号的槽开始。这两个路径将周期性地从奇数槽与偶数槽切换，使得绕组平衡。

第二路径46以引脚1开始，所述引脚1具有设置在槽2的第八位置中的后支腿250和设置在槽8的第七位置中的前支腿252。当从焊接部端部38观察时，第二路径46也沿逆时针方向前进。后支腿250通过端子引线连接到端子50。第二路径46在第一路径之前开始，但在引脚2处切换。

引脚2(短节距引脚122)具有设置在槽14的第八位置中的后支腿254和设置在槽19的第七位置中的前支腿256。支腿由五个槽间隔开。短节距引脚2阻止路径46的前进，而长节距引脚2使第一路径44前进，使得路径44和46切换位置，其中第一路径44现在位于路径46之前，并且设置在偶数编号的槽中。在所示的实施例中，短节距引脚和长节距引脚被分组在一起，其中一个前进，而另一个滞后一个槽。也就是说，长节距引脚和短节距引脚成对分组。路径46的引脚3(常规引脚90)具有设置在槽25的第八位置中的后支腿258和设置在槽31的第七位置中的前支腿260。

引脚4(长节距引脚134)具有设置在槽37的第八位置中的后支腿262和设置在槽44的第七位置中的前支腿264。支腿262和264由七个槽间隔开。短节距引脚4阻止第一路径44的前进，而长节距引脚4使第二路径46前进，使得路径44和46切换位置，其中第一路径44现在再次位于路径46之后。引脚5(常规引脚90)具有设置在槽2的第六位置中的后支腿266和设置在槽8的第五位置中的前支腿268。

引脚6(短节距引脚122)具有设置在槽14的第六位置中的后支腿270和设置在槽19的第五位置中的前支腿272。支腿270和272由五个槽间隔开。短节距引脚6阻止第二路径146的前进，而长节距引脚6使第一路径44前进，使得路径44和46切换位置，其中第一路径44现在位于第二路径46之前。第二路径44以引脚7继续至引脚16，并且在中性连接部54处结束。参见图6以获得详细信息。

路径44和路径46的成对的长节距引脚和短节距引脚通常可以设置在相同的极中。例如，路径44的所有长节距引脚设置在槽13和槽20中，并且路径46的所有短节距引脚设置在槽14和槽19中，即，大部分位于极3中。此外，路径44的所有短节距引脚设置在槽38和槽43中，并且路径46的所有长节距引脚设置在槽37和槽44中，即，大部分位于极7中。第一路径和第二路径的相对位置切换八次，其中路径以相同的相对位置开始和结束，即，第一路径44完成并且在第二路径46之后结束。第一路径44和第二路径46彼此前后具有相等量的槽。也就是说，每个路径在偶数槽和奇数槽中相等。对于每个路径44或46，长节距引脚和短节距引脚大体上对径。“大体上对径”意指在对径的加减一个槽之内。在所示的定子中，对径槽分开二十四个槽。例如，在路径44中，长节距引脚的后支腿位于槽13中，并且短节距引脚的后支腿位于槽38中，所述槽在一个方向上分开二十五个槽并且在另一个方向上分开二十三个槽。槽13和38大体上对径，因为二十五和二十三在二十四加减一之内。

参考图9，对于每个路径，所有长节距引脚134设置在槽中的相同槽中，并且所有短节距引脚122设置在槽中的相同槽中。例如，在第一路径44中，所有长节距引脚134可位于槽13和20中，并且所有短节距引脚122可位于槽38和43中。在第二路径46中，所有短节距引脚可位于槽14和19中，并且所有长节距引脚可位于槽37和44中。短节距引脚122可嵌套在长节距引脚134内，其中短节距引脚的冠部276的顶部274与长节距引脚134的冠部280的底部278相邻。为了实现这一点，长节距引脚的冠部280比短节距引脚的冠部从定子的端部延伸得更远。常规引脚90可以不相互嵌套，而是可以如图9中的箭头282所示交叉。

再次参考图2和图6，U相的第三路径47和第四路径49在端子50处在定子的OD 29处开始，并且沿顺时针方向缠绕。第三路径47和第四路径49可以是无跳线的。第三路径47在引脚1处开始，所述引脚1具有设置在槽1的第一位置中的后支腿和设置在槽44的第二位置中的前支腿。引脚1是短节距引脚。为了连接到端子50，引脚l的后支腿包括相反扭绕部300，所述相反扭绕部300沿逆时针方向向内延伸连接到端子50。引脚1的前支腿包括常规扭绕部，所述常规扭绕部沿顺时针方向远离引脚1向外延伸。第四路径49的引脚1也包括与端子50连接的相反扭绕部304。路径49的引脚1是长节距引脚。这些长节距引脚和短节距引脚相互嵌套，类似于路径44和46的长节距引脚和短节距引脚。

类似于第一路径44和第二路径46，第三路径47和第四路径49位于相邻槽中。路径47在槽1处开始并且沿顺时针方向围绕定子芯32继续，并且路径49在槽2中开始并且沿顺时针方向围绕定子芯32继续，如图6的绕组图所示。在所示的实施例中，如同路径44和46一样，每个路径47和49包括16个引脚。引脚中的八个是常规引脚，引脚中的四个是长节距引脚，并且引脚中的四个是短节距引脚。对于每个径向层，路径47和49可以具有一个长节距引脚、一个短节距引脚和两个常规引脚。在路径47中，例如，长节距引脚可以设置在槽19和26中，并且短节距引脚可以设置在槽44和1中。在路径49中，例如，长节距引脚可以位于槽43和2中，并且短节距引脚可以位于槽20和25中。第三路径47在奇数编号的槽开始，而第四路径49在偶数编号的槽开始。这两个路径将周期性地从奇数槽与偶数槽切换，使得绕组平衡。

U相可以被布置成使得在每个径向层中，路径44和46的长节距和短节距对与路径47和49的长节距和短节距对相邻。例如，所有长节距引脚和短节距引脚通常位于任一极3、极4、极7或极8中。

绕组40的V相和W相可以与U相相同或相似，除了移位到不同的槽之外。为简便起见，申请人将不会在解释V相和W相时重复上述所有信息；请参阅上文的描述以获取更多详细信息。

参考图10，V相可以沿逆时针方向在四个槽上移位，以将路径56的引脚1设置在槽5和11中，并且将路径58的引脚1设置在槽6和12中。路径56和58沿逆时针方向(在图10中向下)延伸。路径56可以在奇数编号的槽开始，并且路径58可以在偶数编号的槽开始。路径56和58围绕定子芯编织，在偶数编号的槽和奇数编号的槽之间交替，使得对于每个径向层，路径中的每一个具有与U相相似的相等数量的偶数槽和奇数槽。参见上文以获得更多详细信息。

在内径向层中，路径56的引脚2可以是长节距引脚，其具有在槽17中的后支腿和在槽24中的前支腿。路径58的引脚2可以是短节距引脚，其具有设置在槽18中的后支腿和设置在槽23中的前支腿。此外，在内径向层中，路径56的引脚4可以是长节距引脚，其具有在槽42中的后支腿和在槽47中的前支腿。路径58的引脚4可以是长节距引脚，其具有在槽41中的后支腿和在槽48中的前支腿。类似于U相，路径56的所有长节距引脚可以设置在槽17和24中，并且路径56的所有短节距引脚可以设置在槽42和47中。路径58的所有短节距引脚可以设置在槽18和23中，并且路径58的所有长节距引脚可以设置在槽41和48中。参见图10以获得有关于路径56和58的绕组的更多详细信息。

路径60的引脚1设置在槽5和48中，并且路径62的引脚1设置在槽6和47中。路径60和62沿逆时针方向(在图10中向上)延伸。路径60可以在奇数编号的槽开始，并且路径62可以在偶数编号的槽开始。路径60和62围绕定子芯编织，在偶数编号的槽和奇数编号的槽之间交替，使得对于每个径向层，路径中的每一个具有与U相相似的相等数量的偶数槽和奇数槽。参见上文以获得更多详细信息。

在外径向层中，路径60的引脚1可以是短节距引脚，并且路径62的引脚2可以是长节距引脚。此外，在外径向层中，路径60的引脚3可以是长节距引脚，其具有在槽30中的后支腿和在槽23中的前支腿。路径62的引脚3可以是短节距引脚，其具有在槽29中的后支腿和在槽24中的前支腿。类似于U相，路径60的所有短节距引脚可以设置在槽5和48中，并且路径60的所有长节距引脚可以设置在槽30和23中。路径62的所有长节距引脚可以设置在槽6和47中，路径62的所有短节距引脚可以设置在槽29和24中。参见图10以获得有关于路径60和62的绕组的更多详细信息。

参考图11，W相可以沿逆时针方向在八个槽上移位，以将路径70的引脚1设置在槽9和15中，并且将路径72的引脚1设置在槽10和16中。路径70和72沿逆时针方向(在图11中向下)延伸。路径70可以在奇数编号的槽开始，并且路径72可以在偶数编号的槽开始。路径70和72围绕定子芯编织，在偶数编号的槽和奇数编号的槽之间交替，使得对于每个径向层，路径中的每一个具有与U相相似的相等数量的偶数槽和奇数槽。参见上文以获得更多详细信息。

在内径向层170中，路径70的引脚2可以是长节距引脚，其具有在槽21中的后支腿和在槽28中的前支腿。路径72的引脚2可以是短节距引脚，其具有设置在槽22中的后支腿和设置在槽27中的前支腿。此外，在内径向层中，路径70的引脚4可以是短节距引脚，其具有在槽46中的后支腿和在槽3中的前支腿。路径70的引脚4可以是长节距引脚，其具有在槽45中的后支腿和在槽4中的前支腿。类似于U相，路径70的所有长节距引脚可以设置在槽21和28中，并且路径70的所有短节距引脚可以设置在槽46和3中。路径72的所有短节距引脚可以设置在槽18和23中，并且路径72的所有长节距引脚可以设置在槽22和27中。参见图11以获得有关于路径70和72的绕组的更多详细信息。

路径74的引脚1设置在槽9和4中，并且路径76的引脚1设置在槽10和3中。路径74和76沿顺时针方向(在图11中向上)延伸。路径74可以在奇数编号的槽开始，并且路径72可以在偶数编号的槽开始。路径74和76围绕定子芯编织，在偶数编号的槽和奇数编号的槽之间交替，使得对于每个径向层，路径中的每一个具有与U相相似的相等数量的偶数槽和奇数槽。参见上文以获得更多详细信息。

在外径向层176中，路径74的引脚1可以是短节距引脚，并且路径76的引脚2可以是长节距引脚。此外，在外径向层中，路径74的引脚3可以是长节距引脚，其具有在槽34中的后支腿和在槽27中的前支腿。路径76的引脚3可以是短节距引脚，其具有在槽33中的后支腿和在槽28中的前支腿。类似于U相，路径74的所有短节距引脚可以设置在槽9和4中，并且路径74的所有长节距引脚可以设置在槽34和27中。路径76的所有长节距引脚可以设置在槽10和3中，并且路径76的所有短节距引脚可以设置在槽33和28中。参见图11以获得有关于路径74和76的绕组的更多详细信息。

虽然上文描述了示例性实施例，但是这些实施例并不旨在描述由权利要求书涵盖的所有可能形式。在说明书中使用的用词是描述用词而非限制用词，并且应理解，可在不背离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，各种实施例的特征可组合以形成可能未明确描述或示出的本发明的另外的实施例。虽然各种实施例就一个或多个期望的特性而言可能已经被描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实现方式，但是本领域普通技术人员认识到，可以折衷一个或多个特征或特性以实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实现方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、大小、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。这样，就一个或多个特性而言被描述成不如其他实施例或现有技术实施方式理想的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用而言可能是理想的。

根据本发明，提供了一种电机，所述电机具有：定子芯，所述定子芯限定在奇数槽与偶数槽之间交替的周向布置的槽，每个槽具有径向引脚位置，所述径向引脚位置成相邻对地布置以限定径向层；以及发卡绕组，所述发卡绕组包括互连发卡的第一路径，所述第一路径设置在所述定子芯中，使得对于所述径向层中的每一个，所述第一路径设置在所述奇数槽和所述偶数槽中的次数相同。

根据一个实施例，所述发卡绕组还包括第二互连发卡的第二路径，所述第二路径设置在所述定子芯中，使得对于所述径向层中的每一个，所述第二路径设置在所述奇数槽和所述偶数槽中的次数相同。

根据一个实施例，所述发卡绕组还包括第三互连发卡的第三路径，所述第三路径设置在所述定子芯中，使得对于所述径向层中的每一个，所述第三路径设置在所述奇数槽和所述偶数槽中的次数相同。

根据一个实施例，所述发卡绕组还包括第四互连发卡的第四路径，所述第四路径设置在所述定子芯中，使得对于所述径向层中的每一个，所述第四路径设置在所述奇数槽和所述偶数槽中的次数相同。

根据一个实施例，所述第一路径、所述第二路径、所述第三路径和所述第四路径属于所述电机的相同相。

根据一个实施例，本发明的特征还在于第一中性桥和第二中性桥，其中所述第一路径和所述第二路径连接到所述第一中性桥，并且所述第三路径和所述第四路径连接到所述第二中性桥。

根据一个实施例，所述第一路径包括常规引脚、短节距引脚和长节距引脚，其中常规引脚的量等于所述长节距引脚和所述短节距引脚的总和，并且存在相等量的短节距引脚和长节距引脚。

根据一个实施例，所述第一路径包括常规引脚、短节距引脚和长节距引脚，并且其中所有所述短节距引脚设置在所述槽中的第一相同槽中，并且所有所述长节距引脚设置在所述槽中的第二相同槽中。

根据一个实施例，所述发卡绕组还包括与所述第一路径属于相同相的第二互连发卡的第二路径，所述第二路径设置在所述定子芯中，使得对于所述径向层中的每一个，所述第二路径设置在所述奇数槽和所述偶数槽中的次数相同，并且其中所述第二路径包括常规引脚、短节距引脚和长节距引脚，并且其中所有所述短节距引脚设置在所述槽中的第三相同槽中，并且所有所述长节距引脚设置在所述槽中的第四相同槽中。

根据一个实施例，所述常规引脚具有N个槽的跨距，所述短节距引脚具有N-1个槽的跨距，并且所述长节距引脚具有N+1个槽的跨距。

根据一个实施例，所述定子芯包括四十八个槽、八个极、八个引脚位置和四个径向层，并且其中N等于六。

根据一个实施例，所述槽中的所述第二相同槽与所述槽中的所述第一相同槽大体上对径。

根据本发明，提供了一种电机，所述电机具有：定子芯，所述定子芯限定周向布置的槽，每个槽具有径向引脚位置，所述径向引脚位置成相邻对地布置以限定径向层；以及发卡绕组的第一相，所述发卡绕组的所述第一相包括：多个第一发卡，所述多个第一发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第一绕组路径，所述第一发卡包括第一短节距引脚和第一长节距引脚，其中所述第一路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第一短节距引脚中的一个和所述第一长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中；以及多个第二发卡，所述多个第二发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第二绕组路径，所述第二发卡包括第二短节距引脚和第二长节距引脚，其中所述第二路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第二短节距引脚中的一个和所述第二短节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中。

根据一个实施例，所述槽在所述槽中的奇数槽和偶数槽之间交替地布置，并且其中所述第一路径设置在所述槽中的所述奇数槽和所述槽中的所述偶数槽中的次数相同，并且所述第二路径设置在所述槽中的所述奇数槽和所述槽中的所述偶数槽中的次数相同。

根据一个实施例，所有所述第一长节距引脚设置在所述槽中的第一相同槽中，并且所有所述第一短节距引脚设置在所述槽中的第二相同槽中。

根据一个实施例，所有所述第二长节距引脚设置在所述槽中的第三相同槽中，并且所有所述第二短节距引脚设置在所述槽中的第四相同槽中。

根据一个实施例，所述槽中的所述第一相同槽位于槽的第一跨距内，并且所述槽中的所述第四相同槽位于所述槽的第一跨距内，并且其中所述槽中的第三相同槽位于槽的第二跨距内，并且所述槽的所述第二相同槽位于所述槽的第二跨距内。

根据本发明，所述第一相还包括：多个第三发卡，所述多个第三发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第三绕组路径，所述第三发卡包括第三短节距引脚和第三长节距引脚，其中所述第三路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第三短节距引脚中的一个和所述第三长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中；以及多个第四发卡，所述多个第四发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第四绕组路径，所述第四发卡包括第四短节距引脚和第四长节距引脚，其中所述第四路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第四短节距引脚中的一个和所述第四短节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中。

根据一个实施例，所述第一长节距引脚的前支腿设置在所述槽中的相同槽中作为所述第四短节距引脚的后支腿，并且其中所述第二短节距引脚的前支腿设置在所述槽中的相同槽中作为所述第三长节距引脚的后支腿。

根据本发明，提供了一种电机，所述电机具有：定子芯，所述定子芯限定周向布置的槽，每个槽具有径向引脚位置，所述径向引脚位置成相邻对地布置以限定径向层；以及发卡绕组的第一相，所述发卡绕组的第一相包括：多个第一发卡，所述多个第一发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第一绕组路径，所述第一发卡包括第一短节距引脚和第一长节距引脚，其中所述第一路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第一短节距引脚中的一个和所述第一长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中；多个第二发卡，所述多个第二发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第二绕组路径，所述第二发卡包括第二短节距引脚和第二长节距引脚，其中所述第二路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第二短节距引脚中的一个和所述第二短节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中；多个第三发卡，所述多个第三发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第三绕组路径，所述第三发卡包括第三短节距引脚和第三长节距引脚，其中所述第三路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第三短节距引脚中的一个和所述第三长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中；以及多个第四发卡，所述多个第四发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第四绕组路径，所述第四发卡包括第四短节距引脚和第四长节距引脚，其中所述第四路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第四短节距引脚中的一个和所述第四短节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中；第一中性桥，所述第一中性桥连接到所述第一路径和所述第二路径；以及第二中性桥，所述第二中性桥连接到所述第三路径和所述第四路径。

Claims (15)

1.一种电机，其包括：

定子芯，所述定子芯限定在奇数槽与偶数槽之间交替的周向布置的槽，每个槽具有径向引脚位置，所述径向引脚位置成相邻对地布置以限定径向层；以及

发卡绕组，所述发卡绕组包括互连发卡的第一路径，所述第一路径设置在所述定子芯中，使得对于所述径向层中的每一个，所述第一路径设置在所述奇数槽和所述偶数槽中的次数相同。

2.如权利要求1所述的电机，其中所述发卡绕组还包括第二互连发卡的第二路径，所述第二路径设置在所述定子芯中，使得对于所述径向层中的每一个，所述第二路径设置在所述奇数槽和所述偶数槽中的次数相同。

3.如权利要求2所述的电机，其中所述发卡绕组还包括第三互连发卡的第三路径，所述第三路径设置在所述定子芯中，使得对于所述径向层中的每一个，所述第三路径设置在所述奇数槽和所述偶数槽中的次数相同。

4.如权利要求3所述的电机，其中所述发卡绕组还包括第四互连发卡的第四路径，所述第四路径设置在所述定子芯中，使得对于所述径向层中的每一个，所述第四路径设置在所述奇数槽和所述偶数槽中的次数相同。

5.如权利要求4所述的电机，其中所述第一路径、所述第二路径、所述第三路径和所述第四路径属于所述电机的相同相。

6.如权利要求5所述的电机，其还包括第一中性桥和第二中性桥，其中所述第一路径和所述第二路径连接到所述第一中性桥，并且所述第三路径和所述第四路径连接到所述第二中性桥。

7.如权利要求1所述的电机，其中所述第一路径包括常规引脚、短节距引脚和长节距引脚，其中常规引脚的量等于所述长节距引脚和所述短节距引脚的总和，并且存在相等量的短节距引脚和长节距引脚。

8.如权利要求1所述的电机，其中所述第一路径包括常规引脚、短节距引脚和长节距引脚，并且其中所有所述短节距引脚设置在所述槽中的第一相同槽中，并且所有所述长节距引脚设置在所述槽中的第二相同槽中。

9.如权利要求8所述的电机，其中所述发卡绕组还包括与所述第一路径属于相同相的第二互连发卡的第二路径，所述第二路径设置在所述定子芯中，使得对于所述径向层中的每一个，所述第二路径设置在所述奇数槽和所述偶数槽中的次数相同，并且其中所述第二路径包括常规引脚、短节距引脚和长节距引脚，并且其中所有所述短节距引脚设置在所述槽中的第三相同槽中，并且所有所述长节距引脚设置在所述槽中的第四相同槽中。

10.如权利要求9所述的电机，其中所述常规引脚具有N个槽的跨距，所述短节距引脚具有N-1个槽的跨距，并且所述长节距引脚具有N+1个槽的跨距。

11.如权利要求9所述的电机，其中所述定子芯包括四十八个槽、八个极、八个引脚位置和四个径向层，并且其中N等于六。

12.如权利要求8所述的电机，其中所述槽中的所述第二相同槽与所述槽中的所述第一相同槽大体上对径。

13.一种电机，其包括：

定子芯，所述定子芯限定周向布置的槽，每个槽具有径向引脚位置，所述径向引脚位置成相邻对地布置以限定径向层；以及

发卡绕组的第一相，所述发卡绕组的第一相包括：

多个第一发卡，所述多个第一发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第一绕组路径，所述第一发卡包括第一短节距引脚和第一长节距引脚，其中所述第一路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第一短节距引脚中的一个和所述第一长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中，以及

多个第二发卡，所述多个第二发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第二绕组路径，所述第二发卡包括第二短节距引脚和第二长节距引脚，其中所述第二路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第二短节距引脚中的一个和所述第二长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中。

14.如权利要求13所述的电机，其中所述槽在所述槽中的奇数槽与偶数槽之间交替地布置，并且其中所述第一路径设置在所述槽中的所述奇数槽和所述槽中的所述偶数槽中的次数相同，并且所述第二路径设置在所述槽中的所述奇数槽和所述槽中的所述偶数槽中的次数相同。

15.一种电机，其包括：

定子芯，所述定子芯限定周向布置的槽，每个槽具有径向引脚位置，所述径向引脚位置成相邻对地布置以限定径向层；以及

发卡绕组的第一相，所述发卡绕组的第一相包括：

多个第一发卡，所述多个第一发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第一绕组路径，所述第一发卡包括第一短节距引脚和第一长节距引脚，其中所述第一路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第一短节距引脚中的一个和所述第一长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中，

多个第二发卡，所述多个第二发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第二绕组路径，所述第二发卡包括第二短节距引脚和第二长节距引脚，其中所述第二路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第二短节距引脚中的一个和所述第二长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中，

多个第三发卡，所述多个第三发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第三绕组路径，所述第三发卡包括第三短节距引脚和第三长节距引脚，其中所述第三路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第三短节距引脚中的一个和所述第三长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中，以及

多个第四发卡，所述多个第四发卡在没有跳线的情况下彼此互连以形成第四绕组路径，所述第四发卡包括第四短节距引脚和第四长节距引脚，其中所述第四路径设置在所述槽中的对应槽中，使得所述第四短节距引脚中的一个和所述第四长节距引脚中的一个设置在所述径向层中的每一个中；

第一中性桥，所述第一中性桥连接到所述第一路径和所述第二路径；以及

第二中性桥；所述第二中性桥连接到所述第三路径和所述第四路径。

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