CN115833438A - 一种电机定子及具有其的电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机定子及具有其的电机，电机定子包括：定子铁芯，定子铁芯的周向上均布有多个定子槽；定子绕组，定子绕组具有分设于定子槽内的三相绕组，每相绕组中的支路绕组是由多个绕组线圈串联而成，其中，每个绕组线圈具有两个插针导体和一个连接导体，两个插针导体间隔地设置，插针导体用于插入定子槽内，连接导体由多股相互绝缘的导线绞合而成，连接导体焊接在两个插针导体之间，两个插针导体以及连接导体共同形成一个U型结构。上述结构，能够减小绕组端部尺寸，连接导体具有一定的柔性，增加定子端部绕组的柔性，能够降低电机的整体高度。多股相互绝缘的导线能够削弱集肤效应，降低电机的附加损耗。

Description

一种电机定子及具有其的电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种电机定子及具有其的电机。

背景技术

目前，电机的每相绕组都是由单一的圆线线型或者扁线线型组成，具体地，在单纯使用圆线绕组或扁线绕组做为电机定子绕组的情况下，电机在高速运行时，定子端部绕组受到集肤效应影响，导致附加损耗增加，影响电机效率。另外，圆线线型或者扁线线型均受到线体机械性能的影响，单纯使用都会受到弯折半径限制，导致电机绕组端部尺寸较大，并且多段弯折的过程中可能会造成绝缘层的破坏。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电机定子及具有其的电机，以解决单纯使用圆线绕组或扁线绕组做为电机定子绕组时，电机效率低、电机绕组端部尺寸且因折弯容易破坏绕组绝缘层的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电机定子，包括：定子铁芯，定子铁芯的周向上均布有多个定子槽；定子绕组，定子绕组具有分设于定子槽内的三相绕组，每相绕组中的支路绕组是由多个绕组线圈串联而成，其中，每个绕组线圈具有两个插针导体和一个连接导体，两个插针导体间隔地设置，插针导体用于插入定子槽内，连接导体由多股相互绝缘的导线绞合而成，连接导体焊接在两个插针导体之间，两个插针导体以及连接导体共同形成一个U型结构。

进一步地，插针导体包括：插入部，插入部用于插入定子槽内；折弯部，折弯部成型在插入部上，折弯部与连接导体焊接。

进一步地，折弯部的远离插入部的一端设有焊接面，焊接面为斜切面。

进一步地，连接导体为利兹线。

进一步地，插针导体与连接导体通过激光焊接或者超声波焊接的方式进行焊接。

进一步地，插针导体与连接导体的焊接处进行防腐处理。

进一步地，连接导体的电力负荷与插针导体的电力负荷一致。

进一步地，连接导体通过绝缘膜进行包裹。

进一步地，插针导体的横截面形状为矩形。

根据本发明的另一方面，提供了一种电机，包括电机定子，电机定子为上述的电机定子。

应用本发明的技术方案，连接导体焊接在在两个插针导体之间，代替绕组线圈弯折成型工艺，避免因受弯折半径而导致绕组端部尺寸较大。连接导体由多股相互绝缘的导线绞合而成，即连接导体具有一定的柔性，增加了定子端部绕组的柔性，能够降低电机的整体高度。另外，多股相互绝缘的导线能够削弱集肤效应，降低电机的附加损耗，以提高电机效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的绕组线圈的实施例的爆炸示意图；

图2示出了根据本发明的绕组线圈的实施例的结构示意图；

图3示出了根据本发明的电机定子的第一实施例的装配示意图；

图4示出了根据本发明的电机定子的第二实施例的装配示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

100、插针导体；101、插入部；102、折弯部；103、焊接面；

200、连接导体；

300、定子铁芯；301、定子槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图4所示，根据本申请的具体实施例，提供了一种电机定子。

具体地，电机定子包括：定子铁芯300和定子绕组。定子铁芯300的周向上均布有多个定子槽301，定子绕组具有分设于定子槽301内的三相绕组，每相绕组中的支路绕组是由多个绕组线圈串联而成。其中，每个绕组线圈具有两个插针导体100和一个连接导体200，两个插针导体100间隔地设置，插针导体100用于插入定子槽301内，连接导体200由多股相互绝缘的导线绞合而成，连接导体200焊接在两个插针导体100之间，两个插针导体100以及连接导体200共同形成一个U型结构。示例性地，每股导线的直径为0.1mm，绝缘层厚度为0.004mm。多股导线绞合在一起后，通过绝缘膜进行包裹，对导线起到保护作用。

其中，连接导体200选用为利兹线。

需要说明的是，集肤效应一般指趋肤效应，当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大，导体内部实际上电流较小，结果使导体的电阻增加，使它的损耗功率也增加，这一现象称为趋肤效应。其中，连接导体200由多股相互绝缘的导线绞合而，将连接导体200分为多股导线，能够增加高频电流的流通面积，避免电阻过度增大。

在本申请的实施例中，连接导体200焊接在在两个插针导体100之间，代替绕组线圈弯折成型工艺，避免因受弯折半径而导致绕组端部尺寸较大。连接导体200由多股相互绝缘的导线绞合而成，即连接导体200具有一定的柔性，增加了定子端部绕组的柔性，能够降低电机的整体高度。另外，多股相互绝缘的导线能够削弱集肤效应，降低电机的附加损耗，以提高电机效率。

如图1所示，插针导体100包括：插入部101和折弯部102。插入部101用于插入定子槽301内，折弯部102成型在插入部101上，折弯部102与连接导体200焊接。具体地，插针导体100呈L形结构，折弯部102位于定子铁芯300的端部。折弯部102的设置，以使折弯部102留在定子铁芯300的外部，便于折弯部102与连接导体200的焊接。

进一步地，折弯部102的远离插入部101的一端设有焊接面103，焊接面103为斜切面。焊接面103的设置，使各绕组线圈的尺寸统一，其中，焊接面103为斜切面，能够增大焊接面103的面积，使插针导体100与连接导体200之间的连接更加牢固。

进一步地，插针导体100与连接导体200通过激光焊接或者超声波焊接的方式进行焊接。除此之外，还可以通过氩弧焊接、等离子焊接进行焊接。

为了保持了焊接处的整体机械性能，插针导体100与连接导体200的焊接处进行防腐处理。具体地，可以用环氧树脂、硅树脂或者聚氨酯树脂作为涂料，对焊接处进行涂覆，避免焊点处出现腐蚀，影响电机性能

进一步地，连接导体200的电力负荷与插针导体100的电力负荷一致。具体地，插针导体100的材质为铜，当连接导体200为铜材质时，连接导体200单位长度铜的用量与插针导体100一致，当连接导体200为铝材质时，需要根据电力负荷计算铝材质用量。

进一步地，插针导体100的横截面形状为矩形，即插针导体100为扁线插针。由于扁线插针装配在铁心内部，可以提高绕组槽满率，相比圆线等其他线型，电机的磁阻转矩、功率密度和效率相对较高，扁线插针的刚度更好，增强了整体绕组的机械强度，减少了电枢噪声，扁线插针排列布置相对紧密，使得电机体积相对较小。

如图3所示，绕组线圈安装之前，先完成插针导体100的折弯和焊接面103的加工，再完成连接导体200与插针导体100的焊接，然后将焊接完成的绕组线圈插入对应的定子槽301内。

如图4所示，先完成插针导体100的折弯和焊接面103的加工，完成加工后的插针导体100插入对应的定子槽301内，最后完成连接导体200与插针导体100的焊接。

根据本发明的另一具有实施例，提供了一种电机，包括电机定子，电机定子为上述实施例中的电机定子。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机定子，其特征在于，包括：

定子铁芯(300)，所述定子铁芯(300)的周向上均布有多个定子槽(301)；

定子绕组，所述定子绕组具有分设于所述定子槽内的三相绕组，每相绕组中的支路绕组是由多个绕组线圈串联而成，其中，每个所述绕组线圈具有两个插针导体(100)和一个连接导体(200)，两个所述插针导体(100)间隔地设置，所述插针导体(100)用于插入定子槽(301)内，所述连接导体(200)由多股相互绝缘的导线绞合而成，所述连接导体(200)焊接在两个所述插针导体(100)之间，两个所述插针导体(100)以及所述连接导体(200)共同形成一个U型结构。

2.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述插针导体(100)包括：

插入部(101)，所述插入部(101)用于插入定子槽(301)内；

折弯部(102)，所述折弯部(102)成型在所述插入部(101)上，所述折弯部(102)与所述连接导体(200)焊接。

3.根据权利要求2所述的电机定子，其特征在于，所述折弯部(102)的远离所述插入部(101)的一端设有焊接面(103)，所述焊接面(103)为斜切面。

4.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述连接导体(200)为利兹线。

5.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述插针导体(100)与所述连接导体(200)通过激光焊接或者超声波焊接的方式进行焊接。

6.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述插针导体(100)与所述连接导体(200)的焊接处进行防腐处理。

7.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述连接导体(200)的电力负荷与所述插针导体(100)的电力负荷一致。

8.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述连接导体(200)通过绝缘膜进行包裹。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电机定子，其特征在于，所述插针导体(100)的横截面形状为矩形。

10.一种电机，包括电机定子，其特征在于，所述电机定子为权利要求1-9中任一项所述的电机定子。

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