CN112751438A - 一种新型短距绕组的定子及电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及定子绕组技术领域，特别涉及一种新型短距绕组的定子及新型电机，其中，一种新型短距绕组的定子，包括8极定子本体和三相绕组，所述定子本体上开设有48个定子槽，每相绕组包括四条并联支路，每条支路包括若干层设于所述定子槽内的扁线导体及若干绕组连接线；不同所述定子槽的扁线导体通过所述绕组连接线间隔相连接；与现有技术相比，本发明提供的一种新型短距绕组的定子及新型电机，每相四条之路并联且布线可形成短距型式，每相内四条之路均分分布且电流平衡，避免了支路间的环流，还能有效减小电机运行时的谐波。

Description

一种新型短距绕组的定子及电机

技术领域

本发明涉及定子绕组技术领域，特别涉及一种新型短距绕组的定子及新 型电机。

背景技术

扁铜线电机与圆线电机的区别在于铜线的成形方式，扁线有利于电机槽 满率的提升，一般圆线电机的槽满率为40％左右，而扁铜线电机的槽满率 能达到60％以上。槽满率的提升意味着在空间不变的前提下，可以填充更 多的铜线，产生更强的磁场强度，提升功率密度。

随着低碳、节能、减排成为汽车的核心竞争力，新能源电动汽车不断大 力发展，电动汽车的驱动电机的功率密度也越来越高，扁铜线绕组在新能源 汽车纯电驱动电机和混合动力驱动电机的应用越来越多，对于扁铜线电机的 需求越来越强烈。扁铜线电机发热降低，体积减小，槽满率高，电机绕组成 型好，使得电机转矩电流比提升，扁铜线电机因其功率密度高、成本低、温 度性能好等优势，正在成为新能源驱动电机领域发展的风口。

但随之而来是扁铜线设计柔性差，不能像传统圆线散嵌绕组那样随意改 变线数和并联支路数，虽然中国专利(公开号为CN206164230U)公开了一 种电机定子和电机，大大地提升了电机的效率与功率密度，同时因扁线各层 导体的紧密结合使扁线电机的散热水平高于圆线电机；但是，由于扁铜线绕 组本身结构受限，再做多支路布线时，容易产生绕组支路间的不平衡以及支 路间的环流，也无法采用短距布线，使电机运行时磁场含有大量谐波。

发明内容

为解决上述现有技术中绕组支路间的不平衡以及支路间的环流，不能采 用短距布线使电机运行时磁场含有大量谐波的不足，本发明提供的一种新型 短距绕组的定子及新型电机，可以实现4路并联，并能等效成短距，有效减 小电机运行时的谐波。

本发明提供的一种新型短距绕组的定子，包括8极定子本体和三相绕组， 所述定子本体上开设有48个定子槽，每相绕组包括四条并联支路，每条支路 包括若干层设于所述定子槽内的扁线导体及若干绕组连接线；不同所述定子 槽的扁线导体通过所述绕组连接线间隔相连接。

进一步地，每相绕组在每极下对应三个相邻的所述定子槽；三个相邻所 述定子槽包括中间定子槽、相对位于所述中间定子槽左边的第一定子槽及相 对位于所述中间定子槽右边的第二定子槽；其中一相在所述中间定子槽的绕 组连接线设有8根，在所述第一定子槽和所述第二定子槽的绕组连接线设有4 根。

进一步地，所述扁线导体为扁铜线，所述绕组连接线为扁铜线或焊接连 接线。

进一步地，每个所述定子槽内设有沿径向依次远离所述定子本体圆心的 a、b、c、d、e、f、g、h共8层所述扁线导体；

远离定子本体圆心的单数层扁线导体与间隔5个定子槽的远离定子本体 圆心的双数层扁线导体相连接；远离定子本体圆心的双数层扁线导体与间隔7 个定子槽的远离定子本体圆心的单数层扁线导体相连接，其中，a、c、e、g 层为单数层扁线导体，b、d、f、h层为双数层扁线导体；

依次远离所述定子本体圆心的相邻两层所述扁线导体为一组，每组所述 扁线导体通过绕组连接线依次按顺序相连接。

进一步地，每条支路包括四组通过绕组连接线相连接的扁线导体，第一 组扁线导体始端与每条支路输入端相连接，第四组扁线导体的末端与每条支 路的输出端相连接；第一组扁线导体包括a和b层扁线导体，第四组扁线导 体包括g和h层扁线导体。

进一步地，第一组扁线导体包括依次通过绕组连接线相连接的第2个所 述定子槽的a层扁线导体、第7个所述定子槽的b层扁线导体、第14个所述 定子槽的a层扁线导体、第19个定子槽的b层扁线导体、第26个所述定子 槽的a层扁线导体、第31个所述定子槽的b层扁线导体、第38个所述定子 槽的a层扁线导体、第43个所述定子槽的b层扁线导体；

第2个所述定子槽的a层扁线导体与其中一条支路的输入端相连接，第 43个所述定子槽的b层扁线导体通过绕组连接线与第二组扁线导体相连接。

进一步地，第二组扁线导体依次通过绕组连接线相连接的第2个所述定 子槽的c层扁线导体、第7个所述定子槽的d层扁线导体、第14个所述定子 槽的c层扁线导体、第19个定子槽的d层扁线导体、第26个所述定子槽的c 层扁线导体、第31个所述定子槽的d层扁线导体、第38个所述定子槽的c 层扁线导体、第43个所述定子槽的d层扁线导体；

第2个所述定子槽的c层扁线导体通过绕组连接线与第43个所述定子槽 的b层扁线导体相连接，第43个所述定子槽的d层扁线导体与第三组扁线导 体相连接。

进一步地，第三组扁线导体依次通过绕组连接线相连接的第2个所述定 子槽的e层扁线导体、第7个所述定子槽的f层扁线导体、第14个所述定子 槽的e层扁线导体、第19个定子槽的f层扁线导体、第26个所述定子槽的e 层扁线导体、第31个所述定子槽的f层扁线导体、第38个所述定子槽的e 层扁线导体、第43个所述定子槽的f层扁线导体；

第2个所述定子槽的e层扁线导体通过绕组连接线与第43个所述定子槽 的d层扁线导体相连接，第43个所述定子槽的f层扁线导体与第四组扁线导 体相连接。

进一步地，第四组扁线导体依次通过绕组连接线相连接的第2个所述定 子槽的g层扁线导体、第7个所述定子槽的h层扁线导体、第14个所述定子 槽的g层扁线导体、第19个定子槽的h层扁线导体、第26个所述定子槽的g 层扁线导体、第31个所述定子槽的h层扁线导体、第38个所述定子槽的g 层扁线导体、第43个所述定子槽的h层扁线导体；

第2个所述定子槽的g层扁线导体通过绕组连接线与第43个所述定子槽 的f层扁线导体相连接，第43个所述定子槽的h层扁线导体与其中一条支路 的输出端相连接。

本发明还提供一种新型短距绕组的电机，包括定子及与所述定子对应的 转子，所述转子为8极转子，所述定子采用如上任一项所述的一种新型短距 绕组的定子。

与现有技术相比，本发明提供的一种新型短距绕组的定子及新型电机， 通过在8极定子上开设48个定子槽，三相绕组每相绕组包括四条并联支路， 每条支路包括若干层设于定子槽内的扁线导体，不同定子槽内的扁线导体通 过绕组连接线间隔连接，每相四条之路并联且布线可形成短距型式，每相内 四条之路均分分布且电流平衡，避免了支路间的环流，还能有效减小电机运 行时的谐波。

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一简单地介绍，显而易见地，下 面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的定子本体的结构示意图；

图2为本发明提供的定子槽的结构示意图；

图3为本发明提供的其中一相绕组展开图；

图4为发明提供的图3中的局部放大图；

附图标记：

10 定子本体 11 定子槽 12 扁线导体

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、 “下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外” 等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于 描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定 的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外， 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要 性。

如图1至图4所示，本发明提供的一种新型短距绕组的定子，包括8极 定子本体10和三相绕组，所述定子本体10上开设有48个定子槽11，每相绕 组包括四条并联支路，每条支路包括若干层设于所述定子槽11内的扁线导体12及若干绕组连接线；不同所述定子槽11的扁线导体12通过所述绕组连接 线间隔相连接。

具体实施时，如图1至图4所示，本实施例中，定子本体10为8极定子， 定子本体10上开设有48个定子槽11，三相绕组每相绕组包括四条并联支路， 每条支路包括若干层设于定子槽11内的扁线导体12及若干绕组连接线，不 同定子槽11的扁线导体通过绕组连接线间隔相连接；

具体地，每相绕组在每极对应三个相邻的定子槽11，三个相邻的定子槽 11包括中间定子槽、相对位于相对位于中间定子槽左边的第一定子槽及相对 位于中间定子槽右边的第二定子槽；其中一相在中间定子槽的绕组连接线设 有8根，在第一定子槽和第二定子槽的绕组连接线设有4根。

如图3、图4所示，本实施例中，第1个定子槽为中间定子槽，第1个定 子槽的绕组连接线设有8根，相对位于第1个定子槽左边的第48个定子槽和 相对位于第1个定子槽右边的第2个定子槽的绕组连接线均设有4根。

表1为本发明提供的其中一条支路的布线图，较佳地，如表1所示，本 实施例中，扁线导体12为扁铜线，绕组连接线为扁铜线或焊接连接线；绕组 连接线包括虚线部分和实线部分，其中，虚线部分为焊接连接线，实线部分 为扁线导体12的跨线连接，即实线部分为扁线导体12直接连接未进行焊接。

表1

如图2至图4所示，每个定子槽11内设有沿径向依次远离所述定子本体10圆心的a、b、c、d、e、f、g、h共8层所述扁线导体12，依次远离所述定子本体10圆心的相邻两层所述扁线导体12为一组，每组所述扁线导体12通过绕组连接线依次按顺序相连接。

具体地，每条支路包括四组通过绕组连接线相连接的扁线导体12，第一组扁线导体始端与每条支路输入端相连接，第四组扁线导体的末端与每条支路的输出端相连接；第一组扁线导体包括a和b层扁线导体，第二组扁线导体包括c和d层扁线导体，第三组扁线导体保留e和f层扁线导体，第四组扁线导体包括g和h层扁线导体。

第一组扁线导体始端与每条支路输入端相连接，第四组扁线导体的末端与每条支路的输出端相连接；第二组扁线导体分别与第一组扁线导体和第三组扁线导体相连接，第三组扁线导体分别与第二组扁线导体和第四组扁线导体相连接。

每组扁线导体中，依次远离定子本体圆心的单数层扁线导体，与间隔5个定子槽的远离定子本体圆心的双数层扁线导体相连接；远离定子本体圆心的双数层扁线导体与间隔7个定子槽的远离定子本体圆心的单数层扁线导体相连接。

具体地，本实施例中，三相绕组包括U、V、W三相，每相的四条支路相并联，U相绕组的四条支路输入端包括U1+、U2+、U3+和U4+，输出端包括U1-、U2-、U3-和U4-；V相绕组的四条支路输入端包括V1+、V2+、V3+和V4+，输出端包括V1-、V2-、V3-和V4-；W相绕组的四条支路输入端包括W1+、W2+、W3+和W4+，输出端分别为W1-、W2-、W3-和W4-。

如图3至图4所示，以U相绕组的其中一条支路U1为例，第2个所述定子槽的a层扁线导体与U1支路的输入端U1+相连接，通过绕组连接线第2个所述定子槽的a层扁线导体、第7个所述定子槽的b层扁线导体、第14个所述定子槽的a层扁线导体、第19个定子槽的b层扁线导体、第26个所述定子槽的a层扁线导体、第31个所述定子槽的b层扁线导体、第38个所述定子槽的a层扁线导体、第43个所述定子槽的b层扁线导体依次相连接；

第43个所述定子槽的b层扁线导体通过绕组连接线与第二组扁线导体相连接，具体地，第43个所述定子槽的b层扁线导体通过绕组连接线与第2个所述定子槽的c层扁线导体相连接，通过绕组连接线第2个所述定子槽的c层扁线导体、第7个所述定子槽的d层扁线导体、第14个所述定子槽的c层扁线导体、第19个定子槽的d层扁线导体、第26个所述定子槽的c层扁线导体、第31个所述定子槽的d层扁线导体、第38个所述定子槽的c层扁线导体、第43个所述定子槽的d层扁线导体依次相连接；

第43个所述定子槽的d层扁线导体与第三组扁线导体相连接，具体地，第43个所述定子槽的d层扁线导体通过绕组连接线与第2个所述定子槽的e层扁线导体相连接，通过绕组连接线第2个所述定子槽的e层扁线导体、第7个所述定子槽的f层扁线导体、第14个所述定子槽的e层扁线导体、第19个定子槽的f层扁线导体、第26个所述定子槽的e层扁线导体、第31个所述定子槽的f层扁线导体、第38个所述定子槽的e层扁线导体、第43个所述定子槽的f层扁线导体依次相连接；

第43个所述定子槽的f层扁线导体与第四组扁线导体相连接,第43个所述定子槽的f层扁线导体通过绕组连接线与第2个所述定子槽的g层扁线导体相连接，通过绕组连接线，第2个所述定子槽的g层扁线导体、第7个所述定子槽的h层扁线导体、第14个所述定子槽的g层扁线导体、第19个定子槽的h层扁线导体、第26个所述定子槽的g层扁线导体、第31个所述定子槽的h层扁线导体、第38个所述定子槽的g层扁线导体、第43个所述定子槽的h层扁线导体依次相连接，第43个所述定子槽的h层扁线导体与U1支路的输出端U1-相连接。

U相其余支路、V相四条支路和W相四条支路与U相中支路U1连接布线方式逻辑相同，在此不再赘述。

本发明提供的一种新型短距绕组的定子，在实际进行短距绕组连接时，以U相绕组的支路U1为例，第2个所述定子槽的a层扁线导体与U1支路的输入端U1+相连接，通过绕组连接线第2个所述定子槽的a层扁线导体、第7个所述定子槽的b层扁线导体、第14个所述定子槽的a层扁线导体、第19个定子槽的b层扁线导体、第26个所述定子槽的a层扁线导体、第31个所述定子槽的b层扁线导体、第38个所述定子槽的a层扁线导体、第43个所述定子槽的b层扁线导体依次相连接；

第43个所述定子槽的b层扁线导体通过绕组连接线与第二组扁线导体相连接，具体地，第43个所述定子槽的b层扁线导体通过绕组连接线与第2个所述定子槽的c层扁线导体相连接，通过绕组连接线第2个所述定子槽的c层扁线导体、第7个所述定子槽的d层扁线导体、第14个所述定子槽的c层扁线导体、第19个定子槽的d层扁线导体、第26个所述定子槽的c层扁线导体、第31个所述定子槽的d层扁线导体、第38个所述定子槽的c层扁线导体、第43个所述定子槽的d层扁线导体依次相连接；

第43个所述定子槽的d层扁线导体与第三组扁线导体相连接，具体地，第43个所述定子槽的d层扁线导体通过绕组连接线与第2个所述定子槽的e层扁线导体相连接，通过绕组连接线第2个所述定子槽的e层扁线导体、第7个所述定子槽的f层扁线导体、第14个所述定子槽的e层扁线导体、第19个定子槽的f层扁线导体、第26个所述定子槽的e层扁线导体、第31个所述定子槽的f层扁线导体、第38个所述定子槽的e层扁线导体、第43个所述定子槽的f层扁线导体依次相连接；

第43个所述定子槽的f层扁线导体与第四组扁线导体相连接,第43个所述定子槽的f层扁线导体通过绕组连接线与第2个所述定子槽的g层扁线导体相连接，通过绕组连接线，第2个所述定子槽的g层扁线导体、第7个所述定子槽的h层扁线导体、第14个所述定子槽的g层扁线导体、第19个定子槽的h层扁线导体、第26个所述定子槽的g层扁线导体、第31个所述定子槽的h层扁线导体、第38个所述定子槽的g层扁线导体、第43个所述定子槽的h层扁线导体依次相连接，第43个所述定子槽的h层扁线导体与U1支路的输出端U1-相连接。

U相其余支路、V相四条支路和W相四条支路与U相中支路U1连接布线方式逻辑相同，在此不再赘述。

与现有技术相比，本发明提供的一种新型短距绕组的定子通过在8极定子上开设48个定子槽，三相绕组每相绕组包括四条并联支路，每条支路包括若干层设于定子槽内的扁线导体，不同定子槽内的扁线导体通过绕组连接线间隔连接，每相四条之路并联且布线可形成短距型式，每相内四条之路均分分布且电流平衡，避免了支路间的环流，还有效减小电机运行时的谐波。

本发明还提供一种新型短距绕组的电机，包括定子及与所述定子对应的转子，所述转子为8极转子，所述定子采用如上任一项所述的一种新型短距绕组的定子。

与现有技术相比，本发明提供的一种新型短距绕组的定子及新型电机，通过在8极定子上开设48个定子槽，三相绕组每相绕组包括四条并联支路，每条支路包括若干层设于定子槽内的扁线导体，不同定子槽内的扁线导体通过绕组连接线间隔连接，每相四条之路并联且布线可形成短距型式，每相内四条之路均分分布且电流平衡，避免了支路间的环流，还有效减小电机运行时的谐波。

尽管本文中较多的使用了诸如定子本体、定子槽和扁线导体等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种新型短距绕组的定子，其特征在于：包括8极定子本体(10)和三相绕组，所述定子本体(10)上开设有48个定子槽(11)，每相绕组包括四条并联支路，每条支路包括若干层设于所述定子槽(11)内的扁线导体(12)及若干绕组连接线；不同所述定子槽(11)的扁线导体(12)通过所述绕组连接线间隔相连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型短距绕组的定子，其特征在于：每相绕组在每极下对应三个相邻的所述定子槽(11)；三个相邻所述定子槽(11)包括中间定子槽、相对位于所述中间定子槽左边的第一定子槽及相对位于所述中间定子槽右边的第二定子槽；其中一相在所述中间定子槽的绕组连接线设有8根，在所述第一定子槽和所述第二定子槽的绕组连接线设有4根。

3.根据权利要求2所述的一种新型短距绕组的定子，其特征在于：所述扁线导体(12)为扁铜线，所述绕组连接线为扁铜线或焊接连接线。

4.根据权利要求3所述的一种新型短距绕组的定子，其特征在于：每个所述定子槽(11)内设有沿径向依次远离所述定子本体(10)圆心的a、b、c、d、e、f、g、h共8层所述扁线导体(12)；

远离定子本体圆心的单数层扁线导体与间隔5个定子槽的远离定子本体圆心的双数层扁线导体相连接；远离定子本体圆心的双数层扁线导体与间隔7个定子槽的远离定子本体圆心的单数层扁线导体相连接，其中，a、c、e、g层为单数层扁线导体，b、d、f、h层为双数层扁线导体；

依次远离所述定子本体(10)圆心的相邻两层所述扁线导体(12)为一组，每组所述扁线导体(12)通过绕组连接线依次按顺序相连接。

5.根据权利要求4所述的一种新型短距绕组的定子，其特征在于：每条支路包括四组通过绕组连接线相连接的扁线导体(12)，第一组扁线导体始端与每条支路输入端相连接，第四组扁线导体的末端与每条支路的输出端相连接；第一组扁线导体包括a和b层扁线导体，第四组扁线导体包括g和h层扁线导体。

6.根据权利要求5所述的一种新型短距绕组的定子，其特征在于：第一组扁线导体包括依次通过绕组连接线相连接的第2个所述定子槽的a层扁线导体、第7个所述定子槽的b层扁线导体、第14个所述定子槽的a层扁线导体、第19个定子槽的b层扁线导体、第26个所述定子槽的a层扁线导体、第31个所述定子槽的b层扁线导体、第38个所述定子槽的a层扁线导体、第43个所述定子槽的b层扁线导体；

第2个所述定子槽的a层扁线导体与其中一条支路的输入端相连接，第43个所述定子槽的b层扁线导体通过绕组连接线与第二组扁线导体相连接。

7.根据权利要求6所述的一种新型短距绕组的定子，其特征在于：第二组扁线导体依次通过绕组连接线相连接的第2个所述定子槽的c层扁线导体、第7个所述定子槽的d层扁线导体、第14个所述定子槽的c层扁线导体、第19个定子槽的d层扁线导体、第26个所述定子槽的c层扁线导体、第31个所述定子槽的d层扁线导体、第38个所述定子槽的c层扁线导体、第43个所述定子槽的d层扁线导体；

第2个所述定子槽的c层扁线导体通过绕组连接线与第43个所述定子槽的b层扁线导体相连接，第43个所述定子槽的d层扁线导体与第三组扁线导体相连接。

8.根据权利要求7所述的一种新型短距绕组的定子，其特征在于：第三组扁线导体依次通过绕组连接线相连接的第2个所述定子槽的e层扁线导体、第7个所述定子槽的f层扁线导体、第14个所述定子槽的e层扁线导体、第19个定子槽的f层扁线导体、第26个所述定子槽的e层扁线导体、第31个所述定子槽的f层扁线导体、第38个所述定子槽的e层扁线导体、第43个所述定子槽的f层扁线导体；

第2个所述定子槽的e层扁线导体通过绕组连接线与第43个所述定子槽的d层扁线导体相连接，第43个所述定子槽的f层扁线导体与第四组扁线导体相连接。

9.根据权利要求8所述的一种新型短距绕组的定子，其特征在于：第四组扁线导体依次通过绕组连接线相连接的第2个所述定子槽的g层扁线导体、第7个所述定子槽的h层扁线导体、第14个所述定子槽的g层扁线导体、第19个定子槽的h层扁线导体、第26个所述定子槽的g层扁线导体、第31个所述定子槽的h层扁线导体、第38个所述定子槽的g层扁线导体、第43个所述定子槽的h层扁线导体；

第2个所述定子槽的g层扁线导体通过绕组连接线与第43个所述定子槽的f层扁线导体相连接，第43个所述定子槽的h层扁线导体与其中一条支路的输出端相连接。

10.一种新型短距绕组的电机，其特征在于：包括定子及与所述定子对应的转子，所述转子为8极转子，所述定子采用如上权利要求1-9任一项所述的一种新型短距绕组的定子。

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