CN117439311A - 一种轴向磁通电机绕组及其线圈 - Google Patents

Abstract

本专利提供一种相邻线圈有机融合在一起，相邻线圈距离和相邻软磁体齿之间的距离小，提高电机材料利用率的轴向磁通电机绕组，它至少具有嵌入齿槽的两个线圈，相邻两个线圈的相邻侧的导线穿过同一个齿槽，且在线圈高度方向上间隔排列。本专利同时提供一种能够把相邻线圈有机融合在一起，减小相邻线圈距离和相邻软磁体齿之间的距离的轴向磁通电机绕组的线圈，一个线圈中用于穿过齿槽的侧部导线有多根，在线圈高度方向上相邻的侧部导线之间有间隙，该间隙用于容纳另一个线圈的穿过该齿槽的侧部导线。

Description

一种轴向磁通电机绕组及其线圈

技术领域

本专利涉及轴向磁通电机，具体的说，是一种轴向磁通电机的绕组。

背景技术

随着动力电机的发展，由于轴向磁通电机具有重量轻，功率和扭矩密度大等特点，正在成为电机技术发展的方向。但是，目前的无磁轭轴向电机具有相邻线圈距离较远、相邻软磁体齿之间的距离大，从而导致扭矩波动较大的问题，同时也导致了电机材料不能达到最高利用率的问题。

例如，CN209329821U公开了一种定子绕组、定子和电机，其定子铁芯为环形结构，定子铁芯沿着圆周方向均匀设有凸台，相邻所述凸台之间设有卡槽；所述卡槽用于容纳定子绕组，由于每相绕组的线圈各占定子铁芯上卡槽的一半，所以也会出现上述问题。

发明内容

本专利的目的是提供一种相邻线圈有机融合在一起，相邻线圈距离和相邻软磁体齿之间的距离小，提高电机材料利用率的轴向磁通电机绕组。

一种轴向磁通电机绕组，至少具有嵌入齿槽的两个线圈，相邻两个线圈的相邻侧的导线穿过同一个齿槽，且在线圈高度方向上间隔排列。

上述的轴向磁通电机绕组，两个线圈的相邻侧的导线均有多根，在同一个齿槽内，一个线圈侧部的每n根导线与另一个线圈侧部的每m根导线间隔排列，n≥1，m≥1。

上述的轴向磁通电机绕组，n＝m。如果n＝m＝1，则一个线圈侧部的每根导线与另一个线圈侧部的每根导线间隔排列。如果n＝m＝2，则一个线圈侧部的每两根导线与另一个线圈侧部的每两根导线间隔排列。如果n＝1，m＝2，则一个线圈侧部的每根导线与另一个线圈侧部的每两根导线间隔排列。

上述的轴向磁通电机绕组，绕制成线圈的导线均为矩形导线。

上述的轴向磁通电机绕组，相邻的两个线圈是不同相绕组内的线圈。例如，对于对于A、B两相绕组，相邻两个线圈是A相绕组的一个线圈和B相绕组的一个线圈。例如，对于对于A、B、C三相绕组，相邻两个线圈是A相绕组的一个线圈和B相绕组的一个线圈,或者A相绕组的一个线圈和C相绕组的一个线圈,或者B相绕组的一个线圈和C相绕组的一个线圈.

上述的轴向磁通电机绕组，绕组中的铁芯为环形结构，铁芯沿着圆周方向均匀设有齿，相邻齿之间为齿槽。

本专利同时提供一种能够把相邻线圈有机融合在一起，减小相邻线圈距离和相邻软磁体齿之间的距离的轴向磁通电机绕组的线圈。

一种轴向磁通电机绕组的线圈，一个线圈中用于穿过齿槽的侧部导线有多根，在线圈高度方向上相邻的侧部导线之间有间隙，该间隙用于容纳另一个线圈的穿过该齿槽的侧部导线。

上述的线圈，绕制成线圈的导线均为矩形导线。

本专利的有益效果：本专利把穿过同一个齿槽的相邻两个线圈的侧部导线在线圈高度方向上间隔排列，减小了齿槽的宽度，相邻两个线圈的距离缩短，两个齿槽之间的齿的宽度也减小，提高了电机材料的利用率，降低了轴向磁通电机的扭矩波动。

当然，在同一个齿槽内，可以是一个线圈侧部的每一根导线与另一个线圈侧部的每一根导线间隔排列(即一根一根地间隔排列)，也可以是一个线圈侧部的每两根导线与另一个线圈侧部的每两根导线间隔排列(即两根两根地间隔排列)，或者其他方式间隔排列。

附图说明

图1是一相绕组立体图；

图2是一相绕组俯视图；

图3是一相绕组侧视图；

图4是一个线圈立体图；

图5是一个线圈另一个立体图；

图6是轴向磁通电机绕组立体图；

图7是实现绕组、齿槽等示意图；

图8是轴向磁通电机绕组俯视图；

图9是轴向磁通电机绕组剖视图；

图10是图9中的局部放大图。

具体实施方式

实施例1：一相绕组

参见图1-3所示的一相绕组，具有10个环形排列的线圈1。参见图4、5，每个线圈1的两侧部的侧部导线11有6根，在线圈1的高度方向排列，在高度方向上的相邻两根侧部导线11之间具有间隙12。每个线圈1的进线端15位于线圈高度方向的顶部一侧且在绕组的外周部，每个线圈1的出线端16位于线圈高度方向的底部另一侧且在绕组的外周部。每个线圈1的两侧部的侧部导线11之间以平缓上升的或者弯折的跃层连接线14相连，跃层连接线14位于绕组的内周部和外周部。除了形成该相绕组的首线圈(第一个线圈)的进线端与末线圈(最后一个线圈)的出线端之间不连接外，每个线圈的进线端15与周向相邻的另一个线圈的出线端16通过在绕组外周部的线圈互连线17相连。首线圈的进线端、末线圈的出线端形成了该相绕组的两个接线端。其实，线圈互连线17、跃层连接线14、进线端15、出线端16、可以是同一根矩形导线，只是为了更清楚描述其结构，而把各部分分开描述。

实施例2：轴向磁通电机绕组

参见图6-10所示的轴向磁通电机绕组，包括A、B、C三相绕组，各相绕组的结构与实施例1中绕组结构相同。为了描述更清楚，我们把A、B、C三相绕组中线圈分别以A相线圈A1、B相线圈B2、C相线圈C3表示。A相线圈A1、B相线圈B2、C相线圈C3在周向逆时针依次排列，总共30个线圈，相邻两个线圈之间周向间隔12°。

A相绕组中首A相线圈的进线端、B相绕组中首B相线圈的进线端、C相绕组中首C相线圈的进线端分别形成轴向磁通电机绕组的A相引出线13、B相引出线23、C相引出线33，A相绕组中末A相线圈的出线端、B相绕组中末B相线圈的出线端、C相绕组中末C相线圈的出线端均连接形成合并连接线34，此时三相绕组形成星形连接。当然，三相绕组也可以采用三角形接法。

为环形结构铁芯4沿着圆周方向均匀设有30个齿41，相邻齿之间为齿槽42。

参考图4、5，相邻两个线圈的在周向相邻侧的侧部导线穿过同一个齿槽42，且在线圈高度方向(平行于铁芯的轴线方向)上间隔排列。例如，A相线圈A1的右侧部的6根侧部导线11与C相线圈C3的左侧部的6根侧部导线31均穿过一个齿槽，并在高度上间隔排列；A相线圈A1的左侧部的6根侧部导线11与B相线圈B2的右侧部的6根侧部导线21均穿过另一个齿槽，并在高度上间隔排列。也就是说，在高度方向上A相线圈A1右侧的侧部导线11之间的间隙12用于嵌入C相线圈C3的左侧部的侧部导线31，在高度方向上A相线圈A1左侧的侧部导线11之间的间隙12用于嵌入B相线圈B2的右侧部的侧部导线21。

本专利的创新结构：

构成绕组的线圈匝间留有间隙，用作排列时容纳相邻线圈的导线，同一线圈的两侧的位于齿槽(相邻两个软磁体之间的空间)内的线圈部分，导线在线圈高度方向上交错布置。在线圈另外两个边上设置跃层连接结构。

位于同一齿槽内的相邻线圈的导线交叠布置，每个齿槽内具有相同数量的分属于两个线圈的导线。

该结构线圈之间的距离缩短，从而使齿槽变窄，达到像径向磁通电机的齿槽相同的效果，相比于目前的轴向磁通绕组电机，具有转矩波动小、槽满率高、磁钢利用率高等特点。

首选的导线形状为矩形导线，导线的具体截面形状不影响本专利的权利要求保护范围。

所述的交叠排列，可以是一个一个交叠排列，也可以是大于一的交叠排列，例如两个两个交叠排列等(线圈1两根线之后是线圈2两根线)，这不影响本发明的权利要求。

本专利的线圈之间的连接结构仅用于说明线圈的排列，本专利的权利要求保护范围不受线圈之间的连接结构影响。

绕组的相数、磁极数、相排序等不影响本专利的权利要求保护范围。

所述的线圈可以是整体结构，也可以是由分体结构组合而成，这不影响本专利的权利要求保护范围。

单个线圈匝间留有间隙，用作排列时容纳相邻线圈的导线。

同一线圈位于齿槽(相邻两个软磁体之间的空间)内的线圈两边的导线，在高度上交错布置。

Claims (8)

1.一种轴向磁通电机绕组，至少具有嵌入齿槽的两个线圈，其特征是：相邻两个线圈的相邻侧的导线穿过同一个齿槽，且在线圈高度方向上间隔排列。

2.如权利要求1所述的轴向磁通电机绕组，其特征是：两个线圈的相邻侧的导线均有多根，在同一个齿槽内，一个线圈侧部的每n根导线与另一个线圈侧部的每m根导线间隔排列，n≥1，m≥1。

3.如权利要求2所述的轴向磁通电机绕组，其特征是：n＝m。

4.如权利要求1所述的轴向磁通电机绕组，其特征是：绕制成线圈的导线均为矩形导线。

5.如权利要求1所述的轴向磁通电机绕组，其特征是：相邻的两个线圈是不同相绕组内的线圈。

6.如权利要求1所述的轴向磁通电机绕组，其特征是：绕组中的铁芯为环形结构，铁芯沿着圆周方向均匀设有齿，相邻齿之间为齿槽。

7.一种轴向磁通电机绕组的线圈，其特征是：一个线圈中用于穿过齿槽的侧部导线有多根，在线圈高度方向上相邻的侧部导线之间有间隙，该间隙用于容纳另一个线圈的穿过该齿槽的侧部导线。

8.如权利要求7所述的线圈，其特征是：绕制成线圈的导线均为矩形导线。