CN219145116U - 定子、电机组件和车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种定子、电机组件和车辆,定子包括:定子铁芯,具有S个定子齿槽;定子绕组,包括多个第一线圈组和多个第二线圈组,第一线圈组包括N个第一线圈,第一线圈包括第一槽内导体、第一周向导体和沿定子铁芯径向延伸的第一连接导体;第二线圈组包括N个第二线圈,第二线圈包括第二槽内导体、第二周向导体和沿定子铁芯轴向延伸的第二连接导体;N≥3。根据本实用新型实施例的定子实现了S槽定子的有序布线,降低了装配过程工序复杂程度、装配工艺难度,提高了生产效率,且线圈所包括的导体数和导体排布方式易于调节。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆技术领域,更具体地,涉及一种定子、电机组件和车辆。
背景技术
在相关技术中,扁线绕组电机多数采用发卡绕组,其工序包括发卡绕组成型、扭头扩口、焊接等,每一个工序工艺要求都很复杂,并且该结构限制了扁线的绕制方式,不易变更扁线层数。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的在于提出一种定子,所述定子可以实现具有S个定子齿槽的定子的有序布线,且装配工序简单,绕线更加灵活。
本实用新型还提出一种具有上述定子的电机组件。
本实用新型还提出一种具有上述电机组件的车辆。
根据本实用新型实施例的定子,包括:定子铁芯,所述定子铁芯具有沿所述定子铁芯的周向排布的S个定子齿槽;定子绕组,所述定子绕组包括安装在所述定子铁芯上的多个第一线圈组和多个第二线圈组,多个所述第一线圈组和多个所述第二线圈组构成三相绕组,在所述定子铁芯的周向上,多个所述第一线圈组沿三相绕组的预设顺序依次排布,多个所述第二线圈组沿三相绕组的预设顺序依次排布,且对应同一相绕组的所述第一线圈组和所述第二线圈组沿所述定子铁芯的周向交替排布,所述第一线圈组包括N个第一线圈,所述第一线圈包括设于两个所述定子齿槽内的第一槽内导体、位于所述定子铁芯轴向两端的第一周向导体和连接所述第一槽内导体和所述第一周向导体的第一连接导体,所述第一连接导体沿所述定子铁芯的径向延伸,所述第一线圈组具有沿所述定子铁芯轴向延伸的第一中心线,所述第一线圈的两个所述第一槽内导体对称位于所述第一中心线两侧,同一所述第一线圈组的位于所述第一中心线同一侧的N个所述第一槽内导体设于连续的N个所述定子齿槽内;所述第二线圈组包括N个第二线圈,所述第二线圈包括设于两个所述定子齿槽内的第二槽内导体、位于所述定子铁芯轴向两端的第二周向导体和连接所述第二槽内导体和所述第二周向导体的第二连接导体,所述第二连接导体沿所述定子铁芯的轴向延伸,所述第二线圈组具有沿所述定子铁芯轴向延伸的第二中心线,所述第二线圈的两个所述第二槽内导体对称位于所述第二中心线两侧,同一所述第二线圈组的位于所述第二中心线同一侧的N个所述第二槽内导体设于连续的N个所述定子齿槽内;N≥3。
根据本实用新型实施例的定子,通过设置第一线圈组和第二线圈组两种结构的线圈组,且第一线圈组包括N个第一线圈,第二线圈组包括N个第二线圈,N≥3,可以实现具有S个定子齿槽的定子的有序布线,并且定子绕组安装至定子铁芯的过程,省去了发卡绕组的扭头、扩口等工序,大大降低了工序工艺的复杂程度,降低了装配工艺难度,提高了生产效率,且有利于使线圈的导体有序排布,有利于提高合格率和定子性能。并且线圈所包括的导体数和导体排布方式易于调节,便于满足不同电机的应用需求。
另外,根据本实用新型上述实施例的定子还可以具有如下附加的技术特征:
根据本实用新型的一些实施例,S为72,N为3,所述定子绕组包括6个所述第一线圈组和6个所述第二线圈组,同一所述第一线圈组的三个所述第一线圈所跨越的所述定子齿槽数量分别为7、9和11,同一所述第二线圈组的三个所述第二线圈所跨越的所述定子齿槽数量分别为7、9和11。
根据本实用新型的一些实施例,所述第一槽内导体和/或所述第二槽内导体包括M个导体,M个所述导体沿所述定子铁芯的径向排布,且4≤M≤16,所述导体垂直于所述定子铁芯轴向的截面包括两个第一直边和两个第二直边,两个所述第一直边沿所述定子铁芯的周向间隔开,两个所述第二直边沿所述定子铁芯的径向间隔开,所述第一直边的长度小于所述第二直边的长度。
根据本实用新型的一些实施例,所述定子齿槽内设有槽绝缘件,所述槽绝缘件沿所述定子铁芯的轴向延伸,且包围位于所述定子齿槽内的所述第一槽内导体或所述第二槽内导体。
根据本实用新型的一些实施例,所述槽绝缘件包括槽底盖和槽顶盖,所述槽底盖包括第一底壁和与所述第一底壁两侧相连的两个第一侧壁,所述第一侧壁沿所述定子铁芯的径向延伸且两个所述第一侧壁沿所述定子铁芯的周向间隔开;所述槽顶盖包括第二底壁和与所述第二底壁两侧相连的两个第二侧壁,所述第二侧壁沿所述定子铁芯的径向延伸且两个所述第二侧壁沿所述定子铁芯的周向间隔开;所述第一侧壁和对应侧的所述第二侧壁搭接。
根据本实用新型的一些实施例,所述第一侧壁沿所述定子铁芯径向的延伸长度大于所述第二侧壁沿所述定子铁芯径向的延伸长度。
根据本实用新型的一些实施例,所述第一侧壁和所述第二侧壁压紧配合。
根据本实用新型的一些实施例,在所述定子铁芯的周向上两个所述第一侧壁分别位于两个所述第二侧壁的彼此远离侧,所述定子齿槽具有槽底面和沿所述定子铁芯周向间隔开的两个槽侧面,至少一个所述槽侧面靠近所述槽底面的端部设有凹槽,所述第一侧壁的至少一部分位于所述凹槽内。
根据本实用新型的一些实施例,所述凹槽沿所述定子铁芯周向的深度为0.25mm~0.50mm。
根据本实用新型的一些实施例,对应同一相绕组的多个所述第一线圈组和多个所述第二线圈组构成多条并联支路,所述支路串联其中一个所述第一线圈组的N个所述第一线圈,或者串联其中一个所述第二线圈组的N个所述第二线圈,或者串联至少一个所述第一线圈组的N个所述第一线圈和至少一个所述第二线圈组的N个所述第二线圈。
根据本实用新型的一些实施例,所述定子铁芯包括环形的定子轭部和S个定子齿部,S个所述定子齿部沿所述定子轭部的周向分布,相邻两个所述定子齿部之间形成所述定子齿槽,所述第一周向导体位于所述定子轭部的轴向外侧,所述第二周向导体位于所述定子齿部的轴向外侧,在所述定子铁芯的轴向上,所述第二周向导体位于所述第一周向导体的远离所述定子铁芯的一侧。
根据本实用新型的一些实施例,所述第一线圈和所述第二线圈为预制线圈。
根据本实用新型实施例的电机组件包括根据本实用新型实施例的定子。
根据本实用新型实施例的车辆包括根据本实用新型实施例的电机组件。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本实用新型实施例的定子的轴向视图;
图2是根据本实用新型实施例的定子铁芯和第一线圈组的结构示意图;
图3是图2的透视图;
图4是根据本实用新型实施例的定子铁芯和第一线圈组的主视图;
图5是根据本实用新型实施例的定子绕组的轴向视图;
图6是根据本实用新型实施例的定子绕组的主视图;
图7是根据本实用新型实施例的定子绕组的结构示意图;
图8是根据本实用新型实施例的同一相对应的第一线圈组和第二线圈组的排布示意图;
图9是图8的透视图;
图10是根据本实用新型实施例的定子的第一线圈组的结构示意图;
图11是图10的爆炸图;
图12是根据本实用新型实施例的定子的第二线圈组的结构示意图;
图13是根据本实用新型实施例的定子的局部放大结构示意图;
图14是根据本实用新型一些实施例的同一相绕组的线路示意图;
图15是根据本实用新型另一些实施例的同一相绕组的线路示意图;
图16是根据本实用新型实施例的车辆的示意图。
附图标记:
定子100;电机组件200;车辆300;
定子铁芯10;定子齿槽101;凹槽102;槽底面103;槽侧面104;定子齿部11;定子轭部12;
定子绕组20;导体21;第一直边211;第二直边212;
第一线圈组30;第一线圈31;第一槽内导体32;第一周向导体33;第一连接导体34;
第二线圈组40;第二线圈41;第二槽内导体42;第二周向导体43;第二连接导体44;
槽绝缘件50;槽底盖51;第一底壁511;第一侧壁512;槽顶盖52;第二底壁521;第二侧壁522。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“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,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,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。
在本实用新型的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征,“多个”的含义是两个或两个以上,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
下面参考附图描述根据本实用新型实施例的定子100。
参照图1-图13所示,根据本实用新型实施例的定子100可以包括:定子铁芯10和定子绕组20。
具体而言,定子铁芯10具有S个定子齿槽101,S个定子齿槽101沿定子铁芯10的周向排布。例如,定子铁芯10包括定子轭部12和定子齿部11,其中,定子轭部12为环形,定子齿部11为S个,S个定子齿部11沿定子轭部12的周向分布,且设于定子轭部12的内周面,以用于内转子电机,换言之,定子齿部11沿定子铁芯10径向的外端与定子轭部12的内周面连接,S个定子齿部11的内端可以限定出与定子轭部12同轴的定子孔。或者,S个定子齿部11设于定子轭部12的外周面,以用于外转子电机,换言之,定子齿部11沿定子铁芯10径向的内端与定子轭部12的外周面连接。相邻两个定子齿部11之间形成有定子齿槽101。
定子轭部12能够为S个定子齿部11提供机械支撑,使定子齿部11位置固定。在一些实施例中,定子齿部11可以一体成型于定子轭部12。
下面以定子齿部11设于定子轭部12的内周面为例描述定子100的具体结构,根据以下描述,定子齿部11设于定子轭部12的外周面的实施例对本领域技术人员而言是可以理解的。
参照图2-图9所示,定子绕组20包括安装在定子铁芯10上的多个第一线圈组30和多个第二线圈组40,多个第一线圈组30和多个第二线圈组40构成三相绕组。
其中,在定子铁芯10的周向上,所有第一线圈组30沿定子铁芯10的周向按照三相绕组的预设顺序依次排布,所有第二线圈组40沿定子铁芯10的周向按照三相绕组的预设顺序依次排布,且对应同一相绕组的第一线圈组30和第二线圈组40沿定子铁芯10的周向交替排布。并且,第一线圈组30可以包括N个第一线圈31,第二线圈组40包括N个第二线圈41,N≥3。
举例而言,如图2-图9所示,定子铁芯1具有72个定子齿槽101,即S=72,定子绕组20包括A相、B相和C相三相绕组,每相包括两个第一线圈组30和两个第二线圈组40。其中,六个第一线圈组30按照A相、B相、C相、A相、B相和C相的顺序依次排布,六个第二线圈组40按照A相、B相、C相、A相、B相和C相的顺序依次排布,第一线圈组30均包括同心布置的三个第一线圈31,第二线圈组40包括同心布置的三个第二线圈41,即N=3。对应同一相绕组的第一线圈组30和第二线圈组40交替排列,即按照第一线圈组30、第二线圈组40、第一线圈组30、第二线圈组40的顺序依次排布。
每个线圈(第一线圈31和第二线圈41)包括两个槽内导体、两个周向导体和四个连接导体,槽内导体位于定子齿槽101内,周向导体位于定子铁芯10轴向两端,连接导体连接槽内导体和周向导体,以使整个线圈形成为环形。具体地,第一线圈31包括两个第一槽内导体32、两个第一周向导体33和四个第一连接导体34,第二线圈41包括两个第二槽内导体42、两个第二周向导体43和四个第二连接导体44。
对应同一线圈的两个槽内导体,所跨越定子齿槽101的数量,即两个槽内导体所在定子齿槽101的编号差,为该线圈的节距(或称跨距)。具体地,定子铁芯10共具有S个定子齿槽101,沿定子铁芯10的周向按照1号、2号、3号、……、S-1号、S号的顺序依次编号,某线圈的其中一个槽内导体位于1号定子齿槽101,另一个槽内导体位于8号定子齿槽101,则该线圈跨越7个定子齿槽101、节距为7;某线圈的其中一个槽内导体位于S号定子齿槽101,另一个槽内导体位于9号定子齿槽101,则该线圈跨越9个定子齿槽101、节距为9。
其中,第一线圈组30具有沿定子铁芯10轴向延伸的第一中心线,第一线圈31的两个第一槽内导体32对称位于第一中心线的两侧。并且对应同一第一线圈组30的N个第一线圈31中,位于第一中心线同一侧的N个第一槽内导体32设于连续的N个定子齿槽101内,以使N个第一线圈31形成同心布置的结构。这里,“连续的N个定子齿槽101”是指N个定子齿槽101在定子铁芯10周向上依次排布,任意连续的两个定子齿槽101通过一个定子齿部11分隔。
例如对应同一第一线圈组30的三个第一线圈31所跨越的定子齿槽101数量可以分别为7、9和11。即,位于最内圈的第一线圈31节距为7(短节距,如两个第一槽内导体32分别位于15号和22号定子齿槽101),位于最外圈的第一线圈31节距为11(长节距,如两个第一槽内导体32分别位于13号和24号定子齿槽101),位于中间的第一线圈31节距为9(整节距,如两个第一槽内导体32分别位于14号和23号定子齿槽101)。对应同一第一线圈组30的三个第一线圈31中,位于13号、14号和15号定子齿槽101内的三个第一槽内导体31位于第一线圈组30的第一中心线的一侧,位于22号、23号和24号定子齿槽101的三个第一槽内导体31位于第一线圈组30的第一中心线的另一侧。
其中,第二线圈组40具有沿定子铁芯10轴向延伸的第二中心线,第二线圈41的两个第二槽内导体42对称位于第二中心线的两侧。并且对应同一第二线圈组40的N个第二线圈41中,位于第二中心线同一侧的N个第二槽内导体42设于连续的N个定子齿槽101内,以使N个第二线圈41形成同心布置的结构。
例如对应同一第二线圈组40的三个第二线圈41所跨越的定子齿槽101数量可以分别为7、9和11。即,位于最内圈的第二线圈41节距为7(短节距,如两个第二槽内导体42分别位于21号和28号定子齿槽101),位于最外圈的第二线圈41节距为11(长节距,如两个第二槽内导体42分别位于19号和30号定子齿槽101),位于中间的第二线圈41节距为9(整节距,如两个第二槽内导体42分别位于20号和29号定子齿槽101)。对应同一第二线圈组40的三个第二线圈41中,位于19号、20号和21号定子齿槽101内的三个第二槽内导体41位于第二线圈组40的第二中心线的一侧,位于28号、29号和304号定子齿槽101的三个第二槽内导体41位于第二线圈组40的第二中心线的另一侧。
对应同一线圈组、同心布置的N个线圈中,任意相邻两个线圈的节距差值为2,定子齿槽101内设置一个槽内导体,保证多个线圈在定子铁芯10上的安装互不干涉,避免线圈损伤。
此外,第一线圈组30和第二线圈组40的结构不同,通过设置两种不同结构的第一线圈组30和第二线圈组40,即可满足定子绕组20的装配需求,第一线圈组30和第二线圈组40适用性强,线圈种类数量少,有利于降低制造线圈的难度,提高生产效率。
具体地,如图2-图12所示,第一线圈31的第一连接导体34沿定子铁芯10的径向延伸。在绕制第一线圈31时,可以将第一槽内导体32所包括的导体21沿定子铁芯10的径向向外弯折,然后沿定子铁芯10的周向弯折,然后再沿定子铁芯10的径向向内弯折,以绕制得到位于定子齿槽101外的一层导体21。整个绕制过程中,可以通过一根导线弯折绕制得到第一槽内导体32、第一连接导体34和第一周向导体33,省去了发卡绕组的扭头、扩口等工序,大大降低了工序工艺的复杂程度,提高了制造效率,且导体21排布整齐有序,能够显著提高合格率和定子100性能。
如图2-图12所示,第二线圈41的第二连接导体44沿定子铁芯10的轴向延伸。在绕制第二线圈41时,可以将第二槽内导体42所包括的导体21沿定子铁芯10的轴向向外延伸,然后沿定子铁芯10的周向弯折,然后再沿定子铁芯10的轴向向内延伸,以绕制得到位于定子齿槽101外的一层导体21。整个绕制过程中,可以通过一根导线弯折绕制得到第二槽内导体42、第二连接导体44和第二周向导体43,省去了发卡绕组的扭头、扩口等工序,大大降低了工序工艺的复杂程度,提高了制造效率,且导体21排布整齐有序,能够显著提高合格率和定子100性能。
在一些实施例中,第一线圈31和第二线圈41可以为预制线圈,预制完成后再装入定子铁芯10,第一线圈31和第二线圈41绕制过程不受定子铁芯10的较小空间限制,绕制过程中线圈所包括导体21的位置排布以及弯折方向易于控制,有利于提高绕线效率和合格率,以及有利于满足不同定子100变更导体数量的需求。
根据本实用新型实施例的定子100,通过设置第一线圈组30和第二线圈组40两种结构的线圈组,且第一线圈组30包括N个第一线圈31,第二线圈组40包括N个第二线圈41,可以实现具有S个定子齿槽101的定子100的有序布线,并且定子绕组20安装至定子铁芯10的过程,省去了发卡绕组的扭头、扩口等工序,大大降低了工序工艺的复杂程度,降低了装配工艺难度,提高了生产效率,且有利于使线圈的导体21有序排布,有利于提高合格率和定子100性能。并且线圈所包括的导体数和导体21排布方式易于调节,便于满足不同电机的应用需求。
根据本实用新型的一些实施例,如图1和图13所示,第一槽内导体32包括M个导体21,M个导体21沿定子铁芯10的径向排布。换言之,第一槽内导体32包括沿定子铁芯10径向排布的M层导体21,每层包括一个导体21。有利于降低定子齿槽101内导体21之间的电场强度,提高槽满率,从而提高定子100的整体性能。
根据本实用新型的一些实施例,如图1和图13所示,第二槽内导体42可以包括M个导体21,M个导体21沿定子铁芯10的径向排布。
此外,4≤M≤16。槽内导体(第一槽内导体32或第二槽内导体42)所包括的导体数过少,会导致电机性能较差;槽内导体所包括的导体数过多,会导致定子100体积过大。在上述取值范围内,兼顾了电机性能好和定子100体积较小的双重需求。
在一些实施例中,同一线圈(第一线圈31和第二线圈41)的多个导体21可以通过一根导线绕制而成,有利于简化生产工序,提高生产效率。
同一槽内导体所包括的多个导体21沿定子铁芯10的径向排布的一些实施例中,如图13所示,导体21垂直于定子铁芯10轴向的截面包括两个第一直边211和两个第二直边212,两个第一直边211沿定子铁芯10的周向间隔开,两个第二直边212沿定子铁芯的径向间隔开,并且第一直边211的长度小于第二直边212的长度。也就是说,导体21为扁线结构,并且多个导体21沿扁线的厚度方向排布,以使多个导体21排布更加整齐有序且稳定。
根据本实用新型的一些实施例,如图13所示,定子齿槽101内设有槽绝缘件50,槽绝缘件50沿定子铁芯10的轴向延伸,且槽绝缘件50包围位于定子齿槽101内的第一槽内导体32或第二槽内导体42,以通过槽绝缘件50实现与定子铁芯10之间的绝缘效果。
在一些实施例中,继续参照图13所示,槽绝缘件50包括槽底盖51和槽顶盖52,槽底盖51和槽顶盖52扣合以形成槽绝缘件50。分体式的槽底盖51和槽顶盖52,使槽绝缘件50在定子齿槽101内的安装更容易,也是槽绝缘件50与槽内导体的装配更容易。例如,在装配时,可以先将槽底盖51沿定子铁芯10的轴向插入定子齿槽101内;然后将线圈的槽内导体装入定子齿槽101且与槽底盖51相对;最后将槽顶盖52装入定子齿槽101内并与槽底盖51扣合,包裹槽内导体,实现绝缘。
在一些具体实施例中,如图13所示,槽底盖51包括第一底壁511和两个第一侧壁512,两个第一侧壁512分别与第一底壁511两侧相连,第一侧壁512沿定子铁芯10的径向延伸,且两个第一侧壁512沿定子铁芯10的周向间隔开。以使槽底盖51形成U型结构,U型结构的开口朝向定子齿槽101的槽口。
槽顶盖52包括第二底壁521和两个第二侧壁522,两个第二侧壁522分别与第二底壁521两侧相连,第二侧壁522沿定子铁芯10的径向延伸,且两个第二侧壁522沿定子铁芯10的周向间隔开。以使槽顶盖52形成U型结构,U型结构的开口朝向定子齿槽101的槽底面103。
并且,第一侧壁512和对应侧的第二侧壁522搭接,以使槽底盖51和槽顶盖52扣合形成框形结构,包围槽内导体。搭接配合方式还避免出现缝隙而影响绝缘效果。
此外,槽绝缘件50的框形结构与槽内导体的多个导体21的排布更匹配。例如在槽内导体包括沿定子铁芯10径向排布的多个导体21的实施例中,槽内导体垂直于轴向的截面大体为矩形,槽绝缘件50的框形结构与槽内导体的矩形结构更适配,以提高对槽内导体的限位效果,有利于提高槽满率。
在一些实施例中,第一侧壁512和第二侧壁522压紧配合。例如,两个第一侧壁512夹紧两个第二侧壁522,或者两个第二侧壁522夹紧两个第一侧壁512,以保证槽底盖51和槽顶盖52配合牢固,防止槽顶盖52脱落。
在一些实施例中,如图13所示,在定子铁芯10的周向上,两个第一侧壁512分别位于两个第二侧壁522的彼此远离侧,即两个第一侧壁512的间距大于两个第二侧壁522的间距。并且定子齿槽101具有槽底面103和沿定子铁芯10的周向间隔开的两个槽侧面104,至少一个槽侧面104靠近槽底面103的端部设有凹槽102,第一侧壁512的至少一部分位于凹槽102内。例如定子齿槽101可以形成槽宽不同的两段,其中较宽一段位于较窄一段的靠近槽底面103的一侧,以使较宽一段比较窄一段宽出的空间形成为凹槽102,即在定子齿部11靠近槽底面103的区域预留一定空间用于容纳第一侧壁512。
凹槽102的其中一个壁面可以位于对应第一侧壁512的远离槽底面103的一侧。以使凹槽102可以对第一侧壁512进行限位,防止槽底盖51沿径向向定子齿槽101外移动导致槽底盖51脱落,保证了安装可靠性。
在一些具体实施例中,凹槽102沿定子铁芯10周向的深度L可以为0.25mm~0.50mm,例如在一些具体实施例中,L可以为0.25mm、0.3mm、0.4mm和0.5mm等。在上述尺寸范围内,凹槽102的深度足够大,以保证与第一侧壁512足够大的限位面积,保证限位的可靠性;并且避免凹槽102的深度过大导致定子铁芯10有效面积的浪费,避免定子齿槽101的横截面积过大导致槽满率过小。
在一些实施例中,如图13所示,第一侧壁512沿定子铁芯10径向的延伸长度大于第二侧壁522沿定子铁芯10径向的延伸长度。以使第二侧壁522的尺寸较大,从而提高第二侧壁522在定子齿槽101内的固定稳定性,槽顶盖52不易脱落。例如,可以通过第二侧壁522与定子齿槽101的槽侧面104之间的摩擦力起到防脱作用。
并且,在设有凹槽102的实施例中,第二侧壁522的长度越长,凹槽102沿定子铁芯10径向的宽度越小,在定子齿部11靠近槽底面103的区域所需预留空间更小,从而增大定子铁芯10的面积,有利于提高定子100性能。
在本实用新型的一些实施例中,如图14和图15所示,对应同一相绕组的多个第一线圈组30和多个第二线圈组40构成多条并联支路,支路串联其中一个第一线圈组30的N个第一线圈31,或者串联其中一个第二线圈组40的N个第二线圈41,或者同时串联至少一个第一线圈组30的N个第一线圈31和至少一个第二线圈组40的N个第二线圈41。
由此,每条支路形成非整圈的排布结构,且利于形成更多条并联支路,满足低压工况的应用需求,并且通过串联位于同一第一线圈组30或同一第二线圈组40的多个线圈,能够平衡多个线圈之间的电阻差异,以提高定子100性能。
举例而言,每相绕组包括两个第一线圈组30(记为1#第一线圈组30和2#第一线圈组30)和两个第二线圈组40(记为1#第二线圈组40和2#第二线圈组40),沿定子铁芯10的周向按照1#第一线圈组30、1#第二线圈组40、2#第一线圈组30、2#第二线圈组40的顺序排布。
如图14所示,每相绕组构成并联的两条支路。其中一条支路串联1#第一线圈组30的11#第一线圈31、12#第一线圈31和13#第一线圈31,以及1#第二线圈组40的11#第二线圈41、12#第二线圈41和13#第二线圈41;其中另一条支路串联2#第一线圈组30的21#第一线圈31、22#第一线圈31和23#第一线圈31,以及2#第二线圈组40的21#第二线圈41、22#第二线圈41和23#第二线圈41。
如图15所示,每相绕组构成并联的四条支路。第一条支路串联1#第一线圈组30的11#第一线圈31、12#第一线圈31和13#第一线圈31;第二条支路串联2#第一线圈组30的21#第一线圈31、22#第一线圈31和23#第一线圈31;第三条支路串联1#第二线圈组40的11#第二线圈41、12#第二线圈41和13#第二线圈41;第四条支路串联2#第二线圈组40的21#第二线圈41、22#第二线圈41和23#第二线圈41。
根据本实用新型的一些实施例,如图1-图9所示,定子铁芯10包括环形的定子轭部12和S个定子齿部11,S个定子齿部11沿定子轭部12的周向分布,相邻两个定子齿部11之间形成定子齿槽101。
在一些实施例中,如图2-图7所示,第一周向导体33位于定子轭部12的轴向外侧,第二周向导体43位于定子齿部11的轴向外侧。换言之,第一周向导体33沿定子铁芯10轴向的投影落入定子轭部12的投影范围内,第二周向导体43沿定子铁芯10轴向的投影位于定子轭部12和定子孔之间的区域内。由此,第一线圈31的第一周向导体33与第二线圈41的第二周向导体43沿定子铁芯10的径向错开布置,满足沿周向错开布置的第一线圈组30和第二线圈组40的排布需求,避免产生干涉,且便于安装。
在一些实施例中,如图2-图7所示,在定子铁芯10的轴向上,第二周向导体43位于第一周向导体33的远离定子铁芯10的一侧。以使第一周向导体33和第二周向导体43在定子铁芯10轴向上错开,满足沿周向错开布置的第一线圈组30和第二线圈组40的排布需求,避免产生干涉。
在装配过程中,可以先将多个第一线圈组30的第一线圈31装入对应的定子齿槽101内,使第一线圈31的两个第一周向导体33分别位于定子轭部12的轴向两侧;然后将多个第二线圈组40的第二线圈41装入对应的定子齿槽101内,使第二线圈41的两个第二周向导体43分别位于定子齿部11的轴向两侧,且第二周向导体43位于第一线圈31的第一连接导体34的外侧(即远离定子铁芯10的一侧),第一线圈组30的装配不影响第二线圈组40的装配,结构设计以及排布合理、有序。
根据本实用新型的一些实施例,如图2-图12所示,同一第一线圈组30中,N个第一线圈31位于定子铁芯10轴向同一端的N个第一周向导体33沿定子铁芯10的径向依次排布,一方面使同一第一线圈组30中N个第一周向导体33之间互不干涉,另一方面可以有效降低定子绕组20沿定子铁芯10轴向的尺寸,缩小轴向占用空间,有利于实现电机小型化。
根据本实用新型的一些实施例,如图2-图12所示,同一第二线圈组40中,N个第二线圈41位于定子铁芯10轴向同一端的N个第二周向导体43沿定子铁芯10的轴向依次排布,以使同一第二线圈组40中的N个第二周向导体43之间互不干涉,并且第二周向导体43所包括沿定子铁芯10径向排布的导体数设置可以更灵活。
根据本实用新型的一些实施例,定子齿槽101的槽数S为72,定子100对应的极对数为8,线圈组所包括线圈的数量N为3,使定子100更符合汽车驱动电机的应用需求。
根据本实用新型的一些实施例,每相绕组的引出线相连以构成引线部,三相绕组的中性点相连以构成中性点部,从而在每相绕组包括多条支路的实施例中实现多条支路的并联。
在一些实施例中,三相绕组采用共中性点的Y形接法,即星接,具体地,三相绕组的中性点部连接在一起。在另一些实施例中,三相绕组采用首尾相连的三角形接法,具体地,三相绕组中任意两相绕组通过引线部和中性点部连接。其中,星接方式更利于降低涡流损耗,提高定子100性能。
在一些实施例中,定子绕组20的引出线与中性点分别位于定子铁芯10的轴向两端,即引出线和中性点位于不同端,使避免引出线连接和中性点连接错误,也使接线空间更大,使接线更简单。
如图16所示,根据本实用新型实施例的电机组件200包括根据本实用新型实施例的定子100。由于根据本实用新型实施例的定子100具有上述有益的技术效果,因此根据本实用新型实施例的电机组件200,通过设置第一线圈组30和第二线圈组40两种结构的线圈组,且第一线圈组30包括N个第一线圈31,第二线圈组40包括N个第二线圈41,N≥3,可以实现具有S个定子齿槽101的定子100的有序布线,并且定子绕组20安装至定子铁芯10的过程,省去了发卡绕组的扭头、扩口等工序,大大降低了工序工艺的复杂程度,降低了装配工艺难度,提高了生产效率,且有利于使线圈的导体21有序排布,有利于提高合格率和定子100性能。并且线圈所包括的导体数和导体21排布方式易于调节,便于满足不同电机的应用需求。
如图16所示,根据本实用新型实施例的车辆300包括根据本实用新型实施例的电机组件200。由于根据本实用新型实施例的电机组件200具有上述有益的技术效果,因此根据本实用新型实施例的车辆300,通过设置第一线圈组30和第二线圈组40两种结构的线圈组,且第一线圈组30包括N个第一线圈31,第二线圈组40包括N个第二线圈41,N≥3,可以实现具有S个定子齿槽101的定子100的有序布线,并且定子绕组20安装至定子铁芯10的过程,省去了发卡绕组的扭头、扩口等工序,大大降低了工序工艺的复杂程度,降低了装配工艺难度,提高了生产效率,且有利于使线圈的导体21有序排布,有利于提高合格率和定子100性能。并且线圈所包括的导体数和导体21排布方式易于调节,便于满足不同电机的应用需求。
这里,车辆300可以是新能源车辆,在一些实施例中,新能源车辆可以是以电机组件200作为主驱动力的纯电动车辆,在另一些实施例中,新能源车辆还可以是以内燃机和电机组件200同时作为主驱动力的混合动力车辆。关于上述实施例中提及的为新能源车辆提供驱动动力的内燃机和电机组件200,其中内燃机可以采用汽油、柴油、氢气等作为燃料,而为电机组件200提供电能的方式可以采用动力电池、氢燃料电池等,这里不作特殊限定。需要说明,这里仅仅是对新能源车辆等结构作出的示例性说明,并非是限定本实用新型的保护范围。
根据本实用新型实施例的车辆300和电机组件200的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (14)
1.一种定子,其特征在于,包括:
定子铁芯,所述定子铁芯具有沿所述定子铁芯的周向排布的S个定子齿槽;
定子绕组,所述定子绕组包括安装在所述定子铁芯上的多个第一线圈组和多个第二线圈组,多个所述第一线圈组和多所述第二线圈组构成三相绕组,在所述定子铁芯的周向上,多个所述第一线圈组沿三相绕组的预设顺序依次排布,多个所述第二线圈组沿三相绕组的预设顺序依次排布,且对应同一相绕组的所述第一线圈组和所述第二线圈组沿所述定子铁芯的周向交替排布,
所述第一线圈组包括N个第一线圈,所述第一线圈包括设于两个所述定子齿槽内的第一槽内导体、位于所述定子铁芯轴向两端的第一周向导体和连接所述第一槽内导体和所述第一周向导体的第一连接导体,所述第一连接导体沿所述定子铁芯的径向延伸,所述第一线圈组具有沿所述定子铁芯轴向延伸的第一中心线,所述第一线圈的两个所述第一槽内导体对称位于所述第一中心线两侧,同一所述第一线圈组的位于所述第一中心线同一侧的N个所述第一槽内导体设于连续的N个所述定子齿槽内;
所述第二线圈组包括N个第二线圈,所述第二线圈包括设于两个所述定子齿槽内的第二槽内导体、位于所述定子铁芯轴向两端的第二周向导体和连接所述第二槽内导体和所述第二周向导体的第二连接导体,所述第二连接导体沿所述定子铁芯的轴向延伸,所述第二线圈组具有沿所述定子铁芯轴向延伸的第二中心线,所述第二线圈的两个所述第二槽内导体对称位于所述第二中心线两侧,同一所述第二线圈组的位于所述第二中心线同一侧的N个所述第二槽内导体设于连续的N个所述定子齿槽内;N≥3。
2.根据权利要求1所述的定子,其特征在于,S为72,N为3,所述定子绕组包括6个所述第一线圈组和6个所述第二线圈组,同一所述第一线圈组的三个所述第一线圈所跨越的所述定子齿槽数量分别为7、9和11,同一所述第二线圈组的三个所述第二线圈所跨越的所述定子齿槽的数量分别为7、9和11。
3.根据权利要求1所述的定子,其特征在于,所述第一槽内导体和/或所述第二槽内导体包括M个导体,M个所述导体沿所述定子铁芯的径向排布,且4≤M≤16,所述导体垂直于所述定子铁芯轴向的截面包括两个第一直边和两个第二直边,两个所述第一直边沿所述定子铁芯的周向间隔开,两个所述第二直边沿所述定子铁芯的径向间隔开,所述第一直边的长度小于所述第二直边的长度。
4.根据权利要求1所述的定子,其特征在于,所述定子齿槽内设有槽绝缘件,所述槽绝缘件沿所述定子铁芯的轴向延伸,且包围位于所述定子齿槽内的所述第一槽内导体或所述第二槽内导体。
5.根据权利要求4所述的定子,其特征在于,所述槽绝缘件包括槽底盖和槽顶盖,所述槽底盖包括第一底壁和与所述第一底壁两侧相连的两个第一侧壁,所述第一侧壁沿所述定子铁芯的径向延伸且两个所述第一侧壁沿所述定子铁芯的周向间隔开;
所述槽顶盖包括第二底壁和与所述第二底壁两侧相连的两个第二侧壁,所述第二侧壁沿所述定子铁芯的径向延伸且两个所述第二侧壁沿所述定子铁芯的周向间隔开;
所述第一侧壁和对应侧的所述第二侧壁搭接。
6.根据权利要求5所述的定子,其特征在于,所述第一侧壁沿所述定子铁芯径向的延伸长度大于所述第二侧壁沿所述定子铁芯径向的延伸长度。
7.根据权利要求5所述的定子,其特征在于,所述第一侧壁和所述第二侧壁压紧配合。
8.根据权利要求5所述的定子,其特征在于,在所述定子铁芯的周向上两个所述第一侧壁分别位于两个所述第二侧壁的彼此远离侧,所述定子齿槽具有槽底面和沿所述定子铁芯周向间隔开的两个槽侧面,至少一个所述槽侧面靠近所述槽底面的端部设有凹槽,所述第一侧壁的至少一部分位于所述凹槽内。
9.根据权利要求8所述的定子,其特征在于,所述凹槽沿所述定子铁芯周向的深度为0.25mm~0.50mm。
10.根据权利要求1所述的定子,其特征在于,对应同一相绕组的多个所述第一线圈组和多个所述第二线圈组构成多条并联支路,所述支路串联其中一个所述第一线圈组的N个所述第一线圈,或者串联其中一个所述第二线圈组的N个所述第二线圈,或者串联至少一个所述第一线圈组的N个所述第一线圈和至少一个所述第二线圈组的N个所述第二线圈。
11.根据权利要求1所述的定子,其特征在于,所述定子铁芯包括环形的定子轭部和S个定子齿部,S个所述定子齿部沿所述定子轭部的周向分布,相邻两个所述定子齿部之间形成所述定子齿槽,
所述第一周向导体位于所述定子轭部的轴向外侧,所述第二周向导体位于所述定子齿部的轴向外侧,
在所述定子铁芯的轴向上,所述第二周向导体位于所述第一周向导体的远离所述定子铁芯的一侧。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的定子,其特征在于,所述第一线圈和所述第二线圈为预制线圈。
13.一种电机组件,其特征在于,包括根据权利要求1-12中任一项所述的定子。
14.一种车辆,其特征在于,包括根据权利要求13所述的电机组件。
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