CN113452167A - 发卡绕组电机 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“发卡绕组电机”。一种电机包括限定槽的定子芯和设置在所述芯中并具有并联的第一路径和第二路径的单层绕组。每个路径包括被互连以在端子与中性点之间形成连续回路的发卡。所述第一路径的所述发卡包括：第一类型的发卡，其各自具有第一支腿、第二支腿、在所述支腿之间连接的冠部、接合到所述第一支腿的向外延伸的扭绕部、和接合到所述第二支腿的向内延伸的扭绕部，其中所述支腿间隔开五个槽的跨距；以及第二类型的发卡，其各自具有第一支腿、第二支腿、在所述支腿之间连接的冠部、接合到所述第一支腿的向内延伸的扭绕部、和接合到所述第二支腿的向外延伸的扭绕部，其中所述支腿间隔开七个槽的跨距。

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

诸如纯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。牵引电池可以包括用于辅助管理车辆性能和操 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，反之亦然。

发明内容

根据一个实施例，一种电机包括限定槽的定子芯和设置在所述芯 中并具有并联的第一路径和第二路径的单层绕组。每个路径包括被互 连以在端子与中性点之间形成连续回路的发卡。第一路径的发卡包括： 第一类型的发卡(第一发卡)，其各自具有第一支腿、第二支腿、连接 在所述支腿之间的冠部、接合到第一支腿的向外延伸的扭绕部，和接 合到第二支腿的向内延伸的扭绕部，其中支腿间隔开五个槽的跨距； 以及第二类型的发卡(第二发卡)，其各自具有第一支腿、第二支腿、 连接在所述支腿之间的冠部、接合到第一支腿的向内延伸的扭绕部， 和接合到第二支腿的向外延伸的扭绕部，其中所述支腿间隔开七个槽 的跨距。

根据另一个实施例，一种电机包括：定子芯，其限定具有多个径 向位置的槽；以及多个发卡，所述多个发卡各自具有设置在所述槽中 的对应槽中的支腿和从所述支腿延伸的扭绕部。发卡插入到定子芯中， 其中所述扭绕部中的对应扭绕部连接以形成三相绕组。对于所述径向 位置中的每一个，所述扭绕部从它们相应的支腿沿定子芯的相同圆周 方向延伸。

根据又一个实施例，一种电机包括：定子芯，其限定槽；以及绕 组，其设置在所述芯中并具有至少两个并联路径，所述至少两个并联 路径包括被互连以在端子与中性点之间形成至少两个连续回路的发 卡。每个路径的发卡包括：第一类型的发卡(第一发卡)，其各自具有 间隔开五个槽的跨距的第一支腿和第二支腿；以及第二类型的发卡 (第二发卡)，其各自具有间隔开七个槽的跨距的第一支腿和第二支腿。

附图说明

图1是电机的示意图。

图2是电机的定子的横截面端视图。

图3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4A是第一类型的发卡的透视图。

图4B是第二类型的发卡的透视图。

图4C是第三类型的发卡的透视图。

图5是图2的部分的放大视图。

图6是从定子的焊接侧(也称为扭绕部)观察的绕组的U相的 绕组图。

图7是U相绕组图的细节视图，其示出了U相的块。

图8是图7所示的块的绕组的透视图。

图9是从定子的焊接侧观察的绕组的V相的绕组图。

图10是从定子的焊接侧观察的绕组的W相的绕组图。

图11是根据替代实施例的U相的绕组图。

具体实施方式

本文中描述了本公开的各实施例。然而，应理解，所公开的实施 例仅仅是示例并且其他实施例可以呈现各种和替代形式。附图不一定 按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。 因此，本文所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性 的，而仅是解释为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表 性基础。如本领域的普通技术人员将理解，参考附图中的任一者示出 和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征组合以 产生未明确地示出或描述的实施例。所示特征的组合提供典型应用的 代表性实施例。然而，对于特定的应用或实施方式，可能期望与本公 开的教导一致的对特征的各种组合和修改。

参考图1，发卡电机20可以用在诸如纯电动车辆或混合动力电 动车辆的车辆中。电机20可以称为电动马达、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 多个电池单元将存储的化学能转换成电能。电池单元可以包括壳体、 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，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36轴向地延伸到第二端部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，但是在其他实施例中，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12个极。根据一个实施例，每个槽是30电度。电机20可以是双 层电机，这意味着所述槽中的一些包含多于一个的相。在所示的实施 例中，所述槽中的一半包含两个相，而所述槽中的另一半包括单个相。这与单层电机形成对比，在单层电机中，每个槽仅包含单个相。

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”有时称为“槽节距”或“槽跨距”。

参考图2和图3，电机20可以包括放置在芯32的槽34中的发 卡绕组40。发卡绕组是提高在车辆或其他应用中使用的电机的效率 的新兴技术。发卡绕组40通过以下操作来提高效率：提供更大量的 定子导体以减小绕组40的电阻，而不侵占为电工钢和磁通路径保留的空间。

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、每极的槽数量以及层数 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、每极的槽数量以及层数是 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。每个发卡需要通过焊接、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使得能够进行连接。这限制了可以装 配在单个槽中的导体的数量和大小。另一个挑战是形成平衡的并具有 相当复杂连接的并联回路。如果两个路径的磁链(flux linkage)相同且 电压相同，则这两个路径是平衡的。

电机20解决了这些和其他问题而无需跳线。跳线是一种导体， 其用于连接在电气路径中相邻但在物理上不相邻而使直接连接不可 行的发卡。跳线不延伸穿过槽，而是围绕端面或芯延伸。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。每个 相包括布置在绕组的两个或更多个并联路径中的相关联的发卡导体 (也称为卡子、发卡或条形导体)。在所示的实施例中，每个相包括两 个并联路径。在其他实施例中，每个相可以包括更多或更少的并联路 径。

发卡通常是U形的，其中每个弯曲部包括由冠部接合的一对支 腿。通过将支腿插入穿过所述槽34中的对应槽，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 支腿就弯曲以形成与其他发卡的扭绕部连接的扭绕部。对应扭绕部的 端部通过诸如焊接部48的连接部接合。端部36可以称为冠部端部， 并且端部38可以称为焊接端部(或扭绕端部)。发卡通常由具有矩形 横截面的条形导体制成，但是发卡可以具有圆形或其他横截面形状。

U相可以包括第一路径44和第二路径46。路径44、46是平衡 的并且是并联的。每个路径可以均等地设置在偶数槽和奇数槽中，例 如，路径44在偶数槽中具有24个支腿，并且在奇数槽中具有24个 支腿。所述路径由多个互连的卡子42形成，所述卡子一旦连接，就 形成连续的回路。所述路径中的每一个包括在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包括单个中性条(neutral bar)52，但是在其他实施例中可以使用多 个中性条。第一路径44和第二路径46在53附近连接到中性连接部52。路径44、46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。第一路径44和第二路径46在定子芯32的OD 29 附近开始，并且具有端子引线59(其本质上是超长的扭绕部)以连接到 端子50。第一路径44和第二路径46以之字形的方式沿逆时针方向 (当在端部38观察时)穿过槽34缠绕，并且在中性连接部52处在OD 29附近结束。(设想其他实施例，例如参见图11。)第一路径44和第 二路径46在径向最外位置和最内位置处具有五节距冠部和七节距冠 部几何形状，并且在所有中间位置处全都具有六节距冠部。选择五节 距冠部和七节距冠部几何形状，以确保两个路径之间具有相同的电磁 槽占用率，而不在冠部和扭绕部几何形状中产生任何物理障碍。第一 路径44和第二路径46可以是之字形的，从而导致所述路径仅环绕定 子芯一次。但是，在其他实施例中可能不是这种情况。这与大多数发 卡马达形成对比，在大多数发卡马达中，从ID横越到OD需要遍历 多次定子绕转。在所示的实施例中，所述路径中的每一个包括二十四 个卡子，所述二十四个卡子端对端地互连以在端子50与中性连接部 52之间形成连续导体而无需跳线。

V相可以包括第一路径56和第二路径58。路径56、58是平衡 的并且是并联的。所述路径由多个互连的卡子64形成。所述路径中 的每一个包括在V相端子66处开始的第一端部和在中性连接部52 处在55附近结束的第二端部。(在其他实施例中，U相和V相可以具 有单独的中性条。)路径56、58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 OD 29附近开始，并且具有端子引线67以连接到端子66。第一路径 56和第二路径58在径向最外位置和最内位置处具有五节距冠部和七 节距冠部几何形状，并且在所有中间位置处全都具有六节距冠部。选 择五节距冠部和七节距冠部几何形状，以确保两个路径之间具有相同 的电磁槽占用率，而不在冠部和扭绕部几何形状中产生任何物理障碍。 第一路径56和第二路径58以之字形的方式沿逆时针方向通过槽34 缠绕，并且在中性连接部52处在OD 29附近结束。第一路径56和 第二路径58可以围绕定子芯仅缠绕一次，如同U相。在所示的实施 例中，路径56、58中的每一个包括二十四个卡子，所述二十四个卡 子端对端地互连以在端子66与中性连接部52之间形成连续导体。

W相可以包括第一路径70和第二路径72。路径70、72是平衡 的并且是并联的。所述路径由多个互连的卡子78形成。所述路径中 的每一个包括在W相端子80处开始的第一端部和在中性连接部52 等处结束的第二端部。路径70、72在端子80处彼此连接，所述端子 80位于定子芯的OD 29附近。在其他实施例中，U、V或W相端子 可以位于ID 28附近。第一路径70和第二路径72在定子芯的OD 29 附近开始，并且具有端子引线以连接到端子80。第一路径70和第二 路径72沿逆时针方向穿过槽34缠绕，并且在OD 29附近在中性连 接部52处在57附近结束。因此，所有相的所有路径都沿相同方向前 进。第一路径70和第二路径72在径向最外位置和最内位置处具有五 节距冠部和七节距冠部几何形状，并且在所有中间位置处全都具有六 节距冠部。选择五节距冠部和七节距冠部几何形状，以确保两个路径 之间具有相同的电磁槽占用率，而不在冠部和扭绕部几何形状中产生 任何物理障碍。第一路径70和第二路径72可以以之字形的方式围绕 定子芯仅缠绕一次。在所示的实施例中，所述路径中的每一个包括二 十四个卡子，所述二十四个卡子端对端地互连以在端子80与中性连 接部52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。

所述路径中的每一个的发卡可以包括一种或多种类型的发卡。不 同类型的发卡的形状和/或大小可能不同。电机20的发卡可以包括两 种主要类型：具有向内延伸的两个扭绕部的发卡(例如，图4A)和具有 向外延伸的一个扭绕部和向内延伸的一个扭绕部的卡子(例如，图4B 和图4C)。

参考图4A，示例性内部卡子90可以包括第一支腿98，所述第 一支腿98在顶点102处接合到第二支腿100。(出于说明目的，所述 卡子未按比例绘制，并且缩短了支腿。)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，所述扭绕部使支腿沿径向方向径向偏移一个卡子的尺寸。卡子90可以 由单块金属(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中的另一个 (间隔开多个槽的跨距)中。卡子90可以具有等于每极的槽数量的跨距，在所示的实施例中是六个槽。因此，如果第一支腿98在槽1 中，则第二支腿100将在槽7中。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。支腿98还包括在第二弯曲部108处向内成角度的扭 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102可以统称为冠部。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处向内成角度。 扭绕部110、120彼此成角度，从而使绕组成之字形。扭绕部110和 扭绕部120可以具有三个槽的相同长度。由于两个扭绕部110、120 在卡子90上折回来，而不是像大多数发卡一样延伸远离，因此卡子 90具有相对较短的6个槽的总跨距。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卡子90。然后， 通过将延伸的直线部分插入定子22的槽34中来将卡子90安装到定 子22中。第二弯曲部108、118和扭绕部110、120是在卡子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。卡子90可以用 在径向位置2和3，如将在下面描述的。

参考图4B，示例性第一内部发卡94可以包括第一支腿132，所 述第一支腿132在顶点135处接合到第二支腿134。(此卡子可以称为 连接器或接合器卡子，这是根据其在绕组中的布置来定。)顶点135可 以弯曲成使得所述支腿中的每一个位于相同的槽位置。卡子94可以 由单块金属(诸如铜、铝、银)或任何其他导电材料形成。第一支腿132 设置在所述槽34中的一个中，而第二支腿134设置在所述槽34中的 另一槽(间隔开多个槽的跨距)中。在所示的实施例中，卡子94具 有七个槽的跨距。支腿132包括向内成角度的扭绕部136，并且第一 支腿134包括向外成角度的扭绕部138。即，扭绕部136、138沿相同 方向延伸。扭绕部136、138可以具有相同的跨距，例如三个槽。卡 子94可以具有10个槽的总跨距。可以在最接近OD 29或最接近ID 28处使用卡子94，这根据其是哪个路径的一部分来定。

参考图4C，示例性第二外部卡子96可以包括在顶点148处接合 到第二支腿142的第一支腿140。(此卡子可以称为连接器或接合器卡 子，这是根据其在绕组中的布置来定。)顶点148可以弯曲成使得所 述支腿中的每一个都位于相同的槽位置。卡子94可以由单块金属(诸 如铜、铝、银)或任何其他导电材料形成。第一支腿140设置在所述槽34中的一个中，并且第二支腿142设置在所述槽34中的另一个(间 隔开多个槽的跨距)中。在所示的实施例中，卡子94可以具有五个 槽的跨距。支腿140包括向内成角度的扭绕部144，并且第二支腿142 包括向外成角度的扭绕部146。即，扭绕部144、146沿相同方向延 伸。扭绕部144、146可以具有相同的跨距，例如三个槽。卡子96可 以具有八个槽的总跨距。可以在最接近OD 29或最接近ID 28处使用 卡子96，这根据其是哪个路径的一部分来定。

参考图2和图5，槽34沿逆时针方向被编号为1至48，为方便 起见，标记了奇数槽。槽34可以包括在径向方向上的位置，其可以 称为径向槽位置、径向位置、槽位置或位置。每个位置代表接收发卡 的一个支腿的卡子接收区域。在所示的实施例中，每个槽34具有按一到八的线性布置的八个有序位置，然而，也可以设想其他布置。因 此，在所示的实施例中，每个槽34包括八个支腿，每个槽位置一个 支腿。所述位置标记为1至8，其中第一位置最接近ID，而第八位置 最接近OD。位置1和8可以称为外部位置，而位置2至7可以称为 内部位置。术语“径向槽位置”既用于描述单个槽的单个位置，又用于 指代定子芯32的该径向位置处的集合位置。(由于槽位置对齐并围绕 定子芯共同形成同心环，因此槽位置有时称为径向层。重要的是，要 注意，这些径向层是指不同于上述单层和双层绕组布置的层，所述单层和双层绕组布置是指每个槽中的相数。)在一个或多个实施例中，发 卡90位于内部槽位置，而发卡94、96位于位置1和8。

参考图5，所示的绕组40是单层绕组，即，每个槽仅包含所述相 中的一个。路径可以在槽内交替。例如，槽1以在位置1是第二路径 46、在位置2是第一路径44、在位置3是第二路径46等开始，并且 槽2与槽1相对。

参考图6，示出了U相的绕组图。在机器20中，路径可以以块 150的重复样式缠绕。所述块中的每一个尽管周向移位到不同的槽， 但可以是相同的。在48槽定子中，绕组包括四个块，每个块包含12 个连续的槽。在该描述中，将在位置8处描绘块150，然而，这是任 意的。每个块150在第一发卡的后端开始，并在最后一个发卡的前端 终止。术语“前”和“后”是指部件相对于通过路径的前进方向的位置， 其中端子被视为起点，而中性点被视为终点。每个块可以包括八个发 卡：一个发卡96(其是路径44中的第一发卡)、一个发卡94(其是路径 44中的第五发卡)和六个发卡90(其中之一是块150的最后一个发卡)。 该布置的独特之处在于，绕组的每个路径44、46在每个块150内(例 如，在12个槽的跨距内)从OD遍历到ID并回到OD。大多数绕组布 置是沿周向缠绕，并且需要定子的一次或多次绕转来从OD遍历到ID并返回。这种绕组布置采用之字形路线以在较小量的周向前进中实现 较大量的径向位移。之字形主要由内部卡子90产生，所述内部卡子 90的两个扭绕部都向内延伸。每个块150可以包括一对子块152、 154。子块是指在沿一个径向方向(即，从OD到ID(子块152)或从ID 到OD(子块154))遍历的发卡的集合。在第一路径44中，发卡94将 子块152和154互连，并且发卡96用于将相邻的块150互连。在所 示的实施例中，每个路径的中间发卡90设置在子块内的相同槽中， 例如，子块152的路径44的发卡90在槽32和38中。

参考图7和图8，第一路径44的第一块150a在具有第一发夹 156的槽40处开始，第一发夹156是外部卡子96。扭绕部146的端 部位于槽40上方，并通过焊接部160接合到第四块的最后一个发卡， 该最后一个发卡为发卡90。发卡156的后支腿142设置在槽37中， 而前支腿140设置在槽32中。两条支腿都设置在第八位置。发卡156 的冠部使路径44向前前进5个槽。然后，前支腿140的扭绕部144 使路径44后退3个槽。第二发卡158的扭绕部128进一步使路径再 后退3个槽，以将后支腿122放置在槽38的第七位置，并且将前支 腿124放置在槽32的第六位置。扭绕部128通过焊接部160接合到 第一发卡156。发卡158的冠部126使路径44向前前进六个槽，并 且然后扭绕部130使路径44向后后退3个槽。两个附加的发卡(类型90)162、164串联连接，并且与发卡158的放置方式相似，除了如图 所示放置在不同层中之外。

第五卡子166(其为接合器卡子并且类型为94)连接在第四卡子 164(子块152的最后一个卡子)与第六卡子168(子块154的第一卡子) 之间。后扭绕部138连接到第四发卡164并且使路径44后退3个槽， 而前扭绕部136使路径44前进3个槽。第四卡子164使支腿之间的最大跨距为七个槽。卡子166的后支腿134设置在槽38的第一位置， 而前支腿132设置在槽31的第一位置。前扭绕部136向前前进3个 槽以连接到第六个卡子168。第六卡子168(其是内部卡子90)包括设 置在槽25的第二位置的后支腿100和设置在槽31的第三位置的前 支腿98。与子块152形成对比，子块154的发卡通过扭绕部前进，并 通过冠部后退。第七卡子170(其是内部卡子90)包括设置在槽25的 第四位置的后支腿124和设置在槽31的第五位置的前支腿122。第 七卡子170的后扭绕部130接合到第六卡子168的前扭绕部110。前 扭绕部128连接到下一个内部卡子(第八卡子172)。第八卡子172具 有设置在槽25的第六位置的后支腿和设置在槽31的第七位置的前 支腿。前扭绕部128连接到下一个块150的连接器卡子。该样式围绕 定子芯32重复自身。

参考图7，第二路径46的第一块150a在具有第一发夹174的槽 41处开始，第一发夹174是外部卡子94。扭绕部136的端部位于槽 41上方，并焊接到第四块的最后一个发卡。发卡174的后支腿134设 置在槽38中，而前支腿134设置在槽31中。两条支腿都设置在第八 位置。第五卡子180是类型为96的接合器卡子。卡子180的后支腿 140设置在槽37的第一位置，而前支腿142设置在槽32的第一位置。 第五卡子180使支腿之间的最小跨距为五个槽。第二路径还包括中间 卡子90，尽管在不同的槽中，中间卡子90也与路径1类似地安装在 块150内。

返回参考图6，在所示的实施例中，在每个径向位置上的扭绕部 从它们相应的支腿沿相同的圆周方向延伸并且具有相同的槽跨距。例 如，支腿在第一位置的发卡具有沿顺时针方向延伸的相关联的扭绕部； 支腿在第二位置的发卡具有沿逆时针方向延伸的相关联的扭绕部；支 腿在第三位置的发卡具有沿顺时针方向延伸的相关联的扭绕部等。这 与其他上述特征的结合将要连接的扭绕部彼此相邻放置，使得可以将 它们直接接合，而无需任何跳线。其他相也可能如此。

参考图9和图10，绕组40的V相和W相可以与U相相同，除 了移位到不同的槽之外。V相可以沿逆时针方向移位越过四个槽，以 将路径56的第一卡子设置在槽5和48中，并且将路径58的第一卡 子设置在槽6和47中。W相可以沿逆时针方向从U相移位越过八个 槽，以将路径70的第一卡子放置在槽9和4中，并且将路径72的第 一卡子设置在槽10和3中。请参见其余发卡位置的绕组图。

本公开不限于上述绕组布置，并且设想具有ID和OD发卡的任 何绕组，所述发卡的槽跨距分别为五个和七个，反之亦然。图11示 出了具有ID和OD发卡的替代绕组，所述发卡的槽跨距分别为五个 和七个，反之亦然。该实施例包括上述发卡94和96，但是内部发卡 被修改为使得两个扭绕部都从支腿向外延伸。内部发卡可以具有六个 槽的跨距，并且扭绕部可以具有三个槽的跨距。

参考图11，绕组200可以具有U相、V相和W相，如上所述(仅 示出了U相)。绕组200被示出为单相。和上面一样，U相包括并联 的第一路径202和第二路径204。绕组200的支腿可以布置在与绕组 40相同的槽和径向位置中。在所示的实施例中，绕组40和200的扭 绕部相同，但是冠部侧不同。绕组前进的方向也不同。绕组200从端 子206朝向中性点208沿逆时针方向前进。

虽然上文描述了示例性实施例，但这些实施例并不意图描述权利 要求所涵盖的所有可能形式。在说明书中使用的词语是描述词语而非 限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下， 可以做出各种改变。如先前所述，各种实施例的特征可以组合以形成 可能未明确描述或示出的本发明的另外的实施例。尽管各种实施例可 能已经被描述为就一个或多个期望的特性而言提供优点或优于其他 实施例或现有技术实施方式，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 体应用和实施方式。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。因此，就一个或多个特性而言被描述为不如其 他实施例或现有技术实施方式理想的实施例处在本公开的范围内，并 且对于特定应用来说可能是期望的。

根据本发明，提供了一种电机，其具有：定子芯，其限定槽；以 及单层绕组，其设置在所述芯中并具有并联的第一路径和第二路径， 所述并联的第一路径和第二路径各自包括被互连以在端子与中性点 之间形成连续回路的发卡，其中第一路径的发卡包括：第一类型的发 卡(第一发卡)，其各自具有第一支腿、第二支腿、连接在所述支腿之 间的冠部、接合到第一支腿的向外延伸的扭绕部，和接合到第二支腿 的向内延伸的扭绕部，其中所述支腿间隔开五个槽的跨距；以及第二 类型的发卡(第二发卡)，其各自具有第一支腿、第二支腿、连接在所 述支腿之间的冠部、接合到第一支腿的向内延伸的扭绕部，和接合到 第二支腿的向外延伸的扭绕部，其中所述支腿间隔开七个槽的跨距。

根据一个实施例，第一路径的发卡还包括第三类型的发卡(第三 发卡)，所述第三类型的发卡各自具有间隔开六个槽的跨距的第一支 腿和第二支腿。

根据一个实施例，所述第三发卡中的每一个还包括接合到第一支 腿的第一向内延伸的扭绕部和接合到第二支腿的第二向内延伸的扭 绕部。

根据一个实施例，槽具有多个径向位置，并且其中第一发卡的支 腿设置在位置中的第一位置，并且第二发卡的支腿设置在位置中的第 二位置。

根据一个实施例，第一径向位置最接近定子芯的外径，并且第二 径向位置最接近定子芯的内径。

根据一个实施例，槽具有多个径向位置，所述多个径向位置包括 最内位置、最外位置和它们之间的中间位置，并且其中第一发卡的两 个支腿都设置在最外位置，并且第二发卡的两个支腿都设置在最内位 置，并且其中第一路径的发卡还包括第三类型的发卡(第三发卡)，所 述第三类型的发卡各自具有间隔开六个槽的跨距并设置在中间位置 的第一支腿和第二支腿。

根据一个实施例，对于第三发卡中的每一个，第一支腿和第二支 腿设置在中间位置中的不同中间位置。

根据一个实施例，第二路径的发卡还包括第一发卡和第二发卡。

根据一个实施例，槽具有多个径向位置，所述多个径向位置包括 最内位置和最外位置，其中第一路径的第一发卡的支腿和第二路径的 第二发卡的支腿设置在最内位置，并且第一路径的第二发卡的支腿和 第二路径的第一发卡的支腿设置在最外位置。

根据一个实施例，对于第一发卡中的每一个，向内延伸的扭绕部 和向外延伸的扭绕部具有相同的槽跨距，并且对于第二发卡中的每一 个，向内延伸的扭绕部和向外延伸的扭绕部具有相同的槽跨距。

根据一个实施例，第一发卡的扭绕部与第二发卡的扭绕部具有相 同的槽跨距。

根据本发明，提供了一种电机，所述电机具有：定子芯，其限定 具有多个径向位置的槽；以及多个发卡，其各自具有设置在所述槽中 的对应槽中的支腿和从支腿延伸的扭绕部，其中发卡插入到定子芯中， 其中所述扭绕部中的对应扭绕部连接以形成三相绕组，其中，对于所 述径向位置中的每一个，扭绕部从它们相应的支腿沿定子芯的相同圆 周方向延伸。

根据一个实施例，设置在径向位置中的相邻径向位置的扭绕部从 它们相应的支腿沿定子芯的相反圆周方向延伸。

根据一个实施例，所述多个径向位置包括八个位置，其中所述位 置中的偶数位置的扭绕部从它们相应的支腿沿定子芯的第一圆周方 向延伸，并且所述位置中的奇数位置的扭绕部从它们相应的支腿沿与 所述第一圆周方向相反的定子芯的第二圆周方向延伸。

根据一个实施例，三相绕组的每个相包括至少两个并联路径，所 述至少两个并联路径各自在端子与中性点之间延伸。

根据本发明，提供了一种电机，其具有：定子芯，其限定槽；以 及绕组，其设置在所述芯中并具有至少两个并联路径，所述至少两个 并联路径包括被互连以在端子与中性点之间形成至少两个连续回路 的发卡，其中每个路径的发卡包括：第一类型的发卡(第一发卡)，其 各自具有间隔开五个槽的跨距的第一支腿和第二支腿；以及第二类型 的发卡(第二发卡)，其各自具有间隔开七个槽的跨距的第一支腿和第 二支腿。

根据一个实施例，所述第一发卡中的每一个还具有接合到第一支 腿的向外延伸的扭绕部和接合到第二支腿的向内延伸的扭绕部。

根据一个实施例，所述第二发卡中的每一个还具有接合到第一支 腿的向外延伸的扭绕部和接合到第二支腿的向内延伸的扭绕部。

根据一个实施例，槽具有多个径向位置，并且其中第一发卡的支 腿设置在位置中的第一位置，并且第二发卡的支腿设置在位置中的第 二位置。

根据一个实施例，每个路径的发卡还包括第三类型的发卡(第三 发卡)，所述第三类型的发卡各自具有间隔开六个槽的跨距的第一支 腿和第二支腿。

Claims (15)

1.一种电机，其包括：

定子芯，其限定槽；以及

单层绕组，其设置在所述芯中并具有并联的第一路径和第二路径，所述并联的第一路径和第二路径各自包括被互连以在端子与中性点之间形成连续回路的发卡，其中所述第一路径的所述发卡包括：

第一类型的发卡(第一发卡)，其各自具有第一支腿、第二支腿、在所述支腿之间连接的冠部、接合到所述第一支腿的向外延伸的扭绕部和接合到所述第二支腿的向内延伸的扭绕部，其中所述支腿间隔开五个槽的跨距；以及

第二类型的发卡(第二发卡)，其各自具有第一支腿、第二支腿、在所述支腿之间连接的冠部、接合到所述第一支腿的向内延伸的扭绕部和接合到所述第二支腿的向外延伸的扭绕部，其中所述支腿间隔开七个槽的跨距。

2.如权利要求1所述的电机，其中所述第一路径的所述发卡还包括第三类型的发卡(第三发卡)，所述第三类型的发卡各自具有间隔开六个槽的跨距的第一支腿和第二支腿。

3.如权利要求2所述的电机，其中所述第三发卡中的每一个还包括接合到所述第一支腿的第一向内延伸的扭绕部和接合到所述第二支腿的第二向内延伸的扭绕部。

4.如权利要求1所述的电机，其中所述槽具有多个径向位置，并且其中所述第一发卡的所述支腿设置在所述位置中的第一位置，并且所述第二发卡的所述支腿设置在所述位置中的第二位置。

5.如权利要求4所述的电机，其中所述第一径向位置最接近所述定子芯的外径，并且所述第二径向位置最接近所述定子芯的内径。

6.如权利要求1所述的电机，其中所述槽具有多个径向位置，所述多个径向位置包括最内位置、最外位置和它们之间的中间位置，并且其中所述第一发卡的两个所述支腿都设置在所述最外位置，并且所述第二发卡的两个所述支腿都设置在所述最内位置，并且其中所述第一路径的所述发卡还包括第三类型的发卡(第三发卡)，所述第三类型的发卡各自具有间隔开六个槽的跨距并设置在所述中间位置的第一支腿和第二支腿。

7.如权利要求6所述的电机，其中对于所述第三发卡中的每一个，所述第一支腿和所述第二支腿设置在所述中间位置中的不同中间位置。

8.如权利要求1所述的电机，其中所述第二路径的所述发卡还包括所述第一发卡和所述第二发卡。

9.如权利要求8所述的电机，其中所述槽具有多个径向位置，所述多个径向位置包括最内位置和最外位置，其中所述第一路径的所述第一发卡的所述支腿和所述第二路径的所述第二发卡的所述支腿设置在所述最内位置，并且所述第一路径的所述第二发卡的所述支腿和所述第二路径的所述第一发卡的所述支腿设置在所述最外位置。

10.如权利要求1所述的电机，其中对于所述第一发卡中的每一个，所述向内延伸的扭绕部和所述向外延伸的扭绕部具有相同的槽跨距，并且对于所述第二发卡中的每一个，所述向内延伸的扭绕部和所述向外延伸的扭绕部具有相同的槽跨距。

11.如权利要求10所述的电机，其中所述第一发卡的所述扭绕部与所述第二发卡的所述扭绕部具有相同的槽跨距。

12.一种电机，其包括：

定子芯，其限定具有多个径向位置的槽；以及

多个发卡，其各自具有设置在所述槽中的对应槽中的支腿和从所述支腿延伸的扭绕部，其中所述发卡插入到所述定子芯中，其中所述扭绕部中的对应扭绕部连接以形成三相绕组，其中，对于所述径向位置中的每一个，所述扭绕部从它们相应的支腿沿所述定子芯的相同圆周方向延伸。

13.如权利要求12所述的电机，其中设置在所述径向位置中的相邻径向位置的所述扭绕部从它们相应的支腿沿所述定子芯的相反圆周方向延伸。

14.如权利要求12所述的电机，其中所述多个径向位置包括八个位置，其中所述位置中的偶数位置的所述扭绕部从它们相应的支腿沿所述定子芯的第一圆周方向延伸，并且所述位置中的奇数位置的所述扭绕部从它们相应的支腿沿与所述第一圆周方向相反的所述定子芯的第二圆周方向延伸。

15.如权利要求12所述的电机，其中所述三相绕组的每个相包括至少两个并联路径，所述至少两个并联路径各自在端子与中性点之间延伸。

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