CN209150832U - 电机同心式绕组及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电机同心式绕组及一种电机，所述电机同心式绕组用于电机的定子中，所述定子的槽数为72槽，极数为4极，相数为三相，所述电机同心式绕组每五圈连绕，每极每相下的定子槽线圈排布层按照单层‑双层‑单层‑双层‑双层‑双层进行排布。本实用新型可实现端部省铜，并依据不同需求，适当调整不同跨距同心绕组的匝数，实现提高功率因数并削弱谐波的功能；还能提高电机效率，提高电机的功率因数，降低电机的温升。

Description

电机同心式绕组及电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别一种电机同心式绕组及一种电机。

背景技术

三相交流异步电动机的效率是输出功率与输入功率的比值，输入功率越小，电机的效率就越高。输入功率与输出功率的差值为电机的总损耗，其中，定子铜耗又是电机总损耗中的最高损耗。

图1为现有的电机绕组的结构示意图，请参见图1，一种现有的72槽4极电机的绕组采用传统短距双层叠绕的排布方式。图2为图1所示的电机绕组的线圈匝数分布示意图，请一并参见图2，电机定子的每极每相的槽数为6，每槽中线圈为双层，每层线圈为5匝，每极每相下的定子槽中线圈的总匝数为10匝。每一线圈周长为1725mm(毫米)，平均半匝长＝1725/2＝862.5mm，半匝长较长，铜线需求多，铜耗高，电机温升高，不利于提升电机的效率和电气性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种电机同心式绕组及一种电机，本实用新型可实现端部省铜，并依据不同需求，适当调整不同跨距同心绕组的匝数，实现提高功率因数并削弱谐波的功能；还能提高电机效率，提高电机的功率因数，降低电机的温升。

本实用新型提出一种电机同心式绕组，所述电机同心式绕组用于电机的定子中。所述定子的槽数为72槽，极数为4极，相数为三相，所述电机同心式绕组每五圈连绕，每极每相下的定子槽线圈排布层按照单层-双层-单层-双层-双层-双层进行排布。

在电机同心式绕组的一种示意性实施例中，所述五圈连绕线圈的跨距为1-19/2-18/3-17/4-16/5-15。

在电机同心式绕组的一种示意性实施例中，所述电机同心式绕组的并联支路数为4。

在电机同心式绕组的一种示意性实施例中，每极每相下的定子槽中线圈的总匝数相同。

在电机同心式绕组的一种示意性实施例中，所述电机同心式绕组包括多组五圈连绕线圈，所述多组五圈连绕线圈包括第一组线圈、第二组线圈和第三组线圈；所述第一组线圈包括第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈和第五线圈；所述第二组线圈包括第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈和第五线圈；所述第三组线圈包括第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈和第五线圈；定子槽、定子槽、定子槽、定子槽、定子槽和定子槽为相同极相同相下的定子槽，所述定子槽内容纳有所述第四线圈，所述定子槽内容纳有所述第一线圈和所述第五线圈，所述定子槽内容纳有所述第二线圈，所述定子槽内容纳有所述第三线圈和所述第一线圈，所述定子槽内容纳有所述第四线圈和所述第二线圈，所述定子槽内容纳有所述第五线圈和所述第三线圈。

在电机同心式绕组的一种示意性实施例中，所述定子槽内第一组线圈的匝数为0，所述定子槽内所述第一线圈的匝数为b，所述定子槽内所述第二线圈的匝数为c，所述定子槽内所述第三线圈的匝数为d，所述定子槽内所述第四线圈的匝数为e，所述定子槽内所述第五线圈的匝数为f，匝数b、c、d、e、f间的关系式为b＝d＝e＝f＝c/2。

在电机同心式绕组的一种示意性实施例中，b＝5，c＝10，d＝5，e＝5，f＝5，每极每相下的定子槽中线圈的总匝数为10匝。

在电机同心式绕组的一种示意性实施例中，所述五圈连绕线圈的周长分别为1887mm、1775mm、1664mm、1548mm、1456mm，平均半匝长为862.5mm。

本实用新型还提出一种电机，所述电机包括上述任意一种电机同心式绕组。

在本实用新型的同心式绕组及电机中，所述电机同心式绕组每五圈连绕，每极每相下的定子槽线圈排布层按照单层-双层-单层-双层-双层-双层进行排布，采用单双层同心绕组排布可实现比普通叠绕短一个跨距相同的排布结果，实现端部省铜，并依据不同需求，适当调整不同跨距同心绕组的匝数，可实现提高功率因数并削弱谐波的功能；与此同时，还能提高电机效率，提高电机的功率因数，降低电机的温升。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为现有的电机绕组的结构示意图。

图2为图1所示的电机绕组的线圈匝数分布示意图。

图3为本实用新型一实施例的电机同心式绕组的结构示意图。

图4为图3所示的电机同心式绕组的五圈连绕线圈的示意图。

图5为图3所示的电机同心式绕组的线圈匝数分布示意图。

图6为图5所示的线圈匝数的具体实施例的分布示意图。

在上述附图中，所采用的附图标记如下：

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。

图3为本实用新型一实施例的电机同心式绕组的结构示意图，请参见图3，本实施例的电机同心式绕组用于电机的定子中，所述定子的槽数Q＝72槽，极数2P＝4极，相数m＝3，并联支路数＝4，电机定子的每极每相的槽数：q＝Q/m/2P＝72/3/4＝6。所述电机同心式绕组采用每五圈连绕，每极每相下的定子槽线圈排布层按照单层-双层-单层-双层-双层-双层进行排布。每极每相下的定子槽中线圈的总匝数相同。

更具体地，图4为图3所示的电机同心式绕组的五圈连绕线圈的示意图，请一并参见图4，电机同心式绕组包括多组五圈连绕线圈，所述多组五圈连绕线圈例如包括第一组线圈100、第二组线圈200、第三组线圈300，每一组线圈均为五圈连绕线圈，所述五圈连绕线圈的中心线相同。第一组线圈100包括第一线圈101、第二线圈102、第三线圈103、第四线圈104和第五线圈105。图3中的01、02、03、04、05、06……表示定子槽的编号，第一组线圈100的第一线圈101容纳于定子槽02中，第一组线圈100的第二线圈102容纳于定子槽03中，第一组线圈100的第三线圈103容纳于定子槽04中，第一组线圈100的第四线圈104容纳于定子槽05中，第一组线圈100的第五线圈105容纳于定子槽06中。

第二组线圈200包括第一线圈201、第二线圈202、第三线圈203、第四线圈204和第五线圈205，定子槽04还容纳有第二组线圈200的第一线圈201，定子槽05还容纳有第二组线圈200的第二线圈202，定子槽06还容纳有第二组线圈200的第三线圈203。第二组线圈200的第四线圈204容纳于定子槽07中，第二组线圈200的第五线圈205容纳于定子槽08中。

第三组线圈300包括第一线圈(图未示)、第二线圈(图未示)、第三线圈(图未示)、第四线圈304和第五线圈305，定子槽01容纳有第三组线圈300的第四线圈304，定子槽02容纳有第三组线圈300的第五线圈305。

需要说明的是，本实施例只是通过第一组线圈100、第二组线圈200和第三组线圈300作说明，多组五圈连绕线圈并只包括三组线圈。

综上，相同极相同相下的定子槽01、02、03、04、05、06中线圈的配置如表1-1所示。

表1-1

从表1-1可以看出，定子槽01、02、03、04、05、06中线圈按照单层-双层-单层-双层-双层-双层进行排布，同样地，其他的每极每相下的定子槽线圈排布层也按照单层-双层-单层-双层-双层-双层进行排布。定子槽01内容纳有第四线圈304，定子槽02内容纳有第一线圈101和第五线圈305，定子槽03内容纳有第二线圈102，定子槽04内容纳有第三线圈103和第一线圈201，定子槽05内容纳有第四线圈104和第二线圈202，定子槽06内容纳有第五线圈105和第三线圈203。对于第一组线圈100而言，定子槽01中并未容纳有第一组线圈100，第一组线圈100的五个线圈的一部分容纳于定子槽02、03、04、05、06中，对于其他组线圈而言，也是同样的道理，从而有利于使得电机绕组以较少平均跨距就能实现较多的平均跨距才能达到的效果，对于此点，请参见后续说明。

请再次参见图3，五圈连绕线圈的跨距y＝1-19/2-18/3-17/4-16/5-15，平均跨距14，由于电机定子的每极每相的槽数为6，而线圈采用五圈连绕，6槽中的其中一个槽(如前述的定子槽01)并未容纳对应的同一组线圈(如前述的第一组线圈100)，从而本实施例中的跨距y＝1-19/2-18/3-17/4-16/5-15，平均跨距14，可实现跨距y＝1-21/2-20/3-19/4-18/5-17/6-16，平均跨距15的排布效果，进而节省端部用铜、节省槽绝缘数量以及减少下线工时。

图5为图3所示的电机同心式绕组的线圈匝数分布示意图，请参见图5和图3，图5中第二行的编号1、2、3、4、5、6……72为定子槽的编号，a1、a2、a3、a4、a5、a6、b1、b2、b3、b4、b5、b6、c1、c2、c3、c4、c5、c6、x1、x2、x3、x4、x5、x6、z1、z2、z3、z4、z5、z6、y1、y2、y3、y4、y5、y6分别表示一圈线圈的其中一半，图5中定子槽1中的线圈a1与定子槽57中的线圈x1为同一圈线圈，定子槽2中的线圈a2与定子槽20中的线圈x2为同一圈线圈，定子槽3中的线圈a3与定子槽19中的线圈x3为同一圈线圈，定子槽4中的线圈a4与定子槽18中的线圈x4为同一圈线圈，定子槽5中的线圈a5与定子槽17中的线圈x5为同一圈线圈，定子槽6中的线圈a6与定子槽16中的线圈x6为同一圈线圈，将A相中6把线圈分别以5把线圈连绕排布，以此类推。

图5中a、b、c、d、e、f表示匝数，第一行的a、b、c、d、e、f……分别表示第三行的线圈a1、a2、a3、a4、a5、a6……的匝数，第五行的c、b、a、f、e、d……分别表示第四行的线圈a3、a2、a1、z6、x5、x4……的匝数。匝数a＝0，匝数b、c、d、e、f间的关系式为b＝d＝e＝f＝c/2。

图6为图5所示的线圈匝数的具体实施例的分布示意图，在图6所示的实施例中，a＝0，b＝5，c＝10，d＝5，e＝5，f＝5，五圈连绕线圈的周长分别为1887mm、1775mm、1664mm、1548mm、1456mm，线圈的平均半匝长为(1887*10+1775*5+1664*5+1548*5+1456*5)/(10+5+5+5+5)/2＝851mm，在保持电机性能相同的前提下，与图2现有技术中的平均半匝长862.5mm相比，平均半匝长缩短＝862.5-851＝11.5mm，从而可显著节省端部用铜，同时还可提高电机效率，降低电机温升，提高电机互感，提高电机功率因数。此外，相较于现有技术，在线圈平均半匝长相同，用铜量相同的前提下，本实用新型可以实现更佳的电机性能。

图3与图5及图6的原理相同，定子槽01内第一组线圈100的匝数为0，定子槽02内第一线圈101的匝数为b，定子槽03内第二线圈102的匝数为c，定子槽04内第三线圈103的匝数为d，定子槽05内第四线圈104的匝数为e，定子槽06内第五线圈105的匝数为f，匝数b、c、d、e、f间的关系式为b＝d＝e＝f＝c/2。b＝5，c＝10，d＝5，e＝5，f＝5，每极每相下的定子槽中线圈的总匝数为10匝，但不以此为限，匝数b、c、d、e、f的具体数值可依照实际需求设定。

此外，本实用新型还提供一种电机，所述电机包括如图3所示的电机同心式绕组。所述电机具有较佳的电气性能，生产成本低。

本实用新型的同心式绕组及电机至少具有以下的优点：

1.在本实用新型的同心式绕组及电机中，所述电机同心式绕组每五圈连绕，每极每相下的定子槽线圈排布层按照单层-双层-单层-双层-双层-双层进行排布，采用单双层同心绕组排布可实现比普通叠绕短一个跨距相同的排布结果，实现端部省铜，并依据不同需求，适当调整不同跨距同心绕组的匝数，可实现提高功率因数并削弱谐波的功能；与此同时，还能提高电机效率，提高电机的功率因数，降低电机的温升。

2.在本实用新型的同心式绕组及电机的一实施例中，以跨距＝1-19/2-18/3-17/4-16/5-15，平均跨距14，实现跨距y＝1-21/2-20/3-19/4-18/5-17/6-16，平均跨距15的排布效果，缩短平均半匝长，节省绕组端部用铜，降低绕组端部互感，提升电机的性能。

3.在本实用新型的同心式绕组及电机的一实施例中，可通过调整不同跨距匝数灵活达到降低附加损耗或提高功率因数的目的，并可提高电机电气性能，节约电机成本，有利于提升电机的市场竞争力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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 (9)

1.电机同心式绕组，所述电机同心式绕组用于电机的定子中，其特征在于，所述定子的槽数为72槽，极数为4极，相数为三相，所述电机同心式绕组每五圈连绕，每极每相下的定子槽线圈排布层按照单层-双层-单层-双层-双层-双层进行排布。

2.如权利要求1所述的电机同心式绕组，其特征在于，所述五圈连绕线圈的跨距为1-19/2-18/3-17/4-16/5-15。

3.如权利要求1所述的电机同心式绕组，其特征在于，所述电机同心式绕组的并联支路数为4。

4.如权利要求1所述的电机同心式绕组，其特征在于，每极每相下的定子槽中线圈的总匝数相同。

5.如权利要求1所述的电机同心式绕组，其特征在于，所述电机同心式绕组包括多组五圈连绕线圈，所述多组五圈连绕线圈包括第一组线圈(100)、第二组线圈(200)和第三组线圈(300)；所述第一组线圈(100)包括第一线圈(101)、第二线圈(102)、第三线圈(103)、第四线圈(104)和第五线圈(105)；所述第二组线圈(200)包括第一线圈(201)、第二线圈(202)、第三线圈(203)、第四线圈(204)和第五线圈(205)；所述第三组线圈(300)包括第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈(304)和第五线圈(305)；定子槽(01)、定子槽(02)、定子槽(03)、定子槽(04)、定子槽(05)和定子槽(06)为相同极相同相下的定子槽，所述定子槽(01)内容纳有所述第四线圈(304)，所述定子槽(02)内容纳有所述第一线圈(101)和所述第五线圈(305)，所述定子槽(03)内容纳有所述第二线圈(102)，所述定子槽(04)内容纳有所述第三线圈(103)和所述第一线圈(201)，所述定子槽(05)内容纳有所述第四线圈(104)和所述第二线圈(202)，所述定子槽(06)内容纳有所述第五线圈(105)和所述第三线圈(203)。

6.如权利要求5所述的电机同心式绕组，其特征在于，所述定子槽(01)内第一组线圈(100)的匝数为0，所述定子槽(02)内所述第一线圈(101)的匝数为b，所述定子槽(03)内所述第二线圈(102)的匝数为c，所述定子槽(04)内所述第三线圈(103)的匝数为d，所述定子槽(05)内所述第四线圈(104)的匝数为e，所述定子槽(06)内所述第五线圈(105)的匝数为f，匝数b、c、d、e、f间的关系式为b＝d＝e＝f＝c/2。

7.如权利要求6所述的电机同心式绕组，其特征在于，b＝5，c＝10，d＝5，e＝5，f＝5，每极每相下的定子槽中线圈的总匝数为10匝。

8.如权利要求7所述的电机同心式绕组，其特征在于，所述五圈连绕线圈的周长分别为1887mm、1775mm、1664mm、1548mm、1456mm，平均半匝长为862.5mm。

9.电机，其特征在于，所述电机包括如权利要求1至8中任意一项所述的电机同心式绕组。