CN219740066U - 一种新型扁线绕组、定子组件及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型扁线绕组、定子组件及电机，扁线绕组包括子绕组，所述子绕组的支腿位于相邻的第N层和第N+1层，N为奇数；每个所述子绕组均包括在周向上错位一个磁极位置设置的第一导体组和第二导体组，所述第一导体组和所述第二导体组均包括两个在周向上错位一个槽位设置的导体环和一个串联在两个导体环之间的组内串接导体；所述导体环包括p‑1个在周向上依次串接的整距U形导体，相互串接的两个整距U形导体之间间隔有一个磁极位置，p为磁极对数；所述整距U形导体的节距为Y，所述组内串接导体的节距为Y‑1。本实用新型的扁线绕组、定子组件及电机均具有结构设计巧妙，减少多层跨接发卡，有利于实现产品系列化，缩短研发周期等优点。

Description

一种新型扁线绕组、定子组件及电机

技术领域

本实用新型涉及永磁电机技术领域，特别的涉及一种新型扁线绕组、定子组件及电机。

背景技术

随着新能源汽车驱动电机对转矩密度和功率密度的要求骤增，驱动电机也呈现出扁线化的趋势。电机定子绕组采用扁线方式，大大增加槽满率的同时，也实现了槽内绕组的良好散热。电机扁线绕组通常采用波绕组的形式，可同时采用不同节距满足绕线的布置、绝缘等。常见的定子绕组的扁线形式有Hairpin结构、I-pin结构及连续波绕的结构，现在比较成熟的为前两种。装配时，先通过成型设备对扁线进行弯折，再将扁线按照顺序插装在铁芯槽内，最后通过扭转设备将扁线的端部沿周向分层扭转，最后将扁线焊接相连。对于Hairpin(发卡)结构的扁线，不同跨距的发卡需要使用不同的模具进行弯折，扁线绕组内不同跨距发卡的种类越多，所需要的折弯模具也越多，装配难度也更高，生产成本高。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种结构设计合理，发卡种类少，有利于降低生产成本和装配难度，便于实现系列化设计的新型扁线绕组、定子组件及电机。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种新型扁线绕组，其特征在于，包括子绕组，所述子绕组的支腿位于相邻的第N层和第N+1层，N为奇数；所述子绕组包括在周向上错位一个磁极位置设置的第一导体组和第二导体组，所述第一导体组和所述第二导体组均包括两个在周向上错位一个槽位设置的导体环和一个串联在两个导体环之间的组内串接导体；所述导体环包括p-1个在周向上依次串接的整距U形导体，相互串接的两个整距U形导体之间间隔有一个磁极位置，p为磁极对数；所述整距U形导体的节距为Y，所述组内串接导体的节距为Y-1或Y+1。

上述结构中，仅仅采用了节距为Y的整距U形导体和节距为Y-1或Y+1的组内串接导体，从而大大减少了发卡的种类，减少发卡成型模具的数量，从而有利于降低成本。另外，由于发卡的种类更少，会大大降低装配出错的概率，从而降低了装配的难度。上述结构的扁线绕组还便于实现序列化。

进一步的，所述子绕组同心设置有至少两层，相邻两层所述子绕组的第一导体组之间和第二导体组之间均串接有组间串接发卡，所述组间串接发卡的节距为Y+1或Y-1，且所述组间串接发卡的支腿位于相邻的第N+1层和第N+2层。

这样，当需要4线以上的扁线绕组时，只需要将子绕组同心设置多层，并通过组间串接发卡将相邻两层之间的第一导体组相互串联和第二导体组相互串联即可。

进一步的，位于最内层或最外层的所述子绕组的第一导体组和第二导体组之间串接有反向导体。

这样，通过在最内层或最外层的第一导体组和第二导体组之间串接反向导体，使得电流由最内层或最外层的子绕组的第一导体组进入，通过组间串接发卡依次同向流过相邻的第一导体组，再由反向导体连接到最外层或最内层的子绕组的第二导体组，电流经过反向导体进入第二导体组后在定子周向上反向，再通过短距串接发卡依次同向流过相邻的第二导体组，实现一支路的串接。在仅有一层子绕组时，该子绕组既可以理解为最内层的子绕组，也可以理解为最外层的子绕组。

进一步的，所述反向导体包括两个扭转方向一致且均位于最内层或最外层的第一S形导体，所述第一S形导体包括一个穿设在铁芯槽内的槽内部，和朝相反方向扭转设置在槽内部两端的焊接端和插线端；两个所述第一S形导体的插线端之间串接有跨接导体。

进一步的，所述反向导体为两支腿均位于最外层或最内层的偏U形导体，所述偏U形导体包括两个穿设在铁芯槽内的槽内部，和朝相反方向扭转设置的对应槽内部两端的焊接端和插线端；两个所述槽内部的插线端朝向相同方向扭转，并通过一体成型的导体相连。

进一步的，位于最内层或最外层的所述子绕组的所述第一导体组和第二导体组的另一端各连接有一个第二S形导体，所述第二S形导体包括一个穿设在铁芯槽内的槽内部，和朝相反方向扭转设置在槽内部两端的焊接端和插线端；两个第二S形导体的焊接端的扭转方向相同。

进一步的，所述反向导体的跨距和两个所述第二S形导体的槽内部的跨距均为(2n+1)Q/2p，其中，0≤n≤p，Q为总槽数。

进一步的，位于最外层或最内层的所述第一导体组与位于最内层或最外层的所述第二导体组上均串接有第三S型导体，所述第三S型导体包括一个穿设在铁芯槽内的槽内部，和朝相反方向扭转设置在槽内部两端的焊接端和插线端，两个所述第三S型导体的焊接端分别串接对应的所述第一导体组或第二导体组，且插线端并联设置。

这样，所有的第一导体组串联后形成一个支路，所有的第二导体组串联后形成另一支路，并通过并联设置的第三S型导体并联成两支路，如此一来，针对多层扁线结构的两支路相绕组，也可以通过组间串接发卡和短距串接发卡进行多层子绕组的扩展，实现系列化。

一种定子组件，其特征在于，包括定子铁芯和如上所述的新型扁线绕组，所述定子铁芯中设置有若干个铁芯槽，所述新型扁线绕组嵌设在所述铁芯槽内。

一种电机，其特征在于，包括如上所述的定子组件。

综上所述，本实用新型的扁线绕组、定子组件及电机均具有结构设计巧妙，减少多层跨接发卡，有利于实现产品系列化，缩短研发周期等优点。

附图说明

图1为实施例1中定子组件的结构示意图。

图2为图1中一相扁线绕组的结构示意图。

图3为第一导体组及反向导体部分的结构示意图。

图4为第二导体组及反向导体部分的结构示意图。

图5为反向导体的结构示意图。

图6为反向导体的另一结构示意图。

图7为实施例2中定子组件的结构示意图。

图8为图7中一相扁线绕组的结构示意图。

图9为实施例2中所有第一导体组及反向导体部分的结构示意图。

图10为实施例2中内层第一导体组及组间串接发卡部分的结构示意图。

图11为实施例2中外层第一导体组及组间串接发卡部分的结构示意图。

图12为实施例2中所有第二导体组及反向导体部分的结构示意图。

图13为实施例2中内层第二导体组及组间串接发卡部分的结构示意图。

图14为实施例2中外层第二导体组及组间串接发卡部分的结构示意图。

图15为实施例3的结构示意图。

图16为实施例4中定子组件的结构示意图。

图17为图16中一相扁线绕组的结构示意图。

图18为实施例4中所有第一导体组及反向导体部分的结构示意图。

图19为实施例4中内层第一导体组及组间串接发卡部分的结构示意图。

图20为实施例4中外层第一导体组及组间串接发卡部分的结构示意图。

图21为实施例4中所有第二导体组及反向导体部分的结构示意图。

图22为实施例4中内层第二导体组及组间串接发卡部分的结构示意图。

图23为实施例4中外层第二导体组及组间串接发卡部分的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例1：一种电机，包括壳体和定子组件，如图1所示，所述定子组件包括定子铁芯10和三相扁线绕组20，定子铁芯10具有多个沿周向按预定槽间距间隔布置的铁芯槽11，扁线绕组20穿设在铁芯槽11内。

如图2所示，每相所述扁线绕组20均包括一层子绕组2，所述子绕组2的支腿位于相邻的第N层和第N+1层，N为奇数；如图3和图4所示，所述子绕组2包括在周向上错位一个磁极位置设置的第一导体组21和第二导体组22，所述第一导体组21和所述第二导体组22均包括两个在周向上错位一个槽位设置的导体环23和一个串联在两个导体环23之间的组内串接导体24；所述导体环23包括p-1个在周向上依次串接的整距U形导体，相互串接的两个整距U形导体之间间隔有一个磁极位置，p为磁极对数；所述整距U形导体的节距为Y，所述组内串接导体24的节距为Y-1。

所述子绕组2的第一导体组21和第二导体组22之间串接有反向导体26；所述反向导体26为两支腿均位于最内层的偏U形导体，所述偏U形导体包括两个穿设在铁芯槽11内的槽内部31，和朝相反方向扭转设置的对应槽内部31两端的焊接端32和插线端33；两个所述槽内部31的插线端33朝向相同方向扭转，并通过一体成型的导体相连，如图5所示。

具体实施时，还可以采用如图6所示的结构，所述反向导体26包括两个扭转方向一致且均位于最内层或最外层的第一S形导体261，所述第一S形导体包括一个穿设在铁芯槽11内的槽内部31，和朝相反方向扭转设置在槽内部31两端的焊接端32和插线端33；两个所述第一S形导体的插线端33之间串接有跨接导体262。

所述子绕组2的所述第一导体组21和第二导体组22的另一端各连接有一个第二S形导体，所述第二S形导体包括一个穿设在铁芯槽11内的槽内部31，和朝相反方向扭转设置在槽内部31两端的焊接端32和插线端33；两个第二S形导体的焊接端32的扭转方向相同，分别为星点连接段和电源端。所述反向导体26的跨距和两个所述第二S形导体的槽内部31的跨距均等于极距。

本实施例中，铁芯槽11内的扁线数量为2，即N＝1；铁芯槽的槽数为48，磁极对数p＝4，极距为6，整距U形导体的节距为Y＝5，所述组内串接导体24的节距为Y-1＝4，反向导体26的跨距和两个所述第二S形导体的槽内部31的跨距均为6。

实施例2：一种电机，包括壳体和定子组件，如图7所示，所述定子组件包括定子铁芯10和三相扁线绕组20，定子铁芯10具有多个沿周向按预定槽间距间隔布置的铁芯槽11，扁线绕组20穿设在铁芯槽11内。

如图8所示，每相所述扁线绕组20均包括两层同心设置的子绕组2，每层所述子绕组2的支腿位于相邻的第N层和第N+1层，N为奇数；如图9和图12所示，所述子绕组2包括在周向上错位一个磁极位置设置的第一导体组21和第二导体组22；如图10、图11、图13和图14所示，所述第一导体组21和所述第二导体组22均包括两个在周向上错位一个槽位设置的导体环23和一个串联在两个导体环23之间的组内串接导体24；所述导体环23包括p-1个在周向上依次串接的整距U形导体，相互串接的两个整距U形导体之间间隔有一个磁极位置，p为磁极对数；所述整距U形导体的节距为Y，所述组内串接导体24的节距为Y-1。

相邻两层所述子绕组2的第一导体组21之间和第二导体组22之间均串接有节距为Y+1的组间串接发卡27，所述组间串接发卡27的两个支腿位于相邻的第N+1层和第N+2层。

如图9和图12所示，位于最内层的所述子绕组2上的第一导体组21和第二导体组22之间串接有反向导体26，所述反向导体26的结构与实施例1中反向导体的结构一样，为两支腿均位于最内层的偏U形导体，所述偏U形导体包括两个穿设在铁芯槽11内的槽内部31，和朝相反方向扭转设置的对应槽内部31两端的焊接端32和插线端33；两个所述槽内部31的插线端33朝向相同方向扭转，并通过一体成型的导体相连。

位于最外层的所述子绕组2的所述第一导体组21和第二导体组22的另一端各连接有一个第二S形导体，所述第二S形导体包括一个穿设在铁芯槽11内的槽内部31，和朝相反方向扭转设置在槽内部31两端的焊接端32和插线端33；两个第二S形导体的焊接端32的扭转方向相同，分别为星点连接段和电源端，所述反向导体26的跨距和两个所述第二S形导体的槽内部31的跨距均等于极距。

本实施例中，铁芯槽11内的扁线数量为4，最内层子绕组位于由外向内的第3层和第4层，最外层子绕组位于由外向内的第1层和第2层。铁芯槽的槽数为48；磁极对数p＝4，极距为6，整距U形导体的节距为Y＝5，所述组内串接导体24的节距为Y-1＝4，组间串接发卡27的节距为Y+1＝6，反向导体26的跨距和两个所述第二S形导体的槽内部31的跨距均为6。

实施例3：与实施例2的主要区别在于：如图15所示，位于最外层或最内层的所述第一导体组与位于最内层或最外层的所述第二导体组上均串接有第三S型导体29，所述第三S型导体29包括一个穿设在铁芯槽11内的槽内部31，和朝相反方向扭转设置在槽内部31两端的焊接端32和插线端33，两个所述第三S型导体29的焊接端分别串接对应的所述第一导体组或第二导体组，且插线端33并联设置。

这样，所有的第一导体组串联后形成一个支路，所有的第二导体组串联后形成另一支路，并通过并联设置的第三S型导体并联成两支路，如此一来，针对多层扁线结构的两支路相绕组，也可以通过组间串接发卡和短距串接发卡进行多层子绕组的扩展，实现系列化。

实施例4：一种电机，包括壳体和定子组件，如图16所示，所述定子组件包括定子铁芯10和三相扁线绕组20，定子铁芯10具有多个沿周向按预定槽间距间隔布置的铁芯槽11，扁线绕组20穿设在铁芯槽11内。

如图17所示，每相所述扁线绕组20均包括两层同心设置的子绕组2，每层所述子绕组2的支腿位于相邻的第N层和第N+1层，N为奇数；如图18和图21所示，所述子绕组2包括在周向上错位一个磁极位置设置的第一导体组21和第二导体组22；如图19、图20、图22和图23所示，所述第一导体组21和所述第二导体组22均包括两个在周向上错位一个槽位设置的导体环23和一个串联在两个导体环23之间的组内串接导体24；所述导体环23包括p-1个在周向上依次串接的整距U形导体，相互串接的两个整距U形导体之间间隔有一个磁极位置，p为磁极对数；所述整距U形导体的节距为Y，所述组内串接导体24的节距为Y+1。

相邻两层所述子绕组2的第一导体组21之间和第二导体组22之间均串接有节距为Y-1的组间串接发卡27，所述组间串接发卡27的两个支腿位于相邻的第N+1层和第N+2层。

如图18和图21所示，位于最内层的所述子绕组2上的第一导体组21和第二导体组22之间串接有反向导体26，所述反向导体26的结构与实施例1中反向导体的结构一样，为两支腿均位于最内层的偏U形导体，所述偏U形导体包括两个穿设在铁芯槽11内的槽内部31，和朝相反方向扭转设置的对应槽内部31两端的焊接端32和插线端33；两个所述槽内部31的插线端33朝向相同方向扭转，并通过一体成型的导体相连。

位于最外层的所述子绕组2的所述第一导体组21和第二导体组22的另一端各连接有一个第二S形导体，所述第二S形导体包括一个穿设在铁芯槽11内的槽内部31，和朝相反方向扭转设置在槽内部31两端的焊接端32和插线端33；两个第二S形导体的焊接端32的扭转方向相同，分别为星点连接段和电源端，所述反向导体26的跨距和两个所述第二S形导体的槽内部31的跨距均等于极距。

本实施例中，铁芯槽11内的扁线数量为4，最内层子绕组位于由外向内的第3层和第4层，最外层子绕组位于由外向内的第1层和第2层。铁芯槽的槽数为48；磁极对数p＝4，极距为6，节距Y＝5，整距U形导体的节距为5，组内串接导体24的节距为4；组间串接发卡27的节距为6，反向导体26的跨距和两个所述第二S形导体的槽内部31的跨距均为6。

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

Claims (10)

1.一种新型扁线绕组，其特征在于，包括子绕组（2），所述子绕组（2）的支腿位于相邻的第N层和第N+1层，N为奇数；所述子绕组（2）包括在周向上错位一个磁极位置设置的第一导体组（21）和第二导体组（22），所述第一导体组（21）和所述第二导体组（22）均包括两个在周向上错位一个槽位设置的导体环（23）和一个串联在两个导体环（23）之间的组内串接导体（24）；所述导体环（23）包括p-1个在周向上依次串接的整距U形导体，相互串接的两个整距U形导体之间间隔有一个磁极位置，p为磁极对数；所述整距U形导体的节距为Y，所述第一导体组（21）和所述第二导体组（22）的所述组内串接导体（24）的节距均为Y-1或Y+1。

2.如权利要求1所述的新型扁线绕组，其特征在于，所述子绕组（2）同心设置有至少两层，相邻两层所述子绕组（2）的第一导体组（21）之间和第二导体组（22）之间均串接有组间串接发卡（27），第一导体组（21）之间和第二导体组（22）之间的所述组间串接发卡（27）的节距均为Y+1或Y-1，且所述组间串接发卡（27）的支腿位于相邻的第N+1层和第N+2层。

3.如权利要求1或2所述的新型扁线绕组，其特征在于，位于最内层或最外层的所述子绕组（2）的第一导体组（21）和第二导体组（22）之间串接有反向导体（26）。

4.如权利要求3所述的新型扁线绕组，其特征在于，所述反向导体（26）包括两个扭转方向一致且均位于最内层或最外层的第一S形导体（261），所述第一S形导体包括一个穿设在铁芯槽（11）内的槽内部（31），和朝相反方向扭转设置在槽内部（31）两端的焊接端（32）和插线端（33）；两个所述第一S形导体的插线端（33）之间串接有跨接导体（262）。

5.如权利要求3所述的新型扁线绕组，其特征在于，所述反向导体（26）为两支腿均位于最外层或最内层的偏U形导体，所述偏U形导体包括两个穿设在铁芯槽（11）内的槽内部（31），和朝相反方向扭转设置的对应槽内部（31）两端的焊接端（32）和插线端（33）；两个所述槽内部（31）的插线端（33）朝向相同方向扭转，并通过一体成型的导体相连。

6.如权利要求3所述的新型扁线绕组，其特征在于，位于最内层或最外层的所述子绕组（2）的所述第一导体组（21）和第二导体组（22）的另一端各连接有一个第二S形导体，所述第二S形导体包括一个穿设在铁芯槽（11）内的槽内部（31），和朝相反方向扭转设置在槽内部（31）两端的焊接端（32）和插线端（33）；两个第二S形导体的焊接端（32）的扭转方向相同。

7.如权利要求6所述的新型扁线绕组，其特征在于，所述反向导体（26）的跨距和两个所述第二S形导体的槽内部（31）的跨距均为(2n+1)Q/2p，其中，0≤n≤p，Q为总槽数。

8.如权利要求1或2所述的新型扁线绕组，其特征在于，位于最外层或最内层的所述第一导体组与位于最内层或最外层的所述第二导体组上均串接有第三S型导体，所述第三S型导体包括一个穿设在铁芯槽（11）内的槽内部（31），和朝相反方向扭转设置在槽内部（31）两端的焊接端（32）和插线端（33），两个所述第三S型导体的焊接端分别串接对应的所述第一导体组或第二导体组，且插线端（33）并联设置。

9.一种定子组件，其特征在于，包括定子铁芯和如权利要求1～8中任一项所述的新型扁线绕组，所述定子铁芯中设置有若干个铁芯槽，所述新型扁线绕组嵌设在所述铁芯槽内。

10.一种电机，其特征在于，包括如权利要求9所述的定子组件。