CN207353917U - 三相定子冲片及三相电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三相定子冲片及三相电机。该三相定子冲片包括冲片体，冲片体上形成有第一相绕组安装槽、第二相绕组安装槽以及第三相绕组安装槽。第一相绕组安装槽先于第二相绕组安装槽安装绕组，第二相绕组安装槽先于第三相绕组安装槽安装绕组。第二相绕组安装槽的槽深大于第一相绕组安装槽的槽深，第三相绕组安装槽的槽深大于第二相绕组安装槽的槽深。采用本实用新型的技术方案可以显著改善电机三相电感对称度，从而降低电机控制难度，降低电机损耗，提高电机性能。

Description

三相定子冲片及三相电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种三相定子冲片及三相电机。

背景技术

图1出了现有常用的同心式单层绕组形式的三相定子冲片，该同心式绕组由不同节距的同心线圈组成，定子冲片上形成有A项的槽1’、B项的槽2’和C项的槽3’，所有槽深相同。这种绕组的优点是：下线方便，效率高；没有层绝缘，槽的利用率高；端部重叠层数较少，便于布置，散热好。

但上述的电机定子在制作过程中，绕线工艺顺序为A相绕组，B相绕组，C相绕组。但根据实测电机三相电感，总会出现一个现象：A相电感总是大于B相电感，B相电感总是大于C相电感，导致电机三相电感不对称。电机三相参数不对称，导致电机非对称运行，增加电机控制难度和成本，对电机性能产生不利影响。通常在低速电机中这种电感不对称现象不明显，这种问题一般可忽略。但对于高速电机而言，电感参数很小，上述的问题就会导致电感不对称性特别明显，还会增加对电机的控制难度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种三相定子冲片及三相电机，以解决现有技术中三相定子冲片及三相电机中电机三相电感不对称的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种三相定子冲片，包括冲片体，冲片体上形成有第一相绕组安装槽、第二相绕组安装槽以及第三相绕组安装槽，第一相绕组安装槽先于第二相绕组安装槽安装绕组，第二相绕组安装槽先于第三相绕组安装槽安装绕组，第二相绕组安装槽的槽深大于第一相绕组安装槽的槽深，第三相绕组安装槽的槽深大于第二相绕组安装槽的槽深。

进一步地，第二相绕组安装槽的槽深大于第一相绕组安装槽的槽深1倍～1.06倍。

进一步地，第二相绕组安装槽的槽深大于第一相绕组安装槽的槽深1.02倍～1.04倍。

进一步地，第三相绕组安装槽的槽深大于第二相绕组安装槽的槽深1.02倍～1.1倍。

进一步地，第三相绕组安装槽的槽深大于第二相绕组安装槽的槽深1.04倍～1.08倍。

进一步地，第一相绕组安装槽、第二相绕组安装槽以及第三相绕组安装槽在冲片体上依次相邻地设置。

进一步地，第一相绕组安装槽、第二相绕组安装槽以及第三相绕组安装槽均为多个，多个第一相绕组安装槽中相邻设置的一半与其相邻设置的另一半在冲片体上相对设置，多个第二相绕组安装槽中相邻设置的一半与其相邻设置的另一半在冲片体上相对设置，多个第三相绕组安装槽中相邻设置的一半与其相邻设置的另一半在冲片体上相对设置。

进一步地，第一相绕组安装槽、第二相绕组安装槽以及第三相绕组安装槽均为8个，8个第一相绕组安装槽中相邻设置的4个与其相邻设置的另4个在冲片体上相对设置，8个第二相绕组安装槽中相邻设置的4个与其相邻设置的另4个在冲片体上相对设置，8个第三相绕组安装槽中相邻设置的4个与其相邻设置的另4个在冲片体上相对设置。

进一步地，多个第一相绕组安装槽的槽深均相等，多个第二相绕组安装槽的槽深均相等，以及多个第三相绕组安装槽的槽深均相等。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种三相电机，包括三相定子冲片，三相定子冲片为上述的三相定子冲片。

进一步地，三相电机还包括第一相绕组、第二相绕组以及第三相绕组，第一相绕组、第二相绕组以及第三相绕组依次绕制在第一相绕组安装槽、第二相绕组安装槽以及第三相绕组安装槽上。

应用本实用新型的技术方案，先对第一相绕组安装槽进行嵌线安装，之后再对第二相绕组安装槽进行嵌线安装，最后再对第三相绕组安装槽进行嵌线安装。由于第二相绕组安装槽的槽深大于第一相绕组安装槽的槽深，就增加了嵌在第二相绕组安装槽内的线的安装空间，在定子绕完线进行定子线包整形时就可以使得该部分线尽可能往第二相绕组安装槽的深处嵌入，进而抵消第一相绕组安装槽内的嵌线的干涉影响。同理，第三相绕组安装槽的槽深大于第二相绕组安装槽的槽深，就增加了嵌在第三相绕组安装槽内的线的安装空间，在定子绕完线进行定子线包整形时就可以使得该部分线尽可能往第三相绕组安装槽的深处嵌入，进而抵消第一相绕组安装槽的嵌线和第二相绕组安装槽的嵌线的干涉影响。这样一来，就可以显著改善电机三相电感对称度，从而降低电机控制难度，降低电机损耗，提高电机性能。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的三相定子冲片的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的三相定子冲片的实施例的结构示意图；

图3示出了图2三相定子冲片在绕线时的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一相绕组安装槽；20、第二相绕组安装槽；30、第三相绕组安装槽；40、冲片体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实用新型中，基于现有技术中的绕线顺序，通过对多台现有技术中的3相2极24槽的技术方案定子电感进行实测，均发现A，B，C三相电感依次减小，且A相比B相基本大5％，B相比C相基本大3％，三相电感最大偏差可达8％。

通过对现有技术中的三相电机缺点的反复研究及测试，发现造成现有技术中三相电机缺陷的主要原因为：A相绕组先嵌线，嵌完之后，再嵌B相绕组时，A相绕组对B相绕组有一定的干涉，导致B相绕组无法全部压到槽底部。同理，当嵌C相绕组时，A相，B相绕组都对C相绕组有一定干涉。这导致了A，B，C三相电感依次减小，及三相电感不对称度增加。通常，对于小电机可以通过自动化机械整形，改善这种电感差异。但对于大功率高速电机，由于电机并饶根数多，定子铁心较大等原因，无法采用自动化机械绕线、整形。

因此，在本实用新型的技术方案中想要通过调整不同相之间的槽深来改善电机电感的对称度。

具体的，图2和图3示出了本实用新型的三相定子冲片的实施例，该三相定子冲片包括冲片体40，冲片体40上形成有第一相绕组安装槽10、第二相绕组安装槽20以及第三相绕组安装槽30。第一相绕组安装槽10先于第二相绕组安装槽20安装绕组，第二相绕组安装槽20 先于第三相绕组安装槽30安装绕组。第二相绕组安装槽20的槽深大于第一相绕组安装槽10 的槽深，第三相绕组安装槽30的槽深大于第二相绕组安装槽20的槽深。

应用本实施例的技术方案，先对第一相绕组安装槽10进行嵌线安装，之后再对第二相绕组安装槽20进行嵌线安装，最后再对第三相绕组安装槽30进行嵌线安装。由于第二相绕组安装槽20的槽深大于第一相绕组安装槽10的槽深，就增加了嵌在第二相绕组安装槽20内的线的安装空间，在定子绕完线进行定子线包整形时就可以使得该部分线尽可能往第二相绕组安装槽20的深处嵌入，进而抵消第一相绕组安装槽10内的嵌线的干涉影响。同理，第三相绕组安装槽30的槽深大于第二相绕组安装槽20的槽深，就增加了嵌在第三相绕组安装槽30 内的线的安装空间，在定子绕完线进行定子线包整形时就可以使得该部分线尽可能往第三相绕组安装槽30的深处嵌入，进而抵消第一相绕组安装槽10的嵌线和第二相绕组安装槽20的嵌线的干涉影响。这样一来，就可以显著改善电机三相电感对称度，从而降低电机控制难度，降低电机损耗，提高电机性能。

在本实用新型的技术方案中，第一相绕组安装槽10的槽深按正常电机设计来确定，并作为基准值。作为一种可选的实施方式，第二相绕组安装槽20的槽深大于第一相绕组安装槽10 的槽深1倍～1.06倍。作为一种更为优选的实施方式，第二相绕组安装槽20的槽深大于第一相绕组安装槽10的槽深1.02倍～1.04倍，通过实验分析，发现该比例的第二相绕组安装槽20 的槽深可以有效地抵消第一相绕组安装槽10内的嵌线的干涉影响，进而保证电机三相电感对称度。

作为一种可选的实施方式，第三相绕组安装槽30的槽深大于第二相绕组安装槽20的槽深1.02倍～1.1倍。作为一种更为优选的实施方式，第三相绕组安装槽30的槽深大于第二相绕组安装槽20的槽深1.04倍～1.08倍。通过实验分析，发现该比例的第三相绕组安装槽30的槽深可以有效地抵消第一相绕组安装槽10的嵌线和第二相绕组安装槽20的嵌线的干涉影响，进一步保证电机三相电感对称度。

如图2和图3所示，在本实施例的技术方案中，第一相绕组安装槽10、第二相绕组安装槽20以及第三相绕组安装槽30在冲片体40上依次相邻地设置，以便于依次进行第一相绕组安装槽10的嵌线、第二相绕组安装槽20的嵌线以及第三相绕组安装槽30的嵌线。

作为一种可选的实施方式，第一相绕组安装槽10、第二相绕组安装槽20以及第三相绕组安装槽30均为多个，以更为均匀的分布嵌线。多个第一相绕组安装槽10中相邻设置的一半与其相邻设置的另一半在冲片体40相对设置，多个第二相绕组安装槽20中相邻设置的一半与其相邻设置的另一半在冲片体40相对设置，多个第三相绕组安装槽30中相邻设置的一半与其相邻设置的另一半在冲片体40相对设置。这样，更符合应力分布，能更为稳固地进行第一相绕组安装槽10的嵌线、第二相绕组安装槽20的嵌线以及第三相绕组安装槽30的嵌线。

在本实施例的技术方案中，多个第一相绕组安装槽10的槽深均相等，多个第二相绕组安装槽20的槽深均相等，以及多个第三相绕组安装槽30的槽深均相等。

作为一种更为优选的实施方式，如图3所示，以一种高速电机的3相2极24槽的定子冲片为例，该定子冲片的所有槽中，每一相的槽深度相同。第一相绕组安装槽10即为图中的A 相绕组安装槽，第二相绕组安装槽20即为图中的B相绕组安装槽，第三相绕组安装槽30即为图中的C相绕组安装槽，A相绕组、B相绕组以及C相绕组的安装槽的槽深依次增加。计算公式为每相槽数Z＝Q/m,Q为定子总槽数，m为相数。对于该优选的实施方式，m＝3，Q＝24，则属于每相的槽数Z＝8，所以属于A相绕组，B相绕组，C相绕组的槽分别为8个。8个A 相绕组的安装槽中相邻设置的4个与其相邻设置的另4个在冲片体40上相对设置，8个B相绕组的安装槽中相邻设置的4个与其相邻设置的另4个在冲片体40上相对设置，8个C相绕组的安装槽中相邻设置的4个与其相邻设置的另4个在冲片体40上相对设置。

在电机定子进行绕组嵌线时，一个相的4个绕组占用8个安装槽。默认为先嵌A相的4 个绕组，再嵌B相的4个绕组,最后嵌C相的4个绕组，定子绕线如图3所示。

在定子冲片所有的槽中，属于A相的安装槽的槽深按正常电机设计来确定，并作为基准值，即A相槽深记为Ha。依据电感偏差值，A相的安装槽的槽深Hb比A相的安装槽的槽深略深一些，一般可取Hb＝1.02～1.04Ha。C相的安装槽的槽深Hc比A相的安装槽的槽深略深一些，一般可取Hc＝1.04～1.08Ha。以上参数均为初始设计参考值，通过样机实测，可再做优化调整。

本实用新型还提供了一种三相电机，该三相电机包括三相定子冲片。采用上述的三相定子冲片可以显著改善三相电机的三相电感对称度，从而降低电机控制难度，降低电机损耗，提高电机性能。

可选的，本实施例的三相电机还包括第一相绕组、第二相绕组以及第三相绕组，第一相绕组、第二相绕组以及第三相绕组依次绕制在第一相绕组安装槽10、第二相绕组安装槽20以及第三相绕组安装槽30上，在定子绕完线之后，通过定子线包整形即可。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种三相定子冲片，其特征在于，包括冲片体(40)，所述冲片体(40)上形成有第一相绕组安装槽(10)、第二相绕组安装槽(20)以及第三相绕组安装槽(30)，所述第一相绕组安装槽(10)先于所述第二相绕组安装槽(20)安装绕组，所述第二相绕组安装槽(20)先于所述第三相绕组安装槽(30)安装绕组，所述第二相绕组安装槽(20)的槽深大于所述第一相绕组安装槽(10)的槽深，所述第三相绕组安装槽(30)的槽深大于所述第二相绕组安装槽(20)的槽深。

2.根据权利要求1所述的三相定子冲片，其特征在于，所述第二相绕组安装槽(20)的槽深大于所述第一相绕组安装槽(10)的槽深1倍～1.06倍。

3.根据权利要求2所述的三相定子冲片，其特征在于，所述第二相绕组安装槽(20)的槽深大于所述第一相绕组安装槽(10)的槽深1.02倍～1.04倍。

4.根据权利要求1所述的三相定子冲片，其特征在于，所述第三相绕组安装槽(30)的槽深大于所述第二相绕组安装槽(20)的槽深1.02倍～1.1倍。

5.根据权利要求4所述的三相定子冲片，其特征在于，所述第三相绕组安装槽(30)的槽深大于所述第二相绕组安装槽(20)的槽深1.04倍～1.08倍。

6.根据权利要求1所述的三相定子冲片，其特征在于，所述第一相绕组安装槽(10)、所述第二相绕组安装槽(20)以及所述第三相绕组安装槽(30)在所述冲片体(40)上依次相邻地设置。

7.根据权利要求1所述的三相定子冲片，其特征在于，所述第一相绕组安装槽(10)、所述第二相绕组安装槽(20)以及所述第三相绕组安装槽(30)均为多个，多个所述第一相绕组安装槽(10)中相邻设置的一半与其相邻设置的另一半在所述冲片体(40)上相对设置，多个所述第二相绕组安装槽(20)中相邻设置的一半与其相邻设置的另一半在所述冲片体(40)上相对设置，多个所述第三相绕组安装槽(30)中相邻设置的一半与其相邻设置的另一半在所述冲片体(40)上相对设置。

8.根据权利要求7所述的三相定子冲片，其特征在于，所述第一相绕组安装槽(10)、所述第二相绕组安装槽(20)以及所述第三相绕组安装槽(30)均为8个，8个所述第一相绕组安装槽(10)中相邻设置的4个与其相邻设置的另4个在所述冲片体(40)上相对设置，8个所述第二相绕组安装槽(20)中相邻设置的4个与其相邻设置的另4个在所述冲片体(40)上相对设置，8个所述第三相绕组安装槽(30)中相邻设置的4个与其相邻设置的另4个在所述冲片体(40)上相对设置。

9.根据权利要求7所述的三相定子冲片，其特征在于，多个所述第一相绕组安装槽(10)的槽深均相等，多个所述第二相绕组安装槽(20)的槽深均相等，以及多个所述第三相绕组安装槽(30)的槽深均相等。

10.一种三相电机，包括三相定子冲片，其特征在于，所述三相定子冲片为权利要求1至9中任一项所述的三相定子冲片。

11.根据权利要求10所述的三相电机，其特征在于，所述三相电机还包括第一相绕组、第二相绕组以及第三相绕组，所述第一相绕组、所述第二相绕组以及所述第三相绕组依次绕制在所述第一相绕组安装槽(10)、所述第二相绕组安装槽(20)以及所述第三相绕组安装槽(30)上。