CN116599298A - 一种扁线电机绕组连接方法 - Google Patents

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Abstract

一种扁线电机绕组连接方法，包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯上等间距开设72个矩形绕线槽，所述各绕线槽内设有多层扁线导体，所述扁线导体为发卡线圈的直线段且设置的层数为偶数，所述定子绕组包括由多个发卡线圈首尾连接而成的U相绕组、V相绕组和W相绕组，所述各相绕组均包括四条并联支路，所述各支路的皇冠端均包括跨距为8槽和跨距为11槽的两种跨相邻层连接，扭头端为跨距为9槽的跨相邻层连接或同层连接。

Description

一种扁线电机绕组连接方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车的电机领域，特别涉及一种扁线电机绕组连接方法。
背景技术
随着新能源汽车技术的发展，人们对新能源汽车不但要求高性能，低能耗，而且还要求有良好的静谧性和舒适性。驱动电机作为新能源汽车的驱动装置，其NVH性能表现将直接影响新能源汽车的舒适性和静谧性。（NVH是指Noise(噪声)，Vibration(振动)和Harshness(声振粗糙度)）。
现有驱动电机技术已经大量的采用扁线绕组设计，来满足电机的高性能，低能耗等性能指标。但在驱动电机的NVH性能方面仍有不足。其具体表现为发卡种类数量少但是NVH性能稍差，或者NVH性能好但是发卡种类数量多、成本高的两个对立情况。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种扁线电机绕组连接方法，它可以使用少量的扁线发卡种类，采取组合跨距的连接方式，保证驱动电机具有较好的NVH性能。
一种扁线电机绕组连接方法，包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯上等间距开设72个矩形绕线槽，所述各绕线槽内设有多层扁线导体，所述扁线导体为发卡线圈的直线段且设置的层数为偶数，所述定子绕组包括由多个发卡线圈首尾连接而成的U相绕组、V相绕组和W相绕组，所述各相绕组均包括四条并联支路，所述各支路的皇冠端均包括跨距为8槽和跨距为11槽的两种跨相邻层连接，扭头端为跨距为9槽的跨相邻层连接或同层连接。
优选地，所述发卡线圈包括一个皇冠段，两个直线段，两个扭头段，其皇冠段有8槽和11槽两种跨距，两个扭头段的跨距均为4.5槽。
优选地，所述发卡线圈的皇冠段被设计成梯形结构，所述皇冠段跨距为11槽的发卡线圈的下方有两个皇冠段跨距为8槽的发卡线圈。
优选地，所述发卡线圈的皇冠段梯形结构的上底有水平折弯。
优选地，所述发卡线圈的种类与扁线导体的层数一致。
优选地，所述定子绕组出线位置均位于定子铁芯绕线槽第1层且同相同支路引出线位置相差45°，同相不同支路相对应的引出线位置相差90°。
本发明的益处：
本发明使用较少的扁线发卡种类，采用组合跨距的连接方法，在电磁原理上进行NVH优化，使得NVH性能表现更好。因为发卡线圈种类少，因此，发卡线圈成型的模具少，使得生产成本降低，同时，其NVH性能较好，使得电机产品具有更强的市场竞争力。
附图说明
图1为本发明U相绕组的平面展开示意图；
图2为本发明U相绕组皇冠端的结构示意图；
图3为本发明U相绕组扭头端的结构示意图；
图4为本发明跨距为11槽的发卡线圈结构示意图；
图5为本发明跨距为8槽的发卡线圈结构示意图；
图6为本发明发卡线圈扭头端反扭的结构示意图；
图7为本发明发卡线圈结构示意图。
具体实施方式
参见图1至图7，一种扁线电机绕组连接方法，包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯上等间距开设72个矩形绕线槽，所述各绕线槽内设有多层扁线导体，所述扁线导体为发卡线圈的直线段且设置的层数为偶数，本实施例中设置6层扁线导体进行说明。所述定子绕组包括由多个发卡线圈首尾连接而成的U相绕组、V相绕组和W相绕组，所述各相绕组均包括四条并联支路，所述各支路的皇冠端均包括跨距为8槽和跨距为11槽的两种跨相邻层连接，扭头端均为跨距为9槽的跨相邻层连接或同层连接。所述发卡线圈包括一个皇冠段，两个直线段，两个扭头段，其皇冠段有8槽和11槽两种跨距，两个扭头段的跨距均为4.5槽。所述发卡线圈的皇冠段被设计成梯形结构，可以提高制造发卡线圈的合格率，同时也降低了电机轴向高度。所述发卡线圈的皇冠段梯形结构的上底有水平折弯。所述皇冠段跨距为11槽的发卡线圈的下方有两个皇冠段跨距为8槽的发卡线圈，可以避免产生电流环流。所述发卡线圈的种类与扁线导体的层数一致，位于不同跨层相同跨距的发卡线圈的梯形结构不完全相同，跨第1层和第2层跨距为11槽的发卡线圈、跨第3层和第4层跨距为11槽的发卡线圈以及跨第5层和第6层跨距为11槽的发卡线圈的皇冠段由于距定子圆心的距离不同，离定子圆心越远的发卡线圈的梯形结构扭曲越大，因此，不同跨层跨距均为11槽的发卡线圈所需成型的模具也不相同。同理，不同跨层跨距均为8槽的发卡线圈所需成型的模具也不相同。因此本实施例中共用到6种发卡线圈，需要6种发卡线圈成型模具，降低了生产成本。所述定子绕组出线位置均位于定子铁芯绕线槽第1层且同相同支路引出线位置相差45°，同相不同支路相对应的引出线位置相差90°。
本发明的实施例一种扁线电机的绕组连接方法，以U相为例，U相绕组结构的第一条支路的绕线方式为：与引出线U1+连接的绕线先从第1个矩形定子槽的第1层进入，然后以节距为11进入第12个矩形定子槽的第2层，然后以节距为9进入第21个矩形定子槽的第1层，然后以节距为8进入第29个矩形定子槽的第2层，然后以节距为9进入第38个矩形定子槽的第1层，然后以节距为8进入第46个矩形定子槽的第2层，然后以节距为9进入第55个矩形定子槽的第3层，然后以节距为11进入第66个矩形定子槽的第4层，然后以节距为9进入第3个矩形定子槽的第3层，然后以节距为8进入第11个矩形定子槽的第4层，然后以节距为9进入第20个矩形定子槽的第3层，然后以节距为8进入第28个矩形定子槽的第4层，然后以节距为9进入第37个矩形定子槽的第5层，然后以节距为11进入第48个矩形定子槽的第6层，然后以节距为9进入第57个矩形定子槽的第5层，然后以节距为8进入第65个矩形定子槽的第6层，然后以节距为9进入第2个矩形定子槽的第5层，然后以节距为8进入第10个矩形定子槽的第6层，此时引脚线外扩反扭，然后以节距为9进入第1个矩形定子槽的第6层，然后以节距为8进入第65个矩形定子槽的第5层，然后以节距为9进入第56个矩形定子槽的第6层，然后以节距为8进入第48个矩形定子槽的第5层，然后以节距为9进入第39个矩形定子槽的第6层，然后以节距为11进入第28个矩形定子槽的第5层，然后以节距为9进入第19个矩形定子槽的第4层，然后以节距为8进入第11个矩形定子槽的第3层然后以节距为8进入第11个矩形定子槽的第3层，然后以节距为9进入第2个矩形定子槽的第4层，然后以节距为8进入第66个矩形定子槽的第3层，然后以节距为9进入第57个矩形定子槽的第4层，然后以节距为11进入第46个矩形定子槽的第3层，然后以节距为9进入第37个矩形定子槽的第2层，然后以节距为8进入第29个矩形定子槽的第1层，然后以节距为9进入第20个矩形定子槽的第2层，然后以节距为8进入第12个矩形定子槽的第1层，然后以节距为9进入第3个矩形定子槽的第2层，然后以节距为11进入第64个矩形定子槽的第1层，然后与引出线U1-连接。
U相绕组结构的第二条支路的绕线方式为：与引出线U2+连接的绕线先从第19个矩形定子槽的第1层进入，然后以节距为11进入第30个矩形定子槽的第2层，然后以节距为9进入第39个矩形定子槽的第1层，然后以节距为8进入第47个矩形定子槽的第2层，然后以节距为9进入第56个矩形定子槽的第1层，然后以节距为8进入第64个矩形定子槽的第2层，然后以节距为9进入第1个矩形定子槽的第3层，然后以节距为11进入第12个矩形定子槽的第4层，然后以节距为9进入第21个矩形定子槽的第3层，然后以节距为8进入第29个矩形定子槽的第4层，然后以节距为9进入第38个矩形定子槽的第3层，然后以节距为8进入第46个矩形定子槽的第4层，然后以节距为9进入第55个矩形定子槽的第5层，然后以节距为11进入第66个矩形定子槽的第6层，然后以节距为9进入第3个矩形定子槽的第5层，然后以节距为8进入第11个矩形定子槽的第6层，然后以节距为9进入第20个矩形定子槽的第5层，然后以节距为8进入第28个矩形定子槽的第6层，此时引脚线外扩反扭，然后以节距为9进入第19个矩形定子槽的第6层，然后以节距为8进入第11个矩形定子槽的第5层，然后以节距为9进入第2个矩形定子槽的第6层，然后以节距为8进入第66个矩形定子槽的第5层，然后以节距为9进入第57个矩形定子槽的第5层，然后以节距为11进入第46个矩形定子槽的第5层，然后以节距为9进入第37个矩形定子槽的第4层，然后以节距为8进入第29个矩形定子槽的第3层，然后以节距为9进入第20个矩形定子槽的第4层，然后以节距为8进入第12个矩形定子槽的第3层，然后以节距为9进入第3个矩形定子槽的第4层，然后以节距为11进入第64个矩形定子槽的第3层，然后以节距为9进入第55个矩形定子槽的第2层，然后以节距为8进入第47个矩形定子槽的第1层，然后以节距为9进入第38个矩形定子槽的第2层，然后以节距为8进入第30个矩形定子槽的第1层，然后以节距为9进入第21个矩形定子槽的第2层，然后以节距为11进入第10个矩形定子槽的第1层，然后与引出线U2-连接。
U相绕组结构的第三条支路的绕线方式为：与引出线U3+连接的绕线先从第37个矩形定子槽的第1层进入，然后以节距为11进入第48个矩形定子槽的第2层，然后以节距为9进入第57个矩形定子槽的第1层，然后以节距为8进入第65个矩形定子槽的第2层，然后以节距为9进入第26个矩形定子槽的第1层，然后以节距为8进入第10个矩形定子槽的第2层，然后以节距为9进入第19个矩形定子槽的第3层，然后以节距为11进入第30个矩形定子槽的第4层，然后以节距为9进入第39个矩形定子槽的第3层，然后以节距为8进入第47个矩形定子槽的第4层，然后以节距为9进入第56个矩形定子槽的第3层，然后以节距为8进入第64个矩形定子槽的第4层，然后以节距为9进入第1个矩形定子槽的第5层，然后以节距为11进入第12个矩形定子槽的第6层，然后以节距为9进入第21个矩形定子槽的第5层，然后以节距为8进入第29个矩形定子槽的第6层，然后以节距为9进入第38个矩形定子槽的第5层，然后以节距为8进入第46个矩形定子槽的第6层，此时引脚线外扩反扭，然后以节距为9进入第37个矩形定子槽的第6层，然后以节距为8进入第29个矩形定子槽的第5层，然后以节距为9进入第20个矩形定子槽的第6层，然后以节距为8进入第12个矩形定子槽的第5层，然后以节距为9进入第3个矩形定子槽的第5层，然后以节距为11进入第64个矩形定子槽的第5层，然后以节距为9进入第55个矩形定子槽的第4层，然后以节距为8进入第47个矩形定子槽的第3层，然后以节距为9进入第38个矩形定子槽的第4层，然后以节距为8进入第30个矩形定子槽的第3层，然后以节距为9进入第21个矩形定子槽的第4层，然后以节距为11进入第10个矩形定子槽的第3层，然后以节距为9进入第1个矩形定子槽的第2层，然后以节距为8进入第65个矩形定子槽的第1层，然后以节距为9进入第56个矩形定子槽的第2层，然后以节距为8进入第48个矩形定子槽的第1层，然后以节距为9进入第39个矩形定子槽的第2层，然后以节距为11进入第28个矩形定子槽的第1层，然后与引出线U3-连接。
U相绕组结构的第四条支路的绕线方式为：与引出线U4+连接的绕线先从第55个矩形定子槽的第1层进入，然后以节距为11进入第66个矩形定子槽的第2层，然后以节距为9进入第3个矩形定子槽的第1层，然后以节距为8进入第11个矩形定子槽的第2层，然后以节距为9进入第20个矩形定子槽的第1层，然后以节距为8进入第28个矩形定子槽的第2层，然后以节距为9进入第37个矩形定子槽的第3层，然后以节距为11进入第48个矩形定子槽的第4层，然后以节距为9进入第57个矩形定子槽的第3层，然后以节距为8进入第65个矩形定子槽的第4层，然后以节距为9进入第2个矩形定子槽的第3层，然后以节距为8进入第10个矩形定子槽的第4层，然后以节距为9进入第19个矩形定子槽的第5层，然后以节距为11进入第30个矩形定子槽的第6层，然后以节距为9进入第39个矩形定子槽的第5层，然后以节距为8进入第47个矩形定子槽的第6层，然后以节距为9进入第56个矩形定子槽的第5层，然后以节距为8进入第64个矩形定子槽的第6层，此时引脚线外扩反扭，然后以节距为9进入第55个矩形定子槽的第6层，然后以节距为8进入第47个矩形定子槽的第5层，然后以节距为9进入第38个矩形定子槽的第6层，然后以节距为8进入第30个矩形定子槽的第5层，然后以节距为9进入第21个矩形定子槽的第5层，然后以节距为11进入第10个矩形定子槽的第5层，然后以节距为9进入第1个矩形定子槽的第4层，然后以节距为8进入第65个矩形定子槽的第3层，然后以节距为9进入第56个矩形定子槽的第4层，然后以节距为8进入第48个矩形定子槽的第3层，然后以节距为9进入第39个矩形定子槽的第4层，然后以节距为11进入第28个矩形定子槽的第3层，然后以节距为9进入第19个矩形定子槽的第2层，然后以节距为8进入第11个矩形定子槽的第1层，然后以节距为9进入第2个矩形定子槽的第2层，然后以节距为8进入第66个矩形定子槽的第1层，然后以节距为9进入第57个矩形定子槽的第2层，然后以节距为11进入第46个矩形定子槽的第1层，然后与引出线U4-连接。
V相绕组、W相绕组的出线位置与U相不相同，连接方法与U相绕组相同，将U相绕组的出线位置沿定子铁芯矩形绕线槽圆周顺时针方向移动3槽可得到V相绕组的出线位置，然后再通过与U相绕组相同的连接方法即可得到V相绕组，同理将V相绕组的出线位置沿定子铁芯矩形绕线槽圆周顺时针方向移动3槽可得到W相绕组的出线位置，然后再通过与V相绕组相同的连接方法即可得到W相绕组。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种扁线电机绕组连接方法，包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯上等间距开设72个矩形绕线槽，所述各绕线槽内设有多层扁线导体，所述扁线导体为发卡线圈的直线段（2）且设置的层数为偶数，所述定子绕组包括由多个发卡线圈首尾连接而成的U相绕组、V相绕组和W相绕组，其特征在于：所述各相绕组均包括四条并联支路，所述各支路的皇冠端均包括跨距为8槽和跨距为11槽的两种跨相邻层连接，扭头端为跨距为9槽的跨相邻层连接或同层连接。
2.根据权利要求2所述的一种扁线电机绕组连接方法，其特征在于：所述发卡线圈包括一个皇冠段（1），两个直线段（2），两个扭头段（3），其皇冠段（1）有8槽和11槽两种跨距，两个扭头段（3）的跨距均为4.5槽。
3.根据权利要求2所述的一种扁线电机绕组连接方法，其特征在于：所述发卡线圈的皇冠段（1）被设计成梯形结构，所述皇冠段（1）跨距为11槽的发卡线圈的下方有两个皇冠段跨距为8槽的发卡线圈。
4.根据权利要求3所述的一种扁线电机绕组连接方法，其特征在于：所述发卡线圈的皇冠段（1）梯形结构的上底有水平折弯（11）。
5.根据权利要求2所述的一种扁线电机绕组连接方法，其特征在于：所述发卡线圈的种类与扁线导体的层数一致。
6.根据权利要求1所述的一种扁线电机绕组连接方法，其特征在于：所述定子绕组出线位置均位于定子铁芯绕线槽第1层且同相同支路引出线位置相差45°，同相不同支路相对应的引出线位置相差90°。
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