CN113131648B - 定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机 - Google Patents

定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机 Download PDF

Info

Publication number
CN113131648B
CN113131648B CN201911407267.1A CN201911407267A CN113131648B CN 113131648 B CN113131648 B CN 113131648B CN 201911407267 A CN201911407267 A CN 201911407267A CN 113131648 B CN113131648 B CN 113131648B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
parallel
branch
stator
connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911407267.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113131648A (zh
Inventor
朱军
王健
黄少锐
李节宝
李灏淳
闵远亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAIC Motor Corp Ltd
Original Assignee
SAIC Motor Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SAIC Motor Corp Ltd filed Critical SAIC Motor Corp Ltd
Priority to CN201911407267.1A priority Critical patent/CN113131648B/zh
Publication of CN113131648A publication Critical patent/CN113131648A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113131648B publication Critical patent/CN113131648B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

本申请提供了一种定子绕组结构,所述电机为具有八极的三相交流电机,每相包括四条并绕支路,定子绕组由多个U形扁铜线构成,布置在电机中的每个U形扁铜线的连接部位都位于相对于电机的同一侧。本申请还提供了一种包括定子绕组结构的电机以及包括电机的车辆。该定子绕组结构具有提高定子槽内远离冷却液的导体的散热能力、平衡各层导体之间的温度差等优点。

Description

定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机
技术领域
本申请涉及一种定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机,具体涉及一种由扁线构造的定子绕组结构,包括该定子绕组的电机可作为驱动电机或发电机以适用于新能源汽车等。
背景技术
电机,例如交流电机,包括定子组件和转子组件。定子组件一般包括定子绕组和定子铁芯。定子绕组为电机提供电能的输入与磁场的建立,而定子铁芯为电机提供磁负荷通道。
为了提高电机的功率密度、增强电机的散热能力以及结构的稳定性等,新能源汽车中使用的电机常常采用发卡式扁线绕组,极大地提高了定子的槽满率并改善了电机的功率密度。
扁线绕组可以采用诸多策略或方式。在现有技术中,较多使用多层扁铜线波绕组来降低电机中的交流铜耗。
对于多层绕组(8层及以上),为匹配电机的扭矩及电压特性,往往采用一相多支路的并绕方式。在8层扁铜线4条并绕支路绕组的例子中,对于U相绕组而言,以其对应槽中的1、2层导体连接形成第一并绕支路,以其对应槽中的3、4层导体连接形成第二并绕支路,以其对应槽中的5、6层导体连接形成第三并绕支路,以其对应槽中的7、8层导体连接形成第四并绕支路。上述四条并绕支路首-首连接形成U相绕组的首端,尾-尾连接形成U相绕组的尾端,U相通过与V、W两相进行相应的连接,形成Y型三相绕组或三角型三相绕组。
虽然通过上述方式可以实现所期望的扭矩与功率,但同相的并绕支路之间会因为电磁耦合不等而产生不平衡电流环流,会增加额外的附加铜耗和扭矩波动,给电机性能带来不可忽略的负面影响。
因此,亟待提供一种定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机,其在至少一个方面相较于现有技术更为有利。
发明内容
针对目前广泛应用的8极多层(8层及以上)扁铜线绕组由于漏磁导致的电磁耦合不均而产生电流环流的问题,本发明提出了一种4支路并绕的绕组结构。
具体地,本申请在一方面提供一种用于电机的定子绕组结构,所述电机为具有八极的三相交流电机,其包括U,V和W相;其中,每相包括四条并绕支路:第一并绕支路,第二并绕支路,第三并绕支路和第四并绕支路,每条并绕支路都具有首端和尾端,第一和第三并绕支路的绕线方向相同,并且第二和第四并绕支路的绕线方向相同并均相反于第一和第三并绕支路的绕线方向,所述三相交流电机在通电后能够正常工作,
所述定子绕组结构布置在定子铁芯上,所述定子铁芯包括多个槽,所述定子绕组由多个U形扁铜线构成,其中,每个U形扁铜线包括:第一导体,基本平行于第一导体的第二导体,和连接第一导体和第二导体的连接部位;其中,布置在电机中的每个U形扁铜线的连接部位都位于相对于电机的同一侧;
其中,Q代表定子铁芯的槽的数量,槽的编号为顺时针或逆时针,i为满足1≤i≤Q的自然数;q代表每极每相槽数,q=(Q/p)/3且q=1,2,3…;L代表每个槽的层数,其中,L为偶数且L=8+4*l,其中,l=0,1,2,3…,j为满足1≤j≤L的自然数,y代表节距;一个槽中的一个层对应于一个导体;
从电机具有连接部位的一侧看去,U形扁铜线的两个导体的连接方式为:
-当j为奇数且j=1,3,5…L-1时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j+1层导体;
-当j为偶数且j=2,4,6…L时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j-1层导体;
从电机不具有连接部位的一侧看去,将被焊接或由导流板连接在一起以形成所述三相交流电机的两个导体的连接方式为:
-当j=2,4,6…L-2时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j+1或j-1层导体;
-当j=3,5…L-1时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j+1或j-1层导体;
-当j=L时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j-1层导体或连接到第i+y+1个或第i+y-1个定子槽中的第1层导体;
-当j=1时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j+1层导体或连接到第i-y+1个或第i-y-1个定子槽中的第L层导体;
其中,i的取值取决于绕组分相以及支路编号,并且其中,当i-y<0时,i-y=i-y+Q;当i+y>Q时,i+y=i+y-Q。
本申请在另一方面提供一种用于于电机的定子绕组结构,所述电机为具有八极的三相交流电机,其包括U,V和W相;其中,每个相包括四条并绕支路:第一并绕支路,第二并绕支路,第三并绕支路和第四并绕支路,每条并绕支路都具有首端和尾端,第一和第三并绕支路的绕线方向相同,并且第二和第四并绕支路的绕线方向相同并均相反于第一和第三并绕支路的绕线方向,所述三相交流电机在通电后能够正常工作,
所述定子绕组结构布置在定子铁芯上,所述定子铁芯包括多个槽,所述定子绕组由多个U形扁铜线构成,其中,每个U形扁铜线包括:第一导体,基本平行于第一导体的第二导体,和连接第一导体和第二导体的连接部位;其中,布置在电机中的每个U形扁铜线的连接部位都位于相对于电机的同一侧;
其中,Q代表定子铁芯的槽的数量,槽的编号为顺时针或者逆时针,i为满足1≤i≤Q的自然数;q代表每极每相槽数,q=(Q/p)/3且q=1,2,3…;L代表每个槽的层数,其中,L为偶数且L=8+4*l,其中,l=0,1,2,3…,j为满足1≤j≤L的自然数,y代表节距;一个槽中的一个层对应于一个导体;
从电机不具有连接部位的一侧看去,将被焊接在一起以形成所述三相交流电机的两个导体的连接方式为:
-当j为奇数且j=1,3,5…L-1时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j+1层导体;
-当j为偶数且j=2,4,6…L时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j-1层导体;
从电机具有连接部位的一侧看去,导流板或连接部位连接的两个导体的连接方式为:
-当j=2,4,6…L-2时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j+1或j-1层导体;
-当j=3,5…L-1时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j+1或j-1层导体;
-当j=L时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j-1层导体或连接到第i+y+1个或第i+y-1个定子槽中的第1层导体;
-当j=1时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j+1层导体或连接到第i-y+1个或第i-y-1个定子槽中的第L层导体;
其中,i的取值取决于绕组分相以及支路编号,并且其中,当i-y<0时,i-y=i-y+Q;当i+y>Q时,i+y=i+y-Q。
可选地,第一并绕支路和第三并绕支路位于首端处的导体分别位于第i±2ky个定子槽中的奇数层,其中,k=0,1,2,3…;并且其中,第二并绕支路和第四并绕支路位于首端处的导体分别位于第i±2ky个定子槽中的偶数层,其中,k=0,1,2,3…。
可选地,第一并绕支路,第二并绕支路,第三并绕支路和第四并绕支路的首端和尾端均位于槽的第1层或第L层。
可选地,四条并绕支路中的两条支路的首端分别位于第i个槽的第1层和第L层;四条并绕支路中的另外两条支路的首端分别位于第i+Q/2个槽的第1层和第L层。
可选地,所述定子绕组结构配置成以尾-尾方式连接的Y型绕组或首-尾方式连接的三角型绕组。
可选地,所述定子绕组结构为整距绕组结构、短距绕组结构或长距绕组结构。
本申请在另一方面提供一种电机,包括如上所述定子绕组结构。
可选地,所述电机具有48个定子槽,每个定子槽具有8层。
可选地,所述电机的U相包括四条并绕支路:U相第一并绕支路,U相第二并绕支路,U相第三并绕支路和U相第四并绕支路;以“^”表示以U形扁铜线的连接部位连接,“-”表示以焊接方式连接,
Figure BDA0002348988480000041
表示以导流板方式连接,以“i.j”表示第i个槽中的第j层;并且其中,
U相第一并绕支路连接方式为:
Figure BDA0002348988480000051
U相第二并绕支路的连接方式为:
Figure BDA0002348988480000052
U相第三并绕支路的连接方式为:
Figure BDA0002348988480000053
U相第四并绕支路的连接方式为:
Figure BDA0002348988480000054
可选地,所述电机的U相包括四条并绕支路:U相第一并绕支路,U相第二并绕支路,U相第三并绕支路和U相第四并绕支路;以“^”表示以U形扁铜线的连接部位连接,“-”表示以焊接方式连接,
Figure BDA0002348988480000055
表示以导流板方式连接,以“i.j”表示第i个槽中的第j层;
并且其中,
U相第一并绕支路的连接方式为:
Figure BDA0002348988480000056
U相第二并绕支路的连接方式为:
Figure BDA0002348988480000057
U相第三并绕支路的连接方式为:
Figure BDA0002348988480000058
Figure BDA0002348988480000061
U相第四并绕支路的连接方式为:
Figure BDA0002348988480000062
可选地,所述电机的U相包括四条并绕支路:U相第一并绕支路,U相第二并绕支路,U相第三并绕支路和U相第四并绕支路;以“^”表示以U形扁铜线的连接部位连接,“-”表示以焊接方式连接,
Figure BDA0002348988480000063
表示以导流板方式连接,以“i.j”表示第i个槽,第j层;
并且其中,
U相第一并绕支路的连接方式为:
Figure BDA0002348988480000064
U相第二并绕支路的连接方式为:
Figure BDA0002348988480000065
U相第三并绕支路的连接方式为:
Figure BDA0002348988480000066
U相第四并绕支路的连接方式为:
Figure BDA0002348988480000067
本申请在另一方面提供一种车辆,包括:根据如上所述电机。
本申请所提供的定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机能够达到削弱和降低电流环流、减小环流所带来的附加铜耗以及提高电机性能等的目的。
另外,本申请所要求保护的绕组结构和包括定子绕组结构的电机使得同一条支路的导体沿圆周方向分配于定子槽的各个导体层中。通过将位于定子槽中不同半径位置处的导体互相连接,能够达到以下目的中的至少一个:提高定子槽内远离冷却液的导体的散热能力、平衡各层导体之间的温度差、提高电机的持续功率和功率密度、减少定子对转子的热辐射、控制转子温度、和在一定程度上减小电枢的端部尺寸。
附图说明
图1示出了根据本申请的一个实施方式的U形扁铜线示意图。
图2示出了根据本申请的一个实施方式的定子绕组的电路图,其中,U、V和W相分别包括4条并绕支路。
图3示出了根据本申请的实施例一的定子的透视图,其中,上部为焊接端。
图4示出了根据本申请的实施例一的定子的透视图,其中,上部为U形端。
图5示出了根据本申请的实施例一的定子绕组结构的透视图,其中,仅仅示出了U相绕组。
图6示出了图5的定子绕组结构的透视图,其中,还示出了铁芯。
图7A示出了用于本申请的实施例一的导流板的透视图。
图7B示出了图7A的导流板的内部线路。
图7C示出了图7A的导流板,其中,仅示出了导流板内U相出线线路视图。
图7D示出了图7A的导流板,其中,仅示出了导流板内中性线线路视图。
图8A示出了根据本申请的实施例一的U相绕组的第一并绕支路接线结构图。
图8B示出了根据本申请的实施例一的U相绕组的第二并绕支路接线结构图。
图8C示出了根据本申请的实施例一的U相绕组的第三并绕支路接线结构图。
图8D示出了根据本申请的实施例一的U相绕组的第四并绕支路接线结构图。
图9A示出了根据本申请的实施例一的U相绕组的第一并绕支路在U形端处的接线展开图。
图9B示出了根据本申请的实施例一的U相绕组的第二并绕支路在U形端处的接线展开图。
图9C示出了根据本申请的实施例一的U相绕组的第三并绕支路在U形端处的接线展开图。
图9D示出了根据本申请的实施例一的U相绕组的第四并绕支路在U形端处的接线展开图。
图10示出了根据本申请的实施例二的定子的透视图,其中,上部为焊接端。
图11示出了根据本申请的实施例二的定子的透视图,其中,上部为U形端。
图12示出了根据本申请的实施例二的定子绕组结构的透视图,其中,仅仅示出了U相绕组。
图13示出了图12的定子绕组结构的透视图,其中,还示出了铁芯。
图14A示出了用于本申请的实施例二的导流板的透视图。
图14B示出了图14A的导流板的内部线路。
图14C示出了图14A的导流板,其中,仅示出了在导流板内U相出线线路视图。
图14D示出了图14A的导流板,其中,仅示出了导流板内中性线线路视图。
图15A示出了根据本申请的实施例二的U相绕组的第一并绕支路接线结构图。
图15B示出了根据本申请的实施例二的U相绕组的第二并绕支路接线结构图。
图15C示出了根据本申请的实施例二的U相绕组的第三并绕支路接线结构图。
图15D示出了根据本申请的实施例二的U相绕组的第四并绕支路接线结构图。
图16A示出了根据本申请的实施例二的U相绕组的第一并绕支路在U形端处的接线展开图。
图16B示出了根据本申请的实施例二的U相绕组的第二并绕支路在U形端处的接线展开图。
图16C示出了根据本申请的实施例二的U相绕组的第三并绕支路在U形端处的接线展开图。
图16D示出了根据本申请的实施例二的U相绕组的第四并绕支路在U形端处的接线展开图。
图17示出了根据本申请的实施例三的定子的透视图,其中,上部为U形端。
图18示出了根据本申请的实施例三的定子的透视图,其中,上部为焊接端。
图19示出了根据本申请的实施例三的定子绕组结构的透视图,其中,仅仅示出了U相绕组。
图20示出了图19的定子绕组结构的透视图,其中,还示出了铁芯。
图21A示出了根据本申请的实施例三的U相绕组的第一并绕支路接线结构图。
图21B示出了根据本申请的实施例三的U相绕组的第二并绕支路接线结构图。
图21C示出了根据本申请的实施例三的U相绕组的第三并绕支路接线结构图。
图21D示出了根据本申请的实施例三的U相绕组的第四并绕支路接线结构图。
图22A示出了根据本申请的实施例三的U相绕组的第一并绕支路在U形端处的接线展开图。
图22B示出了根据本申请的实施例三的U相绕组的第二并绕支路在U形端处的接线展开图。
图22C示出了根据本申请的实施例三的U相绕组的第三并绕支路在U形端处的接线展开图。
图22D示出了根据本申请的实施例三的U相绕组的第四并绕支路在U形端处的接线展开图。
具体实施方式
下面参照附图描述本申请的一些可行实施方式。需要指出,各图并非按比例绘制的。某些细节可能被加大以便清楚地示出,还有一些非必要示出的细节被略去。
电机包括定子和转子(未示出)。定子包括定子铁芯11和定子绕组结构100。定子铁芯11上具有周向分布的多个槽。
定子绕组结构100可由图1中所示的多个U形扁铜线10构成。U形扁铜线10的节距为y。
U形扁铜线10包括:第一导体1和第二导体2和连接部位3。以图1中示出的定位来看,第一导体1位于左侧,第二导体2位于右侧。连接部位3将第一导体1和第二导体2相互连接。
在本申请中,具有连接部位3的一端为U形端(图1的上部),相反的一端为焊接端(图1的下部)。
本申请公开的定子的定子绕组结构100由相位相差120°电角度的三相(U、V和W相)绕组结构构成,所述定子绕组结构100排布在定子铁芯11的槽内。
三相绕组中的每相包括绕于铁芯11上的4条并绕支路:第一并绕支路,第二并绕支路,第三并绕支路和第四并绕支路。第一和第三并绕支路的绕线方向相同,并且第二和第四并绕支路的绕线方向相同并均相反于第一和第三并绕支路的绕线方向。所述三相交流电机在通电后能够正常工作。
所述三相绕组可以根据不同需求以尾-尾连接的方式形成Y型绕组,也可以首-尾连接的方式形成三角型绕组。在本申请描述和附图中,以Y型绕组的连接方式为例(如图2所示),但本申请的保护范围也包括三角型绕组。
电机的槽数为Q,如本领域技术人员已知的,槽的编号可以从任一槽开始并可以沿顺时针或者逆时针递增,极对数为P(极数p=2*P=8),极距τ=Q/p,整距绕组的节距y=τ,每相绕组包含多个槽内导体,且均插入到定子铁芯11的槽中。在定子铁芯11的每个槽中,排布有L层导体部分,其中L为偶数,且L=8+4*l(l=0,1,2,3…)。q代表每极每相槽数,其中,q=(Q/p)/3且q=1,2,3…。
根据本申请的一个实施方式,构成定子绕组结构100的多个U形扁铜线10中的每一个的连接部位(U形端)都位于电机的第一侧。相应地,构成定子绕组结构100的多个U形扁铜线10中的每一个的焊接端都位于电机的第二侧,其中,所述第二侧与第一侧相反。
在本申请的一个实施方式中,从U形端的一侧(第一侧)看去,连接部位3连接的两个导体1,2的连接方式可以为:
-当j为奇数且j=1,3,5…L-1时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j+1层导体;
-当j为偶数且j=2,4,6…L时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j-1层导体;
其中,i的取值取决于绕组分相以及支路编号,并且其中,当i-y<0时,i-y=i-y+Q。
相应地,从电机的焊接端(第二侧)看去,将被焊接或由导流板连接在一起以形成极数为8且每相包括4条并绕支路的三相交流电机的两个导体1,2的连接方式为:
-当j=2,4,6…L-2时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j+1或j-1层导体;
-当j=3,5…L-1时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j+1或j-1层导体;
-当j=L时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j-1层导体或连接到第i+y+1个或第i+y-1个定子槽中的第1层导体;
-当j=1时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j+1层导体或连接到第i-y+1个或第i-y-1个定子槽中的第L层导体;其中,i的取值取决于绕组分相以及支路编号,并且其中,当i+y>Q时,i+y=i+y-Q。
可替代地,在本申请的另一个实施方式中,从焊接端的一侧(第二侧)看去,将被焊接在一起以形成极数为8且每相包括4条并绕支路的三相交流电机的两个导体1,2的连接方式可以为:
-当j为奇数且j=1,3,5…L-1时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j+1层导体;
-当j为偶数且j=2,4,6…L时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j-1层导体;
其中,i的取值取决于绕组分相以及支路编号,并且其中,当i+y>Q时,i+y=i+y-Q
相应地,从U形端的一侧(第一侧)看去,导流板或连接部位3连接的两个导体1,2的连接方式可以为:
-当j=2,4,6…L-2时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j+1或j-1层导体;
-当j=3,5…L-1时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j+1或j-1层导体;
-当j=L时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j-1层导体或连接到第i+y+1个或第i+y-1个定子槽中的第1层导体;
-当j=1时,由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j+1层导体或连接到第i-y+1个或第i-y-1个定子槽中的第L层导体;其中,i的取值取决于绕组分相以及支路编号,并且其中,当i-y<0时,i-y=i-y+Q。
对于每相绕组所包含的4条并绕支路,第一并绕支路与第三并绕支路的首端的导体分别位于第i±2ky个定子槽(k=0,1,2,…)中的奇数层;第二并绕支路与第四并绕支路的首端的导体分别位于第i±2ky个定子槽(k=0,1,2,…)中的偶数层。请注意,正如本领域技术人员已知的那样,一个槽中的一个层对应于一个导体。相应的尾端位置则可根据上述导体的连接方式推断得出,因此不予赘述。
可替代地,第二并绕支路与第四并绕支路的首端分别位于第i±2ky个定子槽(k=0,1,2…)中的奇数层;第一并绕支路与第三并绕支路的首端分别位于第i±2ky个定子槽(k=0,1,2…)中的偶数层。请注意,正如本领域技术人员已知的那样,一个槽中的一个层对应于一个导体。相应的尾端位置则可根据上述导体的连接方式推断得出,因此不予赘述。
在此基础上所衍生出的所有出线结构,均在本申请的保护范围之内。
在一个实施方式中,绕组结构为:4条并绕支路的所有首端与尾端均位于定子槽中的第1层或第L层。例如,4条并绕支路中的两条并绕支路的首端分别位于第i个定子槽的第1层和第L层,相应地,该两条并绕支路尾端则分别位于第i-y+1定子槽的第L层与第i+y+1个定子槽的第1层;4条并绕支路中的另外两条并绕支路的首端分别位于第i+Q/2个定子槽的第1层与第L层,相应地,该另外两条并绕支路的尾端则分别位于第i+Q/2-y+1个定子槽的第L层和第i+Q/2+y+1个定子槽的第1层。
可选地,对每相绕组结构的各条并绕支路可以看成是由qL/2条二级支路串联而成的。
在一些情况下,在构造本申请公开的定子绕组结构100过程中,可使用导流板12来连接各导体。导流板12可以是本领域已知的任何合适的导流板。
为了更好地理解本发明,在此以8极48槽(编号分别为1-48号)的8层(编号分别为1-8层)绕组为例,示出以下三种实施例。当然,本发明的保护范围并不局限于在此给出的三个实施例。
实施例一
在本例的三相交流电机中,定子包括定子铁芯11和定子绕组结构100。定子铁芯11上具有周向分布的多个槽。定子绕组结构100由多个U形扁铜线10构成。
定子中的三相(U、V和W相)出线布置在定子绕组结构100的U形扁铜线10的焊接端。相应地,导流板12(如图7A-7D所示)也布置在焊接端,以用于各相的出线。实施例一的定子如图3-4所示。
如图5-6、图8A-8D以及图9A-9D所示,分别示出了实施例一的U相绕组结构100U的四条并绕支路的透视图、接线结构图和从U形端(第一侧)的展开图。
每相包括4条并绕支路,分别是第一并绕支路,第二并绕支路,第三并绕支路和第四并绕支路。
U相的绕组结构的第一并绕支路的部分连接方式如下:
1号槽内的第1层导体在U形端处经由连接部位以节距y连接到7号槽内的第2层导体;
7号槽内的第2层导体在焊接端处经由焊接方式连接到13号槽内的第1层导体;
13号槽内的第1层导体在U形端处经由连接部位以节距y连接到19号槽内的第2层导体;
19号槽内的第2层导体在焊接端处经由焊接方式连接到25号槽内的第3层导体;
25号槽内的第3层导体在U形端处经由连接部位以节距y连接到31号槽内的第4层导体。
根据上述规律,可知实施例一的完整连接方式如下。
如图8A和图9A所示,U相第一并绕支路:
Figure BDA0002348988480000141
Figure BDA0002348988480000142
(注:“^”表示采用连接部位连接,“-”表示焊接方式连接,
Figure BDA0002348988480000143
表示采用导流板连接);
如图8B和图9B所示,U相第二并绕支路:
Figure BDA0002348988480000144
Figure BDA0002348988480000145
(注:“^”表示采用连接部位连接,“-”表示焊接方式连接,
Figure BDA0002348988480000146
表示采用导流板连接);
如图8C和图9C所示,U相第三并绕支路:
Figure BDA0002348988480000147
Figure BDA0002348988480000148
(注:“^”表示采用连接部位连接,“-”表示焊接方式连接,
Figure BDA0002348988480000149
表示采用导流板连接);
如图8D和图9D所示,U相第四并绕支路:
Figure BDA00023489884800001410
Figure BDA00023489884800001411
(注:“^”表示采用连接部位连接,“-”表示焊接方式连接,
Figure BDA00023489884800001412
表示采用导流板连接)。
可遵循上述规律得到V相和W相的绕组结构,在此不予赘述。
实施例二
在本例的三相交流电机中,定子包括定子铁芯11和定子绕组结构100。定子铁芯11上具有周向分布的多个槽。定子绕组结构100由多个U形扁铜线10构成。
定子中的三相(U、V和W相)出线布置在定子绕组结构100的U形扁铜线10的焊接端。相应地,导流板12(如图14A-14D所示)也布置在焊接端,以用于各相的出线。实施例二的定子如图10-11所示。
如图12-13、图15A-15D以及图16A-16D所示,分别示出了实施例二的U相绕组结构100U的四条并绕支路的透视图、接线结构图和从U形端(第一侧)的展开图。
每相包括4条并绕支路,分别是第一并绕支路,第二并绕支路,第三并绕支路和第四并绕支路。
U相的绕组结构的第一并绕支路的部分连接方式如下:
13号槽内的第1层导体在U形端处经由连接部位以节距y连接到19号槽内的第2层导体;
19号槽内的第2层导体在焊接端处经由焊接方式连接到25号槽内的第3层导体;
25号槽内的第3层导体在U形端处经由连接部位以节距y连接到31号槽内的第4层导体;
31号槽内的第4层导体在焊接端处经由焊接方式连接到37号槽内的第3层导体;
37号槽内的第3层导体在U形端处经由连接部位以节距y连接到43号槽内的第4层导体。
根据上述规律,可知实施例二的完整连接方式如下。
如图15A和图16A所示,U相第一并绕支路:
Figure BDA0002348988480000151
Figure BDA0002348988480000152
(注:“^”表示采用连接部位连接,“-”表示焊接方式连接,
Figure BDA0002348988480000153
表示采用导流板连接);
如图15B和图16B所示,U相第二并绕支路:
Figure BDA0002348988480000154
Figure BDA0002348988480000155
(注:“^”表示采用连接部位连接,“-”表示焊接方式连接,
Figure BDA0002348988480000156
表示采用导流板连接);
如图15C和图16C所示,U相第三并绕支路:
Figure BDA0002348988480000161
Figure BDA0002348988480000162
(注:“^”表示采用连接部位连接,“-”表示焊接方式连接,
Figure BDA0002348988480000163
表示采用导流板连接);
如图15D和图16D所示,U相第四并绕支路:
Figure BDA0002348988480000164
Figure BDA0002348988480000165
(注:“^”表示采用连接部位连接,“-”表示焊接方式连接,
Figure BDA0002348988480000166
表示采用导流板连接)。
可遵循上述规律得到V相和W相的绕组结构,在此不予赘述。
实施例三
在本例的三相交流电机中,定子包括定子铁芯11和定子绕组结构100。定子铁芯11上具有周向分布的多个槽。定子绕组结构100由多个U形扁铜线10构成。
定子中的三相(U、V和W相)出线布置在定子绕组的U形扁铜线的U形端。相应地,导流板12(例如图7A-7D所示)也布置在U形端,以用于各相的出线。实施例三的定子如图17-18所示。
如图19-20、图21A-21D以及图22A-22D所示,分别示出了实施例三的U相绕组结构100U的四条并绕支路的透视图、接线结构图和从U形端(第一侧)的展开图。
每相包括4条并绕支路,分别是第一并绕支路,第二并绕支路,第三并绕支路和第四并绕支路。
U相的绕组结构的第一并绕支路的部分连接方式如下:
8号槽内的第1层导体在焊接端处经由焊接方式以节距y连接到14号槽内的第2层导体;
14号槽内的第2层导体在U形端处经由连接部位连接到20号槽内的第1层导体;
20号槽内的第1层导体在焊接端处经由焊接方式以节距y连接到26号槽内的第2层导体;
26号槽内的第2层导体在U形端处经由连接部位连接到32号槽内的第3层导体;
32号槽内的第3层导体在焊接端处经由焊接方式以节距y连接到38号槽内的第4层导体。
根据上述规律,可知实施例三的完整连接方式如下。
如图21A和图22A所示,U相第一并绕支路:
Figure BDA0002348988480000171
Figure BDA0002348988480000172
(注:“^”表示采用连接部位连接,“-”表示焊接方式连接,
Figure BDA0002348988480000173
表示采用导流板连接);
如图21B和图22B所示,U相第二并绕支路:
Figure BDA0002348988480000174
Figure BDA0002348988480000175
(注:“^”表示采用连接部位连接,“-”表示焊接方式连接,
Figure BDA0002348988480000176
表示采用导流板连接);
如图21C和图22C所示,U相第三并绕支路:
Figure BDA0002348988480000177
Figure BDA0002348988480000178
(注:“^”表示采用连接部位连接,“-”表示焊接方式连接,
Figure BDA0002348988480000179
表示采用导流板连接);
如图21D和图22D所示,U相第四并绕支路:
Figure BDA00023489884800001710
Figure BDA00023489884800001711
(注:“^”表示采用连接部位连接,“-”表示焊接方式连接,
Figure BDA00023489884800001712
表示采用导流板连接)。
可遵循上述规律得到V相和W相的绕组结构,在此不予赘述。
可以理解的是,尽管本申请以Y型绕组为例,但是本申请所要求保护的特征也可应用于三角型绕组结构。
可以理解的是,尽管本申请以整距绕组结构为例,但是本申请所要求保护的特征也可应用于短距绕组结构和长距绕组结构。
虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请,但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下,可针对这些细节做出各种修改。

Claims (18)

1.一种用于电机的定子绕组结构,所述电机为具有八极且包括U,V和W相的交流电机,其中,U相包括四条并绕支路:U相第一并绕支路,U相第二并绕支路,U相第三并绕支路和U相第四并绕支路;所述定子绕组结构由多个U形扁铜线构成,其中,每个U形扁铜线包括:第一导体,基本平行于第一导体的第二导体,和连接第一导体和第二导体的连接部位;其中,布置在电机中的每个U形扁铜线的连接部位都位于相对于电机的同一侧;以“^”表示以U形扁铜线的连接部位连接,“-”表示以焊接方式连接,
Figure FDA0003567312220000011
表示以导流板方式连接,以“i.j”表示第i个槽中的第j层;并且其中,
U相第一并绕支路连接方式为:
Figure FDA0003567312220000012
U相第二并绕支路的连接方式为:
Figure FDA0003567312220000013
U相第三并绕支路的连接方式为:
Figure FDA0003567312220000014
U相第四并绕支路的连接方式为:
Figure FDA0003567312220000015
2.根据权利要求1所述的定子绕组结构,其中,所述定子绕组结构配置成以尾-尾方式连接的Y型绕组。
3.根据权利要求1所述的定子绕组结构,其中,所述定子绕组结构配置成以首-尾方式连接的三角型绕组。
4.一种电机,包括:根据权利要求1-3中任一项所述的定子绕组结构。
5.根据权利要求4所述的电机,所述电机具有48个定子槽,每个定子槽具有8层。
6.一种车辆,包括:根据权利要求4或5所述的电机。
7.一种用于电机的定子绕组结构,所述电机为具有八极且包括U,V和W相的交流电机,其中,U相包括四条并绕支路:U相第一并绕支路,U相第二并绕支路,U相第三并绕支路和U相第四并绕支路;所述定子绕组结构由多个U形扁铜线构成,其中,每个U形扁铜线包括:第一导体,基本平行于第一导体的第二导体,和连接第一导体和第二导体的连接部位;其中,布置在电机中的每个U形扁铜线的连接部位都位于相对于电机的同一侧;以“^”表示以U形扁铜线的连接部位连接,“-”表示以焊接方式连接,
Figure FDA0003567312220000021
表示以导流板方式连接,以“i.j”表示第i个槽中的第j层;
并且其中,
U相第一并绕支路的连接方式为:
Figure FDA0003567312220000022
U相第二并绕支路的连接方式为:
Figure FDA0003567312220000023
U相第三并绕支路的连接方式为:
Figure FDA0003567312220000024
U相第四并绕支路的连接方式为:
Figure FDA0003567312220000031
8.根据权利要求7所述的定子绕组结构,其中,所述定子绕组结构配置成以尾-尾方式连接的Y型绕组。
9.根据权利要求7所述的定子绕组结构,其中,所述定子绕组结构配置成以首-尾方式连接的三角型绕组。
10.一种电机,包括:根据权利要求7-9中任一项所述的定子绕组结构。
11.根据权利要求10所述的电机,所述电机具有48个定子槽,每个定子槽具有8层。
12.一种车辆,包括:根据权利要求10或11所述的电机。
13.一种用于电机的定子绕组结构,所述电机为具有八极且包括U,V和W相的交流电机,其中,U相包括四条并绕支路:U相第一并绕支路,U相第二并绕支路,U相第三并绕支路和U相第四并绕支路;所述定子绕组结构由多个U形扁铜线构成,其中,每个U形扁铜线包括:第一导体,基本平行于第一导体的第二导体,和连接第一导体和第二导体的连接部位;其中,布置在电机中的每个U形扁铜线的连接部位都位于相对于电机的同一侧;以“^”表示以U形扁铜线的连接部位连接,“-”表示以焊接方式连接,
Figure FDA0003567312220000032
表示以导流板方式连接,以“i.j”表示第i个槽,第j层;
并且其中,
U相第一并绕支路的连接方式为:
Figure FDA0003567312220000033
U相第二并绕支路的连接方式为:
Figure FDA0003567312220000041
U相第三并绕支路的连接方式为:
Figure FDA0003567312220000042
U相第四并绕支路的连接方式为:
Figure FDA0003567312220000043
14.根据权利要求13所述的定子绕组结构,其中,所述定子绕组结构配置成以尾-尾方式连接的Y型绕组。
15.根据权利要求13所述的定子绕组结构,其中,所述定子绕组结构配置成以首-尾方式连接的三角型绕组。
16.一种电机,包括:根据权利要求13-15中任一项所述的定子绕组结构。
17.根据权利要求16所述的电机,所述电机具有48个定子槽,每个定子槽具有8层。
18.一种车辆,包括:根据权利要求16或17所述的电机。
CN201911407267.1A 2019-12-31 2019-12-31 定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机 Active CN113131648B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911407267.1A CN113131648B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911407267.1A CN113131648B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113131648A CN113131648A (zh) 2021-07-16
CN113131648B true CN113131648B (zh) 2022-06-21

Family

ID=76769589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911407267.1A Active CN113131648B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113131648B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114337034B (zh) * 2021-09-23 2023-06-27 华为数字能源技术有限公司 一种电机及车辆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170256996A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-07 Mitsubishi Electric Corporation Rotary electric machine stator and manufacturing method therefor
CN207320983U (zh) * 2017-11-10 2018-05-04 广东威灵电机制造有限公司 定子和具有该定子的电机
US20190363663A1 (en) * 2017-01-26 2019-11-28 Mitsubishi Electric Corporation Electric driving apparatus and electric power steering apparatus
CN110611387A (zh) * 2019-11-07 2019-12-24 重庆宗申电动力科技有限公司 一种相绕组、定子及电机

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6026364B2 (ja) * 2013-07-18 2016-11-16 本田技研工業株式会社 回転電機

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170256996A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-07 Mitsubishi Electric Corporation Rotary electric machine stator and manufacturing method therefor
US20190363663A1 (en) * 2017-01-26 2019-11-28 Mitsubishi Electric Corporation Electric driving apparatus and electric power steering apparatus
CN207320983U (zh) * 2017-11-10 2018-05-04 广东威灵电机制造有限公司 定子和具有该定子的电机
CN110611387A (zh) * 2019-11-07 2019-12-24 重庆宗申电动力科技有限公司 一种相绕组、定子及电机

Also Published As

Publication number Publication date
CN113131648A (zh) 2021-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10965178B2 (en) Hairpin winding electric machine
JP5681026B2 (ja) 固定子および回転電機
US5323079A (en) Half-coil configuration for stator
WO2021134387A1 (zh) 定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机
EP4175125A1 (en) Stator, flat wire motor, powertrain, and vehicle
US20060123621A1 (en) Method of manufacturing stator of rotating electric machine
US11539255B2 (en) Hairpin winding electric machine
EP4089887B1 (en) Six-phase flat wire wave winding structure, six-phase motor, powertrain, and vehicle
US11309761B2 (en) Hairpin winding electric machine
CN111725929B (zh) 用于电机的绕组结构及电机
US11368066B2 (en) Hairpin winding electric machine
CN112510877A (zh) 一种定子组件和电机
JP2022548532A (ja) 矩形断面を持つコイル要素を備えた分数スロット電気モータ
CN112510876A (zh) 一种定子组件和电机
KR100454456B1 (ko) 회전전기의전기자권선패턴
CN113692685A (zh) 定子绕组布置
CN113131648B (zh) 定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机
CN111293811B (zh) 用于电机的绕组结构及电机
CN212751945U (zh) 扁线电机绕组及交流电机
CN212258560U (zh) 三相定子绕组、电机定子总成及电机
CN113131649B (zh) 定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机
TWI459685B (zh) 變極定子繞組之繞線方法及其動力與電力轉換裝置
CN212572208U (zh) 三相定子绕组、电机定子总成及电机
CN214412445U (zh) 一种电机定子绕组、电机定子及电机
CN113036953B (zh) 一种插针绕组式定子及电机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant