CN116566094A - 一种扁线连续波绕定子及电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扁线连续波绕定子及电机，扁线连续波绕定子包括定子铁芯和定子绕组；定子铁芯沿轴向设置有多个定子槽，每个定子槽均具有沿径向依次设置的多个安装槽位，安装槽位排列形成由内至外依次设置的多个导体层；定子绕组包括一端相连的正向绕组和反向绕组；正向绕组和反向绕组均包括交替首尾相连的多个层内段多个层间段；正向绕组和反向绕组的层内段交替设置在各个导体层内，并且均周向依次穿设于对应的导体层内的各个槽位组内；本发明提供了一种54槽6极扁线连续波绕绕组的绕线方法，具有线形数量大大减少、且成型后具有端部焊点少、更低的端部高度、相同长度扭矩密度更高等优势，且工艺制造性好，适合批量化生产。

Description

一种扁线连续波绕定子及电机

技术领域

本发明涉及电机定子的技术领域，具体涉及一种扁线连续波绕定子及电机。

背景技术

由于扁线电机能显著提高电机的槽满率和电机效率，越来越多的扁线电机应用于新能源汽车驱动系统,现有的使用扁线的电机多采用发卡式绕组，该绕组结构在绕线过程中需要频繁扭头和焊接，同时绕线后还需要后焊工序，存在焊点过多焊接质量难以控制的问题。

发明内容

基于上述表述，本发明提供了一种54槽6极扁线连续波绕绕组的绕线方法，具有线形数量大大减少、仅需三种线形即可完成绕组构成、且成型后具有端部焊点少、更低的端部高度、相同长度扭矩密度更高等优势，且工艺制造性好，适合批量化生产，为电机定子产品提供了理论基础。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种扁线连续波绕定子，包括定子铁芯和定子绕组；所述定子铁芯沿轴向设置有多个定子槽，每个定子槽均具有沿径向依次设置的多个安装槽位，所述安装槽位排列形成由内至外依次设置的多个导体层；

所述定子绕组包括一端相连的正向绕组和反向绕组；所述正向绕组包括交替首尾相连的多个正向层内段和多个正向层间段；所述反向绕组包括交替首尾相连的多个反向层内段和多个反向层间段；所述正向层内段和所述反向层内段交替设置在各个所述导体层内；并且所述正向层内段和所述反向层内段均周向依次穿设于对应的所述导体层内的各个所述安装槽位内。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述正向层间段和所述反向层间段平行设置。

进一步的，所述正向绕组的一端和所述反向绕组的一端通过焊接或汇流排相连。

进一步的，所述正向绕组和所述反向绕组的最内端相连，所述正向绕组和所述反向绕组的最外端为接线端。

进一步的，所述定子绕组包括U相绕组、V相绕组和W相绕组，所述U相绕组、所述V相绕组和所述W相绕组分别由所述正向绕组和所述反向绕组组成；所述U相绕组、所述V相绕组和所述W相绕组旋转对称设置，旋转角度均为一个槽位组。

进一步的，所述U相绕组、所述V相绕组和所述W相绕组分别包括三个支路，每个所述支路均包括所述正向绕组和所述反向绕组；

每个所述导体层均包括沿圆周排列的多个槽位组，每个所述槽位组均包括三个安装槽位，三个安装槽位分别与三个支路对应；三个所述支路的所述正向绕组和所述反向绕组分别穿设于各个所述槽位组内对应的所述安装槽位。

进一步的，所述正向层间段的一端和所述反向层间段的一端分别对应地设置在两个相邻的所述导体层内对应位置的所述槽位组内；所述正向层间段的另一端和所述反向层间段的另一端分别对应地设置在另两个相邻的所述导体层内对应位置的所述槽位组内。

进一步的，所述正向绕组的最外端和最内端均为正向层内段；所述反向绕组的最外端和最内端均为反向层内段。

进一步的，所述正向绕组的最外端为正向层内段，最内端均为正向层间段；所述反向绕组的最外端为反向层间段，最内端均为反向层内段。

本发明还提出了一种电机，包括上述任意一项所述的扁线连续波绕定子。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

本发明提出了一种54槽6极扁线连续波绕绕组的绕线方法，具有线形数量大大减少、仅需三种线形即可完成绕组构成、且成型后具有端部焊点少、更低的端部高度、相同长度扭矩密度更高等优势，且工艺制造性好，适合批量化生产，为电机定子产品提供了理论基础。

附图说明

图1为本发明实施例一中定子铁芯的结构示意图；

图2为本发明实施例一中U相绕组的第一支线的安装方式示意图；

图3为本发明实施例一中U相绕组的第二支线的安装方式示意图；

图4为本发明实施例一中U相绕组的第三支线的安装方式示意图；

图5为本发明实施例二中定子铁芯的结构示意图；

图6为本发明实施例二中U相绕组的第一支线的安装方式示意图；

图7为本发明实施例二中U相绕组的第二支线的安装方式示意图；

图8为本发明实施例二中U相绕组的第三支线的安装方式示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100、定子铁芯；101、定子槽；102、安装槽位；103、槽位组；104、导体层；200、定子绕组；210、正向绕组；211、正向层内段；212、正向层间段；220、反向绕组；221、反向层内段；222、反向层间段。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

一种扁线连续波绕定子，包括定子铁芯100和定子绕组200。

其中，如图1和图5所示，定子铁芯100内壁沿轴向均匀开设有五十四个轴向贯通的定子槽101，定子槽101沿径向被分割为多个安装槽位102，使安装槽位102在定子铁芯100上形成多个环状的导体层104。多个导体层104由内到外分别为第a、b、c、d、e、f、g、h等层。

每个导体层104内均呈圆周设置有五十四个安装槽位102，分别位于五十四个定子槽101内。五十四个定子槽101沿排列方向分别第1、2、3、…、53、54定子槽。定义xy为第x定子槽101的第y层导体层104的安装槽位102，例如，1a是第一定子槽11的第a层导体层104的安装槽位102。

同一导体层103中，每三个相邻的三个安装槽位102组成一个槽位组103。具体的，1a、2a、3a形成一个槽位组103；1b、2b、3b形成一个槽位组103；1c、2c、3c形成一个槽位组103；依次类推。

定子绕组200为三相绕组，包括U相绕组、V相绕组和W相绕组。U相绕组、V相绕组和W相绕组旋转对称设置，旋转角度均为一个槽位组103。U相绕组、V相绕组和W相绕组分别包括三个支路，每个槽位组103内的三个安装槽位102分别与三个支路对应。

另外，每个支路均包括正向绕组210和反向绕组220。正向绕组210包括交替首尾相连的多个正向层内段211和多个正向层间段212。反向绕组220包括交替首尾相连的多个反向层内段221和多个反向层间段222。正向层内段211和反向层内段221交替设置在各个导体层104内，并且正向层内段211和反向层内段221均周向依次穿设于对应的导体层104内的各个安装槽位102内。具体的，三个支路的正向层内段211和反向层内段221分别穿设于各个槽位组103内对应的安装槽位102。

另外，每个支路内，正向绕组210和反向绕组220的最内端通过焊接或汇流排或其他方式相连，正向绕组210和反向绕组220的最外端为接线端。

每个支路内，正向层间段212和反向层间段222平行设置。并且，正向层间段212的一端和反向层间段222的一端分别对应地设置在两个相邻的导体层104内对应位置的槽位组103内；正向层间段212的另一端和反向层间段222的另一端分别对应地设置在另两个相邻的导体层104内对应位置的槽位组103内。

以下通过两个实施例对定子绕组200在定子铁芯100中的安装方式进行说明。由于U相绕组、V相绕组和W相绕组旋转对称设置，旋转角度均为一个槽位组103，因此只对U相绕组进行说明。

实施例一

本实施例中，定子槽101沿径向被分割为八个安装槽位102，使安装槽位102在定子铁芯100上形成八个环状的导体层104。

图2为U相绕组的第一支线的安装方式，图中AA1~AA48标记电流流过安装槽位102内的先后顺序。

其中，正向绕组210的详细路线为依次穿设通过1a、12a、19a、30a、37a、48a、1b、12c、19c、30c、37c、48c、1d、12e、19e、30e、38e、47e、2f、11g、20g、29g、38g、47g。具体的，1a～48a、12c～48c、12e～47e、11g～47g均为正向层内段211；48a～12c、48c～12e、47e～11g均为正向层间段212。

此时，1a位于最外端，作为接线端；47g位于最内端。最外端和最内端均位于正向层内段211内。

反向绕组220的详细路线为依次穿设通过3h、46h、39h、28h、21h、10h、3g、46f、39f、28f、21f、10f、3e、46d、39d、28d、20d、11d、2c、47b、38b、29b、20b、11b。具体的，3h～10h、46f～10f、46d～11d、47b～11b均为反向层内段221；10h～46f、10f～46d、11d～47b均为反向层间段222。

此时，11b位于最外端，作为接线端；3h位于最内端。最外端和最内端均位于反向层内段221内。

47g和3h通过焊接或汇流排或其他方式相连，实现正向绕组和反向绕组相连。1a和11b分别作为电流流入端和电流流出端。

图3为U相绕组的第二支线的安装方式，图中AB1~AB48标记电流流过安装槽位102内的先后顺序。

其中，正向绕组210的详细路线为依次穿设通过2a、11a、20a、29a、38a、47a、2b、11c、21c、28c、39c、46c、3d、10e、21e、28e、39e、46e、3f、10g、21g、28g、39g、46g。具体的，2a～47a、11c～46c、10e～46e、10g～46g均为正向层内段211；47a～11c、46c～10e、46e～10g均为正向层间段212。

此时，2a位于最外端，作为接线端；46g位于最内端。最外端和最内端均位于正向层内段211内。

反向绕组220的详细路线为依次穿设通过2h、47h、38h、29h、20h、11h、2g、47f、37f、30f、19f、12f、1e、48d、37d、30d、19d、12d、1c、48b、37b、30b、19b、12b。具体的，2h～11h、47f～12f、48d～12d、48b～12b均为反向层内段221；11h～47f、12f～48d、12d～48b均为反向层间段222。

此时，12b位于最外端，作为接线端；2h位于最内端。最外端和最内端均位于反向层内段221内。

46g和2h通过焊接或汇流排或其他方式相连，实现正向绕组和反向绕组相连。2a和12b分别作为电流流入端和电流流出端。

图4为U相绕组的第三支线的安装方式，图中AC1~AC48标记电流流过安装槽位102内的先后顺序。

其中，正向绕组210的详细路线为依次穿设通过3a、10a、21a、28a、39a、46a、3b、10c、20c、29c、38c、47c、2d、11e、20e、29e、37e、48e、1f、12g、19g、30g、37g、48g。具体的，3a～46a、10c～47c、11e～48e、12g～48g均为正向层内段211；46a～10c、47c～11e、48e～12g均为正向层间段212。

此时，3a位于最外端，作为接线端；48g位于最内端。最外端和最内端均位于正向层内段211内。

反向绕组220的详细路线为依次穿设通过1h、48h、37h、30h、19h、12h、1g、48f、38f、29f、20f、11f、2e、47d、38d、29d、21d、10d、3c、46b、39b、28b、21b、10b。具体的，1h～12h、48f～11f、47d～10d、46b～10b均为反向层内段221；12h～48f、11f～47d、10d～46b均为反向层间段222。

此时，10b位于最外端，作为接线端；1h位于最内端。最外端和最内端均位于反向层内段221内。

48g和1h通过焊接或汇流排或其他方式相连，实现正向绕组和反向绕组相连。3a和10b分别作为电流流入端和电流流出端。

实施例二

本实施例中，定子槽101沿径向被分割为六个安装槽位102，使安装槽位102在定子铁芯100上形成六个环状的导体层104。

图6为U相绕组的第一支线的安装方式，图中AA1~AA36标记电流流过安装槽位102内的先后顺序。

其中，正向绕组210的详细路线为依次穿设通过10a、21a、28a、39a、46a、3b、12c、19c、30c、37c、48c、1d、11e、20e、29e、38e、47e、2f。具体的，10a～46a、12c～48c、11e～47e均为正向层内段211；46a～12c、48c～11e、47e～2f均为正向层间段212。

此时，10a位于最外端，作为接线端，位于正向层内段211内；2f位于最内端，位于正向层间段212内。

反向绕组220的详细路线为依次穿设通过46f、39f、28f、21f、10f、3e、48d、37d、30d、19d、12d、1c、47b、38b、29b、20b、11b、2a。具体的，46f～10f、48d～12d、47b～11b均为反向层内段221；10f～48d、12d～47b、11b～2a均为反向层间段222。

此时，2a位于最外端，作为接线端，位于反向层间段222内；46f位于最内端，位于反向层内段221内。

2f和46f通过焊接或汇流排或其他方式相连，实现正向绕组和反向绕组相连。10a和2a分别作为电流流入端和电流流出端。

图7为U相绕组的第二支线的安装方式，图中AB1~AB36标记电流流过安装槽位102内的先后顺序。

其中，正向绕组210的详细路线为依次穿设通过12a、19a、30a、37a、48a、1b、11c、20c、29c、38c、47c、21d、10e、21e、28e、39e、46e、3f。具体的，12a～48a、11c～47c、10e～46e均为正向层内段211；48a～11c、47c～10e、46e～3f均为正向层间段212。

此时，12a位于最外端，作为接线端，位于正向层内段211内；3f位于最内端，位于正向层间段212内。

反向绕组220的详细路线为依次穿设通过48f、37f、30f、19f、12f、1e、47d、38d、29d、20d、11d、2c、46b、39b、28b、21b、10b、3a。具体的，48f～12f、47d～11d、46b～10b均为反向层内段221；12f～47d、11d～46b、10b～3a均为反向层间段222。

此时，3a位于最外端，作为接线端，位于反向层间段222内；48f位于最内端，位于反向层内段221内。

3f和48f通过焊接或汇流排或其他方式相连，实现正向绕组和反向绕组相连。12a和3a分别作为电流流入端和电流流出端。

图8为U相绕组的第三支线的安装方式，图中AC1~AC36标记电流流过安装槽位102内的先后顺序。

其中，正向绕组210的详细路线为依次穿设通过11a、20a、29a、38a、47a、2b、10c、21c、28c、39c、46c、3d、12e、19e、30e、37e、48e、1f。具体的，11a～47a、10c～46c、12e～48e均为正向层内段211；47a～10c、46c～12e、48e～1f均为正向层间段212。

此时，11a位于最外端，作为接线端，位于正向层内段211内；1f位于最内端，位于正向层间段212内。

反向绕组220的详细路线为依次穿设通过47f、38f、29f、20f、11f、2e、46d、39d、28d、21d、10d、3c、48b、37b、30b、19b、12b、1a。具体的，47f～11f、46d～10d、48b～12b均为反向层内段221；11f～46d、10d～48b、12b～1a均为反向层间段222。

此时，1a位于最外端，作为接线端，位于反向层间段222内；47f位于最内端，位于反向层内段221内。

1f和47f通过焊接或汇流排或其他方式相连，实现正向绕组和反向绕组相连。11a和1a分别作为电流流入端和电流流出端。

综上所述，本申请提出了一种54槽6极扁线连续波绕绕组的绕线方法，具有线形数量大大减少、仅需三种线形即可完成绕组构成、且成型后具有端部焊点少、更低的端部高度、相同长度扭矩密度更高等优势，且工艺制造性好，适合批量化生产，为电机定子产品提供了理论基础。

本申请还提出一种电机，包括如本申请前述实施例提出的扁线连续波绕定子。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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)

1.一种扁线连续波绕定子，其特征在于，包括定子铁芯和定子绕组；所述定子铁芯沿轴向设置有多个定子槽，每个定子槽均具有沿径向依次设置的多个安装槽位，所述安装槽位排列形成由内至外依次设置的多个导体层；

所述定子绕组包括一端相连的正向绕组和反向绕组；所述正向绕组包括交替首尾相连的多个正向层内段和多个正向层间段；所述反向绕组包括交替首尾相连的多个反向层内段和多个反向层间段；所述正向层内段和所述反向层内段交替设置在各个所述导体层内；并且所述正向层内段和所述反向层内段均周向依次穿设于对应的所述导体层内的各个所述安装槽位内。

2.根据权利要求1所述的一种扁线连续波绕定子，其特征在于，所述正向层间段和所述反向层间段平行设置。

3.根据权利要求1所述的一种扁线连续波绕定子，其特征在于，所述正向绕组的一端和所述反向绕组的一端通过焊接或汇流排相连。

4.根据权利要求1所述的一种扁线连续波绕定子，其特征在于，所述正向绕组和所述反向绕组的最内端相连，所述正向绕组和所述反向绕组的最外端为接线端。

5.根据权利要求1所述的一种扁线连续波绕定子，其特征在于，所述定子绕组包括U相绕组、V相绕组和W相绕组，所述U相绕组、所述V相绕组和所述W相绕组分别由所述正向绕组和所述反向绕组组成；所述U相绕组、所述V相绕组和所述W相绕组旋转对称设置，旋转角度均为一个槽位组。

6.根据权利要求5所述的一种扁线连续波绕定子，其特征在于，所述U相绕组、所述V相绕组和所述W相绕组分别包括三个支路，每个所述支路均包括所述正向绕组和所述反向绕组；

每个所述导体层均包括沿圆周排列的多个槽位组，每个所述槽位组均包括三个安装槽位，三个安装槽位分别与三个支路对应；三个所述支路的所述正向绕组和所述反向绕组分别穿设于各个所述槽位组内对应的所述安装槽位。

7.根据权利要求6所述的一种扁线连续波绕定子，其特征在于，所述正向层间段的一端和所述反向层间段的一端分别对应地设置在两个相邻的所述导体层内对应位置的所述槽位组内；所述正向层间段的另一端和所述反向层间段的另一端分别对应地设置在另两个相邻的所述导体层内对应位置的所述槽位组内。

8.根据权利要求1所述的一种扁线连续波绕定子，其特征在于，所述正向绕组的最外端和最内端均为正向层内段；所述反向绕组的最外端和最内端均为反向层内段。

9.根据权利要求1所述的一种扁线连续波绕定子，其特征在于，所述正向绕组的最外端为正向层内段，最内端均为正向层间段；所述反向绕组的最外端为反向层间段，最内端均为反向层内段。

10.一种电机，其特征在于，包括权利要求1～9中任意一项所述的扁线连续波绕定子。