CN113726056A - 一种基于方形导线的高布满率电机电枢 - Google Patents

一种基于方形导线的高布满率电机电枢 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于方形导线的高布满率电机电枢，包括环形铁芯和绕组，所述环形铁芯的外圈面或内圈面上均匀开设有多个绕线槽，所述绕组通过多个所述绕线槽缠绕在所述环形铁芯上；所述绕组位于所述绕线槽内的导体为方形漆包线，每个所述绕线槽从环形铁芯的内圈向环形铁芯的外圈至少依次分为槽单元A和槽单元B，所述槽单元A的槽宽小于所述槽单元B的槽宽。本发明能够使槽满率进一步变大。

Description

一种基于方形导线的高布满率电机电枢
技术领域
本发明属于扁线电机技术领域，尤其涉及一种基于方形导线的高布满率电机电枢。
背景技术
为了进一步提高电机功率密度，越来越多的电机采用了方形导体(扁线电机)，以实现绕线槽内导体之间尽可能小的间隙。目前市场上的扁线电机的绕线槽采用等槽宽设计，普遍认为这种设计的槽满率已经到达极限，而采用等槽宽设计的电机，在两个绕线槽之间的齿端部较窄，导致磁通易饱和，而齿根部远宽于齿端部，在齿端部磁通饱和时，齿根部却不会饱和，这说明槽满率并未达到极限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于方形导线的高布满率电机电枢，能够使槽满率进一步变大。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于方形导线的高布满率电机电枢，包括环形铁芯和绕组，所述环形铁芯的外圈面或内圈面上均匀开设有多个绕线槽，所述绕组通过多个所述绕线槽缠绕在所述环形铁芯上；所述绕组位于所述绕线槽内的导体为方形漆包线，每个所述绕线槽从环形铁芯的内圈向环形铁芯的外圈至少依次分为槽单元A和槽单元B，所述槽单元A的槽宽小于所述槽单元B的槽宽。
上述基于方形导线的高布满率电机电枢，位于所述槽单元A内的方形漆包线A与所述槽单元A的尺寸相适配，位于所述槽单元B内的方形漆包线B与所述槽单元B的尺寸相适配，所述方形漆包线A的横截面和方形漆包线B的横截面的差值K，占所述所述方形漆包线A的横截面的X％或占方形漆包线B的横截面的X％，X％≤10％。
上述基于方形导线的高布满率电机电枢，所述槽单元A和槽单元B之间通过圆角过度。
上述基于方形导线的高布满率电机电枢，所述绕线槽内设置有与绕线槽形状匹配的绝缘纸。
上述基于方形导线的高布满率电机电枢，所述绕线槽内的多根方形漆包线沿环形铁芯的半径方向自内向外分别处于不同的层，每层穿设有一根方形漆包线；位于相同层的不同穿线槽中的多个所述方形漆包线露出在所述绕线槽外部的端部，沿环形铁芯的圆周方向的顺时针方向弯折；与所述相同层相邻的另一个相同层的多个所述方形漆包线露出在所述绕线槽外部的端部沿环形铁芯的圆周方向的逆时针方向弯折。
上述基于方形导线的高布满率电机电枢，所述绕组包括多个U形结构的线圈单元，每个所述线圈单元包括两个悬臂部和连接两个悬臂部一端的连接桥部，所述悬臂部为穿设在绕线槽内的所述方形漆包线；所述连接桥部露出在所述绕线槽外部，两个所述悬臂部与所述连接桥部的过渡处具有一弯折部，所述弯折部连接所述连接桥部的一端向远离环形铁芯内圈的方向弯折。
上述基于方形导线的高布满率电机电枢，每个所述线圈单元的两个所述悬臂部露出在绕线槽外的端部，以所述悬臂部刚露出绕线槽的位置为折弯点向远离环形铁芯内圈的方向弯折，使所述悬臂部露出在绕线槽外的端部向远离环形铁芯内圈的方向移动距离Y。
上述基于方形导线的高布满率电机电枢，所述绕组为三相绕组，每项绕组中的多个线圈单元串联；每项绕组中至少有一个线圈单元的悬臂部在槽单元A中，至少有一个线圈单元的悬臂部在槽单元B中；悬臂部处于槽单元A中线圈单元和悬臂部处于槽单元B中线圈单元串联时，连接处的两个不同线圈单元的悬臂部外露端相焊接，形成凸字形的焊接端。
上述基于方形导线的高布满率电机电枢，所述绕组中的多个焊接端中处于同一虚拟圆周曲面上且最靠近所述环形铁芯的最外侧或最内侧的若干焊接端不与其他焊接端处在环形铁芯的同一半径上。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明通过将绕线槽设计为靠近环形铁芯内圈的槽宽小于靠近所述环形铁芯外圈的槽宽，使绕线槽之间齿的宽度从端部和根部变化较小，即在以齿端部的磁通量设计下，绕线槽的容积更大，可以容纳更多的导体，能够使槽满率进一步变大。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的横截面图。
图3为绕线槽的结构示意图。
附图标记说明:
1—环形铁芯； 2—绕线槽； 3—方形漆包线；
2-1—槽单元A； 2-2—槽单元B； 3-1—方形漆包线A；
3-2—方形漆包线B。
具体实施方式
如图1-3所示，一种基于方形导线的高布满率电机电枢，包括环形铁芯1和绕组，所述环形铁芯1的外圈面或内圈面上均匀开设有多个绕线槽2，本实施例中所述绕线槽2开设在所述环形铁芯1的内圈面，所述绕组通过多个所述绕线槽2缠绕在所述环形铁芯1上；所述绕组位于所述绕线槽2内的导体为方形漆包线3，每个所述绕线槽2从环形铁芯1的内圈向环形铁芯1的外圈至少依次分为槽单元A2-1和槽单元B2-2，所述槽单元A2-1的槽宽小于所述槽单元B2-2的槽宽，相邻两个槽单元A2-1之间的齿的横截面积和相邻两个槽单元B2-2之间的齿的横截面积可以相同或相近，这样设计获得了更大的绕线槽2容积，能够布设更多的导体在所述绕线内，获得更高的槽满率。
本实施例中，位于所述槽单元A2-1内的方形漆包线A3-1与所述槽单元A2-1的尺寸相适配，位于所述槽单元B2-2内的方形漆包线B3-2与所述槽单元B2-2的尺寸相适配，所述方形漆包线A3-1的横截面和方形漆包线B3-2的横截面相等或相近。其中本实施例中，所述方形漆包线A的横截面和方形漆包线B的横截面的差值K，占所述所述方形漆包线A的横截面的X％或占方形漆包线B的横截面的X％，X％≤10％。所述槽单元A2-1内的方形漆包线A3-1为四根，所述槽单元B2-2内的方形漆包线B3-2为四根。方形漆包线A3-1和方形漆包线B3-2的横截面相等，使其能够具有相同的电阻，保证电流通过后可以产生相同的磁量。
本实施例中，所述槽单元A2-1和槽单元B2-2之间通过圆角过度。
本实施例中，所述绕线槽2内设置有与绕线槽2形状匹配的绝缘纸。
本实施例中，所述绕线槽2内的多根方形漆包线3沿环形铁芯1的半径方向自内向外分别处于不同的层，每层穿设有一根方形漆包线3；位于相同层的不同穿线槽中的多个所述方形漆包线3露出在所述绕线槽2外部的端部，沿环形铁芯1的圆周方向的顺时针方向弯折；与所述相同层相邻的另一个相同层的多个所述方形漆包线3露出在所述绕线槽2外部的端部沿环形铁芯1的圆周方向的逆时针方向弯折。
需要说明的是，弯折方形漆包线3的端部，是为了获得更好的实现不同方形漆包线3之间的焊接，以及绕组焊接端加装连接线和引出线。实际中，采用分层定位工装将最内层或最外层的方形漆包线3扭头和焊接位置设计在不与其他层在同一圆周角度位置，本实施例中，是最外层的方形漆包线3扭头和焊接位置设计在不与其他层在同一圆周角度位置。
本实施例中，所述绕组包括多个U形结构的线圈单元，每个所述线圈单元包括两个悬臂部和连接两个悬臂部一端的连接桥部，所述悬臂部为穿设在绕线槽2内的所述方形漆包线3；所述连接桥部露出在所述绕线槽2外部，两个所述悬臂部与所述连接桥部的过渡处具有一弯折部，所述弯折部连接所述连接桥部的一端向远离环形铁芯1内圈的方向弯折。
需要说明的是，所述连接桥部的弯折目的是实现绕组发卡端的扩口，实际中采用自外向内逐层的将所述线圈单元的连接桥部向外扳实现扩口设计。扩口时，连接桥部沿所述环形铁芯1的半径方向向外至少移动两个层的身位，扩口可以为后续连接导线焊接创造空间。
本实施例中，每个所述线圈单元的两个所述悬臂部露出在绕线槽2外的端部，以所述悬臂部刚露出绕线槽2的位置为折弯点向远离环形铁芯1内圈的方向弯折，使所述悬臂部露出在绕线槽2外的端部向远离环形铁芯1内圈的方向移动距离Y，实现绕组焊接端1-1的扩口。
需要说明的是，所述距离Y为至少两个所述层的厚度，在绕线槽2中只有八个方形漆包线的情况下，从环形铁芯1的端部看，在环形铁芯1的在部分半径上分布着十个方形漆包线。
本实施例中，所述绕组为三相绕组，每项绕组中的多个线圈单元串联；每项绕组中至少有一个线圈单元的悬臂部在槽单元A中，至少有一个线圈单元的悬臂部在槽单元B中；悬臂部处于槽单元A中线圈单元和悬臂部处于槽单元B中线圈单元串联时，连接处的两个不同线圈单元的悬臂部外露端相焊接，形成凸字形的焊接端1-1，自动实现了不同尺寸的导线串联连接。这样做可以获得更稳定的电感。
本实施例中，所述绕组中的多个焊接端1-1中处于同一虚拟圆周曲面上且最靠近所述环形铁芯1的最外侧或最内侧的若干焊接端1-1不与其他焊接端1-1处在环形铁芯1的同一半径上。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于方形导线的高布满率电机电枢，包括环形铁芯和绕组，所述环形铁芯的外圈面或内圈面上均匀开设有多个绕线槽，所述绕组通过多个所述绕线槽缠绕在所述环形铁芯上；所述绕组位于所述绕线槽内的导体为方形漆包线，其特征在于：每个所述绕线槽从环形铁芯的内圈向环形铁芯的外圈至少依次分为槽单元A和槽单元B，所述槽单元A的槽宽小于所述槽单元B的槽宽。
2.按照权利要求1所述的一种基于方形导线的高布满率电机电枢，其特征在于，位于所述槽单元A内的方形漆包线A与所述槽单元A的尺寸相适配，位于所述槽单元B内的方形漆包线B与所述槽单元B的尺寸相适配，所述方形漆包线A的横截面和方形漆包线B的横截面的差值K，占所述所述方形漆包线A的横截面的X％或占方形漆包线B的横截面的X％，X％≤10％。
3.按照权利要求1或2所述的一种基于方形导线的高布满率电机电枢，其特征在于，所述槽单元A和槽单元B之间通过圆角过度。
4.按照权利要求1或2所述的一种基于方形导线的高布满率电机电枢，其特征在于，所述绕线槽内设置有与绕线槽形状匹配的绝缘纸。
5.按照权利要求1或2所述的一种基于方形导线的高布满率电机电枢，其特征在于，所述绕线槽内的多根方形漆包线沿环形铁芯的半径方向自内向外分别处于不同的层，每层穿设有一根方形漆包线；位于相同层的不同穿线槽中的多个所述方形漆包线露出在所述绕线槽外部的端部，沿环形铁芯的圆周方向的顺时针方向弯折；与所述相同层相邻的另一个相同层的多个所述方形漆包线露出在所述绕线槽外部的端部沿环形铁芯的圆周方向的逆时针方向弯折。
6.按照权利要求5所述的一种基于方形导线的高布满率电机电枢，其特征在于，所述绕组包括多个U形结构的线圈单元，每个所述线圈单元包括两个悬臂部和连接两个悬臂部一端的连接桥部，所述悬臂部为穿设在绕线槽内的所述方形漆包线；所述连接桥部露出在所述绕线槽外部，两个所述悬臂部与所述连接桥部的过渡处具有一弯折部，所述弯折部连接所述连接桥部的一端向远离环形铁芯内圈的方向弯折。
7.按照权利要求6所述的一种基于方形导线的高布满率电机电枢，其特征在于，每个所述线圈单元的两个所述悬臂部露出在绕线槽外的端部，以所述悬臂部刚露出绕线槽的位置为折弯点向远离环形铁芯内圈的方向弯折，使所述悬臂部露出在绕线槽外的端部向远离环形铁芯内圈的方向移动距离Y。
8.按照权利要求6所述的一种基于方形导线的高布满率电机电枢，其特征在于，所述绕组为三相绕组，每项绕组中的多个线圈单元串联；每项绕组中至少有一个线圈单元的悬臂部在槽单元A中，至少有一个线圈单元的悬臂部在槽单元B中；悬臂部处于槽单元A中线圈单元和悬臂部处于槽单元B中线圈单元串联时，连接处的两个不同线圈单元的悬臂部外露端相焊接，形成凸字形的焊接端。
9.按照权利要求8所述的一种基于方形导线的高布满率电机电枢，其特征在于，所述绕组中的多个焊接端中处于同一虚拟圆周曲面上且最靠近所述环形铁芯的最外侧或最内侧的若干焊接端不与其他焊接端处在环形铁芯的同一半径上。
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