CN117040165A - 一种72槽6极发夹式扁线电枢绕组及电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种72槽6极发夹式扁线电枢绕组及电机，上述绕组包括采用三相并联扁线配合发夹穿绕内侧具有8层72个定子槽位的环状定子得到；在U相绕组中，第一支路、第二支路和第三支路分别由扁线自位于第2层的第一起点、第4层的第二起点和第6层的第三起点配合发夹依次分别沿着圆周方向逐层错开绕行至第1层的第一终点、第3层的第二终点和第5层的第三终点处，沿8层72个槽位绕制构建形成；V相绕组和W相绕组分别相对U相绕组顺着槽位增大方向旋转8个和16个槽位得到。该绕组利于电机槽满率的提升，以产生更高的磁场强度，提高电机功率，且各支路电势平衡，不存在环流问题，绕组结构简单，提高了扁线电机的效率和性能。

Description

一种72槽6极发夹式扁线电枢绕组及电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种72槽6极发夹式扁线电枢绕组及电机。

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。但是，现有的扁线定子绕组连接方式在高转速时电流在集肤效应、邻近效应的作用下，沿扁铜线截面非均匀分布而导致各路绕组电阻存在差别，导致各路绕组流过的电流不均衡，产生较大的附加铜耗，影响电机效率，也导致电机在高速时持续性能被削弱。此外，目前有部分定子绕组为了实现并联支路的电流平衡，将绕组设计的很复杂，相线和中性线分布的区域很大，不利于电机定子的相线和中性线的接线。另外：为了降低扭矩波动和提供NVH性能，目前定子绕组有大量采用短距绕组。

为了改进上述问题，本发明提出了一种新型的72槽6极发夹式扁线电枢短距绕组及电机，能够使定子绕组的相线和中性线在同一区域，便于接线，以改善电机效率，改善了电机的NVH性能。

发明内容

基于上述表述，本发明提供了一种72槽6极发夹式扁线电枢绕组及电机，以解决现有的扁线定子绕组各路绕组流过的电流不均衡，影响电机效率和性能的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种72槽6极发夹式扁线电枢绕组，包括：采用三相并联扁线配合发夹穿绕内侧具有8层72个定子槽位的环状定子得到；

所述三相为U相、V相和W相，U相绕组、V相绕组和W相绕组均由三支路扁线配合发夹绕制形成；

其中，在所述U相绕组中，第一支路由扁线自位于第2层的第一起点开始配合发夹依次沿着圆周方向逐层错开绕行至第1层的第一终点处，沿8层72个槽位绕制构建形成；第二支路由扁线自位于第4层的第二起点开始配合发夹依次沿着圆周方向逐层错开绕行至第3层的第二终点处，沿8层72个槽位绕制构建形成；第三支路由扁线自位于第6层的第三起点开始配合发夹依次沿着圆周方向逐层错开绕行至第5层的第三终点处，沿8层72个槽位绕制构建形成；

所述V相绕组相对所述U相绕组顺着槽位增大方向旋转8个槽位得到；

所述W相绕组相对所述U相绕组顺着槽位增大方向旋转16个槽位得到。

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，第二支路和第三支路均与第一支路中发夹的连接方式相同，且各支路中，每两个点位作为一对，发卡的两个剥漆端向相反方向扭型后分别与两个相邻点位连接。

进一步的，当采用三相并联三支路的扁线配合发夹穿绕8层72个槽位时，极数为6，支路数为3；定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，72]，y∈[a，h]，a为位于槽里的一层，U1+为U相上第一支路电流的初始流入点，U1-为U相上第一支路电流的最终流出点，所述U相绕组的第一支路为：

61b→49c→37d→26e→14f→2g→62h→3h→15g→27f→39e→50d→62c→2b→14a→2a→62b→50c→38d→27e→15f→3g→63h→4h→16g→28f→40e→51d→63c→3b→15a→3a→63b→51c→39d→28e→16f→4g→64h→5h→17g→29f→41e→52d→64c→4b→16a→4a→64b→52c→40d→29e→17f→5g→65h→2h→14g→26f→38e→49d→61c→1b→13a→1a；

U2+和U3+依次为61d和62f，U2-和U3-依次为1c和2e。

进一步的，当采用三相并联三支路的扁线配合发夹穿绕8层72个槽位时，极数为6，支路数为3；定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，72]，y∈[a，h]，a为位于槽里的一层，U1+为U相上第一支路电流的初始流入点，U1-为U相上第一支路电流的最终流出点，所述U相绕组的第一支路为：

62b→49c→38d→25e→14f→1g→62h→3h→14g→27f→38e→51d→62c→3b→14a→2a→63b→50c→39d→26e→15f→2g→63h→4h→15g→28f→39e→52d→63c→4b→15a→3a→64b→51c→40d→27e→16f→3g→64h→5h→16g→29f→40e→53d→64c→5b→16a→4a→65b→52c→41d→28e→17f→4g→65h→2h→13g→26f→37e→50d→61c→2b→13a→1a；

U2+和U3+依次为62d和621f，U2-和U3-依次为1c和1e。

第二方面，本发明还提供一种电机，包括：转子和如第一方面任一项所述的72槽6极发夹式扁线电枢绕组；所述转子可相对于所述72槽6极发夹式扁线电枢绕组旋转。

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：

本发明提供的72槽6极发夹式扁线电枢绕组通过采用三相并联扁线沿圆周方向逐层穿绕8层72个槽位得到，三相绕组中的任一一相绕组均设有三支路扁线，三支路扁线分别按照电流流过槽内的顺序逐层穿绕8层72个槽位，形成6极72槽连续波绕绕组，提供了一种新的连续波绕绕组方式，与现有的发夹式绕组相比，本发明提供的72槽6极发夹式扁线电枢绕组通过设置错层绕制的方式，有利于电机槽满率的提升，以产生更高的磁场强度，提高电机功率，而且，还能实现各并联支路的电流完全平衡，不存在环流问题，绕组结构简单，工艺制造性好，提高了扁线电机的效率和性能。此外，定子绕组的相线和中性线在同一区域，便于接线，适合批量化生产，为电机定子产品提供了理论基础。

进一步地，本发明提供的电机包括上述的72槽6极发夹式扁线电枢绕组，因此，其至少具有上述72槽6极发夹式扁线电枢绕组具有的全部技术效果，此处不再加以赘述。

附图说明

图1为本发明实施例提供的72槽6极发夹式扁线电枢绕组的槽内导体分布图；

图2为本发明实施例一提供的72槽6极发夹式扁线电枢绕组的U相绕组示意图；

图3为本发明实施例一提供的72槽6极发夹式扁线电枢绕组的U相第一支路绕组示意图；

图4为本发明实施例一提供的72槽6极发夹式扁线电枢绕组的V相绕组示意图；

图5为本发明实施例一提供的72槽6极发夹式扁线电枢绕组的W相绕组示意图；

图6为本发明实施例二提供的72槽6极发夹式扁线电枢绕组的U相绕组示意图；

图7为本发明实施例二提供的72槽6极发夹式扁线电枢绕组的U相第一支路绕组示意图；

图8为本发明实施例二提供的72槽6极发夹式扁线电枢绕组的V相绕组示意图；

图9为本发明实施例二提供的72槽6极发夹式扁线电枢绕组的W相绕组示意图。

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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解。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实施例中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

本发明所采用的实施例为8层的扁线电枢绕组，但在具体的实施过程中，可以通过删除或者增加异层跨线的层数来实现4、6、10、12等偶数层扁线电枢绕组的绕制，因此本发明所采用的绕制方法以及与该绕制方法相适配的发卡线圈并不局限于8层的扁线电枢绕组的绕制_。

第一方面，本发明实施例提供了72槽6极发夹式扁线电枢绕组，包括：采用三相并联扁线配合发夹穿绕内侧具有8层72个定子槽位的环状定子得到；

三相为U相、V相和W相，U相绕组、V相绕组和W相绕组均由三支路扁线配合发夹绕制形成；

其中，在U相绕组中，第一支路由扁线自位于第2层的第一起点开始配合发夹依次沿着圆周方向逐层错开绕行至第1层的第一终点处，沿8层72个槽位绕制构建形成；第二支路由扁线自位于第4层的第二起点开始配合发夹依次沿着圆周方向逐层错开绕行至第3层的第二终点处，沿8层72个槽位绕制构建形成；第三支路由扁线自位于第6层的第三起点开始配合发夹依次沿着圆周方向逐层错开绕行至第5层的第三终点处，沿8层72个槽位绕制构建形成；

V相绕组相对U相绕组顺着槽位增大方向旋转8个槽位得到；

W相绕组相对U相绕组顺着槽位增大方向旋转16个槽位得到。

其中，第二支路和第三支路均与第一支路中发夹的连接方式相同，且各支路中，每两个点位作为一对，发卡的两个剥漆端向相反方向扭型后分别与两个相邻点位连接

如图1所示，本发明实施例提供的绕组有8层槽位，以三相并联三支路的扁线穿绕8层72个槽位为例，极数为6，定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，72]，y∈[a，h]，a～h为槽内导体的1-8层号，a为位于槽里的一层，例如：1a是指第1定子槽的第a层，表格中1～64是标记电流流过槽内的先后顺序，其中数字1为该支路电流开始流入的位置即U+，数字64为该支路电流最后流出的位置即U-，即U1+为U相上第一支路电流的初始流入点，U1-为U相上第一支路电流的最终流出点，箭头线表示扁线的走线，箭头的方向为扭型的方向。AA为U相第一支路，AB为U相第二支路，AC为U相第三支路。

实施例一：

在三支路绕组中，对应的支路数为3；

图2所示为72槽6极发夹式扁线电枢绕组的U相绕组示意图，其中，如图3所示，在U相绕组的第一支路中U+至U-的扁线配合发夹连接路线为：

61b→49c→37d→26e→14f→2g→62h→3h→15g→27f→39e→50d→62c→2b→14a→2a→62b→50c→38d→27e→15f→3g→63h→4h→16g→28f→40e→51d→63c→3b→15a→3a→63b→51c→39d→28e→16f→4g→64h→5h→17g→29f→41e→52d→64c→4b→16a→4a→64b→52c→40d→29e→17f→5g→65h→2h→14g→26f→38e→49d→61c→1b→13a→1a；从61b流入，最后从1a流出。

具体地，如图3所示，电流从第一个发夹右端即61b流入，第一个发夹左端(AA1-AA2箭头线，AA2端在c层49号槽剥漆端向左扭型)和第二个发夹右端(AA3-AA4箭头线，即AA3端在d层37号槽且向剥漆端右扭型)通过剥漆端扭型后焊接在一起，即AA2和AA3是通过焊接连接的，第二个发夹左端(AA3-AA4箭头线，即AA4在e层26号槽且剥漆端向左扭型)和第三个发卡右端(AA5-AA6箭头线，即AA5端在f层14号槽且剥漆端向右扭型)也同样通过剥漆端扭型后焊接在一起(即AA4和AA5是通过焊接连接的)。

该绕组电流流向为自61b流入(即U+)，b-c层，c-d层，d-e层，e-f层，f-g层，g-h层，h-h层，h-g层，g-f层，f-e层，e-d层，d-c层，c-b层，b-a层，a-a层，a-b层……最终至1a流出(即U-)。

对应的，按照上述绕制方式可以实现U相第一支路的绕制，发卡端d～e层跨距为11个定子槽，发卡端h层跨距有9个定子槽和13个定子槽两种，其余的跨距均为12个定子槽，对于其他两相的绕制，首先根据U相第二支路(AB)的电流流入点U2+为61d，第二支路的跨距和第一支路类似，结合图2，可以得到U相第二支路从61d流入，最后从1c流出的绕组连接线路，其绕制原理与U相第一支路相同，本领域技术人员可适应性进行对应操作，在此不做赘述。

同理，U相第三支路(AC)的绕制方式也与第一支路相同，仅为对应槽位不同，如图2所示，第三支路从62f流入，最后从2e流出的绕组连接线路，在此不做赘述。

V相绕组的绕线方式为U相绕组顺着槽号增大方向旋转8个槽位得到，如图4所示，第一支路从69号槽第b层流入(69b)，最后从9号槽的第a层流出(9a)，第二支路从69号槽第d层流入(69d)，最后从9号槽的第c层流出(9c)，第三支路从70号槽的第f层流入(70f)，最后从10号槽的第e层流出(10e)，本领域技术人员根据上述内容对应绕制进行操作，其详细连接路线，不再累赘。

W相绕组的绕线方法为U相绕组顺着槽号增大方向旋转16个槽位得到，如图5所示，第一支路从5号槽第b层流入(5b)，最后从17号槽的第a层流出(17a)，第二支路从5号槽的第d层流入(5d)，最后从17号槽的第c层流出(17c)，第三支路从6号槽的第f层流入(6f)，最后从18号槽的第e层流出(18e)，本领域技术人员根据上述内容对应绕制进行操作，其详细连接路线不再累赘。

实施例二

在三支路绕组中，对应的支路数为3；

图6所示为72槽6极发夹式扁线电枢绕组的U相绕组示意图，其中，如图7所示，在U相绕组的第一支路中U+至U-的扁线配合发夹连接路线为：

62b→49c→38d→25e→14f→1g→62h→3h→14g→27f→38e→51d→62c→3b→14a→2a→63b→50c→39d→26e→15f→2g→63h→4h→15g→28f→39e→52d→63c→4b→15a→3a→64b→51c→40d→27e→16f→3g→64h→5h→16g→29f→40e→53d→64c→5b→16a→4a→65b→52c→41d→28e→17f→4g→65h→2h→13g→26f→37e→50d→61c→2b→13a→1a；该支路电流从62b流入，1a流出。

具体地，电流从第一个发夹右端即62b流入，第一个发夹左端(AA1-AA2箭头线，AA2端在c层49号槽剥漆端向左扭型)和第二个发夹右端(AA3-AA4箭头线，即AA3端在d层38号槽且向剥漆端右扭型)通过剥漆端扭型后焊接在一起，即AA2和AA3是通过焊接连接的，第二个发夹左端(AA3-AA4箭头线，即AA4在e层25号槽且剥漆端向左扭型)和第三个发卡右端(AA5-AA6箭头线，即AA5端在f层14号槽且剥漆端向右扭型)也同样通过剥漆端扭型后焊接在一起(即AA4和AA5是通过焊接连接的)。

该绕组电流流向为自62b流入(即U+)，b-c层，c-d层，d-e层，e-f层，f-g层，g-h层，h-h层，h-g层，g-f层，f-e层，e-d层，d-c层，c-b层，b-a层，a-a层，a-b层……最终至1a流出(即U-)。

对应的，按照上述绕制方式可以实现U相第一支路的绕制，发卡端a层跨距为12个定子槽，发卡端h层跨距有9个定子槽和13个定子槽两种，其余发卡端的跨距均为13个定子槽，焊接端的所有层跨距为11个定子槽，对于其他两相的绕制，首先根据U相第二支路(AB)的电流流入点U2+为62d，且第二支路上的跨距与第一支路相同，结合图7，可以得到U相第二支路从62d流入，最后从1c流出的绕组连接线路，其绕制原理与U相第一支路相同，本领域技术人员可适应性进行对应操作，在此不做赘述。

同理，U相第三支路(AC)的绕制方式也与第一支路相同，仅为对应槽位不同，如图6所示，第三支路从62f流入，最后从1e流出的绕组连接线路，在此不做赘述。

V相绕组的绕线方式为U相绕组顺着槽号增大方向旋转8个槽位得到，如图8所示，第一支路从70号槽第b层流入(70b)，最后从9号槽的第a层流出(9a)，第二支路从70号槽第d层流入(70d)，最后从9号槽的第c层流出(9c)，第三支路从70号槽的第f层流入(70f)，最后从9号槽的第e层流出(9e)，本领域技术人员根据上述内容对应绕制进行操作，其详细连接路线，不再累赘。

W相绕组的绕线方法为U相绕组顺着槽号增大方向旋转16个槽位得到，如图9所示，第一支路从6号槽第b层流入(6b)，最后从17号槽的第a层流出(17a)，第二支路从6号槽的第d层流入(6d)，最后从17号槽的第c层流出(17c)，第三支路从6号槽的第f层流入(6f)，最后从17号槽的第e层流出(17e)，本领域技术人员根据上述内容对应绕制进行操作，其详细连接路线不再累赘。

上述绕组所采用的实施例的电机是极数为6，支路数为3，定子槽数为72的发夹式扁线绕组，但在具体的实施过程中，可以因槽数及支路数的不同，进而定制不同绕组，因此本发明所采用的绕制方法以及与该绕制方法相适配的线圈并不局限于实例的扁线电枢绕组的绕制。

该绕组利于电机槽满率的提升，以产生更高的磁场强度，提高电机功率，且各支路电势平衡，不存在环流问题，绕组结构简单，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。

第二方面，本发明实施例还提供一种电机，包括：转子和如第一方面中任一实施例所述的72槽6极发夹式扁线电枢绕组；转子可相对于72槽6极发夹式扁线电枢绕组旋转。

由于该电机采用了上述实施例所述的72槽6极发夹式扁线电枢绕组，该72槽6极发夹式扁线电枢绕组的具体结构参照上述实施例，由于该电机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“具体示例”或“一些示例”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实施例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必须针对的是相同的实施例或示例。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种72槽6极发夹式扁线电枢绕组，其特征在于，包括：采用三相并联扁线配合发夹穿绕内侧具有8层72个定子槽位的环状定子得到；

所述三相为U相、V相和W相，U相绕组、V相绕组和W相绕组均由三支路扁线配合发夹绕制形成；

其中，在所述U相绕组中，第一支路由扁线自位于第2层的第一起点开始配合发夹依次沿着圆周方向逐层错开绕行至第1层的第一终点处，沿8层72个槽位绕制构建形成；第二支路由扁线自位于第4层的第二起点开始配合发夹依次沿着圆周方向逐层错开绕行至第3层的第二终点处，沿8层72个槽位绕制构建形成；第三支路由扁线自位于第6层的第三起点开始配合发夹依次沿着圆周方向逐层错开绕行至第5层的第三终点处，沿8层72个槽位绕制构建形成；

所述V相绕组相对所述U相绕组顺着槽位增大方向旋转8个槽位得到；

所述W相绕组相对所述U相绕组顺着槽位增大方向旋转16个槽位得到。

2.根据权利要求1所述的72槽6极发夹式扁线电枢绕组，其特征在于，第二支路和第三支路均与第一支路中发夹的连接方式相同，且各支路中，每两个点位作为一对，发卡的两个剥漆端向相反方向扭型后分别与两个相邻点位连接。

3.根据权利要求1所述的72槽6极发夹式扁线电枢绕组，其特征在于，当采用三相并联三支路的扁线配合发夹穿绕8层72个槽位时，极数为6，支路数为3；定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，72]，y∈[a，h]，a为位于槽里的一层，U1+为U相上第一支路电流的初始流入点，U1-为U相上第一支路电流的最终流出点，所述U相绕组的第一支路为：

61b→49c→37d→26e→14f→2g→62h→3h→15g→27f→39e→50d→62c→2b→14a→2a→62b→50c→38d→27e→15f→3g→63h→4h→16g→28f→40e→51d→63c→3b→15a→3a→63b→51c→39d→28e→16f→4g→64h→5h→17g→29f→41e→52d→64c→4b→16a→4a→64b→52c→40d→29e→17f→5g→65h→2h→14g→26f→38e→49d→61c→1b→13a→1a；

U2+和U3+依次为61d和62f，U2-和U3-依次为1c和2e。

4.根据权利要求1所述的72槽6极发夹式扁线电枢绕组，其特征在于，当采用三相并联三支路的扁线配合发夹穿绕8层72个槽位时，极数为6，支路数为3；定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，72]，y∈[a，h]，a为位于槽里的一层，U1+为U相上第一支路电流的初始流入点，U1-为U相上第一支路电流的最终流出点，所述U相绕组的第一支路为：

62b→49c→38d→25e→14f→1g→62h→3h→14g→27f→38e→51d→62c→3b→14a→2a→63b→50c→39d→26e→15f→2g→63h→4h→15g→28f→39e→52d→63c→4b→15a→3a→64b→51c→40d→27e→16f→3g→64h→5h→16g→29f→40e→53d→64c→5b→16a→4a→65b→52c→41d→28e→17f→4g→65h→2h→13g→26f→37e→50d→61c→2b→13a→1a；

U2+和U3+依次为62d和62f，U2-和U3-依次为1c和1e。

5.一种电机，其特征在于，包括：转子和如权利要求1至4任一项所述的72槽6极发夹式扁线电枢绕组；所述转子可相对于所述72槽6极发夹式扁线电枢绕组旋转。