CN209402257U - 一种温升小的发电机定子 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种温升小的发电机定子，包括铁芯及定子绕组，所述铁芯上开设有108个定子槽，所述定子槽内设置有绝缘纸，所述绝缘纸将所述定子槽分隔为内上层、内下层、外下层和外上层，所述定子绕组具有六相绕组，所述定子绕组每相都包括第一单元、第二单元、第一引出线、第二引出线以及跨线组。本实用新型的定子绕组通过采用特定的绕设结构，在不改变电机定子体积的情况下，极大的提高了电机的功率，功率较大而体积相对较小；同时由于各线组跨越的定子槽数为七槽(间隔五个定子槽)，即定子节距为六，有效降低了单根线圈绕组的长度，从而降低绕组的内阻及电感，进而降低绕组的阻抗，降低发电机定子绕组温升，输出电流及输出效率相对较高。

Description

一种温升小的发电机定子

技术领域

本实用新型涉及一种电动机内部零件，特别是一种温升小的发电机定子。

背景技术

随着汽车技术特别是电动汽车技术的快速发展，对车用电动机的功率要求也同样在提高，功率的增加必然会导致电动机体积的加大；然而，当前汽车上的各种设备也越来越多，提供给电动机的安装位置也越来越狭小及拥挤，在有限的空间内，现有电动机的功率已无法满足需求，因此电动机体积与功率之间的矛盾问题成为电动机高功率研发的一个技术难题。

公布号为CN102412638A公开的一种交流发电机的定子是本申请人早先研发的一种发电机定子，其包括一铁芯和绕设在该铁芯上的定子绕组；上述铁芯上等间距开设有108个矩形槽，该每个矩形槽内沿其矩形槽壁铺设有一与该矩形槽相适配的槽绝缘纸，设该每个矩形槽按其内定子线圈的排布分有四层，其按铁芯径向方向由内至外依次为内上层、内下层、外下层及外上层；上述定子绕组为三相绕组，磁极对数P＝6，每极每相槽数q＝3，则每相的线圈可分为三线圈组，每相的定子线圈包括33根上层线圈、33根下层线圈、3根中间跨线线圈、2根连接跨线线圈及2根绕组引出线。该发电机定子克服了现有技术中发电机体积与发电量的矛盾问题，具有结构紧凑且高输出功率的特性，适用于汽车等其他需要大功率的发电机中，然而由于其定子节距为9，单根线圈绕组的长度相对较大，导致绕制的内阻和电感相对较大，进而导致发电机定子的温升较高，输出电流和输出效率相对较低。

有鉴于此，本申请人上述问题进行了深入地研究，遂有本案产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种功率较大而体积相对较小且输出电流和输出效率相对较高的温升小的发电机定子。

为了实现上述目的，本实用新型的电机定子采用如下技术方案：

一种温升小的发电机定子，包括铁芯及绕设在所述铁芯上的定子绕组，所述铁芯上等间距开设有108个定子槽，所述定子槽内设置有绝缘纸，所述绝缘纸将所述定子槽在所述铁芯的径向方向从内到外依次分隔为内上层、内下层、外下层和外上层，所述定子绕组具有六相绕组，所述定子绕组每相都包括第一单元、第二单元、与所述第一单元的首端连接的第一引出线、与所述第二单元的首端连接的第二引出线以及用于连接所述第一单元的尾端和所述第二单元的尾端的跨线组，所述第一单元和所述第二单元都包括多个首尾依次交替串联连接的内线组和外线组，其中，所述第一单元的具有九个所述内线组和八个所述外线组，所述第二单元具有八个所述内线组和九个所述外线组，所述外线组从其首端向尾端方向依次绕设在所述内下层、所述内上层和所述外上层，被同一所述外线组绕设的所述内下层和所述内上层之间以及所述内上层和所述外上层之间都间隔有五个所述定子槽，且被同一所述外线组绕设的所述内下层、所述内上层和所述外上层所在的所述定子槽沿所述铁芯的顺时针或逆时针方向依次布置，所述内线组从其首端向尾端方向依次绕设在所述外上层、所述外下层和所述内下层，被同一所述内线组绕设的所述外上层和所述外下层之间间隔有五个所述定子槽，同一所述内线组的首端和尾端位于同一所述定子槽内，且被同一所述内线组绕设的所述外上层和所述外下层所在的所述定子槽沿所述铁芯的顺时针或逆时针方向依次布置；同一相中，所述第一引出线和所述第二引出线之间间隔有五个所述定子槽。

作为本实用新型的一种改进，所述跨线组的一端在所述内下层与对应的所述第一单元的尾端连接，另一端依次绕设在所述内上层和所述外下层并在所述外上层与所述第二单元的尾端连接，被同一所述跨线组绕设的所述内下层、所述内上层和所述外下层所在的所述定子槽沿所述铁芯的顺时针或逆时针方向依次布置，且被同一所述跨线组绕设的所述外下层和所述外上层所在的所述定子槽沿所述铁芯的逆时针或顺时针方向依次布置。

作为本实用新型的一种改进，同一相中，位置相互对应的所述内线组和所述外线组相互焊接。

作为本实用新型的一种改进，所述内线组、所述外线组和所述跨线组分别包括一根分以上的呈扁平状的扁铜线。

作为本实用新型的一种改进，同一相中，所述第一引出线和所述第二引出线所在的所述定子槽沿所述铁芯的逆时针或顺时针方向依次布置。

作为本实用新型的一种改进，所述定子绕组的六相绕组分别为U1相绕组、U2相绕组、V1相绕组、V2相绕组、W1相绕组和W2相绕组，所述U1相绕组和所述U2相绕组的所述第一引出线组相互连接，所述V1相绕组和所述V2相绕组的所述第一引出线组相互连接，所述W1相绕组和所述W2相绕组的所述第一引出线组相互连接，所述U1相绕组、所述V1相绕组和所述W1相绕组的所述第二引出线组相互连接，所述U2相绕组、所述V2相绕组和所述W2相绕组的所述第二引出线组相互连接。

作为本实用新型的一种改进，所述U1相绕组的所述第一引出线、所述W1相绕组的所述第一引出线和所述V1相绕组的所述第一引出线所在的所述定子槽沿所述铁芯的逆时针或顺时针方向依次布置，且所述U1相绕组的所述第一引出线、所述W1相绕组的所述第一引出线和所述V1相绕组的所述第一引出线依次间隔有七个所述定子槽。

作为本实用新型的一种改进，所述U1相绕组的所述第一引出线和所述U2相绕组的所述第一引出线之间、所述V1相绕组的所述第一引出线和所述V2相绕组的所述第一引出线之间以及所述W1相绕组的所述第一引出线和所述W2相绕组的所述第一引出线之间分别间隔有36个所述定子槽。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的定子绕组通过采用特定的绕设结构，在不改变电机定子体积的情况下，极大的提高了电机的功率，功率较大而体积相对较小；同时由于各线组跨越的定子槽数为七槽(间隔五个定子槽)，即定子节距为六，有效降低了单根线圈绕组的长度，从而降低绕组的内阻及电感，进而降低绕组的阻抗，降低发电机定子绕组温升，输出电流及输出效率相对较高。

2、通过采用呈扁平状的扁铜线，相比于传统电机使用的圆铜线，其更易于安装、稳定性较好且提高了定子绕组的槽满率，绕设后结构紧凑且输出功率较高。

附图说明

图1为实施例中U1相的结构示意图；

图2为实施例中U2相的结构示意图；

图3为实施例中W1相的结构示意图；

图4为实施例中W2相的结构示意图；

图5为实施例中V1相的结构示意图；

图6为实施例中V2相的结构示意图；

图7为实施例中各引出线的连接结构示意图；

图8为图1中A处位置的局部放大图。

图中对应标示如下：

100-铁芯； 110-定子槽；

120-绝缘纸； 130-内上层；

140-内下层； 150-外下层；

160-外上层；

230-第一引出线； 240-第二引出线；

250-跨线组； 260-内线组；

270-外线组。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

如图1-图8所示，本实施例提供的温升小的发电机定子，包括铁芯100及绕设在铁芯100上的定子绕组。该发电子定子的定子节距为6，对应转子的磁极对数为9。

铁芯100上等间距开设有108槽的定子槽110，定子槽110的形状可以为常规的形状，如矩形槽，每槽的定子槽110内设置有绝缘纸120，绝缘纸120铺设在定子槽110的槽壁上，同时绝缘纸110将定子槽110在铁芯100的径向方向从内到外依次分隔为内上层130、内下层140、外下层150和外上层160，绝缘纸120为常规电动机定子所使用的绝缘纸，此处不再详述。需要说明的是，为了区分不同位置上的各个定子槽110，在本实施例中，以图1-图6所示的位置按逆时针方向依次将定子槽110从第1槽到第108槽进行编号(图中仅示出部分编号)，此外，为了区分定子槽110的编号与电机定子的零部件编号，在本实施例及附图1-图8中，三位数的数字表示电机定子的零部件编号，一位数和两位数的数字表示定子槽110的编号。

定子绕组具有六相绕组，分别为U1相绕组、U2相绕组、V1相绕组、V2相绕组、W1相绕组和W2相绕组，该定子绕组每相都包括第一单元、第二单元、与第一单元的首端连接的第一引出线230、与第二单元的首端连接的第二引出线240以及用于连接第一单元的尾端和第二单元的尾端的跨线组250，其中，各线组或线之间的连接可以为固定连接，也可以为一体连接。第一单元和第二单元都包括多个首尾依次交替串联连接的内线组260和外线组270，各单元中的内线组260和外线组270互不相同；具体的，第一单元的具有九个内线组260和八个外线组270，则第一单元的两端位置必然都为内线组260，其中一内线组260的首端未与外线组270连接，该端形成第一单元的首端，另一内线组260的尾端未与外线组270连接，该端形成第一单元的尾端；第二单元具有八个内线组260和九个外线组270，则第二单元的两端位置必然都为外线组270，其中一外线组270的首端未与内线组260连接，该端形成第二单元的首端，另一外线组270的尾端未与内线组260连接，该端形成第一单元220的尾端。此外，内线组260、外线组270和跨线组250分别包括一根分以上的呈扁平状的扁铜线，需要说明的是，本实施例中使用的扁铜线与常规的圆铜线相比仅仅是其横截面呈扁平状的椭圆形，该椭圆形的小径大小与常规的圆铜线横截面直径相同，大径则远大于常规的圆铜线横截面直径，因此其横截面面积远大于常规的圆铜线的横截面面积，易于安装、稳定性较好且有利于提高了定子绕组的槽满率。

外线组270从其首端向尾端方向依次绕设在内下层140、内上层130和外上层160，被同一外线组270绕设的内下层140和内上层130之间以及内上层130和外上层160之间都间隔有五个定子槽110，即外线组270跨越七槽(含被绕设的定子槽110)进行绕设。被同一外线组270绕设的内下层140、内上层130和外上层160所在的定子槽沿铁芯100的顺时针或逆时针方向依次布置，具体的布置方向需要根据实际需要进行确定，在本实施例中，以被同一外线组270绕设的内下层140、内上层130和外上层160所在的定子槽沿铁芯100的顺时针方向(即向与定子槽110上的编号顺序相反的方向)依次布置为例进行说明。

内线组260从其首端向尾端方向依次绕设在外上层160、外下层150和内下层140上，被同一内线组260绕设的外上层160和外下层150之间间隔有五个定子槽110，同一内线组260的首端和尾端位于同一定子槽110内，即同一内线组260绕设的外上层160和内下层140位于同一个定子槽110内。被同一内线组260绕设的外上层160和外下层150所在的定子槽100沿铁芯100的顺时针或逆时针方向依次布置，在本实施例中，被同一内线组260绕设的外上层160和外下层150所在的定子槽100沿铁芯100的顺时针方向依次布置，当然，如果被同一外线组270绕设的内下层140、内上层130和外上层160所在的定子槽沿铁芯100的逆时针方向依次布置，则被同一内线组260绕设的外上层160和外下层150所在的定子槽100也沿铁芯100的逆时针方向依次布置。

同一相中，跨线组250的一端在内下层140与对应的第一单元的尾端连接，另一端依次绕设在内上层130和外下层150并在外上层160与第二单元的尾端连接，被同一跨线组250绕设的内下层140、内上层130和外下层150之间都间隔有五个定子槽110，且被同一跨线组250绕设的内下层140、内上层130和外下层150所在的定子槽110沿铁芯100的顺时针或逆时针方向依次布置，被同一跨线组150绕设的外下层150和外上层160之间都也间隔有五个定子槽110，且被同一跨线组150绕设的外下层150和外上层160所在的定子槽110沿铁芯100的逆时针或顺时针方向依次布置，即被同一跨线组150绕设的外上层160和内下层140位于同一个定子槽110内。当然，如果被同一外线组270绕设的内下层140、内上层130和外上层160所在的定子槽沿铁芯100的逆时针方向依次布置，则被同一跨线组250绕设的内下层140、内上层130和外下层150所在的定子槽110沿铁芯100的逆时针方向依次布置，被同一跨线组150绕设的外下层150和外上层160所在的定子槽110沿铁芯100的顺时针方向依次布置。

同一相中，第一引出线230和第二引出线240之间间隔有五个定子槽110，且第一引出线230和第二引出线240所在的定子槽110沿铁芯100的逆时针或顺时针方向依次布置，在本实施例中，第一引出线230和第二引出线240所在的定子槽110沿铁芯100的逆时针方向依次布置，当然，如果被同一外线组270绕设的内下层140、内上层130和外上层160所在的定子槽沿铁芯100的逆时针方向依次布置，则第一引出线230和第二引出线240所在的定子槽110沿铁芯100的顺时针方向依次布置。此外，由于第一单元、第二单元、第一引出线230、第二引出线240以及跨线组250在铁芯100上的位置都是确定的，则除跨线组250所在的位置外，与同一组被绕组跨越的定子槽100对应的位置处必然会存在有位于铁芯100同一侧的内线组260和外线组270(绕设在两个相同的定子槽100之间的内线组260和外线组270)，即该内线组260和外线组270的位置相互对应，在本实施例中，位置相互对应的内线组260和外线组270相互焊接。

U1相绕组和U2相绕组的第一引出线组230相互并联连接形成U相输出，V1相绕组和V2相绕组的第一引出线组230相互并联连接形成V相输出，W1相绕组和W2相绕组的第一引出线组230相互并联连接形成W相输出，这样可确保使用本实施例提供的定子的驱动电机能与常规的三相电路连接。U1相绕组、V1相绕组和W1相绕组的第二引出线组240相互连接，U2相绕组、V2相绕组和W2相绕组的第二引出线组240相互连接。

此外，U1相绕组的第一引出线230、W1相绕组的第一引出线230和V1相绕组的第一引出线230所在的定子槽沿铁芯100的逆时针或顺时针方向依次布置，且U1相绕组的第一引出线230、W1相绕组的第一引出线230和V1相绕组的第一引出线230依次间隔有七个定子槽100，在本实施例中，U1相绕组的第一引出线230、W1相绕组的第一引出线230和V1相绕组的第一引出线230所在的定子槽沿铁芯100的逆时针方向依次布置，当然，如果被同一外线组270绕设的内下层140、内上层130和外上层160所在的定子槽沿铁芯100的逆时针方向依次布置，则U1相绕组的第一引出线230、W1相绕组的第一引出线230和V1相绕组的第一引出线230所在的定子槽沿铁芯100的顺时针方向依次布置。U1相绕组的第一引出线230和U2相绕组的第一引出线230之间、V1相绕组的第一引出线230和V2相绕组的第一引出线230之间以及W1相绕组的第一引出线230和W2相绕组的第一引出线230之间分别间隔有36个所述定子槽，在本实施中，U1相绕组的第一引出线230和U2相绕组的第一引出线230、V1相绕组的第一引出线230和V2相绕组的第一引出线230以及W1相绕组的第一引出线230和W2相绕组的第一引出线230所在的定子槽110分别沿铁芯100的逆时针方向依次布置。这样，这样铁芯100上每个定子槽110恰好被绕四次，且同一定子槽110上的内上层130、内下层140、外下层150和外上层160都被绕一次。

上面结合附图对本实用新型做了详细的说明，但是本实用新型的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本实用新型做出各种变形，如变更各线组中扁铜线的数量等，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种温升小的发电机定子，包括铁芯及绕设在所述铁芯上的定子绕组，所述铁芯上等间距开设有108个定子槽，所述定子槽内设置有绝缘纸，所述绝缘纸将所述定子槽在所述铁芯的径向方向从内到外依次分隔为内上层、内下层、外下层和外上层，其特征在于，所述定子绕组具有六相绕组，所述定子绕组每相都包括第一单元、第二单元、与所述第一单元的首端连接的第一引出线、与所述第二单元的首端连接的第二引出线以及用于连接所述第一单元的尾端和所述第二单元的尾端的跨线组，所述第一单元和所述第二单元都包括多个首尾依次交替串联连接的内线组和外线组，其中，所述第一单元的具有九个所述内线组和八个所述外线组，所述第二单元具有八个所述内线组和九个所述外线组，所述外线组从其首端向尾端方向依次绕设在所述内下层、所述内上层和所述外上层，被同一所述外线组绕设的所述内下层和所述内上层之间以及所述内上层和所述外上层之间都间隔有五个所述定子槽，且被同一所述外线组绕设的所述内下层、所述内上层和所述外上层所在的所述定子槽沿所述铁芯的顺时针或逆时针方向依次布置，所述内线组从其首端向尾端方向依次绕设在所述外上层、所述外下层和所述内下层，被同一所述内线组绕设的所述外上层和所述外下层之间间隔有五个所述定子槽，同一所述内线组的首端和尾端位于同一所述定子槽内，且被同一所述内线组绕设的所述外上层和所述外下层所在的所述定子槽沿所述铁芯的顺时针或逆时针方向依次布置；同一相中，所述第一引出线和所述第二引出线之间间隔有五个所述定子槽。

2.如权利要求1所述的温升小的发电机定子，其特征在于，所述跨线组的一端在所述内下层与对应的所述第一单元的尾端连接，另一端依次绕设在所述内上层和所述外下层并在所述外上层与所述第二单元的尾端连接，被同一所述跨线组绕设的所述内下层、所述内上层和所述外下层所在的所述定子槽沿所述铁芯的顺时针或逆时针方向依次布置，且被同一所述跨线组绕设的所述外下层和所述外上层所在的所述定子槽沿所述铁芯的逆时针或顺时针方向依次布置。

3.如权利要求1或2所述的温升小的发电机定子，其特征在于，同一相中，位置相互对应的所述内线组和所述外线组相互焊接。

4.如权利要求1或2所述的温升小的发电机定子，其特征在于，所述内线组、所述外线组和所述跨线组分别包括一根分以上的呈扁平状的扁铜线。

5.如权利要求1或2所述的温升小的发电机定子，其特征在于，同一相中，所述第一引出线和所述第二引出线所在的所述定子槽沿所述铁芯的逆时针或顺时针方向依次布置。

6.如权利要求5所述的温升小的发电机定子，其特征在于，所述定子绕组的六相绕组分别为U1相绕组、U2相绕组、V1相绕组、V2相绕组、W1相绕组和W2相绕组，所述U1相绕组和所述U2相绕组的所述第一引出线组相互连接，所述V1相绕组和所述V2相绕组的所述第一引出线组相互连接，所述W1相绕组和所述W2相绕组的所述第一引出线组相互连接，所述U1相绕组、所述V1相绕组和所述W1相绕组的所述第二引出线组相互连接，所述U2相绕组、所述V2相绕组和所述W2相绕组的所述第二引出线组相互连接。

7.如权利要求6所述的温升小的发电机定子，其特征在于，所述U1相绕组的所述第一引出线、所述W1相绕组的所述第一引出线和所述V1相绕组的所述第一引出线所在的所述定子槽沿所述铁芯的逆时针或顺时针方向依次布置，且所述U1相绕组的所述第一引出线、所述W1相绕组的所述第一引出线和所述V1相绕组的所述第一引出线依次间隔有七个所述定子槽。

8.如权利要求7所述的温升小的发电机定子，其特征在于，所述U1相绕组的所述第一引出线和所述U2相绕组的所述第一引出线之间、所述V1相绕组的所述第一引出线和所述V2相绕组的所述第一引出线之间以及所述W1相绕组的所述第一引出线和所述W2相绕组的所述第一引出线之间分别间隔有36个所述定子槽。