CN116418181A - 绕线方法、绕线装置、电机定子、驱动电机和车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绕线方法、绕线装置、电机定子、驱动电机和车辆,电机定子的绕组的绕线线圈由m根导线并绕n匝形成,绕线方法包括:根据绕线线圈的导线的根数m和每根导线绕制的匝数n,将每个绕线线圈分组进行绕制并固定以得到p组线圈,其中,在n>m≥1时,将绕线线圈的每根导线绕制的匝数n进行分组,在1<n<m时,将绕线线圈的导线的根数m进行分组;将p组线圈下线到电机定子的定子槽内。根据本发明实施例的绕线方法减小了每次绕制线圈的导线的并绕根数或者并绕匝数,使并绕的多股导线松紧一致,定子槽内导线分布更加齐整均匀,能减少多根导线之间的长度偏差,减小电阻偏差和电势差,减少环流和温升,提高电机的性能。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域,更具体地,涉及一种绕线方法、绕线装置、电机定子、驱动电机和车辆。
背景技术
在相关技术中电机采用多股线并绕的方式绕线,并绕的多股线松紧不一致、绕线困难,且每根导体上电势不同,形成环流,导致产生较大的温升,影响电机的性能。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种电机定子的绕线方法,所述绕线方法减少了环流,降低了温升,提高了电机性能。
本发明还提出一种执行上述绕线方法的电机定子的绕线装置。
本发明还提出一种采用上述绕线方法绕线的电机定子。
本发明还提出一种具有上述电机定子的驱动电机。
本发明还提出一种具有上述驱动电机的车辆。
根据本发明实施例的电机定子的绕线方法,所述电机定子的绕组的绕线线圈由m根导线并绕n匝形成,所述绕线方法包括:根据所述绕线线圈的所述导线的根数m和每根所述导线绕制的匝数n,将每个所述绕线线圈分组进行绕制并固定以得到p组线圈,其中,在n>m≥1时,将所述绕线线圈的每根所述导线绕制的匝数n进行分组,在1<n<m时,将所述绕线线圈的所述导线的根数m进行分组;将p组所述线圈下线到所述电机定子的定子槽内。
根据本发明实施例的电机定子的绕线方法,通过根据绕线线圈的导线根数和每根导线绕制的匝数大小,将每个绕线线圈进行分组,并在每组绕制完成后分别固定以形成多组线圈,减小每次绕制线圈的导线的并绕根数或者并绕匝数,使并绕的多股导线松紧一致,绕线更简单,且定子槽内导线分布更加齐整均匀,能够减少多根导线之间的长度偏差,减少电阻偏差,导体上电势更接近,减少环流产生,从而有利于降低温升,提高电机的性能。
另外,根据本发明上述实施例的电机定子的绕线方法还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的一些实施例,在n>m≥1时,n=Ap+B,其中一组所述线圈包括m根所述导线并绕A+B匝,其余组所述线圈均包括m根所述导线并绕A匝,A、B均为整数,A>0,0≤B<p。
根据本发明的一些实施例,n/4≤p≤n。
根据本发明的一些实施例,在1<n<m时,m=Cp+D,其中一组所述线圈包括C+D根所述导线并绕n匝,其余组所述线圈均包括C根所述导线并绕n匝,C、D均为整数,C>0,0≤D<p。
根据本发明的一些实施例,m/5≤p<m。
根据本发明的一些实施例,每组所述线圈包括第一层边、第二层边以及连接所述第一层边和所述第二层边的连接部,所述将p组所述线圈下线到所述电机定子的定子槽内,包括:对p组所述线圈按照绕制顺序进行编号;将p组所述线圈的所述第一层边按1、2、……、p组的顺序下线到其中一个所述定子槽内,所述第二层边按e+2、e+3、……、p、1、……、e+1组的顺序下线到另一个所述定子槽内;或者,所述第一层边按p、p-1、……、1组的顺序下线到其中一个所述定子槽内,所述第二层边按p-1-e、p-2-e、……、1、p、……、p-e组的顺序下线到另一个所述定子槽内,0≤e<p-1。
根据本发明的一些实施例,e=0。
根据本发明的一些实施例,所述电机定子的所述绕组具有多条并联支路,每条所述并联支路包括串联的多个所述绕线线圈,每组所述线圈包括第一层边、第二层边以及连接所述第一层边和所述第二层边的连接部,所述并联支路中,相邻两个所述绕线线圈的所述第一层边的下线顺序相反。
根据本发明的一些实施例,所述并联支路的相邻两个所述绕线线圈中,其中一个所述绕线线圈的所述第一层边和所述第二层边设于另一个所述绕线线圈的所述第一层边和所述第二层边的彼此靠近侧;或者,其中一个所述绕线线圈的所述第一层边和所述第二层边分别设于另一个所述绕线线圈的所述第一层边和所述第二层边的同一侧。
根据本发明的一些实施例,在将所述p组线圈下线到所述定子槽内之前,将每组所述线圈通过绝缘件进行包裹。
根据本发明实施例的电机定子的绕线装置,用于执行根据本发明实施例的电机定子的绕线方法。
根据本发明实施例的电机定子,采用根据本发明实施例的电机定子的绕线方法进行绕线。
根据本发明实施例的驱动电机包括根据本发明实施例的电机定子。
根据本发明实施例的车辆包括根据本发明实施例的驱动电机。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明实施例的绕线方法的流程示意图;
图2是根据本发明一些具体实施例的绕线方法的流程示意图;
图3是根据本发明一些实施例的一个定子槽内多组线圈的下线示意图;
图4是根据本发明的一些实施例的线圈的结构示意图;
图5是根据本发明的一些实施例的并联支路中相邻两个绕线线圈的分布示意图;
图6是根据本发明的一些实施例的并联支路中相邻两个绕线线圈的分布示意图;
图7是根据本发明的一些实施例的一个绕线线圈的下线示意图;
图8是根据本发明的一些实施例的两个绕线线圈的下线示意图;
图9是根据本发明的一些实施例的两个绕线线圈的下线示意图;
图10是根据本发明实施例的车辆的示意图。
附图标记:
电机定子100;驱动电机2000;车辆3000;
定子铁心10;定子槽101;
绕线线圈20;线圈21;第一层边22;第二层边23;连接部24;
绝缘件30。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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发明的限制。
在本发明的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征,“多个”的含义是两个或两个以上,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
下面参考附图描述根据本发明实施例的电机定子100的绕线方法。
参照图1-图3所示,电机定子100的绕线线圈20可以采用多股导线并绕的绕线方式来替代传统的单根粗圆线绕制的方式,如绕线线圈20可以由m根导线(如铜线,包括但不限于圆线)、并绕n匝形成,使电机定子100有着加工工艺简单、成本低、灵活易调节等优点。
此外,如图1-图3所示,根据本发明实施例的电机定子100的绕线方法可以包括以下步骤:
步骤S1:根据绕线线圈20的导线的根数m和每根导线绕制的匝数n,将每个绕线线圈20分组进行绕制并固定以得到p组线圈21,其中,在n>m≥1时,将绕线线圈20的每根导线绕制的匝数n进行分组,在1<n<m时,将绕线线圈20的导线的根数m进行分组;
具体而言,将每个绕线线圈20分为p组进行绕制,每组绕制完成后分别进行固定,从而得到p组线圈21,p组线圈21中的m根导线并联,并且每根导线绕制n匝构成m根导线并绕n匝的绕线结构,能够降低交流电阻,降低集肤效应和临近效应。尤其在高速高频的场合,分组绕线方式可以降低电机的交流电阻,降低由于高频交流磁场而产生的集肤效应和临近效应,使每根导线内交流电流分布均匀,避免工作衰减增大。
步骤S2:将p组线圈21下线到电机定子100的定子槽101内。
需要说明的是,电机定子的绕组包括多条并联支路,每条并联支路包括多个串联的绕线线圈20,多个绕线线圈20均进行分组绕线的实施例中,分组绕线的多个绕线线圈20的下线顺序可以相同,也可以不相同。例如,多个绕线线圈20均可以按照p组线圈21的绕制顺序下线。再例如,多个绕线线圈20可以按照p组线圈21的绕制顺序错开至少一组换位下线;具体地,串联的其中一个绕线线圈20可以按照1、2、3、……、p组的顺序下线,串联的另一个绕线线圈20可以按照2、3、……、p、1组的顺序下线。这都在本发明的保护范围之内。
对于多股导线并绕的电机,若并绕的多股线松紧不一致,会导致绕线困难,且每根线的长度会有偏差,导致单根线的电阻之间有偏差,并且并绕的多股线在槽内最终的位置无法确定与准确管控,存在单匝线圈的多根导体在槽内的位置相差较远,由于槽流感的影响,导致每根导体上的电势不同,形成环流,产生较大的温升,影响电机的性能。
而在本发明的实施例中,通过将m根导线并绕n匝的绕线线圈20结构进行分组,减小每次绕制线圈21的导线的并绕根数(即每个线圈21所包括的导线的根数)或者并绕匝数(即每个线圈21中每根导线所绕制的匝数),使得多组线圈21下线至电机定子100的定子铁心10的定子槽101内后,定子槽101内导线分布更加齐整均匀,并绕的多股导线松紧更一致,使绕线更容易,并且能够减少多根导线之间的长度偏差,从而减少多个导线之间的电阻偏差。此外,并绕的多股导线在定子槽101内的最终位置更易于确定和准确管控,减少磁漏感,使多根导线上的电势更接近,减少环流的产生,降低温升,有利于提高电机的持续外特性与峰值外特性。
并且,本发明的实施例中,根据绕线线圈20的导线的根数和每根导线绕制的匝数进行分组,即根据m和n的大小进行分组,实现针对性分组,分组更合理,能够满足不同情况下,更大程度上减少环流。
举例而言,在一些实施例中,如图2所示,n>m≥1,将绕线线圈20的每根导线绕制的匝数进行分组,如将m根导线并绕的n匝分成p组,每组线圈21包括m根导线并绕n1匝,并且n1小于n。此种方法,在每组线圈21按顺序下线到定子槽101中后,每组线圈21中并绕的m根导线在定子槽101内分布位置较为集中,定子槽101内导体分布的更加齐整均匀,能够降低单组线圈21内并绕导体之间的电势差,从而减小环流。
在另一些实施例中,如图2所示,1<n<m,将绕线线圈20的导线根数进行分组,如将m根导线分成p组,每组线圈21包括m1根导线并绕n匝,并且m1小于m。此种方法,每根导线之间的电势差的大小与相位较为固定,便于通过对多组线圈21进行换为以降低绕线线圈20中并绕导体之间的合成电势差,从而减小环流。
需要说明的是,本发明对每组线圈21的固定方式不做特殊限制。例如,每组线圈21可以通过特定工装固定,以使固定更可靠,且多组线圈21的固定松紧度更一致。
下面描述根据本发明一些实施例的多根导线并绕的分组方法。
在本发明的一些实施例中,在n>m≥1时,步骤S1:根据绕线线圈20的导线的根数m和每根导线绕制的匝数n,将每个绕线线圈20分组进行绕制并固定以得到p组线圈21,具体可以包括:将每个绕线线圈20的每根导线绕制的匝数n分为p组进行绕制,并固定,以得到p组线圈。其中,n=Ap+B,p组线圈21中,其中一组线圈21包括m根导线并绕A+B匝,其余组线圈21均包括m根导线并绕A匝,A、B均为整数,A>0,0≤B<p。
在n大于m时,由于多股并绕的绕线线圈20中导体匝数比较多,更容易导致松紧度不一致等问题,通过将匝数分组,使每组线圈21中导线并绕的匝数减少,并且每组线圈21分别固定,从而提高松紧度的一致性,并且每匝线圈21中并绕的m根导线在定子槽101内分布的位置较为集中,使定子槽101内导体分布更加齐整均匀,以降低单匝线圈21内并绕导线之间的电势差,从而减少环流。
举例而言,如图2和图3所示,将绕线线圈20的n匝分成p组后,可以对其进行编号,分别为1、2、3、……、p号。若n能够被p整除,即B=0,每组线圈21均包括n/p匝;若n不能被p整除,则前1、2、3、……、(p-1)号,每组线圈21可以各包括A匝,即n/p取整,第p号为(n-(p-1)*A),即A+B匝。绕制线圈21时,每绕成一组,就将该组线圈21用工装固定,编号,待绕完n匝的线圈21,则将n匝线圈21按1、2、3、……、p号的顺序依次下线到定子槽101中。整个绕线过程更加有序。
在一些实施例中,分组数和绕线线圈20的每根导线绕制的匝数n满足n/4≤p≤n。在上述取值范围内,分组数足够多,以保证减少环流的效果,限制降低电机的温升。
在本发明的一些实施例中,在1<n<m时,步骤S1:根据绕线线圈20的导线的根数m和每根导线绕制的匝数n数,将每个绕线线圈20分组进行绕制并固定以得到p组线圈21,具体可以包括:将每个绕线线圈20的导线根数m分为p组进行绕制,并固定,以得到p组线圈。其中,m=Cp+D,p组线圈21中,其中一组线圈21包括C+D根导线并绕n匝,其余组线圈21均包括C根导线并绕n匝,C、D均为整数,C>0,0≤D<p。
在m大于n时,由于多股并绕的绕线线圈20中导体根数比较多,更容易导致松紧度不一致等问题,通过将根数分组,使每组线圈21中并绕的导线根数减少,并且每组线圈21分别固定,从而提高松紧度的一致性,虽然各组线圈21之间导体在定子槽101内的分布位置较为分散,但由于对并绕导线进行分组,每根导线之间的电势差的大小与相位较为固定,有利于通过对线圈21的换为降低绕线线圈20中并绕导体之间的合成电势差,从而减小环流。
举例而言,如图2和图3所示,将绕线线圈20的m根导线分成p组后,可以对其进行编号,分别为1、2、3、……、p号。若m能够被p整除,即D=0,每组线圈21均包括m/p根导线;若m不能被p整除,则前1、2、3、……、(p-1)号,每组线圈21可以各包括C根导线,即m/p取整,第p号为(m-(p-1)*C),即C+D根导线。绕制线圈21时,每绕成一组,就将该组线圈21用工装固定,编号,待绕完p组线圈21,则将线圈21按1、2、3、……、p号的顺序依次下线到定子槽101中。整个绕线过程更加有序。
在一些实施例中,分组数和导线根数满足m/5≤p<m。在上述取值范围内,分组数足够多,以保证减少环流的效果,限制降低电机的温升。
根据本发明实施例的电机定子100的绕线方法,通过根据绕线线圈20的导线根数和每根导线绕制的匝数大小,将每个绕线线圈20进行分组,并在每组绕制完成后分别固定以形成多组线圈21,减小每次绕制线圈21的导线的并绕根数或者并绕匝数,使并绕的多股导线松紧一致,绕线更简单,且定子槽101内导线分布更加齐整均匀,能够减少多根导线之间的长度偏差,减少电阻偏差,导体上电势更接近,减少环流产生,从而有利于降低温升,提高电机的性能。
下面结合附图描述根据本发明一些实施例的多组线圈21的下线方法。
在本发明的一些实施例中,如图4-图6所示,每组线圈21均包括第一层边22、第二层边23和连接部24,连接部24连接第一层边22以及第二层边23。其中,在将线圈21下线至定子槽101内后,第一层边22和第二层边23均位于定子槽101内,连接部24位于定子铁心10的轴向端部,以连接对应的地第一层边22和第二层边23。
对于同一个绕线线圈20的多组线圈21而言,第一层边22和第二层边23的下线顺序可以相同,也可以错开几组编号进行下线。举例而言,多组线圈21的第一层边22可以均按1、2、3、……、p组的顺序下线至一个定子槽101内,多组线圈21的第二层边23也可以按1、2、3、……、p组的顺序下线至另一个定子槽101内。或者,多组线圈21的第一层边22可以均按2、3、……、p、1组的顺序下线至一个定子槽101内,多组线圈21的第二层边23也可以按2、3、……、p、1组的顺序下线至另一个定子槽101内
再举例而言,如图7所示,对于同一个绕线线圈20的多组线圈21而言,步骤S2:将p组线圈21下线到电机定子100的定子槽101内,具体可以包括:
步骤S21:对p组线圈21按照绕制顺序进行编号;
具体地,以将绕线线圈20的n匝分成p组、n不能被p整除为例,m根导线并绕,绕制A匝后进行固定,并将得到的线圈21编号为第1组;继续再绕制A匝后固定,并将得到的线圈21编号为第2组;如此操作至绕制完第p-1组;剩余导线绕制A+B匝后固定,并将得到的线圈21编号为第p组。由此,p组线圈21绕制并编号完成。绕制和编号更有序,使后续下线换位更准确。
步骤S22:将p组线圈21的第一层边22按照1、2、……、p组的顺序下线到其中一个定子槽101内,第二层边23按e+2、e+3、……、p、1、……、e+1组的顺序下线到另一个定子槽101内;或者,第一层边22按照p、p-1、……、1组的顺序下线到其中一个定子槽101内,第二层边23按p-1-e、p-2-e、……、1、p、……、p-e组的顺序下线到另一个定子槽101内,-1≤e<p-1。
换言之,p组线圈21的第二层边23与第一层边22错开几组编号进行下线,以实现第一层板和第二层边23的换位,从而有效降低绕线线圈20中并绕导体之间的合成电势差,减少环流,从而有利于降低温升,提高电机的持续外特性与峰值外特性。
需要说明的是,同一个绕线线圈20的第一层边22所在定子槽101与第二层边23所在定子槽101之间的间隔槽数,可以根据实际情况设置。举例而言,可以对定子铁心10的定子槽101进行编号,多个线圈21的第一层边22均放在第a号槽中,第二层边23均放在第a+b号槽中,其中,b为绕线线圈20的节距,连接部24在定子铁心10的轴向的两侧。
在一些具体实施例中,e=0。换言之,第二层边23与第一层边22错开1组编号进行下线,能够更大程度上降低电视差,减少环流的效果更好。
下面以e=0为例,描述根据本发明的一些具体实施例。
在一些实施例中,如图7所示,下线时,p组线圈21的第一层边22按照1、2、3、……、p组的顺序下线到第a号槽中,而第二层边23按照2、3、……、p、1组的顺序下线到第a+b号槽中。通过该方法下线的绕线线圈20,可以减小第一层边22和第二层边23之间并绕导线间的电势差,减小线圈21内的环流,减小铜损。
在一些实施例中,下线时,p组线圈21的第一层边22按照p、p-1、……、2、1组的顺序下线到第a号槽中,而第二层边23按照p-1、p-2、……、2、1、p组的顺序下线到第a+b号槽中。通过该方法下线的绕线线圈20,可以减小第一层边22和第二层边23之间并绕导线间的电势差,减小线圈21内的环流,减小铜损。
下面结合附图描述根据本发明一些实施例的多个绕线线圈20的下线方法。
在本发明的一些实施例中,电机定子100的绕组可以具有多条并联支路,每条并联支路可以包括串联的多个绕线线圈20,每个绕线线圈20均包括多组线圈21。每组线圈21包括第一层边22、第二层边23和连接部24,连接部24用于连接第一层边22以及第二层边23。在一些实施例的绕线方法中,如图8-图9所示,并联支路中,相邻两个绕线线圈20的第一层边22的下线顺序相反。
举例而言,如图8所示,其中一个绕线线圈20的第一层边22设于第a号槽内,另一个绕线线圈20的第一层边22设于第a+1号槽内。其中,第a号槽内的多组线圈21按照1、2、3、……、p组的顺序依次下线,第a+1号槽内的多组线圈21按照p、p-1、p-2、……、2、1组的顺序依次下线。通过该方法下线的绕线线圈20支路,能够有效降低不同绕线线圈20之间,并绕导体由于定子槽101漏磁产生的电势差,从而降低环流,减小温升,提高电机性能。
需要说明的是,相邻两个绕线线圈20中,每个绕线线圈20的第二层边23的下线顺序可以与对应的第一层边22的下线顺序相同,以通过相邻两个绕线线圈20的层边换位减小电势差;或者相邻两个绕线线圈20中,每个绕线线圈20的第二层边23的下线顺序可以与对应的第一层边22错开几组编号进行下线,从而同时通过相邻两个绕线线圈20的层边换位以及每个绕线线圈20内的从层边换位,协同作用,以更大幅度减小电势差,减少环流产生,降低温升以及提高电机性能的效果更好。
举例而言,如图8和图9所示,相邻两个绕线线圈20中,其中一个绕线线圈20的第一层边22按照1、2、3、……、p组的顺序依次下线,第二层边23按照2、3、……、p、1的顺序依次下线;其中另一个绕线线圈20的第一层边22按照p、p-1、p-2、……、2、1组的顺序依次下线,第二层边23按照p-1、p-2、……、2、1、p组的顺序依次下线。
另外需要说明的是,在本发明的实施例中,相邻两个绕线线圈20是指,这两个绕线线圈20的第一层边22所在定子槽101的槽号相差1,且第二层边23所在定子槽101的槽号相差1。
以图6和图9所示实施例为例,并联支路的相邻两个绕线线圈20中,其中一个绕线线圈20的第一层边22和第二层边23设于其中另一个绕线线圈20的第一层边22和第二层边23的彼此靠近侧。换言之,两个绕线线圈20套设设置,形成同心式排布。
具体而言,第一个绕线线圈20的第一层边22设于第a号槽,第二层边23设于第a+b号槽;第二个绕线线圈20的第一层边22设于第a+1号槽,第二层边23设于第a+b-1号槽。可以理解的是,在并联支路所包括绕线线圈20数大于2时,第三个绕线线圈20的第一层边22可以设于第a+2号槽,第二层边23设于第a+b-2号槽;第四绕线线圈20的第一层边22可以设于第a+3号槽,第二层边23设于第a+b-3号槽,依此类推,直至并联支路的全部串联绕线线圈20下线完成。
具体而言,以并联支路包括三个串联的绕线线圈20为例,第一个绕线线圈20的第一层边22可以按照1、2、3、……、p组的顺序依次下线至第a号槽,第二层边23可以按照2、3、……、p、1的顺序依次下线至第a+b号槽;第二个绕线线圈20的第一层边22可以按照p、p-1、p-2、……、2、1组的顺序依次下线至第a+1号槽,第二层边23可以按照p-1、p-2、……、2、1、p组的顺序依次下线至第a+b-1号槽;第三个绕线线圈20的第一层边22可以按照1、2、3、……、p组的顺序依次下线至第a+2号槽,第二层边23可以按照2、3、……、p、1的顺序依次下线至第a+b-2号槽。
以图5和图8所示实施例为例,其中一个绕线线圈20的第一层边22和第二层边23分别设于另一个绕线线圈20的第一层边22和第二层边23的同一侧。换言之,分别设于沿定子铁心10的周向上的同一侧,如其中一个绕线线圈20的第一层边22位于另一个绕线线圈20的第一层边22的顺时针侧,其中一个绕线线圈20的第二层边23位于另一个绕线线圈20的第二层边23的顺时针侧。再换言之,两个绕线线圈20形成链式排布结构。
具体而言,第一个绕线线圈20的第一层边22设于第a号槽,第二层边23设于第a+b号槽;第二个绕线线圈20的第一层边22设于第a+1号槽,第二层边23设于第a+b+1号槽。可以理解的是,在并联支路所包括绕线线圈20数大于2时,第三个绕线线圈20的第一层边22可以设于第a+2号槽,第二层边23设于第a+b+2号槽;第四绕线线圈20的第一层边22可以设于第a+3号槽,第二层边23设于第a+b+3号槽,依此类推,直至并联支路的全部串联绕线线圈20下线完成。
具体而言,以并联支路包括三个串联的绕线线圈20为例,第一个绕线线圈20的第一层边22可以按照1、2、3、……、p组的顺序依次下线至第a号槽,第二层边23可以按照2、3、……、p、1的顺序依次下线至第a+b号槽;第二个绕线线圈20的第一层边22可以按照p、p-1、p-2、……、2、1组的顺序依次下线至第a+1号槽,第二层边23可以按照p-1、p-2、……、2、1、p组的顺序依次下线至第a+b+1号槽;第三个绕线线圈20的第一层边22可以按照1、2、3、……、p组的顺序依次下线至第a+2号槽,第二层边23可以按照2、3、……、p、1的顺序依次下线至第a+b+2号槽。
按照上述方法下线的绕线线圈20支路,均能够有效降低不同绕线线圈20之间,并绕导体由于定子槽101漏磁产生的电势差,以及每个绕线线圈20内部第一层边22和第二层边23之间的电势差能够有效降低,从而减小环流,降低铜损与温升。
对于并联支路中的多个绕线线圈20,其线圈21电连接以实现串联。在n>m≥1的一些实施例中,相邻两个绕线线圈20的最后下线的线圈21电连接,以实现相邻两个绕线线圈20的串联。两个绕线线圈20之间电连接线路整齐有序,避免绕线出错或下线错误,且实现了不同绕线线圈20之间的换位,降低了电势差,减少了环流和温升。
如图5和图8所示,第一个绕线线圈20将m根导线并绕的n匝分为p组,形成p组线圈21,其第一层边22按照1、2、……、p组的顺序下线至第a号定子槽101内,最后下线的为第p组线圈21;第二个绕线线圈20将m根导线并绕的n匝分为p组,形成p组线圈21,其第一层边22按照p、p-1、……、2、1组的顺序下线至第a+1号定子槽101内,最后下线的为第1组线圈21。其中,第一个绕线线圈20的第p组线圈21与第二个绕线线圈20的第1组线圈21的导线电连接,以使第一个绕线线圈20和第二个绕线线圈20串联。
在1<n<m的一些实施例中,相邻两个绕线线圈20的p个线圈21中,相同编号的线圈21对应电连接,以实现相邻两个绕线线圈20的串联。两个绕线线圈20之间电连接线路整齐有序,避免绕线出错或下线错误,且实现了不同绕线线圈20之间的换位,降低了电势差,减少了环流和温升。
如图5和图8所示,第一个绕线线圈20将并绕n匝的m根导线分为p组,形成p组线圈21,其第一层边22按照1、2、……、p组的顺序下线至第a号定子槽101内;第二个绕线线圈20将m根导线并绕的n匝分为p组,形成p组线圈21,其第一层边22按照p、p-1、……、2、1组的顺序下线至第a+1号定子槽101内。其中,第一个绕线线圈20的第1组线圈21与第二个绕线线圈20的第1组线圈21的导线电连接,第一个绕线线圈20的第2组线圈21与第二个绕线线圈20的第2组线圈21的导线电连接,依此类推,第一个绕线线圈20的第p组线圈21与第二个绕线线圈20的第p组线圈21的导线电连接,以使第一个绕线线圈20和第二个绕线线圈20串联,并且能够降低交流电阻,减小多股导线间电势差产生的环流,降低温升。
在本发明的一些实施例中,如图2所示,在将p组线圈21下线到定子槽101内之前,将每组线圈21通过绝缘件30进行包裹。绝缘件30可以为绝缘纸或者绝缘薄膜等。每组线圈21通过绝缘件30包裹好后,再下线至定子槽101中,使每组线圈21之间隔开,能够使导体在定子槽101中分布更加规律有序,增加匝间绝缘性能,提高匝间耐压与PDIV(局部放电超始电压)性能。
根据本发明实施例的电机定子100的绕线装置,其用于执行根据本发明实施例的电机定子100的绕线方法。由于根据本发明实施例的电机定子100的绕线方法具有上述有益的技术效果,因此根据本发明实施例的电机定子100的绕线装置,通过将每个绕线线圈20进行分组,并在每组绕制完成后分别固定以形成多组线圈21,减小每次绕制线圈21的导线的并绕根数或者并绕匝数,使并绕的多股导线松紧一致,绕线更简单,且定子槽101内导线分布更加齐整均匀,能够减少多根导线之间的长度偏差,减少电阻偏差,导体上电势更接近,减少环流产生,从而有利于降低温升,提高电机的性能。
根据本发明实施例的电机定子100,其采用根据本发明实施例的电机定子100的绕线方法进行绕线。由于根据本发明实施例的电机定子100的绕线方法进行绕线具有上述有益的技术效果,因此根据本发明实施例的电机定子100,通过根据绕线线圈20的并绕根数和并绕匝数大小,每个绕线线圈20分组进行绕制,并在每组绕制完成后分别固定以形成多组线圈21,减小每次绕制线圈21的导线的并绕根数或者并绕匝数,使并绕的多股导线松紧一致,绕线更简单,且定子槽101内导线分布更加齐整均匀,能够减少多根导线之间的长度偏差,减少电阻偏差,导体上电势更接近,减少环流产生,从而有利于降低温升,提高电机的性能。
根据本发明实施例的驱动电机2000包括根据本发明实施例的电机定子100。由于根据本发明实施例的电机定子100具有上述有益的技术效果,因此根据本发明实施例的驱动电机2000,通过根据绕线线圈20的并绕根数和并绕匝数大小,每个绕线线圈20分组进行绕制,并在每组绕制完成后分别固定以形成多组线圈21,减小每次绕制线圈21的导线的并绕根数或者并绕匝数,使并绕的多股导线松紧一致,绕线更简单,且定子槽101内导线分布更加齐整均匀,能够减少多根导线之间的长度偏差,减少电阻偏差,导体上电势更接近,减少环流产生,从而有利于降低温升,提高电机的性能。
如图10所示,根据本发明实施例的车辆3000包括根据本发明实施例的驱动电机2000。由于根据本发明实施例的驱动电机2000具有上述有益的技术效果,因此根据本发明实施例的车辆3000,通过根据绕线线圈20的并绕根数和并绕匝数大小,每个绕线线圈20分组进行绕制,并在每组绕制完成后分别固定以形成多组线圈21,减小每次绕制线圈21的导线的并绕根数或者并绕匝数,使并绕的多股导线松紧一致,绕线更简单,且定子槽101内导线分布更加齐整均匀,能够减少多根导线之间的长度偏差,减少电阻偏差,导体上电势更接近,减少环流产生,从而有利于降低温升,提高电机的性能。
值得说明的是,车辆3000可以为新能源汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。进一步地,上述任一设计所提供的电机可以作为车辆的驱动电机2000。具体地,驱动电机2000能够单独实现车辆3000的功能装置启动。或者,驱动电机2000可以与车辆3000上的其他驱动装置共同配合以实现车辆3000上的功能装置正常运行。其中,车辆3000的功能装置可以为以下任一或任意组合:车轮、空调器、灯光组件等。
根据本发明实施例的车辆3000、驱动电机2000和电机定子100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“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发明中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (14)
1.一种电机定子的绕线方法,其特征在于,所述电机定子的绕组的绕线线圈由m根导线并绕n匝形成,所述绕线方法包括:
根据所述绕线线圈的所述导线的根数m和每根所述导线绕制的匝数n,将每个所述绕线线圈分组进行绕制并固定以得到p组线圈,其中,在n>m≥1时,将所述绕线线圈的每根所述导线绕制的匝数n进行分组,在1<n<m时,将所述绕线线圈的所述导线的根数m进行分组;
将p组所述线圈下线到所述电机定子的定子槽内。
2.根据权利要求1所述的电机定子的绕线方法,其特征在于,在n>m≥1时,
n=Ap+B,其中一组所述线圈包括m根所述导线并绕A+B匝,其余组所述线圈均包括m根所述导线并绕A匝,A、B均为整数,A>0,0≤B<p。
3.根据权利要求2所述的电机定子的绕线方法,其特征在于,n/4≤p≤n。
4.根据权利要求1所述的电机定子的绕线方法,其特征在于,在1<n<m时,
m=Cp+D,其中一组所述线圈包括C+D根所述导线并绕n匝,其余组所述线圈均包括C根所述导线并绕n匝,C、D均为整数,C>0,0≤D<p。
5.根据权利要求4所述的电机定子的绕线方法,其特征在于,m/5≤p<m。
6.根据权利要求1所述的电机定子的绕线方法,其特征在于,每组所述线圈包括第一层边、第二层边以及连接所述第一层边和所述第二层边的连接部,所述将p组所述线圈下线到所述电机定子的定子槽内,包括:
对p组所述线圈按照绕制顺序进行编号;
将p组所述线圈的所述第一层边按1、2、……、p组的顺序下线到其中一个所述定子槽内,所述第二层边按e+2、e+3、……、p、1、……、e+1组的顺序下线到另一个所述定子槽内;或者,所述第一层边按p、p-1、……、1组的顺序下线到其中一个所述定子槽内,所述第二层边按p-1-e、p-2-e、……、1、p、……、p-e组的顺序下线到另一个所述定子槽内,0≤e<p-1。
7.根据权利要求6所述的电机定子的绕线方法,其特征在于,e=0。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的电机定子的绕线方法,其特征在于,所述电机定子的所述绕组具有多条并联支路,每条所述并联支路包括串联的多个所述绕线线圈,每组所述线圈包括第一层边、第二层边以及连接所述第一层边和所述第二层边的连接部,
所述并联支路中,相邻两个所述绕线线圈的所述第一层边的下线顺序相反。
9.根据权利要求8所述的电机定子的绕线方法,其特征在于,所述并联支路的相邻两个所述绕线线圈中,
其中一个所述绕线线圈的所述第一层边和所述第二层边设于另一个所述绕线线圈的所述第一层边和所述第二层边的彼此靠近侧;或者,
其中一个所述绕线线圈的所述第一层边和所述第二层边分别设于另一个所述绕线线圈的所述第一层边和所述第二层边的同一侧。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的电机定子的绕线方法,其特征在于,在将所述p组线圈下线到所述定子槽内之前,将每组所述线圈通过绝缘件进行包裹。
11.一种电机定子的绕线装置,其特征在于,所述绕线装置用于执行根据权利要求1-10中任一项所述的电机定子的绕线方法。
12.一种电机定子,其特征在于,所述电机定子采用根据权利要求1-10中任一项所述的电机定子的绕线方法进行绕线。
13.一种驱动电机,其特征在于,包括根据权利要求12所述的电机定子。
14.一种车辆,其特征在于,包括根据权利要求13所述的驱动电机。
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