CN217159408U - 一种扁线电机及其定子结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种扁线电机及其定子结构，其中定子结构包括：定子铁芯、定子绕组、中性排和多个进线铜排；其中，所述定子绕组设置于所述定子铁芯上，所述定子绕组包括位于所述定子铁芯内外层的多根引出线，所述中性排设置于多根所述引出线之间，所述定子铁芯的内层引出线与外层引出线共用一个中性排，每相引出线均与所述中性排连接，每个所述进线铜排均与所述中性排连接。本实用新型在扁线电机绕组采用集中出线的方式，可以解决现有扁线定子三相出线不连续问题，可以有效降低三相集线部分的包络尺寸。另外，本实用新型中性点铜排同时连接内层和最外层发卡引出线，简化端部结构。

Description

一种扁线电机及其定子结构

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，特别涉及一种扁线电机及其定子结构。

背景技术

现有Hairpin扁线电机的定子结构由三相进线部分、扭头部分、插线端部分、中性点连接部分组成电流回路，三相进线部分和中性点连接部分分布较宽，外层和内层同时进线时，中性点分别采用铜排连接，现有的定子结构存在以下问题：

1、三相进线部分和中性点连接部分分布较宽，在电机整机设计中，此三相连接部分需设计较大空间进行包络。

2、现有三相及中性点连接集中方案主要采用异形铜排连接，受空间限制，异性铜排尺寸不能太大，导致电流不能太大，或者改变三相顺序，以实现常规相邻两层发卡绕组三相和中性点集中处理。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种扁线电机及其定子结构。

一种扁线电机定子结构，包括定子铁芯、定子绕组、中性排和多个进线铜排；其中，所述定子绕组设置于所述定子铁芯上，所述定子绕组包括位于所述定子铁芯内外层的多根引出线，所述中性排设置于多根所述引出线之间，所述定子铁芯的内层引出线与外层引出线共用一个中性排，每相引出线均与所述中性排连接，每个所述进线铜排均与所述中性排连接。

进一步的，多根所述引出线沿所述定子铁芯连续圆周分布，所述中性排包括底板和多个接线柱，多个所述接线柱交错的设置在所述底板的内外两侧，多个所述接线柱与多根所述引出线连接。

进一步的，多个所述进线铜排叠放在所述中性排上，所述进线铜排包括接线板、多个触角和接线端子；其中，多个所述触角交错设置在所述接线板的内外两侧，多个所述触角分别与多个所述接线柱连接，所述接线端子设置在所述接线板一端，用于与电源线连接。

进一步的，所述接线板、所述底板均为弧形。

进一步的，所述底板、所述接线板尺寸逐渐减小。

进一步的，所述定子结构还包括多个槽绝缘纸，所述定子绕组还包括多个第一发卡线圈，所述定子铁芯包括多个定子槽；其中，多个所述定子槽在所述定子铁芯内侧圆周方向上均匀间隔设置，并沿所述定子铁芯轴向延伸，每个所述第一发卡线圈包括两个直线段导体和发卡，所述直线段导体均设置于所述定子槽内，所述槽绝缘纸设置于所述直线段导体、所述定子槽之间，两个所述直线段导体的一端与所述发卡相连。

进一步的，所述定子铁芯包括定子轭部、定子齿部及定子齿头部；其中，多个所述定子齿部均布在所述定子轭部的内侧，相邻的两个所述定子齿部之间留有间隙，每个所述定子齿部上均设置有所述定子齿头部，相邻的两个所述定子齿部、所述定子齿头部和定子轭部形成具有开口的定子槽。

进一步的，所述定子绕组包括2P个分段式线圈组，P≥1，P为整数；其中，每个所述分段式线圈组包括N个分段式线圈单元，任一所述分段式线圈单元包括2个节距不同的第二发卡线圈，2个节距不同的所述第二发卡线圈呈同心式排布，其中，N≥6，N为3的倍数，N为整数。

进一步的，第二发卡线圈包括：依次连接的第一槽外端部、第一槽内部分、槽外转弯部、第二槽内部分和第二槽外端部，所述第一槽外端部和所述第二槽外端部在周向上的延伸方向相反且远离。

本实用新型还提供一种扁线电机，包括上述定子结构以及转子，所述转子同轴设置于所述定子结构内。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型在扁线电机绕组采用集中出线的方式，可以解决现有扁线定子三相出线不连续问题，可以有效降低三相集线部分的包络尺寸。

2、本实用新型中性点铜排同时连接内层和最外层发卡引出线，简化端部结构。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本实用新型实施例的一种扁线电机定子结构的爆炸图；

图2示出了根据本实用新型实施例的中性排与进线铜排的安装示意图；

图3示出了根据本实用新型实施例的定子绕组展开图；

图4示出了根据本实用新型实施例的中性排结构示意图；

图5示出了根据本实用新型实施例的进线铜排结构示意图；

图6示出了根据本实用新型实施例的定子绕组结构示意图；

图7示出了根据本实用新型实施例的第二发卡线圈结构示意图。

图中：1、定子铁芯；2、槽绝缘纸；3、定子绕组；4、发卡端；5、焊接端；6、引出线；7、中性排；8、进线铜排；31、分段式线圈组；311、第二发卡线圈；3111、第一槽外端部；3112、第一槽内部分；3113、槽外转弯部；3114、第二槽内部分；3115、第二槽外端部；71、底板；72、接线柱； 81、接线板；82、触角；83、接线端子。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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做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。

本实用新型实施例提供一种扁线电机定子结构，采用内外层中性点铜排结合、三相集中出线，使三相和中性点连接集中，且无需更改三相进线顺序。

请参阅图1，图1示出了根据本实用新型实施例的一种扁线电机定子结构的爆炸图。

一种扁线电机定子结构，包括定子铁芯1、定子绕组3、中性排7和多个进线铜排8。定子绕组3设置于定子铁芯1上，定子铁芯1一端为定子绕组3的焊接端5，也是引出线端，另一端为定子绕组3的发卡端4。

定子铁芯1内侧在圆周方向上均匀间隔设置有多个沿着自身轴向延伸的定子槽，具体的，定子铁芯1包括定子轭部、定子齿部及定子齿头部，多个定子齿部均布在定子轭部的内侧，相邻的两个定子齿部之间留有间隙，每个定子齿部上均设置有定子齿头部，相邻的两个定子齿部、定子齿头部和定子轭部形成具有开口的定子槽。

定子铁芯1由多片硅钢片叠压而成，可以是铆扣、焊接或者粘接等多种方式，考虑到绝缘，在每个定子槽中插入了一定长度和厚度的槽绝缘纸2。

请参阅图2，图2示出了根据本实用新型实施例的中性排与进线铜排的安装示意图。

具体的，定子绕组3包括位于定子铁芯1内外层的多根引出线6，多根引出线6沿定子铁芯1内外层连续圆周分布，中性排7设置于多根引出线6 之间，定子铁芯1的内层引出线6与外层引出线6共用一个中性排7，每相引出线6均与中性排7连接；多个进线铜排8叠放在中性排7上，每个进线铜排8均与中性排7连接。

具体的，在一个实施例中，定子绕组3还包括多个第一发卡线圈，每个第一发卡线圈包括两个直线段导体和发卡，直线段导体均设置于定子槽内，槽绝缘纸2设置于直线段导体、定子槽之间。两个直线段导体的一端在定子绕组3的发卡端4与发卡相连，另一端的两个直线段导体通过扭头外扩焊接的方式形成焊接端5，多根引出线6设置在焊接端5。在一个实施例中，第一发卡线圈为U型。

在一个实施例中，扁线电机的为交流电机，外接电源为三相交流电源，定子铁芯1的定子槽数可以为48个，也可以是96个；定子绕组3包括三相绕组，分别为A相绕组、B相绕组和C相绕组，每一相绕组包含M条并联支路，M为大于2的偶数。

请参阅图3，图3示出了根据本实用新型实施例的定子绕组展开图。

在所有实施例中，每一相绕组的M条并联支路输入端A+、B+和C+ 通过中性排7集中后分别与3个进线铜排8连接。

请参阅图4和图5，图4示出了根据本实用新型实施例的中性排结构示意图；图5示出了根据本实用新型实施例的进线铜排结构示意图。

具体的，中性排7还包括底板71，多个接线柱72交错的设置在底板71 的内外两侧，接线柱72的数量设置6M个。

具体的，进线铜排8包括接线板81、多个触角82和接线端子83，多个触角82交错设置在接线板81的内外两侧，触角82的数量设置2M个，接线板81的两侧的触角82分别与中性排7上的多个接线柱72连接，接线端子83设置在接线板81一端，用于与电源线连接。

在一个实施例中，每一相绕组包含2条并联支路，中性排7的12个接线柱72位于定子绕组3输入端和输出端的24根引出线6之间，中性排7 的12个接线柱72与同样位于定子铁芯1定子槽内外层的三相引出线6连接，即通过中性排7的多个接线柱72与每相引出线6连接，3个进线铜排8中每个进线铜排8一端连接三相电源中的一相。

本实施例中，中性排7同时连接内外层的三相引出线6，简化端部结构。通过一个简易的进线铜排8即可实现6条线圈支路的电气短接，扁线电机三相引出线6通过进线铜排8连接，进线铜排8叠放，实现三相按顺序出线，每相每条支路的换向连接中，采用单方向扭头的第一发卡线圈。

在一个实施例中，为了进一步贴合定子绕组3的形状，中性排7的底板71和多个进线铜排8的接线板81为半圆形弧形。中性排7的底板71与定子绕组3的轴心垂直设置，且设置于多根引出线6之间。中性排7的底板71、多个进线铜排8的接线板81尺寸逐渐减小，便于多个进线铜排8的安装。

请参阅图6，图6示出了根据本实用新型实施例的定子绕组结构示意图。

具体的，在一个实施例中，定子绕组3包括4个分段式线圈组31，其中，每个分段式线圈组31包括N个分段式线圈单元，任一分段式线圈单元包括2个节距不同的第二发卡线圈311，其中，N≥6，N为3的倍数，N为整数。

请参阅图7，图7示出了根据本实用新型实施例的第二发卡线圈结构示意图。

任一第二发卡线圈311包括：依次连接的第一槽外端部3111、第一槽内部分3112、槽外转弯部3113、第二槽内部分3114和第二槽外端部3115，第一槽内部分3112和第二槽内部分3114位于不同的定子槽内，第一槽外端部3111和第二槽外端部3115在周向上的延伸方向相反且远离，2个节距不同的第二发卡线圈311呈同心式排布。

任一分段式线圈单元中，节距最大的第二发卡线圈311的第一槽内部分3112和第二槽内部分3114在周向上的节距等于7个槽间距，需要说明的是，槽间距即定子槽的间距。

每个分段式线圈组31的N个分段式线圈单元沿周向依次排布，在N× 2个槽内的部分沿径向呈相邻两层分布；任一分段式线圈组31中，所有第二发卡线圈311的第一槽内部分3112和第一槽外端部3111位于同一层，所有第二发卡线圈311的第二槽内部分3114和第二槽外端部3115位于同一层，所有第二发卡线圈311的第一槽内部分3112和第二槽内部分3114位于不同层。

每个分段式线圈单元中，所有第二发卡线圈311的第一槽外端部3111 在周向上的跨距相等，所有第二发卡线圈311的第二槽外端部3115在周向上的跨距相等，第二发卡线圈311的第一槽外端部3111在周向上的跨距和第二槽外端部3115在周向上的跨距之和为6个槽间距。

具体的，在一个实施例中，定子绕组3包括至少两个分段式线圈组31，沿径向呈包围式排列；相邻的两个分段式线圈组31中槽外端部沿径向由内到外呈四层分布，位于第二层和第三层的槽外端部在周向上的延伸方向相反，位于第二层的一个槽外端部在周向上的跨距与位于第三层的一个槽外端部在周向上的跨距之和等于6个槽间距。

两个分段式线圈组31的所有第二发卡线圈311的槽外转弯部3113位于电机的一侧，所有第二发卡线圈311的第一槽外端部3111和第二槽外端部 3115位于电机的另一侧。

本实用新型实施例的扁线电机定子绕组3结构，采用集中出线的方式，可以解决现有扁线定子三相出线不连续问题，可以有效降低三相集线部分的包络尺寸。

本实用新型实施例还提供一种扁线电机，包括上述定子结构以及转子，转子同轴设置于上述定子结构内。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种扁线电机定子结构，其特征在于，包括定子铁芯、定子绕组、中性排和多个进线铜排；

其中，所述定子绕组设置于所述定子铁芯上，所述定子绕组包括位于所述定子铁芯内外层的多根引出线，所述中性排设置于多根所述引出线之间，所述定子铁芯的内层引出线与外层引出线共用一个中性排，每相引出线均与所述中性排连接，每个所述进线铜排均与所述中性排连接。

2.根据权利要求1所述的扁线电机定子结构，其特征在于，多根所述引出线沿所述定子铁芯连续圆周分布，所述中性排包括底板和多个接线柱，多个所述接线柱交错的设置在所述底板的内外两侧，多个所述接线柱与多根所述引出线连接。

3.根据权利要求2所述的扁线电机定子结构，其特征在于，多个所述进线铜排叠放在所述中性排上，所述进线铜排包括接线板、多个触角和接线端子；

其中，多个所述触角交错设置在所述接线板的内外两侧，多个所述触角分别与多个所述接线柱连接，所述接线端子设置在所述接线板一端，用于与电源线连接。

4.根据权利要求3所述的扁线电机定子结构，其特征在于，所述接线板、所述底板均为弧形。

5.根据权利要求4所述的扁线电机定子结构，其特征在于，所述底板、所述接线板尺寸逐渐减小。

6.根据权利要求1-5任一所述的扁线电机定子结构，其特征在于，所述定子结构还包括多个槽绝缘纸，所述定子绕组还包括多个第一发卡线圈，所述定子铁芯包括多个定子槽；

其中，多个所述定子槽在所述定子铁芯内侧圆周方向上均匀间隔设置，并沿所述定子铁芯轴向延伸，每个所述第一发卡线圈包括两个直线段导体和发卡，所述直线段导体均设置于所述定子槽内，所述槽绝缘纸设置于所述直线段导体、所述定子槽之间，两个所述直线段导体的一端与所述发卡相连。

7.根据权利要求1-5任一所述的扁线电机定子结构，其特征在于，所述定子铁芯包括定子轭部、定子齿部及定子齿头部；

其中，多个所述定子齿部均布在所述定子轭部的内侧，相邻的两个所述定子齿部之间留有间隙，每个所述定子齿部上均设置有所述定子齿头部，相邻的两个所述定子齿部、所述定子齿头部和定子轭部形成具有开口的定子槽。

8.根据权利要求1-5任一所述的扁线电机定子结构，其特征在于，所述定子绕组包括2P个分段式线圈组，P≥1，P为整数；

其中，每个所述分段式线圈组包括N个分段式线圈单元，任一所述分段式线圈单元包括2个节距不同的第二发卡线圈，2个节距不同的所述第二发卡线圈呈同心式排布，其中，N≥6，N为3的倍数，N为整数。

9.根据权利要求8所述的扁线电机定子结构，其特征在于，第二发卡线圈包括：依次连接的第一槽外端部、第一槽内部分、槽外转弯部、第二槽内部分和第二槽外端部，所述第一槽外端部和所述第二槽外端部在周向上的延伸方向相反且远离。

10.一种扁线电机，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的定子结构以及转子，所述转子同轴设置于所述定子结构内。

Images