CN116581918A - 一种定子绕组、电机定子、及电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种定子绕组、电机定子、及电机，所述定子铁芯的槽层M为偶数，所述第一线圈组、所述第二线圈组包括第一导体和第二导体，所述第一导体的两焊接端之间的跨槽距为长距L，所述第二导体的两焊接端之间的跨槽距为短距S；第一线圈组、所述第二线圈组分别依次绕经所述定子铁芯的所有所述层组，保证了定子中的各个线圈支路的电势相对平衡。所述第一线圈组内、所述第二线圈组内的所述第一导体和所述第二导体交错设置。第一线圈组的长距对应第二线圈组的短距、第一线圈组的短距对应第二线圈组的长距，保证了第一线圈组与第二线圈组之间的电势对称。相邻所述第一导体和所述第二导体之间的跨槽距为整距使得绕组的出线端整齐。

Description

一种定子绕组、电机定子、及电机

技术领域

本发明涉及电机定子绕组技术领域，尤其涉及一种定子绕组、电机定子、及电机。

背景技术

现有技术中定子绕组包括多种类型导体线圈，将多个类型导体线圈按照一定的排布方式，穿进定子铁芯的槽内，形成所需的单相电机或多相电机的绕组。现有技术中使用的发卡线圈的异形种类较多，排布方式复杂，需要使用大量的汇流条和汇流排以连接各相绕组的支路及中性点，制作工艺复杂，生产成本高，加工效率低。

并且现有技术的绕组绕线方式通常存在或多或少的电势不平衡的问题，影响了电机的性能。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种电势平衡且绕组出线整洁的定子绕组、电机定子、及电机。

本发明公开了一种定子绕组，包括第一线圈组和第二线圈组，所述第一线圈组、所述第二线圈组同层、邻槽设置，所述第一线圈组、所述第二线圈组分别绕经所述定子铁芯的所有所述槽层；所述第一线圈组、所述第二线圈组包括第一导体和第二导体，所述第一导体的两焊接端之间的跨槽距为长距L，所述第二导体的两焊接端之间的跨槽距为短距S；所述定子铁芯的槽层M为偶数，所述定子铁芯的相邻两层槽为一层组，所述定子铁芯包括个层组；所述第一导体、所述第二导体的两焊接端分别穿过同一所述层组的两层槽，且相邻两所述层组之间通过一所述第一导体或所述第二导体连接，从而所述第一线圈组、所述第二线圈组分别依次绕经所述定子铁芯的所有所述层组。

优选的，所述第一线圈组内、所述第二线圈组内的所述第一导体和所述第二导体交错设置。

优选的，所述第一导体的焊接端与相邻的所述第二导体的焊接端连接，形成一导体组，若干个所述导体组连接形成所述第一线圈组、所述第二线圈组，所述第一线圈组内的每个所述导体组根据槽号与所述第二线圈组内的导体组相对应；所述第一线圈组内的所述第一导体与所述第二线圈组内的相对应的所述导体组内的第二导体相对应、而所述第一线圈组内的所述第二导体与所述第二线圈组内的相对应的所述导体组内的第一导体相对应。

优选的，相邻所述第一导体和所述第二导体之间的跨槽距为整距R，

优选的，所述第一线圈组包括第一支路和第三支路，所述第二线圈组包括第二支路和第四支路；所述第一支路、所述第二支路同层、邻槽设置，所述第三支路、所述第四支路同层、邻槽设置；所述第一支路、所述第二支路、所述第三支路、所述第四支路分别依次绕经所述定子铁芯的所有所述层组。

优选的，所述第一支路与所述第三支路之间通过一所述第一导体或所述第二导体连接，从而将所述第一支路与所述第三支路串联；所述第二支路与所述第四支路之间通过一所述第一导体或所述第二导体连接，从而将所述第二支路与所述第四支路串联。

优选的，所述长距L为7，所述短距S为5，所述整距R为6。

优选的，所述定子铁芯的槽层M为8层。

本发明还公开了一种电机定子，包括上述的定子绕组。

本发明还公开了一种电机，包括上述的定子绕组。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.本发明的绕线方式，使得第一线圈组、第二线圈组可以分别依次绕经所述定子铁芯的所有所述层组，相比于现有技术的部分线圈支路仅绕经部分层(另一部分线圈支路绕经其他层)，保证了定子中的各个线圈支路的电势相对平衡，使得电机瞬态响应也是对称的；

2.第一线圈组、第二线圈组采用长短距，并且第一线圈组的长距对应第二线圈组的短距、第一线圈组的短距对应第二线圈组的长距，保证了第一线圈组与第二线圈组之间的电势对称；

3.将相邻所述第一导体和所述第二导体之间的跨槽距为整距R，使得绕组的出线端整齐，扭头工序少且简单，节省生产节拍和模具费用，便于与其他器件(例如铜排)连接；

4.兼容同平台的绕组连接方案的变化，例如四支路并联的星形连接和两支路并联的三角形连接。

附图说明

图1为本发明提供的定子的结构示意图；

图2为本发明提供的定子铁芯的结构示意图；

图3为本发明提供的定子铁芯的槽内导体的结构示意图；

图4为本发明提供的优选实施例的第一支路的部分绕线结构的示意图；

图5为本发明提供的优选实施例的第二支路的部分绕线结构的示意图；

图6为本发明提供的优选实施例的第三支路的部分绕线结构的示意图；

图7为本发明提供的优选实施例的第四支路的部分绕线结构的示意图；

图8为本发明提供的一些实施例的四支路并联的星形连接的电路原理图；

图9为本发明提供的一些实施例的两支路并联的三角形连接的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

参见附图1-3，定子包括定子铁芯和绕组，定子铁芯上设置有铁芯槽，若干铁芯槽周向排列形成一槽层，定子铁芯上设有若干层槽。绕组绕经槽内、从而设于定子铁芯内，绕组包括若干个(可以理解为)U型导体，U型导体的开口端可以成为发卡端，U型导体的开口端称为焊接端，两焊接端分别插入定子铁芯的不同的槽内，并且在焊接端将两U型导体进行(焊接)连接，从而若干个U型导体形成定子铁芯内的绕组。

导体的多种不同的结构、不同排布的不同组合形成了多种绕组的绕线方式。例如导体可以的两焊接端的跨距(这里指代两焊接端之间所跨的槽数)不同、相邻两导体之间的跨距不同、导体的两焊接端都穿设于同层的槽内、导体的两焊接端穿设于不同层的槽内等。

本发明公开了一种定子绕组，应用于定子铁芯的槽层M为偶数的电机电子，包括第一线圈组和第二线圈组，第一线圈组、第二线圈组同层、邻槽设置，第一线圈组、第二线圈组分别绕经定子铁芯的所有槽层。例如在本发明所提供的8层槽的优选实施例中，第一线圈组、第二线圈组都分别绕经8层槽，相比于现有技术第一线圈组绕经1-4层槽、第二线圈组绕经5-8层槽的方案，本发明的第一线圈组、第二线圈组电势相对平衡。

第一线圈组、第二线圈组包括两种不同跨距的导体，第一导体的两焊接端之间的跨槽距为长距L，第二导体的两焊接端之间的跨槽距为短距S。

偶数层的定子铁芯的相邻两层槽设为一层组，则定子铁芯包括个层组。第一导体、第二导体的两焊接端分别穿过同一层组的两层槽，当走完一个层组需要走向另一层组时，则通过第一导体或第二导体连接，从而第一线圈组、第二线圈组分别依次绕经定子铁芯的所有层组。这里的依次指的是走经的槽层时由内至外、或是由外至内的依次饶经，更进一步的保证了每一支路电势之间都较为对称。

例如在本发明所提供的8层槽的优选实施例中，包括四个层组，暂定义：最外层的为第一层的层组(也即第一层槽和第二层槽)，最内层的为第四层的层组(也即第七层槽和第八层槽)。第一线圈组、第二线圈组分别依次绕经第一层的层组、第二层的层组、第三层的层组、第四层的层组，也就是第一线圈组、第二线圈组分别依次绕经第一层槽和第二层槽、接着绕经第三层槽和第四层槽、接着绕经第五层槽和第六层槽、最后绕经第七层槽和第八层槽。又或是与上述方向相反，此处不再赘述。

进一步的，第一线圈组内、第二线圈组内的第一导体和第二导体交错设置。即同一支路内长短距交错设置，而不是连续长距或是连续短距。

进一步的，在上述第一导体和第二导体交错设置的情况下，第一导体的焊接端与相邻的第二导体的焊接端连接，形成一导体组，即一个长距导体和一个短距导体共同形成一个导体组，若干个导体组连接形成第一线圈组、第二线圈组。第一线圈组内的每个导体组根据槽号与第二线圈组内的导体组相对应，第一线圈组内的第一导体与第二线圈组内的相对应的导体组内的第二导体相对应、而第一线圈组内的第二导体与第二线圈组内的相对应的导体组内的第一导体相对应。即第一线圈组内的长距与第二线圈组内的短距相对应，第一线圈组内的短距与第二线圈组内的长距相对应，从而使得第一支路和第二支路之间电势对称。

进一步的，相邻第一导体和第二导体之间的跨槽距为整距R，在上述设置的情况下，通过将相邻第一导体和第二导体之间的跨槽距设置为整距，即用于连接第一导体和第二导体的两焊接端之间的跨槽距为整距，可以使得焊接端出线整洁，全都为整距R。

例如在本发明所提供的8层槽的优选实施例中，第一导体和第二导体之间(用于连接第一导体和第二导体的两焊接端之间)的跨槽距为6，从而出线端(导体焊接端)之间的跨距都为6，出现整洁，便于与铜排连接出线。

一种优选的，长距L为7，短距S为5，整距R为6。从而形成一个导体组中的槽距为7-6-5，或是5-6-7。

进一步的，在本发明的优选实施例中，包括四个绕组支路，具体的，第一线圈组包括第一支路和第三支路，第二线圈组包括第二支路和第四支路，第一支路、第二支路同层、邻槽设置，第三支路、第四支路同层、邻槽设置，第一支路、第二支路、第三支路、第四支路分别依次绕经定子铁芯的所有层组。

在其他优选实施例中，可以仅设置两个绕组支路，具体的，第一支路与第三支路之间通过一第一导体或第二导体连接，从而将第一支路与第三支路串联；第二支路与第四支路之间通过一第一导体或第二导体连接，从而将第二支路与第四支路串联。

下面提供一种四支路的优选实施例的各支路的绕线排布，定子为48槽，每槽有8层扁漆包线，设定子槽中由外向内依次为1至8层，其中括号中的数字代表导体在定子槽中的层数，括号外的数字代表导体段所在的定子槽的序号(共48号)，例：13(2)表示第13槽中的2层导体位置。以下排布以U相叠绕组为例，V、W相与U相类似，在此不再赘述。

参见附图4，第1条支路从图1中A1位置处绕进去，最后从X1位置处输出，A1对应1(1)，X1对应8(8)。第1条支路串联连接经过的槽号为：1(1)→43(2)→38(1)→32(2)→25(1)→19(2)→14(1)→8(2)→1(3)→43(4)→38(3)→32(4)→25(3)→19(4)→14(3)→8(4)→1(5)→43(6)→38(5)→32(6)→25(5)→19(6)→14(5)→8(6)→1(7)→43(8)→38(7)→32(8)→25(7)→19(8)→14(7)→8(8)。

参见附图5，第2条支路从图2中A2位置处绕进去，最后从X2位置处输出，A2对应2(1)，X2对应7(8)。第2条支路串联连接经过的槽号为：2(1)→44(2)→37(1)→31(2)→26(1)→20(2)→13(1)→7(2)→2(3)→44(4)→37(3)→31(4)→26(3)→20(4)→13(3)→7(4)→2(5)→44(6)→37(5)→31(6)→26(5)→20(6)→13(5)→7(6)→2(7)→44(8)→37(7)→31(8)→26(7)→20(8)→13(7)→7(8)。

参见附图6，第3条支路从图3中A3位置处绕进去，最后从X3位置处输出，A3对应1(2)，X3对应44(7)。第3条支路串联连接经过的槽号为：1(2)→7(1)→14(2)→20(1)→25(2)→31(1)→38(2)→44(1)→1(4)→7(3)→14(4)→20(3)→25(4)→31(3)→38(4)→44(3)→1(6)→7(5)→14(6)→20(5)→25(6)→31(5)→38(6)→44(5)→1(8)→7(7)→14(8)→20(7)→25(8)→31(7)→38(8)→44(7)。

参见附图7，第4条支路从图4中A4位置处绕进去，最后从X4位置处输出，A4对应2(2)，X4对应43(7)。第4条支路串联连接经过的槽号为：2(2)→8(1)→13(2)→19(1)→26(2)→32(1)→37(2)→43(1)→2(4)→8(3)→13(4)→19(3)→26(4)→32(3)→37(4)→43(3)→2(6)→8(5)→13(6)→19(5)→26(6)→32(5)→37(6)→43(5)→2(8)→8(7)→13(8)→19(7)→26(8)→32(7)→37(8)→43(7)。

其中，第1条支路中的43(2)→38(1)→32(2)→25(1)即为一个导体组，43(2)→38(1)为一个短距导体所经过的槽，32(2)→25(1)为一个长距导体所经过的槽，38(1)→32(2)为两导体的焊接端之间的跨距。

第2条支路中的44(2)→37(1)→31(2)→26(1)即为一个导体组，44(2)→37(1)为一个长距导体所经过的槽，31(2)→26(1)为一个短距导体所经过的槽，37(1)→31(2)为两导体的焊接端之间的跨距。

第1条支路中的43(2)→38(1)→32(2)→25(1)与第2条支路中的44(2)→37(1)→31(2)→26(1)相对应，为一组对应的导体组，该相对应的导体组中，第1条支路中的43(2)→38(1)的短距导体对应第2条支路中的44(2)→37(1)的长距导体；第1条支路中的32(2)→25(1)的长距导体对应第2条支路中的31(2)→26(1)的短距导体，从而使得第1条支路和第2条支路之间电势对称。

第1条支路和第3条支路相比，同槽中，第1条支路走1、3、5、7层，第3条支路走2、4、6、8层，第1条支路和第3条支路交叉排列，保证不同支路所使用的槽内层数对称，相比于第1条支路走1、2、3、4层，第3条支路走5、6、7、8层，第1条支路和第3条支路之间的电势也能对称。

第2条支路和第4条支路相比，同槽中，第2条支路走1、3、5、7层，第4条支路走2、4、6、8层，第2条支路和第4条支路交叉排列，保证不同支路所使用的槽内层数对称，从而第2条支路和第4条支路之间的电势也能对称。

由此，实现整个绕组的完全对称。

当为四支路并联的星形连接，U1、U2、U3、U4并联，X1、X2、X3、X4并联，最后通过公共母排连接，形成完成的U相绕组。参见附图8的电路原理图。

当为两支路并联的三角形连接，将4条支路改为两支路。即U1→X1→U3→X3为U相第1条支路，U2→X2→U4→X4为U相第2条支路。参见附图9的电路原理图。

本发明还公开了一种电机定子，包括上述的定子绕组。

本发明还公开了一种电机，包括上述的定子绕组。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种定子绕组，其特征在于，包括第一线圈组和第二线圈组，所述第一线圈组、所述第二线圈组同层、邻槽设置，所述第一线圈组、所述第二线圈组分别绕经所述定子铁芯的所有所述槽层；

所述第一线圈组、所述第二线圈组包括第一导体和第二导体，所述第一导体的两焊接端之间的跨槽距为长距L，所述第二导体的两焊接端之间的跨槽距为短距S；

所述定子铁芯的槽层M为偶数，所述定子铁芯的相邻两层槽为一层组，所述定子铁芯包括个层组；

所述第一导体、所述第二导体的两焊接端分别穿过同一所述层组的两层槽，且相邻两所述层组之间通过一所述第一导体或所述第二导体连接，从而所述第一线圈组、所述第二线圈组分别依次绕经所述定子铁芯的所有所述层组。

2.根据权利要求1所述的定子绕组，其特征在于，所述第一线圈组内、所述第二线圈组内的所述第一导体和所述第二导体交错设置。

3.根据权利要求2所述的定子绕组，其特征在于，所述第一导体的焊接端与相邻的所述第二导体的焊接端连接，形成一导体组，若干个所述导体组连接形成所述第一线圈组、所述第二线圈组，所述第一线圈组内的每个所述导体组根据槽号与所述第二线圈组内的导体组相对应；

所述第一线圈组内的所述第一导体与所述第二线圈组内的相对应的所述导体组内的第二导体相对应、而所述第一线圈组内的所述第二导体与所述第二线圈组内的相对应的所述导体组内的第一导体相对应。

4.根据权利要求1或3所述的定子绕组，其特征在于，相邻所述第一导体和所述第二导体之间的跨槽距为整距R，

5.根据权利要求1或4所述的定子绕组，其特征在于，所述第一线圈组包括第一支路和第三支路，所述第二线圈组包括第二支路和第四支路；

所述第一支路、所述第二支路同层、邻槽设置，所述第三支路、所述第四支路同层、邻槽设置；

所述第一支路、所述第二支路、所述第三支路、所述第四支路分别依次绕经所述定子铁芯的所有所述层组。

6.根据权利要求5所述的定子绕组，其特征在于，所述第一支路与所述第三支路之间通过一所述第一导体或所述第二导体连接，从而将所述第一支路与所述第三支路串联；

所述第二支路与所述第四支路之间通过一所述第一导体或所述第二导体连接，从而将所述第二支路与所述第四支路串联。

7.根据权利要求1或6所述的定子绕组，其特征在于，所述长距L为7，所述短距S为5，所述整距R为6。

8.根据权利要求7所述的定子绕组，其特征在于，所述定子铁芯的槽层M为8层。

9.一种电机定子，包括上述权利要求1-8任一所述的定子绕组。

10.一种电机，包括上述权利要求1-8任一所述的定子绕组。