CN112366868A - 一种定子绕组、电机定子及电机 - Google Patents

Abstract

本发明一种定子绕组、电机定子及电机，每一相绕组均为6Y支路并联，每极每相槽数为2；且至少具有沿定子铁芯周向间隔设置的若干导体组一，还设有若干导体一和/或若干导体组二；导体组一被设置于定子铁芯径向最内层和最外层；与导体组一同一径向的其它层为导体一和/或导体组二；与导体组一非同一径向的其它层均为导体一或导体组二；沿定子铁芯径向叠放的相邻导体组一和/或导体组二和/或导体一，插入定子铁芯相邻槽内的两个槽内段均被设置在定子铁芯同一径向若干个相邻中的其中两个相邻槽中的不同层内，且相邻层的槽内段沿定子铁芯周向交替错位设置。本发明安装稳定，消除环路电流，转矩波动小且稳定。

Description

一种定子绕组、电机定子及电机

技术领域

本发明属于电机技术领域，尤其是涉及一种定子绕组、电机定子及电机。

背景技术

现有技术中定子绕组包括多种类型导体，多种类型导体中包括U形导体， S形导体，将多种类型导体线圈按照一定的排布方式，穿进定子铁芯的槽内， 形成所需的多相电机的绕组。现有技术中使用的发卡线圈的种类较多，制作 工序复杂，生产成本高，加工效率低。同时，由于这种多种类型导体混合排 布结构，容易造成环路电流大、转矩波动不稳定且噪音大的问题，还有结构 不稳定，导致电机功率低且扭矩小，使得生产及维护成本加大。

发明内容

本发明提供一种定子绕组、电机定子及电机，尤其是适用于采用单一U 形导体组成的定子绕组，解决了现有技术中使用多种导体混合排布形成的发 卡线圈，由于结构设计不合理导致的环路电流高、转矩波动大、噪音高且结 构不稳定，导致电机功率低且扭矩小的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种定子绕组，每一相绕组均至少为6Y支路并联，每极每相槽数为2， Y为整数且≥1；且每一相绕组至少具有沿定子铁芯周向间隔设置的若干导体 组一；

沿所述定子铁芯周向还设有若干导体一和/或若干导体组二；

其中，所述导体组一被设置于所述定子铁芯径向最内层和最外层；

与所述导体组一同一径向的其它层为所述导体一和/或所述导体组二；

与所述导体组一非同一径向的其它层均为所述导体一或所述导体组二；

沿所述定子铁芯径向叠放的相邻所述导体组一和/或所述导体组二和/ 或所述导体一，插入所述定子铁芯相邻槽内的两个槽内段均被设置在所述定 子铁芯同一径向若干个相邻所述槽中的其中两个相邻所述槽中的不同层内， 且相邻层的所述槽内段沿所述定子铁芯周向交替错位设置。

优选地，沿所述定子铁芯径向叠放的相邻所述导体组一和/或所述导体 组二和/或所述导体一插入同一端侧的两个相邻所述槽内段均被设置在所述 定子铁芯同一径向三个相邻所述槽中的其中两个相邻所述槽的不同层内。

进一步的，所述导体组一中每个一体连接的两个所述槽内段均设置在所 述定子铁芯径向同层的不同所述槽内；

所述导体一和所述导体组二中每个一体连接的两个所述槽内段均设置 在所述定子铁芯径向相邻两层的不同所述槽内。

进一步的，与所述导体组一同一径向方向上的所述导体一或所述导体组 二均位于所述定子铁芯径向的第N层和第N+1层；

与所述导体组一非同一径向方向上的所述导体一或所述导体组二均位 于所述定子铁芯径向的第N-1层和第N层；其中，N为偶数且≥2。

优选地，所述定子铁芯径向至少具有6层；所述定子铁芯的极数≥12 且为被3整除的偶数。

进一步的，置于所述定子铁芯径向最内层的所述导体组一和置于所述定 子铁芯径向最外层的所述导体组一沿所述定子铁芯周向错位设置；

置于所述定子铁芯径向最内层的所述导体组一与其最近的并置于所述 定子铁芯径向最外层的所述导体组一沿所述定子铁芯周向相邻设置。

优选地，设于所述定子铁芯周向最内层的所述导体组一的数量与最外层 的所述导体组一的数量相同，均为3X，X≥Y且为整数。

进一步的，每一个所述导体组一包括长节距的导体二和短节距的导体 三，所述导体二的节距为长节距7；所述导体三的节距为短节距5。

进一步的，所述导体组二包括不同节距的导体四和导体五；所述导体一 的节距小于所述导体四的节距且大于所述导体五的节距。

优选地，每一相绕组中相焊接的两个与所述槽内段一体连接的焊接段所 对应的节距为短节距5；

所述导体一的节距为长节距7；

和/或所述导体四的节距为长节距8，所述导体五的节距为整节距6。

优选地，每一相绕组中相焊接的两个与所述槽内段一体连接的焊接段所 对应的的节距为长节距7；

所述导体一的节距为短节距5；

和/或所述导体四的节距为整节距6，所述导体五的节距为短节距4。

进一步的，每一相绕组中每一支路形成一个带有出线端和引线端的闭 环；

沿所述定子铁芯周向，同一层的相邻所述槽中的所述出线端或所述引线 端均朝远离所述焊接段一侧同向悬空设置；同一径向所述槽中的所述引线端 与所述出线端间隔交替设置。

一种电机定子，在所述定子铁芯内设置如上任一项所述的定子绕组。

一种电机，包括如上所述的电机定子。

与现有技术相比，每一相绕组中，在同一径向的相邻三个槽内，叠放绕 设的相邻的所有导体和导体组中的两个槽内段均是上下叠层交叉且错位设 置，即在每一层中共用一个槽的同时，还均空出一个槽被另一相绕组中的导 体或导体组中的槽内段插入设置；且所有导体均为同一类型的U形导体结构， 使得整体结构对称且均匀，使用该定子绕组制成的多相电机，磁路上结构完 全对称，消除了由于非对称结构产生的环路电流问题；同时交叉设置的结构 更进一步提高绕组导线安装的稳定性，转矩波动小且稳定，运行的噪音小，提高功率和扭矩。

附图说明

图1是本发明实施例中的电机定子的立体图；

图2是本发明实施例中的任一相定子绕组的立体；

图3是本发明实施例中图1中的A部的放大图；

图4是本发明实施例中的导体一的结构示意图；

图5是本发明实施例中的导体组一的结构示意图；

图6是本发明实施例中的导体组二的结构示意图；

图7是本发明实施例一中Y＝1且X＝1时，每一相绕组中六种不同结构排 布的插线端的展开示意图；

图8是本发明实施例一中图7所对应的定子绕组焊接端的展开示意图；

图9是本发明实施例二中Y＝1且X＝1时，每一相绕组中六种不同结构排 布的定子绕组插线端的展开示意图；

图10是本发明实施例二中图9所对应的定子绕组焊接端的展开示意图；

图11是本发明实施例中Y＝2且X＝2时，每一相绕组其中一种定子绕组 插线端的展开示意图；

图12是本发明实施例中图11所对应的有12个支路的定子绕组焊接端 的展开示意图；

图13是本发明实施例中的若干并联支路的出线端与引线端的立体图；

图14是本发明实施例中图13中的B部的放大图；

图15是本发明一实施例的出线端与引出端的Y型结构示意图；

图16是本发明另一实施例的出线端与引出端的Y型结构示意图；

图17是本发明实施例中的六支路并联连接时的星形连接电路原理图；

图18是本发明实施例中的六支路并联连接时的三角形连接电路原理图。

图中：

10、定子绕组 20、定子铁芯 21、槽

200、导体一 250、导体组一 250A、导体二

250B、导体三 210、导体组二 210A、导体四

210B、导体五 301、槽内段 302、连接段

303、焊接段 40、焊接端 41、U相端子

42、V相端子 43、W相端子

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本实施例中提出的一种定子绕组10，如图1、图2和图3所示，安装在 定子铁芯20上，其中，定子铁芯20具有多个槽21，槽21设置在定子铁芯 20的径向内表面上且沿定子铁芯20的周向方向以预定的槽距间隔开；定子 绕组10为U、V和W三相，每一相定子绕组10中的发卡线圈沿定子铁芯周 向均为6Y支路并联连接，每极每相槽数为2；且三相绕组中各支路绕组分别 沿定子铁芯周向依次并联连接，Y为整数且≥1。在本实施方式中，选择Y 为1，则每一相绕组中均包括6个支路并联，每极每相槽21的数量为2，如 图7、图8、图9和图10所示；当然，若Y为2时，每一相绕组中最多设有 12(6×2)个支路并联，每一相绕组中位于定子铁芯20径向的层数大于等 于12层，如图11和图12所示；若Y为3时，每一相绕组中最多设有18(6×3) 个支路并联，每一相绕组中位于定子铁芯径向的层数大于等于18层(附图 省略)；即本申请中定子绕组10位于定子铁芯径向的层数X大于等于该定 子绕组沿定子铁芯周向依次连接的并联支路数Y。转子的每个磁极都设置有 两个槽21，其中转子具有12个磁极并且对三相定子绕组10的每一相都如此， 则，设置在定子铁芯20中的槽21的数目等于72(即2×12×3)。需要说 明的是，定子绕组10的磁极数并不限制于12，只需满足对应的极数大于6X 且能够被3整除即可；若当3X中的X为1时，为本实施例中所对应的极数 大于6且能被3整除，即极数为12；当然，磁极数还可以为18或24等。定 子铁芯20由层叠多个环形磁性钢板形成的定子铁芯轴向方向的两个端面， 其他传统的金属板也可以替代磁性钢板使用。

如图2所示，本实施例中提出的每一相定子绕组10均包括6个支路并 联连接，且每一相绕组至少具有沿定子铁芯20周向间隔设置的若干导体组 一250，导体组一250被设置在定子铁芯20的径向最内层和最外层，即分别 设置在靠近定子铁芯20中心轴线最近的01层和远离定子铁芯20中心轴线 最远的08层。且置于定子铁芯20径向最内层的导体组一250和置于定子铁 芯20径向最外层的导体组一250沿定子铁芯20周向错位设置，也即是置于最内层的导体组一250和置于最外层的导体组一250不会同时出现在定子铁 芯20的相邻磁极之间的同一径向上。还有，无论是置于最内层的导体组一 250还是置于最外层的导体组一250，均是设置在其位于定子铁芯20径向的 同一层上，即置于最内层的导体组一250都设置在最内层的定子铁芯20周 向上；即置于最外层的导体组一250都设置在最外层的定子铁芯20周向上。

沿定子铁芯20的周向还设有若干导体一200和/或若干导体组二210， 与导体组一250的同一径向的其它层为导体一200和/或导体组二210，同时 与导体组一250非同一径向的其它层均为导体一200或导体组二210；其中， 导体一200形成的导体组是由两个导体一200组成的，在此统一简化为导体 一200，后续同。也即是，沿定子铁芯20的径向方向上的相邻磁极之间，无 论是与导体组一250同一径向还是不与导体组一250同一径向，都设置同一种节距的导体一200或导体组二210；同时，在与导体组一250非同一径向 的其它层均为同一种节距的导体一200或导体组二210；相应地，对于与最 内层或最外层导体组一250同一径向的其它层均设为同一节距的导体一200 和/或导体组二210，对于与导体组一250非同一径向的其它层均设为同一节 距的导体一200或导体组二210。导体一200和导体组二210均被设于定子 铁芯20径向的相邻两层。

同时，在本实施例中，所有沿定子铁芯20径向叠放的相邻导体组一250 和/或导体组二210和/或导体一200，插入同一端侧的定子铁芯20相邻槽 21内的两个并排槽内段301，均被设置在定子铁芯20同一径向若干个相邻 槽21中的其中两个相邻槽21中的不同层内，且相邻层的槽内段301沿定子 铁芯20周向交替错位间隔设置。优选地，沿定子铁芯20径向叠放的相邻导 体组一250和/或导体组二210和/或导体一200插入同一端侧的定子铁芯20相邻槽21内的两个槽内段301，均被设置在定子铁芯20同一径向三个相邻 槽21中的其中两个相邻槽的不同层内。即每一相绕组中所有相邻叠放的导 体和/或导体组的同一端侧的两个相邻槽内段301均设置在同一径向的每一 层的三个相邻槽21中的其中两个槽21内，且上下相邻层的槽内段301是同 向并排错位交替设置，即在同一径向相邻三个槽21内的每一层中放置两个 相绕组中的导体或导体组。则在定子铁芯20的同一周向层上，三相绕组中 的相邻槽内段301均并排交叉设置，这就使得不同相绕组中的同一层上的槽 内段301交叉且错位叠放，结构对称排布的同时，可进一步加强导线或导线 组的安装稳定性。

如图3所示，焊接端40中的U、V、W三相绕组的出线端和引线端的位 置设置，包括6组出线端和引线端均沿定子铁芯20的径向排布，且位于同 一径向相邻槽21中并排设置。U相端子41、V相端子42和W相端子43分别 与U相引线端、V相引线端和W相引线端连接；且U相出线端、V相出线端 和W相出线端均与中性点连接。从图中可以看出，每一相绕组中设有6组出 线端和引线端，分别为U1出线端、U3出线端、U5出线端、U7出线端、U9 出线端和U11出线端，以及U2引线端、U4引线端、U6引线端、U8引线端、 U10引线端和U12引线端。当然，U1出线端、U3出线端、U5出线端、U7出 线端、U9出线端和U11出线端，可以与U2引线端、U4引线端、U6引线端、 U8引线端、U10引线端和U12引线端的位置互换。

如图4、图5和图6所示，分别为导体一200、导体组一250和导体组 二210的结构，从图中可知，导体组一250包括两个不同节距的导体二250A 和导体三250B，导体二250A的节距大于导体三250B的节距；导体组二210 包括两个节距不同的导体四210A和导体五210B，导体四210A的节距大于导 体五210B的节距；且导体一200、导体组一250和导体组二210中的导体均 为同一U形导体，这种结构制成的定子绕组，结构简单且对称，易于排布和 制作，操作方便，更易于检查。

在本实施例中，每一个导体一200、导体二250A、导体三250B、导体四 210A和导体五210B中均包括对称且一体连接的槽内段301、连接段302和 焊接段303。其中，每个U形导体中，两个槽内段301均被插入设置在槽21 内，一个弧形结构的连接段302连接两个槽内段301设置，焊接段303分别 设置在槽内段301远离连接段302的一侧。导体一200、导体二250A、导体 三250B、导体四210A和导体五210B中的所有槽内段301和与其一体连接的 焊接段303均被设置在定子铁芯20的径向同一层。对于导体组一250中的 每一个导体二250A和导体三250B的每个一体连接的两个槽内段301均设置 在定子铁芯20径向同层的不同槽21内，且槽内段301与其一体连接的焊接 段303均是同层设置；但每一个导体二250A和导体三250B中与两个槽内段 301分别一体连接的两个连接段302为异层设置，是为了避免干涉同径向设 置的其它导体的布置。对于每一个导体一200、以及导体组二210中的每一 个导体四210A和导体五210B的每个一体连接的两个槽内段301均设置在定 子铁芯20径向相邻两层的不同槽21内。

也即是与导体组一250同一径向方向上的导体一200或导体组二210均 位于定子铁芯20径向的第N层和第N+1层；

与导体组一250非同一径向方向上的导体一200或导体组二210均位于 定子铁芯20径向的第N-1层和第N层；其中，N为偶数且≥2。优选地，定 子铁芯20径向至少具有6层。在本实施例中，选择定子绕组共有8层，第1 层为最内层，第8层为最外层。

进一步的，置于定子铁芯20径向最内层的导体组一250与其最近的并 置于定子铁芯20径向最外层的导体组一250沿定子铁芯20的周向相邻设置。

优选地，设在定子铁芯20周向最内层的导体组一250的数量与最外层 的导体组一250的数量相同，均为3X，与6Y支路相对应，X≥Y，X、Y均为 整数，且Y≥1。在本实施例中，有6个支路并联，则所有设在定子铁芯20 周向最内层的导体组一250的数量与最外层的导体组一250的数量均为3个， 此时X＝1，Y＝1，如图7和图9，相应地，其接线端结构分别如图8和图10 所示。当Y＝2，有12个支路并联，设在定子铁芯20周向最内层的导体组一 250的数量与最外层的导体组一250的数量均为6个，如图11和图12所示， 相应地，X＝2，此时X，Y均为整数2。Y＝2时，对于如图11的结构中，也可 以有6个支路并联，即在定子铁芯20周向最内层的导体组一250的数量与 最外层的导体组一250的数量均为6个，也即是X＝2，相应地，其对应的接 线端中的6个支路依次沿定子铁芯20径向相邻间隔层设置，附图省略。当 然当Y＝1时，X还可以等于3、4、5等，由此可见，X大于等于Y且，Y≥1， 也即是置于最内层的线圈组和最外层的线圈组均至少设有3个导体组一 250。

在本实施例中，导体组一250的位置和结构为固定式，每一个导体组一 250包括定值长节距的导体二250A和定值短节距的导体三250B，即插入定 子铁芯20中槽21内的导体二250A的两个槽内段301的节距为长节距7；插 入定子铁芯20中槽21内的导体三250B的两个槽内段301的节距为短节距5， 导体二250A包围导体三250B设置。

进一步的，每一个导体一200的节距包括长节距和短节距，分别如图7 和图9所示；相应地，导体组二210中的导体四210A的节距大于导体五210B 的节距，且导体一200的节距小于导体四210A的节距且大于导体五210B的 节距，导体四210A包围导体五210B设置。

如图7和图9所示，分别列出了两种实施例的六种不同结构排布的定子 绕组插线端的展开结构，其相应的焊接端的展开示意图分别如图8和图10 所示。其中，在实施例图7(a)中中全部的展开了定子绕组10的插线端的 结构示意图。同时，由于本实施例中的每个定子绕组10有72个槽21，12 个磁极，相应地，在定子铁芯20的径向方向上，有三组相同的在连续连接 的四个磁极之间设置的导体组一250、导体一200和/或导体组二210形成的 结构布置图，也即是每一组在连续连接的四个磁极之间，中间设有相邻连接 的最内层的导体组一250和最外层的导体组一250所在的径向层，另外两个 均为与导体组一250非同一径向层，在图7(b)-图7(f)、图9(a)-图 9(f)中，均设置由导体组一250、导体一200和/或导体组二210形成的一 组在连续连接的四个磁极之间的定子绕组插线端的部分展开结构和其相应 的焊接端的部分展开示意图，其它部分省略设置。

实施例一：

如图7和图8所示，分别列出了每一相绕组中六种不同结构排布的插线 端的展开结构和其相应的焊接端的展开示意图。

如图7所示，在本实施例一的六种不同结构中，定子绕组10的每一相 绕组中所有导体组一250的节距及排布位置不变，导体组一250分别设置在 定子铁芯10的最内层和最外层，导体二250A的节距为长节距7，导体三250B 的节距为短节距5，导体二250A包围导体250B设置。相应地，每一相绕组 中相焊接的两个焊接端所对应的槽内段301的节距相同，均为短节距5，其 相对应的焊接端的展开结构如图8所示。

在本实施例一的六种不同结构中，最大的区别在于是与导体组一250同 径向的其它位置以及与导体组一250非同径向的其它位置中的排布不同，也 即是导体一200和/导体组二210被设置在与导体组一250同径向的其它位 置以及与导体组一250非同径向的其它位置中。其中，导体一200的节距为 长节距7；导体组二210中，插入定子铁芯20中槽21内的导体四210A的两 个槽内段301的节距为长节距8；插入定子铁芯20中槽21内的导体五210B的两个槽内段301的节距为整节距6；导体四210A包围导体五210B设置。

以靠近第1槽最近的最内层的导体组一250为例：最内层的导体二250A 和导体三250B的槽内段301均为位于第1层中，且导体二250A的槽内段301 分别位于第1层的第14槽和第21槽；导体二250B的槽内段301分别位于 第1层的第15槽和第20槽，导体250A和导体250B的同一端的两个槽内段 301所在的槽21相邻设置且分别为第14槽和第15槽，以及第20槽和第21 槽。

以靠近第1槽最近的最外层的导体组一250为例：最外层的导体二250A 和导体三250B的槽内段301均为位于第8层中，且导体二250A的槽内段301 分别位于第8层的第7槽和第14槽；导体二250B的槽内段301分别位于第 8层的第8槽和第13槽，导体250A和导体250B的同一端的两个槽内段301 所在的槽21相邻设置且分别为第7槽和第8槽，以及第13槽和第14槽。

具体地：

如图7(a)所示，在本实施例中，每一相绕组还包括若干组导体一200， 也即是本实施例中只包括导体一200和组导体组一250两种类型。即，导体 组一250分别设置在定子铁芯10的最内层和最外层；与导体组一250同径 向以及与导体组一250非同径向的其它位置均设置的是两个由相同导体一 200形成的导体组。每个导体一200的两个槽内段301的节距均为长节距7， 每个导体一200的两个槽内段301分别设置在相邻两层的不同槽21内，且 每个槽内段301与其一体连接的焊接段303位于定子铁芯20径向的同一层。

对于与导体组一250同一径向方向上的导体一200的排布方式均相同。 以靠近第1槽最近的且与导体组一250同一径向方向上的导体一200为例， 其节距主要横跨第7槽至第15槽之间。在这一区间内，包括位于最内层的 导体一200，其在定子铁芯20的第2层和第3层，槽内段301分别是位于第 2层的第7槽和第8槽、第3层的第14槽和第15槽；还包括槽内段301分 别位于第4层的第7槽和第8槽、第5层的第14槽和第15槽的导体一200； 以及槽内段301分别位于第6层的第7槽和第8槽、第7层的第14槽和第 15槽的导体一200。也即是，与导体组一250同一径向上同向设置的任两个 并排导体一200的同一端的两个槽内段301所在的槽21相邻设置，且导体 组一200两端的两个槽内段301均分别为第7槽和第8槽，以及第14槽和 第15槽。导体一200与导体组一250左侧的两个槽内段301所在的第7槽 和第8槽相同；与导体组一250右侧的第13槽和第14槽重叠共用一个槽位 置的同时还相错一个槽的位置。

对于与导体组一250非同一径向方向上，导体一200的排布位置都相同。 以靠近第1槽最近的且与导体组一250非同一径向方向上的导体一200为例， 其节距主要横跨第1槽至第9槽之间。在这一区间内，包括四组导体一200， 导体一200设置在定子铁芯20的相邻两层中，从内层到外层中依次为第1 层和第2层、第3层和第4层、第5层和第6层、以及第7层和第8层。其 中，导体一200的两个槽内段301分别是位于第1层的第8槽和第9槽、第 2层的第1槽和第2槽；其它层的导体一200的槽内段301所在槽位置不变， 只是所在层不同，依次类推设置，在此不再详述。也即是，与导体组一250 非同一径向上同向设置的任两个并排导体一200的同一端的两个槽内段301 所在的槽21相邻设置，且导体一200两端的两个槽内段301均分别为第1 槽和第2槽，以及第8槽和第9槽。导体一200右侧的两个槽内段301所在 的第8槽和第9槽与其相邻叠放的导体组一250左侧的两个槽内段301所在 的第7槽和第8槽重叠共用一个槽位置的同时还相错一个槽的位置。

也即是，在同一径向中相邻第7槽、第8槽和第9槽中，叠放绕设的相 邻的所有导体一200和导体组一250的两个槽内段301，均是上下叠层交叉 且错位设置，每一层中均空出一个槽21被另一相绕组中的导体或导体组中 的槽内段301插入设置；且所有导体均为同一类型的U形导体结构，同时交 叉设置的结构更进一步提高绕组导线安装的稳定性。

如图7(b)所示，与实施例图7(a)相比，最大的区别在于，每一相 绕组增加了导体组二210，也即是本实施例中包括导体一200、导体组一250 和导体组二210。具体地，导体组一250中的节距及排布位置、以及与导体 组一250非同一径向方向上设置的导体一200的节距和排布位置均不变，不 再详述；导体组二210替代导体一200被设置在与导体组一250同一径向的 方向上，也就是被置于所有与内层和外层的导体组一250同一径向的其它层 上。

在本实施例中，每个导体组二210均包括不同节距的导体四210A和导 体五210B，导体四210A的节距为长节距8，导体五210B的节距为整节距6。 其中，无论在与最内层的导体组一250还是在与最外层的导体组一250的同 一径向方向上，导体组二210的排布方式相同，导体四210A和导体五210B 的两个槽内段301均位于相邻层的不同槽21内，且每个槽内段301与其一 体连接的焊接段303位于定子铁芯20径向的同一层。

以靠近第1槽最近的且与导体组一250同一径向方向上的导体组二210 为例，其节距主要横跨第7槽至第15槽之间，在这一区间内，包括位于最 内层的导体四210A和导体五210B分别在定子铁芯20的第2层和第3层， 即导体四210A的两个槽内段301分别是位于第2层的第7槽和第3层的第 15槽、导体五210B的两个槽内段301分别是位于第2层的第8槽和第3层 的第14槽；还包括槽内段301依次位于第4层的第7槽和第5层的第15槽、 第4层的第8槽和第5层的第14槽；以及分别位于第6层的第7槽和第7 层的第15槽、第6层的第8槽和第7层的第14槽的导体四210A和导体五 210B。也即是，与导体组一250同一径向上同向设置的导体组二210的同一 端的两个槽内段301所在的槽21相邻设置，且导体组二210两端的两个槽内段301均分别为第7槽和第8槽，以及第14槽和第15槽。导体组二210 左侧的第7槽和第8槽与导体组一250左侧的两个槽内段301所在的第7槽 和第8槽相同；其右侧的第14槽和第15槽与导体组一250右侧的第13槽 和第14槽重叠共用一个槽位置的同时还相错一个槽的位置。

如图7(c)所示，与实施例图7(a)相比，最大的区别在于，每一相 绕组增加了导体组二210，也即是本实施例中包括导体一200、导体组一250 和导体组二210。具体地，导体组一250中的节距及排布位置、与最内层导 体组一250同一径向方向上设置的导体一200以及与导体组一250非同一径 向方向上设置的导体一200的节距和排布位置均不变，在此不再详述；导体 组二210均设置在与最外层导体组一250同一径向方向上。

在本实施例中，导体组二210的节距和布置与图7(b)中与最外层导体 组一250同一径向方向上的导体组二210相同，在此不再详述。

同样地，导体组二210左侧的第7槽和第8槽与导体组一250左侧的两 个槽内段301所在的第7槽和第8槽相同；其右侧的第14槽和第15槽与导 体组一250右侧的第13槽和第14槽重叠共用一个槽位置的同时还相错一个 槽的位置。

如图7(d)所示，与实施例图7(a)相比，最大的区别在于，每一相 绕组中导体一200全部被导体组二210替换，也即是本实施例中只包括导体 组一250和导体组二210，其中，导体组一250中的节距及排布位置不变， 导体组二210被设置在与导体组一250同一径向方向上和与导体组一250非 同一径向方向上的其它径向层。

本实施例中的所有导体组二210的节距与图7(b)中的导体组二210 相同，且导体组二210位于与导体组一250同一径向方向上的排布结构与图 7(b)相同，在此不再详述。

与导体组一250非同一径向方向上，导体组二210的排布位置都相同。 以靠近第1槽最近的且与导体组一250非同一径向方向上的导体组二210为 例，其节距主要横跨第1槽至第9槽之间，在这一区间内，包括四组导体组 二210，其中，位于最内层的导体四210A和导体五210B均分别在定子铁芯 20的第1层和第2层，即导体四210A的两个槽内段301分别是位于第1层 的第9槽和第2层的第1槽、导体五210B的两个槽内段301分别是位于第1 层的第8槽和第2层的第2槽。其它层的导体四210A和导体五210B的两槽 内段310所在槽位置不变，只是所在层不同，依次类推，在此不再详述。

相应地，在与导体组一250非同一径向上，导体组二210同一端的两个 槽内段301所在的槽21相邻设置，且导体组二210两端的两个槽内段301 均分别为第1槽和第2槽，以及第8槽和第9槽。导体组二210右侧的第8 槽和第9槽与其相邻叠放的导体组一250左侧的第7槽和第8槽重叠共用一 个槽位置的同时还相错一个槽的位置。

如图7(e)所示，与实施例图7(a)相比，最大的区别在于，每一相 绕组中在与导体组一250非同一径向方向上的其它径向层均为导体组二 210，也即是本实施例中包括导体一200、导体组一250和导体组二210三种 类型，其中，导体组一250中的节距及排布位置、以及与导体组一250同一 径向方向上设置的导体一200的节距和排布位置均不变，在此不再详述。

导体组二210均设置在与导体组一250非同一径向方向上，其节距和排 布位置都与实施例图7(d)相同，在此不再详述。

如图7(f)所示，与实施例图7(a)相比，最大的区别在于，每一相 绕组中在与导体组一250非同一径向方向上、以及与置于最外层导体组一 250同一径向方向上均为导体组二210，也即是本实施例中包括导体一200、 导体组一250和导体组二210三种类型，其中，导体组一250中的节距及排 布位置、以及与置于最内层的导体组一250同一径向方向上设置的导体一 200的节距和排布位置均不变，在此不再详述。

相应地，导体组二210在与导体组一250非同一径向方向上、以及与置 于最外层导体组一250同一径向方向上，其节距和排布位置都与实施例图7 (d)相同，在此不再详述。

有上述可知，叠放绕设的相邻的所有导体一200和/或导体组一250和/ 或导体组二210，在同一径向中相邻三个槽中的两个槽内段301，均是上下 叠层交叉且错位设置，每一层中均空出一个槽21被另一相绕组中的导体或 导体组中的槽内段301插入设置。

如图8所示，任一相定子绕组10焊接端的展开结构，每一相绕组中相 焊接的两个焊接段303所对应的槽内段301的节距相同，均为短节距5。其 中，每一相绕组中均设有6组出线端，分别为U1出线端、U3出线端、U5出 线端、U7出线端、U9出线端和U11出线端；以及有6组引线端，分别U2引 线端、U4引线端、U6引线端、U8引线端、U10引线端和U12引线端。当然，6组出线端可以与其相对应的6组引线端的位置互换。U1出线端和U2引线 端形成一闭环回路，相应地，U3出线端和U4引线端、U5出线端和U6引线 端、U7出线端和U8引线端、U9出线端和U10引线端、U11出线端和U12引 线端依次相互形成一个闭环回路，即每一相绕组中有6组闭环的支路并联， 且出线端和引线端可以被设置在闭环的任一位置处，且分别位于定子铁芯20 径向相邻两层；同时，出线端和引线端均与导体一200和/或导体组一250 和/或导体组二210中的焊接段303处连接。

实施例二：

如图9和图10所示，分别列出了六种不同结构排布的定子绕组插线端 的展开结构和其相应的焊接端的展开示意图。

与实施例一图7相比，本实施例二中每一相绕组中的导体组一250的节 距及排布位置不变，最大的区别在于，导体一200和/或导体组二210的节 距和排布位置、以及焊接端的节距和排布位置不相同。

在本实施例二的六种不同结构中，导体组一250的节距和排布结构与实 施例一相同，具体设置在此不再详述。相应地，每一相绕组中相焊接的两个 焊接端所对应的槽内段301的节距为长节距7，其相对应的焊接端的展开结 构如图10所示。

在本实施例二的六种不同结构中，最大的区别在于与导体组一250同径 向的其它位置以及与导体组一250非同径向的其它位置中的导体一200和/ 导体组二210的排布不同。其中，导体一200的节距为短节距5；导体组二 210中，导体四210A的节距为整节距6；导体五210B的节距为短节距4；导 体四210A包围导体五210B设置。

靠近第1槽最近的最内层的导体组一250同一端的两个槽内段301分别 为第13槽和第14槽，以及第19槽和第20槽；靠近第1槽最近的最外层的 导体组一250的同一端的两个槽内段301分别为第8槽和第9槽，以及第14 槽和第15槽。

具体地：

如图9(a)所示，在本实施例中，每一相绕组还包括若干组导体一200， 也即是本实施例中只包括导体一200和组导体组一250两种类型。每个导体 一200的节距均为短节距5，且每个导体一200的两个槽内段301分别设置 在相邻两层的不同槽21内，且每个槽内段301与其一体连接的焊接段303 位于定子铁芯20径向的同一层。

对于与导体组一250同一径向方向上的导体一200的排布方式均相同。 以靠近第1槽最近的且与导体组一250同一径向方向上的导体一200为例， 其节距主要横跨第8槽至第14槽。在这一区间内，位于最内层的导体一200 在定子铁芯20的第2层和第3层，槽内段301分别是位于第2层的第8槽 和第9槽、第3层的第13槽和第14槽；还包括槽内段301分别位于第4层 的第8槽和第9槽、第5层的第13槽和第14槽；以及槽内段301分别位于 第6层的第8槽和第9槽、第7层的第13槽和第14槽的导体一200。

也即是，与导体组一250同一径向上，任两个并排导体一200的同一端 的两个槽内段301所在的槽21相邻设置，且导体一200两端的槽内段301 均分别为第8槽和第9槽，以及第13槽和第14槽。导体一200左侧的第8 槽和第9槽与导体组一250左侧的第8槽和第9槽位置相同；导体一200右 侧的第13槽和第14槽与导体组一250右侧的第14槽和第15槽重叠共用一 个槽位置的同时还相错一个槽的位置。

对于与导体组一250非同一径向方向上，导体一200的排布位置都相同。 以靠近第1槽最近的且与导体组一250非同一径向方向上的导体一200 为例，其节距主要横跨第2槽至第8槽之间，在这一区间内，包括四组导体 一200，导体一200设置在定子铁芯20的相邻两层中，从内层到外层中依次 为第1层和第2层、第3层和第4层、第5层和第6层、以及第7层和第8 层。其中，导体一200的两个槽内段301分别是位于第1层的第7槽和第8 槽、第2层的第2槽和第3槽；其它层的导体一200的槽内段301所在槽位 置不变，只是所在层不同，依次类推设置，不再详述。导体一200右侧的两 个槽内段301所在的第7槽和第8槽与其相邻叠放的导体组一250左侧的两 个槽内段301所在的第8槽和第9槽重叠共用一个槽位置的同时还相错一个 槽的位置。

也即是，在同一径向中相邻第7槽、第8槽和第9槽中，叠放绕设的相 邻的所有导体一200和导体组一250的两个槽内段301，均是上下叠层交叉 且错位设置，每一层中均空出一个槽21被另一相绕组中的导体或导体组中 的槽内段301插入设置，此结构与实施例一相同。

如图9(b)所示，与实施例图9(a)相比，最大的区别在于，导体组 一250及与导体组一250非同一径向方向上设置的导体一200的节距和排布 位置均不变，每一相绕组增加了导体组二210，导体组二210被设置在与导 体组一250同一径向方向上，也即是本实施例中包括导体一200、导体组一 250和导体组二210。

在本实施例中，以靠近第1槽最近的且与导体组一250同一径向上的导 体组二210为例，其节距主要横跨第8槽至第14槽之间的径向层上的导体 组二210为例，在这一区间内，包括位于最内层的导体四210A和导体五210B 均分别在定子铁芯20的第2层和第3层，即导体四210A的两个槽内段301 分别是位于第2层的第8槽和第3层的第14槽、导体五210B的两个槽内段 301分别是位于第2层的第9槽和第3层的第13槽。其它层的导体四210A 和导体五210B的槽内段301所在槽位置不变，只是所在层不同，不再详述。 导体组二210左侧的两个槽内段301所在的第8槽和第9槽与其相邻叠放的 导体组一250左侧的两个槽内段301所在的第8槽和第9槽重叠，位置相同； 导体组二210右侧的第13槽和第14槽与导体组一250右侧的第14槽和第 15槽重叠共用一个槽位置的同时还相错一个槽的位置。

也即是，在同一径向中相邻第7槽、第8槽和第9槽中，叠放绕设的相 邻的所有导体一200、导体组一250和导体组二210的两个槽内段301，均 是上下叠层交叉且错位设置，每一层中均空出一个槽21被另一相绕组中的 导体或导体组中的槽内段301插入设置，此结构与图9(a)相同。

如图9(c)所示，与实施例图9(a)相比，最大的区别在于，每一相 绕组中增加了导体组二210，也即是本实施例中包括导体一200、导体组一 250和导体组二210。其中，导体组一250中的节距及排布位置、与最内层 导体组一250同一径向方向上设置的导体一200以及与导体组一250非同一 径向方向上设置的导体一200的节距和排布位置均不变，在此不再详述；导 体组二210均设置在与最外层导体组一250同一径向方向上。

在本实施例中，导体组二210的节距和布置与图9(b)中的与最外层导 体组一250同一径向方向上的导体组二210相同，在此不再详述。同样地， 导体组二210左侧的两个槽内段301所在的第8槽和第9槽与其相邻叠放的 导体组一250左侧的两个槽内段301所在的第8槽和第9槽重叠，位置相同； 导体组二210右侧的第13槽和第14槽与导体组一250右侧的第14槽和第 15槽重叠共用一个槽位置的同时还相错一个槽的位置。

如图9(d)所示，与实施例图9(a)相比，最大的区别自在于，每一 相绕组中导体一200全部被导体组二210替换，也即是本实施例中只包括导 体组一250和导体组二210，其中，导体组一250中的节距及排布位置不变， 导体组二210被设置在与导体组一250同一径向方向上和与导体组一250非 同一径向方向上的其它径向层。

本实施例中所有导体组二210的节距与图9(b)中的导体组二210相同， 且导体组二210位于与导体组一250同一径向方向上的排布结构与图9(b) 相同，在此不再详述。

与导体组一250非同一径向方向上，导体组二210的排布位置都相同。 以靠近第1槽最近的且与导体组一250非同一径向方向上的导体组二210为 例，其节距主要横跨第2槽至第8槽之间，在这一区间内，包括四组导体组 二210，其中，位于最内层的导体四210A和导体五210B均分别在定子铁芯 20的第1层和第2层，即导体四210A的两个槽内段301分别是位于第1层 的第8槽和第2层的第2槽、导体五210B的两个槽内段301分别是位于第1 层的第7槽和第2层的第3槽。其它层的导体四210A和导体五210B的槽内 段301所在槽位置不变，只是所在层不同，依次类推，在此不再详述。

相应地，在与导体组一250非同一径向上，导体组二210同一端的两个 槽内段301所在的槽21相邻设置，且导体组二210两端的两个槽内段301 均分别为左侧的第2槽和第3槽，以及右侧的第7槽和第8槽。导体组二210 右侧的第7槽和第8槽与其相邻叠放的导体组一250左侧的第8槽和第9槽 重叠共用一个槽位置的同时还相错一个槽的位置。

如图9(e)所示，与实施例图9(a)相比，最大的区别在于，每一相 绕组中在与导体组一250非同一径向方向上的其它径向层均为导体组二 210，也即是本实施例中包括导体一200、导体组一250和导体组二210三种 类型，其中，导体组一250中的节距及排布位置、以及与导体组一250同一 径向方向上设置的导体一200的节距和排布位置均不变，在此不再详述。

导体组二210均设置在与导体组一250非同一径向方向上，其节距和排 布位置都与实施例图9(d)相同，在此不再详述。

如图9(f)所示，与实施例图9(a)相比，最大的区别在于，每一相 绕组10中在与导体组一250非同一径向方向上、以及与置于最外层导体组 一250同一径向方向上均为导体组二210，也即是本实施例中包括导体一 200、导体组一250和导体组二210三种类型，其中，导体组一250中的节 距及排布位置、以及与置于最内层的导体组一250同一径向方向上设置的导 体一200的节距和排布位置均不变，在此不再详述。

相应地，导体组二210在与导体组一250非同一径向方向上、以及与置 于最外层导体组一250同一径向方向上，其节距和排布位置都与实施例图9 (d)相同，在此不再详述。

有上述可知，叠放绕设的相邻的所有导体一200和/或导体组一250和/ 或导体组二210，在同一径向中相邻三个槽中的两个槽内段301，均是上下 叠层交叉且错位设置，每一层中均空出一个槽21被另一相绕组中的导体或 导体组中的槽内段301插入设置。

如图10所示，任一相定子绕组10焊接端的展开结构，每一相绕组中相 焊接的两个焊接段303所对应的槽内段301的节距相同，均为长节距7。与 实施例一图8相同，每一相绕组中均设有6组出线端和6组引线端，出线端 与其相对应的引线端的位置可互换。U1出线端和U2引线端形成一闭环回路， 相应地，每一相绕组中有6组闭环的支路并联，出线端和引线端可被设置在 闭环的任一位置处，且分别位于定子铁芯20径向相邻两层；同时，出线端 和引线端均与导体一200和/或导体组一250和/或导体组二210中的焊接段 303处连接。

如图13和图14所示，沿定子铁芯20周向，同一层的相邻槽21中的出 线端或引线端均朝远离焊接段303一侧同向悬空设置；且同一径向槽21中 的引线端与出线端间隔交替设置，即U1出线端、U3出线端和U5出线端并排 且间隔同向设置，U2引线端、U4引线端和U6引线端并排且间隔朝另一向设 置，且U1出线端和U2引线端、U3出线端和U4引线端、U5出线端和U6引 线端均是交替错位设置。从而使得相邻两个槽21中的6个出线端均同向朝 一侧设置；相对应的，6个引线端均朝另一侧设置，且相邻两排的6个出线 端和6个引线端均相邻设置或间隙设置。三相绕组中的出线端通过汇流排44 形成一个连接体与中性点连接；每一相绕组中的引线端分别通过汇流排44 独立设置且均与端子连接。

每一支路中的引线端与出线端之间形成一Y型结构的间隙空间，如图15 所示，引线端和出线端分别朝两个方向倾斜设置，且反向对称；如图17所 示，另一种引线端和出线端形成的Y型结构，出线端U1和出线端U7并排向 上倾斜设置，而引线端U2和引线端U8竖直设置。

优选地，出线端与引线端的扭线朝向相反且对称设置，且相邻两排径向 设置的引线端和出线端均间隔设置，如图15所示，沿定子铁芯20径向方向 的多并联出线形式，可使径向中的相邻两层的出线端或引线端同步向左或向 右，但两者需成相反方向延伸，从而使得多支路的并联出线的连接结构更加 简单，而且还最大限度地缩小其占用的安装空间。可将进出线控制在较小的 区域内，出线连接结构简单，同相间多支路汇聚到一起连接端子或中性点。 如图17和图18所示，在定子绕组10的各相绕组中，每一相绕组中的多个 发卡线圈沿着定子铁芯20的周向六支路并联连接，该六支路并联连接方式 为星形连接方式或三角形连接方式，引出线具有六个引线端和六个出线端。

一种电机定子，在定子铁芯20内设置如上所述的定子绕组10。

一种电机，包括如上所述的电机定子。

每一相绕组中，在同一径向的相邻三个槽内，叠放绕设的相邻的所有导 体和导体组中的两个槽内段均是上下叠层交叉且错位设置，即在每一层中共 用一个槽的同时，还均空出一个槽被另一相绕组中的导体或导体组中的槽内 段插入设置；且所有导体均为同一类型的U形导体结构，使得整体结构对称 且均匀，使用该定子绕组制成的多相电机，磁路上结构完全对称，消除了由 于非对称结构产生的环路电流问题；同时交叉设置的结构更进一步提高绕组 导线安装的稳定性，降低转矩波动，降低噪音。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本发明的较佳实 施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的 均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (14)

1.一种定子绕组，其特征在于，每一相绕组均至少为6Y支路并联，每极每相槽数为2，Y为整数且≥1；且每一相绕组至少具有沿定子铁芯周向间隔设置的若干导体组一；

沿所述定子铁芯周向还设有若干导体一和/或若干导体组二；

其中，所述导体组一被设置于所述定子铁芯径向最内层和最外层；

与所述导体组一同一径向的其它层为所述导体一和/或所述导体组二；

与所述导体组一非同一径向的其它层均为所述导体一或所述导体组二；

沿所述定子铁芯径向叠放的相邻所述导体组一和/或所述导体组二和/或所述导体一，插入所述定子铁芯相邻槽内的两个槽内段均被设置在所述定子铁芯同一径向若干个相邻所述槽中的其中两个相邻所述槽中的不同层内，且相邻层的所述槽内段沿所述定子铁芯周向交替错位设置。

2.据权利要求1所述的一种定子绕组，其特征在于，沿所述定子铁芯径向叠放的相邻所述导体组一和/或所述导体组二和/或所述导体一插入同一端侧的两个相邻所述槽内段均被设置在所述定子铁芯同一径向三个相邻所述槽中的其中两个相邻所述槽的不同层内。

3.根据权利要求1或2所述的一种定子绕组，其特征在于，所述导体组一中每个一体连接的两个所述槽内段均设置在所述定子铁芯径向同层的不同所述槽内；

所述导体一和所述导体组二中每个一体连接的两个所述槽内段均设置在所述定子铁芯径向相邻两层的不同所述槽内。

4.根据权利要求3所述的一种定子绕组，其特征在于，与所述导体组一同一径向方向上的所述导体一或所述导体组二均位于所述定子铁芯径向的第N层和第N+1层；

与所述导体组一非同一径向方向上的所述导体一或所述导体组二均位于所述定子铁芯径向的第N-1层和第N层；其中，N为偶数且≥2。

5.根据权利要求4所述的一种定子绕组，其特征在于，所述定子铁芯径向至少具有6层；所述定子铁芯的极数≥12且为被3整除的偶数。

6.根据权利要求1-2、4-5任一项所述的一种定子绕组，其特征在于，置于所述定子铁芯径向最内层的所述导体组一和置于所述定子铁芯径向最外层的所述导体组一沿所述定子铁芯周向错位设置；

置于所述定子铁芯径向最内层的所述导体组一与其最近的并置于所述定子铁芯径向最外层的所述导体组一沿所述定子铁芯周向相邻设置。

7.根据权利要求6所述的一种定子绕组，其特征在于，设于所述定子铁芯周向最内层的所述导体组一的数量与最外层的所述导体组一的数量相同，均为3X，X≥Y且为整数。

8.根据权利要求1-2、4-5、7任一项所述的一种定子绕组，其特征在于，每一个所述导体组一包括长节距的导体二和短节距的导体三，所述导体二的节距为长节距7；所述导体三的节距为短节距5。

9.根据权利要求8所述的一种定子绕组，其特征在于，所述导体组二包括不同节距的导体四和导体五；所述导体一的节距小于所述导体四的节距且大于所述导体五的节距。

10.根据权利要求9所述的一种定子绕组，其特征在于，每一相绕组中相焊接的两个与所述槽内段一体连接的焊接段所对应的节距为短节距5；

所述导体一的节距为长节距7；

和/或所述导体四的节距为长节距8，所述导体五的节距为整节距6。

11.根据权利要求9所述的一种定子绕组，其特征在于，每一相绕组中相焊接的两个与所述槽内段一体连接的焊接段所对应的的节距为长节距7；

所述导体一的节距为短节距5；

和/或所述导体四的节距为整节距6，所述导体五的节距为短节距4。

12.权利要求10或11所述的一种定子绕组，其特征在于，每一相绕组中每一支路形成一个带有出线端和引线端的闭环；

沿所述定子铁芯周向，同一层的相邻所述槽中的所述出线端或所述引线端均朝远离所述焊接段一侧同向悬空设置；同一径向所述槽中的所述引线端与所述出线端间隔交替设置。

13.一种电机定子，其特征在于，在所述定子铁芯内设置如权利要求1-12任一项所述的定子绕组。

14.一种电机，其特征在于，包括如权利要求13所述的电机定子。

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