CN116154999A - 一种扁线电机定子及扁线电机 - Google Patents

一种扁线电机定子及扁线电机 Download PDF

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胡勇峰
胡明
吴江权
郑钦
胡华
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王益有
王亚杰
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Abstract

本发明公开了一种扁线电机定子，包括定子绕组和定子铁芯，定子铁芯的周向设有多个铁芯槽，定子绕组包括多相相绕组，各相绕组包括多组并联的绕组线路，每组绕组线路包括三个并联的支路，各支路均包括多个在定子铁芯周向的铁芯槽上依次布置且相互串联的线圈；各铁芯槽中线圈的层数从槽底到槽口依次增加，各铁芯槽中穿设有三个支路的线圈，且所述铁芯槽中各支路的线圈数量相同。还公开了一种扁线电机，包括扁线电机定子。本扁线电机定子及扁线电机具有能够消除不同支路之间的相位差、减少损耗、增大效率以及提高使用寿命等优点。

Description

一种扁线电机定子及扁线电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种扁线电机定子及扁线电机。
背景技术
随着新能源汽车技术的快速发展，驱动电机作为电动汽车的关键执行部件之一，其性能要求越来越高。目前高速化、轻量化、高效率已经成为驱动电机发展趋势，对电机的功率密度、高效区、散热能力有着更高的要求。
定子绕组可分为圆线和扁线，扁线电机与圆线电机的区别在于铜线的成形方式，扁线有利于电机槽满率的提升，一般圆线电机的槽满率为50％左右，而扁线电机的槽满率能达到70％以上。槽满率的提升意味着在空间不变的前提下，可以填充更多的铜，电机的电阻减小，相同电流下，铜损耗减小。对比圆线电机，扁线电机槽内的铜导体之间接触面积大，散热效果更好。
扁线电机绕组排布及连接方式是该种电机设计的难点之一，现有的线圈排布方式一般存在以下几个问题：
1)存在绕组支路不对称的问题。为降低铜耗，一般会增加定子每槽导体层数，如4层、6层、8层等。由于各个并联支路的导体分布于铁芯槽的不同位置，一般每个铁芯槽中各支路的线圈数量不相同，使不同支路之间的产生相位差，并使支路难以对称，将会导致反电势、电阻、电感存在较大差异，从而形成环流，附加损耗增大和效率降低，同时引起电机绕组局部过温，降低电机使用寿命。
2)生产效率低。为降低铜耗，一般会增加定子每槽导体层数，如4层、6层、8层等，线圈种类数越多，绕组制造成本越高，生产效率越低。
3)常规扁线电机绕组引出线、中性点连接等需要结构复杂的汇流排，且汇流排高度会高出绕组端部高度，使得电机轴向长度增加。
4)存在较多的异性线圈，异性线圈的存在将增加线圈制造难度，不利于批量化生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够消除不同支路之间的相位差、减少损耗、增大效率以及提高使用寿命的扁线电机定子及扁线电机。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种扁线电机定子，包括定子绕组和定子铁芯，所述定子铁芯的周向设有多个铁芯槽，所述定子绕组包括多相相绕组，各所述相绕组包括一组或多组并联的绕组线路，每组绕组线路包括三个并联的支路，各所述支路均包括多个在定子铁芯周向的铁芯槽上依次布置且相互串联的线圈；各所述铁芯槽中线圈的层数从槽底到槽口依次增加，各所述铁芯槽中穿设有三个支路的线圈，且所述铁芯槽中各支路的线圈数量相同。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述线圈包括线圈主体和弯折部，所述线圈主体包括两根相互平行布置的穿槽部和连接于两根穿槽部一端的连接部，所述弯折部位于两根穿槽部的另一端并形成焊接端。
位于铁芯槽最内层和/或最外层的线圈设为换序绕组，所述换序绕组的两根穿槽部位于同一层。
位于中间层的线圈的两根穿槽部分别位于两相邻层。
位于中间层的线圈的两个弯折部分别朝线圈主体的宽度方向的两侧弯折，所述换序绕组的两个弯折部朝线圈主体的宽度方向的一侧弯折。
每组绕组线路的三个并联支路分别设为第一支路A、第二支路B和第三支路C，所述第一支路A包括线圈A1-a2、A3-a4、A5-a6、A7-a8、A9-a10、A11-a12，所述第二支路B包括线圈B1-b2、B3-b4、B5-b6、B7-b8、B9-b10、B11-b12，所述第三支路C包括线圈C1-c2、C3-c4、C5-c6、C7-c8、C9-c10、C11-c12；
线圈A1-a2、B1-b2、C1-c2的两根穿槽部均位于铁芯槽内槽底沿槽口方向上的第1层，A1-a2和B1-b2的节距为y-1，C1-c2的节距为y+2，所述y为正整数；或者、线圈A1-a2、B1-b2、C1-c2的两根穿槽部均位于铁芯槽内槽底沿槽口方向上的第1层，B1-b2和C1-c2的节距为y+1，A1-a2的节距为y-2，所述y为正整数；
A3-a4、B3-b4、C3-c4的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的第2层和第3层；
A5-a6、B5-b6、C5-c6的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的的第4层和第5层；
A7-a8和C7-c8的节距为y-1，B7-b8的节距为y+2，三者的两根穿槽部均位于铁芯槽的第6层；或者，A7-a8和C7-c8的节距为y+1，B7-b8的节距为y-2，三者的两根穿槽部均位于铁芯槽的第6层；
A9-a10、B9-b10、C9-c10的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的第5层和第4层；
A11-a12、B11-b12、C11-c12的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的第3层和第2层；
A1-a2在焊接端与A3-a4连接，A3-a4线圈在焊接端与A5-a6连接，A5-a6在焊接端与A7-a8连接，A7-a8在焊接端与A9-a10连接，A9-a10在焊接端与A11-a12连接，以此类推；
B1-b2在焊接端与B3-b4连接，B3-b4线圈在焊接端与B5-b6连接，B5-b6在焊接端与B7-b8连接，B7-b8在焊接端与B9-b10连接，B9-b10在焊接端与B11-b12连接，以此类推；
C1-c2在焊接端与C3-c4连接，C3-c4线圈在焊接端与C5-c6连接，C5-c6在焊接端与C7-c8连接，C7-c8在焊接端与C9-c10连接，C9-c10在焊接端与C11-c12连接，以此类推；
线圈连接顺序从第1层依次到第6层，再从第6层依次到第1层，如此循环往复。
位于最内层或者最外层的线圈的节距相同。
每组绕组线路的三个并联支路分别设为第一支路A、第二支路B和第三支路C，所述第一支路A包括线圈A1-a2、A3-a4、A5-a6、A7-a8、A9-a10、A11-a12，所述第二支路B包括线圈B1-b2、B3-b4、B5-b6、B7-b8、B9-b10、B11-b12，所述第三支路C包括线圈C1-c2、C3-c4、C5-c6、C7-c8、C9-c10、C11-c12；
线圈A1-a2、B1-b2、C1-c2的两根穿槽部均位于铁芯槽内槽底沿槽口方向上的第1层，A1-a2和B1-b2的节距为y-1，C1-c2的节距为y+2；或者，线圈A1-a2、B1-b2、C1-c2的两根穿槽部均位于铁芯槽内槽底沿槽口方向上的第1层，B1-b2和C1-c2的节距为y+1，A1-a2的节距为y-2；
A3-a4、B3-b4、C3-c4的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的第2层和第3层；
A5-a6、B5-b6、C5-c6的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的第4层和第5层；
A7-a8、B7-b8、C7-c8的节距为y，三者的两根穿槽部均位于铁芯槽的第6层；
A9-a10、B9-b10、C9-c10的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的第5层和第4层；
A11-a12、B11-b12、C11-c12的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的第3层和第2层；
A1-a2在焊接端与A3-a4连接，A3-a4线圈在焊接端与A5-a6连接，A5-a6在焊接端与A7-a8连接，A7-a8在焊接端与A9-a10连接，A9-a10在焊接端与A11-a12连接，以此类推；
B1-b2在焊接端与B3-b4连接，B3-b4线圈在焊接端与B5-b6连接，B5-b6在焊接端与B7-b8连接，B7-b8在焊接端与B9-b10连接，B9-b10在焊接端与B11-b12连接，以此类推；
C1-c2在焊接端与C3-c4连接，C3-c4线圈在焊接端与C5-c6连接，C5-c6在焊接端与C7-c8连接，C7-c8在焊接端与C9-c10连接，C9-c10在焊接端与C11-c12连接，以此类推；
线圈连接顺序从第1层依次到第6层，再从第6层依次到第1层，如此循环往复。
所述铁芯槽中线圈的层数为大于两层的偶数层。
一种扁线电机，包括上述的扁线电机定子。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的一种扁线电机定子，各铁芯槽中，各支路的线圈数量相同，且线圈穿过铁芯槽的部位相同，消除不同支路之间的相位差，保证每条支路完全对称，减少损耗，增大效率以及提高使用寿命。
本发明的扁线电机，包括上述扁线电机定子，同样具有如上扁线电机定子所述的优点，而且整体结构简单、体积小、工作稳定性高。
附图说明
图1是本发明扁线电机定子的连接部朝上的立体结构示意图。
图2是本发明扁线电机定子的焊接端朝上的立体结构示意图。
图3是本发明扁线电机定子的中间层线圈的结构示意图。
图4是本发明扁线电机定子的最内层和最外层线圈的结构示意图。
图5是本发明扁线电机定子的换序绕组的一种结构示意图。
图6是本发明扁线电机定子的定子绕组在实施例一的排布示意图。
图7是本发明扁线电机定子的定子绕组在实施例二的排布示意图。
图8为本发明扁线电机定子的换序绕组的另一种结构示意图。
图9是本发明扁线电机定子的定子绕组在实施例三的排布示意图。
图10是本发明扁线电机定子的定子绕组在实施例四的排布示意图。
图中各标号表示：
1、定子绕组；11、线圈主体；111、穿槽部；112、连接部；12、弯折部；2、定子铁芯；3、铁芯槽。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例一：
图1至图6示出了本发明扁线电机定子的一种实施例，本扁线电机定子包括定子绕组1和定子铁芯2，定子铁芯2的周向设有多个铁芯槽3，定子绕组1包括多相相绕组，各相绕组包括多组并联的绕组线路，每组绕组线路包括三个并联的支路，各支路均包括多个在定子铁芯2周向的铁芯槽3上依次布置且相互串联的线圈；各铁芯槽3中线圈的层数从槽底到槽口依次增加，各铁芯槽3中穿设有三个支路的线圈，且所述铁芯槽3中各支路的线圈数量相同。各支路的线圈连接顺序从铁芯槽3的最内层斜着连接到最外层再从最外层到最内层。
该扁线电机定子，各铁芯槽3中，各支路的线圈数量相同，消除不同支路之间的相位差。同时，各支路的线圈绕定子铁芯2的周向依次布置且相互串联，使得各支路的绕线形式为，线圈连接顺序从铁芯槽3的最内层斜着连接到最外层再从最外层到最内层，保证每条支路的对称性，减少损耗，增大效率以及提高使用寿命。
本实施例中，如图3和图4所示，线圈包括线圈主体11和弯折部12，线圈主体11包括两根相互平行布置的穿槽部111和连接于两根穿槽部111一端的连接部112，弯折部12位于两根穿槽部111的另一端并形成焊接端。连接部112呈V形或者圆弧状，使线圈主体11呈U型或V型。
由于各线圈均采用同类型(U型或V型)，取消了异性线圈和跨接线圈，减少了线圈的各类，从而便于装配以及批量生产，提高生产效率。
本实施例中，位于铁芯槽3最内层(也即从槽底至槽口方向的第一层)和/或最外层(从槽底至槽口方向的最后一层)的线圈设为换序绕组(如图5所示)，换序绕组的两根穿槽部111位于同一层。便于装配以及批量生产，提高生产效率。
本实施例中，位于中间层的线圈的两根穿槽部111分别位于两相邻层。位于中间层的线圈绕定子铁芯2的中心间隔分布，位于中间层的线圈的两根穿槽部111分别位于两相邻层，使各支路的线圈连接顺序从最内层依次到最外层，再从最外层依次到最内层，如此循环往复，使支路对称。
本实施例中，如图3所示，位于中间层的线圈的两个弯折部12分别朝线圈主体11的宽度方向的两侧弯折，便于中间层线圈的串联连接。如图4所示，换序绕组的两个弯折部12朝线圈主体11的宽度方向的一侧弯折，便于各支路的线圈组串联连接。
本实施例中，各线圈的中性点(如图6中的a36、b36和c36)通过铜母排进行连接，铜母排高度不超过线圈焊接端的高度，不仅结构简单，而且减少绕组端部高度，从而减少电机体积。
本实施例中，每组绕组线路的三个并联支路分别设为第一支路A、第二支路B和第三支路C，第一支路A包括线圈A1-a2、A3-a4、A5-a6、A7-a8、A9-a10、A11-a12，第二支路B包括线圈B1-b2、B3-b4、B5-b6、B7-b8、B9-b10、B11-b12，第三支路C包括线圈C1-c2、C3-c4、C5-c6、C7-c8、C9-c10、C11-c12；
线圈A1-a2、B1-b2、C1-c2的两根穿槽部111均位于铁芯槽3内槽底沿槽口方向上的第1层，A1-a2和B1-b2的节距为y-1，C1-c2的节距为y+2，y为正整数；A3-a4、B3-b4、C3-c4的节距为y，三者的两根穿槽部111(穿过铁芯槽3的部分，该部分呈笔直状)分别位于铁芯槽3的第2层和第3层；
A5-a6、B5-b6、C5-c6的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的的第4层和第5层；
A7-a8和C7-c8的节距为y-1，B7-b8的节距为y+2，三者的两根穿槽部111均位于铁芯槽3的第6层；
A9-a10、B9-b10、C9-c10的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的第5层和第4层；
A11-a12、B11-b12、C11-c12的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的第3层和第2层；
A1-a2在焊接端与A3-a4连接，A3-a4线圈在焊接端与A5-a6连接，A5-a6在焊接端与A7-a8连接，A7-a8在焊接端与A9-a10连接，A9-a10在焊接端与A11-a12连接，以此类推；
B1-b2在焊接端与B3-b4连接，B3-b4线圈在焊接端与B5-b6连接，B5-b6在焊接端与B7-b8连接，B7-b8在焊接端与B9-b10连接，B9-b10在焊接端与B11-b12连接，以此类推；
C1-c2在焊接端与C3-c4连接，C3-c4线圈在焊接端与C5-c6连接，C5-c6在焊接端与C7-c8连接，C7-c8在焊接端与C9-c10连接，C9-c10在焊接端与C11-c12连接，以此类推；
线圈连接顺序从第1层依次到第6层，再从第6层依次到第1层，如此循环往复。
具体地，以54槽6极支路数为3的电机为例，从槽底到槽口线圈层数依次增加，即第一层至第六层(在其它实施例中，也可以设置为两层、四层、八层或更多层)，U相绕组接线图如图6所示；
第一支路A：A-a，第二支路B：B-b，第三支路C：C-c。A1-a2，A3-a4，A5-a6，A7-a8，A9-a10，A11-a12以此类推构成U型线圈，B1-b2、B3-b4、B5-b6、B7-b8、B9-b10、B11-b12以此类推构成U型线圈，C1-c2、C3-c4、C5-c6、C7-c8、C9-c10、C11-c12以此类推构成U型线圈。A1-a2、B1-b2、C1-c2共同组成换序绕组，其结构如图5所示。从图6中可以看出，C1-c2线圈节距为11，B1-b2、A1-a2线圈节距为8，采用类叠绕组形式，这样就实现了绕组的换序。两套换序绕组通过焊接端进行连接，以此类推。
第1层和第6层采用换序绕组，2-3层和4-5层均采用节距为9的U型线圈，如图6所示。具体绕组排布如图6所示。
以第一支路A为例，A1-a2线圈的两根穿槽部111(两根穿槽部111分别记为上层边和下层边)都位于第一层，A3-a4的上层边和下层边分别位于第2层和第3层；A5-a6线圈的上层边和下层边分别位于第4层和第5层，A7-a8线圈的上层边和下层边都位于第6层，A9-a10线圈的上层边和下层边分别位于第5层和第4层，A11-a12线圈的上层边和下层边分别位于第3层和第2层，A13-a14线圈的上层边和下层边均位于第1层。线圈连接顺序从第1层斜着连接到第6层再从第6层到第1层，如此循环往复。其他支路与支路1类似。
本实施例中，铁芯槽3中线圈的层数为大于两层的偶数层，如四层、六层、八层等。
本扁线电机定子，线圈全部由U型线圈组成，取消异性线圈和跨接线圈，便于批量生产；采用不同跨距U型线圈组成换序绕组，进行换位，使得各支路完全对称；减少U型线圈种类，便于批量生产制造。
实施例二：
图7示出了本发明扁线电机定子的另一种实施例，本扁线电机定子与实施例一的基本相同，区别仅在于：位于最内层或者最外层的线圈的节距相同。即最内层或者最外层的线圈可以采用同一种类型，便于装配以及批量生产，提高生产效率。
本实施例中，每组绕组线路的三个并联支路分别设为第一支路A、第二支路B和第三支路C，第一支路A包括线圈A1-a2、A3-a4、A5-a6、A7-a8、A9-a10、A11-a12，第二支路B包括线圈B1-b2、B3-b4、B5-b6、B7-b8、B9-b10、B11-b12，第三支路C包括线圈C1-c2、C3-c4、C5-c6、C7-c8、C9-c10、C11-c12；
线圈A1-a2、B1-b2、C1-c2的两根穿槽部111均位于铁芯槽3内槽底沿槽口方向上的第1层，A1-a2和B1-b2的节距为y-1，C1-c2的节距为y+2；
A3-a4、B3-b4、C3-c4的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的第2层和第3层；
A5-a6、B5-b6、C5-c6的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的第4层和第5层；
A7-a8、B7-b8、C7-c8的节距为y，三者的两根穿槽部111均位于铁芯槽3的第6层；
A9-a10、B9-b10、C9-c10的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的第5层和第4层；
A11-a12、B11-b12、C11-c12的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的第3层和第2层；
A1-a2在焊接端与A3-a4连接，A3-a4线圈在焊接端与A5-a6连接，A5-a6在焊接端与A7-a8连接，A7-a8在焊接端与A9-a10连接，A9-a10在焊接端与A11-a12连接，以此类推；
B1-b2在焊接端与B3-b4连接，B3-b4线圈在焊接端与B5-b6连接，B5-b6在焊接端与B7-b8连接，B7-b8在焊接端与B9-b10连接，B9-b10在焊接端与B11-b12连接，以此类推；
C1-c2在焊接端与C3-c4连接，C3-c4线圈在焊接端与C5-c6连接，C5-c6在焊接端与C7-c8连接，C7-c8在焊接端与C9-c10连接，C9-c10在焊接端与C11-c12连接，以此类推；
线圈连接顺序从第1层依次到第6层，再从第6层依次到第1层，如此循环往复。
具体地，以54槽6极支路数为3的电机为例，从槽底到槽口线圈层数依次增加，即第一层至第六层(在其它实施例中，也可以设置为四层、八层或更多层)，U相绕组接线图如图7所示；
第一支路A：A-a，第二支路B：B-b，第三支路C：C-c。A1-a2，A3-a4，A5-a6，A7-a8，A9-a10，A11-a12以此类推构成U型线圈，B1-b2、B3-b4、B5-b6、B7-b8、B9-b10、B11-b12以此类推构成U型线圈，C1-c2、C3-c4、C5-c6、C7-c8、C9-c10、C11-c12以此类推构成U型线圈。A1-a2、B1-b2、C1-c2共同组成换序绕组，其结构如图5所示。从图7中可以看出，C1-c2线圈节距为11，B1-b2、A1-a2线圈节距为8，采用类叠绕组形式，这样就实现了绕组的换序。两套换序绕组通过焊接端进行连接，以此类推。
第1层或第6层采用换序绕组，如图5所示；第2-3层、4-5层均采用节距为9的U型线圈。若第1层采用换序绕组则第6层绕组采用节距为9的U型线圈，如图7所示，反之亦然。
以第一层为换序绕组，第一支路A为例，绕组排布图如图7所示。A1-a2线圈的两根穿槽部111(两根穿槽部111分别记为上层边和下层边)都位于第一层，A3-a4的上层边和下层边分别位于第2层和第3层；A5-a6线圈的上层边和下层边分别位于第4层和第5层，A7-a8线圈的上层边和下层边都位于第6层，A9-a10线圈的上层边和下层边分别位于第5层和第4层，A11-a12线圈的上层边和下层边分别位于第3层和第2层，A13-a14线圈的上层边和下层边均位于第1层。线圈连接顺序从第1层斜着连接到第6层再从第6层到第1层，如此循环往复。其他支路与支路1类似。
本扁线电机定子，线圈全部由U型线圈组成，取消异性线圈和跨接线圈，便于批量生产；采用不同跨距U型线圈组成换序绕组，进行换位，使得各支路完全对称；减少U型线圈种类，便于批量生产制造。
实施例三：
本扁线电机定子与实施例一的基本相同，区别仅在于：换序绕组的跨距有所不同，如图8所示，图9示出了本发明扁线电机定子的另一种实施例。
本实施例中，每组绕组线路的三个并联支路分别设为第一支路A、第二支路B和第三支路C，第一支路A包括线圈A1-a2、A3-a4、A5-a6、A7-a8、A9-a10、A11-a12，第二支路B包括线圈B1-b2、B3-b4、B5-b6、B7-b8、B9-b10、B11-b12，第三支路C包括线圈C1-c2、C3-c4、C5-c6、C7-c8、C9-c10、C11-c12；
线圈A1-a2、B1-b2、C1-c2的两根穿槽部111均位于铁芯槽3内槽底沿槽口方向上的第1层，B1-b2和C1-c2的节距为y+1，A1-a2的节距为y-2；
A3-a4、B3-b4、C3-c4的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的第2层和第3层；
A5-a6、B5-b6、C5-c6的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的第4层和第5层；
线圈A7-a8、B7-b8、C7-c8的两根穿槽部111均位于铁芯槽3内槽底沿槽口方向上的第6层，A7-b8和C7-c8的节距为y+1，B7-b8的节距为y-2；
A9-a10、B9-b10、C9-c10的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的第5层和第4层；
A11-a12、B11-b12、C11-c12的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的第3层和第2层；
A1-a2在焊接端与A3-a4连接，A3-a4线圈在焊接端与A5-a6连接，A5-a6在焊接端与A7-a8连接，A7-a8在焊接端与A9-a10连接，A9-a10在焊接端与A11-a12连接，以此类推；
B1-b2在焊接端与B3-b4连接，B3-b4线圈在焊接端与B5-b6连接，B5-b6在焊接端与B7-b8连接，B7-b8在焊接端与B9-b10连接，B9-b10在焊接端与B11-b12连接，以此类推；
C1-c2在焊接端与C3-c4连接，C3-c4线圈在焊接端与C5-c6连接，C5-c6在焊接端与C7-c8连接，C7-c8在焊接端与C9-c10连接，C9-c10在焊接端与C11-c12连接，以此类推；
线圈连接顺序从第1层依次到第6层，再从第6层依次到第1层，如此循环往复。
具体地，以54槽6极支路数为3的电机为例，从槽底到槽口线圈层数依次增加，即第一层至第六层(在其它实施例中，也可以设置为四层、八层或更多层)，U相绕组接线图如图9所示；
第一支路A：A-a，第二支路B：B-b，第三支路C：C-c。A1-a2，A3-a4，A5-a6，A7-a8，A9-a10，A11-a12以此类推构成U型线圈，B1-b2、B3-b4、B5-b6、B7-b8、B9-b10、B11-b12以此类推构成U型线圈，C1-c2、C3-c4、C5-c6、C7-c8、C9-c10、C11-c12以此类推构成U型线圈。A1-a2、B1-b2、C1-c2共同组成换序绕组，其结构如图8所示。从图9中可以看出，A1-a2线圈节距为7，B1-b2、C1-c2线圈节距为10，采用类叠绕组形式，这样就实现了绕组的换序。两套换序绕组通过焊接端进行连接，以此类推。
第1层和第6层采用换序绕组，如图8所示，第2-3层、4-5层均采用节距为9的U型线圈。
以第一支路A为例，绕组排布图如图9所示。A1-a2线圈的两根穿槽部111(两根穿槽部111分别记为上层边和下层边)都位于第一层，A3-a4的上层边和下层边分别位于第2层和第3层；A5-a6线圈的上层边和下层边分别位于第4层和第5层，A7-a8线圈的上层边和下层边都位于第6层，A9-a10线圈的上层边和下层边分别位于第5层和第4层，A11-a12线圈的上层边和下层边分别位于第3层和第2层，A13-a14线圈的上层边和下层边均位于第1层。线圈连接顺序从第1层斜着连接到第6层再从第6层到第1层，如此循环往复。其他支路与支路1类似。
本扁线电机定子，线圈全部由U型线圈组成，取消异性线圈和跨接线圈，便于批量生产；采用不同跨距U型线圈组成换序绕组，进行换位，使得各支路完全对称；减少U型线圈种类，便于批量生产制造。
实施例四：
图10示出了本发明扁线电机定子的另一种实施例，本扁线电机定子与实施例三的基本相同，区别仅在于：位于最内层或者最外层的线圈的节距相同。即最内层或者最外层的线圈可以采用同一种类型，便于装配以及批量生产，提高生产效率。
本实施例中，每组绕组线路的三个并联支路分别设为第一支路A、第二支路B和第三支路C，第一支路A包括线圈A1-a2、A3-a4、A5-a6、A7-a8、A9-a10、A11-a12，第二支路B包括线圈B1-b2、B3-b4、B5-b6、B7-b8、B9-b10、B11-b12，第三支路C包括线圈C1-c2、C3-c4、C5-c6、C7-c8、C9-c10、C11-c12；
线圈A1-a2、B1-b2、C1-c2的两根穿槽部111均位于铁芯槽3内槽底沿槽口方向上的第1层，B1-b2和C1-c2的节距为y+1，A1-a2的节距为y-2；
A3-a4、B3-b4、C3-c4的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的第2层和第3层；
A5-a6、B5-b6、C5-c6的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的第4层和第5层；
A7-a8、B7-b8、C7-c8的节距为y，三者的两根穿槽部111均位于铁芯槽3的第6层；
A9-a10、B9-b10、C9-c10的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的第5层和第4层；
A11-a12、B11-b12、C11-c12的节距为y，三者的两根穿槽部111分别位于铁芯槽3的第3层和第2层；
A1-a2在焊接端与A3-a4连接，A3-a4线圈在焊接端与A5-a6连接，A5-a6在焊接端与A7-a8连接，A7-a8在焊接端与A9-a10连接，A9-a10在焊接端与A11-a12连接，以此类推；
B1-b2在焊接端与B3-b4连接，B3-b4线圈在焊接端与B5-b6连接，B5-b6在焊接端与B7-b8连接，B7-b8在焊接端与B9-b10连接，B9-b10在焊接端与B11-b12连接，以此类推；
C1-c2在焊接端与C3-c4连接，C3-c4线圈在焊接端与C5-c6连接，C5-c6在焊接端与C7-c8连接，C7-c8在焊接端与C9-c10连接，C9-c10在焊接端与C11-c12连接，以此类推；
线圈连接顺序从第1层依次到第6层，再从第6层依次到第1层，如此循环往复。
具体地，以54槽6极支路数为3的电机为例，从槽底到槽口线圈层数依次增加，即第一层至第六层(在其它实施例中，也可以设置为四层、八层或更多层)，U相绕组接线图如图10所示；
第一支路A：A-a，第二支路B：B-b，第三支路C：C-c。A1-a2，A3-a4，A5-a6，A7-a8，A9-a10，A11-a12以此类推构成U型线圈，B1-b2、B3-b4、B5-b6、B7-b8、B9-b10、B11-b12以此类推构成U型线圈，C1-c2、C3-c4、C5-c6、C7-c8、C9-c10、C11-c12以此类推构成U型线圈。A1-a2、B1-b2、C1-c2共同组成换序绕组，其结构如图8所示。从图9中可以看出，A1-a2线圈节距为7，B1-b2、C1-c2线圈节距为10，采用类叠绕组形式，这样就实现了绕组的换序。两套换序绕组通过焊接端进行连接，以此类推。
第1层或第6层采用换序绕组，如图8所示，第2-3层、4-5层均采用节距为9的U型线圈。
以第一支路A为例，绕组排布图如图10所示。A1-a2线圈的两根穿槽部111(两根穿槽部111分别记为上层边和下层边)都位于第一层，A3-a4的上层边和下层边分别位于第2层和第3层；A5-a6线圈的上层边和下层边分别位于第4层和第5层，A7-a8线圈的上层边和下层边都位于第6层，A9-a10线圈的上层边和下层边分别位于第5层和第4层，A11-a12线圈的上层边和下层边分别位于第3层和第2层，A13-a14线圈的上层边和下层边均位于第1层。线圈连接顺序从第1层斜着连接到第6层再从第6层到第1层，如此循环往复。其他支路与支路1类似。
本扁线电机定子，线圈全部由U型线圈组成，取消异性线圈和跨接线圈，便于批量生产；采用不同跨距U型线圈组成换序绕组，进行换位，使得各支路完全对称；减少U型线圈种类，便于批量生产制造。
实施例五：
本实施例的扁线电机，包括实施例一或者实施例二的扁线电机定子。本发明的扁线电机同样包括如上所述的扁线电机定子，同样具有如上扁线电机定子所述的优点，而且整体结构简单、体积小、工作稳定性高。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种扁线电机定子，包括定子绕组(1)和定子铁芯(2)，所述定子铁芯(2)的周向设有多个铁芯槽(3)，所述定子绕组(1)包括多相相绕组，其特征在于：各所述相绕组包括一组或多组并联的绕组线路，每组绕组线路包括三个并联的支路，各所述支路均包括多个在定子铁芯(2)周向的铁芯槽(3)上依次布置且相互串联的线圈；各所述铁芯槽(3)中线圈的层数从槽底到槽口依次增加，各所述铁芯槽(3)中穿设有三个支路的线圈，且所述铁芯槽(3)中各支路的线圈数量相同。
2.根据权利要求1所述的扁线电机定子，其特征在于：所述线圈包括线圈主体(11)和弯折部(12)，所述线圈主体(11)包括两根相互平行布置的穿槽部(111)和连接于两根穿槽部(111)一端的连接部(112)，所述弯折部(12)位于两根穿槽部(111)的另一端并形成焊接端。
3.根据权利要求2所述的扁线电机定子，其特征在于：位于铁芯槽(3)最内层和/或最外层的线圈设为换序绕组，所述换序绕组的两根穿槽部(111)位于同一层。
4.根据权利要求3所述的扁线电机定子，其特征在于：位于中间层的线圈的两根穿槽部(111)分别位于两相邻层。
5.根据权利要求4所述的扁线电机定子，其特征在于：位于中间层的线圈的两个弯折部(12)分别朝线圈主体(11)的宽度方向的两侧弯折，所述换序绕组的两个弯折部(12)朝线圈主体(11)的宽度方向的一侧弯折。
6.根据权利要求4所述的扁线电机定子，其特征在于：每组绕组线路的三个并联支路分别设为第一支路A、第二支路B和第三支路C，所述第一支路A包括线圈A1-a2、A3-a4、A5-a6、A7-a8、A9-a10、A11-a12，所述第二支路B包括线圈B1-b2、B3-b4、B5-b6、B7-b8、B9-b10、B11-b12，所述第三支路C包括线圈C1-c2、C3-c4、C5-c6、C7-c8、C9-c10、C11-c12；
线圈A1-a2、B1-b2、C1-c2的两根穿槽部(111)均位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第1层，A1-a2和B1-b2的节距为y-1，C1-c2的节距为y+2，所述y为正整数；或者，线圈A1-a2、B1-b2、C1-c2的两根穿槽部(111)均位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第1层，B1-b2和C1-c2的节距为y-1，A1-a2的节距为y-2，所述y为正整数；
A3-a4、B3-b4、C3-c4的节距为y，三者的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)的第2层和第3层；
A5-a6、B5-b6、C5-c6的节距为y，三者的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)的的第4层和第5层；
A7-a8和C7-c8的节距为y-1，B7-b8的节距为y+2，三者的两根穿槽部(111)均位于铁芯槽(3)的第6层；或者，A7-a8和C7-c8的节距为y+1，B7-b8的节距为y-2，三者的两根穿槽部(111)均位于铁芯槽(3)的第6层；
A9-a10、B9-b10、C9-c10的节距为y，三者的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)的第5层和第4层；
A11-a12、B11-b12、C11-c12的节距为y，三者的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)的第3层和第2层；
A1-a2在焊接端与A3-a4连接，A3-a4线圈在焊接端与A5-a6连接，A5-a6在焊接端与A7-a8连接，A7-a8在焊接端与A9-a10连接，A9-a10在焊接端与A11-a12连接，以此类推；
B1-b2在焊接端与B3-b4连接，B3-b4线圈在焊接端与B5-b6连接，B5-b6在焊接端与B7-b8连接，B7-b8在焊接端与B9-b10连接，B9-b10在焊接端与B11-b12连接，以此类推；
C1-c2在焊接端与C3-c4连接，C3-c4线圈在焊接端与C5-c6连接，C5-c6在焊接端与C7-c8连接，C7-c8在焊接端与C9-c10连接，C9-c10在焊接端与C11-c12连接，以此类推；
线圈连接顺序从第1层依次到第6层，再从第6层依次到第1层，如此循环往复。
7.根据权利要求4所述的扁线电机定子，其特征在于：位于最内层或者最外层的线圈的节距相同。
8.根据权利要求7所述的扁线电机定子，其特征在于：每组绕组线路的三个并联支路分别设为第一支路A、第二支路B和第三支路C，所述第一支路A包括线圈A1-a2、A3-a4、A5-a6、A7-a8、A9-a10、A11-a12，所述第二支路B包括线圈B1-b2、B3-b4、B5-b6、B7-b8、B9-b10、B11-b12，所述第三支路C包括线圈C1-c2、C3-c4、C5-c6、C7-c8、C9-c10、C11-c12；
线圈A1-a2、B1-b2、C1-c2的两根穿槽部(111)均位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第1层，A1-a2和B1-b2的节距为y-1，C1-c2的节距为y+2；或者，线圈A1-a2、B1-b2、C1-c2的两根穿槽部(111)均位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第1层，B1-b2和C1-c2的节距为y-1，A1-a2的节距为y-2；
A3-a4、B3-b4、C3-c4的节距为y，三者的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)的第2层和第3层；
A5-a6、B5-b6、C5-c6的节距为y，三者的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)的第4层和第5层；
A7-a8、B7-b8、C7-c8的节距为y，三者的两根穿槽部(111)均位于铁芯槽(3)的第6层；
A9-a10、B9-b10、C9-c10的节距为y，三者的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)的第5层和第4层；
A11-a12、B11-b12、C11-c12的节距为y，三者的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)的第3层和第2层；
A1-a2在焊接端与A3-a4连接，A3-a4线圈在焊接端与A5-a6连接，A5-a6在焊接端与A7-a8连接，A7-a8在焊接端与A9-a10连接，A9-a10在焊接端与A11-a12连接，以此类推；
B1-b2在焊接端与B3-b4连接，B3-b4线圈在焊接端与B5-b6连接，B5-b6在焊接端与B7-b8连接，B7-b8在焊接端与B9-b10连接，B9-b10在焊接端与B11-b12连接，以此类推；
C1-c2在焊接端与C3-c4连接，C3-c4线圈在焊接端与C5-c6连接，C5-c6在焊接端与C7-c8连接，C7-c8在焊接端与C9-c10连接，C9-c10在焊接端与C11-c12连接，以此类推；
线圈连接顺序从第1层依次到第6层，再从第6层依次到第1层，如此循环往复。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的扁线电机定子，其特征在于：所述铁芯槽(3)中线圈的层数为大于两层的偶数层。
10.一种扁线电机，其特征在于：包括权利要求1至9中任一项所述的扁线电机定子。
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