CN214101000U - 一种电机定子及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机领域，公开了一种电机定子及电机，定子绕组，包括安装在定子铁芯上的多个相绕组，每个相绕组包括多个U形导体沿定子铁芯周向依次串联连接，该相绕组中位于定子铁芯径向第一层的U形导体的两个焊接端的延伸方向相同；该相绕组中位于定子铁芯径向第M层的部分U形导体的两个焊接端的延伸方向相同，该相绕组中除定子铁芯径向第一层的U形导体及定子铁芯径向第M层的部分U形导体外的其他U形导体的两个焊接端的延伸方向相反；通过采用U形导体节距不同的配合方式，取消汇流排的使用，实现了定子绕组绕制过程的简单化，提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

一种电机定子及电机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，尤其涉及一种电机定子及电机。

背景技术

定子绕组包括多个发卡线圈，将多个发卡线圈按照一定的排布方式，穿进定子铁芯的槽内，形成所需的单相电机或多相电机的绕组。现有技术中使用的发卡线圈的种类较多，排布方式复杂，需要使用大量的汇流条和汇流排以连接各相绕组的支路，制作工艺复杂，生产成本高，加工效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电机定子及电机，取消汇流排的使用，实现了定子绕组绕制过程的简单化，提高了生产效率，降低了生产成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电机定子，包括定子铁芯，定子铁芯具有多个槽，该多个槽形成在定子铁芯的径向内表面上且沿定子铁芯的周向方向以预定的槽距间隔开；

定子绕组，包括安装在定子铁芯上的多个相绕组；

每个相绕组包括多个U形导体沿定子铁芯周向依次串联连接，并在定子铁芯径向方向上形成M层，其中M为大于等于3的奇数；该相绕组中位于定子铁芯径向第一层的U形导体的两个焊接端的延伸方向相同；该相绕组中位于定子铁芯径向第M层的部分U形导体的两个焊接端的延伸方向相同，该相绕组中除定子铁芯径向第一层的U形导体及定子铁芯径向第M层的部分U形导体外的其他U 形导体的两个焊接端的延伸方向相反；

每个相绕组中位于定子铁芯径向第一层的U形导体两个槽内部间的节距为整节距，且该相绕组中位于定子铁芯径向第M层的两个槽内部对应的两个焊接端相连接的节距为短节距。

进一步地，每个相绕组中位于定子铁芯径向第一层的U形导体的两个槽内部均位于定子铁芯径向第一层，每个相绕组中除位于定子铁芯径向第一层的U 形导体外的其余U形导体的两个槽内部均位于定子铁芯径向相邻两层。

进一步地，每个相绕组中位于定子铁芯径向第一层的U形导体的节距为长节距，每个相绕组中位于定子铁芯径向第二层、第三层的一部分U形导体的节距为长节距，该相绕组中位于定子铁芯径向第二层、第三层的另一部分U形导体的节距为短节距。

进一步地，每个相绕组中位于定子铁芯径向第一层的U形导体的节距为长节距，每个相绕组中位于定子铁芯径向第二层、第三层的U形导体的节距为整节距。

进一步地，每个相绕组中位于定子铁芯径向第四层、第五层的一部分U形导体的节距为长节距，该相绕组中位于定子铁芯径向第四层、第五层的另一部分U形导体的节距为短节距。

进一步地，每个相绕组中位于定子铁芯径向第四层、第五层的U形导体的节距为整节距。

进一步地，每个相绕组中位于定子铁芯径向第一层的U形导体的节距为短节距，每个相绕组中位于定子铁芯径向第二层、第三层的U形导体的节距为整节距。

进一步地，每个相绕组中位于定子铁芯径向第一层的U形导体的节距为短节距，每个相绕组中位于定子铁芯径向第二层、第三层的一部分U形导体的节距为长节距，该相绕组中位于定子铁芯径向第二层、第三层的另一部分U形导体的节距为短节距。

进一步地，每个相绕组中位于定子铁芯径向第四层、第五层的一部分U形导体的节距为长节距，该相绕组中位于定子铁芯径向第四层、第五层的另一部分U形导体的节距为短节距。

进一步地，每个相绕组中位于定子铁芯径向第四层、第五层的U形导体的节距为整节距。

进一步地，每个相绕组中位于定子铁芯径向第M层的部分U形导体的槽内部与该槽内部对应的焊接端位于定子铁芯径向不同层，该相绕组中除定子铁芯径向第M层的部分U形导体外的其他U形导体的槽内部与该槽内部对应的焊接端位于定子铁芯径向同一层。

为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种电机，包括上述的电机定子。本实用新型的有益效果：通过采用位于定子铁芯径向第一层的U形导体的节距为整节距，位于定子铁芯径向第M层的两个槽内部对应的两个焊接端相连接形成的节距为短节距的配合方式，可以直接采用焊接的方式连接各个焊接端，取消汇流排的使用，实现了定子绕组绕制过程的简单化，提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例中电机定子的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中定子绕组的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中U形导体的焊接端延伸方向相同的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中U形导体的焊接端延伸方向相反的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一中一相定子绕组平面展开图；

图6是本实用新型实施例二中一相定子绕组平面展开图；

图7是本实用新型实施例三中一相定子绕组平面展开图；

图8是本实用新型实施例中一种电连接原理图；

图9是本实用新型实施例中另一种电连接原理图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。本实用新型下述各个实施例可以单独执行，各个实施例之间也可以相互结合执行，本实用新型实施例对此不作具体限制。

本申请中节距为一个U形导体的两个槽内部301之间沿周向的槽距，或节距为一个U形导体的一个槽内部301对应的焊接端303与另一个U形导体的一个槽内部301对应的焊接端303之间沿周向的槽距。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种电机定子，包括：定子铁芯20，定子铁芯20具有多个槽21形成在定子铁芯的径向内表面上且沿定子铁芯的周向方向以预定的槽距间隔开；

结合图1至图2，在本实施例中定子绕组10，包括安装在定子铁芯20上的多个相绕组以便在电相位上彼此不同，实施例中电机定子为发卡电机中的电机定子；其中定子绕组10为三相(即U相、V相、W相)，且每极每相槽大于等于2；转子的每个磁极都设置有两个槽21，本实施例中每极每相槽数为2，该转子具有八个磁极并且对三相定子绕组10的每一相都如此，设置在定子铁芯20 中的槽21的数目等于48(即2X8X3)。

此外，在本实施方式中，定子铁芯20由相邻的两个槽21限定一个齿部22 定子铁芯20由层叠多个环形磁性钢板形成定子铁芯轴向方向的两个端面，多个绝缘纸插置在这些磁性钢板槽内，应当注意，其他传统的金属板也可以替代磁性钢板使用。

结合图5至图7，在本实施例中，每个相绕组(U相绕组或V相绕组或W相绕组)包括多个U形导体100(200)沿定子铁芯20周向依次串联连接，并在定子铁芯20径向方向形成M层,本实施例中相绕组(U相绕组或V相绕组或W相绕组)在定子铁芯径向方向上形成M层；需要说明的是，上述的M为奇数层可以是三层、五层、七层及以上。

结合图5至图7，U相绕组(V相绕组或W相绕组)中位于定子铁芯20径向第一层的U形导体100的两个焊接端303的延伸方向相同；每个相绕组中位于定子铁芯20径向第一层的U形导体100有8个；三相绕组具有24个位于定子铁芯20径向第一层的U形导体100布满定子铁芯径向第一层的48个槽；结合图3，位于定子铁芯径向第一层的U形导体100包括依次首尾相连的一个焊接端303、一个槽内部301、一个插线端302、一个槽内部301和一个焊接端303，两个槽内部301位于定子铁芯周向相隔规定槽距的两个槽内，插线端302位于定子铁芯轴向槽外一端连接两个槽内部301，两个焊接端303位于定子铁芯外部且远离插线端302的一端连接两个槽内部301，两个焊接端303的延伸方向相同。U相绕组(V相绕组或W相绕组)中位于定子铁芯20径向第M层的部分U形导体100 的两个焊接端303的延伸方向相同，每个相绕组中位于定子铁芯20径向第M层的部分U形导体100有8个(或8个中含有一个连接引出线)；三相绕组具有 24个位于定子铁芯20径向第M层的U形导体100，每六个U形导体100依次位于定子铁芯周向相邻六个槽内为一组，即三相绕组的24个位于定子铁芯20径向第M层的4组均匀间隔设置在定子铁芯径向第M层的48个槽；结合图3，位于定子铁芯径向第M层的部分U形导体100包括依次首尾相连的一个焊接端303、一个槽内部301、一个插线端302、一个槽内部301和一个焊接端303，两个槽内部301位于定子铁芯周向相隔规定槽距的两个槽内，插线端302位于定子铁芯轴向槽外一端连接两个槽内部301，两个焊接端303位于定子铁芯外部且远离插线端302的一端连接两个槽内部301，两个焊接端303的延伸方向相同。U相绕组(V相绕组或W相绕组)中除上述的位于定子铁芯径向第一层及位于定子铁芯径向第M层的U形导体100外的其他U形导体200的两个焊接端303的延伸方向相反；结合图5至图7，每相绕组中位于定子铁芯20径向第二层、第三层的 U形导体200有16个，三相绕组具有48个位于定子铁芯20径向第二层、第三层的U形导体200布满定子铁芯径向第二层、第三层的48个槽；每相绕组中除位于定子铁芯径向第M层的部分U形导体100外还包括位于定子铁芯径向第五层、第四层的U形导体200有8个(即位于定子铁芯径向第M层的导体中除部分U形导体100外)，三相绕组具有24个位于定子铁芯20径向第四层、第五层的U形导体200中每六个U形导体200依次位于定子铁芯周向相邻六个槽内为一组，即三相绕组的24个位于定子铁芯20径向第四层、第五层的4组依次均匀间隔设置在定子铁芯径向第四层、第五层的48个槽(即与位于定子铁芯径向第五层的部分U形导体100不同的铁芯槽中)；结合图4，位于定子铁芯径向第四层、第五层的U形导体200及位于定子铁芯径向第二层、第三层的U形导体200包括依次首尾相连的一个焊接端303、一个槽内部301、一个插线端302、一个槽内部301和一个焊接端303，两个槽内部301位于定子铁芯周向相隔规定槽距的两个槽内，插线端302位于定子铁芯轴向槽外一端连接两个槽内部301，两个焊接端303位于定子铁芯外部且远离插线端302的一端连接两个槽内部301，两个焊接端303的延伸方向相反；

每个相绕组中位于定子铁芯径向第一层的U形导体100的两个槽内部301 间的节距为整节距(位于定子铁芯径向第一层的U形导体100的两个槽内部301 位于定子铁芯周向第6槽、第12槽)；该相绕组中位于定子铁芯径向第5层的两个槽内部301对应的两个焊接端303相连接的节距为短节距(位于定子铁芯径向第五层的一个U形导体100中位于定子铁芯径向第五层的槽内部301(第7 槽)与位于定子铁芯径向第五层的另一个U形导体200中位于定子铁芯径向第五层的槽内部301(第12槽)相连接形成的节距为短节距5)。需要说明地，虽然位于定子铁芯径向第M层的U形导体的两个槽内部只有一个槽内部位于定子铁芯径向第M(5)层，但此处的位于定子铁芯径向第M(5)层的两个槽内部均指位于定子铁芯径向第5层的两个U形导体中位于定子铁芯径向第5层的一个槽内部。通过采用位于定子铁芯径向第一层的U形导体的节距为整节距，位于定子铁芯径向第M层的两个槽内部对应的两个焊接端相连接形成的节距为短节距的配合方式，可以直接采用焊接的方式连接各个焊接端，取消汇流排的使用，实现了定子绕组绕制过程的简单化，提高了生产效率，降低了生产成本。

结合图5至图7，在本实施例中，每个相绕组中位于定子铁芯20径向第一层的U形导体100的两个槽内部均位于定子铁芯径向第一层，位于定子铁芯径向第一层的U形导体100的第一个槽内部位于定子铁芯径向第一层的第2槽(第 1槽)、该第二个槽内部位于定子铁芯径向第一层的第7槽(第8槽)，每个相绕组中除位于定子铁芯径向第一层的U形导体100外的其余U形导体200(100) 的两个槽内部均位于定子铁芯径向相邻两层；位于定子铁芯径向第二层、第三层的U形导体200的第一个槽内部位于定子铁芯径向第三层的第1槽、该第二个槽内部位于定子铁芯径向第二层的第7槽(第8槽)，位于定子铁芯径向第四层、第五层的U形导体200的第一个槽内部位于定子铁芯径向第五层的第7槽、该第二个槽内部位于定子铁芯径向第四层的第14槽(第13槽)；位于定子铁芯径向第四层、第五层的U形导体100的第一个槽内部位于定子铁芯径向第2槽、该第二个槽内部位于定子铁芯径向第五层的第8槽(第7槽)；每相绕组中位于定子铁芯20径向任一层的焊接端303沿定子铁芯周向延伸的跨距相同；具体地，结合图5至图7，位于定子铁芯径向第一层的焊接端303的延伸方向均向左且跨距一致均为3个槽，位于定子铁芯径向第二层的焊接端303的延伸方向均向右且跨距一致均为3个槽，位于定子铁芯径向第三层的焊接端303的延伸方向均向左且跨距一致均为3个槽，位于定子铁芯径向第四层的焊接端303的延伸方向均向右且跨距一致均为3个槽，位于定子铁芯径向第五层的焊接端303的延伸方向均向左且跨距一致均为3个槽，位于定子铁芯径向虚第六层的焊接端303 的延伸方向均向右且跨距一致均为2个槽，即每相绕组中位于定子铁芯径向第一层的焊接端303的延伸的跨距相同，位于定子铁芯径向第二层的焊接端303的延伸的跨距相同，位于定子铁芯径向第三层的焊接端303的延伸的跨距相同，位于定子铁芯径向第四层的焊接端303的延伸的跨距相同，位于定子铁芯径向第五层的焊接端303的延伸的跨距相同，位于定子铁芯径向虚六层的焊接端303 的延伸的跨距相同。

进一步地，结合图5至图6，在实施例一至实施例二中，位于定子铁芯径向第二层、第三层的一半U形导体的节距为长节距(位于定子铁芯径向第二层、第三层的U形导体的槽内部位于定子铁芯周向第1槽、第8槽)，位于定子铁芯径向第二层、第三层的另一半U形导体的节距为短节距(位于定子铁芯径向第二层、第三层的U形导体的槽内部位于定子铁芯周向第2槽、第7槽)；该相绕组中位于定子铁芯径向第二层、第三层的一部分U形导体的一个U形导体包围位于定子铁芯径向第二层、第三层的另一部分U形导体的一个U形导体。可选地，结合图7，在实施例三中，位于定子铁芯径向第二层、第三层的U形导体的节距为整节距(位于定子铁芯径向第二层、第三层的U形导体200的两个槽内部位于定子铁芯周向第1槽、第7槽)。

进一步地，结合图6、图7，在实施例二、实施例三中，位于定子铁芯径向第四层、第五层的一半U形导体的节距为长节距(位于定子铁芯径向第四层、第五层的U形导体200的槽内部位于定子铁芯周向第1槽、第8槽)，位于定子铁芯径向第四层、第五层的另一半U形导体的节距为短节距(位于定子铁芯径向第四层、第五层的U形导体的槽内部位于定子铁芯周向第2槽、第7槽)；该相绕组中位于定子铁芯径向第四层、第五层的一部分U形导体的一个U形导体包围位于定子铁芯径向第四层、第五层的另一部分U形导体的一个U形导体。

可选地，结合图5，在实施例一中，位于定子铁芯径向第四层、第五层的U 形导体的节距为整节距6(位于定子铁芯径向第四层、第五层的U形导体的槽内部位于定子铁芯周向第1槽、第7槽)。

结合图5至图7，在实施例中，每个相绕组中位于定子铁芯径向第五层的部分U形导体100的槽内部301与该槽内部301对应的焊接端303位于定子铁芯 20径向不同层，位于定子铁芯20径向第五层的部分U形导体100的槽内部301 位于定子铁芯径向第五层(本实施例中M为5)，与位于定子铁芯20径向第五层的部分U形导体100的槽内部301对应的焊接端303位于定子铁芯20径向虚六层，即位于定子铁芯径向20第五层的部分U形导体100的槽内部301第五层与该槽内部301第五层对应的焊接端303(虚六层)位于定子铁芯20径向不同层；该相绕组中除位于定子铁芯20径向第M层的部分U形导体外的其余U形导体200(和位于定子铁芯径向第一层的U形导体100)的槽内部301与该槽内部301对应的焊接端位于定子铁芯20径向同一层，位于定子铁芯径向第一层的U 形导体100的槽内部与该槽内部对应的焊接端位于定子铁芯径向同一层，位于定子铁芯径向第二层的U形导体200的槽内部与该槽内部对应的焊接端位于定子铁芯径向同一层，位于定子铁芯径向第三层的U形导体200的槽内部与该槽内部对应的焊接端位于定子铁芯径向同一层，位于定子铁芯径向第四层的U形导体200的槽内部与该槽内部对应的焊接端位于定子铁芯径向同一层，位于定子铁芯径向第五层的U形导体200的槽内部与该槽内部对应的焊接端位于定子铁芯径向同一层。

示例性地，如图8所示，U相导体引线端有U相端子，V相导体引线端有V 相端子,W相导体引线端有W相端,U相导体出线端、V相导体出线端、W相导体出线端采用连接体,进行中性点连接，即完成奇数层电机的相绕组串联的星形接法，如图9所示，U相导体引线端连接V相导体出线端,V相导体引线端连接W 相导体出线端，W相导体出线端连接U相导体引线端，即完成奇数层电机相绕组串联的三角形接法。

本实施例还提供了一种电机，包括转子和上述的电机定子，采用上述电机定子的电机，能够降低生产成本，提高生产效率。

本实用新型中每极每相槽数＝定子槽数/电机极数/相数，极距＝定子槽数/电机极数＝每极每相槽数*相数，槽的数量并不仅限于48个槽，还可以是其他数量的槽，例如：每极每相槽数为2，对应的三相电机槽极配合有6极36槽、8极 48槽、10极60槽、12极72槽、16极96槽等，极距为6；每极每相槽数为3，对应的三相电机槽极配合有6极54槽、8极72槽、10极90槽、12极108槽、 16极144槽等，在此不再一一限定。

本实用新型实施例提供的电机包括上述实施例中的电机定子，因此本实用新型实施例提供的电机也具备上述实施例中所描述的有益效果，在此不再赘述。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确规定和限定，术语“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述属于在本实用新型中的具体含义。最后应说明的是，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。

本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种电机定子，包括定子铁芯，所述定子铁芯具有多个槽，该多个槽形成在定子铁芯的径向内表面上且沿所述定子铁芯的周向方向以预定的槽距间隔开；

定子绕组，包括安装在所述定子铁芯上的多个相绕组；

其特征在于:每个所述相绕组包括多个U形导体沿所述定子铁芯周向依次串联连接，并在所述定子铁芯径向方向上形成M层，其中M为大于等于3的奇数；该相绕组中位于所述定子铁芯径向第一层的U形导体的两个焊接端的延伸方向相同；该相绕组中位于所述定子铁芯径向第M层的部分U形导体的两个焊接端的延伸方向相同，该相绕组中除所述定子铁芯径向第一层的U形导体及所述定子铁芯径向第M层的部分U形导体外的其他U形导体的两个焊接端的延伸方向相反；

每个所述相绕组中位于所述定子铁芯径向第一层的U形导体两个槽内部间的节距为整节距，且该相绕组中位于所述定子铁芯径向第M层的两个槽内部对应的两个焊接端相连接的节距为短节距。

2.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，每个所述相绕组中位于所述定子铁芯径向第一层的U形导体的两个槽内部均位于所述定子铁芯径向第一层，每个所述相绕组中除位于所述定子铁芯径向第一层的U形导体外的其余U形导体的两个槽内部均位于定子铁芯径向相邻两层，每个所述相绕组中位于所述定子铁芯径向任一层的焊接端沿所述定子铁芯周向延伸的跨距相同。

3.根据权利要求2所述的电机定子，其特征在于，每个所述相绕组中位于所述定子铁芯径向第二层、第三层的一部分U形导体的节距为长节距，该相绕组中位于所述定子铁芯径向第二层、第三层的另一部分U形导体的节距为短节距。

4.根据权利要求2所述的电机定子，其特征在于，每个所述相绕组中位于所述定子铁芯径向第二层、第三层的U形导体的节距为整节距。

5.根据权利要求3或4任一所述的电机定子，其特征在于，每个所述相绕组中位于所述定子铁芯径向第四层、第五层的一部分U形导体的节距为长节距，该相绕组中位于所述定子铁芯径向第四层、第五层的另一部分U形导体的节距为短节距。

6.根据权利要求3所述的电机定子，其特征在于，每个所述相绕组中位于所述定子铁芯径向第四层、第五层的U形导体的节距为整节距。

7.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，每个所述相绕组中位于所述定子铁芯径向第M层的部分U形导体的槽内部与该槽内部对应的焊接端位于所述定子铁芯径向不同层，该相绕组中除所述定子铁芯径向第M层的部分U形导体外的其他U形导体的槽内部与该槽内部对应的焊接端位于定子铁芯径向同一层。

8.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，每个所述相绕组中除位于所述定子铁芯径向第M层的相连接的两个焊接端间的节距为短节距外，该相绕组中其余相连接的两个焊接端间的节距为整节距。

9.一种电机，其特征在于，包括权利要求1至8任一所述的电机定子。

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