CN113162343A - 一种电机定子的绕线方法、定子及电机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电机定子的绕线方法、定子及电机，方法包括：对电机的主绕组进行相带划分，得到多个相带，每个相带对应多个定子齿极；将第一相带的绕组绕线的起始端从定子的第一定子齿极沿第一预设方向绕线N1匝形成第一线圈；判断第一相带对应的第二定子齿极与第一定子齿极是否处于相邻位置，若是，将第一线圈的末端沿第一预设方向在第二定子齿极上绕线N1匝，形成第二线圈；若否，将第一线圈的末端沿第二预设方向在第一定子齿极的相邻定子齿极上绕线N2匝，形成第三线圈；将第三线圈的末端沿第一预设方向在第二定子齿极绕线N3匝；其中，N2+N3＝N1；按照以上步骤完成所有相带的定子的绕线。解决现有技术中无法实现电机效率最大化的问题。

Description

一种电机定子的绕线方法、定子及电机

技术领域

本申请涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种电机定子的绕线方法、定子及电机。

背景技术

12槽14极是一种常见的电机槽极配合，但是此种槽极配合的定子绕组会有较长较多的过桥线出现，过桥线从定子轭部上方穿过(见图1)。定子轭部通常为定子组件与结构支撑件的结合面，难以固定的过桥线不仅增加了绝缘风险，也会增加定子与结构支撑件结合时夹断过桥线的风险，这是一个较为棘手的工艺难题。现有方案通常采用定子端部高分子材料线架固定过桥线，这种方案对于静电涂敷绝缘层定子不适用；或单纯的将过桥线在个别定子齿上缠绕、固定过桥线，这种方案难以实现三相绝对均衡，且将过桥线缠绕在个别齿上后，无法实电机效率的最大化。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种电机定子的绕线方法、定子及电机，能够解决现有技术中电机效率低下的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种电机定子的绕线方法，其特征在于，包括：

步骤一：对所述电机的主绕组进行相带划分，得到多个相带，每个所述相带对应多个定子齿极；

步骤二：将第一相带的绕组绕线的起始端从定子的第一定子齿极沿第一预设方向绕线N1匝形成第一线圈；

步骤三：判断所述第一相带对应的第二定子齿极与所述第一定子齿极是否处于相邻位置，若是，将步骤二形成的第一线圈的末端沿第一预设方向在所述第二定子齿极上绕线N1匝，形成第二线圈；若否，将步骤二形成的第一线圈的末端沿第二预设方向在所述第一定子齿极的相邻定子齿极上绕线N2匝，形成第三线圈；将所述第三线圈的末端沿第一预设方向在所述第二定子齿极绕线N3匝；其中，N2+N3＝N1；

步骤四：重复步骤三，直至完成对所述第一相带对应的多个定子齿极的绕线；

步骤五：重复步骤一到四，完成其余相带对应的多个定子齿极的绕线。

在上述实现过程中，对电机的主绕组进行相带划分，相带划分之后得到了多个相带，在相带图中每个相带下对应多个定子齿极。对每个相带进行的定子齿极进行绕制，将第一相带的绕组绕线的起始段从定子的第一子齿极沿第一预设方向绕N1匝线，形成第一线圈，进一步地，判断第一相带内第一子齿极和第二子齿极在齿极中的位置关系，如果第一子齿极和第二子齿极是相邻的，则将第一线圈的末端沿第一预设方向在第二定子齿极绕线N1匝，形成第二线圈，如果第一定子齿极和第二定子齿极是不相邻的，则将上一步骤形成的第一线圈的末端沿第二预设方向在第一定子齿极的相邻的定子齿极上绕线N2匝，形成第三线圈；将第三线圈的末端沿第一预设方向在第二定子齿极上绕线N3匝；基于上述方式，完成所有相带的定子齿极的绕线。与现有技术的区别在于，本申请不是只用单一的方式将对电机定子进行绕线，而是判断第一定子齿极和第二定子齿极之间的位置关系，根据位置关系采取不同的绕线方式，当同一相带中的两个齿极不相邻时，在第一定子齿极相邻的齿极上进行绕线，再进一步地将线圈绕制到同一相带的第二定子齿极上。基于上述实施方式，能够解决现有技术问题中在同一相带中两个定子齿极不相邻时通过过桥线的绕制方式无法实现电机效率最大化的技术问题。

进一步地，所述电机为三相绕组时，以60度相角对所述电机的主绕组进行相带划分。

在上述实现过程中，三相绕组是常见的电机供能方式，以六十度相角对电机的相带进行划分能快速地完成相带划分，进行后续地绕线操作。

进一步地，当所述定子为14极时，N2＝1。

在上述实现过程中，当定子为14极时，同一相带中的定子齿极只存在两种情况：同一相带图中相邻序号的定子齿极在实际的电机中相邻或者相隔一个其他相带的定子齿极，在相邻的齿极上绕线一匝能够使得电机的效率最高。

进一步地，所述第一相带的绕组、第二相带的绕组和第三相带的绕组的绕线的起始端位于相邻的定子齿极上。

在上述实现过程中，当电机的绕组为三相绕组时，如果第一相带的绕组、第二相带的绕组、第三相带的绕组的起始端位于相邻的定子齿极上，那么第一相带绕组、第二相带的绕组、第三相带的绕组的末端也会位于相邻的齿极上，能够使后续的电机定子加工程序更加简化。

进一步地，所述将步骤二形成的第一线圈的末端沿第二预设方向绕线在所述第一定子齿极的相邻定子齿极上N2匝之前，所述方法还包括：确定所述第二预设方向为顺时针方向或逆时针方向。

在上述实现过程中，通过判断第二预设方向是为顺时针方向或者逆时针方向，能够进一步使得电机各定子齿极产生的电动势之和最大。

进一步地，所述确定所述第二预设方向为顺时针方向或逆时针方向的步骤，包括：

确定所述第一定子齿极的相邻定子齿极的绕线方向为顺时针方向时的电动势方向，作为第一电动势方向；

获取所述电机的主绕组的电动势方向，作为第二电动势方向；

根据所述第一电动势方向和所述第二电动势方向确定所述第二预设方向为顺时针方向或逆时针方向。

在上述实现过程中，为了使各定子齿极产生的电动势之和最大，首先获取第一定子齿极的相邻定子齿极的绕线方向为顺时针方向时的电动势方向，将其确定为第一电动势方向，进一步地，确定电机的主绕组的电动势方向，将其作为第二电动势方向。根据第一电动势的方向和第二电动势的方向可以判断哪一个方向对主绕组的主电动势产生增强作用。基于上述实施方式，能够快速确定第二预设方向为顺时针方向或者逆时针方向。

进一步地，所述根据所述第一电动势方向和所述第二电动势方向确定所述第二预设方向的步骤，包括：

获取所述第一电动势方向和所述第二电动势方向的夹角的度数；

判断所述第一电动势方向和所述第二电动势方向的夹角的度数是否大于90度；

若是，确定所述第二预设方向为逆时针方向；

若否，确定所述第二预设方向为顺时针方向。

在上述实现过程中，获取第一电动势方向和第二电动势方向的夹角的度数，如果两个电动势方向的夹角的度数大于90度，则可以判定当沿顺时针方向绕制时，第一定子齿极相邻的齿极所产生的电动势方向对主绕组的电动势方向不是增强作用，此时第二预设方向应该是逆时针方向，如果两个电动势方向的娇娇的度数小于90度，则第二预设方向可以确定为顺时针方向。基于上述实施方式，能够快速地确定第二预设方向为顺时针方向或者逆时针方向。

第二方面，本申请提供了一种电机定子，所述电机定子是按照第一方面所述的电机定子的绕线方法对电机定子的齿极绕线进行绕制。

第三方面，本申请提供了一种电机，包括第三方面所述的电机定子。

进一步地，该电子还包括转子，所述定子和所述转子形成12槽14极结构或12槽10极。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的电机定子的绕线方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的三相绕组的电机定子的绕线示意图；

图3为本申请实施例提供的三相绕组电机定子A相的绕线示意图；

图4为本申请实施例提供的三相绕组电机定子B相的绕线示意图；

图5为本申请实施例提供的三相绕组电机定子C相的绕线示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

12槽14极是一种常见的电机槽极配合，但是此种槽极配合的定子绕组会有较长较多的过桥线出现，过桥线从定子轭部上方穿过(见图1)。定子轭部通常为定子组件与结构支撑件的结合面，难以固定的过桥线不仅增加了绝缘风险，也会增加定子与结构支撑件结合时夹断过桥线的风险，这是一个较为棘手的工艺难题。现有方案通常采用定子端部高分子材料线架固定过桥线，这种方案对于静电涂敷绝缘层定子不适用；或单纯的将过桥线在个别定子齿上缠绕、固定过桥线，这种方案难以实现三相绝对均衡，且将过桥线缠绕在个别齿上后，无法实电机效率的最大化。

有鉴于此，本申请提供了一种电机定子的绕线方法、定子及电机。

实施例1

本申请实施例提供了一种电机定子的绕线方法，其特征在于，包括：

步骤一：对电机的主绕组进行相带划分，得到多个相带，每个相带对应多个定子齿极；

步骤二：将第一相带的绕组绕线的起始端从定子的第一定子齿极沿第一预设方向绕线N1匝形成第一线圈；

步骤三：判断第一相带对应的第二定子齿极与第一定子齿极是否处于相邻位置，若是，将步骤二形成的第一线圈的末端沿第一预设方向在第二定子齿极上绕线N1匝，形成第二线圈；若否，将步骤二形成的第一线圈的末端沿第二预设方向在第一定子齿极的相邻定子齿极上绕线N2匝，形成第三线圈；将第三线圈的末端沿第一预设方向在第二定子齿极绕线N3匝；其中，N2+N3＝N1；

步骤四：重复步骤三，直至完成对第一相带对应的多个定子齿极的绕线；

步骤五：重复步骤一到四，完成其余相带对应的多个定子齿极的绕线。

上述实施例中，相邻的位置是指在现实的定子齿极中处于相邻的位置的关系。

上述实施例中，对电机的主绕组的主绕组进行相带划分可以收先绘制定子的槽电势星形图，再在槽电势星星图的基础上进行相待划分。

示例性地，参见图2、图3、图4、图5，为电机的定子齿极绕组绕线示意图，电机的三相引出线为A、B、C，对应的相线末端为X、Y、Z，阿拉伯数字1-12表示齿号，齿号加0.5表示这个齿右边的槽的槽号，齿号减0.5表示这个齿左边的槽的槽号。因为所有的线都从槽内穿过，故本文用槽号+匝数(括号内为匝数)的方式表示绕线过程与绕组连接方式。A相：A→2.5(1)→1.5(1)→0.5(n)→1.5(n)→2.5(n-1)→1.5(n-1)→2.5(1)→3.5(1)→4.5(1)→3.5(1)→5.5(1)→4.5(1)→5.5(1)→6.5(1)→7.5(n)→6.5(n)→7.5(n)→8.5(n)→X；B相：B→3.5(n)→2.5(n)→3.5(n)→4.5(n)→5.5(1)→4.5(1)→6.5(1)→7.5(1)→5.5(1)→6.5(1)→8.5(1)→7.5(1)→8.5(1)→9.5(1)→10.5(n)→9.5(n)→8.5(n-1)→8.5(n-1)→9.5(n-1)→Y；C相：C→4.5(n)→5.5(n)→6.5(n)→5.5(n)→6.5(1)→7.5(1)→8.5(1)→7.5(1)→9.5(1)→8.5(1)→9.5(1)→10.5(1)→6.5(1)→11.5(1)→10.5(1)→11.5(n)→12.5(n)→11.5(n-1)→10.5(n-1)。

对电机的主绕组进行相带划分，相带划分之后得到了多个相带，在相带图中每个相带下对应多个定子齿极。对每个相带进行的定子齿极进行绕制，将第一相带的绕组绕线的起始段从定子的第一子齿极沿第一预设方向绕N1匝线，形成第一线圈，进一步地，判断第一相带内第一子齿极和第二子齿极在齿极中的位置关系，如果第一子齿极和第二子齿极是相邻的，则将第一线圈的末端沿第一预设方向在第二定子齿极绕线N1匝，形成第二线圈，如果第一定子齿极和第二定子齿极是不相邻的，则将上一步骤形成的第一线圈的末端沿第二预设方向在第一定子齿极的相邻的定子齿极上绕线N2匝，形成第三线圈；将第三线圈的末端沿第一预设方向在第二定子齿极上绕线N3匝；基于上述方式，完成所有相带的定子齿极的绕线。与现有技术的区别在于，本申请不是只用单一的方式将对电机定子进行绕线，而是判断第一定子齿极和第二定子齿极之间的位置关系，根据位置关系采取不同的绕线方式，当同一相带中的两个齿极不相邻时，在第一定子齿极相邻的齿极上进行绕线，再进一步地将线圈绕制到同一相带的第二定子齿极上。基于上述实施方式，能够解决现有技术问题中在同一相带中两个定子齿极不相邻时通过过桥线的绕制方式无法实现电机效率最大化的技术问题。

在一种可能的实施方式中，电机为三相绕组时，以60度相角对电机的主绕组进行相带划分。

三相绕组是常见的电机供能方式，以六十度相角对电机的相带进行划分能快速地完成相带划分，进行后续地绕线操作。

在一种可能的实施方式中，当定子为14极时，N2＝1。

当定子为14极时，同一相带中的定子齿极只存在两种情况：同一相带图中相邻序号的定子齿极在实际的电机中相邻或者相隔一个其他相带的定子齿极，在相邻的齿极上绕线一匝能够使得电机的效率最高。

在一种可能的实施方式中，第一相带的绕组、第二相带的绕组和第三相带的绕组的绕线的起始端位于相邻的定子齿极上。

参见图2，当电机的绕组为三相绕组时，如果第一相带的绕组、第二相带的绕组、第三相带的绕组的起始端位于相邻的定子齿极上，那么第一相带绕组、第二相带的绕组、第三相带的绕组的末端也会位于相邻的齿极上，能够使后续的电机定子加工程序更加简化。

在一种可能的实施方式中，将步骤二形成的第一线圈的末端沿第二预设方向绕线在第一定子齿极的相邻定子齿极上N2匝之前，方法还包括：确定第二预设方向为顺时针方向或逆时针方向。

通过判断第二预设方向是为顺时针方向或者逆时针方向，能够进一步使得电机各定子齿极产生的电动势之和最大。

在一种可能的实施方式中，确定第二预设方向为顺时针方向或逆时针方向的步骤，包括：

确定第一定子齿极的相邻定子齿极的绕线方向为顺时针方向时的电动势方向，作为第一电动势方向；

获取电机的主绕组的电动势方向，作为第二电动势方向；

根据第一电动势方向和第二电动势方向确定第二预设方向为顺时针方向或逆时针方向。

为了使各定子齿极产生的电动势之和最大，首先获取第一定子齿极的相邻定子齿极的绕线方向为顺时针方向时的电动势方向，将其确定为第一电动势方向，进一步地，确定电机的主绕组的电动势方向，将其作为第二电动势方向。根据第一电动势的方向和第二电动势的方向可以判断哪一个方向对主绕组的主电动势产生增强作用。基于上述实施方式，能够快速确定第二预设方向为顺时针方向或者逆时针方向。

在一种可能的实施方式中，根据第一电动势方向和第二电动势方向确定第二预设方向的步骤，包括：

获取第一电动势方向和第二电动势方向的夹角的度数；

判断第一电动势方向和第二电动势方向的夹角的度数是否大于90度；

若是，确定第二预设方向为逆时针方向；

若否，确定第二预设方向为顺时针方向。

获取第一电动势方向和第二电动势方向的夹角的度数，如果两个电动势方向的夹角的度数大于90度，则可以判定当沿顺时针方向绕制时，第一定子齿极相邻的齿极所产生的电动势方向对主绕组的电动势方向不是增强作用，此时第二预设方向应该是逆时针方向，如果两个电动势方向的娇娇的度数小于90度，则第二预设方向可以确定为顺时针方向。基于上述实施方式，能够快速地确定第二预设方向为顺时针方向或者逆时针方向。

实施例3

本申请提供了一种电机定子，电机定子是按照第一方面的电机定子的绕线方法对电机定子的齿极绕线进行绕制。

实施例4

本申请提供了一种电机，包括第三方面的电机定子。

在一种可能的实施方式中，该电子还包括转子，定子和转子形成12槽14极结构或12槽10极。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种电机定子的绕线方法，其特征在于，包括：

步骤一：对所述电机的主绕组进行相带划分，得到多个相带，每个所述相带对应多个定子齿极；

步骤二：将第一相带的绕组绕线的起始端从定子的第一定子齿极沿第一预设方向绕线N1匝形成第一线圈；

步骤三：判断所述第一相带对应的第二定子齿极与所述第一定子齿极是否处于相邻位置，若是，将步骤二形成的第一线圈的末端沿第一预设方向在所述第二定子齿极上绕线N1匝，形成第二线圈；若否，将步骤二形成的第一线圈的末端沿第二预设方向在所述第一定子齿极的相邻定子齿极上绕线N2匝，形成第三线圈；将所述第三线圈的末端沿第一预设方向在所述第二定子齿极绕线N3匝；其中，N2+N3＝N1；

步骤四：重复步骤三，直至完成对所述第一相带对应的多个定子齿极的绕线；

步骤五：重复步骤一到四，完成其余相带对应的多个定子齿极的绕线。

2.根据权利要求1所述的电机定子的绕线方法，其特征在于，当所述电机为三相绕组时，以60度相角对所述电机的主绕组进行相带划分。

3.根据权利要求2所述的电机定子的绕线方法，其特征在于，当所述定子为14极时，N2＝1。

4.根据权利要求2所述的电机定子的绕线方法，其特征在于，所述第一相带的绕组、第二相带的绕组和第三相带的绕组的绕线的起始端位于相邻的定子齿极上。

5.根据权利要求1所述的电机定子的绕线方法，其特征在于，所述将步骤二形成的第一线圈的末端沿第二预设方向绕线在所述第一定子齿极的相邻定子齿极上N2匝之前，所述方法还包括：确定所述第二预设方向为顺时针方向或逆时针方向。

6.根据权利要求5所述的电机定子的绕线方法，其特征在于，所述确定所述第二预设方向为顺时针方向或逆时针方向的步骤，包括：

确定所述第一定子齿极的相邻定子齿极的绕线方向为顺时针方向时的电动势方向，作为第一电动势方向；

获取所述电机的主绕组的电动势方向，作为第二电动势方向；

根据所述第一电动势方向和所述第二电动势方向确定所述第二预设方向为顺时针方向或逆时针方向。

7.根据权利要求6所述的电机定子的绕线方法，其特征在于，所述根据所述第一电动势方向和所述第二电动势方向确定所述第二预设方向的步骤，包括：

获取所述第一电动势方向和所述第二电动势方向的夹角的度数；

判断所述第一电动势方向和所述第二电动势方向的夹角的度数是否大于90度；

若是，确定所述第二预设方向为逆时针方向；

若否，确定所述第二预设方向为顺时针方向。

8.一种电机定子，其特征在于，按权利要求1-7任一项所述的电机定子的绕线方法对所述电机定子的齿极绕线进行绕制。

9.一种电机，其特征在于，包括权利要求8所述的电机定子。

10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述电机还包括转子，所述定子和所述转子形成12槽14极结构或者12槽10极结构。

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