CN218829313U - 定子绕组、定子结构和扁线电机 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种定子绕组、定子结构和扁线电机,定子绕组用于定子结构,定子结构还包括定子铁芯,定子铁芯沿周向等间距设置有60个导体槽,定子结构的极数为4极,相数为三相,定子绕组包括三个相的绕制线路,每个相的绕制线路均包括并联的4条支路或者2条支路,每条支路均包括若干个定子线圈,若干个定子线圈采用叠绕的绕制方式,并且节距设置为一种,定子线圈采用扁平状的导体制成。本申请提供的槽数为60槽、极数为4极、相数为三相的定子结构的定子绕组可以兼容高压电机和低压电机的同步开发;并且若干个定子线圈均采用同一种节距,因此若干个定子线圈在制备时更加便捷,并且定子绕组绕制过程中也不易出错。
Description
技术领域
本申请涉及扁线电机技术领域,特别是涉及一种定子绕组、定子结构和扁线电机。
背景技术
扁线电机的定子结构在高转速下集肤效应的影响会突出,特别针对异步电机,在恒功率段功率下降会更明显。对于现有技术中的槽数为54槽、极数为6极、相数为三相的定子结构,其在最高转速18000rpm时频率高达800Hz,集肤效应尤为明显,这将导致电机的损耗非线性增大,降低电机的输出能力。但是当定子结构的极数为4极时,扁线电机高速段的功率衰减幅度大的问题可以得到有效优化,同时扁线电机的常用工况点可以保持较低频率,进而可以达到降低高频铁损、提升电机效率的目的。与此同时,现有技术中还可以采用多槽配合的方式,更有效降低电磁力带来的转矩脉动影响,以提升其NVH性能,例如定子结构的槽数为60槽。因此在现有技术中,新能源汽车的扁线电机具有向槽数为60槽、极数为4极的定子结构定向开发的趋势。
在现有技术中,对于槽数为60槽、极数为4极、相数为三相的定子结构而言,为了兼容高压(例如800V)电机和低压(例如400V)电机的同步开发,其定子绕组通常存在有多种绕制方式。然而不同绕制方式通常采用的是不同形状和节距的线圈,线圈的类型较多,制备时存在不便,在绕制的过程中也容易出错。
实用新型内容
基于此,本申请提供一种定子绕组、定子结构和扁线电机,以改善现有技术中槽数为60槽、极数为4极、相数为三相的定子结构的定子绕组采用不同绕制方式时线圈类型较多,制备存在不便且绕制容易出错的问题。
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结构,所述定子结构还包括定子铁芯,所述定子铁芯沿周向等间距设置有60个导体槽,所述定子结构的极数为4极,相数为三相,所述定子绕组包括三个相的绕制线路,每个相的绕制线路均包括并联的4条支路或者2条支路,每条支路均包括若干个定子线圈,若干个所述定子线圈采用叠绕的绕制方式,并且节距设置为一种,所述定子线圈采用扁平状的导体制成。
在其中一个实施例中,所述定子线圈包括扭头端、焊接端和有效边,所述有效边设置有两条,并且分别设置在两个所述导体槽内,所述扭头端设置在两条所述有效边的同一端,并且连接两条所述有效边,所述焊接端设置有两个,两个所述焊接端分别设置在两条所述有效边的另一端,并且沿相互靠近的方向延伸。
在其中一个实施例中,所述导体槽沿靠近所述定子铁芯的轴线的方向依次设置有a、b、c、d、e、f、g和h共计8个槽层,每个所述槽层用于放置一条所述有效边,所述定子绕组的三相分别为U相、V相和W相,所述定子线圈的节距为12槽;
每个相的绕制线路均包括并联的4条支路,每条支路的绕制线路的若干个所述定子线圈构成一组叠绕组;或
每个相的绕制线路均包括并联的2条支路,每条支路的绕制线路的若干个所述定子线圈构成两组叠绕组,并且还包括过桥线,所述过桥线连接两组所述叠绕组,并且所述过桥线两端跨过15个所述导体槽。
在其中一个实施例中,当每个相的绕制线路均包括并联的4条支路时,所述U相的第一条支路的绕制线路为:
1a-13b-2a-14b-3a-15b-4a-16b-5a-17b-5c-17d-4c-16d-3c-15d-2c-14d-1c-13d-1e-13f-2e-14f-3e-15f-4e-16f-5e-17f-5g-17h-4g-16h-3g-15h-2g-14h-1g-13h;
所述U相的第二条支路的绕制线路为:
28h-16g-29h-17g-30h-18g-31h-19g-32h-20g-32f-20e-31f-19e-30f-18e-29f-17e-28f-16e-28d-16c-29d-17c-30d-18c-31d-19c-32d-20c-32b-20a-31b-19a-30b-18a-29b-17a-28b-16a;
所述U相的第三条支路的绕制线路为:
31a-43b-32a-44b-33a-45b-34a-46b-35a-47b-35c-47d-34c-46d-33c-45d-32c-44d-31c-43d-31e-43f-32e-44f-33e-45f-34e-46f-35e-47f-35g-47h-34g-46h-33g-45h-32g-44h-31g-43h;
所述U相的第四条支路的绕制线路为:
58h-46g-59h-47g-60h-48g-1h-49g-2h-50g-2f-50e-1f-49e-60f-48e-59f-47e-58f-46e-58d-46c-59d-47c-60d-48c-1d-49c-2d-50c-2b-50a-1b-49a-60b-48a-59b-47a-58b-46a;
所述V相和所述W相的绕制线路沿所述导体槽的序号增大的方向依次与所述U相的绕制线路间隔10和20个所述导体槽。
在其中一个实施例中,当每个相的绕制线路均包括并联的2条支路时,所述U相的第一条支路的绕制线路为:
1a-13b-2a-14b-3a-15b-4a-16b-5a-17b-5c-17d-4c-16d-3c-15d-2c-14d-1c-13d-1e-13f-2e-14f-3e-15f-4e-16f-5e-17f-5g-17h-4g-16h-3g-15h-2g-14h-1g-13h-28h-16g-29h-17g-30h-18g-31h-19g-32h-20g-32f-20e-31f-19e-30f-18e-29f-17e-28f-16e-28d-16c-29d-17c-30d-18c-31d-19c-32d-20c-32b-20a-31b-19a-30b-18a-29b-17a-28b-16a;
U相的第二条支路的绕制线路为:
31a-43b-32a-44b-33a-45b-34a-46b-35a-47b-35c-47d-34c-46d-33c-45d-32c-44d-31c-43d-31e-43f-32e-44f-33e-45f-34e-46f-35e-47f-35g-47h-34g-46h-33g-45h-32g-44h-31g-43h-58h-46g-59h-47g-60h-48g-1h-49g-2h-50g-2f-50e-1f-49e-60f-48e-59f-47e-58f-46e-58d-46c-59d-47c-60d-48c-1d-49c-2d-50c-2b-50a-1b-49a-60b-48a-59b-47a-58b-46a;
所述V相和所述W相的绕制线路沿所述导体槽的序号增大的方向依次与所述U相的绕制线路间隔10和20个所述导体槽。
在其中一个实施例中,所述定子绕组还包括相铜排,所述相铜排与所述定子绕组的三相一一对应,并且用于将每个相的绕制线路的起始位置相连接。
在其中一个实施例中,所述定子绕组还包括星点铜排,所述星点铜排与所述定子绕组的三相的支路一一对应,并且所述星点铜排分别用于将三相的与其相对应的支路的绕制线路的终点位置相连接。
在其中一个实施例中,所述定子绕组还包括星点铜排,所述星点铜排用于将三相的每条支路的绕制线路的终点位置相连接。
第二方面,本申请提供一种定子结构,所述定子结构包括本申请提供的任意一种定子绕组。
第三方面,本申请提供一种扁线电机,所述扁线电机包括本申请提供的任意一种定子结构。
本申请提供的槽数为60槽、极数为4极、相数为三相的定子结构的定子绕组可以通过将每个相的绕制线路的并联支路设置为2支路或者4支路,以使其兼容高压电机和低压电机的同步开发;而无论采用前述的哪一种绕制方式,每条支路的绕制线路均包括若干个叠绕的定子线圈,并且若干个定子线圈均采用同一种节距,因此若干个定子线圈在制备时更加便捷,并且定子绕组绕制过程中也不易出错。
附图说明
图1为本申请实施例二提供的定子结构的部分的结构示意图;
图2为本申请实施例一提供的每个相包括并联的4条支路时定子绕组的绕制线路图;
图3为本申请实施例一提供的每个相包括并联的2条支路时定子绕组的绕制线路图;
图4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5为本申请实施例一提供的定子绕组的定子铁芯的槽层的结构示意图;
图6为本申请实施例一提供的每个相包括并联的4条支路时定子绕组的U相的绕制线路图;
图7为本申请实施例一提供的每个相包括并联的2条支路时定子绕组的U相的绕制线路图;
图8为本申请另一实施例提供的每个相包括并联的4条支路时定子绕组的绕制线路图;
图9为本申请另一实施例提供的每个相包括并联的2条支路时定子绕组的绕制线路图。
附图标记:100、定子绕组;110、定子线圈;111、扭头端;112、焊接端;113、有效边;120、过桥线;130、叠绕组;140、相铜排;150、星点铜排;200、定子铁芯;210、导体槽。
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
本申请实施例一提供一种定子绕组100,如图1所示,定子绕组100用于定子结构,定子结构还包括定子铁芯200,定子铁芯200沿周向等间距设置有60个导体槽210,定子结构的极数为4极,相数为三相,定子绕组100包括三个相的绕制线路,每个相的绕制线路均包括并联的4条支路或者2条支路,每条支路均包括若干个定子线圈110,若干个定子线圈110采用叠绕的绕制方式,并且节距设置为一种,定子线圈110采用扁平状的导体制成。
如图1所示,在本实施例中,示例性地说明,定子铁芯200可以设置为圆柱状,并且中空设置,以形成靠近轴线的内侧以及远离轴线的外侧。60个导体槽210沿周向等间距设置在定子铁芯200的内侧,并且相邻两个导体槽210之间间隔设置,以形成齿状结构。定子绕组100绕制在定子铁芯200的内侧的齿状结构上,并且定子绕组100的中部设置在导体槽210内,而两端伸出定子铁芯200的两端外。
如图2和图3所示,在本实施例中,定子绕组100包括三个相的绕制线路,而对于每个相来说,其绕制线路可以包括并联的4条支路或者2条支路。当定子绕组100的每个相的绕制线路包括并联的4条支路时,其适用于的定子结构可以进一步用于400V的低压电机;当定子绕组100的每个相的绕制线路包括并联的2条支路时,其适用于的定子结构可以进一步用于800V的高压电机。因此本实施例通过对每个相的绕制线路的并联支路的数量的调整,可以达到兼容高压电机和低压电机的同步开发的目的。
如图2至图4所示,更详细地说,定子绕组100的每个相无论是包括并联的2条支路还是包括并联的4条支路,其每条支路均包括若干个定子线圈110,若干个定子线圈110采用叠绕的绕制方式进行绕制,并且若干个定子线圈110均采用同一种节距。与此同时,定子线圈110可以采用扁平状的铜线制成,扁平状的铜线即为“扁线”,其使得定子结构可以适用于扁线电机,并且可以提高扁线电机的定子结构的槽满率。
可以理解的是,本申请提供的槽数为60槽、极数为4极、相数为三相的定子结构的定子绕组100可以通过将每个相的绕制线路的并联支路设置为2支路或者4支路,以使其兼容高压电机和低压电机的同步开发;而无论采用前述的哪一种绕制方式,每条支路的绕制线路均包括若干个叠绕的定子线圈110,并且若干个定子线圈110均采用同一种节距,因此若干个定子线圈110在制备时更加便捷,并且定子绕组100绕制过程中也不易出错。
具体地,定子线圈110包括扭头端111、焊接端112和有效边113,有效边113设置有两条,并且分别设置在两个导体槽210内,扭头端111设置在两条有效边113的同一端,并且连接两条有效边113,焊接端112设置有两个,两个焊接端112分别设置在两条有效边113的另一端,并且沿相互靠近的方向延伸。
如图1和图4所示,在本实施例中,示例性地说明,有效边113沿定子铁芯200的轴线延伸,并且平行且间隔设置有两条,两条有效边113分别设置在两个导体槽210内。定子线圈110的节距即两条有效边113跨过的导体槽210的数量。扭头端111可以设置为“V”字形,其包括呈扩口状的两个端部,扭头端111的两个端部分别与两条有效边113的同一端连接。而两个焊接端112部分别与两条有效边113的另一端连接,同时沿相互靠近的方向延伸,并且在延伸后,两个焊接端112错位设置。
可以理解的是,若干个定子线圈110叠绕时,若干个定子线圈110的焊接端112均设置在定子铁芯200的同一端,而扭头端111均设置在定子铁芯200的另一端。定子绕组100绕制完成后,可以对若干个定子线圈110的扭头端111进行扭头。而定子线圈110的焊接端112用于进行焊接,例如连续的两个定子线圈110可以通过两个焊接端112焊接固定,以实现连接。
更具体地,导体槽210沿靠近定子铁芯200的轴线的方向依次设置有a、b、c、d、e、f、g和h共计8个槽层,每个槽层用于放置一条有效边113,定子绕组100的三相分别为U相、V相和W相,定子线圈110的节距为12槽;
每个相的绕制线路均包括并联的4条支路,每条支路的绕制线路的若干个定子线圈110构成一组叠绕组130;或
每个相的绕制线路均包括并联的2条支路,每条支路的绕制线路的若干个定子线圈110构成两组叠绕组130,并且还包括过桥线120,过桥线120连接两组叠绕组130,并且过桥线120两端跨过15个导体槽210。
如图1和图5所示,在本实施例中,示例性地说明,导体槽210沿靠近定子铁芯200的轴线的方向即导体槽210的槽底靠近槽口的方向,沿该方向,导体槽210依次设置有8个槽层,分别用于放置8条有效边113;而定子绕组100在绕制后,其层数为8层。更详细地说,a、b、c、d、e、f、g和h仅用于表示导体槽210的槽层的顺序,并不视为对导体槽210本身进行限定。在一些实施例中,可以采用其他序号对导体槽210进行编号,例如1至8。而同样地,U、V和W也仅用于区分三相。在一些实施例中,U相、V相和W相可以进行互换。
如图6和图7所示,在本实施例中,定子线圈110的两条有效边113跨过的导体槽210的数量为12,因此其节距为12槽。当每个相的绕制线的并联支路的数量为4时,每条支路的绕制线路的若干个定子绕组100叠绕为一组叠绕组130。当每个相的绕制线路的并联支路的数量为2时,每条支路的绕制线路叠绕为两组叠绕组130;与此同时,在两组叠绕组130之间还设置有过桥线120,过桥线120用于将两组叠绕组130进行连接,并且在连接时,过桥线120的两端跨过15个导体槽210。
可以理解的是,本申请通过将导体槽210的槽层设置为8层,并且合理设置定子线圈110的节距,同时在必要时设置过桥线120,可以将若干个定子线圈110叠绕为一组或者两组叠绕组130,进而可以使得定子绕组100的每个相均包括2条或者4条并联的支路,以兼容高压电机和低压电机的同步开发。
更具体地,当每个相的绕制线路均包括并联的4条支路时,U相的第一条支路的绕制线路为:
1a-13b-2a-14b-3a-15b-4a-16b-5a-17b-5c-17d-4c-16d-3c-15d-2c-14d-1c-13d-1e-13f-2e-14f-3e-15f-4e-16f-5e-17f-5g-17h-4g-16h-3g-15h-2g-14h-1g-13h;
U相的第二条支路的绕制线路为:
28h-16g-29h-17g-30h-18g-31h-19g-32h-20g-32f-20e-31f-19e-30f-18e-29f-17e-28f-16e-28d-16c-29d-17c-30d-18c-31d-19c-32d-20c-32b-20a-31b-19a-30b-18a-29b-17a-28b-16a;
U相的第三条支路的绕制线路为:
31a-43b-32a-44b-33a-45b-34a-46b-35a-47b-35c-47d-34c-46d-33c-45d-32c-44d-31c-43d-31e-43f-32e-44f-33e-45f-34e-46f-35e-47f-35g-47h-34g-46h-33g-45h-32g-44h-31g-43h;
U相的第四条支路的绕制线路为:
58h-46g-59h-47g-60h-48g-1h-49g-2h-50g-2f-50e-1f-49e-60f-48e-59f-47e-58f-46e-58d-46c-59d-47c-60d-48c-1d-49c-2d-50c-2b-50a-1b-49a-60b-48a-59b-47a-58b-46a;
V相和W相的绕制线路沿导体槽210的序号增大的方向依次与U相的绕制线路间隔10和20个导体槽210。
如图6所示,在本实施例中,示例性地说明,数字1至60为导体槽210的序号,定子铁芯200上的任意一个导体槽210均可以用作序号为“1”的导体槽210。在一些实施例中,导体槽210的序号也可以采用其他顺序编号,其不视为对导体槽210本身的限定。定子线圈110的两条有效边113跨过的导体槽210的数量为两条有效边113所对应的导体槽210的序号之差,由此可以获得定子线圈110的节距。
对于U相的第一条支路,“1a-13b”对应第一个定子线圈110,其中“1a”作为U相第一条支路的绕制线路的起始位置,参照图6中的U1。第一个定子线圈110的两条有效边113分别放置在序号为“1”的导体槽210的a槽层以及序号为“13”的导体槽210的b槽层,而“2a-14b”、“3a-15b”分别对应第二个、第三个定子线圈110,再之后的绕制线路同理。可以理解的是,“1g-13h”对应最后一个定子线圈110,其中“13h”作为U相第一条支路的绕制线路的终点位置,参照图6中的X1。
如图6所示,在本实施例中,“1a-13b”、“2a-14b”、“3a-15b”、“4a-16b”和“5a-17b”对应叠绕组130的第一次叠绕,“5c-17d”、“4c-16d”、“3c-15d”、“2c-14d和“1c-13d”对应叠绕组130的第二次叠绕,“1e-13f”、“2e-14f”、“3e-15f”、“4e-16f”和“5e-17f”对应叠绕组130的第三次叠绕,“5g-17h”、“4g-16h”、“3g-15h”、“2g-14h”和“1g-13h”对应叠绕组130的第四次叠绕;而前述的四次叠绕构成一组叠绕组130。
U相的第二条支路、第三条支路和第四条支路的绕制线路同理,其起点位置和终点位置分别参照图6中的U2、U3和U4以及X2、X3和X4。
如图2所示,而同样地,V相和W相的绕制线路可以分别由U相的绕制线路沿导体槽210的序号增大的方向平移10个和20个导体槽210得到。也就是说,V相的4条支路的绕制线路的起始位置分别为“11a”、“38h”、“41a”和“8h”,参照图2中的V1、V2、V3和V4,终点位置分别为“23h”、“26a”、“53h”和“56a”,参照图2中的Y1、Y2、Y3和Y4;W相的4条支路的绕制线路的起始位置分别为“21a”、“48h”、“51a”和“18h”,参照图2中的W1、W2、W3和W4,终点位置分别为“33h”、“36a”、“3h”和“6a”,参照图2中的Z1、Z2、Z3和Z4。
更具体地,当每个相的绕制线路均包括并联的2条支路时,U相的第一条支路的绕制线路为:
1a-13b-2a-14b-3a-15b-4a-16b-5a-17b-5c-17d-4c-16d-3c-15d-2c-14d-1c-13d-1e-13f-2e-14f-3e-15f-4e-16f-5e-17f-5g-17h-4g-16h-3g-15h-2g-14h-1g-13h-28h-16g-29h-17g-30h-18g-31h-19g-32h-20g-32f-20e-31f-19e-30f-18e-29f-17e-28f-16e-28d-16c-29d-17c-30d-18c-31d-19c-32d-20c-32b-20a-31b-19a-30b-18a-29b-17a-28b-16a;
U相的第二条支路的绕制线路为:
31a-43b-32a-44b-33a-45b-34a-46b-35a-47b-35c-47d-34c-46d-33c-45d-32c-44d-31c-43d-31e-43f-32e-44f-33e-45f-34e-46f-35e-47f-35g-47h-34g-46h-33g-45h-32g-44h-31g-43h-58h-46g-59h-47g-60h-48g-1h-49g-2h-50g-2f-50e-1f-49e-60f-48e-59f-47e-58f-46e-58d-46c-59d-47c-60d-48c-1d-49c-2d-50c-2b-50a-1b-49a-60b-48a-59b-47a-58b-46a;
V相和W相的绕制线路沿导体槽210的序号增大的方向依次与U相的绕制线路间隔10和20个导体槽210。
如图7所示,在本实施例中,示例性地说明,对于U相的第一条支路,“1a-13b”对应第一个定子线圈110,其中“1a”作为U相第一条支路的绕制线路的起始位置,参照图7中的U1。第一个定子线圈110的两条有效边113分别放置在序号为“1”的导体槽210的a槽层以及序号为“13”的导体槽210的b槽层,而“2a-14b”、“3a-15b”分别对应第二个、第三个定子线圈110,再之后的绕制线路同理。可以理解的是,“28b-16a”对应最后一个定子线圈110,其中“16a”作为U相第一条支路的绕制线路的终点位置,参照图7中的X1。
如图7所示,可以理解的是,以下绕制线路:
1a-13b-2a-14b-3a-15b-4a-16b-5a-17b-5c-17d-4c-16d-3c-15d-2c-14d-1c-13d-1e-13f-2e-14f-3e-15f-4e-16f-5e-17f-5g-17h-4g-16h-3g-15h-2g-14h-1g-13h,对应的是U相的第一个叠绕组130。
而绕制线路:
28h-16g-29h-17g-30h-18g-31h-19g-32h-20g-32f-20e-31f-19e-30f-18e-29f-17e-28f-16e-28d-16c-29d-17c-30d-18c-31d-19c-32d-20c-32b-20a-31b-19a-30b-18a-29b-17a-28b-16a,对应的是U相的第二个叠绕组130。
而绕制线路“13h-28h”对应过桥线120,其两端分别与两个定子线圈110连接,更详细的说,其两端分别与绕制线路为“1g-13h”的定子线圈110以及绕制线路为“28h-16g”的定子线圈110连接,并且分别靠近“13h”的有效边113和“28h”的有效边113,跨过的导体槽210的数量为序号之差,即为15。
如图7所示,U相的第二条支路的绕制线路同理,可以理解的是,U相的第二条支路的绕制线路可以由U相的第一条支路的绕制线路沿导体槽210的序号增大的方向平移30个导体槽210得到,其起点位置和终点位置分别参照图7中的U2和X2。
如图3所示,而同样地,V相和W相的绕制线路可以分别由U相的绕制线路沿导体槽210的序号增大的方向平移10个和20个导体槽210得到。也就是说,V相的2条支路的绕制线路的起始位置分别为“11a”和“41a”,参照图3中的V1和V2,终点位置分别为“26a”和“56a”,参照图3中的Y1和Y2;W相的2条支路的绕制线路的起始位置分别为“21a”和“51a”,参照图3中的W1和W2,终点位置分别为“36a”和“6a”,参照图3中的Z1和Z2。
更具体地,定子绕组100还包括相铜排140,相铜排140与定子绕组100的三相一一对应,并且用于将每个相的绕制线路的起始位置相连接。
在本实施例中,示例性地说明,相铜排140设置有3个,3个相铜排140分别与U相、V相和W相相对应。
如图2和图6所示,当每个相均包括4条并联的支路时,对于U相,其4条支路的绕制线路的起始位置“1a”、“28h”、“31a”和“58h”均与一个相铜排140连接,参照图6中的U1、U2、U3和U4;对于V相,其4条支路的绕制线路的起始位置“11a”、“38h”、“41a”和“8h”均与另一个相铜排140连接,参照图2中的V1、V2、V3和V4;对于W相,其4条支路的绕制线路的起始位置“21a”、“48h”、“51a”和“18h”均与最后一个相铜排140连接,参照图2中的W1、W2、W3和W4。
如图3和图7所示,当每个相包括2条并联的支路时,每个相铜排140仅与其对应的相的2条支路的绕制线路的起始位置连接。
更具体地,定子绕组100还包括星点铜排150,星点铜排150与定子绕组100的三相的支路一一对应,并且星点铜排150分别用于将三相的与其相对应的支路的绕制线路的终点位置相连接。
在本实施例中,示例性地说明,星点铜排150可以设置为多个,其数量与每个相的支路的数量相等。
如图2所示,当每个相均包括4条并联的支路时,星点铜排150设置为4个。对于U相、V相和W相,其第一条支路的绕制线路的终点位置“13h”、“23h”和“33h”均与第一个星点铜排150连接,参照图2中的X1、Y1和Z1,其第二条支路的绕制线路的终点位置“16a”、“26a”和“36a”均与第二个星点铜排150连接,参照图2中的X2、Y2和Z2,其第三条支路的绕制线路的终点位置“43h”、“53h”和“3h”均与第三个星点铜排150连接,参照图2中的X3、Y3和Z3,而其第四条支路的绕制线路的终点位置“46a”、“56a”和“6a”均与第四个星点铜排150连接,参照图2中的X4、Y4和Z4。
如图3所示,当每个相均包括2条并联的支路时,星点铜排150设置为2个。对于U相、V相和W相,其第一条支路的绕制线路的终点位置“16a”、“26a”和“36a”均与一个星点铜排150连接,参照图3中的X1、Y1和Z1,其第二条支路的绕制线路的终点位置“46a”、“56a”和“6a”均与另一个星点铜排150连接,参照图3中的X2、Y2和Z2。
在一些实施例中,星点铜排150也可以仅设置为一个,星点铜排150用于将三相的每条支路的绕制线路的终点位置相连接。
在此,对前述实施例进行示例性地说明,星点铜排150设置为一个,无论是每个相包括2条并联的支路还是包括4条并联的支路,三个相所有的支路的绕制线路的终点位置均与星点铜排150连接。
如图8所示,更详细地说,当每个相均包括4条并联的支路时,第一条支路的绕制线路的终点位置“13h”、“23h”和“33h”(参照图8中的X1、Y1和Z1),第二条支路的绕制线路的终点位置“16a”、“26a”和“36a”(参照图8中的X2、Y2和Z2),第三条支路的绕制线路的终点位置“43h”、“53h”和“3h”(参照图8中的X3、Y3和Z3)以及第四条支路的绕制线路的终点位置“46a”、“56a”和“6a”(参照图8中的X4、Y4和Z4)均设置在同一个星点铜排150上。
如图9所示,当每个相均包括2条并联的支路时,第一条支路的绕制线路的终点位置“16a”、“26a”和“36a”(参照图9中的X1、Y1和Z1)以及第二条支路的绕制线路的终点位置“46a”、“56a”和“6a”(参照图9中的X2、Y2和Z2)均设置在同一个星点铜排150上。
本申请实施例一提供的定子绕组100的实施原理为:
先将定子铁芯200制备成型,然后采用叠绕的绕制方式将三相的绕制线路均绕制在定子铁芯200上。在绕制前,根据高压电机或者低压电机的开发需要,选择每个相的并联支路的数量为2或者4。当每个相并联的支路的数量为2时,还需要采用过桥线120。在绕制时,定子线圈110的两条有效边113分别放置在两个导体槽210内,并且若干个定子线圈110的扭头端111均布置在定子线圈110的同一端,而焊接端112均布置在定子线圈110的另一端。连续的两个定子线圈110可以通过两个焊接端112进行连接,若干个定子线圈110叠绕成叠绕组130;而过桥线120用于在并联支路的数量为2时连接两个叠绕组130。再将相铜排140与其对应的相的所有支路的绕制线路的起始位置连接,并将星点铜排150与三相的绕制线路连接;连接星点铜排150时,根据星点铜排150的数量和结构选择连接方式。
本申请提供的槽数为60槽、极数为4极、相数为三相的定子结构的定子绕组100可以通过将每个相的绕制线路的并联支路设置为2支路或者4支路,以使其兼容高压电机和低压电机的同步开发;而无论采用前述的哪一种绕制方式,每条支路的绕制线路均包括若干个叠绕的定子线圈110,并且若干个定子线圈110均采用同一种节距,因此若干个定子线圈110在制备时更加便捷,并且定子绕组100绕制过程中也不易出错。
实施例二
本申请实施例二提供一种定子结构,定子结构包括本申请提供的任意一种定子绕组100。
实施例三
本申请实施例三提供一种扁线电机,扁线电机包括本申请提供的任意一种定子结构。
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(100),其特征在于,所述定子绕组(100)用于定子结构,所述定子结构还包括定子铁芯(200),所述定子铁芯(200)沿周向等间距设置有60个导体槽(210),所述定子结构的极数为4极,相数为三相,所述定子绕组(100)包括三个相的绕制线路,每个相的绕制线路均包括并联的4条支路或者2条支路,每条支路均包括若干个定子线圈(110),若干个所述定子线圈(110)采用叠绕的绕制方式,并且节距设置为一种,所述定子线圈(110)采用扁平状的导体制成。
2.根据权利要求1所述的定子绕组(100),其特征在于,所述定子线圈(110)包括扭头端(111)、焊接端(112)和有效边(113),所述有效边(113)设置有两条,并且分别设置在两个所述导体槽(210)内,所述扭头端(111)设置在两条所述有效边(113)的同一端,并且连接两条所述有效边(113),所述焊接端(112)设置有两个,两个所述焊接端(112)分别设置在两条所述有效边(113)的另一端,并且沿相互靠近的方向延伸。
3.根据权利要求2所述的定子绕组(100),其特征在于,所述导体槽(210)沿靠近所述定子铁芯(200)的轴线的方向依次设置有a、b、c、d、e、f、g和h共计8个槽层,每个所述槽层用于放置一条所述有效边(113),所述定子绕组(100)的三相分别为U相、V相和W相,所述定子线圈(110)的节距为12槽;
每个相的绕制线路均包括并联的4条支路,每条支路的绕制线路的若干个所述定子线圈(110)构成一组叠绕组(130);或
每个相的绕制线路均包括并联的2条支路,每条支路的绕制线路的若干个所述定子线圈(110)构成两组叠绕组(130),并且还包括过桥线(120),所述过桥线(120)连接两组所述叠绕组(130),并且所述过桥线(120)两端跨过15个所述导体槽(210)。
4.根据权利要求3所述的定子绕组(100),其特征在于,当每个相的绕制线路均包括并联的4条支路时,所述U相的第一条支路的绕制线路为:
1a-13b-2a-14b-3a-15b-4a-16b-5a-17b-5c-17d-4c-16d-3c-15d-2c-1 4d-1c-13d-1e-13f-2e-14f-3e-15f-4e-16f-5e-17f-5g-17h-4g-16h-3g-15h-2g-14h-1g-13h;
所述U相的第二条支路的绕制线路为:
28h-16g-29h-17g-30h-18g-31h-19g-32h-20g-32f-20e-31f-19e-30f-18e-29f-17e-28f-16e-28d-16c-29d-17c-30d-18c-31d-19c-32d-20c-32b-20a-31b-19a-30b-18a-29b-17a-28b-16a;
所述U相的第三条支路的绕制线路为:
31a-43b-32a-44b-33a-45b-34a-46b-35a-47b-35c-47d-34c-46d-33c-45d-32c-44d-31c-43d-31e-43f-32e-44f-33e-45f-34e-46f-35e-47f-35g-47h-34g-46h-33g-45h-32g-44h-31g-43h;
所述U相的第四条支路的绕制线路为:
58h-46g-59h-47g-60h-48g-1h-49g-2h-50g-2f-50e-1f-49e-60f-48e-59f-47e-58f-46e-58d-46c-59d-47c-60d-48c-1d-49c-2d-50c-2b-50a-1b-49a-60b-48a-59b-47a-58b-46a;
所述V相和所述W相的绕制线路沿所述导体槽(210)的序号增大的方向依次与所述U相的绕制线路间隔10和20个所述导体槽(210)。
5.根据权利要求3所述的定子绕组(100),其特征在于,当每个相的绕制线路均包括并联的2条支路时,所述U相的第一条支路的绕制线路为:
1a-13b-2a-14b-3a-15b-4a-16b-5a-17b-5c-17d-4c-16d-3c-15d-2c-1 4d-1c-13d-1e-13f-2e-14f-3e-15f-4e-16f-5e-17f-5g-17h-4g-16h-3g-15h-2g-14h-1g-13h-28h-16g-29h-17g-30h-18g-31h-19g-32h-20g-32f-20e-31f-19e-30f-18e-29f-17e-28f-16e-28d-16c-29d-17c-30d-18c-31d-19c-32d-20c-32b-20a-31b-19a-30b-18a-29b-17a-28b-16a;
U相的第二条支路的绕制线路为:
31a-43b-32a-44b-33a-45b-34a-46b-35a-47b-35c-47d-34c-46d-33c-45d-32c-44d-31c-43d-31e-43f-32e-44f-33e-45f-34e-46f-35e-47f-35g-47h-34g-46h-33g-45h-32g-44h-31g-43h-58h-46g-59h-47g-60h-48g-1h-49g-2h-50g-2f-50e-1f-49e-60f-48e-59f-47e-58f-46e-58d-46c-59d-47c-60d-48c-1d-49c-2d-50c-2b-50a-1b-49a-60b-48a-59b-47a-58b-46a;
所述V相和所述W相的绕制线路沿所述导体槽(210)的序号增大的方向依次与所述U相的绕制线路间隔10和20个所述导体槽(210)。
6.根据权利要求4或5所述的定子绕组(100),其特征在于,所述定子绕组(100)还包括相铜排(140),所述相铜排(140)与所述定子绕组(100)的三相一一对应,并且用于将每个相的绕制线路的起始位置相连接。
7.根据权利要求4或5所述的定子绕组(100),其特征在于,所述定子绕组(100)还包括星点铜排(150),所述星点铜排(150)与所述定子绕组(100)的三相的支路一一对应,并且所述星点铜排(150)分别用于将三相的与其相对应的支路的绕制线路的终点位置相连接。
8.根据权利要求4或5所述的定子绕组(100),其特征在于,所述定子绕组(100)还包括星点铜排(150),所述星点铜排(150)用于将三相的每条支路的绕制线路的终点位置相连接。
9.一种定子结构,其特征在于,所述定子结构包括如权利要求1至8任一项所述的定子绕组(100)。
10.一种扁线电机,其特征在于,所述扁线电机包括如权利要求9所述的定子结构。
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