CN214958970U - 一种定子绕组、定子及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种定子绕组、定子及电机，包括：绕组，绕组的数量为若干组，每个绕组包括N个线圈；其中，当N为偶数时，任意一个嵌线槽内的绕组的N个线圈，N/2个线圈绕向该嵌线槽的逆时针方向的预设间隔数量的嵌线槽内，N/2个线圈绕向该嵌线槽的顺时针方向的预设间隔数量的嵌线槽内；当N为奇数时，(N‑1)/2个线圈绕向该嵌线槽的逆时针方向的预设间隔数量的嵌线槽内，(N+1)/2个线圈绕向该嵌线槽的顺时针方向的预设间隔数量的嵌线槽内。本实用新型有益效果：不改变绕组电磁原理，提高线圈端部空间利用率，使端部铜线分布均匀，减少15％的用铜量，降低电阻，提高1.5％的电机功率密度与效率，提高电机制造与运行经济性。

Description

一种定子绕组、定子及电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别是指一种定子绕组、定子及电机。

背景技术

电机是由定子与转子组合形成的，其中电机定子是电动机静止不动的部分。定子由定子铁芯、定子绕组和机座或芯轴三部分组成。定子绕组是构成电机的重要部件，各类电机依靠感应于绕组中的电势和通过绕组的电流来产生电磁功率和电磁转矩，从而实现机电能量转换的目的。

由于电能具有清洁性和可再生的特性，因此针对电能，各国正在大力推荐电储能技术，电储能通常是以化学能、电磁能或机械能等形式将电能储存起来，并适时以电能形式释放出来的技术。其中飞轮储能就是其中的机械能储能的一种形式，飞轮储能是指在用电低谷利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成机械能储存起来，在需要时飞轮带动发电机发电，对外输出能量。飞轮储能是最典型的动能储能系统，具有充放电功率大、充放电频次高、使用寿命长和环境友好等特性。近十多年来随着高强度复合材料、磁悬浮技术、高速电机以及电力电子技术的迅猛发展，飞轮储能呈现出巨大的发展潜力，受到了国内外学术界和企业界的高度关注。

电机属于飞轮储能中能源转换的关键装置，目前飞轮储能行业的电机的绕组在绕组节距较短的情况下，如图1、图2和图5所示，会使绕组端部长度较长，一方面不仅增加电机的轴向尺寸，尤其在电机空间受到限制时，电机需在有限空间尺寸中发挥最大转矩，而且另一方面绕组端部的用铜量大约占整个电机的用铜量的40％以上，然而绕组端部铜线只是起到连通作用，不参与场的能量交换，并且端部绕组的铜线通电时也是和做功部分的铜线一样，也要进行发热，因此很大程度上拉低了电机的功率密度以及效率。

因此，如何缩短线圈端部长度以有效缩短电机体积，减轻电机重量成为亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提出一种定子绕组、定子及电机，解决了现有技术中上述的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种定子绕组，包括：

绕组，所述绕组的数量为若干组，每个所述绕组包括N个线圈；

其中，当N为偶数时，任意一个嵌线槽内的所述绕组的N个所述线圈，N/2个所述线圈绕向该嵌线槽的逆时针方向的预设间隔数量的所述嵌线槽内，N/2个所述线圈绕向该嵌线槽的顺时针方向的预设间隔数量的所述嵌线槽内；当N为奇数时，(N-1)/2个所述线圈绕向该嵌线槽的逆时针方向的预设间隔数量的所述嵌线槽内，(N+1)/2个线圈绕向该嵌线槽的顺时针方向的预设间隔数量的所述嵌线槽内。

优选地，所述嵌线槽内的绕组为单层绕组。

优选地，所述嵌线槽内的绕组为双层绕组。

优选地，所述绕组的端部弯曲。

进一步地，所述嵌线槽的预设间隔数量为3～6个所述嵌线槽。

优选地，所述嵌线槽的预设间隔数量为3个所述嵌线槽。

一种定子，包括：

定子铁芯，包括定子铁芯本体和设置于所述定子铁芯本体上的圆周分布的若干嵌线槽，所述嵌线槽内设有如上任意一项所述的定子绕组。

优选地，所述定子绕组的端部的正投影所在的直线平行于所述定子铁芯的正投影所在的圆的切线。

一种电机，包括如上所述的定子。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型所述的定子绕组、定子及电机，在不改变绕组电磁原理的基础上，可以提高线圈端部空间利用率，使线圈端部铜线分布均匀，大约可以减少15％的线圈端部用铜量，同时降低了电阻，可以提高约1.5％的电机功率密度与电机效率，从而提高电机制造的经济性与运行的经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的定子绕组的结构示意图；

图2为图1中A的局部放大图；

图3为本实用新型一种定子绕组的结构示意图；

图4为图3中B的局部放大图；

图5为现有的定子绕组的另一结构示意图；

图6为本实用新型一种定子绕组的另一结构示意图。

图中：

1、绕组；2、线圈；3、嵌线槽；4、定子铁芯；5、定子铁芯本体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图3、图4和图6所示，本实用新型所述的一种定子绕组，包括：

绕组1，绕组1的数量为若干组，每个绕组1包括N个线圈2；

其中，当N为偶数时，任意一个嵌线槽3内的绕组1的N个线圈2，N/2个线圈2绕向该嵌线槽3的逆时针方向的预设间隔数量的嵌线槽3内，N/2个线圈2绕向该嵌线槽3的顺时针方向的预设间隔数量的嵌线槽3内；当N为奇数时，(N-1)/2个线圈2绕向该嵌线槽3的逆时针方向的预设间隔数量的嵌线槽3内，(N+1)/2个线圈2绕向该嵌线槽3的顺时针方向的预设间隔数量的嵌线槽3内。

具体地，绕组1的线圈2由沿定子圆周单一方向引出，调整为分别沿定子圆周左右两侧引出，线圈2的数量加倍，但是不改变原来的电磁原理，可以降低线圈2端部的长度和高度，可以使线圈2端部的空间得到更好的利用，并且能够有效缩短轴向长度，提高了转轴刚度，不仅不容易振动，而且结构紧凑，减少线圈2端部用铜量，降低损耗，提升效率。

其中，优选地，所述嵌线槽3内的绕组1为单层绕组。具体地，单层绕组的线圈2端部空间分布上可以形成双层拓扑结构，提高线圈2端部的空间利用率，使线圈2的铜线分布更加均匀，降低线圈2端部的长度，降低电阻，保留了单层绕组的所有功能有点，提高电机功率密度与电机效率，最终提高电机制造经济性与运行经济性。对于单层绕组，可以减少绕组1端部15％左右的用铜量，节约了制造成本，可以提升1.5％以上的运行效率，更加节能环保。

其中，优选地，所述嵌线槽3内的绕组1为双层绕组。具体地，每个嵌线槽3原本设有两个绕组，这两个绕组的线圈2均由沿定子圆周单一方向引出，调整为这两个绕组的线圈2分别沿定子圆周左右两侧引出，线圈2的数量加倍，但是不改变原来的电磁原理，可以降低线圈2端部的长度和高度，降低减少线圈2端部用铜量，提高线圈2端部空间利用率。对于双层绕组，可以减少绕组1端部20％左右的用铜量，节约了制造成本，可以提升2％以上的运行效率，更加节能环保。

其中，优选地，所述绕组1的端部弯曲。

其中，优选地，所述嵌线槽3的预设间隔数量为3～6个嵌线槽3。

本实用新型所述的定子绕组，通过将绕组1的端部弯曲，并且使嵌线槽3的预设间隔数量为3～6个嵌线槽3，可以使相邻两组绕组1的交叉量减小，从而使得绕组1的端部较软，更容易将端部弯曲，从而进一步缩小端部长度，增加了电机内部可用的空间。

其中，优选地，所述嵌线槽3的预设间隔数量为3个嵌线槽3。

一种定子，包括：

定子铁芯4，包括定子铁芯本体5和设置于定子铁芯本体5上的圆周分布的若干嵌线槽3，嵌线槽3内设有如上任意一项所述的定子绕组。

其中，所述定子绕组的端部的正投影所在的直线平行于定子铁芯4的正投影所在的圆的切线，可以使绕组的端部尺寸最短，有效缩短轴向长度，提高转轴刚度，降低振动，结构紧凑，减少线圈2端部用铜量，降低损耗，提升效率。

一种电机，包括如上所述的定子。

本实用新型所述的定子绕组、定子及电机，在不改变绕组1电磁原理的基础上，可以提高线圈2端部空间利用率，使线圈2端部铜线分布均匀，大约可以减少15％的线圈2端部用铜量，同时降低了电阻，可以提高约1.5％的电机功率密度与电机效率，从而提高电机制造的经济性与运行的经济性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种定子绕组，其特征在于，包括：

绕组(1)，所述绕组(1)的数量为若干组，每个所述绕组(1)包括N个线圈(2)；

其中，当N为偶数时，任意一个嵌线槽(3)内的所述绕组(1)的N个所述线圈(2)，N/2个所述线圈(2)绕向该嵌线槽(3)的逆时针方向的预设间隔数量的所述嵌线槽(3)内，N/2个所述线圈(2)绕向该嵌线槽(3)的顺时针方向的预设间隔数量的所述嵌线槽(3)内；当N为奇数时，(N-1)/2个所述线圈(2)绕向该嵌线槽(3)的逆时针方向的预设间隔数量的所述嵌线槽(3)内，(N+1)/2个线圈(2)绕向该嵌线槽(3)的顺时针方向的预设间隔数量的所述嵌线槽(3)内。

2.根据权利要求1所述的定子绕组，其特征在于，所述嵌线槽(3)内的绕组(1)为单层绕组。

3.根据权利要求1所述的定子绕组，其特征在于，所述嵌线槽(3)内的绕组(1)为双层绕组。

4.根据权利要求1所述的定子绕组，其特征在于，所述绕组(1)的端部弯曲。

5.根据权利要求1所述的定子绕组，其特征在于，所述嵌线槽(3)的预设间隔数量为3～6个所述嵌线槽(3)。

6.根据权利要求1所述的定子绕组，其特征在于，所述嵌线槽(3)的预设间隔数量为3个所述嵌线槽(3)。

7.一种定子，其特征在于，包括：

定子铁芯(4)，包括定子铁芯本体(5)和设置于所述定子铁芯本体(5)上的圆周分布的若干嵌线槽(3)，所述嵌线槽(3)内设有如权利要求1～6任意一项所述的定子绕组。

8.根据权利要求7所述的定子，其特征在于，所述定子绕组的端部的正投影所在的直线平行于所述定子铁芯(4)的正投影所在的圆的切线。

9.一种电机，其特征在于，包括如权利要求7所述的定子。

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