CN217935214U - 定子绕组、定子及电机 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种定子绕组、定子及电机，所述定子绕组用于定子，所述定子的定子铁芯延其周向等间距设置有60个导体槽，所述定子的极对数为2，相数为三相，并且每个相均有两条支路并联；所述定子绕组包括若干个同心式的定子线圈，所述定子线圈包括第一同心式线圈组和第二同心式线圈组，所述第一同心式线圈组与所述第二同心式线圈组连接，并且所述定子线圈由所述第一同心式线圈组的最内侧引入，由所述第二同心式线圈组的最内侧引出。本申请提供的定子为60槽、极对数为2、并联路数为2的三相感应电机采用本申请提供的定子线圈时，可以将电感的不平衡度降低至1％以下，从而有效改善电机的功率，提高电机的扭力和转速，并降低定子绕组的损耗。
Description
技术领域
本申请涉及电机技术领域，特别是涉及一种定子绕组、定子及电机。
背景技术
对于目前的定子为60槽、极对数为2、并联路数为2的三相感应电机而言，其往往由于三相电机的电感不平衡而至少存在有以下缺点：定子绕组的电能损耗增加、电机的效率和扭力等参数下降，亟需改进。
实用新型内容
基于此，本申请提供一种定子绕组、定子及电机，以改善现有技术中定子为60槽、极对数为2、并联路数为2的三相感应电机的电感不平衡的问题。
第一方面，本申请提供一种定子绕组，所述定子绕组用于定子，所述定子的定子铁芯延其周向等间距设置有60个导体槽，所述定子的极对数为2，相数为三相，并且每个相均有两条支路并联；
所述定子绕组包括若干个同心式的定子线圈，所述定子线圈包括第一同心式线圈组和第二同心式线圈组，所述第一同心式线圈组与所述第二同心式线圈组连接，并且所述定子线圈由所述第一同心式线圈组的最内侧引入，由所述第二同心式线圈组的最内侧引出。
在其中一个实施例中，所述第一同心式线圈组和所述第二同心式线圈组均为五同心式线圈组，并且其节距分别为14、12、10、8和6；
所述第一同心式线圈组和所述第二同心式线圈组跨15个所述导体槽连接。
在其中一个实施例中，所述导体槽沿所述定子的径向依次设置有a和b共计2个槽层，所述定子的三个相分别为U相、V相和W相；
所述U相的第一条支路的绕线线路为：
20b-26a-19b-27a-18b-28a-17b-29a-16b-30a-45a-31b-44a-32b-43a-33b-42a-34b-41a-35b；
所述U相第二条支路的绕线线路为：
50b-56a-49b-57a-48b-58a-47b-59a-46b-60a-15a-1b-14a-2b-13a-3b-12a-4b-11a-5b；
沿绕线的方向，所述V相和所述W相绕线的引入的一端分别位于U相的引入的一端的两侧，并且与所述U相均间隔10个所述导体槽。
在其中一个实施例中，所述U相、V相和W相的第一条支路的引出的一端连接并构成第一星点，所述U相、V相和W相的第二条支路的引出的一端连接并构成第二星点。
在其中一个实施例中，所述第一同心式线圈组和所述第二同心式线圈组的绕制方向包括第一方向和第二方向，所述第一同心式线圈组和所述第二同心式线圈组在所述第一方向和所述第二方向之间调整绕制的方向时光滑连接，且呈圆弧状。
在其中一个实施例中，所述第一同心式线圈组和所述第二同心式线圈组的绕制方向还包括第三方向，所述第一同心式线圈组和所述第二同心式线圈组沿所述第三方向绕制时跳圈。
在其中一个实施例中，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。
在其中一个实施例中，所述定子铁芯上设置有定位键槽，所述定位键槽设置在沿周向相邻的两个所述导体槽之间，并用于标定所述导体槽的顺序。
第二方面，本申请提供一种定子，所述定子包括定子铁芯以及本申请提供的任意一种定子绕组，所述定子绕组至少部分嵌装在所述定子铁芯的导体槽内。
第三方面，本申请提供一种电机，所述电机包括本申请提供的任意一种定子。
本申请提供的定子为60槽、极对数为2、并联路数为2的三相感应电机采用本申请提供的定子线圈时，可以将电感的不平衡度降低至1％以下，从而有效改善电机的功率，提高电机的扭力和转速，并降低定子绕组的损耗。
附图说明
图1为本申请实施例二提供的定子的结构示意图；
图2为本申请实施例一提供的定子绕组的定子线圈的结构示意图；
图3为本申请实施例一提供的定子绕组的U相的绕线示意图；
图4为本申请实施例二提供的定子的导体槽的结构示意图；
图5为本申请实施例一提供的定子绕组的绕线示意图。
附图标记：10、定子线圈；11、第一同心式线圈组；12、第二同心式线圈组；13、第一星点；14、第二星点；20、定子铁芯；21、导体槽；22、定位键槽。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想。
本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”、“纵向”、“横向”、“水平”、“内”、“外”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，亦仅为了便于简化叙述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
如图1和图2所示，本申请实施例一提供一种定子绕组，所述定子绕组用于定子，所述定子的定子铁芯20延其周向等间距设置有60个导体槽21，所述定子的极对数为2，相数为三相，并且每个相均有两条支路并联；
所述定子绕组包括若干个同心式的定子线圈10，所述定子线圈10包括第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12，所述第一同心式线圈组11与所述第二同心式线圈组12连接，并且所述定子线圈10由所述第一同心式线圈组11的最内侧引入，由所述第二同心式线圈组12的最内侧引出。
在本实施例中，示例性地说明，定子铁芯20设置为中空的圆柱状，导体槽21设置于定子铁芯20的内侧，且导体槽21沿定子铁芯20的径向设置。沿定子铁芯20的轴向，导体槽21贯穿定子铁芯20，以便于将定子线圈10嵌装至导体槽21内。定子绕组包括三个相，且每个相包括有两条支路；可以理解的是，每个相的每条支路均应当至少包括一个定子线圈。
如图1和图2所示，更详细地，每个定子线圈10均包括两个连续的同心式线圈组，即第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12，并且定子线圈10在绕制时，由第一同心式线圈组11的最内侧引入，随后绕制至第一同心式线圈组11的最外侧，再绕制至第二同心式线圈组12的最外侧，最后从第二同心式线圈组12的最内侧引出。
本申请提供的定子为60槽、极对数为2、并联路数为2的三相感应电机采用前述结构的定子线圈10时，可以将电感的不平衡度降低至1％以下，从而有效改善电机的功率，提高电机的扭力和转速，并降低定子绕组的损耗。
如图2和图3所示，具体地，所述第一同心式线圈组11和所述第二同心式线圈组12均为五同心式线圈组，并且其节距分别为14、12、10、8和6；
所述第一同心式线圈组11和所述第二同心式线圈组12跨15个所述导体槽21连接。
在本实施例中，示例性地说明，“五同心式线圈组”可以理解为第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12在绕制过程中，形成有5个同心式的线圈。对于每个线圈而言，其均包括两条设置在导体槽21内的有效边，每个线圈的两条有效边跨过的导体槽21的数量即为其节距，跨过的导体槽21的数量即两个导体槽21的编号之差。在本实施例中，第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12的形状相同，且绕制方向相反。
第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12跨15个导体槽21连接，指的是，当导体绕制第一同心式线圈组11的最外侧后，跨15个导体槽21再绕制第二同心式线圈组12，并且从第二同心式线圈组12的最外侧开始绕制，随后从第二同心式线圈组12的最内侧引出。
可以理解的是，第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12的形状相同，易于对定子线圈10进行制备，并且在制备的过程中不易出错。
如图1、图3和图4所示，更具体地，所述导体槽21沿所述定子的径向依次设置有a和b共计2个槽层，所述定子的三个相分别为U相、V相和W相；
所述U相的第一条支路的绕线线路为：
20b-26a-19b-27a-18b-28a-17b-29a-16b-30a-45a-31b-44a-32b-43a-33b-42a-34b-41a-35b；
所述U相第二条支路的绕线线路为：
50b-56a-49b-57a-48b-58a-47b-59a-46b-60a-15a-1b-14a-2b-13a-3b-12a-4b-11a-5b；
沿绕线的方向，所述V相和所述W相绕线的引入的一端分别位于U相的引入的一端的两侧，并且与所述U相均间隔10个所述导体槽21。
如图4所示，在本实施例中，示例性地说明，a槽层靠近定子的轴线设置，b槽层远离定子的轴线设置。U相、V相和W相并无特别的含义，仅为便于描述。在一些实施例中，U相、V相和W相可以进行顺序上的调换。同理，导体槽21的编号也并无特别含义，定子铁芯20上的任意一个导体槽21均可以标记为序号“1”。
如图1和图3所示，具体地说，对于U相的第一条支路的绕线线路而言，其仅采用一个定子线圈10进行绕线。该定子线圈10的引入的一端设置在编号为“20”的导体槽21的a槽层内，参见图1和图3中的U11；同理，其引出的一端编号设置在编号为“35”的导体槽21的b槽层内，参见图1和图3中的U21。
更详细地，“20b-26a-19b-27a-18b-28a-17b-29a-16b-30a”构成第一同心式线圈组11，“20b-26a”构成第一同心式线圈组11的最内侧的一个线圈，其节距为6，“16b-30a”构成第一同心式线圈组11的最外侧的一个线圈，其节距为14。
“45a-31b-44a-32b-43a-33b-42a-34b-41a-35b”构成第二同心式线圈组12，“45a-31b”构成第二同心式线圈组12的最外侧的一个线圈，其节距为14，而“41a-35b”构成第二同心式线圈组12的最内侧的一个线圈，其节距为6。
可以理解的是，第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12之间的连接段为“30a-45a”，其跨过15个导体槽21。
在本实施例中，U相的第二条支路的绕线线路同理绕制，并同样仅采用一个定子线圈10进行绕线，其引出的一端和引入的一端分别参见图1或图3中的U12和U22。
在本实施例中，沿绕线的方向，V相和W相绕线的引入的一端分别位于U相的引入的一端的两侧，并且与U相均间隔10个导体槽21，因此V相的两条支路可以分别从10b和40b开始绕线，分别参见图1或图3中的V11和V12。而W相的两条支路可以分别从30b和60b开始绕线，分别参见图1或图3中的W11和W12。可以理解的是，V相和W相的两条支路分别采用一个定子线圈10进行绕线。
本申请提供的第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12均为五同心式线圈组，并通过合理设计其节距和绕线方式，可以将三个相的两条支路均通过一个定子线圈10即可绕制完成，更加便捷，并且在绕制的过程中不易出现错误。
如图5所示，更具体地，所述U相、V相和W相的第一条支路的引出的一端连接并构成第一星点13，所述U相、V相和W相的第二条支路的引出的一端连接并构成第二星点14。
在本实施例中，示例性地说明，将三个相的定子线圈10分别绕制完成后，再将三个相的第一条支路的引出的一端焊接固定以使其电性连接，并构成第一星点13，参见图4中的U21、V21和W21；同时将三个相的第二条支路的引出的一端焊接固定以使其电性连接，并构成第二星点14，参见图4中的U22、V22和W22，进而使得三个相的绕线线路形成三相电路。
可以理解的是，本申请通过设置第一星点13和第二星点14，可以减小星点的成型尺寸，以避免三相电路因存在局部电阻过大而引起的局部电压过高的现象。
如图2所示，具体地，所述第一同心式线圈组11和所述第二同心式线圈组12的绕制方向包括第一方向和第二方向，所述第一同心式线圈组11和所述第二同心式线圈组12在所述第一方向和所述第二方向之间调整绕制的方向时光滑连接，且呈圆弧状。
在本实施例中，示例性地说明，第一方向标记为A方向，第二方向标记为B方向。第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12在绕制时依次在第一方向和第二方向之间调整，以绕制成圈状并嵌装至导体槽21内。圆弧状的光滑连接指的是：第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12在第一方向和第二方向之间调整时，该过渡段为桥接线，以避免第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12在该处因折弯过度而引起其表面的涂层破裂等现象。
如图2所示，更具体地，所述第一同心式线圈组11和所述第二同心式线圈组12的绕制方向还包括第三方向，所述第一同心式线圈组11和所述第二同心式线圈组12沿所述第三方向绕制时跳圈。
在本实施例中，示例性地说明，第三方向标记为C方向。第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12绕制完成一个线圈后均需要由内向外或者由外向内继续绕制，以形成同心式的线圈组结构，因此第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12还需要设置第三方向进行延伸，以在绕制时跳圈。“跳圈”可以理解为同心式线圈组在第n个线圈绕制完成后，向内延伸以绕制第n-1个线圈或者向外延伸以绕制第n+1个线圈，其中n为不小于2的整数。
可以理解的是，第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12均沿第三方向绕制时跳圈，相比于沿任意方向跳圈的同心式线圈组，在绕线顺序上更加有规律可循，因此在绕制过程中不易出错。
如图2所示，更具体地，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。
在本实施例中，示例性地说明，第一方向与导体槽21平行，即第一方向为定子的轴向，第二方向为垂直于定子的轴线的方向。在此结构下，第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12的每圈的外形轮廓为类似矩形的形状。
可以理解的是，将第一方向和第二方向设定为相互垂直，更易于第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12的绕制，并且在绕制后不易产生变形。
如图1所示，具体地，所述定子铁芯20上设置有定位键槽22，所述定位键槽22设置在沿周向相邻的两个所述导体槽21之间，并用于标定所述导体槽21的顺序。
在本实施例中，示例性地说明，定子键槽设置在定子铁芯20的外侧，并且沿定子的轴向贯穿定子铁芯20。定位键槽22可以设置在沿周向相邻的任意两个导体槽21之间，并且定位键槽22的轴线可以与该两个导体槽21之间的齿的轴线对齐。在本实施例中，定位键槽22设置有两个，并分别在编号为“2”和“3”的两个导体槽21以及编号为“32”和“33”的两个导体槽21之间。
可以理解的是，通过定位键槽22的定位和标定作用，可以使得定子绕组在定子铁芯20上的绕制更加便捷，提高了定子绕组的绕制效率。
本申请实施例一的制备过程为：
先将定子线圈10和定子铁芯20分别制备成型，然后将定子线圈10嵌装在定子铁芯20的导体槽21内，以分别构成三个相的两条支路，再分别将三个相的两条支路的引入端焊接固定，以使得三个相的两条支路均并联，然后将三个相的第一条支路的引出端焊接固定以形成第一星点13，并将三个相的第二条支路的引出端焊接固定以形成第二星点14。
实施例二
本申请实施例二提供一种定子，所述定子包括定子铁芯20以及本申请提供的任意一种定子绕组，所述定子绕组至少部分嵌装在所述定子铁芯20的导体槽21内。
实施例三
本申请实施例三提供一种电机，所述电机包括本申请提供的任意一种定子。
对比例一
本申请对比例一提供一种定子绕组，所述定子绕组用于定子，所述定子的定子铁芯20延其周向等间距设置有60个导体槽21，所述定子的极对数为2，相数为三相，并且每个相均有两条支路并联；
所述定子绕组包括若干个同心式的定子线圈10，所述定子线圈10包括第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12，所述第一同心式线圈组11与所述第二同心式线圈组12连接，并且所述定子线圈10由所述第一同心式线圈组11的最外侧引入，并且由所述第二同心式线圈的最外侧引出。
对比例二
本申请对比例二提供一种定子绕组，所述定子绕组用于定子，所述定子的定子铁芯20延其周向等间距设置有60个导体槽21，所述定子的极对数为2，相数为三相，并且每个相均有两条支路并联；
所述定子绕组包括若干个同心式的定子线圈10，所述定子线圈10包括第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12，所述第一同心式线圈组11与所述第二同心式线圈组12连接，并且所述定子线圈10由所述第一同心式线圈组11的最内侧引入，并且由所述第二同心式线圈的最外侧引出。
对比例三
本申请对比例三提供一种定子绕组，所述定子绕组用于定子，所述定子的定子铁芯20延其周向等间距设置有60个导体槽21，所述定子的极对数为2，相数为三相，并且每个相均有两条支路并联；
所述定子绕组包括若干个同心式的定子线圈10，所述定子线圈10包括第一同心式线圈组11和第二同心式线圈组12，所述第一同心式线圈组11与所述第二同心式线圈组12连接，并且所述定子线圈10由所述第一同心式线圈组11的最外侧引入，并且由所述第二同心式线圈的最内侧引出。
应用实施例
本申请应用实施例采用电感电容测量仪对实施例一、对比例一至三提供的定子绕组分别进行L-L电感测试，得到如表1所示的的电感数据。由表1可知，实施例一提供的定子绕组的电感的不平衡度在1％以下，由此可见，本申请提供的定子为60槽、极对数为2、并联路数为2的三相感应电机采用前述结构的定子线圈10时，可以有效改善电感的不平衡度，进而以有效改善电机的功率，提高电机的扭力和转速，并降低定子绕组的损耗。
表1实施例与对比例的L-L电感测试数据
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种定子绕组，其特征在于，所述定子绕组用于定子，所述定子的定子铁芯(20)延其周向等间距设置有60个导体槽(21)，所述定子的极对数为2，相数为三相，并且每个相均有两条支路并联；
所述定子绕组包括若干个同心式的定子线圈(10)，所述定子线圈(10)包括第一同心式线圈组(11)和第二同心式线圈组(12)，所述第一同心式线圈组(11)与所述第二同心式线圈组(12)连接，并且所述定子线圈(10)由所述第一同心式线圈组(11)的最内侧引入，由所述第二同心式线圈组(12)的最内侧引出。
2.根据权利要求1所述的定子绕组，其特征在于，所述第一同心式线圈组(11)和所述第二同心式线圈组(12)均为五同心式线圈组，并且其节距分别为14、12、10、8和6；
所述第一同心式线圈组(11)和所述第二同心式线圈组(12)跨15个所述导体槽(21)连接。
3.根据权利要求2所述的定子绕组，其特征在于，所述导体槽(21)沿所述定子的径向依次设置有a和b共计2个槽层，所述定子的三个相分别为U相、V相和W相；
所述U相的第一条支路的绕线线路为：
20b-26a-19b-27a-18b-28a-17b-29a-16b-30a-45a-31b-44a-32b-43a-33b-42a-34b-41a-35b；
所述U相第二条支路的绕线线路为：
50b-56a-49b-57a-48b-58a-47b-59a-46b-60a-15a-1b-14a-2b-13a-3b-12a-4b-11a-5b；
沿绕线的方向，所述V相和所述W相绕线的引入的一端分别位于U相的引入的一端的两侧，并且与所述U相均间隔10个所述导体槽(21)。
4.根据权利要求3所述的定子绕组，其特征在于，所述U相、V相和W相的第一条支路的引出的一端连接并构成第一星点(13)，所述U相、V相和W相的第二条支路的引出的一端连接并构成第二星点(14)。
5.根据权利要求2所述的定子绕组，其特征在于，所述第一同心式线圈组(11)和所述第二同心式线圈组(12)的绕制方向包括第一方向和第二方向，所述第一同心式线圈组(11)和所述第二同心式线圈组(12)在所述第一方向和所述第二方向之间调整绕制的方向时光滑连接，且呈圆弧状。
6.根据权利要求5所述的定子绕组，其特征在于，所述第一同心式线圈组(11)和所述第二同心式线圈组(12)的绕制方向还包括第三方向，所述第一同心式线圈组(11)和所述第二同心式线圈组(12)沿所述第三方向绕制时跳圈。
7.根据权利要求5所述的定子绕组，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。
8.根据权利要求1所述的定子绕组，其特征在于，所述定子铁芯(20)上设置有定位键槽(22)，所述定位键槽(22)设置在沿周向相邻的两个所述导体槽(21)之间，并用于标定所述导体槽(21)的顺序。
9.一种定子，其特征在于，所述定子包括定子铁芯(20)以及如权利要求1至8任一项所述的定子绕组，所述定子绕组至少部分嵌装在所述定子铁芯(20)的导体槽(21)内。
10.一种电机，其特征在于，所述电机包括如权利要求9所述的定子。
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| CN202221969048.XU CN217935214U (zh) | 2022-07-28 | 2022-07-28 | 定子绕组、定子及电机 |
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| CN202221969048.XU CN217935214U (zh) | 2022-07-28 | 2022-07-28 | 定子绕组、定子及电机 |
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| CN202221969048.XU Active CN217935214U (zh) | 2022-07-28 | 2022-07-28 | 定子绕组、定子及电机 |
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN217935214U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116526783A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-08-01 | 山西电机制造有限公司 | 适用于自动嵌线的电机不等匝绕组的嵌线工艺 |
-
2022
- 2022-07-28 CN CN202221969048.XU patent/CN217935214U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116526783A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-08-01 | 山西电机制造有限公司 | 适用于自动嵌线的电机不等匝绕组的嵌线工艺 |
| CN116526783B (zh) * | 2023-05-19 | 2023-12-22 | 山西电机制造有限公司 | 适用于自动嵌线的电机不等匝绕组的嵌线工艺 |
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |