CN211958877U - 旋转电机的定子结构、旋转电机和新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转电机的定子结构、旋转电机和新能源汽车。定子结构包括定子铁芯和定子线圈，所述定子铁芯的内圈沿圆周方向间隔均匀开设多个定子槽；所述定子线圈包括嵌入所述定子槽内的多个U形导体，所述多个U形导体构成所述定子线圈的U相绕组、V相绕组和W相绕组；所述U形导体的弯曲部延伸通过多个所述定子槽，位于所述定子铁芯的一个端面，所述U形导体的两个脚部构成连接端，所述连接端沿所述定子铁芯周向和径向分布于所述定子铁芯的另一端面。本实用新型的定子结构使得电机尺寸小，定子线圈端部排列整齐，槽内结构紧凑，传热效果好，能够有效提高旋转电机的功率密度，同时定子结构的一致性更高。

Description

旋转电机的定子结构、旋转电机和新能源汽车

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种旋转电机的定子结构、具有该定子结构的旋转电机以及新能源汽车。

背景技术

发展节能与新能源汽车，尤其是具有零污染、零排放的纯电动汽车，不仅对我国能源安全、环境保护具有重大意义，同时也是我国汽车领域实现转型升级、技术突破的重要方向，是汽车领域今后的发展趋势。

新能源汽车与燃油汽车最大的不同之处在于驱动方式不同。新能源汽车主要依靠旋转电机驱动，因此新能源汽车对旋转电机要求很高。为了在有限的体积内，提升车辆的动力性、经济性，旋转电机不断的朝着高功率密度、高电机效率和小体积的设计方向发展。

旋转电机的定子组件，就是固定不动的部分，一般包括定子铁芯、绕组、引出线和绝缘材料等，通常与旋转电机壳体固定。传统的圆形漆包线绕组，往往存在有效铜面积低，绕组铜耗较大等问题，因其局限性无法满足当前对旋转电机的高要求。为提高有效铜面积，需要槽内铜线排列更为规整，提高槽满率，随之出现了发卡式绕组电机定子。发卡绕组方式通过改进绕组形状和编排方式，相比原本略显凌乱的漆包线绕组，发卡绕组能在同样的体积里塞进更多的导线，因此旋转电机的效率和功率密度就上升了。发卡绕组的导体形状像发卡，在定子制造过程中，先把导体做成发卡的形状再穿进定子铁芯槽内，再在另一端按照设计把发卡的端部焊接起来构成完整的定子绕组。该定子结构在定子铁芯的每个槽中沿径向分布着若干个导体，且导体数量为偶数。

上述发卡绕组结构，定子的插入侧一般是整齐的，仅包括U形转折部分。但是，接线端则明显拥挤，排列不整齐。相邻接脚末端之间的焊点、绕组套之间跨接线的连接线、相位通路接线、中性接线和电极接线拥挤在一起，导致旋转电机尺寸大、定子线圈端部排列拥挤、散热效果不好。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种旋转电机的定子结构，该定子结构使得旋转电机尺寸小，定子线圈端部排列整齐，槽内结构紧凑，传热效果好，能够有效提高旋转电机的功率密度，同时定子结构的一致性更高。

为了解决上述技术问题，本实用新型的旋转电机的定子结构，包括定子铁芯和定子线圈；

所述定子铁芯的内圈沿圆周方向间隔均匀开设多个定子槽；

所述定子线圈包括嵌入所述定子槽内的多个U形导体，所述多个U形导体构成所述定子线圈的U相绕组、V相绕组和W相绕组；

所述U形导体的弯曲部延伸通过多个所述定子槽，位于所述定子铁芯的一个端面，所述U形导体的两个脚部构成连接端，所述连接端沿所述定子铁芯周向和径向分布于所述定子铁芯的另一端面。

进一步地，所述U相绕组、V相绕组和W相绕组的末端通过导体连接到一起，呈星形连接。

进一步地，所述U相绕组、V相绕组和W相绕组的每相绕组包括两个串联的子绕组，每个所述子绕组包含四个子线圈，四个所述子线圈串联连接，每个所述子线圈中的各个所述U形导体依次串联。

进一步地，所述子线圈首末两端均位于所述定子槽径向的最外层或最内层；

构成所述子线圈的各个所述U形导体首尾相连，并沿顺时针或逆时针方向逐层分布在所述定子槽中。

进一步地，所述U形导体的截面形状为矩形，且表面涂覆绝缘材料。

进一步地，所述定子铁芯的每个定子槽内设置多于2个的所述U形导体。

进一步地，所述定子铁芯的定子槽数为48个，每个所述U形导体跨6个定子槽设置。

进一步地，所述定子铁芯的每个定子槽内设置8个所述U形导体。

根据另一方面，提供一种旋转电机，包括如上所述的定子结构。

根据另一方面，提供一种新能源汽车，包括如上所述的旋转电机。

本实用新型的定子结构使得旋转电机尺寸小，定子线圈端部排列整齐，槽内结构紧凑，传热效果好，能够有效提高旋转电机的功率密度，同时定子结构的一致性更高。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为根据本实用新型实施例的旋转电机定子结构示意图。

图2为根据本实用新型实施例的定子结构中定子铁芯截面示意图。

图3为根据本实用新型实施例的定子结构中U形导体示意图。

图4为根据本实用新型实施例的定子结构中定子线圈电路图。

图5为根据本实用新型实施例的定子结构中定子U相绕组的平面线路图。

图6为根据本实用新型实施例的定子槽编号和定子槽内依次叠放的U形导体层数编号示意图。

附图标记说明

定子铁芯1、定子线圈2、U形导体3、定子槽11、子绕组21。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本实用新型提出了一种旋转电机的定子结构，包括定子铁芯和定子线圈；

所述定子铁芯的内圈沿圆周方向间隔均匀开设多个定子槽；

所述定子线圈包括嵌入所述定子槽内的多个U形导体，所述多个U形导体构成所述定子线圈的U相绕组、V相绕组和W相绕组；

所述U形导体的弯曲部延伸通过多个所述定子槽，位于所述定子铁芯的一个端面，所述U形导体的两个脚部构成连接端，所述连接端沿定子铁芯周向和径向分布于所述定子铁芯的另一端面。

本实用新型采用U形导体构成绕组，U形导体的截面形状为矩形，且表面涂覆绝缘材料。层状的U形导体设置在定子槽中，排列更为规整，进一步提高槽满率。U形导体包括两个脚部以及接脚之间弯曲部。U形导体的弯曲部延伸通过多个定子槽，位于定子铁芯的一个端面，U形导体的两个脚部构成连接端，连接端沿定子铁芯周向和径向分布于定子铁芯的另一端面。

进一步地，所述U相绕组、V相绕组和W相绕组的末端通过导体连接到一起，呈星形连接。

进一步地，所述U相绕组、V相绕组和W相绕组的每相绕组包括两个串联的子绕组，每个子绕组包含四个子线圈，四个子线圈串联连接，每个子线圈中的各个U形导体依次串联。

具体地，每个子线圈中包括多个串联的U形导体。第一个U形导体的两个脚部分别位于第n层和(n-1)层，与之串联的第二个U形导体的两个脚部分别位于第(n-2)和(n-3)层，以此类推。其中n代表层数，就是在一个定子槽内依次叠放n个U形导体，因此导体截面有n层。

进一步地，所述子线圈首末两端均位于所述定子槽径向的最外层或最内层；构成所述子线圈的各个U形导体首尾相连，并沿顺时针或逆时针方向逐层分布在定子槽中。四个子线圈需要串联，可以通过设备实现某槽内导体进行径向错位扭转(径向错开一个导体截面的距离)使得串联连接的子线圈的首末两端位于同一平面内从而便于实现导体连接。

进一步地，所述U形导体的截面形状为矩形，且表面涂覆绝缘材料。扁导线与铁芯以及导线之间的接触面积更大，散热性能更好；导线电阻与导线横截面积反比，相同的空间下扁导线的面积更大，所以旋转电机运行时导线上的功耗更小，因此可以降低旋转电机温升。

进一步地，所述定子铁芯的每个定子槽内设置多于2个的所述U形导体。优选地，可以设置8个所述U形导体，U形导体顺序叠设在所述定子槽内。

进一步地，所述定子铁芯的定子槽数为48个。

优选地，每个U形导体跨过6个定子槽，例如U形导体的两个脚部分别插进第一定子槽和第七定子槽，以此类推。

进一步地，所述定子铁芯的每个定子槽内设置8个所述U形导体。

根据另一方面，本实用新型还提供一种旋转电机，包括如上所述的定子结构。

根据另一方面，本实用新型还提供一种新能源汽车，包括如上所述的旋转电机。

为便于理解本实用新型实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本实用新型，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本实用新型。

如图1、图2、图3所示，本实用新型的旋转电机的定子结构包括定子铁芯1和定子线圈2，所述定子铁芯1内圈沿圆周方向间隔均匀开设若干定子槽11，所述定子线圈2包括嵌入定子槽11内的多个U形导体3，所述U形导体3构成所述定子线圈2的U相绕组、V相绕组和W相绕组。

本实施例中，如图4、图5所示，所述U相绕组、V相绕组和W相绕组呈星形连接，每相绕组包括两个串联的子绕组21，每个子绕组21包括串联的四个子线圈，每个子线圈中各个U形导体3依次串联连接。

本实施例中，所述子线圈首末两端均位于所述定子槽11径向最外层，构成所述子线圈的各个U形导体3首尾相连并且逐层分布在定子铁芯1的定子槽11中。

如图6所示，本实施例中定子槽11的个数为48个，每个定子槽11内分布8层U形导体。从定子槽开口端向内依次为第1层、第2层、……第8层。

在本实施例中，每个U形导体3跨过6个定子槽11，第一个U形导体3的两个脚部分别插进第1定子槽和第7定子槽。可以参见图5，图5是一个定子U相绕组的平面线路图，图5的第一排数字(1、2、7、8等)是定子槽编号。第1定子槽和第7定子槽内设置的就是同一个U形导体3的两个脚部。类似地，第2定子槽和第8定子槽内设置的就是同一个U形导体3的两个脚部。

所述U相绕组包括两个串联的子绕组21，分别是图5中的U和Uˊ。每个子绕组21包含四个子线圈，如图5所示。四个子线圈串联连接，每个子线圈中的各个U形导体依次串联。

具体地，每个子线圈中包括多个串联的U形导体。第一个U形导体的两个脚部分别位于第8层和7层，与之串联的第二个U形导体的两个脚部分别位于第6和5层，以此类推。串联的U形导体之间通过焊点连接。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种旋转电机的定子结构，包括定子铁芯和定子线圈，其特征在于：

所述定子铁芯的内圈沿圆周方向间隔均匀开设多个定子槽；

所述定子线圈包括嵌入所述定子槽内的多个U形导体，所述多个U形导体构成所述定子线圈的U相绕组、V相绕组和W相绕组；

所述U形导体的弯曲部延伸通过多个所述定子槽，位于所述定子铁芯的一个端面，所述U形导体的两个脚部构成连接端，所述连接端沿所述定子铁芯周向和径向分布于所述定子铁芯的另一端面。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子结构，其特征在于：所述U相绕组、V相绕组和W相绕组的末端通过导体连接到一起，呈星形连接。

3.根据权利要求2所述的旋转电机的定子结构，其特征在于：所述U相绕组、V相绕组和W相绕组的每相绕组包括两个串联的子绕组，每个所述子绕组包含四个子线圈，四个所述子线圈串联连接，每个所述子线圈中的各个所述U形导体依次串联。

4.根据权利要求3所述的旋转电机的定子结构，其特征在于：

所述子线圈首末两端均位于所述定子槽径向的最外层或最内层；

构成所述子线圈的各个所述U形导体首尾相连，并沿顺时针或逆时针方向逐层分布在所述定子槽中。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的旋转电机的定子结构，其特征在于：所述U形导体的截面形状为矩形，且表面涂覆绝缘材料。

6.根据权利要求1所述的旋转电机的定子结构，其特征在于：所述定子铁芯的每个所述定子槽内设置多于2个的所述U形导体。

7.根据权利要求1所述的旋转电机的定子结构，其特征在于：所述定子槽的个数为48个，每个所述U形导体跨6个定子槽设置。

8.根据权利要求7所述的旋转电机的定子结构，其特征在于：所述定子铁芯的每个定子槽内设置8个所述U形导体。

9.一种旋转电机，其特征在于，包括如权利要求1～8任意一项所述的定子结构。

10.一种新能源汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的旋转电机。

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