CN117477817A - 具有多个穿行部的级联绕组 - Google Patents

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Abstract

一种用于电机的定子包括其中形成有多个槽的定子芯体以及位于定子芯体上的多相绕组布置。绕组布置包括设置在槽的层中的多个级联导体,层限定多个层对。多个级联导体形成每相位多条平行路径,每条平行路径缠绕芯体多圈,其中每圈位于一个层对内。针对每个层对,在层对中的第一平行路径与第二平行路径之间形成N个穿行部,其中N大于或等于二。

Description

具有多个穿行部的级联绕组
技术领域
本发明涉及电机领域,更特别是涉及定子绕组布置和用于这些绕组布置的连接部。
背景技术
电机被设计为满足至少部分取决于电机的预期应用的特定的操作要求。对操作性能做出贡献的设计特征的例子包括定子尺寸、转子尺寸、绕组的类型和布置以及将由本领域一般技术人员领会的任何不同的其他设计参数。电机的所有操作要求必须在还满足也取决于电机的预期应用的特定空间限制的同时满足。
在一些应用中,设计者会努力减少定子组件中的电导体终端部和连接部的数量,因为在定子芯体组件中物理连接导体的需求对制造工艺的成本和复杂性具有不利影响。为此目的,一些定子绕组利用连续导体路径,包括用于高槽满率多相定子绕组构造的那些具有正方形或长方形剖面的路径。每条这种连续导体路径都包括设置在定子芯体的相应的槽中的一系列的直导体节段,这些直导体节段通过从芯体两端轴向突出的端环节段互连。在至少一些绕组布置中,端环节段由分别首先径向朝外延伸并随后径向朝内延伸的第一支脚和第二支脚容易地形成,从而由此允许连续的直节段存在于定子芯体的不同的槽的公共层中,由此提供一种“级联”绕组构造。
级联绕组通常在层之间具有每条导体路径的一些径向过渡部。然而,由于这些过渡部具有很高的制造难度和成本,这些过渡部通常是有限的。设计者根据绕组特征和绕组类型遇到不同的连接难题。例如,针对一种具体的绕组布置,通常难以在不同的层、不同的路径之间的特定的绕组节段和/或与不同的线圈关联的绕组节段之间形成特殊的连接部。当形成这些连接部时,必须注意保持期望的操作要求,包括绕组相位之间的良好平衡,同时还要将绕组保持在期望的尺寸限制内。
鉴于上述,可取的是提供一种具有级联绕组布置的电机,该绕组布置具有高槽满率和良好的相位平衡,同时还保持了期望的尺寸限制。还可取的是在不损害其他操作要求的情况下形成这些连接部。此外,有利的是将这种绕组布置配置为使得包括该绕组布置的定子的制造相对容易且经济。
虽然可取的是提供一种提供对于阅读本发明的人员来说可能显而易见的一个或多个上述的或其他的有利特征的电机,但是本文公开的教导也扩展到落入任何最终附加的权利要求的范围内的那些实施方式,而不考虑它们是否实现一个或多个上述的优点。
发明内容
一种用于电机的定子包括其中形成有多个槽的定子芯体以及位于定子芯体上的多相绕组布置。绕组布置包括设置在槽的层中的多个级联导体,层限定多个层对。多个级联导体形成每相位多条平行路径,每条平行路径缠绕芯体多圈,其中每圈位于一个层对内。针对每个层对,在层对中的第一平行路径与第二平行路径之间形成N个穿行部(weave),其中N大于或等于二。
在至少一个实施方式中,定子的绕组布置限定多个极并且包括设置在槽的层中的多个级联导体。槽的层限定至少包括第一层对和第二层对的多个层对。级联导体在每个层对中形成每相位多条平行路径。第一组穿行部形成在第一层对中的平行路径之间,其中所述第一组穿行部与多个极中的包括第一极和第二极的多个极关联。第二组穿行部形成在第二层对中的所述多条平行路径之间,其中所述第二组穿行部也与第一极和第二极关联。
在至少一个实施方式中,多相绕组布置包括设置在槽的层中的多个级联导体,层限定多个层对。多个级联导体形成每相位多条平行路径,每条平行路径缠绕芯体多圈,其中每圈位于一个层对内。针对每个层对,在所述层对中的第一平行路径与第二平行路径之间形成第一穿行部和第二穿行部。第一穿行部与多个极中的第一极关联,并且第二穿行部与多个极中的第二极关联。第一极和所述第二极在定子芯体上彼此180°相对。
附图说明
图1示出用于电机绕组的定子芯体的立体图。
图2示出与图1的定子芯体关联地使用的电机绕组的示例性导体。
图3示出的布置示出了图2的导体与作为级联绕组布置的一部分的其他导体关联。
图4A示出设置在图1的定子芯体的槽1-72中的级联绕组的示意图。
图4B示出设置在槽73-144中的图4A的级联绕组的示意图。
图4C示出图4A和4B的绕组设置在定子芯体的槽1-144中的统一示意图。
具体实施方式
一种用于电机的定子在本文中公开并且包括其上具有绕组布置的定子芯体。在至少一个实施方式中,绕组布置包括每相位四条级联平行路径,其中每条平行路径都与相邻的级联平行路径和互补的级联平行路径关联。绕组布置在每个层对内包括互补平行路径的多个穿行部。在至少一个实施方式中,针对每个相位在每个层对内形成级联平行路径的四个穿行部。针对层对的每个穿行部,一条级联平行路径与其互补平行路径交换层。
定子芯体
现在参考图1,定子包括总体上圆柱形的定子芯体10。定子芯体包括形成在其圆周内表面14中的多个芯体槽12。芯体槽12形成在径向向内延伸的齿11之间,并且在箭头16表示的轴向方向上平行于定子芯体10的中心轴线17在其第一端部18与第二端部20之间延伸。芯体槽12围绕定子芯体10的圆周内表面14等距间隔开并且芯体槽12的相应的内表面14基本上平行于中心轴线17。圆周顺时针方向由箭头21表示并且圆周逆时针方向由箭头23表示。芯体槽12限定了沿着圆周方向限定的宽度13以及沿着由箭头24表示的径向轴线的深度25,并且适于接收在下文中更详细讨论的定子绕组70。径向向内方向被限定为朝向定子芯体10的中心轴线17移动并且径向向外方向被限定为远离中心轴线17移动。
绕组导体
现在参考图2,示出了端环节段42,该端环节段42是设置在定子芯体10上的级联绕组布置内的导体路径的一部分。端环节段42(其在本文中也可称为“端环”或替代地称为“端匝”)在各自穿过定子芯体10的不同的槽12的基本上直的第一节段44与基本上直的第二节段46之间延伸。第一直节段44和第二直节段46通过端环42连接并且与定子芯体10的中心轴线17具有相同的径向距离。因此,第一直节段44和第二直节段46存在于芯体槽12的示例性公共层48中,其中“层”是指导体在槽内在定子芯体的内径与外径之间的位置(例如,当八个导体以单列设置在槽内时,在槽中存在八个层1-8)。
端环42包括在顶点部54处交汇的第一倾斜部50和第二倾斜部52。第一倾斜部50基本上与公共层48、第一直节段44和第二直节段46同径向。第二倾斜部52基本上不与公共层48、第一直节段44和第二直节段46同径向。顶点部54包括第一径向延伸部56。第一径向延伸部56在径向向外方向上从第一倾斜部50伸出,其提供了端环42的径向向外调节部。倾斜的第二径向延伸部58连接第二倾斜部52和第二直节段46。第二径向延伸部58在径向向内方向上从第二倾斜部52伸出,其提供了端环42的径向向内调节部。
虽然已经示出了端环42中的径向向外调节部邻近顶点部54并且径向向内调节部邻近第二倾斜部52,但应理解这仅是可与下文中更详细描述的级联绕组布置关联地使用的端环节段的一个实施方式。本领域技术人员可理解径向向外和向内调节部可位于第一倾斜部50、第二倾斜部52和顶点部54中的任意一个或任意两个上,以提供级联绕组图案。此外,应理解端环42的其他的布置也是可行的,以提供本文公开的级联绕组图案。
现在参考图3,图2的端环42被表示为靠近总体上以60和62表示的多个基本相同的端环。端环42、60和62被表示为三相绕组图案,但是本领域技术人员将理解端环42、60和62例如可形成为六相绕组图案或者像电动马达的情况中那样的有利于提供电力或产生力矩的任何其他的绕组图案。端环42、60和62各自设置在定子芯体10的端部18或20处。
直节段46从定子芯体10的第一端部18到第二端部20延伸穿过其中一个芯体槽12。随着第一直节段46离开第二端部20,第一直节段46附接至以66示意性表示的基本上与端环42、60和62相同的另一个端环的端部。端环66在另一个端部处附接至以44示意性表示的第二直节段。第二直节段44向上延伸穿过定子芯体10的另一个芯体槽12并且附接至基本上与端环42、60和62相同的另一个端环42a的部分44a。类似地,端环节段42a连接至另一个直节段46a并且返回到定子芯体10的相对的端部。上述的将端环节段42、66和42a与诸如直节段44、46、44a、46a的直节段连接的图案在围绕定子芯体10的圆周的一次实质通过(即,圈)中连续。此后,每条导体路径可过渡到另外的层并且围绕定子芯体额外地通过一次或多次,这将在下文中更详细地解释。
将从图2和3理解的是,端环42和直节段44、46被组装为形成级联绕组布置,特别是在下文中参考图4A-4C更详细描述的级联绕组布置。在至少一些实施方式中,可通过具有长方形剖面形状的连续长度的导线来提供级联绕组布置。然而,也可采用其他的形状,例如圆形或正方形。对于本领域技术人员来说,公知的是常规的长方形或正方形导体可在两条相邻边缘之间的拐角上包括半径。另外,本领域技术人员将理解,除了由连续长度的导线形成的绕组路径之外,还可通过分段导体来提供用于形成绕组布置的多条路径的导体,其有时被称为“发夹”导体,被插在定子芯体的一个端部处并且与定子芯体的相对的端部焊接在一起或接合在其上来形成完整的级联绕组布置。其他级联绕组布置的例子包括美国专利第6,882,077号、美国专利第7,269,888号、美国专利第7,687,954号和美国专利第11,038,391号中公开的那些,它们的内容全部通过引用整体上并入本文。
绕组布置
现在参考图4A-4C,示出了多相级联绕组70的表格示意图。绕组70位于具有一百四十四(144)个槽的定子芯体10上。图4C中示出了包括所有144个槽的绕组的一个相位的完整示意图。为了更方便地示出绕组,图4C的示意图被分为图4A和4B的两个部分。图4A示出了针对定子芯体的槽1-72的绕组布置,并且图4B示出了针对定子芯体的槽73-144的绕组布置。绕组70是三相绕组,但是为了清楚起见仅在图4A-4C中示出了绕组的一个相位。应理解没有在图4A-4C中示出的绕组的另外两个相位实质上与示出的相位相同并且仅占据槽中空白格的位置。
现在特别参考图4A和4B,表格示意图包括沿着表格的顶部横排标出的槽编号1-144。表格示意图还包括沿着表格的最左侧竖列标出的层一至八(1-8)。表格示意图中的每一格表示定子芯体10的特定的槽以及槽内的特定的层。格中的每个数字表示针对绕组布置的关联的路径的导体的位置。例如,第三十(30)排的层五中的数字“2”表示定子芯体10内存在于此位置处的路径2。格之间的箭头表示连接所确定的路径的端环。例如,在槽30-31与36-37之间设置在层八中的水平箭头表示(i)将槽30的层八中的路径7导体连接至槽36的层八中的路径7导体的第一端环以及(ii)将槽31的层八中的路径8导体连接至槽37的层八中的路径8导体的第二端环。
如上所述,绕组70的导体设置在槽内的八(8)个层中。绕组70的每个相位包括四条平行路径并且每条平行路径缠绕定子芯体四圈。在图4A和4B中通过槽的层1和8中的加粗格示出每条路径的引线。数字1、2、7和8表示第一相位(例如,相位U)的四条平行路径。数字3、4、9和10表示第二相位(例如,相位V)的四条平行路径。数字5、6、11和12表示第三相位(例如,相位W)的四条平行路径。因此,应理解图4A和4B的绕组70包括总共十二条路径,针对三相绕组的每个相位包括四条平行路径。
图4A和4B的绕组70主要由级联导体构成。术语“级联导体”用于表示具有被配置为允许连续的直节段存在于定子芯体的不同的槽的公共层中的端环节段的导体。换句话说,级联导体路径是该路径内的大多数端环将一个层中的直节段与同一个层中的直节段连接的路径。术语“级联绕组”是指形成该绕组的大多数导体都是级联导体的定子芯体上的绕组布置。术语“级联平行路径”是指级联绕组的一个相位的两条平行路径。术语“相邻级联平行路径”是指具有存在于邻近(即,相邻)的槽中的直节段的两条级联平行路径(例如,在图4A和4B的绕组布置中路径1和2为相邻级联平行路径)。术语“层对”是指两个邻近(即,相邻)的层,其中在所述两个邻近的层内级联导体缠绕定子芯体完整(或基本上完整)的一圈。在图4A和4B的绕组70中,通过层一和二提供第一层对,第二层对设置在层三和四处,第三层对设置在层五和六处,并且第四层对设置在层七和八处。术语“互补级联平行路径”是指在层对的所有极处具有存在于层对的相对的槽中的直节段的两条级联平行路径。换句话说,在指定的极和层对处,指定的级联平行路径不与其互补级联平行路径存在于相同的槽中(例如,在图4A和4B的绕组70中路径1和7是互补级联平行路径)。
现在通过跟踪穿过定子芯体的示例级联平行路径1来更详细地描述图4A和4B的绕组70。如图4A中的具有数字“1”的加粗格所示,路径1的第一引线设置在槽六的层八处。当在槽6的层八处延伸穿过芯体10之后,端环72使路径1从层八跳到层七,并且路径1随后在槽12的层七处延伸穿过芯体。一系列的级联端环74随后使路径1在槽18、24、30、36和42中的每一个中连续移动穿过层七。
当在槽42的层七处延伸穿过芯体之后,穿行端匝76使路径1在槽48处返回到层八。穿行端匝76和穿行端匝77一起形成两条导体路径的穿行部,产生交换层位置的互补级联平行路径1和7(即,穿行端匝76使路径1移动至层八并且穿行端匝77使路径7移动至层七,其中路径1和7是互补级联平行路径)。因此,本文使用的术语“穿行部”是指使指定层对内的一条级联平行路径与互补级联平行路径交换层的端环构造。穿行部被认为是在与相位的一个极和相邻的极之间延伸的端环关联地形成穿行部时“与所述极关联”。
继续参考图4A,在端匝76之后,路径1在槽48的层八处延伸穿过芯体。此后,一系列的级联端环78使路径1在槽54、60、66和72中的每一个中连续移动穿过层八。如图4B所示,上下端匝布置80随后使路径1与层八内的路径2交换位置。如上所述,路径2是路径1的相邻级联平行路径,并且这两条路径在左/右位置交换之后保持相邻(即,路径1从槽72-73处的路径2的左侧移动到槽78-79处的路径2的右侧)。上下端匝布置80由用于路径1的七节距端匝(使路径从槽72移动至槽79)和用于路径二的五节距端匝(使路径从槽73移动至槽78)提供。
继续参考图4B,在上下端匝布置80之后,路径1在槽79的层八处延伸穿过芯体。此后,一系列的级联端环84使路径1连续移动穿过槽79、85、91、97、103、109和115。当在槽115的层八处延伸穿过芯体10之后,穿行端匝86使路径1从层八返回到层七。再次,该穿行端匝86是由穿行端匝86和87形成的穿行部的一部分。该穿行部产生用于交换层位置的互补级联平行路径1和7(即,穿行部使路径1移动至层七并且使路径7移动至层八)。
在端匝86之后,路径1在槽121的层七处延伸穿过芯体。此后,一系列的级联端环88使路径1连续移动穿过槽127、133、139和1(见图4A,将路径1放置在槽1的层七处)中的每一个中的层七。此时,路径1完成了定子芯体的一圈(即,通过路径完全围绕芯体或基本上围绕芯体延伸,使得路径与相位的所有的极关联)。如图4A所示,过渡端匝90随后使路径1从最外侧的层对(即,层七和八)移动到中外侧的层对(即,层五和六)。特别地,该端匝90使路径1从槽1的层七移动到槽7的层六。当在槽7的层六处延伸穿过芯体10之后,端环92使路径1从层六跳到层五,并且路径1随后在槽13的层五处延伸穿过芯体。
由于路径1现在处于中外侧的层对中(即,层五和六),路径完成了定子芯体的另一圈,与前面段落中描述的类似。为了清楚起见在本文中不详细描述路径1的完整轨迹,然而,应理解穿过中外侧层对的轨迹基本上类似于穿过最外侧层对的轨迹。因此,路径1穿过中外侧层对的轨迹包括允许路径1在连续的槽中保持在相同的层中的多个级联端匝(类似于端匝74、78、84和88)、与允许互补级联平行路径1和7在层对内交换层的穿行部关联的两个端匝(类似于端匝76和86)以及使相邻级联平行路径1和2交换左右位置的一个上下端匝布置(类似于上下布置80)。
当在中外侧层对中(即,层五和六)完成定子芯体的另一圈之后,路径1随后移动至中内侧层对(即,层三和四)。这是通过图4A中示出的其中一个长节距端匝94来完成的,其是用于本文公开的绕组70的实施方式的所有七节距端匝。针对路径1,长节距端匝94使路径从槽144的层五移动到槽7的层四。应理解这些长节距端匝94负责本文公开的4-8-4极图案。特别地,长节距端匝94在从中外侧层对过渡到中内侧层对时将指定相位的四条路径中的每一个(例如,图4A-4C中示出的路径1、路径2、路径7和路径8)向右移动一个槽。结果,由绕组限定的每个极都延伸跨过三个槽并且在左侧的槽中包括四个导体、在中间的槽中包括八个导体并且在右侧的槽中包括四个导体(即,4-8-4极图案)。
在长节距端匝94之后,路径1在中内侧层对中继续芯体的另一圈。再次,缠绕芯体的这一圈与前面关于最外侧层对描述的类似。因此,路径1穿过中内侧层对的轨迹包括允许路径1在连续的槽中保持在相同的层中的多个级联端匝(类似于端匝74、78、84和88)、与允许互补级联平行路径1和7与层对交换层的穿行部关联的两个端匝(类似于端匝76和86)以及使相邻级联平行路径1和2交换左右位置的一个上下端匝布置(类似于上下布置80)。
当在中内侧层对中完成芯体的一圈之后,路径1随后过渡到最内侧层对(即,层1和2)。再次,缠绕芯体的这一圈与前面描述的类似。最后,路径1终止于槽1的层一,其中向路径提供另一个引线(如围绕路径1的加粗格所示)。这完成了路径1的轨迹,其包括缠绕定子芯体的四圈以及每圈两个穿行部。路径2、7和8是与路径1相位相同的平行路径。这些路径的轨迹类似于路径1。虽然为了清楚起见没有在本文中详细描述这些轨迹,但是这些路径的实际轨迹从图4A和4B的表格示意图中显而易见。
鉴于上述,应理解本文公开的绕组布置包括级联绕组布置,其包括用于每个层对中的每条级联平行路径的多个穿行部。每个穿行部都由两个端匝构成,包括第一穿行端匝(例如,76或86)和第二穿行端匝(例如,77或87)。每个相位以及该相位的每条平行路径(例如,图4A和4B中的每条路径1、2、7和8)的穿行部全部与每个层对中的第一极或第二极关联。例如,如图4A和4B所示,路径1、2、7和8的所有穿行部都与存在于槽42-44处的第一极和存在于槽114-116处的第二极关联。换句话说,路径1、2、7和8的所有穿行部都位于第一极对(即,槽42-44和48-50的极)或第二极对(即,槽114-116和120-122的极)之间。应理解这在定子芯体10上形成了与第二组穿行部180°相对的第一组穿行部(即,穿行端匝76和77在定子芯体上位于穿行端匝86和87的正对面)。如此,从作为总共144个槽中的72个槽的槽伸出的第一组穿行部从第二组穿行部移除。
除了上述之外,应理解本文公开的绕组布置70包括每相位两组相邻级联平行路径(例如,路径1和2是第一组相邻级联平行路径,并且路径7和8是第二组相邻级联平行路径)。此外,每个相位的每条平行路径还具有互补级联平行路径(例如,路径7是路径1的互补级联平行路径,并且路径8是路径2的互补级联平行路径)。这种布置使每个层对具有四个穿行部。例如,在层对七-八处,两个穿行部与槽42-44的极关联(即,路径1与路径7之间的第一穿行部和路径2与路径8之间的第二穿行部),并且两个穿行部与槽114-116的极关联(即,路径1与路径7之间的第一穿行部和路径2与路径8之间的第二穿行部)。当考虑到所有的层对时,在绕组布置中总共有十六个穿行部,包括与每个层对关联的四个穿行部。
前述绕组布置产生了具有单独的平行导线的卓越的层平衡的绕组。对于每个相位,针对所有极的槽类型的所有槽,每条平行导线都被容纳在与其他平行导线相同的平均层位置处。该绕组针对每个相位的每条平行路径包括N个以上的穿行部,其中N是大于或等于二的偶数。每个层对的穿行部也等间距分隔开。此外,每个层对的穿行部与相同的极关联。
虽然已在本文中提供了多个实施方式,但是本领域技术人员将理解其他的实施和调整也是可行的。例如,虽然本文中已将级联绕组布置描述为由连续的导体形成,但是也可通过导线的分段部分形成绕组。作为另一个例子,虽然本文公开的示例绕组布置仅针对每对互补级联平行路径包括两个穿行部,但是额外的穿行部也是可行的,例如三个、四个或更多。此外,应理解例如上、下、左、右等的特定术语是基于定子的特定取向和角度的便捷性术语,并且可基于视角使用相反或不同的术语来描述定子的相同的实施方式。另外,本文描述的多个实施方式的方面可与来自其他特征的方面组合或替换,以得到与本文描述的不同的实施方式。因此,应理解多个上文公开的和其他的特征和功能或它们的替代物可有利地组合到许多其他不同的系统或应用中。可由本领域技术人员随后做出的当前没有预见到或想到的许多替代、修改、变型或其中的改进也应被最终附加的权利要求涵盖在内。

Claims (20)

1.一种用于电机的定子,其包括:
定子芯体,其中形成有多个槽;以及
位于所述定子芯体上的多相绕组布置,所述绕组布置包括:
设置在所述槽的层中的多个级联导体,所述层限定多个层对,
其中所述多个级联导体形成每相位多条平行路径,每条所述平行路径形成缠绕所述芯体的多圈,并且
其中,针对每个所述层对,在所述层对的第一平行路径与第二平行路径之间形成N个穿行部,其中N大于或等于二。
2.根据权利要求1所述的定子,其中,每相位的多条所述平行路径包括每相位四条平行路径。
3.根据权利要求2所述的定子,其中,每相位的多条所述平行路径缠绕所述芯体多圈,其中每圈位于一个层对内。
4.根据权利要求2所述的定子,其中,每相位的多条所述平行路径包括第一组相邻级联平行路径和第二组相邻级联平行路径。
5.根据权利要求4所述的定子,其中,所述第一组相邻级联平行路径是与所述第二组相邻级联平行路径互补的级联平行路径,使得所述第一组相邻级联平行路径在所述绕组布置的极处被设置在每个所述层对的与所述第二组相邻级联平行路径不同的层中。
6.根据权利要求4所述的定子,其中,所述第一组相邻级联平行路径和所述第二组相邻级联平行路径在所述槽内形成4-8-4极图案。
7.根据权利要求1所述的定子,其中,所述级联平行路径限定所述绕组布置的多个极,并且其中:
在第一层对中,第一穿行部与第一极关联并且第二穿行部与第二极关联;并且
在第二层对中,第一穿行部与第一极关联并且第二穿行部与第二极关联。
8.根据权利要求7所述的定子,其中:
在第三层对中,第一穿行部与第一极关联并且第二穿行部与第二极关联;并且
在第四层对中,第一穿行部与第一极关联并且第二穿行部与第二极关联。
9.根据权利要求1所述的定子,其中,一个层对的穿行部与多个所述层对中的所有其他层对的穿行部具有同一组极。
10.根据权利要求1所述的定子,其中,所述层包括形成四个层对的八个层,并且其中在所述定子芯体中形成一百四十四个所述槽。
11.一种用于电机的定子,其包括:
定子芯体,其中形成有多个槽;以及
位于所述定子芯体上并且限定多个极的多相绕组布置,所述绕组布置包括设置在所述槽的层中的多个级联导体,所述层限定包括第一层对和第二层对的多个层对,
其中所述级联导体在每个所述层对中形成每相位多条平行路径,
其中第一组穿行部形成在所述第一层对的所述平行路径之间,所述第一组穿行部与所述多个极中的包括第一极和第二极的多个极关联,并且
其中第二组穿行部形成在所述第二层对的多条所述平行路径之间,所述第二组穿行部也与所述第一极和所述第二极关联。
12.根据权利要求11所述的定子,其中,所述第一极和所述第二极在所述定子芯体上彼此180°相对。
13.根据权利要求11所述的定子,其中,所述第一组穿行部通过在所述第一极与邻近所述第一极的另一个极之间延伸的端环与所述第一极关联,并且其中所述第一组穿行部和所述第二组穿行部通过在所述第二极与邻近所述第一极的另一个极之间延伸的端环与所述第二极关联。
14.根据权利要求11所述的定子,所述层还限定了第三层对和第四层对,其中第三组穿行部形成在所述第三层对中的所述平行路径之间,所述第三组穿行部也与所述第一极和所述第二极关联,并且其中第四组穿行部形成在所述第四层对中的所述平行路径之间,所述第四组穿行部也与所述第一极和所述第二极关联。
15.根据权利要求11所述的定子,其中,多条所述平行路径在每个所述层对中包括每相位四条平行路径。
16.根据权利要求15所述的定子,其中,所述四条平行路径被设置为形成第一组相邻级联平行路径和第二组相邻级联平行路径,其中所述第一组相邻级联平行路径是与所述第二组相邻级联平行路径互补的级联平行路径。
17.根据权利要求1所述的定子,其中,多条所述平行路径在所述槽内形成4-8-4极图案。
18.一种用于电机的定子,其包括:
定子芯体,其中形成有多个槽;以及
位于所述定子芯体上并且限定多个极的多相绕组布置,所述绕组布置包括:
设置在所述槽的层中的多个级联导体,所述层限定多个层对,
其中所述多个级联导体形成每相位多条平行路径,每条所述平行路径缠绕所述芯体多圈,其中每圈位于一个层对内,并且
其中,针对每个所述层对,在所述层对的第一平行路径与第二平行路径之间形成第一穿行部和第二穿行部,其中所述第一穿行部与所述多个极中的第一极关联,并且其中所述第二穿行部与所述多个极中的第二极关联,其中所述第一极和所述第二极在所述定子芯体上彼此180°相对。
19.根据权利要求18所述的定子,其中,多条所述平行路径包括每相位四条平行路径,其中所述四条平行路径被设置为形成第一组相邻级联平行路径和第二组相邻级联平行路径,并且其中所述第一组相邻级联平行路径是与所述第二组相邻级联平行路径互补的级联平行路径。
20.根据权利要求19所述的定子,其中,多条所述平行路径在所述槽内形成4-8-4极图案。
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US7687954B2 (en) 2006-03-30 2010-03-30 Remy Technologies, L.L.C. Brushless electric machine with stator with cascaded end loops
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