CN220544755U - 一种圆扁线电机定子 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种圆扁线电机定子，包括绕组和定子铁芯，所述定子铁芯上设有3N个绕组槽，每个绕组槽内沿径向依次放置M个导体，若干个导体连接形成绕组；其中每根导体的横截面形状至少有两个边是由曲线组成，定子铁芯的绕组槽形状与导体形状相匹配，其中，N为自然数，M≥4。本实用新型通过在定子铁芯上开设带有曲线边的导体槽，减小槽口导体的集肤效应，同时减小相邻导体间的邻近效应，降低导体的交流损耗。同时曲线边的结构更利于导体定位，加工更加简单，提高绕组一致性。圆扁线结构更有利于绕组与铁芯结合，提高定子组件整体刚度。

Description

一种圆扁线电机定子

技术领域

本实用新型涉及电机定子技术领域，更具体地说，是涉及一种圆扁线电机定子。

背景技术

随着新能源汽车行业的发展，客户需求主驱动电机高速，高效，高功率密度和低成本。所以主驱动电机的结构趋向扁线化。对于传统的矩形扁线电机，绕组导体在高速工况下集肤与邻近效应严重，会增加高速工况下的电机的温升，降低高速工况的效率。同时传统的矩形扁线还存在加工工艺困难，生产成本高的问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种圆扁线电机定子，该定子结构可以有效的降低扁线绕组在高速工况的交流铜损高，效率低的问题，同时加工工艺比传统扁线电机更加简单。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种圆扁线电机定子，包括绕组和定子铁芯，所述定子铁芯上设有3N组绕组槽，每组绕组槽内沿径向依次放置M个导体，若干个导体连接形成绕组；其中每根导体的横截面形状至少有两个边是由曲线组成，定子铁芯的绕组槽形状与导体形状相匹配，其中，N为自然数，M≥4。

作为优选方案：每组绕组槽由M个相互间隔的导体槽组成，每个导体槽与导体形状相匹配。

作为优选方案：每组绕组槽由M个导体槽组成，M个导体槽之间相互连通，每个导体槽与导体形状相匹配。

作为优选方案：所述导体的横截面形状为圆形，圆形导体的曲率半径为r，定子铁芯的外径为D，定子铁芯的内径为d，其关系满足1.6≤(r*M)/(D-d)≤2.8。

作为优选方案：所述导体的横截面形状为椭圆形，椭圆形的长轴长度为A，短轴长度为B，定子铁芯的外径为D，定子铁芯的内径为d，其关系满足1.2≤(d*B*M)/(A*(D-d))≤3.7。

作为优选方案：所述导体的横截面的形状为在定子铁芯切向方向上为直线，两条直线段的距离为L，在定子铁芯周向方向为曲率半径为r的圆弧段，圆弧段的圆心距离直线段中心线的距离为q，其关系满足0.5≤q/L≤2.5。

作为优选方案：放置在绕组槽里的每个导体由若干个小导体并联组成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过在定子铁芯上开设带有曲线边的导体槽，减小槽口导体的集肤效应，同时减小相邻导体间的邻近效应，降低导体的交流损耗。同时曲线边的结构更利于导体定位，加工更加简单，提高绕组一致性。圆扁线结构更有利于绕组与铁芯结合，提高定子组件整体刚度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本实用新型的定子端面结构示意图；

图2为本实用新型的导体与第一种形式的绕组槽的放大结构示意图；

图3为本实用新型的导体与第二种形式的绕组槽的放大结构示意图；

图4为本实用新型的导体与第三种形式的绕组槽的放大结构示意图；

图5为本实用新型的导体与第四种形式的绕组槽的放大结构示意图。

附图标记为：1、定子铁芯；2、导体；3、绕组槽。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、部件和/或它们的组合。

此外，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”、“顺时针”、“逆时针”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。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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。而且，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。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1至图5所示，一种圆扁线电机定子，定子铁芯1上设有3N（N为自然数）组绕组槽3，每组绕组槽内沿径向依次放置M(M≥4)个导体2，其中每根导体2的横截面形状至少有两个边是由曲线组成。定子铁芯1的绕组槽3形状与导体2形状相匹配，若干个导体连接形成绕组。曲线的结构能够有效的降低电机绕组的交流损耗，同时更容易定位，提高绕组的一致性，有利于加工生产。

如图2所示，定子铁芯中导体槽与导体槽之间不连通，更有利于绕组与铁芯结合，提高定子组件整体刚度。若径向相邻导体槽之间的距离较大，则定子轭部的空间尺寸变窄，轭部更加饱和，影响电机的峰值与持续性能。若定子铁芯中径向相邻导体槽之间的距离较短，槽与槽之间的筋较窄，在实际生产中，考虑到实际加工工艺，导体槽之间的筋模具冲压较难加工且容易弯曲变形，影响冲片的叠压系数，增加定子铁芯的损耗。可选的，如图3所示，可以让相邻导体槽之间连通，定子铁芯加工更加简单，同时能够降低导体槽之间的漏磁，提升电机的峰值性能。

如图2和图3所示，本实用新型专利的实施例之一，导体与导体槽的横截面形状为圆形，正圆形的导体结构能够有效的增加导体到槽口以及径向导体之间的有效距离，从而降低导体的交流损耗。在传统扁线的加工工艺中，扁铜线的原材料都是圆形铜线，再经过拉伸，挤压成横截面为方型的变铜线。直接使用圆扁线使得导体的加工工艺更加简单。圆形导体的曲率半径为r，定子铁芯的外径为D，定子铁芯的内径为d，关系应满足1.6≤(r*M)/(D-d)≤2.8，当(r*M)/(D-d)值过大时，圆扁线的半径较大，对交流损耗的改善趋势不再明显，同时导体槽的较深，定子轭部尺寸较窄，电机轭部容易饱和，影响电机的峰值与持续性能。当(r*M)/(D-d)值过小时，圆扁线的尺寸过小，导体用量低，电机的电密较大，热负荷较高，温升较高。

如图4所示本实用新型专利的实施例之一，导体与导体槽的横截面形状为椭圆形,椭圆形的导体结构在增加导体到槽口以及径向导体之间的有效距离的同时，导体在径向方向上的尺寸较小，意味着在径向可以放置更多层的圆扁线导体，可以满足不同转矩，不同功率的驱动电机的性能需求。椭圆形的长轴长度为A，短轴长度为B，定子铁芯的外径为D，定子铁芯的内径为d，其关系满足1.2≤(d*B*M)/(A*(D-d))≤3.7；当(d*B*M)/(A*(D-d))值过大，则意味着椭圆形导体的长轴短轴比更接近于1，椭圆结构更接近与正圆，定子的轭部尺寸较窄，容易饱和，影响电机的峰值与持续性能，当(d*B*M)/(A*(D-d))值过小，则椭圆形扁线的尺寸更加细长，电机定子齿部的尺寸较窄，电负荷严重，影响电机峰值与持续性能，同时电机的铁损较大，效率偏低。

如图5所示本实用新型专利的实施例之一，导体与导体槽的横截面形状为在定子铁芯切向方向上为直线，两条直线段的距离为L，在定子铁芯（1）周向方向为曲率半径为r的圆弧段，圆弧段的圆心距离直线段中心线的距离为q，其关系满足0.5≤q/L≤2.5。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种圆扁线电机定子，包括绕组和定子铁芯（1），所述定子铁芯（1）上设有3N组绕组槽（3），每组绕组槽（3）内沿径向依次放置M个导体（2），若干个导体（2）连接形成绕组；其特征在于：其中每根导体（2）的横截面形状至少有两个边是由曲线组成，定子铁芯（1）的绕组槽形状与导体（2）形状相匹配，其中，N为自然数，M≥4。

2.根据权利要求1所述的一种圆扁线电机定子，其特征在于：每组绕组槽（3）由M个相互间隔的导体槽组成，每个导体槽与导体（2）形状相匹配。

3.根据权利要求1所述的一种圆扁线电机定子，其特征在于：每组绕组槽（3）由M个导体槽组成，M个导体槽之间相互连通，每个导体槽与导体（2）形状相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种圆扁线电机定子，其特征在于：所述导体（2）的横截面形状为圆形，圆形导体的曲率半径为r，定子铁芯（1）的外径为D，定子铁芯（1）的内径为d，其关系满足1.6≤(r*M)/(D-d)≤2.8。

5.根据权利要求1所述的一种圆扁线电机定子，其特征在于：所述导体（2）的横截面形状为椭圆形，椭圆形的长轴长度为A，短轴长度为B，定子铁芯（1）的外径为D，定子铁芯（1）的内径为d，其关系满足1.2≤(d*B*M)/(A*(D-d))≤3.7。

6.根据权利要求1所述的一种圆扁线电机定子，其特征在于：所述导体（2）的横截面的形状为在定子铁芯切向方向上为直线，两条直线段的距离为L，在定子铁芯（1）周向方向为曲率半径为r的圆弧段，圆弧段的圆心距离直线段中心线的距离为q，其关系满足0.5≤q/L≤2.5。

7.根据权利要求1所述的一种圆扁线电机定子，其特征在于：放置在绕组槽（3）里的每个导体（2）由若干个小导体并联组成。