CN114243962A - 一种定子组件及电机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电机技术领域，特别涉及一种定子组件及电机。所述定子组件包括定子铁芯和绕组；所述定子铁芯上设置有多个定子槽，所述定子槽沿所述定子铁芯圆周方向依次排布，呈环形阵列状；所述绕组嵌绕在所述定子槽内，所述绕组采用矩形导体绕制；每个所述定子槽内可安装若干层矩形导体，各层矩形导体沿定子铁芯径向依次排布；其中，最靠近定子铁芯中心的矩形导体的截面积，大于定子槽内所有矩形导体的平均截面积。通过增加靠近定子铁芯中心的槽内导体的面积，降低其损耗密度，平衡定子槽内不同导体的发热和散热，以实现通过降低电机最高温度来改善电机散热性能的目的。

Description

一种定子组件及电机
技术领域
本发明属于电机技术领域，特别涉及一种定子组件及电机。
背景技术
随着新能源汽车产业发展的越发成熟，产品降成本的需求也显得越发迫切。驱动电机作为新能源汽车驱动系统的关键部件，其所占成本较大，电机小型化是降低成本的一个重要方向。但是，制约电机小型化的一个主要因素就是电机的发热与散热，如果能够有效降低电机的发热或改善电机的散热，将有助于电机小型化，进而达到降本效果。
在降低电机的发热方面，常见的是采用低损耗材料以降低发热量，或者采用扁线技术来增加用铜量以降低电机发热量。目前的扁线技术并未充分发挥其增加用铜量的优势，限制了电机性能的进一步提升。
在改善电机的散热方面，常见的是改变冷却方式，如风冷、水冷和油冷等。目前针对槽内导体发热分布不均衡现象未提出有效改善措施，而且针对槽内导体内外层散热差异也未提出有效改善措施，限制了电机性能的进一步提升。较少有从电机散热均衡效果的角度去考虑。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种定子组件，所述定子组件包括定子铁芯和绕组；所述定子铁芯上设置有多个定子槽，所述定子槽沿所述定子铁芯圆周方向依次排布，呈环形阵列状；所述绕组嵌绕在所述定子槽内，所述绕组采用矩形导体绕制；
每个所述定子槽内可安装若干层矩形导体，各层矩形导体沿定子铁芯径向依次排布；其中，最靠近定子铁芯中心的矩形导体的截面积，大于定子槽内所有矩形导体的平均截面积。
进一步的，在同一个所述定子槽内，最靠近定子铁芯中心的一层矩形导体的截面积最大，最靠近定子铁芯外侧的一层矩形导体的截面积最小。
进一步的，在同一所述定子槽中，沿定子铁芯中心到定子铁芯外侧方向，不同矩形槽内的单层矩形导体的截面积逐渐减小。
进一步的，在同一所述定子槽内，对于各层矩形导体的截面积，最靠近定子铁芯中心的一层矩形导体的截面积，不超过平均截面积的1.29倍。
进一步的，在同一所述定子槽内，对于各层矩形导体的截面积，最小截面积不低于平均截面积的0.79倍。
进一步的，同一所述定子槽内的所有矩形导体沿定子铁芯径向，可划分为若干个导体组；每个所述导体组包括一层或多层矩形导体；
所述定子槽由若干个相互连通的矩形槽构成；每个矩形槽内设置一个导体组，各矩形槽的尺寸与其内导体组尺寸相同。
进一步的，同一所述定子槽内，沿定子铁芯中心到定子铁芯外侧方向，各导体组的宽度依次增大。
进一步的，同一所述定子槽内，沿定子铁芯中心到定子铁芯外侧方向，各导体组的高度依次减小。
进一步的，同一所述定子槽内的导体组组数大于1时，至少存在两个导体组，其中靠近铁芯外侧的导体组的高度大于靠近铁芯中心的导体组的高度。
本发明还提供了一种电机，包括转子组件和上述定子组件，所述转子组件位于所述定子组件内侧。
本发明实施例的有益效果是：通过增加靠近定子铁芯中心的槽内导体的面积，降低其损耗密度，平衡定子槽内不同导体的发热和散热，以实现通过降低电机最高温度来改善电机散热性能的目的。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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获得其他的附图。
图1示出了本发明对比例一的定子槽截面示意图；
图2示出了本发明对比例一的槽内导体的温度场分布示意图；
图3示出了本发明实施例一的定子槽截面示意图；
图4示出了本发明实施例一的槽内导体的温度场分布示意图；
图5示出了本发明实施例二的定子槽截面示意图；
图6示出了本发明实施例二的槽内导体的温度场分布示意图；
图7示出了本发明实施例三的定子槽截面示意图；
图8示出了本发明实施例三的槽内导体的温度场分布示意图；
图9示出了本发明实施例四的定子槽截面示意图；
图10示出了本发明实施例四的槽内导体的温度场分布示意图；
图11示出了本发明实施例五的定子槽截面示意图；
图12示出了本发明实施例五的槽内导体的温度场分布示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。
本发明提供了一种电机，所述电机包括转子组件和定子组件，所述转子组件位于所述定子组件内侧。
具体的，所述定子组件包括定子铁芯和绕组；所述定子铁芯上设置有多个定子槽，所述定子槽沿所述定子铁芯圆周方向依次排布，呈环形阵列状；所述绕组嵌绕在所述定子槽内，所述绕组采用矩形导体绕制。
每个所述定子槽内设置有若干组矩形导体，同一定子槽内的各层矩形导体沿定子铁芯径向依次排布；其中，最靠近定子铁芯中心的一层矩形导体的截面积，大于同一定子槽内所有矩形导体的平均截面积。
由于越靠近定子铁芯中心的矩形导体，产生的损耗越严重，损耗包括直流损耗和交流损耗，并且越靠近定子铁芯中心的矩形导体的散热效果越不好。
需要说明的是，导体的损耗，包括交流损耗和直流损耗。其中交流损耗为集肤效应、邻近效应、涡流等导致的和电流频率有关的损耗；直流损耗为导体的直流电阻和电流平方的乘积，和电流的频率无关。
本发明实施例通过增大最靠近定子铁芯中心的矩形导体截面面积，以减小其损耗密度，从而降低了定子组件的最高温度，优化了电机性能。
进一步的，同一定子槽内的所有矩形导体沿定子铁芯径向，可划分为若干个导体组。每个所述导体组包括一层或多层矩形导体。各导体组的截面整体上呈矩形，各导体组沿着定子铁心径向方向上的尺寸称为导体组的高度，垂直定子铁心径向方向上的尺寸称为导体组的宽度。
需要说明的是，所述定子槽的具体形状由槽内所有矩形导体的形状和数量共同决定。其中，所述定子槽可以看为由若干个相互连通的矩形槽构成；每个矩形槽内设置一个导体组，各矩形槽的尺寸与其内导体组尺寸相同。
进一步的，在同一定子槽内，各导体组的宽度沿着定子铁芯中心到定子铁芯外侧方向是依次增大的，呈阶梯状。将定子槽设置设置为阶梯状，即定子槽内的矩形导体整体呈阶梯状，增加了用铜量，降低了电机损耗。
优选的，对于相邻的两组定子槽，最靠近定子铁芯中心一端之间的距离，与最靠近定子铁芯外侧一端之间的距离相等或相近。此设置的目的是尽可能使定子组件用铜量最大化，并保证定子铁芯齿部磁路通畅，优化电机散热性能。
优选的，在同一个定子槽中，最靠近定子铁芯中心的一层矩形导体的截面积最大，最靠近定子铁芯外侧的一层矩形导体的截面积最小。
增大最靠近定子铁芯中心的矩形导体截面面积，以减小其损耗密度；减小最靠近定子铁芯外侧的矩形导体截面面积，以增加其损耗密度。进一步优化了电机性能，最终达到平衡内层矩形导体和外层矩形导体的发热和散热。
进一步优选的，同一所述定子槽中，沿定子铁芯中心到定子铁芯外侧方向，不同矩形槽内的单层矩形导体的截面积逐渐减小。
由于越靠近定子铁芯中心的矩形导体，产生的损耗越严重，并且越靠近定子铁芯中心的矩形导体的散热效果越不好；由内层向外层，损耗逐层降低，散热效果也逐层变好。因此，由内层向外层，使不同矩形槽内的矩形导体截面积逐渐减小，能够使电机发热和散热均衡达到最优。
优选的，在同一定子槽内，对于各层矩形导体的截面积，最靠近定子铁芯中心的一层矩形导体的截面积，不超过平均截面积的1.29倍。
在降低最内层矩形导体产生的损耗密度的同时，避免最内层矩形导体面积过大，影响绕组的成型。
优选的，在同一定子槽内，对于各层矩形导体的截面积，最小截面积不小于平均截面积的0.79倍。
在降低绕组最大损耗密度，保证整体损耗密度均衡的同时，避免最小截面积过小，影响绕组整体的成型。
对比例一
如图1所示，为现有技术方案，该技术方案采用阶梯槽，每个定子槽由4个连通的矩形槽构成，且每个定子槽内设置8层矩形导体。每个定子槽的矩形槽依次命名为C1、C2、C3、C4，其中C1矩形槽位于槽口，属于槽内最靠近铁芯中心的矩形槽；C4矩形槽位于槽底，属于槽内最靠近铁芯外侧的矩形槽。同一定子槽内的矩形导体依次命名为L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8，其中L1导体位于槽口，属于槽内靠近铁芯中心的最内层导体；L8导体位于槽底，属于槽内靠近铁芯外侧的最外层导体。L1导体和L2导体的高度和宽度相等，且容纳在C1矩形槽中，L3导体和L4导体的高度和宽度相等，且容纳在C2矩形槽中，L5导体和L6导体的高度和宽度相等，且容纳在C3矩形槽中，L7导体和L8导体的高度和宽度相等，且容纳在C4矩形槽中。
表1对比例一中槽内导体的仿真数据表
Figure BDA0003418803300000061
如表1所示，在对比例一中，定子槽内的L1导体、L2导体、L3导体、L4导体、L5导体、L6导体、L7导体和L8导体的面积均相等。各层矩形导体的截面积相等。对于宽度尺寸，L2导体、L4导体、L6导体、L8导体依次增大；对于高度尺寸，L2导体、L4导体、L6导体、L8导体依次减小。对于单根导体损耗和损耗密度，L1导体、L2导体、L3导体、L4导体、L5导体、L6导体、L7导体、L8导体均依次减小。其中，最内层矩形导体的损耗密度最大，为0.93W/mm2，最外层矩形导体的损耗密度最小，为0.55W/mm2。
如图2所示，为对比例一中，电机运行时定子组件的槽内绕组的温度场分布的仿真示意图，其具体仿真数据可见表1。其中，从靠近定子铁芯中心到靠近定子铁芯外壁方向，温度逐渐降低。同一定子槽内，最内层矩形导体的温度最高，最高达到了207.3℃；最外层矩形导体的温度最低，最低为173.1℃；槽内绕组的最大温差为34.2℃。
在对比例一中，最内层矩形导体的损耗密度最大，且定子槽内中矩形导体的最大损耗密度和最小损耗密度的差值较大。从而导致槽内绕组的最内层矩形导体温度过高，且与最外层矩形导体的温差大。因此，对比例一中的定子组件，损耗严重，且最内层矩形导体损耗密度大，最外层矩形导体损耗密度小，不利于发热和散热均衡。
实施例一
如图3所示，本实施例提供的技术方案中，定子槽也为阶梯槽，每个定子槽由4个连通的矩形槽构成，且每个定子槽内设置8层矩形导体。每个定子槽的矩形槽依次命名为C1、C2、C3、C4，其中C1矩形槽位于槽口，属于槽内最靠近铁芯中心的矩形槽；C4矩形槽位于槽底，属于槽内最靠近铁芯外圆的矩形槽。每个定子槽内的矩形导体依次命名为L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8，其中L1导体位于槽口，属于槽内靠近铁芯中心的最内层导体；L8导体位于槽底，属于槽内靠近铁芯外侧的最外层导体。L1导体和L2导体属于同一导体组，均容纳在C1矩形槽中，且两者的高度和宽度相等；L3导体和L4导体属于同一导体组，均容纳在C2矩形槽中，且两者的高度和宽度相等；L5导体和L6导体属于同一导体组，均容纳在C3矩形槽中，且两者的高度和宽度相等；L7导体和L8导体属于同一导体组，均容纳在C4矩形槽中，且两者的高度和宽度相等。
如表2所示，在实施例一中，定子槽内各矩形导体，对于宽度尺寸，L2导体、L4导体、L6导体、L8导体依次增大；对于高度尺寸，L2导体、L4导体、L6导体、L8导体依次减小；对于导体截面积，L1导体和L2导体面积相等，L3导体和L4导体面积相等、L5导体和L6导体面积相等、L7导体和L8导体面积相等；且L2导体、L4导体、L6导体、L8导体依次减小，其中，平均截面积为8.39mm2，L1导体的截面积是平均截面积的1.29倍，L8导体的截面积是平均截面积的0.81倍。对于损耗密度，损耗密度最大的是L7导体，为0.85W/mm2，损耗密度最小的是L2层，为0.48W/mm2。
表2实施例一中槽内导体的仿真数据表
Figure BDA0003418803300000081
如图4所示，为实施例一中，电机运行时定子组件的槽内绕组的温度场分布的仿真示意图，其具体仿真数据可见表2。其中，从靠近定子铁芯中心到靠近定子铁芯外壁方向，温度逐渐降低。同一定子槽内，最内层矩形导体的温度最高，最高达到183.6℃；最外层矩形导体的温度最低，最低为165.4℃；槽内绕组的最大温差为18.2℃。
与对比例一相比，实施例一提供的定子组件中，损耗密度最大的为L7导体，最大损耗密度相对减小；且定子槽内中矩形导体的最大损耗密度和最小损耗密度的差值减小，最内层矩形导体的损耗密度同样减小。从而使得槽内绕组的最内层矩形导体温度降低，即槽内绕组的最高温度降低，且与最外层矩形导体的温差减小。因此，实施例一的定子组件，虽然外层矩形导体损耗密度增大，但是外层矩形导体易于散热；最内层矩形导体损耗密度减小，利于发热和散热均衡。
实施例二
如图5所示，本实施例提供的技术方案中，定子槽也为阶梯槽，每个定子槽由4个连通的矩形槽构成，且每个定子槽内设置8层矩形导体。每个定子槽的矩形槽依次命名为C1、C2、C3、C4，其中C1矩形槽位于槽口，属于槽内最靠近铁芯中心的矩形槽；C4矩形槽位于槽底，属于槽内最靠近铁芯外圆的矩形槽。同一定子槽内的矩形导体依次命名为L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8，其中L1导体位于槽口，属于槽内靠近铁芯中心的最内层导体；L8导体位于槽底，属于槽内靠近铁芯外圆的最外层导体。L1导体和L2导体属于同一导体组，均容纳在C1矩形槽中，且两者的高度和宽度相等；L3导体和L4导体属于同一导体组，均容纳在C2矩形槽中，且两者的高度和宽度相等；L5导体和L6导体属于同一导体组，均容纳在C3矩形槽中，且两者的高度和宽度相等；L7导体和L8导体属于同一导体组，均容纳在C4矩形槽中，且两者的高度和宽度相等。
如表3所示，在实施例二中，对于宽度尺寸，L2导体、L4导体、L6导体、L8导体依次增大。对于高度尺寸，L2导体、L4导体、L6导体、L8导体依次减小。对于导体截面积，L1导体和L2导体面积相等，L3导体和L4导体面积相等，L5导体和L6导体面积相等，L7导体和L8导体面积相等；L2导体、L4导体、L6导体、L8导体依次减小；其中，平均截面积为8.41mm2，L1导体的截面积是平均截面积的1.28倍，L8导体的截面积最小，是平均截面积的0.80倍。对于损耗密度，损耗密度最大的是L8导体，为0.84W/mm2，损耗密度最小的是L2层，为0.48W/mm2。
表3实施例二中槽内导体的仿真数据表
Figure BDA0003418803300000091
Figure BDA0003418803300000101
如图6所示，为实施例二中，电机运行时定子组件的槽内绕组的温度场分布的仿真示意图，其具体仿真数据可见表3。其中，从靠近定子铁芯中心到靠近定子铁芯外壁方向，温度逐渐降低。同一定子槽内，最内层矩形导体的温度最高，最高达到185.1℃；最外层矩形导体的温度最低，最低为164.9℃。槽内绕组的最大温差为20.2℃。
与对比例一相比，实施例二提供的定子组件中，损耗密度最大的为最外层矩形导体，最大损耗密度减小，且最内层矩形导体的损耗密度减小。使得槽内绕组的最内层矩形导体温度降低，即槽内绕组的最高温度降低，且与最外层矩形导体的温差减小。因此，实施例二中的定子组件，虽然外层矩形导体损耗密度增大，但是外层矩形导体易于散热；最内层矩形导体损耗密度减小，利于发热和散热均衡。
实施例三
如图7所示，本实施例提供的技术方案中，定子槽也为阶梯槽，每个定子槽由4个连通的矩形槽构成，且每个定子槽内设置8层矩形导体。每个定子槽的矩形槽依次命名为C1、C2、C3、C4，其中C1矩形槽位于槽口，属于槽内最靠近铁芯中心的矩形槽；C4矩形槽位于槽底，属于槽内最靠近铁芯外圆的矩形槽。定子槽内的各矩形导体依次命名为L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8，其中L1导体位于槽口，属于槽内靠近铁芯中心的最内层导体；L8导体位于槽底，属于槽内靠近铁芯外圆的最外层导体。L1导体和L2导体属于同一导体组，均容纳在C1矩形槽中，且两者的高度和宽度相等；L3导体和L4导体属于同一导体组，均容纳在C2矩形槽中，且两者的高度和宽度相等；L5导体和L6导体属于同一导体组，均容纳在C3矩形槽中，且两者的高度和宽度相等；L7导体和L8导体属于同一导体组，均容纳在C4矩形槽中，且两者的高度和宽度相等。
如表4所示，在实施例三中，对于宽度尺寸，L2导体、L4导体、L6导体、L8导体依次增大；对于高度尺寸，L2导体、L4导体、L6导体、L8导体依次减小。对于导体截面积，L1导体和L2导体截面积相等，L3导体和L4导体截面积相等，L5导体和L6导体截面积相等，L7导体和L8导体截面积相等；L4导体、L2导体、L6导体、L8导体依次减小，其中，平均截面积为8.42mm2，L1导体的截面积是平均截面积的1.12倍，L8导体的截面积最小，是平均截面积的0.79倍。对于损耗密度，损耗密度最大的是L1导体，为0.85W/mm2，损耗密度最小的是L4层，为0.43W/mm2。
表4实施例三中槽内导体的仿真数据表
Figure BDA0003418803300000111
Figure BDA0003418803300000121
如图8所示，为实施例三中，电机运行时定子组件的槽内绕组的温度场分布的仿真示意图，其具体仿真数据可见表4。其中，从靠近定子铁芯中心到靠近定子铁芯外壁方向，温度逐渐降低。同一定子槽内，最内层矩形导体的温度最高，最高达到184.6℃；最外层矩形导体的温度最低，最低为164.3℃；槽内绕组的最大温差为20.3℃。
与对比例一相比，实施例三提供的定子组件中，虽然损耗密度最大的依旧是最内层矩形导体，但是最大损耗密度明显降低。使得槽内绕组的最内层矩形导体温度降低，即槽内绕组的最高温度降低，且与槽内绕组的最低温度的温差减小。因此，实施例三中的定子组件，虽然外层矩形导体损耗密度增大，但是外层矩形导体易于散热；最内层矩形导体损耗密度减小，利于发热和散热均衡。
实施例四
如图9所示，本实施例提供的技术方案中，定子槽也为阶梯槽，每个定子槽由3个连通的矩形槽构成，且每个定子槽内设置8层矩形导体。每个定子槽的矩形槽依次命名为C1、C2、C3，其中C1矩形槽位于槽口，属于槽内最靠近铁芯中心的矩形槽；C3矩形槽位于槽底，属于槽内最靠近铁芯外圆的矩形槽。每个定子槽内的矩形导体依次命名为L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8，其中L1导体位于槽口，属于槽内靠近铁芯中心的最内层导体；L8导体位于槽底，属于槽内靠近铁芯外圆的最外层导体。L1导体和L2导体属于同一导体组，均容纳在C1矩形槽中，且两者的高度和宽度相等；L3导体和L4导体属于同一导体组，均容纳在C2矩形槽中，且两者的高度和宽度相等；L5导体、L6导体、L7导体和L8导体属于同一导体组，均容纳在C3矩形槽中，且四根导体的宽度相等，L5导体和L6导体的高度相等，L7导体和L8导体的高度相等。
表5实施例四中槽内导体的仿真数据表
Figure BDA0003418803300000131
如表5所示，在实施例四中，对于宽度尺寸，L2导体、L4导体、L8导体依次增大；对于高度尺寸，L2导体、L4导体、L6导体、L8导体依次减小。对于导体截面积，L1导体和L2导体面积相等，L3导体和L4导体面积相等，L5导体和L6导体面积相等，L7导体和L8导体面积相等，L2导体、L4导体、L6导体、L8导体依次减小；其中，平均截面积为8.41mm2，L1导体的截面积是平均截面积的1.28倍，L8导体的截面积最小，是平均截面积的0.80倍。对于损耗密度，L7导体、L8导体、L1导体、L5导体、L6导体、L3导体、L4导体、L2导体依次减小。损耗密度最大的是L7导体，为0.81W/mm2，损耗密度最小的是L2层，为0.48W/mm2。
如图10所示，为实施例四中，电机运行时定子组件的槽内绕组的温度场分布的仿真示意图，其具体仿真数据可见表5。其中，从靠近定子铁芯中心到靠近定子铁芯外壁方向，温度逐渐降低。同一定子槽内，最内层矩形导体的温度最高，最高达到184.3℃；最外层矩形导体的温度最低，最低为165.6℃。槽内绕组的最大温差为18.7℃。
与对比例一相比，实施例四提供的定子组件中，损耗密度最大的为L7导体，最大损耗密度减小；且定子槽内中矩形导体的最大损耗密度和最小损耗密度的差值减小，最内层矩形导体的损耗密度同样减小。从而导致槽内绕组的最内层矩形导体温度降低，即槽内绕组的最高温度降低，且与最外层矩形导体的温差减小。因此，实施例四中的定子组件，虽然外层矩形导体损耗密度增大，但是外层矩形导体易于散热；最内层矩形导体损耗密度减小，利于发热和散热均衡。
实施例五
如图11所示，本实施例提供的技术方案中，定子槽也为阶梯槽，每个定子槽由5个连通的矩形槽构成，且每个定子槽内设置8层矩形导体。每个定子槽的矩形槽依次命名为C1、C2、C3、C4、C5，其中C1矩形槽位于槽口，属于槽内最靠近铁芯中心的矩形槽；C5矩形槽位于槽底，属于槽内最靠近铁芯外圆的矩形槽。每个定子槽内的矩形导体依次命名为L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8，其中L1导体位于槽口，属于槽内靠近铁芯中心的最内层导体；L8导体位于槽底，属于槽内靠近铁芯外圆的最外层导体。L1导体容纳在C1矩形槽中；L2导体和L3导体属于同一导体组，均容纳在C2矩形槽中，且两者的高度和宽度相等；L4导体和L5导体属于同一导体组，均容纳在C3矩形槽中，且两者的高度和宽度相等；L6导体和L7导体属于同一导体组，均容纳在C4矩形槽中，且两者的高度和宽度相等；L8导体容纳在C5矩形槽中。
表6实施例五中槽内导体的仿真数据表
Figure BDA0003418803300000141
Figure BDA0003418803300000151
如表6所示，在实施例五中，对于宽度尺寸，L1导体、L3导体、L5导体、L7导体、L8导体依次增大。对于高度尺寸，L1导体、L3导体、L5导体、L7、L8导体依次减小。对于导体截面积，L2导体和L3导体面积相等，L4导体和L5导体面积相等，L6导体和L7导体面积相等；L1导体、L3导体、L5导体、L7、L8导体依次减小；其中，平均截面积为8.43mm2，L1导体的截面积是平均截面积的1.28倍，L8导体的截面积最小，是平均截面积的0.80倍。对于损耗密度，损耗密度最大的是L8导体，为0.83W/mm2，损耗密度最小的是L3层，为0.47W/mm2。
如图12所示，为实施例五中，电机运行时定子组件的槽内绕组的温度场分布的仿真示意图，其具体仿真数据可见表6。其中，从靠近定子铁芯中心到靠近定子铁芯外壁方向，温度逐渐降低。同一定子槽内，最内层矩形导体的温度最高，最高达到184.3℃；最外层矩形导体的温度最低，最低为164.2℃。槽内绕组的最大温差为20.1℃。
与对比例一相比，实施例五提供的定子组件中，损耗密度最大的为最外层矩形导体，最大损耗密度减小；且定子槽内中矩形导体的最大损耗密度和最小损耗密度的差值减小，最内层矩形导体的损耗密度同样减小。从而导致槽内绕组的最内层矩形导体温度降低，即槽内绕组的最高温度降低，且与最外层矩形导体的温差减小。因此，实施例五中的定子组件，虽然外层矩形导体损耗密度增大，但是外层矩形导体易于散热；最内层矩形导体损耗密度减小，利于发热和散热均衡。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种定子组件，其特征在于，所述定子组件包括定子铁芯和绕组；所述定子铁芯上设置有多个定子槽，所述定子槽沿所述定子铁芯圆周方向依次排布，呈环形阵列状；所述绕组嵌绕在所述定子槽内，所述绕组采用矩形导体绕制；
每个所述定子槽内可安装若干层矩形导体，各层矩形导体沿定子铁芯径向依次排布；其中，最靠近定子铁芯中心的矩形导体的截面积，大于定子槽内所有矩形导体的平均截面积。
2.根据权利要求1所述的一种定子组件，其特征在于，在同一个所述定子槽内，最靠近定子铁芯中心的一层矩形导体的截面积最大，最靠近定子铁芯外侧的一层矩形导体的截面积最小。
3.根据权利要求2所述的一种定子组件，其特征在于，在同一所述定子槽中，沿定子铁芯中心到定子铁芯外侧方向，不同矩形槽内的单层矩形导体的截面积逐渐减小。
4.根据权利要求1或3所述的一种定子组件，其特征在于，在同一所述定子槽内，对于各层矩形导体的截面积，最靠近定子铁芯中心的一层矩形导体的截面积，不超过平均截面积的1.29倍。
5.根据权利要求4所述的一种定子组件，其特征在于，在同一所述定子槽内，对于各层矩形导体的截面积，最小截面积不低于平均截面积的0.79倍。
6.根据权利要求1所述的一种定子组件，其特征在于，同一所述定子槽内的所有矩形导体沿定子铁芯径向，可划分为若干个导体组；每个所述导体组包括一层或多层矩形导体；
所述定子槽由若干个相互连通的矩形槽构成；每个矩形槽内设置一个导体组，各矩形槽的尺寸与其内导体组尺寸相同。
7.根据权利要求6所述的一种定子组件，其特征在于，同一所述定子槽内，沿定子铁芯中心到定子铁芯外侧方向，各导体组的宽度依次增大。
8.根据权利要求7所述的一种定子组件，其特征在于，同一所述定子槽内，沿定子铁芯中心到定子铁芯外侧方向，各导体组的高度依次减小。
9.根据权利要求7所述的一种定子组件，其特征在于，同一所述定子槽内的导体组组数大于1时，至少存在两个导体组，其中靠近铁芯外侧的导体组的高度大于靠近铁芯中心的导体组的高度。
10.一种电机，包括转子组件，其特征在于，还包括权利要求1-9中任一所述定子组件，所述转子组件位于所述定子组件内侧。
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