CN114726133A - 扁线双层叠绕电枢绕组及包括其的定子、电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电机技术领域,公开了一种扁线双层叠绕电枢绕组及包括其的定子、电机,其中,所述扁线双层叠绕电枢绕组包括:三相绕组,每一相绕组均包括多个相带;其中,每个相带均包括两个扁铜线线圈,所述扁铜线线圈自一个线圈槽的上层引入,自另一个线圈槽的下层引出,并在两个线圈槽的相邻层之间顺次进出,直至引出端从另一个线圈槽的下层引出,并且,一个扁铜线线圈的引出端与另一个扁铜线线圈的引入端焊接连接,构成相带;其中,上层与下层沿定子铁芯的径向由内至外分布。本发明可以实现扁铜线线圈在线圈槽中的双层叠绕,简化了插线工艺,减少了扁铜线电机焊点数量。

Description

扁线双层叠绕电枢绕组及包括其的定子、电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域,特别是涉及一种扁线双层叠绕电枢绕组及包括其的定子、电机。
背景技术
目前,现有扁线绕组电机多采用Hairpin或者I-Pin绕组工艺制作电枢绕组,即将预制成型的单根扁线插入定子,再扭转引出线端成型,最后焊接引出线端。但是,无论是Hairpin还是I-Pin工艺,均存在生产工艺复杂、焊接点多、生产效率偏低的问题。例如,48槽8极10层扁铜线电枢绕组电机,采用Hairpin绕组工艺需要240个焊接点,I-pin绕组工艺需要480个焊接点。
发明内容
鉴于以上问题,本发明的目的是提供一种扁线双层叠绕电枢绕组及包括其的定子、电机,以解决现有电机绕组工艺中存在的生产工艺复杂、焊接点多、生产效率偏低的问题。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明的第一个方面是提供一种扁线双层叠绕电枢绕组,布设在定子铁芯中,且所述定子铁芯的齿部开设有多个线圈槽,所述扁线双层叠绕电枢绕组包括:三相绕组,每一相绕组均包括多个相带;其中,每个相带均包括两个扁铜线线圈,所述扁铜线线圈自一个线圈槽的上层引入,自另一个线圈槽的下层引出,并在两个线圈槽的相邻层之间顺次进出,直至引出端从另一个线圈槽的下层引出,并且,一个扁铜线线圈的引出端与另一个扁铜线线圈的引入端焊接连接,构成相带;其中,上层与下层为所述线圈槽中的线圈层,上层与下层沿定子铁芯的径向由内至外分布。
优选地,所述绕组中,反电势相位相同的相带串联,反电势相位相反的相带反相串联,所述绕组的一个引出端位于一个相带的线圈槽的上层,另一个引出端位于与所述一个相带的反电势相位相反的相带的线圈槽的上层。
优选地,每个所述线圈槽均设置有多个线圈层,沿所述定子铁芯的径向由内至外顺次排布,所述扁铜线线圈的两个引出端分别位于一个线圈槽的最内层和另一个线圈槽的最外层。
优选地,每个所述线圈槽均设置有10个线圈层,其中,由所述定子铁芯的内部沿径向至外部,第1层至第5层为上层,第6层至第10层为下层。
优选地,所述扁铜线线圈的一个有效边在第一线圈槽的第1层,另一个有效边在第二线圈槽的第6层,并引回至所述第一线圈槽的第2层,依次从第一线圈槽和第二线圈槽之间的相邻线圈层进出,直至引出端自第二线圈槽的第10层引出。
优选地,每个扁铜线线圈的线圈端部的弯曲角度相同。
优选地,所述扁线双层叠绕电枢绕组为整距绕组或短距绕组。
优选地,三相绕组的三根引出线焊接形成星点。
本发明的第二个方面是提供一种定子,包括:定子铁芯和如上所述的扁线双层叠绕电枢绕组,其中,所述扁线双层叠绕电枢绕组布设在所述定子铁芯中。
本发明的第三个方面是提供一种电机,包括如上所述的定子。
本发明实施例一种扁线双层叠绕电枢绕组及包括其的定子、电机与现有技术相比,其有益效果在于:
本发明实施例所述的扁线双层叠绕电枢绕组,扁铜线线圈自一个线圈槽的上层引入,自另一个线圈槽的下层引出,实现扁铜线线圈在线圈槽中的双层叠绕,并且,同一个相带中的一根扁铜线线圈的引出端与另一根扁铜线线圈的引入端焊接,简化了插线工艺,减少了扁铜线电机焊点数量。
附图说明
图1是本发明实施例所述扁线双层叠绕电枢绕组的U相绕组原理展开示意图;
图2是图1中a部分的局部放大示意图;
图3是本发明实施例所述扁线双层叠绕电枢绕组的V相绕组原理展开示意图;
图4是本发明实施例所述扁线双层叠绕电枢绕组的W相绕组原理展开示意图;
图5是本发明实施例所述扁线双层叠绕电枢绕组的三相绕组原理连接示意图;
图6是本发明实施例所述扁线双层叠绕电枢绕组的截面示意图;
图7是本发明实施例中线圈槽的导体分布图;
图8是本发明实施例所述扁线双层叠绕电枢绕组的焊接点示意图;
图中,1、定子铁芯;11、线圈槽;2、扁铜线线圈;21、第一扁铜线线圈;22、第二扁铜线线圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
本发明实施例优选实施例的一种扁线双层叠绕电枢绕组,布设在定子铁芯1中,且所述定子铁芯1的齿部开设有多个线圈槽11。所述扁线双层叠绕电枢绕组包括三相绕组,分别以U相绕组、V相绕组和W相绕组表示,如图1-图4所示,每一相绕组均包括多个相带;其中,每个相带均包括两个扁铜线线圈2,所述扁铜线线圈2自一个线圈槽11的上层引入,自另一个线圈槽11的下层引出,并在两个线圈槽11的相邻层之间顺次进出,直至引出端从另一个线圈槽11的下层引出,并且,一个扁铜线线圈2的引出端与另一个扁铜线线圈2的引入端焊接连接,构成相带,其中,上层与下层为线圈槽11中的线圈层,上层与下层沿定子铁芯1的径向由内至外分布,逐渐远离圆心,上层与下层均可以包括多个线圈层,将线圈槽11中靠近定子铁芯1圆心的部分线圈层划分为上层,将另一部分线圈层划分为下层,具体的上下层的划分根据线圈槽11中的线圈层数量确定。其中,所述扁铜线线圈2由一根扁铜线在模具上绕制若干圈,然后拉伸扭转成型,成型后线圈有2个引出端,在引出端上分别设置焊接点。
具体地,对于一个相带中的两个扁铜线线圈2,以第一扁铜线线圈21和第二扁铜线线圈22表示。第一扁铜线线圈21的一个有效边在第一线圈槽的上层,另一个有效边在相应的第二线圈槽的下层,并引回至所述第一线圈槽的上层,所述第一扁铜线线圈21在所述第一线圈槽与所述第二线圈槽之间叠绕,直至引出端从所述第二线圈槽的下层引出;第二扁铜线线圈22以相同的方式在第三线圈槽与相应的第四线圈槽之间叠绕,引出端从所述第四线圈槽的下层引出,且第二扁铜线线圈22的引入端与第一扁铜线线圈21的引出端焊接连接,构成相带。因此,对于每个线圈槽11,其上层和下层均缠绕有线圈,且同一线圈槽11的上层和下层的线圈分属于不同的相带。其中,第一线圈槽与第二线圈槽之间的距离为节距;第三线圈槽与第四线圈槽之间的距离为节距;第一线圈槽与第三线圈槽相邻。
本发明所述扁线双层叠绕电枢绕组通过扁铜线线圈自一个线圈槽的上层引入,自另一个线圈槽的下层引出,实现扁铜线线圈在线圈槽中的双层叠绕,并且,同一个相带中的一根扁铜线线圈的引出端与另一根扁铜线线圈的引入端焊接,简化了插线工艺,减少了扁铜线电机焊点数量。
以定子铁芯1中开设48个线圈槽8极电机,整距Y=6,每槽导体数N=10,并联支路数为1为例说明。
需要说明的是,图1-图4中的序号1-48分别是各个线圈槽11的标号,以下分别以1#线圈槽、2#线圈槽……48#线圈槽等表示。A1-A4、X1-X4、B1-B4、Y1-Y4、C1-C4、Z1-Z4分别表示相带,以下分别以A1相带、X1相带等表示,A、X表示U相绕组的两个引出端,B、Y表示V相绕组的两个引出端,C、Z表示W相绕组的两个引出端。
如图1所示,U相绕组中,由A1、X1、A2、X2、A3、X3、A4、X4相带下线圈组成,每个相带均有2个扁铜线线圈2,其中,A1、A2、A3、A4相带下线圈产生反电势相位相同,X1、X2、X3、X4相带下线圈产生反电势相位相同,A1、A2、A3、A4相带下线圈与X1、X2、X3、X4相带下线圈产生反电势相位相反,反电势相位相同的相带串联,反电势相位相反的相带反相串联,以实现反电势叠加。如图5所示,仅包括一条并联支路时,A1相带与X1相带反相串联,X1相带与A2相带反相串联,以此种方式依次连接各个相带,直至A4相带与X4相带反相串联,使得U相绕组具有两个引出端A和X。优选地,引出端A位于A1相带的线圈槽的上层,引出端X位于与A1相带反电势相位相反的X4相带的线圈槽的上层。优选地,三相绕组的三根引出线焊接形成星点,即图5中的引出端X、引出端Y和引出端Z。
需要说明的是,对于V相绕组和W相绕组的叠绕方式与U相绕组的叠绕方式相同,本发明不做一一赘述。
如图6所示,每个所述线圈槽11均设置有多个线圈层,沿所述定子铁芯1的径向由内至外顺次排布,优选地,单个所述扁铜线线圈2的两个引出端分别位于一个线圈槽11的最内层和另一个线圈槽11的最外层。例如,如图2所示,A1相带中的两个扁铜线线圈2,其中一个扁铜线线圈2的一个引出端位于1#线圈槽的第1层,另一个引出端位于7#线圈槽的第10层;另一个扁铜线线圈2的一个引出端位于2#线圈槽的第1层,另一个引出端位于8#线圈槽的第10层。
进一步地,如图7所示,每个所述线圈槽均设置有10个线圈层,其中,由所述定子铁芯1的内部沿径向至外部(逐渐远离圆心的方向),第1层至第5层为上层(图2中以实线表示),第6层至第10层为下层(图2中以虚线表示)。
优选地,扁铜线线圈2的一个有效边在第一线圈槽的第1层,另一个有效边在第二线圈槽的第6层,并引回至所述第一线圈槽的第2层,依次从第一线圈槽和第二线圈槽之间的相邻线圈层进出,直至引出端自第二线圈槽的第10层引出。其中,第一线圈槽与第二线圈槽之间的距离等于节距。
具体地,以A1相带中的两个扁铜线线圈2为例,第一扁铜线线圈21自1#线圈槽的第1层引入,使得其有效边位于1#线圈槽的第1层中,然后,经7#线圈槽的第6层引回至1#线圈槽的第2层,使得其另一有效边位于7#线圈槽的第6层中,然后,经1#线圈槽的第2层引入至7#线圈槽的第7层,依次在1#线圈槽和7#线圈槽之间的相邻层进出,使得第一扁铜线线圈21自1#线圈槽的第1层进入后,依次经7#线圈槽的第6层、1#线圈槽的第2层、7#线圈槽的第7层、1#线圈槽的第3层、7#线圈槽的第8层、1#线圈槽的第4层、7#线圈槽的第9层、1#线圈槽的第5层后,自7#线圈槽的第10层引出。其中,1#线圈槽与7#线圈槽之间的距离等于节距。
类似地,第二扁铜线线圈22自2#线圈槽的第1层引入,经在2#线圈槽与8#线圈之间缠绕进出,自8#线圈槽的第10层引出。其中,第一扁铜线线圈21在7#线圈槽的第10层的引出线与第二扁铜线线圈22在2#线圈槽的第1层的引入线通过过桥线焊接,从而构成A1相带线圈。X1相带下线圈以极距τ=6从7#线圈槽的第1层进入,在7#线圈槽与14#线圈槽之间以与A1相带相同的构成方式缠绕连接,从14#线圈槽的第10层引出。将A1相带在8#线圈槽第10层的引出线与X1相带在14#线圈槽第10层的引出线通过过渡线焊接在一起,可以实现A1相带线圈与X1相带线圈的反相串联,反相串联后具有两个引出端,分别位于1#线圈槽的第1层和7#线圈槽的第1层。将A2相带和X2相带、A3相带和X3相带、A4相带和X4相带以相同的方式连接,并将X1相带在7#线圈槽第1层的引出线与A2相带在13#线圈槽第1层的引出线焊接在一起,以实现A2相带与X1相带的反相串联,并依照相同的方式连接X2相带与A3相带、X3相带与A4相带,以构成U相绕组。
以上述相同的叠绕方式构成V相绕组和W相绕组,在此不再一一赘述。
对于每个相带内的扁铜线线圈2均包括引出端和非出线端,其中,引出端具有两个同向的引出线,分别位于距离等于节距的两个线圈槽的最内层和最外层,焊接点设置于引出端,非引出端呈“卷发状”,优选地,非引出端的端部的弯曲角度相同。
对于本发明实施例的48槽8极10层扁线电枢绕组,共有83个焊接点,相比于Hairpin绕组工艺的240个焊接点,I-pin工艺的480个焊接点,则大大降低了焊接点的数量,简化生产工艺,提高了生产效率。
优选地,所述扁线双层叠绕电枢绕组为整距绕组或短距绕组。
本发明还提供一种定子,包括:定子铁芯1和如上所述的扁线双层叠绕电枢绕组,其中,所述扁线双层叠绕电枢绕组布设在所述定子铁芯1中。
本发明还提供一种电机,包括如上所述的定子。
需要说明的是,关于本发明所述电机中的其他部件,本发明不做详细赘述。
综上,本发明实施例提供一种扁线双层叠绕电枢绕组,其通过扁铜线线圈2自一个线圈槽11的上层引入,自另一个线圈槽11的下层引出,实现扁铜线线圈2在线圈槽11中的双层叠绕,并且,同一个相带中的一根扁铜线线圈2的引出端与另一根扁铜线线圈2的引入端焊接,简化了插线工艺,减少了扁铜线电机焊点数量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种扁线双层叠绕电枢绕组,布设在定子铁芯中,且所述定子铁芯的齿部开设有多个线圈槽,其特征在于,所述扁线双层叠绕电枢绕组包括:三相绕组,每一相绕组均包括多个相带;其中,每个相带均包括两个扁铜线线圈,所述扁铜线线圈自一个线圈槽的上层引入,自另一个线圈槽的下层引出,并在两个线圈槽的相邻层之间顺次进出,直至引出端从另一个线圈槽的下层引出,并且,一个扁铜线线圈的引出端与另一个扁铜线线圈的引入端焊接连接,构成相带;其中,上层与下层为所述线圈槽中的线圈层,上层与下层沿定子铁芯的径向由内至外分布。
2.根据权利要求1所述的扁线双层叠绕电枢绕组,其特征在于,所述绕组中,反电势相位相同的相带串联,反电势相位相反的相带反相串联,所述绕组的一个引出端位于一个相带的线圈槽的上层,另一个引出端位于与所述一个相带的反电势相位相反的相带的线圈槽的上层。
3.根据权利要求1所述的扁线双层叠绕电枢绕组,其特征在于,每个所述线圈槽均设置有多个线圈层,沿所述定子铁芯的径向由内至外顺次排布,所述扁铜线线圈的两个引出端分别位于一个线圈槽的最内层和另一个线圈槽的最外层。
4.根据权利要求3所述的扁线双层叠绕电枢绕组,其特征在于,每个所述线圈槽均设置有10个线圈层,其中,由所述定子铁芯的内部沿径向至外部,第1层至第5层为上层,第6层至第10层为下层。
5.根据权利要求4所述的扁线双层叠绕电枢绕组,其特征在于,所述扁铜线线圈的一个有效边在第一线圈槽的第1层,另一个有效边在第二线圈槽的第6层,并引回至所述第一线圈槽的第2层,依次从第一线圈槽和第二线圈槽之间的相邻线圈层进出,直至引出端自第二线圈槽的第10层引出。
6.根据权利要求1所述的扁线双层叠绕电枢绕组,其特征在于,每个扁铜线线圈的线圈端部的弯曲角度相同。
7.根据权利要求1所述的扁线双层叠绕电枢绕组,其特征在于,所述扁线双层叠绕电枢绕组为整距绕组或短距绕组。
8.根据权利要求1所述的扁线双层叠绕电枢绕组,其特征在于,三相绕组的三根引出线焊接形成星点。
9.一种定子,其特征在于,包括:定子铁芯和如权利要求1-8任一项所述的扁线双层叠绕电枢绕组,其中,所述扁线双层叠绕电枢绕组布设在所述定子铁芯中。
10.一种电机,其特征在于,包括如权利要求9所述的定子。
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