CN117498601B - 一种60槽10极2支路发夹式扁线电枢绕组及电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种60槽10极2支路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4层60个定子槽位的环状定子得到；U相绕组第一支路由扁线自第一起点在第4层和第3层间往复绕行，绕至第2层，在第2层和第1层间往复绕行至第一终点构建形成；第二支路由扁线自第二起点在第1层和第2层间往复绕行，绕至第3层，在第3层和第4层间往复绕行至第二终点构建形成；V相绕组相对U相绕组顺着槽位增大方向旋转4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8个槽位得到，该电枢绕组线圈端部不超过定子铁芯内径，转子可以从两个方向装入，只需要4种发卡线型，减少了发卡成型工装的数量，简化了绕组设计。

Description

一种60槽10极2支路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60槽10极2支路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60槽扁线定子绕组连接方式，有采用在焊接端和冠状端作为中性线和相线的连接端。如果用冠状端作为相线和中性线的连接端，会在冠状端有很多特殊的发卡线型，不利于产线的自动插线；而在用焊接端作为连接线端时，一般有采用同层发卡或特殊连接铜排或采用同层反方向扭型等方式来实现，这样很容易造成线圈端部有一端超出定子铁芯的内径，转子只能从一端装入，限制了电机总成的设计及电机组装的工艺。

为了改进上述问题，本发明提出一种新的60槽10极2支路发夹式扁线电枢整距及交叉短距绕组及电机。

发明内容

基于上述表述，本发明提供了一种60槽10极2支路发夹式扁线电枢绕组及电机，解决了现有的扁线定子绕组若用冠状端作为相线和中性线的连接端，不利于产线的自动插线；若用焊接端作为连接线端，易造成线圈端部有一端超出定子铁芯的内径，转子只能从一端装入，限制了电机总成的设计的技术问题。

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60槽10极2支路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4层60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相绕组包括并联的两支路，第一支路由扁线自位于第4层的第一起点开始在第4层和第3层之间往复绕行，然后绕至第2层，在第2层和第1层之间往复绕行至位于第1层的第一终点构建形成；第二支路由扁线自位于第1层的第二起点开始在第1层和第2层之间往复绕行，然后绕至第3层，在第3层和第4层之间往复绕行至位于第4层的第二终点构建形成；

所述U相绕组的两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；

V相绕组相对所述U相绕组顺着槽位增大方向旋转4个槽位得到；

W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。

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，当采用三相并联两支路的扁线配合发夹穿绕4层60个槽位时，极数为10，支路数为2；定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，60]，y∈[a，d]，a为第1层、位于槽里，d为第4层、位于槽外，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：

7d→14c→20d→25c→31d→38c→44d→49c→55d→2c→8d→13c→19d→26c→32d→37c→43d→50c→56d→1c→7b→14a→20b→25a→31b→38a→44b→50a→56b→2a→8b→13a→19b→26a→32b→37a→43b→49a→55b→1a。

进一步的，当采用三相并联两支路的扁线配合发夹穿绕4层60个槽位时，极数为10，支路数为2；定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，60]，y∈[a，d]，a为第1层、位于槽里，d为第4层、位于槽外，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：

7d→15c→20d→26c→31d→39c→44d→50c→55d→3c→8d→14c→19d→27c→32d→38c→43d→51c→56d→2c→7b→15a→20b→26a→31b→39a→44b→51a→56b→3a→8b→14a→19b→27a→32b→38a→43b→50a→55b→2a。

第二方面，本发明还提供一种电机，包括：转子和如第一方面所述的60槽10极2支路发夹式扁线电枢绕组；所述转子可相对于所述60槽10极2支路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60槽10极2支路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4层72个槽位得到，三相绕组中的任一一相绕组均设有两支路扁线，其中，U相绕组中第一支路由扁线自位于第4层的第一起点开始在第4层和第3层之间往复绕行，然后绕至第2层，在第2层和第1层之间往复绕行至位于第1层的第一终点构建形成；第二支路由扁线自位于第1层的第二起点开始在第1层和第2层之间往复绕行，然后绕至第3层，在第3层和第4层之间往复绕行至位于第4层的第二终点构建形成，形成60槽10极2支路发夹式扁线电枢绕组，提供了一种新的发夹式扁线电枢绕组方式。

与现有的发夹式绕组相比，本发明提供的60槽10极2支路发夹式扁线电枢绕组通过对绕组的发卡跨距的调整，在没有采用同层发卡、特殊连接铜排或同层有反方向扭型等方式的情况下，使定子在焊接端出线，且因为没有同层发卡或同层反方向扭型，因此线圈端部可以不用超过定子铁芯内径，转子可以从两个方向装入，且对于60槽10极4层绕组，只需要4种发卡线型，减少了发卡成型工装的数量，也没有特殊连接线，简化了绕组设计；同时可通过对发卡或扭型跨距的调整，实现整距和短距等不同的绕组。

进一步地，本发明提供的电机包括上述的60槽10极2支路发夹式扁线电枢绕组，因此，其至少具有上述60槽10极2支路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为本发明实施例一提供的60槽10极2支路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60槽10极2支路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60槽10极2支路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60槽10极2支路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60槽10极2支路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60槽10极2支路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60槽10极2支路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60槽10极2支路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60槽10极2支路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。

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。

第一方面，本发明实施例提供了60槽10极2支路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4层60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相绕组包括并联的两支路，第一支路由扁线自位于第4层的第一起点开始在第4层和第3层之间往复绕行，然后绕至第2层，在第2层和第1层之间往复绕行至位于第1层的第一终点构建形成；第二支路由扁线自位于第1层的第二起点开始在第1层和第2层之间往复绕行，然后绕至第3层，在第3层和第4层之间往复绕行至位于第4层的第二终点构建形成。

所述U相绕组的两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。

V相绕组相对所述U相绕组顺着槽位增大方向旋转4个槽位得到。

W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。

如图1所示，本发明实施例提供的绕组有4层槽位，以三相并联两支路的扁线穿绕4层60个槽位为例，极数为10，定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，60]，y∈[a，d]，a～d为槽内导体的1-4层号，a为位于槽里的一层，d为位于槽外的一层，例如：1a是指第1定子槽的第a层。

如图2所示，本发明实施例提供的绕组有4层槽位，以三相并联两支路的扁线穿绕4层60个槽位为例，极数为10，定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，60]，y∈[a，d]，a～d为槽内导体的1-4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1~40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40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。

AA为U相第一支路，AB为U相第二支路，AC为U相第三支路，AA1，AB1，AC1为U相线引出端，AA40，AB40和AC40为中性线引出端。另外：引出线端和中性线端可以调换，即也可以将AA1，AB1和AC1为中性线引出端，AA40，AB40和AC40为U相线引出端。

实施例一：

图2所示为8层60槽10极2支路发夹式扁线电枢绕组的U相绕组示意图，其中，定义U相中第一支路U+至U-的绕组连接路线如图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：

7d→14c→20d→25c→31d→38c→44d→49c→55d→2c→8d→13c→19d→26c→32d→37c→43d→50c→56d→1c→7b→14a→20b→25a→31b→38a→44b→50a→56b→2a→8b→13a→19b→26a→32b→37a→43b→49a→55b→1a；从7d流入，最后从1a流出。

具体地，电流从第一个发夹左端即7d流入，第一个发夹右端（AA1、AA2为一个发卡，AA2端在c层14号槽剥漆端向右扭型）和第二个发夹左端（AA3、AA4为一个发卡，即AA3端在20号槽的d层且向剥漆端向左扭型）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），第二个发夹右端（AA4在25号槽的c层且剥漆端向右扭型）和第三个发卡左端（AA5、AA6为一个发卡，即AA5端在31号槽的d层且剥漆端向左扭型），也同样通过剥漆端扭型后焊接在一起（即AA4、AA5是通过焊接连接的），该绕组电流流向为d-c-d-c-d-c…层、c-b层、b-a-b-a-b-a…层，依次类推，最终从1a流出（即U-）。

U相第二支路U+至U-的绕组连接路线依次类推，第二支路从7号槽的第a层流入，最后从13号槽的第d层流出，其详细连接路线不再赘述。

V相绕组的绕线方式为U相绕组顺着槽号增大方向旋转4个槽位得到，如图4所示，第一支路从11号槽第d层流入（11d），最后从5号槽的第a层流出（5a），第二支路从11号槽第a层流入（11a），最后从17号槽的第d层流出（17d），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，不再赘述。

W相绕组的绕线方法为U相绕组顺着槽号增大方向旋转8个槽位得到，如图5所示，第一支路从15号槽第d层流入（15d），最后从9号槽的第a层流出（9a），第二支路从15号槽的第a层流入（15a），最后从21号槽的第d层流出（21d），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赘述。

本发明所采用的实施例一为4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6、8、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本实施例的4层的扁线电枢绕组的绕制。

本发明实施例所采用的实施例的电机是极数为10，定子槽数为60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。

实施例二

图6所示为6层60槽10极2支路发夹式扁线电枢绕组的U相绕组示意图，其中，定义U相中第一支路U+至U-的绕组链接路线如图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：

7d→15c→20d→26c→31d→39c→44d→50c→55d→3c→8d→14c→19d→27c→32d→38c→43d→51c→56d→2c→7b→15a→20b→26a→31b→39a→44b→51a→56b→3a→8b→14a→19b→27a→32b→38a→43b→50a→55b→2a；从7d流入，最后从2a流出。

具体地，电流从第一个发夹左端即7d流入，第一个发夹右端（AA1、AA2为一个发卡，AA2端在c层15号槽剥漆端向右扭型）和第二个发夹左端（AA3、AA4为一个发卡，即AA3端在20号槽的d层且向剥漆端向左扭型）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），第二个发夹右端（AA4在26号槽的c层且剥漆端向右扭型）和第三个发卡左端（AA5、AA6为一个发卡，即AA5端在31号槽的d层且剥漆端向左扭型），也同样通过剥漆端扭型后焊接在一起（即AA4、AA5是通过焊接连接的），该绕组电流流向为d-c-d-c-d-c…层、c-b层、b-a-b-a-b-a…层，依次类推，最终从1a流出（即U-）。

U相第二支路U+至U-的绕组连接路线依次类推,第二支路从8号槽的第a层流入，最后从13号槽的第d层流出，其详细连接路线不再赘述。

V相绕组的绕线方式为U相绕组顺着槽号增大方向旋转4个槽位得到，如图8所示，第一支路从11号槽第d层流入（11d），最后从6号槽的第a层流出（6a），第二支路从12号槽第a层流入（12a），最后从17号槽的第d层流出（17d），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，不再赘述。

W相绕组的绕线方法为U相绕组顺着槽号增大方向旋转8个槽位得到，如图9所示，第一支路从15号槽第d层流入（15d），最后从10号槽的第a层流出（10a），第二支路从16号槽的第a层流入（16a），最后从21号槽的第d层流出（21d），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赘述。

进一步地，在可选的实施例中，本发明的绕组可以通过将同一相的第一支路与第二支路串联，例如实例中的AB1与AA40连接，将绕组改为60槽10极1支路的绕组。

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60槽10极2支路发夹式扁线电枢绕组；转子可相对于60槽10极2支路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60槽10极2支路发夹式扁线电枢绕组，该60槽10极2支路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。

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 (2)

1.一种60槽10极2支路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4层60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相绕组包括并联的两支路，第一支路由扁线自位于第4层的第一起点开始在第4层和第3层之间往复绕行，然后绕至第2层，在第2层和第1层之间往复绕行至位于第1层的第一终点构建形成；第二支路由扁线自位于第1层的第二起点开始在第1层和第2层之间往复绕行，然后绕至第3层，在第3层和第4层之间往复绕行至位于第4层的第二终点构建形成；

所述U相绕组的两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；

V相绕组相对所述U相绕组顺着槽位增大方向旋转4个槽位得到；

W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；

当采用三相并联两支路的扁线配合发夹穿绕4层60个槽位时，极数为10，支路数为2；定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，60]，y∈[a，d]，a为第1层、位于槽里，d为第4层、位于槽外，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：

7d→14c→20d→25c→31d→38c→44d→49c→55d→2c→8d→13c→19d→26c→32d→37c→43d→50c→56d→1c→7b→14a→20b→25a→31b→38a→44b→50a→56b→2a→8b→13a→19b→26a→32b→37a→43b→49a→55b→1a；

或，所述U相绕组的第一支路为：

7d→15c→20d→26c→31d→39c→44d→50c→55d→3c→8d→14c→19d→27c→32d→38c→43d→51c→56d→2c→7b→15a→20b→26a→31b→39a→44b→51a→56b→3a→8b→14a→19b→27a→32b→38a→43b→50a→55b→2a。

2.一种电机，其特征在于，包括：转子和如权利要求1所述的60槽10极2支路发夹式扁线电枢绕组；所述转子可相对于所述60槽10极2支路发夹式扁线电枢绕组旋转。