发明内容
鉴于上述问题,本实用新型提供一种电机定子绕组、电机定子及电机,以解决现有技术存在的以上或者其他前者问题。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种电机定子绕组,包括线圈组一和线圈组二,线圈组一与线圈组二沿着定子铁芯的径向依次设置,线圈组一设于定子铁芯的径向同一层,且线圈组一设于定子铁芯的最内层或最外层,线圈组二设于定子铁芯的径向相邻两层;其中,
线圈组一包括多个第一导体组和多个第二导体组,第一导体组与第二导体组沿着定子铁芯的周向设置,线圈组一的至少一相里包括至少一个第一导体组和至少一个第二导体组;
线圈组二包括多个第一导体和多个第二导体,多个第一导体与多个第二导体沿着定子铁芯的周向设置,且第一导体与第二导体一接一交替设置于定子铁芯的相邻槽内。
进一步的,第一导体组包括第一长节距导体和第一短节距导体,第一长节距导体围设于第一短节距导体的外部,第一长节距导体的节距为7,第一短节距导体的节距为5;
第二导体组包括两个相邻设置的第一整节距导体,第一整节距导体的节距为6。
进一步的,第一导体与第二导体均为整节距导体,整节距导体的节距为6;第二导体的一个焊接端部和与该焊接端部连接的槽内部位于定子铁芯的同一层,第二导体的另一个焊接端部和与该焊接端部连接的槽内部不位于定子铁芯的同一层。
进一步的,第一长节距导体的焊接端部、第一短节距导体的焊接端部与第一整节距导体的焊接端部均沿着定子铁芯的周向同向延伸,且延伸方向相同;第二导体的焊接端部沿着定子铁芯的周向同向延伸,且延伸方向与第一长节距导体的焊接端部的延伸方向相反;第一导体的焊接端部沿着定子铁芯的周向相背方向延伸。
进一步的,定子绕组还包括至少一个线圈组三,线圈组三设于线圈组一和线圈组二之间,线圈组三设于定子铁芯的径向相邻两层,线圈组三包括多个第一导体,多个第一导体沿着定子铁芯的周向设置。
进一步的,定子绕组还包括至少一个线圈组三,线圈组三设于线圈组一和线圈组二之间,线圈组三设于定子铁芯的径向相邻两层,线圈组三包括多个第三导体组,多个第三导体组沿着定子铁芯的周向设置。
进一步的,第三导体组包括第二长节距导体和第二短节距导体,第二长节距导体围设于第二短节距导体的外部,第二长节距导体的节距为7,第二短节距导体的节距为5,第二长节距导体的焊接端部与第二短节距导体的焊接端部均沿着定子铁芯的周向相背方向延伸。
进一步的,定子绕组中,相焊接的两个焊接端部之间的节距为整节距,整节距为6。
进一步的,定子铁芯的径向层数为大于等于3的奇数层,定子绕组的任一相绕组中至少两支路并联连接。
一种电机定子,包括定子铁芯和上述的电机定子绕组,电机定子绕组设于定子铁芯上。
一种电机,包括上述的电机定子。
由于采用上述技术方案,定子绕组具有一个线圈组一和一个线圈组二,线圈组一设于定子铁芯径向同一层,线圈组二设于定子铁芯径向相邻两层,且,线圈组一由多个相同结构的导体和导体组波绕构成,线圈组二由多个相似结构的第一导体和第二导体波绕构成,还可以包括至少一个线圈组三,线圈组三设于线圈组一与线圈组二之间,线圈组三设于定子铁芯的径向相邻两层,线圈组三由多个相同结构的导体组或导体波绕构成,且线圈组一的导体和导体组、线圈组二的第一导体和第二导体、线圈组三的导体或导体组的结构相似,均为U形导体,简化了制造工序,降低了生产成本,提高了加工效率;线圈组一的第一导体组和第三导体的焊接端部的延伸方向与线圈组二的第二导体的焊接端部的延伸方向相反,同时,线圈组二的第一导体的焊接端部的延伸方向为相背方向延伸,使得定子铁芯的同一槽内的不同层处的焊接端部的延伸方向相反,定子铁芯的同一层的焊接端部的延伸方向相同,使得定子绕组的结构在磁路上为完全对称结构,消除了由于非对称结构产生的环路电流问题,实现定子绕组中每一相中线圈沿定子铁芯周向至少两支路并联,降低转矩波动,降低噪音,简化制造工序,降低了生产成本,提高加工效率。
附图说明
图1是本实用新型的实施例一的定子结构示意图;
图2是本实用新型的实施例一的定子绕组的结构示意图;
图3是本实用新型的实施例一的线圈组一的结构示意图;
图4是本实用新型的实施例一的线圈组三的结构示意图;
图5是本实用新型的实施例一的线圈组二的结构示意图;
图6是本实用新型的实施例一的第一长节距导体的结构示意图;
图7是本实用新型的实施例一的第一短节距导体的结构示意图;
图8是本实用新型的实施例一的第一整节距导体的结构示意图;
图9是本实用新型的实施例一的第一导体的结构示意图;
图10是本实用新型的实施例一的第二导体的结构示意图;
图11是本实用新型的实施例一的定子绕组缠绕方式示意图;
图12是本实用新型的实施例一的一相绕组的分布连接结构示意图;
图13是本实用新型的实施例二的定子绕组的结构示意图;
图14是本实用新型的实施例二的线圈组三的结构示意图;
图15是本实用新型的实施例二的第二长节距导体的结构示意图;
图16是本实用新型的实施例二的第二短节距导体的结构示意图;
图17是本实用新型的实施例二的定子绕组缠绕方式示意图;
图18是本实用新型的实施例二的一相绕组的分布连接结构示意图;
图19是本实用新型的一些实施例的并联支路星形连接结构示意图;
图20是本实用新型的一些实施例的并联支路三角形连接结构示意图。
图中:
10、定子绕组 20、定子铁芯 21、槽
110、线圈组一 120、线圈组三 130、线圈组二
210、第一导体组 210A、第一长节距导体 210B、第一短节距导体
211、第一整节距导体 220、第三导体组 220A、第二长节距导体
220B、第二短节距导体 230、第一导体 231、第二导体
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1-20示出了本实用新型两个实施例的结构示意图,具体示出了本实施例的结构,两个实施例均涉及一种电机定子绕组、定子及电机,该定子绕组的结构在磁路上采用完全对称结构,消除了由于非对称结构产生的环流电流问题,且该定子绕组采用标准U形导体进行排布制备,简化了制造工序,降低了生产成本,提高了加工效率。
一种电机定子绕组,包括线圈组一110和线圈组二130,线圈组一110与线圈组二130均由多个发卡线圈旋转叠绕而成的环形结构,线圈组一110与线圈组二130沿着定子铁芯20的径向依次设置,线圈组一110设于定子铁芯20的径向同一层,且线圈组一110设于定子铁芯20的最内层或最外层,即,线圈组一110可以设于定子铁芯20的径向内侧第一层,或者,线圈组一110设于定子铁芯20的径向外侧第一层,根据实际需求进行设置,线圈组二130设于定子铁芯20的径向相邻两层;线圈组一110与线圈组二130可以沿着定子铁芯20的径向由内向外依次设置,或者,线圈组一110与线圈组二130也可以沿着定子铁芯20的径向由外至内依次设置,根据实际需求进行设置。
线圈组一110与线圈组二130的数量可以是一个,或者是多个,根据实际需求进行设置,这里不做具体要求。
其中,线圈组一110包括多个第一导体组210和多个第二导体组,第一导体组210与第二导体组沿着定子铁芯20的周向设置,线圈组一110的至少一相里包括至少一个第一导体组210和至少一个第二导体组;线圈组一110由多个第一导体组210和多个第二导体组旋转叠绕构成,在线圈组一110的多相中,可以是一相或者是多相里包括至少一个第一导体230组210和至少一个第二导体231组,根据实际需求进行设置,每一相里,第一导体组210和第二导体组的数量可以是一个,或者是多个,根据实际需求进行设置。
线圈组二130包括多个第一导体230和多个第二导体231,多个第一导体230与多个第二导体231沿着定子铁芯20的周向设置,且第一导体230与第二导体231一接一交替设置于定子铁芯20的相邻槽内。线圈组二130由多个第一导体230与多个第二导体231旋转叠绕构成,沿着定子铁心20的周向方向,第一导体230与第二导体231一接一交替设于定子铁芯20的相邻槽内,即,多个第一导体230与多个第二导体231的排布方式为:一个第一导体230、一个第二导体231、一个第一导体230、一个第二导体231……依次相邻交替设置,沿着定子铁芯20的周向依次排布,构成线圈组二130,第一导体230和第二导体231的数量根据实际需求进行选择。
第一导体组210中的导体、第二导体组中的导体、第一导体230与第二导体231均为结构相似的发卡线圈,该发卡线圈为U型导体,该U型导体具有两个焊接端部,用于与相邻层的发卡线圈的焊接端部焊接连接,具有两个槽内部和一个插线端部,两个槽内部的一端分别与两个焊接端部连接,两个槽内部的另一端分别与插线端部连接,构成U形导体结构,根据定子绕组制备的需要,选择相似结构不同节距的U型导体,构造成第一导体组210、第二导体组、第一导体230和第二导体231的结构,多个第一导体组210与多个第二导体组按照一定的排布规律构造成线圈组一110的结构,多个第一导体230与多个第二导体231按照一定的排布规律构造成线圈组二130的结构,线圈组一110与线圈组二130构造成定子绕组结构,使得定子绕组在磁路上结构完全对称。
具体地,第一导体组210包括第一长节距导体210A和第一短节距导体210B,第一长节距导体210A围设于第一短节距导体210B的外部,第一长节距导体210A的节距为长节距Z,优选的,该长节距Z为7,第一短节距导体210B的节距为短节距X,优选的,该短节距X为5;第二导体组包括两个相邻设置的第一整节距导体211,第一整节距导体211的节距为整节距Y,优选的,该整节距Y为6。
第一导体230与第二导体231均为整节距导体,整节距导体的节距为6。
第一长节距导体210A、第一短节距导体210B、第一整节距导体211、第一导体230与第二导体231均为结构相似的U型导体,但第二导体231的一个焊接端部和与该焊接端部连接的槽内部位于定子铁芯20的同一层,第二导体231的另一个焊接端部和与该焊接端部连接的槽内部位于不同层;第一长节距导体210A、第一短节距导体210B、第一整节距导体211、第一导体230的一个焊接端部和与该焊接端部连接的槽内部位于定子铁芯20的同一层,另一个焊接端部和与该焊接端部连接的槽内部位于同一层。
第一长节距导体210A的焊接端部、第一短节距导体210B的焊接端部与第一整节距导体211的焊接端部均沿着定子铁芯20的周向同向延伸,且延伸方向相同;第二导体231的焊接端部沿着定子铁芯20的周向同向延伸,且延伸方向与第一长节距导体210A的焊接端部的延伸方向相反,一个向左延伸,一个向右延伸;在本实施例中,第一长节距导体210A的焊接端部、第一短节距导体210B的焊接端部和第一整节距导体211的焊接端部沿着定子铁芯20的周向延伸,延伸方向均为向左同向延伸,第二导体231的两个焊接端部沿着定子铁芯20的周向延伸,延伸方向为向右同向延伸。
第一导体230的焊接端部沿着定子铁芯20的周向相背方向延伸,两个焊接端部延伸方向相反,且相互远离。
该电机定子绕组10还包括至少一个线圈组三120,线圈组三120设于线圈组一110和线圈组二130之间,线圈组三120设于定子铁芯20的径向相邻两层,线圈组三120包括多个第一导体230,多个第一导体230沿着定子铁芯20的周向设置,旋转叠绕,构造成线圈组三120的结构。线圈组三120的数量可以是一个,也可以是多个,根据实际需求进行选择。
或者,该电机定子绕组10还包括至少一个线圈组三120,线圈组三120设于线圈组一110和线圈组二130之间,线圈组三120设于定子铁芯20的径向相邻两层,线圈组三120包括多个第三导体组220,多个第三导体组220沿着定子铁芯20的周向设置,旋转叠绕,构造成线圈组三120的结构。线圈组三120的数量可以是一个,或者是多个,根据实际需求进行选择。
该第三导体组220包括第二长节距导体220A和第二短节距导体220B,第二长节距导体220A围设于第二短节距导体220B的外部,第二长节距导体220A的节距为长节距Z,优选的,该长节距Z为7,第二短节距导体220B的节距的短节距X,优选的,该短节距X为5,第二长节距导体220A的焊接端部与第二短节距导体220B的焊接端部均沿着定子铁芯20的周向相背方向延伸,延伸方向相反且相互远离。第二长节距导体220A与第二短节距导体220B的两个槽内部与与之连接的两个焊接端部均位于同一层。
定子铁芯20的径向层数为大于等于3的奇数层,根据实际需求进行选择。当定子铁芯20的径向层数为三层时,具有一个线圈组一110和一个线圈组二130,沿着定子铁芯20的径向由内层至外层依次设置;当定子铁芯20的径向层数为5层时,具有一个线圈组一110、一个线圈组三120和一个线圈组二130,沿着定子铁芯20的径向由内层至外层依次设置;当定子铁芯20的径向层数为7层时,具有一个线圈组一110、两个线圈组三120和一个线圈组二130,沿着定子铁芯20的径向由内层至外层依次设置;依次类推,定子铁芯20的层数的增加,线圈组三120的数量增加。
定子绕组10具有多相,定子绕组10中的每一相绕组中沿着定子铁芯20的周向至少两支路并联连接,根据实际需求进行设置,这里不做具体要求。如图19和20所示,多相中的各个并联支路的引出线端在连接时可以采用星形连接或者是三角形连接,根据实际需求进行选择。
定子绕组10的引出线对应连接的槽内部设于定子铁芯20的径向内侧第一层或外侧第一层,根据实际需求进行设置,这里不做具体要求。与引出线端连接的焊接端部可以沿着定子铁芯20的周向延伸,也可以沿着定子铁芯20的轴向直接延伸出,根据实际需求进行设置。
在定子绕组10中,相焊接的两个焊接端部之间的节距为整节距,即,相焊接的两个焊接端部的在定子铁芯20的周向延伸总长度为整节距,该整节距为6,该相焊接的两个焊接端部的每一个焊接端部的沿着定子铁芯20的周向的延伸长度根据实际需求进行选择。
一种电机定子,包括定子铁芯20和上述的电机定子绕组,电机定子绕组设于定子铁芯20上。
一种电机,包括上述的电机定子。
下述的一些实施例中,定子绕组10为三相定子绕组,每极每相槽数为2,转子具有8个磁极,并且对三相定子绕组10的每一相都如此,则设置在定子铁芯20中的槽21的数目等于48,每一相定子绕组10中的线圈沿定子铁芯20周向两支路并联连接,即,U相绕组中U1支路绕组、U2支路绕组分别沿定子铁芯20周向依次并联连接,V相绕组中V1支路绕组、V2支路绕组分别沿定子铁芯20周向依次并联连接,W相中W1支路绕组、W2支路绕组分别沿定子铁芯20周向依次并联连接。
定子铁芯20由层叠多个环形磁性钢板形成,多个绝缘纸插置在这些磁性钢板槽内,也可以是其他的环形金属板层叠形成,根据实际需求进行选择,定子铁芯20轴向方向具有两个端面;该定子铁芯20的径向内表面上具有多个槽21,且多个槽21沿定子铁芯20的周向方向以预定的槽距间隔开,槽21的两侧壁为齿部,也就是,相邻的两个槽21限定一个齿部,定子绕组10安装在定子铁芯20上。
实施例一
如图1-12所示,定子绕组10包括由内到外依次套设的线圈组一110、多个线圈组三120、一个线圈组二130。
线圈组一110位于定子铁芯20径向内侧第一层,线圈组三120位于定子铁芯20径向内侧第二层、第三层,线圈组二130位于定子铁芯20径向第四层、第五层。
如图3、6-8所示,线圈组一110包括多个第一导体组210和多个第二导体组,在本实施例中,第一导体组210的数量为6个,第二导体组的数量为6个。每一相中,均具有两个第一导体组210和两个第二导体组,第一导体组210、第二导体组、第一导体组210和第二导体组沿着定子铁芯20的周向依次设置,布满定子铁芯20的第一层的48个槽21。
第一导体组210包括第一长节距导体210A和第一短节距导体210B,第一长节距导体210A围设于第一短节距导体210B的外部,第一长节距导体210A的两个槽内部与第一短节距导体210B的两个槽内部均位于定子铁芯20的第一层,第一长节距导体210A的两个焊接端部与第一短节距导体210B的两个焊接端部均位于定子铁芯20的第一层。第一长节距导体210A的焊接端部与第二短节距导体220B的焊接端部沿着定子铁芯20的周向同向延伸,延伸方向相同。
第二导体组包括两个相邻设置的第一整节距导体211,第一整节距导体211的两个槽内部位于定子铁芯20的第一层,第一整节距导体211的两个焊接端部位于定子铁芯20的第一层。第一整节距导体211的焊接端部沿着定子铁芯20的周向同向延伸,且延伸方向与第一长节距导体210A的焊接端部的延伸方向相同。
如图5所示,线圈组二130包括多个第一导体230和多个第二导体231,在本实施例中,线圈组二130包括24个第一导体230和24个第二导体231,第一导体230与第二导体231均位于定子铁芯20的第四层和第五层,第一导体230与第二导体231沿着定子铁芯20的周向一接一交替设置,布满定子铁芯20的第四层的48个槽和第五层的48个槽。
第一导体230的一个槽内部位于定子铁芯20的第四层,与该槽内部连接的焊接端部位于定子铁芯20的第四层,另一个槽内部位于定子铁芯20的第五层,与该槽内部连接的焊接端部位于定子铁芯20的第五层,第一导体230的两个焊接端部沿着定子铁芯20的周向相背方向延伸,延伸方向相反且相互远离。第二导体231的一个槽内部位于定子铁芯20的第四层,与该槽该槽内部连接的焊接端部位于定子铁芯20的第四层,另一个槽内部位于定子铁芯20的第五层,与该槽内部连接的焊接端部位于定子铁芯20的第虚六层,第二导体231的两个焊接端部沿着定子铁芯20的周向同向延伸,延伸方向向右。第二导体231的焊接端部的延伸方向与第一长节距导体210A的焊接端部的延伸方向相反。
如图4和9所示,线圈组三120包括多个第一导体230,在本实施例中,第一导体230的数量为48个,第一导体230的结构与上述的线圈组二130的第一导体230的结构相同,不同之处在于,线圈组二130的第一导体230位于定子铁芯20的径向内侧第二层和第三层,布满定子铁芯20的第二层的48个槽和第三层的48个槽,其他结构均相同,这里不再赘述。
在本实施例中,引出线对应连接的槽内部位于定子铁芯20的径向第一层或第五层,在定子铁芯20的同一槽内的不同层处的焊接端部延伸方向相反。
实施例二
本实施例与实施例一相比,如图13-18所示,线圈组一110和线圈组二130的结构相同,这里不再赘述,不同之处在于线圈组三120的结构不相同,对线圈组三120的结构进行说明。
如图14-16所示,线圈组三120包括多个第三导体组220,在本实施例中,第三导体组220的数量为24个,布满定子铁芯20的第二层的48个槽和第三层的48个槽,第三导体组220包括包括第二长节距导体220A和第二短节距导体220B,第二长节距导体220A围设于第二短节距导体220B的外部,第二长节距导体220A的一个槽内部位于定子铁芯20的第四层,与该槽内部连接的焊接端部位于第四层,另一个槽内部位于定子铁芯20的第五层,与该槽内部连接的焊接端部位于第五层,第二长节距导体220A的两个焊接端部沿着定子铁芯20的周向相背方向延伸,延伸方向相反且相互远离;第二短节距导体220B的一个槽内部位于定子铁芯20的第四层,与该槽内部连接的焊接端部位于第四层,另一个槽内部位于定子铁芯20的第五层,与该槽内部连接的焊接端部位于第五层,第二短节距导体220B的两个焊接端部沿着定子铁芯20的周向相背方向延伸,延伸方向相反且相互远离。
实施例三
本实施例与实施例一、实施例二相比,只具有一个线圈组一110和一个线圈组二130,不具有线圈组三120,且线圈组一110与线圈组二130的结构均与实施例一的线圈组一110和线圈组二130相同,这里不再赘述。
由于采用上述技术方案,定子绕组具有一个线圈组一和一个线圈组二,线圈组一设于定子铁芯径向同一层,线圈组二设于定子铁芯径向相邻两层,且,线圈组一由多个相同结构的导体和导体组波绕构成,线圈组二由多个相似结构的第一导体和第二导体波绕构成,还可以包括至少一个线圈组三,线圈组三设于线圈组一与线圈组二之间,线圈组三设于定子铁芯的径向相邻两层,线圈组三由多个相同结构的导体组或导体波绕构成,且线圈组一的导体和导体组、线圈组二的第一导体和第二导体、线圈组三的导体或导体组的结构相似,均为U形导体,简化了制造工序,降低了生产成本,提高了加工效率;线圈组一的第一导体组和第三导体的焊接端部的延伸方向与线圈组二的第二导体的焊接端部的延伸方向相反,同时,线圈组二的第一导体的焊接端部的延伸方向为相背方向延伸,使得定子铁芯的同一槽内的不同层处的焊接端部的延伸方向相反,定子铁芯的同一层的焊接端部的延伸方向相同,使得定子绕组的结构在磁路上为完全对称结构,消除了由于非对称结构产生的环路电流问题,实现定子绕组中每一相中线圈沿定子铁芯周向至少两支路并联,降低转矩波动,降低噪音,简化制造工序,降低了生产成本,提高加工效率。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例,不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。