CN211930356U - 一种新型扁线电机的定子 - Google Patents

Abstract

一种新型扁线电机的定子，定子包括定子铁芯和绕组，绕组由多个扁线导体组成，定子铁芯内壁在沿圆周方向均匀开设多个轴向贯通的定子槽，绕组为星形连接的三相绕组，各相绕组在定子铁芯中环绕构成各个绕组层，每个绕组在各个绕组层环绕排布构成两圈，第一圈与第二圈之间绕组的错位排布，以此能够提高电机效率，减少电流损耗，不同连接位置扁线导体使用的原料长度不同，通过额外增加或减少的长度实现不同位置的接线，不需要额外增加其他线型，扁线导体的焊接位置和各相绕组的接线位置放在定子同一侧，能够有效节省电机的轴向空间，从而增加电机的转矩密度和功率密度。

Description

一种新型扁线电机的定子

技术领域

本实用新型涉及一种电机定子，更具体的说是一种绕组为扁线绕组的电机定子。

背景技术

随着新能源汽车的发展和市场的日益成熟，电机做为新能源汽车的主动力源，特别是纯电动车的唯一动力源，其转矩密度、功率密度和效率的要求越来越高，以满足新能源整车动力性和经济型等方面的要求。由于性能和成本的双重压力，导致电机的性能和体积的矛盾日益突出。

对于永磁同步电机，特别是车用永磁同步电机，在其定子槽内放置绕组即矩形导体，可以有效的提高电机定子槽满率，提高定子的材料利用率，从而降低电机的铜耗来提高电机的效率。同时，可以有效的降低电机绕组线圈的端部高度，从而节省电机的体积。但是，与传统的圆线绕组相比，扁线绕组的线圈绕组在下线方面仍存在很多困难，难以使用机械自动完成绕组下线工艺流程。

为此，现有技术对扁线绕组做了很多改进，但仍存在不足：专利文献CN200780022091.7中提出了一种扁线的定子，其中电机扁线的线形较多，不同相的绕组之间的接线需要额外导体，会进一步增加模具费用和工艺成本；专利文献CN201710878010.9提出了一种扁线的定子，其针对扁线的线形进行了优化，减少了线形的种类，但是其电机的引接线较为复杂，且电机定子仍需要分别增加焊接侧焊点的高度和弯曲侧出线的高度；专利文献CN201910367345.3提出了一种扁线定子，其将一组扁线导体在一侧一起弯折后，在另一侧在分开折弯焊接，这样避免了分别增加焊接侧焊点的高度和弯曲侧引接线和出线的高度，但是由于扁线导体在一侧一起弯折，导致电机扁线导体的拉伸性和漆膜的附着能力等面临极大的挑战。

针对上面的问题，本实用新型提出一种新型扁线电机的定子，通过设计一种新型绕线方式，提高电机效率的同时解决扁线定子分别增加焊接侧焊点的高度和弯曲侧引接线和出线的高度的问题，并且控制扁线导体的线形的数量，减低扁线导体成型模具的数量，从而降低电机整体的生产难度和成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新型扁线电机的定子。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种新型扁线电机的定子，定义所述电机每极每相槽数为2，极对数为p，所述定子包括定子铁芯和绕组，绕组由多个扁线导体组成，其中：

所述定子在其轴向的一端为折弯端，另一端为自由端；

所述定子铁芯截面为圆环形，定子铁芯内壁在沿圆周方向均匀开设z个轴向贯通的定子槽，且满足z=12p；

所述绕组为星形连接的三相绕组，三相绕组包括U相绕组、V相绕组和W相绕组；

所述每个扁线导体均由一根扁导线经过模具折弯形成，扁线导体的折弯形状为发卡状，每个扁线导体由一个折弯部分、两个直线部分和两个后折弯部分组成，其中，折弯部分由扁导线在中间位置折弯成型，构成发卡状扁线导体的夹角部位，两个后折弯部分由扁导线的首尾两端沿相反方向折弯成型，构成发卡状扁线导体的开口两侧张开支脚，所述两直线部分在扁线导体中相互平行，两直线部分均一端连接折弯部分，另一端连接一后折弯部分，构成发卡状扁线导体的两侧直段；

在安装状态下，所述各扁线导体中，直线部分均沿定子铁芯的轴向方向布置在定子槽中，折弯部分均布置在定子的折弯端，后折弯部分均布置在定子的自由端，朝定子自由端的端面观察，同一个扁线导体的两个后折弯部分中，一个后折弯部分以其连接的直线部分为基准朝端面顺时针弯曲，另一个后折弯部分以其连接的直线部分为基准朝端面逆时针弯曲，其中，顺时针弯曲的后折弯部分与相邻的一个扁线导体逆时针弯曲的后折弯部分焊接连接，逆时针弯曲的后折弯部分与另一个相邻的扁线导体顺时针弯曲的后折弯部分焊接连接，以此连接方式构成各相绕组，各相绕组均沿定子铁芯的圆周方向依次环绕穿设于多个所述定子槽中；

所述定子从其横截面角度观察，各个扁线导体的直线部分截面沿定子铁芯径向方向在定子槽中由外到内形成多层结构，其层数在定子铁芯径向方向从外到内排序为第一层、第二层、第三层、第四层直至第4n层， n为正整数，其中，所有定子槽中的第一层和第二层定义为第一绕组层，所有定子槽中的第三层和第四层定义为第二绕组层，并以此类推；

所述三相绕组中，各相绕组在第一绕组层中沿圆周方向排布两圈，形成第一绕组层的第一圈和第一绕组层的第二圈，再跨越到第二绕组层中沿圆周方向排布两圈，形成第二绕组层第一圈和第二绕组层第二圈，以此在各个绕组层中循环排布直至定子铁芯的各定子槽各层被三相绕组填满为止，其中：

每个扁线导体中的两个直线部分位于两个不同定子槽中，且这两个不同定子槽在圆周方向上相距z/2p个定子槽，同时这两个直线部分处于同一绕组层的不同层中；

在各个绕组层中，位于同一圈的两个相邻扁线导体中的相邻两个直线部分位于两个不同定子槽中，且这两个不同定子槽在圆周方向上相距z/2p个定子槽，同时这两个直线部分处于同一绕组层的不同层中；

在各个绕组层中，位于第一圈与第二圈之间的两个相邻扁线导体中的相邻两个直线部分位于两个不同定子槽中，且这两个不同定子槽在圆周方向上相距z/2p-1个定子槽，同时这两个直线部分处于同一绕组层的不同层中；

在不同绕组层之间的两个相邻扁线导体中的相邻两个直线部分位于两个不同定子槽中，且这两个不同定子槽在圆周方向上相距z/2p个定子槽，同时这两个直线部分处于相邻层中。

优选的，所述扁线导体的后折弯部分按展开长度不同，从长到短依次为：出线端、中性点端、常规端和短跨距端，由此组成的扁线导体分类为：

第一扁线导体，其两个后折弯部分均为常规端；

第二扁线导体，其一个后折弯部分为常规端，另一个后折弯部分为短跨距端；

第三扁线导体，其一个后折弯部分为常规端，另一个后折弯部分为中性点端；

第四扁线导体，其一个后折弯部分为常规端，另一个后折弯部分为出线端；

所述第二扁线导体对应为各个绕组层中第一圈与第二圈之间的两个相邻扁线导体，两个相邻第二扁线导体的相邻两个短跨距端对应的直线部分位于两个不同定子槽中，且这两个不同定子槽在圆周方向上相距z/2p-1个定子槽，同时这两个直线部分处于同一绕组层的不同层中；

所述第三扁线导体作为所述三相绕组星形连接的结构中的中性点处的接线，所述中性点端对应为三相绕组的中性点；

所述第四扁线导体作为所述三相绕组星形连接的结构中引出线处的接线，所述出线端对应为三相绕组的引出线；

所述第一扁线导体作用在所述三相绕组中的其余部位。

优选的，所述三相绕组在不同圈数上的扁线导体的两直线部分间距不同，由于三相绕组在定子铁芯内的环绕方式为沿径向方向从外到内，在圈数增加时其周向尺寸也在缩短，因此第一圈的扁线导体两直线部分的间距大于第二圈的扁线导体两直线部分的间距，第二圈的扁线导体两直线部分的间距大于第三圈的扁线导体两直线部分的间距，并按此规律类推，每一圈均都设有第一扁线导体、第二扁线导体、第三扁线导体和第四扁线导体。

优选的，所述三相绕组中，各相的第四扁线导体的出线端在所述自由端焊接连接，各相的第三扁线导体的中性点端在所述自由端通过一铜环进行连接。

优选的，所述铜环为一圆弧状扁片，铜环上设有焊接孔，所有所述中性点端均焊接在焊接孔中。

优选的，所述三相绕组在不同绕组层中的扁线导体的两直线部分间距大小不同，第一绕组层的扁线导体两直线部分的间距大于第二绕组层的扁线导体两直线部分的间距，按此规律类推。

优选的，所述定子铁芯的定子槽为矩形。

优选的，所述定子铁芯在其外圆上开有焊缝槽和键槽。

优选的，所述扁线导体位于自由端的部位和所述铜环上均涂有一层绝缘粉末。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1.上述方案中，所述各个绕组层中，位于同一圈的每两个相邻扁线导体中的相邻两个直线部分相距的定子槽数均比位于第一圈与第二圈之间的两个相邻扁线导体中的相邻两个直线部分多一，由此使得各个三相绕组的扁线导体错位排布，这种排布绕组的方式能够提高电机效率，减少铜耗和交流电阻损耗。

2.上述方案中，所述扁线导体根据其后折弯部分展开长度不同，分类为第一扁线导体、第二扁线导体、第三扁线导体和第四扁线导体，相邻扁线导体之间通过相邻后折弯部分焊接连接，以此连接方式构成各相绕组，并依靠不同类型扁线导体的后折弯部分的不同长度，实现常规连接、短跨距连接、中性点连接和引出线连接，不需要额外增加连接专用的扁线导体，线型少加工简单。

3.上述方案中，由于本实用新型中使用错位排布的绕线方式和后折弯部分长度不同的各类扁线导体，使得定子自由端能够作为各个扁线导体的焊接连接侧的同时，也能够作为各个第四扁线导体出线端和各个第三扁线导体中性点端的接线侧，将焊接位置和接线位置放在同一侧，使得折弯端可以有一个较短的端部高度，自由端同时承担焊接和接线的功能，这样布置能够节省电机的轴向空间，增加电机的转矩密度和功率密度，并且达到了降低成本的目的。

4.上述方案中，所述定子铁芯中相邻的两个定子槽越靠近定子铁芯轴线时，两定子槽距离越近，由于各个扁线导体的直线部分在定子槽中由外到内形成多层结构，所以当层数增加时，扁线导体离定子轴线的径向距离缩短，使得扁线导体中两直线部分虽间隔同样数量的定子槽，但两直线部分的间距也仍随层数增加而缩短，加上本实用新型通过依靠不同类型扁线导体的后折弯部分的不同长度实现不同功能的连接，将扁线导体原本的不同功能的连接通过直线部分跨距不同实现转变为通过后折弯部分长度不同来实现，由此得到的扁线导体除了后折弯部分长度不同之外，仅存在一种区别，即由于放置在不同绕组层中的原因导致扁线导体两直线部分间距不同，而后折弯部分长度上的区别无需通过模具加工实现，仅需控制原材料长度即可实现，因此加工扁线导体时仅需根据绕组层的数目使用相应数量的模具，大大减少所需模具数量，如在8极48槽电机中，定子槽中的层数为四层，两直线部分分别位于第一层和第二层的扁线导体，其两直线部分的间距相同，可以使用一套模具，两直线部分分别位于第三层和第四层扁线导体，其两直线部分的间距相同，可以使用另一套模具，一共仅需要两套模具即可完成导体加工，相比现有技术，使用模具数量大大减少，有效的降低了模具费用和生产复杂程度。

5. 上述方案中，所述中性点出线利用铜环连接，避免跳线的连接方式。

6. 上述方案中，所述定子铁芯的定子槽为矩形，配合扁线绕组，能够有效提高电机定子槽满率，提高定子的材料利用率，从而降低电机的铜耗来提高电机的效率。

7. 上述方案中，所述扁线导体位于自由端的部位和所述铜环上均涂有一层绝缘粉末，以保证电机的绝缘性能。

8. 上述方案中，所述定子铁芯在其外圆上开有焊缝槽和键槽为定子铁芯的工艺特征，焊缝槽用于定子铁芯和电机壳焊接连接，键槽用于定子铁芯在电机壳上的定位。

本实用新型的工作原理及优点如下：

一、定子轴向长度短，三相绕组的焊接位置和接线位置放在定子同一侧，有效节省电机的轴向空间，从而增加电机的转矩密度和功率密度。

二、线型少加工简单，不同位置扁线导体通过对应的后折弯部分的不同长度，来实现常规连接、短跨距连接、中性点连接和引出线连接，不需要额外增加连接专用的扁线导体。

三、模具成本低，放置在不同绕组层中的扁线导体，其两直线部分间距不同，而后折弯部分长度上的区别无需通过模具加工实现，仅需控制原材料长度即可实现，因此加工扁线导体时仅需根据扁线导体两直线部分的不同间距使用不同模具，大大减少所需模具数量。

附图说明

附图1为定子立体图；

附图2为附图1的A部分的局部放大图

附图3定子另一视角立体图图；

附图4为定子铁芯径向剖视图；

附图5为扁线导体正视图；

附图6为定子立体径向剖视图；

附图7为附图6的B部分的局部放大图；

附图8为第一扁线导体的正视图;

附图9为第二扁线导体的正视图;

附图10为第三扁线导体的正视图;

附图11为第四扁线导体的正视图;

附图12为另一种长度的第四扁线导体的正视图；

附图13为绕组引线部分的局部视图；

附图14为铜环斜视图；

附图15为8极48槽电机中U相一支路的电气原理图；

附图16为8极48槽电机中U相、V相和W相的电器原理图；

附图17为8极48槽电机中U相一支路和二支路在定子槽中的布置图；

附图18为两扁线导体在定子槽中的布置示意图；

以上附图中：1．定子； 2．定子铁芯； 3．扁线导体； 4．折弯端； 5．自由端；6．定子槽； 7．三相绕组； 8．折弯部分； 9．直线部分； 10．后折弯部分； 11．出线端； 12．中性点端； 13．常规端； 14．短跨距端； 15．第一扁线导体； 16．第二扁线导体； 17．第三扁线导体； 18．第四扁线导体； 19．铜环； 20．焊缝槽； 21．键槽； 22．焊接孔； 23．U相一支路引出线；24．U相一支路中性点；25．U相二支路引出线；26．U相二支路中性点； 27．V相一支路引出线；28．V相一支路中性点；29．V相二支路引出线； 30．V相二支路中性点；31．W相一支路引出线； 32．W相一支路中性点； 33．W相二支路引出线；34．W相二支路中性点；35．第一层；36．第二层；37．第三层；38．第四层。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：一种新型扁线电机的定子

以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

关于本文中所使用的“连接”或“定位”，均可指二或多个组件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，亦可指二或多个组件或装置相互操作或动作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案描述上额外的引导。

现就本实用新型的工作原理说明如下：

参考附图1至附图18，一种新型扁线电机的定子，所述电机每极每相槽数为2，极对数为4，所述定子1包括定子铁芯2和绕组，绕组由多个扁线导体3组成。

如附图3所示，定义所述定子1在其轴向的一端为折弯端4，另一端为自由端5。

如附图4和附图16所示，所述定子铁芯2截面为圆环形，定子铁芯2内壁在沿圆周方向均匀开设48个轴向贯通的定子槽6，定子槽6的开口均朝向定子铁芯2的轴线，并定义定子铁芯2上任意一个定子槽6为1号槽，其他2-48号槽在定子铁芯2圆周上逆时针方向依次排列。

如附图16所示，所述绕组为星形连接的三相绕组7，三相绕组7包括U相绕组、V相绕组和W相绕组，其中每相绕组均为两支路并联。

如附图5所示，所述每个扁线导体3均由一根扁导线经过模具折弯形成，扁线导体3的折弯形状为发卡状，每个扁线导体3由一个折弯部分8、两个直线部分9和两个后折弯部分10组成，其中，折弯部分8由扁导线在中间位置折弯成型，构成发卡状扁线导体3的夹角部位，两个后折弯部分10由扁导线的首尾两端沿相反方向折弯成型，构成发卡状扁线导体3的开口两侧张开支脚，所述两直线部分9在扁线导体3中相互平行，两直线部分9均一端连接折弯部分8，另一端连接一后折弯部分10，构成发卡状扁线导体3的两侧直段。

如附图1和附图2所示，在安装状态下，所述各扁线导体3中，直线部分9均沿定子铁芯2的轴向方向布置在定子槽6中，折弯部分8均布置在定子1的折弯端4，后折弯部分均布置在定子1的自由端5，朝定子1自由端5的端面观察，同一个扁线导体3的两个后折弯部分10中，一个后折弯部分10以其连接的直线部分9为基准朝端面顺时针弯曲，另一个后折弯部分10以其连接的直线部分9为基准朝端面逆时针弯曲，其中，顺时针弯曲的后折弯部分10与相邻的一个扁线导体3逆时针弯曲的后折弯部分10焊接连接，逆时针弯曲的后折弯部分10与另一个相邻的扁线导体3顺时针弯曲的后折弯部分10焊接连接，以此连接方式构成各相绕组，各相绕组均沿定子铁芯2的圆周方向依次环绕穿设于多个所述定子槽6中。

如附图6、附图7和附图18所示，所述定子1从其横截面角度观察，各个扁线导体3的直线部分9截面沿定子铁芯2径向方向在定子槽6中由外到内形成多层结构，其层数在定子铁芯2径向方向从外到内排序为第一层35、第二层36、第三层37、第四层38，其中，所有定子槽6中的第一层35和第二层36定义为第一绕组层，所有定子槽6中的第三层37和第四层38定义为第二绕组层。

如附图15、附图16和附图17所示，所述三相绕组7中，各相绕组在第一绕组层中沿圆周方向排布两圈，形成第一绕组层的第一圈和第一绕组层的第二圈，再跨越到第二绕组层中沿圆周方向排布两圈，形成第二绕组层第一圈和第二绕组层第二圈，以此在第一绕组层和第二绕组层中循环排布使定子铁芯2的48个定子槽6共192个层位被三相绕组7的U相、V相和W相填满，U相、V相和W相各占64个层位，其中：

每个扁线导体3中的两个直线部分9位于两个不同定子槽6中，且这两个不同定子槽6在圆周方向上相距6个定子槽6，同时这两个直线部分9处于同一绕组层的不同层中；

在各个绕组层中，位于同一圈的两个相邻扁线导体3中的相邻两个直线部分9位于两个不同定子槽6中，且这两个不同定子槽6在圆周方向上相距6个定子槽6，同时这两个直线部分9处于同一绕组层的不同层中；

在各个绕组层中，位于第一圈与第二圈之间的两个相邻扁线导体3中的相邻两个直线部分9位于两个不同定子槽6中，且这两个不同定子槽6在圆周方向上相距5个定子槽6，同时这两个直线部分9处于同一绕组层的不同层中；

在不同绕组层之间的两个相邻扁线导体3中的相邻两个直线部分9位于两个不同定子槽6中，且这两个不同定子槽6在圆周方向上相距6个定子槽6，同时这两个直线部分9处于两相邻层中。

如附图8、附图9、附图10、附图11和附图12所示，所述扁线导体3的后折弯部分10按展开长度不同，从长到短依次为：出线端11、中性点端12、常规端13和短跨距端14，由此组成的扁线导体3分类为：

第一扁线导体15，其两个后折弯部分10均为常规端13；

第二扁线导体16，其一个后折弯部分10为常规端13，另一个后折弯部分10为短跨距端14，短跨距端14的展开长度为常规端13展开长度的5/6；

第三扁线导体17，其一个后折弯部分10为常规端13，另一个后折弯部分10为中性点端12；

第四扁线导体18，其一个后折弯部分10为常规端13，另一个后折弯部分10为出线端11；

所述U相、V相和W相中，每相两个支路中的一个支路的第四扁线导体18的出线端11比另一个支路的第四扁线导体18的出线端11长；

所述第二扁线导体16对应为各个绕组层中第一圈与第二圈之间的两个相邻扁线导体3，两个相邻第二扁线导体16的相邻两个短跨距端14对应的直线部分9位于两个不同定子槽6中，且这两个不同定子槽6在圆周方向上相距5个定子槽6，同时这两个直线部分9处于同一绕组层的不同层中；

所述第三扁线导体17作为所述三相绕组7星形连接的结构中的中性点处的接线，所述中性点端12对应为三相绕组7的中性点；

所述第四扁线导体18作为所述三相绕组7星形连接的结构中引出线处的接线，所述出线端11对应为三相绕组7的引出线；

所述第一扁线导体15作用在所述三相绕组7中的其余部位。

如附图15、附图16和附图17所示，具体的排布形式以U相绕组为例加以说明：

U相一支路首先在第一绕组层中绕第一圈，第一绕组层中的第一个扁线导体3为第四扁线导体18，其出线端11对应的直线部分9位于10号槽的第一层35中，其常规端13对应的直线部分9位于16号槽的第二层36中，其出线端11为U相一支路引出线23；

第一绕组层中，第二个扁线导体3为第一扁线导体15，其一个常规端13对应的直线部分9位于22号槽的第一层35中，另一个常规端13对应的直线部分9位于28号槽的第二层36中，此时，第一个扁线导体3逆时针折弯的常规端13和第二个扁线导体3中与第一个扁线导体3的常规端13相邻且顺时针折弯的常规端13在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路在第一绕组层中第一个扁线导体3和第二个扁线导体3的连接；

第一绕组层中，第三个扁线导体3为第一扁线导体15，其一个常规端13对应的直线部分9位于34号槽的第一层35中，另一个常规端13对应的直线部分9位于40号槽的第二层36中，第二个扁线导体3和第三个扁线导体3中两个相邻且反向折弯的常规端13在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路在第一绕组层中第二个扁线导体3和第三个扁线导体3的连接；

第一绕组层中，第四个扁线导体3为第二扁线导体16，其常规端13对应的直线部分9位于46号槽的第一层35中，其短跨距端14对应的直线部分9位于4号槽的第二层36中，第四个扁线导体3顺时针折弯的常规端13和第三个扁线导体3中与第四个扁线导体3的常规端13相邻且逆时针折弯的常规端13在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路在第一绕组层中第三个扁线导体3和第四个扁线导体3的连接。

继而U相一支路在第一绕组层中绕第二圈，第一绕组层中的第五个扁线导体3为第二扁线导体16，其短跨距端14对应的直线部分9位于9号槽的第一层35中，其常规端13对应的直线部分9位于15号槽的第二层36中，第五个扁线导体3和第四个扁线导体3为第一圈与第二圈之间的两个相邻扁线导体3，第五个扁线导体3的短跨距端14与第四个扁线导体3的短跨距端14在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路在第一绕组层中第一圈和第二圈之间的连接；

第一绕组层中，第六个扁线导体3为第一扁线导体15，其一个常规端13对应的直线部分9位于21号槽的第一层35中，另一个常规端13对应的直线部分9位于27号槽的第二层36中，第五个扁线导体3和第六个扁线导体3中两个相邻且反向折弯的常规端13在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路在第一绕组层中第五个扁线导体3和第六个扁线导体3的连接；

第一绕组层中，第七个扁线导体3为第一扁线导体15，其一个常规端13对应的直线部分9位于33号槽的第一层35中，另一个常规端13对应的直线部分9位于39号槽的第二层36中，第六个扁线导体3和第七个扁线导体3中两个相邻且反向折弯的常规端13在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路在第一绕组层中第六个扁线导体3和第七个扁线导体3的连接；

第一绕组层中，第八个扁线导体3为第一扁线导体15，其一个常规端13对应的直线部分9位于45号槽的第一层35中，另一个常规端13对应的直线部分9位于3号槽的第二层36中，且3号槽的第二层36中的直线部分9对应的常规端13为U相一支路在第一绕组层中的连接端，第七个扁线导体3和第八个扁线导体3中两个相邻且反向折弯的常规端13在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路在第一绕组层中第七个扁线导体3和第八个扁线导体3的连接；至此，U相一支路在第一绕组层中的扁线导体3完成连接。

进一步的，U相一支路在第二绕组层中绕第一圈，第二绕组层中第一个扁线导体3为第一扁线导体15，其一个常规端13对应的直线部分9位于9号槽的第三层37中，另一个常规端13对应的直线部分9位于15号槽的第四层38中，且9号槽的第三层37中的直线部分9对应的常规端13为U相一支路在第二绕组层中的连接端，U相一支路在第一绕组层中的连接端与U相一支路在第二绕组层中的连接端在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路第一绕组层和U相一支路在第二绕组层的扁线导体3的连接；

第二绕组层中，第二个扁线导体3为第一扁线导体15，其一个常规端13对应的直线部分9位于21号槽的第三层37中，另一个常规端13对应的直线部分9位于27号槽的第四层38中，第一个扁线导体3和第二个扁线导体3中两个相邻且反向折弯的常规端13在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路在第二绕组层中第一个扁线导体3和第二个扁线导体3的连接；

第二绕组层中，第三个扁线导体3为第一扁线导体15，其一个常规端13对应的直线部分9位于33号槽的第三层37中，另一个常规端13对应的直线部分9位于39号槽的第四层38中，第二个扁线导体3和第三个扁线导体3中两个相邻且反向折弯的常规端13在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路在第二绕组层中第二个扁线导体3和第三个扁线导体3的连接；

第二绕组层中，第四个扁线导体3为第二扁线导体16，其常规端13对应的直线部分9位于45号槽的第三层37中，其短跨距端14对应的直线部分9位于3号槽的第四层38中，第四个扁线导体3顺时针折弯的常规端13和第三个扁线导体3中与第四个扁线导体3的常规端13相邻且逆时针折弯的常规端13在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路在第二绕组层中第三个扁线导体3和第四个扁线导体3的连接。

继而U相一支路在第二绕组层中绕第二圈，第二绕组层中的第五个扁线导体3为第二扁线导体16，其短跨距端14对应的直线部分9位于8号槽的第三层37中，其常规端13对应的直线部分9位于14号槽的第四层38中，第五个扁线导体3和第四个扁线导体3为第一圈与第二圈之间的两个相邻扁线导体3，第五个扁线导体3的短跨距端14与第四个扁线导体3的短跨距端14在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路在第二绕组层中第一圈和第二圈之间的连接；

第二绕组层中，第六个扁线导体3为第一扁线导体15，其一个常规端13对应的直线部分9位于20号槽的第三层37中，另一个常规端13对应的直线部分9位于26号槽的第四层38中，第五个扁线导体3逆时针折弯的常规端13和第六个扁线导体3中与第五个扁线导体3的常规端13相邻且顺时针折弯的常规端13在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路在第二绕组层中第五个扁线导体3和第六个扁线导体3的连接；

第二绕组层中，第七个扁线导体3为第一扁线导体15，其一个常规端13对应的直线部分9位于32号槽的第三层37中，另一个常规端13对应的直线部分9位于38号槽的第四层38中，第六个扁线导体3和第七个扁线导体3中两个相邻且反向折弯的常规端13在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路在第二绕组层中第六个扁线导体3和第七个扁线导体3的连接；

第二绕组层中，第八个扁线导体3为第三扁线导体17，其常规端13对应的直线部分9位于44号槽的第三层37中，其中性点端12对应的直线部分9位于2号槽的第四层38中，其中性点端12为U相一支路中性点24，第八个扁线导体3顺时针折弯的常规端13和第七个扁线导体3中与第八个扁线导体3的常规端13相邻且逆时针折弯的常规端13在自由端5进行焊接连接，完成U相一支路在第二绕组层中第七个扁线导体3和第八个扁线导体3的连接；至此，U相一支路在第二绕组层中的扁线导体3完成连接。

参照U相一支路的排布方式，U相二支路先在第二绕组层中分别绕第一圈和第二圈，再在第一绕组层中分别绕第一圈和第二圈；

首先，U相二支路在第二绕组层中的第一个扁线导体3为第四扁线导体18，其出线端11对应的直线部分9位于44号槽的第四层38中，常规端13对应的直线部分9位于38号槽的第三层37中，其出线端11为U相二支路引出线25；

然后，U相二支路的排布方式为排布方向与U相一支路相反，连接方式和U相一支路相同，其中的每个扁线导体3具体所在位置为：

U相二支路在第二绕组层的第一圈中：第二个扁线导体3为第一扁线导体15，对应的两直线部分9分别位于32号槽的第四层38中和26号槽的第三层37中；第三个扁线导体3为第一扁线导体15，对应的两直线部分9分别位于20号槽的第四层38中和14号槽的第三层37中；第四个扁线导体3为第二扁线导体16，对应的两直线部分9分别位于8号槽的第四层38中和2号槽的第三层37中；

U相二支路在第二绕组层的第二圈中：第五个扁线导体3为第二扁线导体16，对应的两直线部分9分别位于45号槽的第四层38中和39号槽的第三层37中；第六个扁线导体3为第一扁线导体15，对应的两直线部分9分别位于33号槽的第四层38中和27号槽的第三层37中；第七个扁线导体3为第一扁线导体15，对应的两直线部分9分别位于21号槽的第四层38中和15号槽的第三层37中；第八个扁线导体3为第一扁线导体15，对应的两直线部分9分别位于9号槽的第四层38中和3号槽的第三层37中；

U相二支路在第一绕组层的第一圈中：第一个扁线导体3为第一扁线导体15，对应的两直线部分9分别位于45号槽的第二层36中和39号槽的第一层35中；第二个扁线导体3为第一扁线导体15，对应的两直线部分9分别位于33号槽的第二层36中和27号槽的第一层35中；第三个扁线导体3为第一扁线导体15，对应的两直线部分9分别位于21号槽的第二层36中和15号槽的第一层35中；第四个扁线导体3为第二扁线导体16，对应的两直线部分9分别位于9号槽的第二层36中和3号槽的第一层35中；

U相二支路在第一绕组层的第二圈中：第五个扁线导体3为第二扁线导体16，对应的两直线部分9分别位于46号槽的第二层36中和40号槽的第一层35中；第六个扁线导体3为第一扁线导体15，对应的两直线部分9分别位于34号槽的第二层36中和28号槽的第一层35中；第七个扁线导体3为第一扁线导体15，对应的两直线部分9分别位于22号槽的第二层36中和16号槽的第一层35中；

最终，U相二支路在第一绕组层的第二圈中第八个扁线导体3为第三扁线导体17，其常规端13对应的直线部分9位于10号槽的第二层36中，其中性点端12对应的直线部分9位于4号槽的第一层35中，其中性点端12为U相二支路中性点26。

如附图16所示，按照U相绕组的排布方式，对V相绕组和W相绕组进行排布，其中： V相一支路引出线27位于14号槽的第一层35中，V相一支路中性点28位于6号槽的第四层38中，V相二支路引出线29位于48号槽的第四层38中，V相二支路中性点30位于8号槽的第一层35中， W相一支引出线31位于18号槽的第一层35中，W相一支路中性点32位于10号槽的第四层38中，W相二支路引出线33位于4号槽的第四层38中，W相二支路中性点34位于12号槽的第一层35中。

以此方式排布的三相绕组7在不同绕组层中的扁线导体3的两直线部分9间距大小不同，第一绕组层的扁线导体3两直线部分的间距大于第二绕组层的扁线导体3两直线部分9的间距。

如附图1、附图2和附图13所示，所述三相绕组7中，U相一支路引出线23和U相二支路引出线25在所述自由端5焊接连接，V相一支路引出线27和V相二支路引出线29在所述自由端5焊接连接，W相一支路引出线31和W相二支路引出线33在所述自由端5焊接连接，U相一支路中性点24、U相二支路中性点26 、V相一支路中性点28、V相二支路中性点30、 W相一支路中性点32和W相二支路中性点34在所述自由端5通过一铜环19进行连接。

如附图14所示，所述铜环19为一圆弧状扁片，铜环上设有六个焊接孔22，所有所述中性点端12均焊接在焊接孔22中。

优选的，如附图6和附图7所示，所述定子铁芯2的定子槽6为矩形。

优选的，如附图1和附图3所示，所述定子铁芯2在其外圆上开有焊缝槽20和键槽21。

优选的，所述扁线导体3位于自由端5的部位和所述铜环19上均涂有一层绝缘粉末。

下面针对本实用新型的其他实施情况以及结构变化作如下说明：

1.以上实施例中，U相二支路从第二绕组层开始排布，也可以从第一绕组层开始排布，即从U相二支路中性点26开始排布至U相二支路引出线25，其他最终排列结果与实施例相同的排列顺序均应被包含在本实用新型内，这是本领域技术人员能够理解并接受的。

2. 以上实施例中，三相绕组7包括U相绕组、V相绕组和W相绕组，其中每相绕组均为两支路并联，还可以是每相绕组均为单路的连接，即：原本的U相一支路中性点24与原本的U相二支路引出线25连接，原本的U相一支路引出线23作为新的U相引出线，原本的U相二支路中性点26作为新的U相中性点，原本的V相一支路中性点28与原本的V相二支路引出线29连接，原本的V相一支路引出线27作为新的V相引出线，原本的V相二支路中性点30作为新的V相中性点，原本的W相一支路中性点32与原本的W相二支路引出线33连接，原本的W相一支路引出线31作为新的W相引出线，原本的W相二支路中性点34作为新的W相中性点，只要是在8极48槽电机三相扁线定子中按本实施例的排布方式使得每相绕组均有32个扁线导体3的排布结构均应被包含在本实用新型内，这是本领域技术人员能够理解并接受的。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型扁线电机的定子，定义所述电机每极每相槽数为2，极对数为p，所述定子（1）包括定子铁芯（2）和绕组，绕组由多个扁线导体（3）组成，其中：

所述定子（1）在其轴向的一端为折弯端（4），另一端为自由端（5）；

所述定子铁芯（2）截面为圆环形，定子铁芯（2）内壁在沿圆周方向均匀开设z个轴向贯通的定子槽（6），定子槽（6）的开口均朝向定子铁芯（2）轴线，且满足z=12p；

所述绕组为星形连接的三相绕组（7），三相绕组（7）包括U相绕组、V相绕组和W相绕组；

所述每个扁线导体（3）均由一根扁导线经过模具折弯形成，扁线导体（3）的折弯形状为发卡状，每个扁线导体（3）由一个折弯部分（8）、两个直线部分（9）和两个后折弯部分（10）组成，其中，折弯部分（8）由扁导线在中间位置折弯成型，构成发卡状扁线导体（3）的夹角部位，两个后折弯部分（10）由扁导线的首尾两端沿相反方向折弯成型，构成发卡状扁线导体（3）开口两侧的张开支脚，所述两直线部分（9）在扁线导体（3）中相互平行，两直线部分（9）均一端连接折弯部分（8），另一端连接一后折弯部分（10），构成发卡状扁线导体（3）的两侧直段；

在安装状态下，所述各扁线导体（3）中，直线部分（9）均沿定子铁芯（2）的轴向方向布置在定子槽（6）中，折弯部分（8）均布置在定子（1）的折弯端（4），后折弯部分均布置在定子（1）的自由端（5），朝定子（1）自由端（5）的端面观察，同一个扁线导体（3）的两个后折弯部分（10）中，一个后折弯部分（10）以其连接的直线部分（9）为基准朝端面顺时针弯曲，另一个后折弯部分（10）以其连接的直线部分（9）为基准朝端面逆时针弯曲，其中，顺时针弯曲的后折弯部分（10）与相邻的一个扁线导体（3）逆时针弯曲的后折弯部分（10）焊接连接，逆时针弯曲的后折弯部分（10）与另一个相邻的扁线导体（3）顺时针弯曲的后折弯部分（10）焊接连接，以此连接方式构成各相绕组，各相绕组均沿定子铁芯（2）的圆周方向依次环绕穿设于多个所述定子槽（6）中；

其特征在于：

所述定子（1）从其横截面角度观察，各个扁线导体（3）的直线部分（9）截面沿定子铁芯（2）径向方向在定子槽（6）中由外到内形成多层结构，其层数在定子铁芯（2）径向方向从外到内排序为第一层（35）、第二层（36）、第三层（37）、第四层（38）直至第4n层， n为正整数，其中，所有定子槽（6）中的第一层（35）和第二层（36）定义为第一绕组层，所有定子槽（6）中的第三层（37）和第四层（38）定义为第二绕组层，并以此类推；

所述三相绕组（7）中，各相绕组在各个绕组层中沿圆周方向排布两圈，形成各个绕组层的第一圈和各个绕组层的第二圈，以此填满定子铁芯（2）的各定子槽（6）的各层，其中：

每个扁线导体（3）中的两个直线部分（9）位于两个不同定子槽（6）中，且这两个不同定子槽（6）在圆周方向上相距z/2p个定子槽（6），同时这两个直线部分（9）处于同一绕组层的不同层中；

在各个绕组层中，位于同一圈的两个相邻扁线导体（3）中的相邻两个直线部分（9）位于两个不同定子槽（6）中，且这两个不同定子槽（6）在圆周方向上相距z/2p个定子槽（6），同时这两个直线部分（9）处于同一绕组层的不同层中；

在各个绕组层中，位于第一圈与第二圈之间的两个相邻扁线导体（3）中的相邻两个直线部分（9）位于两个不同定子槽（6）中，且这两个不同定子槽（6）在圆周方向上相距z/2p-1个定子槽（6），同时这两个直线部分（9）处于同一绕组层的不同层中；

在不同绕组层之间的两个相邻扁线导体（3）中的相邻两个直线部分（9）位于两个不同定子槽（6）中，且这两个不同定子槽（6）在圆周方向上相距z/2p个定子槽（6），同时这两个直线部分（9）处于相邻层中。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于：所述扁线导体（3）的后折弯部分（10）按展开长度不同，从长到短依次为：出线端（11）、中性点端（12）、常规端（13）和短跨距端（14），由此组成的扁线导体（3）分类为：

第一扁线导体（15），其两个后折弯部分（10）均为常规端（13）；

第二扁线导体（16），其一个后折弯部分（10）为常规端（13），另一个后折弯部分（10）为短跨距端（14）；

第三扁线导体（17），其一个后折弯部分（10）为常规端（13），另一个后折弯部分（10）为中性点端（12）；

第四扁线导体（18），其一个后折弯部分（10）为常规端（13），另一个后折弯部分（10）为出线端（11）；

所述第二扁线导体（16）对应为各个绕组层中第一圈与第二圈之间的两个相邻扁线导体（3），两个相邻第二扁线导体（16）的相邻两个短跨距端（14）对应的直线部分（9）位于两个不同定子槽（6）中，且这两个不同定子槽（6）在圆周方向上相距z/2p-1个定子槽（6），同时这两个直线部分（9）处于同一绕组层的不同层中；

所述第三扁线导体（17）作为所述三相绕组（7）星形连接的结构中的中性点处的接线，所述中性点端（12）对应为三相绕组（7）的中性点；

所述第四扁线导体（18）作为所述三相绕组（7）星形连接的结构中引出线处的接线，所述出线端（11）对应为三相绕组（7）的引出线；

所述第一扁线导体（15）作用在所述三相绕组（7）中的其余部位。

3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于：所述三相绕组（7）中，各相的第四扁线导体（18）的出线端（11）在所述自由端（5）焊接连接，各相的第三扁线导体（17）的中性点端（12）在所述自由端（5）通过一铜环（19）进行连接。

4.根据权利要求3所述的定子，其特征在于：所述铜环（19）为一圆弧状扁片，铜环上设有焊接孔（22），所有所述中性点端（12）均焊接在焊接孔（22）中。

5.根据权利要求1所述的定子，其特征在于：所述三相绕组（7）在不同绕组层中的扁线导体（3）的两直线部分（9）间距大小不同，第一绕组层的扁线导体（3）两直线部分的间距大于第二绕组层的扁线导体（3）两直线部分（9）的间距，并按此规律类推。

6.根据权利要求1所述的定子，其特征在于：所述定子铁芯（2）的定子槽（6）为矩形。

7.根据权利要求1所述的定子，其特征在于：所述定子铁芯（2）在其外圆上开有焊缝槽（20）和键槽（21）。

8.根据权利要求3所述的定子，其特征在于：所述扁线导体（3）位于自由端（5）的部位和所述铜环（19）上均涂有一层绝缘粉末。

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