CN113517776B - 定子组件和电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种定子组件和电机，该定子组件包括铁芯和定子绕组，铁芯内壁设有N个沿铁芯周向均匀分布的条形槽，每一条形槽沿铁芯的轴向延伸；每一条形槽内设有M层层级空间，N个条形槽内的第M层层级空间组成外层空间，N个条形槽内除第M层层级空间外的层级空间组成内层空间；定子绕组包括多个子绕组，各子绕组之间采用Y形接线或三角形接线，每一子绕组包括相并联的至少两个支路绕组；每一支路绕组包括相串联的多个线圈单元，多个线圈单元中包括短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈，外层空间内设有上述三种发卡线圈，内层空间内设有上述三种发卡线圈中的至少一种。本发明提出的定子组件无需使用汇流排回流，能够降低定子组件的制造难度和成本。

Description

定子组件和电机

技术领域

本发明涉及驱动装置技术领域，特别涉及一种定子组件和电机。

背景技术

扁线定子绕组电机的绕组包括多个发卡线圈，多个发卡线圈排布于定子的槽体结构内。

在相关技术中，单个电机中所使用的发卡线圈的种类较多，发卡线圈的排布方式不合理，导致需要使用大量汇流排来连接各绕组的支路或中性点，导致电机的制造程序复杂、制造效率低、制造成本高。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种定子组件，旨在降低电机的制造成本，提升电机的制造效率。

为实现上述目的，本发明提出了一种定子组件，所述定子组件包括：

铁芯，所述铁芯设有通孔，所述通孔的内壁设有N个条形槽，N个所述条形槽沿所述通孔的周向均匀分布，每一所述条形槽沿所述通孔的轴向延伸；每一所述条形槽内沿所述通孔的径向依次设有M层层级空间，定义第M层层级空间为所述M层层级空间中最接近或最远离所述条形槽底壁的层级空间，定义N个所述条形槽内的第M层层级空间组成外层空间，定义N个所述条形槽内除第M层层级空间外的层级空间组成内层空间；和

定子绕组，所述定子绕组包括多个子绕组，各子绕组之间采用Y形接线或三角形接线，每一子绕组包括相并联的至少两个支路绕组；每一所述支路绕组包括相串联的多个线圈单元，多个所述线圈单元中包括短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈，所述外层空间内设有所述短距型发卡线圈、所述整距型发卡线圈以及所述长距型发卡线圈，所述内层空间内设有所述短距型发卡线圈、所述整距型发卡线圈以及所述长距型发卡线圈中的至少一种；

其中，N为3的倍数，且N为偶数；M为大于等于3的奇数。

在本发明的一实施例中，所述短距型发卡线圈的节距小于所述定子绕组的极距，所述整距型发卡线圈的节距等于所述定子绕组的极距，所述长距型发卡线圈的节距大于所述定子绕组的极距。

在本发明的一实施例中，多个所述线圈单元中包括多个第一发卡线圈和多个第二发卡线圈；

所述第一发卡线圈的结构和所述第二发卡线圈的结构呈相互对称设置，所述第一发卡线圈和所述第二发卡线圈中二者之一设于所述外层空间内，所述第一发卡线圈和所述第二发卡线圈二者之另一设于所述内层空间内；

多个所述第一发卡线圈中包括所述短距型发卡线圈、所述整距型发卡线圈以及所述长距型发卡线圈；

多个所述第二发卡线圈中包括所述短距型发卡线圈、所述整距型发卡线圈以及所述长距型发卡线圈中的至少一种。

在本发明的一实施例中，第一发卡线圈设于所述外层空间内，所述第二发卡线圈设于所述内层空间内；

所述第一发卡线圈包括第一连接段、两个第一直段以及两个第一弯折段，每一所述第一直段的两端分别与所述第一连接段和一所述第一弯折段连接，所述第一连接段的两端分别连接两个所述第一直段远离所述第一弯折段的一端，两个所述第一弯折段平行设置；两个所述第一直段分别设于两个条形槽内，并分别位于层数相同的两个所述层级空间内；

且/或，所述第二发卡线圈包括第二连接段、两个第二直段以及两个第二弯折段，每一所述第二直段的两端分别与所述第二连接段和一所述第二弯折段连接，所述第二连接段的两端分别连接两个所述第二直段远离所述第二弯折段的一端，两个所述第二弯折段平行设置；两个所述第二直段分别设于两个条形槽内，并分别位于层数差值为1的两个所述层级空间内。

在本发明的一实施例中，多个所述线圈单元中还包括多个第三发卡线圈，多个所述第三发卡线圈设于所述内层空间内；

多个所述第三发卡线圈中包括所述短距型发卡线圈、所述整距型发卡线圈以及所述长距型发卡线圈中的至少一种。

在本发明的一实施例中，所述第三发卡线圈包括第三连接段、两个第三直段以及两个第三弯折段；

每一所述第三直段的两端分别与所述第三连接段和一所述第三弯折段连接，所述第三连接段的两端分别连接两个所述第三直段远离所述第三弯折段的一端，两个所述第三弯折段对称设置；

每一所述第三直段容纳并限位于一所述条形槽内，并占据一所述层级空间；每一所述第三发卡线圈的两个所述第三直段所占据的两个层级空间的层数差值为1；

所述第三连接段和所述第三弯折段分别位于所述铁芯的相对两侧。

在本发明的一实施例中，所述内层空间内仅设有整距型发卡线圈。

在本发明的一实施例中，所述内层空间内设有短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈；

所述短距型发卡线圈和所述长距型发卡线圈设于所述第一层层级空间和所述第二层层级空间内，所述整距型发卡线圈设于所述外层空间和所述第二层层级空间之间的层级空间内。

在本发明的一实施例中，所述内层空间内仅设有短距型发卡线圈和长距型发卡线圈。

此外，本发明还提出一种电机，所述电机包括：

上述的定子组件；和

转子，所述转子转动穿设于所述定子组件的通孔内。

本发明技术方案中的定子组件包括铁芯和定子绕组，铁芯设有通孔，通孔的侧壁设有N个条形槽，N个条形槽沿通孔的周向依次均匀分布，每一条形槽沿通孔的轴向延伸；每一条形槽内沿通孔的径向依次设有M层层级空间，定义第M层层级空间为M层层级空间中最接近条形槽底壁的层级空间，定义N个条形槽内的第M层层级空间组成外层空间，定义N个条形槽内除第M层层级空间外的层级空间组成内层空间；定子绕组包括采用Y形接线或三角形接线的多个子绕组，每一子绕组包括并联的至少两个支路绕组；每一支路绕组包括相串联的多个线圈单元，多个所述线圈单元中包括短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈，外层空间内设有短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈，内层空间内设有短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈中的至少一种；其中，N为3的倍数，且N为偶数；M为大于等于3的奇数。以此，每一支路绕组内串联多个线圈单元，采用Y形接线或三角形接线的各子绕组内的电流完全相等，避免了子绕组间产生的环流电流，同时也允许每项子绕组的引出端由铁芯的同一侧引出，并能够使相邻两个引出端之间的间距较短，如此每相绕组之间不再需要使用汇流排汇流；并且，多个线圈单元中仅含短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈三种种类的线圈，线圈的种类较少，从而能够降低电机制造程序的复杂性，降低电机的制造成本，有利于提高电机的制造效率。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明定子组件的结构示意图；

图2为本发明定子组件的俯视结构图；

图3为本发明定子组件中定子绕组的一种电路结构示意图；

图4为本发明定子组件中定子绕组的另一种电路结构示意图；

图5为本发明中第一发卡线圈与铁芯相配合的结构示意图；

图6为图5中第一发卡线圈的结构示意图；

图7为本发明中第二发卡线圈与铁芯相配合的结构示意图；

图8为图7中第二发卡线圈的结构示意图；

图9为本发明中第三发卡线圈与铁芯相配合的结构示意图；

图10为本发明中第三发卡线圈的结构示意图；

图11为本发明一实施例中不同发卡线圈在各条形槽中各层级空间内的分布示意图；

图12为本发明一实施例中不同发卡线圈在各条形槽中各层级空间内的分布示意图；

图13为本发明一实施例中不同发卡线圈在各条形槽中各层级空间内的分布示意图；

图14为现有技术中电机内每相绕组的电流波形图；

图15为本发明电机内每相子绕组的电流波形图；

图16为本发明电机和比较例电机的转矩波形比较图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	铁芯	223	第一弯折段
11	通孔	23	第二发卡线圈
				12	条形槽	231	第二连接段
121	层级空间	232	第二直段
				2	定子绕组	233	第二弯折段
21	子绕组	24	第三发卡线圈
				211	支路绕组	241	第三连接段
22	第一发卡线圈	242	第三直段
				221	第一连接段	243	第三弯折段
222	第一直段	3	转子

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

扁线定子绕组电机的基本构成元件为发卡线圈，根据定子每个用于绕制发卡线圈的槽中分布的发卡线圈的层数，可以将扁线定子绕组电机分为偶数层绕组电机和奇数层绕组电机两种。在扁线定子绕组电机中多采用上述中的偶数层方案，偶数层绕组电机中每个槽内的层数调整不如散线电机灵活，无法满足特定的电机性能要求。奇数层绕组的连接方式提供了更多的每相串联匝数组合，能够匹配特定的电机技术指标输入，因而得到越来越多的应用。但目前的奇数层绕组电机中所使用到的发卡线圈的种类较多，发卡线圈的排布不够合理，因而导致大量地引入汇流排来连接各组绕组的支路或中性点，电机的制造程序随之变得复杂，电机的制造时间长、制造效率低，电机的制造成本也随之升高。

针对上述电机中存在的问题，本发明提出一种定子组件，该定子组件内开设有N个条形槽12，每个条形槽12内按照可容置发卡线圈的数量分为M层层级空间121，其中N为3的倍数，且N为偶数；M为大于等于3的奇数，条形槽12内绕制有短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长矩形发卡线圈三种种类的绕组，每相绕组包括相互并联的两个支路绕组211，每个支路绕组211由上述三种种类中的发卡线圈串联组成。每一支路绕组211内串联多个线圈单元，电机的定子绕组212可设置为采用Y形接线或三角形接线的各子绕组21内的电流完全相等，从而可避免子绕组21间产生的环流电流，使每相绕组之间不再需要使用汇流排汇流；并且，多个线圈单元中仅含短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈三种种类的线圈，线圈的种类较少，从而能够降低电机制造程序的复杂性，降低电机的制造成本，有利于提高电机的制造效率。

结合图1至图4所示，本发明提出了一种定子组件，定子组件包括铁芯1和定子绕组212，铁芯1设有通孔11，通孔11的内壁设有N个条形槽12，N个条形槽12沿通孔11的周向均匀分布，每一条形槽12沿通孔11的轴向延伸；每一条形槽12内沿通孔11的径向依次设有M层层级空间121，定义第M层层级空间121为M层层级空间121中最接近或最远离条形槽12底壁的层级空间121，定义N个条形槽12内的第M层层级空间121组成外层空间，定义N个条形槽12内除第M层层级空间121外的层级空间121组成内层空间。定子绕组212包括采用Y形接线或三角形接线的多个子绕组21，每一子绕组21包括相并联的至少两个支路绕组211；每一支路绕组211包括相串联的多个线圈单元，多个线圈单元中包括短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈，外层空间内设有短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈，内层空间内设有短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈中的至少一种。其中，N为3的倍数，且N为偶数；M为大于等于3的奇数。

在本实施例中，铁芯1用于绕制发卡线圈，通孔11的孔壁可设置有多个间隔设置的凸齿，相邻两个凸齿之间形成有一个条形槽12。在每一条形槽12的槽壁覆盖设置有绝缘层，绝缘层用于隔离发卡线圈和条形槽12的槽壁，以使发卡线圈与铁芯1之间保持绝缘。每一条形槽12沿其深度方向设有M层层级空间121，M层层级空间121按照每层层级空间121可大致供一个发卡线圈通过来划分，M层层级空间121之间并未通过物理手段进行隔离或区分，它们实际上是条形槽12内侧相互连通的空间区域，而不具有明确的分界线，之所以将条形槽12的内侧空间定义为包括多层层级空间121，是为了更好地解释说明本电机的种类以及不同种类的发卡线圈在条形槽12内的设置方式。

定子绕组212可采用Y形接线(参阅图3)或三角形接线(参阅图4)的方式连接。Y形接线方式中绕组的等效匝数更大，适用于电机电压负荷大的情形；三角形接线方式中绕组的等效匝数更小，适用于电机电流负荷大的情形。定子绕组212无论是采用Y形接线还是三角形接线方式接线，每相子绕组21内都是由两个并联的支路绕组211组成，每一支路绕组211都是由数量和种类均相同的发卡线圈串联而成，以使多相子绕组21之间的电感完全对称，多相子绕组21之间不会出现环流电流，同时允许每项子绕组21的引出端由铁芯1的同一侧引出，并能够使相邻两个引出端之间的间距较短，如此能够直接通过焊接等方式连接不同项的子绕组21，避免使用汇流排来连接多相子绕组21，能够降低电机的制造成本和提升电机的制造效率。

发卡线圈按照节距不同分为短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈三种种类，短距型发卡线圈的节距小于定子绕组212的极距，整距型发卡线圈的节距等于定子绕组212的极距，长距型发卡线圈的节距大于定子绕组212的极距，其中每种类型的发卡线圈的节距为该类型的发卡线圈两个有效边所跨过的条形槽12的数量，长距型发卡线圈所跨过的条形槽12的数量大于整距型发卡线圈所跨过的条形槽12的数量，整距型发卡线圈所跨过的条形槽12的数量大于短距型发卡线圈所跨过的条形槽12的数量。在外层空间内同时设置有该三种发卡线圈，且每种发卡线圈的数量至少为一个，如此可提升外层空间内发卡线圈布置的灵活性，便于将外层空间内的发卡线圈与内层空间内的发卡线圈连接；在内层空间内设置有该三种发卡线圈中的一种，比如内层空间内可由多个整距型发卡线圈组成。本实施例中的发卡线圈为扁线形发卡线圈，每一发卡线圈包括线芯和包裹于线芯外周的绝缘层，扁线型设计能够方便发卡线圈在条形槽12内的布置，发卡线圈的排布也能够做得更紧凑。

结合图5和图7所示，在本发明的一实施例中，多个线圈单元中包括多个第一发卡线圈22和多个第二发卡线圈23；第一发卡线圈22的结构和第二发卡线圈23的结构呈相互对称设置，第一发卡线圈22和第二发卡线圈23中二者之一设于外层空间内，第一发卡线圈22和第二发卡线圈23二者之另一设于内层空间内；多个第一发卡线圈22中包括短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈；多个第二发卡线圈23中包括短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈中的至少一种。

在本实施例中，第一发卡线圈22包括短距型、整距型以及长距型三种种类的发卡线圈，短距型、整距型以及长距型的第一发卡线圈22的整体结构相同，不同种类的第一发卡线圈22在节距上存在差异。第二发卡线圈23包括短距型、整距型以及长距型中的至少一种种类的发卡线圈，短距型、整距型以及长距型的第二发卡线圈23的结构相同，不同种类的第二发卡线圈23在节距上存在差异。第一发卡线圈22与第二发卡线圈23非同时设置在外层空间或内层空间内，第一发卡线圈22和第二发卡线圈23在结构上呈对称设置，如此可使第一发卡线圈22和第二发卡线圈23相对地分别设置于外层空间和内层空间内时，能够方便地将第一发卡线圈22和第二发卡线圈23进行串联连接，提升定子绕组212连接的灵活性和可靠性。

结合图6和图8所示，在本发明的一实施例中，第一发卡线圈22设于外层空间内，第二发卡线圈23设于内层空间内；第一发卡线圈22包括第一连接段221、两个第一直段222以及两个第一弯折段223，每一第一直段222的两端分别与第一连接段221和一第一弯折段223连接，第一连接段221的两端分别连接两个第一直段222远离第一弯折段223的一端，两个第一弯折段223平行设置；两个第一直段222分别设于两个条形槽12内，并分别位于层数相同的两个层级空间121内；且/或，第二发卡线圈23包括第二连接段231、两个第二直段232以及两个第二弯折段233，每一第二直段232的两端分别与第二连接段231和一第二弯折段233连接，第二连接段231的两端分别连接两个第二直段232远离第二弯折段233的一端，两个第二弯折段233平行设置；两个第二直段232分别设于两个条形槽12内，并分别位于层数差值为1的两个层级空间121内。

在本实施例中，第一发卡线圈22的结构和第二发卡线圈23的结构呈镜像对称，第一弯折段223与第一直段222呈夹角设置，该夹角不等于0度或180度；第二弯折段233和第二直段232呈夹角设置，该夹角不等于0度或180度。第一弯折段223作为第一发卡线圈22的引出端，第二弯折段233作为第二发卡线圈23的引出端，每一第一发卡线圈22的第一弯折段223和每一第二发卡线圈23的第二弯折段233可用于连接其它发卡线圈的引出端，以实现多个发卡线圈之间的串联或并联连接。

第一发卡线圈22仅设置于外层空间内，第一发卡线圈22的两个直段分别插置于两个条形槽12内，并位于同一层层级空间121内，也即分别位于两个条形槽12的中的第M层层级空间121内。第二发卡线圈23的两个直段分别插置于两个条形槽12内相邻层级的层级空间121内，比如，第二发卡线圈23的两个直段分别插置于两个条形槽12内的第一层层级空间121和第二层层层级空间121内，如此可使第一发卡线圈22和第二发卡线圈23相对地设置于外层空间以及第一层和第二层空间内，此时的第一发卡线圈22的第一弯折段223和第二发卡线圈23的第二弯折段233可向它们之间空间内弯折，便于第一弯折段223与第二弯折段233连接。

结合图9和图10所述，在本发明的一实施例中，多个线圈单元中还包括多个第三发卡线圈24，多个第三发卡线圈24设于内层空间内；多个第三发卡线圈24中包括短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈中的至少一种。

在本实施例中，第三发卡线圈24仅设置于内层空间内，第三发卡线圈24可占据每一条形槽12内第三层至第M-1层的层级空间121，第一发卡线圈22占据外层空间，第二发卡线圈23可占据第一层和第二层层级空间121，如此第一发卡线圈22、第三发卡线圈24以及第二发卡线圈23由外层空间向内层空间内依次分布。第三发卡线圈24可包括短距型、整距型以及长距型中的至少一种，比如，所有的第三发卡线圈24均为整距型或所有的发卡线圈中既有短距型又有长距型。

结合图9和图10所示，在本发明的一实施例中，第三发卡线圈24包括第三连接段241、两个第三直段242以及两个第三弯折段243；每一第三直段242的两端分别与第三连接段241和一第三弯折段243连接，第三连接段241的两端分别连接两个第三直段242远离第三弯折段243的一端，两个第三弯折段243对称设置；每一第三直段242容纳并限位于一条形槽12内，并占据一层级空间121；每一第三发卡线圈24的两个第三直段242所占据的两个层级空间121的层数差值为1；第三连接段241和第三弯折段243分别位于铁芯1的相对两侧。

在本实施例中，第三发卡线圈24的两个第三直段242分别插置于两个条形槽12内，并占据相邻层级的两个层级空间121，比如第三线圈的一个第三直段242占据一个条形槽12内的第五层层级空间121，第三线圈的另一第三直段242占据另一条形槽12内的第六层层级空间121。第三发卡线圈24的两个第三弯折段243可分别按照第一发卡线圈22的第一弯折段223和第二发卡线圈23的第二弯折段233同向弯折。以此，在将第三发卡线圈24设置为占据条形槽12内的第三层至第M-1层层级空间121，将第一发卡线圈22设置为占据外层空间，将第二发卡线圈23设置为占据条形槽12内的第一层和第二层层级空间121时，将第一发卡线圈22的一个第一弯折段223、第三发卡线圈24的一个第三弯折段243以及第二发卡线圈23的一个第二折弯段向同一空间区域内弯折和贴合，便于实现第一线圈、第二发卡线圈23以及第三发卡线圈24的连接。

可选地，参阅11，并结合图6、图8以及图10所示，图11中的实线箭头表示第一线圈的第一连接段221或第二线圈的第二连接段231或第三线圈的第三连接段241，虚线箭头表示第一线圈的第一弯折段223或第二线圈的第二弯折段233或第三线圈的第三弯折段243，U1-、U1表示一支路绕组211的两个引出端，U2-、U2表示另一支路绕组211的两个引出端，两个支路绕组211并联，比如U1-连接U2-，U1+连接U2+。定子组件内的定子绕组212可按照以下方式布置：在外层空间内设置短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈三种类型的线圈，在内层空间内仅设有整距型发卡线圈一种类型的线圈。其中，外层空间内的发卡线圈的结构可采用第一发卡线圈22或第二发卡线圈23二者之一的结构，内层空间中在第三层至第M-1层的层级空间121内布置的发卡线圈的结构可采用第三发卡线圈24的结构，在内层空间内第一层和第二层层级空间121内布置的发卡线圈的结构可采用第一发卡线圈22或第二发卡线圈23二者之另一的结构，如此可将第一发卡线圈22的一个第一弯折段223、第三发卡线圈24的一个第三弯折段243以及第二发卡线圈23的一个第二折弯段向同一空间区域内弯折和贴合，便于实现第一线圈、第二发卡线圈23以及第三发卡线圈24的连接。

可选地，参阅12，并结合图6、图8以及图10所示，图12中的实线箭头表示第一线圈的第一连接段221或第二线圈的第二连接段231或第三线圈的第三连接段241，虚线箭头表示第一线圈的第一弯折段223或第二线圈的第二弯折段233或第三线圈的第三弯折段243，U1-、U1表示一支路绕组211的两个引出端，U2-、U2表示另一支路绕组211的两个引出端，两个支路绕组211并联，比如U1-连接U2-，U1+连接U2+。定子组件内的定子绕组212可按照以下方式布置：在外层空间内设置短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈三种类型的线圈，将短距型发卡线圈和长距型发卡线圈设于第一层层级空间121和第二层层级空间121内，将整距型发卡线圈设于外层空间和第二层层级空间121之间的层级空间121内。其中，外层空间内的发卡线圈的结构可采用第一发卡线圈22或第二发卡线圈23二者之一的结构，内层空间中在第三层至第M-1层的层级空间121内布置的发卡线圈的结构可采用第三发卡线圈24的结构，在内层空间内第一层和第二层层级空间121内布置的发卡线圈的结构可采用第一发卡线圈22或第二发卡线圈23二者之另一的结构，如此可将第一发卡线圈22的一个第一弯折段223、第三发卡线圈24的一个第三弯折段243以及第二发卡线圈23的一个第二折弯段向同一空间区域内弯折和贴合，便于实现第一线圈、第二发卡线圈23以及第三发卡线圈24的连接。

可选地，参阅13，并结合图6、图8以及图10所示，图13中的实线箭头表示第一线圈的第一连接段221或第二线圈的第二连接段231或第三线圈的第三连接段241，虚线箭头表示第一线圈的第一弯折段223或第二线圈的第二弯折段233或第三线圈的第三弯折段243，U1-、U1表示一支路绕组211的两个引出端，U2-、U2表示另一支路绕组211的两个引出端，两个支路绕组211并联，比如U1-连接U2-，U1+连接U2+。定子组件内的定子绕组212可按照以下方式布置：在外层空间内设置短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈三种类型的线圈，在内层空间内仅设有短距型发卡线圈和长距型发卡线圈。其中，外层空间内的发卡线圈的结构可采用第一发卡线圈22或第二发卡线圈23二者之一的结构，内层空间中在第三层至第M-1层的层级空间121内布置的发卡线圈的结构可采用第三发卡线圈24的结构，在内层空间内第一层和第二层层级空间121内布置的发卡线圈的结构可采用第一发卡线圈22或第二发卡线圈23二者之另一的结构，如此可将第一发卡线圈22的一个第一弯折段223、第三发卡线圈24的一个第三弯折段243以及第二发卡线圈23的一个第二折弯段向同一空间区域内弯折和贴合，便于实现第一线圈、第二发卡线圈23以及第三发卡线圈24的连接。

此外，本发明还提出一种电机，电机包括转子3和上述各实施例中的定子组件，转子3转动穿设于定子组件的通孔11内。该定子组件的具体结构参照上述实施例，由于本电机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

为了更好地解释说明本采用上述实施例中的定子组件的电机所能实现的有益效果：

结合图14和图15所示，图14为现有定子组件中子绕组21通电时的电流波形图，该定子组件内的子绕组21包含三个支路绕组211，三个支路绕组211中的电流I1、I2以及I3的波形不完全重合，即支路绕组211内的电感不完全对称，同相子绕组21内内存在环流电流。图15为采用上述实施例中的定子组件的电机在通电时定子组件内的电流波形图，该定子组件采用的每一条形槽12内层级空间121的层数为7层，每一子绕组21内的支路绕组211数量为2路，并且通过三角形接线方式连接，两套子绕组21电流I1、I2的电流波形完全重合，同相子绕组21内无支路环流。

参阅图16所示，图16所示为现有技术比较例中的电机的转矩波形比较，比较例中的电机采用6层层级空间设计，每一子绕组的内的支路绕组数量为3路。由图16可知，本发明上述实施例中的电机的每一条形槽12内层级空间121的层数为7层，每一子绕组21内的支路绕组211数量为2路，并且通过三角形接线方式连接，图示上述实施例中的电机的转矩平均值为217.4Nm，比较例中电机的转矩平均值为215.6Nm，上述实施例中电机的转矩平均值有明显优势，同时比较例中的电机的转矩波动较大，达到17.23％，而上述实施例中电机的转矩波动较小，为14.47％；也就是说，上述实施例中电机对外表现出的噪声影响、振动影响以及声振粗糙度都要优于比较例。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种定子组件，其特征在于，所述定子组件包括：

铁芯，所述铁芯设有通孔，所述通孔的内壁设有N个条形槽，N个所述条形槽沿所述通孔的周向均匀分布，每一所述条形槽沿所述通孔的轴向延伸；每一所述条形槽内沿所述通孔的径向依次设有M层层级空间，定义第M层层级空间为所述M层层级空间中最接近或最远离所述条形槽底壁的层级空间，定义N个所述条形槽内的第M层层级空间组成外层空间，定义N个所述条形槽内除第M层层级空间外的层级空间组成内层空间；和

定子绕组，所述定子绕组包括多个子绕组，各子绕组之间采用Y形接线或三角形接线，每一子绕组包括相并联的至少两个支路绕组；每一所述支路绕组包括相串联的多个线圈单元，多个所述线圈单元中包括短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈，所述外层空间内设有所述短距型发卡线圈、所述整距型发卡线圈以及所述长距型发卡线圈，所述内层空间内设有所述短距型发卡线圈、所述整距型发卡线圈以及所述长距型发卡线圈中的至少一种；

其中，多个所述线圈单元中包括多个第一发卡线圈和多个第二发卡线圈；

所述第一发卡线圈的结构和所述第二发卡线圈的结构呈相互对称设置，第一发卡线圈设于所述外层空间内，所述第二发卡线圈设于所述内层空间内；

多个所述第一发卡线圈中包括所述短距型发卡线圈、所述整距型发卡线圈以及所述长距型发卡线圈；

多个所述第二发卡线圈中包括所述短距型发卡线圈、所述整距型发卡线圈以及所述长距型发卡线圈中的至少一种；

所述第一发卡线圈包括第一连接段、两个第一直段以及两个第一弯折段，每一所述第一直段的两端分别与所述第一连接段和一所述第一弯折段连接，所述第一连接段的两端分别连接两个所述第一直段远离所述第一弯折段的一端，两个所述第一弯折段平行设置，两个所述第一直段分别设于两个条形槽内，并分别位于层数相同的两个所述层级空间内；

N为3的倍数，且N为偶数；M为大于等于3的奇数。

2.如权利要求1所述定子组件，其特征在于，所述短距型发卡线圈的节距小于所述定子绕组的极距，所述整距型发卡线圈的节距等于所述定子绕组的极距，所述长距型发卡线圈的节距大于所述定子绕组的极距。

3.如权利要求1所述定子组件，其特征在于，所述第二发卡线圈包括第二连接段、两个第二直段以及两个第二弯折段，每一所述第二直段的两端分别与所述第二连接段和一所述第二弯折段连接，所述第二连接段的两端分别连接两个所述第二直段远离所述第二弯折段的一端，两个所述第二弯折段平行设置；两个所述第二直段分别设于两个条形槽内，并分别位于层数差值为1的两个所述层级空间内。

4.如权利要求1所述定子组件，其特征在于，多个所述线圈单元中还包括多个第三发卡线圈，多个所述第三发卡线圈设于所述内层空间内；

多个所述第三发卡线圈中包括所述短距型发卡线圈、所述整距型发卡线圈以及所述长距型发卡线圈中的至少一种。

5.如权利要求4所述定子组件，其特征在于，所述第三发卡线圈包括第三连接段、两个第三直段以及两个第三弯折段；

每一所述第三直段的两端分别与所述第三连接段和一所述第三弯折段连接，所述第三连接段的两端分别连接两个所述第三直段远离所述第三弯折段的一端，两个所述第三弯折段对称设置；

每一所述第三直段容纳并限位于一所述条形槽内，并占据一所述层级空间；每一所述第三发卡线圈的两个所述第三直段所占据的两个层级空间的层数差值为1；

所述第三连接段和所述第三弯折段分别位于所述铁芯的相对两侧。

6.如权利要求1至5中任一项所述的定子组件，其特征在于，所述内层空间内仅设有整距型发卡线圈。

7.如权利要求1至5中任一项所述的定子组件，其特征在于，所述内层空间内设有短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈；

所述短距型发卡线圈和所述长距型发卡线圈设于第一层层级空间和第二层层级空间内，所述整距型发卡线圈设于所述外层空间和所述第二层层级空间之间的层级空间内。

8.如权利要求1至5中任一项所述的定子组件，其特征在于，所述内层空间内仅设有短距型发卡线圈和长距型发卡线圈。

9.一种电机，其特征在于，所述电机包括：

如权利要求1至8中任一项所述的定子组件；和

转子，所述转子转动穿设于所述定子组件的通孔内。

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