CN116054437A - 一种电机和电动车 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电机和电动车，涉及电机技术领域，包括定子绕组以及转子和定子，设置于定子上的定子槽的槽口朝向第二定子齿部偏移，并且在此基础上，定子绕组采用间隔设置，即仅绕设于每个第一定子齿部，在所有第二定子齿部不设置绕组，由此，使得重新设计的定子采用偏槽口配合单层绕组的结构形式，方便双飞绕线机能够在定子槽内绕设更多的线圈，提升定子的槽满率，使得电机的最大转矩得到提升，并且在此基础上，还可以利用延伸长度较长的第一齿头对绕设于第一定子齿部上的定子绕组进行卡阻限位，使得定子绕组不冒出槽口。此外，由于定子采用单层绕组，还可以有效的减少绕线机切换齿时的动作时间，提高绕线效率。

Description

一种电机和电动车

技术领域

本申请涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种电机和电动车。

背景技术

电动车是指以蓄电池作为动力能源，配合电机、控制器、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具，凭借价格实惠、省力便捷、移动方便、节能环保、使用成本低、外观多样等优点得到了广大消费者的青睐。

两轮电动车一般会采用电机作为驱动器，电机一般包括转子和定子，现有定子为传统的完全对称式结构，即定子齿部和定子槽均是完全对称结构，并且定子绕组在绕设时为双层绕组(即在每个定子齿部上均绕设有线圈)。在绕线时，基于该定子的结构以及双飞叉绕线机的限制，需要在定子槽中间留出过线空间，由此使得该定子的槽满率偏低，导致电机的转矩较低。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种电机和电动车，通过重新设计定子结构来提高定子的槽满率，并使得电机的转矩得到有效的提升。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请实施例的一方面，提供一种电机，包括定子绕组以及相互配合的转子和定子，所述定子具有沿所述定子的圆周交替分布的第一定子齿部和第二定子齿部，并在相邻的所述第一定子齿部和所述第二定子齿部之间形成定子槽，在所述第一定子齿部靠近齿顶的相对两侧分别设置有第一齿头，在所述第二定子齿部靠近齿顶的相对两侧分别设置有第二齿头，位于同一所述定子槽内的所述第一齿头和所述第二齿头相向延伸以形成所述定子槽的槽口，所述第一齿头的延伸长度大于所述第二齿头的延伸长度，所述定子绕组绕设于所述第一定子齿部。

可选的，位于所述第一定子齿部相对两侧的第一齿头的延伸长度相等。

可选的，所述第一定子齿部的宽度大于所述第二定子齿部的宽度。

可选的，所述第一定子齿部为平行齿。

可选的，所述第二定子齿部为非平行齿。

可选的，所述定子槽为矩形槽，所述第一定子齿部和所述第二定子齿部为梯形齿。

可选的，所述转子套设于所述定子外周，且在所述转子和所述定子之间形成有气隙。

可选的，在所述转子靠近所述定子的一侧表面贴设有磁钢，所述磁钢沿所述转子的圆周分布。

可选的，在所述定子槽的内壁设置有绝缘层，所述绝缘层至少位于所述定子绕组和所述定子槽的内壁之间。

本申请实施例的另一方面，提供一种电动车，包括车架、车轮以及上述任一种的电机，所述车轮转动设置于所述车架，所述电机设置于所述车轮。

本申请的有益效果包括：

本申请提供了一种电机和电动车，包括定子绕组以及相互配合的转子和定子，所述定子具有沿所述定子的圆周交替分布的第一定子齿部和第二定子齿部，并在相邻的所述第一定子齿部和所述第二定子齿部之间形成定子槽，在所述第一定子齿部靠近齿顶的相对两侧分别设置有第一齿头，在所述第二定子齿部靠近齿顶的相对两侧分别设置有第二齿头，位于同一所述定子槽内的所述第一齿头和所述第二齿头相向延伸以形成所述定子槽的槽口，所述第一齿头的延伸长度大于所述第二齿头的延伸长度，由此，使得定子槽的槽口朝向第二定子齿部偏移，在此基础上，定子绕组在设置时，采用间隔设置，仅绕设于每个第一定子齿部，在所有第二定子齿部不设置绕组，也即形成单层绕组，由此，使得重新设计的定子采用偏槽口配合单层绕组的结构形式，方便双飞绕线机能够在定子槽内绕设更多的线圈，提升定子的槽满率，使得电机的最大转矩得到提升，并且在此基础上，还可以利用延伸长度较长的第一齿头对绕设于第一定子齿部上的定子绕组进行卡阻限位，使得定子绕组不冒出槽口。此外，由于定子采用单层绕组，还可以有效的减少绕线机切换齿时的动作时间，提高绕线效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为现有技术提供的一种定子的局部结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电机的局部结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种定子的局部结构示意图。

图标：100-定子；110-轭部；120-第一定子齿部；121-第一齿头；130-第二定子齿部；131-第二齿头；140-定子槽；141-槽口；150-定子绕组；160-绝缘层；170-齿顶；200-转子；210-气隙。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的各个特征可以相互结合，结合后的实施例依然在本申请的保护范围内。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

电机一般包括转子和定子，其中，如图1所示，示出了一种定子的局部结构，其包括沿定子圆周分布的多个定子齿部01，并且在相邻两个定子齿部01之间会形成有定子槽03，每个定子齿部01均为完全对称结构，每个定子槽03也均为完全对称结构，例如图1中，位于中部的定子齿部01关于定子的径向中心线a对称，位于该定子齿部01左侧的定子槽03关于定子的径向中心线b对称，此时，定子槽03的槽口04也关于径向中心线b完全对称，换言之，定子槽03的槽口04刚好位于相邻的两个定子齿部01的正中间。在此基础上，由于需要设置双层绕组，即需要在每一个定子齿部上均设置绕组02，因此，在通过双飞叉绕线机进行绕线时，需要在定子槽03的中间留出较大的过线空间05，否则难以形成双层绕组，这使得定子的槽满率(本申请中槽满率的含义为绕组线束按方线计算的截面积占定子槽的槽面积的百分比)偏低，大概为73％左右，最终会导致电机所输出的最大转矩较低，难以满足实际使用的需求。

基于此基础，本申请实施例的一方面，提供一种电机，通过对电机中的定子100进行重新设计，使得重新设计的定子100采用偏槽口141配合单层绕组的结构形式，方便双飞绕线机能够在定子槽140内绕设更多的线圈，提升定子100的槽满率，使得电机的最大转矩得到提升，并且在此基础上，由于定子100采用单层绕组，还可以有效的减少绕线机切换齿时的动作时间，提高绕线效率。下面将结合附图对本申请的实施例进行描述。

请参照图2，示出了一种电机的局部结构，该电机包括转子200、定子100和定子绕组150，其中，转子200和定子100相互配合以便形成电机的基本结构，定子绕组150则绕设于定子100上，方便在定子绕组150通电时，对应产生磁场驱动转子200相对定子100进行转动。

请继续参照图2，为了方便在定子100上设置绕组，定子100具有多个第一定子齿部120和多个第二定子齿部130，并且第一定子齿部120和第二定子齿部130沿定子100的圆周交替分布，也即第一定子齿部120用X表示，第二定子齿部130用Y表示，两者沿定子100的圆周以“XYXY”的形式进行交替排布。在此基础上，第一定子齿部120和第二定子齿部130在排布时相互间隔，由此在相邻的第一定子齿部120和第二定子齿部130之间形成定子槽140，定子槽140可以方便对绕组进行容置。

请结合图2和图3所示，在第一定子齿部120的相对两侧分别设置有第一齿头121，并且第一齿头121位于靠近第一定子齿部120的齿顶170处，同理，在第二定子齿部130的相对两侧分别设置有第二齿头131，第二齿头131也位于靠近第二定子齿部130的齿顶170处。由于在相邻的第一定子齿部120和第二定子齿部130之间均有一定子槽140，因此，相邻的第一齿头121和第二齿头131均位于同一定子槽140内。位于同一定子槽140内的第一齿头121和第二齿头131沿定子100的圆周相向延伸一定长度后在两者的顶端之间会形成有间距，该间距即可作为定子槽140的槽口141。

如图3所示，在同一定子槽140内的第一齿头121的延伸长度A大于第二齿头131的延伸长度B，由此，使得定子槽140的槽口141朝向第二定子齿部130偏移，在此基础上，定子绕组150在设置时，采用间隔设置，仅绕设于每个第一定子齿部120，在所有第二定子齿部130不设置绕组，也即形成单层绕组，由此，使得重新设计的定子100采用偏槽口141配合单层绕组的结构形式，方便双飞绕线机能够在定子槽140内绕设更多的线圈，提升定子100的槽满率(例如能够提高到83％左右)，使得电机的最大转矩得到提升，并且在此基础上，还可以利用延伸长度较长的第一齿头121对绕设于第一定子齿部120上的定子绕组150进行卡阻限位，使得定子绕组150不冒出槽口141。此外，由于定子100采用单层绕组，还可以有效的减少绕线机切换齿时的动作时间，提高绕线效率。

本申请中的齿顶170的含义为齿部背离轭部110一端，例如图3中，第一定子齿部120的齿顶170即为第一定子齿部120背离轭部110的一端，第二定子齿部130的齿顶170即为第二定子齿部130背离轭部110的一端。

应当理解的是，本申请实施例对于第一齿头121和第二齿头131的延伸长度均不作具体限制，只要同一定子槽140内的第一齿头121的延伸长度A大于第二齿头131的延伸长度B即可，例如：第一齿头121的延伸长度A可以大于、小于或等于相邻的第一定子齿部120和第二定子齿部130之间的最大间距E的1/2，而与第一齿头121相邻的第二齿头131的延伸长度B则需要小于第一齿头121的延伸长度A，以便于形成偏槽口141的设计；又例如：不同定子槽140内的第一齿头121和第二齿头131的延伸长度可以相等，当然也可以不相等。此外，在一种实施例中，第二齿头131的延伸长度可以等于或近似等于零，其也应当属于本申请的保护范围之内。

可选的，如图3所示，位于同一第一定子齿部120相对两侧的第一齿头121的延伸长度相等，由此，能够使得第一定子齿部120相对两侧的第一齿头121相互对称，即第一定子齿部120相对两侧的槽口141偏移量相同，方便绕线机绕线。

可选的，第一定子齿部120和第二定子齿部130可以均为平行齿，平行齿的含义为齿部的相对两侧边相互平行，例如图3中，第一定子齿部120的相对两侧边相互平行时，第一定子齿部120为平行齿，第二定子齿部130的相对两侧边相互平行时，第二定子齿部130为平行齿。在第二定子齿部130的宽度D小于第一定子齿部120的宽度C时，可以使得定子槽140的容积变大，从而能够缠绕更多的线圈。

可选的，如图3所示，第一定子齿部120为平行齿，第二定子齿部130为非平行齿，例如第二定子齿部130为梯形齿，即第二定子齿部130的宽度D沿远离轭部110的方向逐渐减小，由此，利用第二定子齿部130能够为绕线让出空间，在方便绕线机绕线的基础上，还可以进一步的增加可绕的线圈数量。

可选的，定子槽140还可以为矩形槽，也即定子槽140的相对两边相互平行，由此，第一定子齿部120和第二定子齿部130为梯形齿，由此，也能够方便绕线机绕线，并且也还可以进一步的增加可绕的线圈数量。

转子200和定子100在配合时，可以是外转子200和内定子100，或者是内转子200和外定子100，具体配合形式可以根据电机的实际使用需求进行合理设置，例如在两轮电动车领域中所应用的电机通常采用外转子200和内定子100的结构，请参照图2所示，转子200套设于定子100的外周，并且在转子200和定子100之间形成有气隙210，第一定子齿部120和第二定子齿部130则均设置于定子100轭部110的外周，且沿定子100的径向外凸，从而形成前述的定子100结构，此外，在转子200靠近定子100的一侧表面贴设有磁钢(图中未示出)，磁钢沿转子200的内圆周进行分布，以便于在定子绕组150通电时，能够使得转子200相对定子100进行转动。

可选的，如图2和图3所示，在定子槽140的内壁设置有绝缘层160，绝缘层160至少位于定子绕组150和定子槽140的内壁之间，由此，可以通过绝缘层160对定子绕组150和定子100进行绝缘隔离，提高电机的整体性能。在一种实施方式中，绝缘层160可以是绝缘纸，以此在保证绝缘性能的同时，避免在定子槽140内占据较多的空间，有助于获得较高的槽满率。

本申请实施例的另一方面，提供一种电动车，通过将上述任一种的电机应用于电动车，以便于利用电机内重新设计的定子100(其采用偏槽口141配合单层绕组的结构形式)，方便双飞绕线机能够在定子槽140内绕设更多的线圈，提升定子100的槽满率，使得电机的最大转矩得到提升，并且在此基础上，还可以利用延伸长度较长的第一齿头121对绕设于第一定子齿部120上的定子绕组150进行卡阻限位，使得定子绕组150不冒出槽口141，提高电机的稳定性。由此，使得电动车在应用有前述的电机后，能够在不增大电机体积的基础上，使得电机所输出的最大转矩得到有效提升，提高电动车的整体性能。

在前述的电机作为两轮电动车的驱动电机时，可以将电机设置为轮毂电机，具体的，电动车包括车架、车轮以及前述的电机，其中，车轮转动设置于车架，电机设置于车轮，由此，电机便可以带动车轮转动，从而使得电动车整体相对地面行进。

应当理解的是，本申请的中的电机在应用时包括但不限于两轮电动车油冷电机、两轮电动车凸极电机等。

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

Claims (10)

1.一种电机，其特征在于，包括定子绕组以及相互配合的转子和定子，所述定子具有沿所述定子的圆周交替分布的第一定子齿部和第二定子齿部，并在相邻的所述第一定子齿部和所述第二定子齿部之间形成定子槽，在所述第一定子齿部靠近齿顶的相对两侧分别设置有第一齿头，在所述第二定子齿部靠近齿顶的相对两侧分别设置有第二齿头，位于同一所述定子槽内的所述第一齿头和所述第二齿头相向延伸以形成所述定子槽的槽口，所述第一齿头的延伸长度大于所述第二齿头的延伸长度，所述定子绕组绕设于所述第一定子齿部。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，位于所述第一定子齿部相对两侧的第一齿头的延伸长度相等。

3.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第一定子齿部的宽度大于所述第二定子齿部的宽度。

4.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第一定子齿部为平行齿。

5.如权利要求4所述的电机，其特征在于，所述第二定子齿部为非平行齿。

6.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子槽为矩形槽，所述第一定子齿部和所述第二定子齿部为梯形齿。

7.如权利要求1至6任一项所述的电机，其特征在于，所述转子套设于所述定子外周，且在所述转子和所述定子之间形成有气隙。

8.如权利要求7所述的电机，其特征在于，在所述转子靠近所述定子的一侧表面贴设有磁钢，所述磁钢沿所述转子的圆周分布。

9.如权利要求1至6任一项所述的电机，其特征在于，在所述定子槽的内壁设置有绝缘层，所述绝缘层至少位于所述定子绕组和所述定子槽的内壁之间。

10.一种电动车，其特征在于，包括车架、车轮以及如权利要求1至9任一项所述的电机，所述车轮转动设置于所述车架，所述电机设置于所述车轮。

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