CN221282923U - 双侧出线的定子、电机、动力总成及电动系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供的一种双侧出线的定子、电机、动力总成及电动系统。该定子包括定子铁芯和定子绕组。其中,定子铁芯包括中心孔和多个定子槽,多个定子槽沿定子的周向间隔分布并与中心孔连通。定子绕组包括线圈,多个线圈沿定子的周向依次绕制于多个定子槽,每个线圈包括第一接线端和第二接线端,第一接线端和第二接线端分别沿定子的轴向伸出定子铁芯外。每个线圈的第一接线端用于连接相电或星接另,每个线圈的第二接线端用于连接沿定子的周向相邻的另一个线圈的第二接线端。该定子可以双侧出线,可以减少单边焊点数量且焊点之间的间距大,简化绕线,降低焊接难度和短路风险,提高电机的可制造性。
Description
技术领域
本申请涉及电机技术领域,尤其涉及一种双侧出线的定子、电机、动力总成及电动系统。
背景技术
在电机设计领域,在保证电磁性能满足基本设计要求的前提下,需要对定子绕组绕线方式进行合理的排布设计,以便于提高电机的可制造性。
传统的电机设计过程中,为了提高绕线的槽满率以及降低绕线难度,定子铁芯可以采用分瓣的铁芯轴向拼接成圆的方式制成,定子绕组则采用集中式绕组绕制。常见的拼接齿定子集中绕组电机,多个线圈的出线端均在定子铁芯轴向的同一侧,焊点数量比较多,焊接难度大,也不利于电机小型化设计。
实用新型内容
本申请实施例提供的一种双侧出线的定子、电机、动力总成及电动系统,该定子的定子绕组单侧焊点较少,能够简化绕线和焊接难度,降低焊点之间的绝缘风险。
第一方面,本申请提供一种双侧出线的定子,该定子可以应用于星接电机中。该定子包括定子铁芯和定子绕组。其中,定子铁芯包括中心孔和多个定子槽,中心孔和多个定子槽沿定子的轴向贯穿定子铁芯,多个定子槽沿定子的周向间隔分布并与中心孔连通。定子绕组包括线圈,多个线圈沿定子的周向依次绕制于多个定子槽,每个线圈包括第一接线端和第二接线端,第一接线端和第二接线端分别沿定子的轴向伸出定子铁芯外。多个线圈依照一定的连接方式连接形成定子绕组,向定子绕组通电,可以在定子铁芯的中心孔内形成磁场,驱动容纳于中心孔内的转子转动。每个线圈的第一接线端用于连接相电或星接另,每个线圈的第二接线端用于连接沿定子的周向相邻的另一个线圈的第二接线端。两个第二接线端相连接的线圈串联。在上述定子中,沿定子的轴向,线圈的第一接线端和第二接线端分别位于定子的两侧,使得定子可以双侧出线,可以减少单边焊点数量且焊点之间的间距大,简化绕线,降低焊接难度和短路风险,提高电机的可制造性。
在一些可能实现的方式中,每个线圈由一根导线绕制而成。沿定子的周向,每个线圈包括相对的第一导线组和第二导线组,第一导线组和第二导线组分别容纳于两个定子槽内。其中,第一导线组的匝数比第二导线组的匝数多一个,第一接线端和第二接线端分别连接于第一导线组的导线。
在一些可能实现的方式中,沿定子的周向,与任意一个线圈相邻的两个线圈中,其中一个线圈的第一接线端用于连接相电,另一个线圈的第一接线端用于星接。多个线圈中,两个相邻串联的线圈组成一个线圈组。沿定子的周向相邻的两个线圈组中,位于两侧的两个第一接线端分别连接相电,位于中间的两个第一接线端同时星接。或者,沿定子的周向相邻的两个线圈组中,位于两侧的两个第一接线端同时星接,位于中间的两个第一接线端分别连接相电。这样的绕线方式,可以减少跨线数量以及跨线距离,降低短路风险和跨线电阻。
在一些可能实现的方式中,定子绕组包括三相绕组,每相绕组包括两并联的支路。每条支路包括两个线圈,同一条支路中的两个线圈的第二接线端沿定子的周向相连接。也就是说,沿定子周向相连的两个线圈属于同相同支路,可以通过串联的方式连接,减少跨线。
在一些可能实现的方式中,为了方便定子绕组星接,定子还包括汇流件,多个线圈的用于星接的第一接线端与汇流件连接。汇流件可以简化接线方式,降低相间短路风险,还可以避免潜在使用绝缘套管的要求。其中,汇流件可以选用沿定子的周向延伸的金属开环,具体材质可以选择铜。
具体地,汇流件包括多个连接端子,每个所述连接端子包括用于容纳所述第一接线端的凹槽,所述凹槽沿定子的轴向贯穿连接端子。连接端子包括用于连接第一接线端的凹槽。凹槽为连接第一接线端提供空间富余,包容第一接线端的偏差,保障焊接效率和牢靠性。
在一些可能实现的方式中,定子铁芯包括多个铁芯块,每个铁芯块包括沿定子的径向相对的内表面和外表面,内表面包括至少一个缺口,缺口沿定子的轴向贯穿铁芯块。多个铁芯块沿定子的周向依次拼接,多个铁芯块的内表面拼接形成定子的中心孔,缺口拼接形成电机的定子槽。电机转子可以容纳于中心孔。定子绕组绕制于定子铁芯以使部分定子绕组容纳于定子铁芯的定子槽内。
第二方面,本申请提供一种电机,包括电机转子和上述第一方面提供的任意这一种定子,电机转子可以容纳于中心孔内。向定子绕组通电,定子的中心孔内可以形成磁场,驱动电机转子转动。
第三方面,本申请提供一种动力总成,包括控制器、减速器以及如上述第二方面提供的任意一种的电机,电机的电机轴与减速器的输入轴传动连接,控制器与电机电连接以控制电机的工作状态。其中,减速器可以替换为变速器。
第四方面,本申请提供一种电动系统,包括活动件、传动机构以及如上述第三方面提供的动力总成,动力总成通过传动机构驱动活动件运动。
上述第二方面至第四方面可以达到的技术效果,请参照上述第一方面中相应设计方案可以达到的技术效果的说明,本申请这里不再重复赘述。
附图说明
图1为现有技术中的一种电机的定子绕组绕线方式;
图2a本申请实施例提供的一种电动车的结构示意图;
图2b为本申请实施例提供的一种电机的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种电机的电连接结构示意图;
图4a为本申请实施例提供的一种电机的定子的结构示意图;
图4b为图4a中A处的细节放大图;
图5a为本申请实施例提供的一种电机的定子的结构示意图;
图5b为本申请实施例提供的一种定子铁芯的铁芯块的结构示意图;
图5c为本申请实施例提供的一种定子绕组的线圈的结构示意图;
图6a为本申请实施例提供的一种定子绕组的线圈的绕线方式示意图;
图6b为本申请实施例提供的一种定子绕组的两个同相同支路的线圈的绕线方式示意图;
图7为本申请实施例提供的一种电机的电连接方式示意图;
图8为本申请实施例提供的一种电机的定子绕组的绕线方式示意图;
图9为本申请实施例提供的一种定子的部分结构示意图;
图10a为本申请实施例提供的一种电机的定子绕组的绕线方式结构示意图;
图10b为本申请实施例提供的一种电机的定子绕组的绕线方式结构示意图;
图11a为本申请实施例提供的一种电机的定子绕组的绕线方式示意图;
图11b为本申请实施例提供的一种电机的定子绕组的绕线方式示意图。
具体实施方式
永磁同步电机是一种现有的常见电机,无刷电机可以提高电机在高速区域的效率,可以应用为汽车的车载电机。电磁性能是电机基本设计要求,考虑到可制造性,电机的定子绕组绕线方式也需要着重考虑。无刷电机的定子绕组一般采用分割铁芯的集中式绕组,可以提高绕线槽满率并降低绕线难度。目前的集中式绕组排布方式常规方案中,定子绕组出线均在一侧,容易导致焊点数量较多且集中。以图1所示的10极12槽2支路的拼接齿定子集中绕组电机的定子绕组为例,该电机的定子绕组所有与的引出线焊点均在出线端,出线端的焊点数量为24个。其中,6个焊点d1分别为三相两支路的引出线焊点,6个焊点d2为星点引出线焊点,12个焊点d3为相邻齿同相同支路跨接焊点。由于所有的焊点都在电机轴向的同一侧,相邻的焊点之间的间距比较小,易发生短路风险。并且,量产设备焊接难度大,影响量产可制造性和产线节拍,不适用于小型化的电机。
基于此,本申请实施例提供一种双侧出线的定子、电机、动力总成及电动系统,该定子的定子绕组单侧焊点数量减少,焊接难度降低,可以提高可制造性以及电气安全性,适用于引出线较多的电机的电连接。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的,而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样,单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式,除非其上下文中明确地有相反指示。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
本申请实施例提供的一种电动车包括多个电动系统,每个电动系统通过电机驱动不同的活动件实现器件动作调整。电动系统包括活动件、传动机构以及动力总成,电机属于动力总成的一部分,动力总成可以通过传动机构驱动活动件实现动作。对于不同的电动系统,均包括用于将电能转换为机械能的电机。例如,电动车具有刹车系统的刹车电机、转向系统的转向电机、空调系统的电空调压缩机电机,这些电机一般都是永磁同步的无刷电机。
以图2a为本申请实施例提供的电动车为例,该电动车包括转向系统,用来改变或保持车辆行驶方向或倒退方向。如图2a所示,电动车包括车轮3000、传动结构2000以及转向机构1000,转向机构1000相当于用于输出动力的动力总成,转向机构1000通过传动结构2000传动连接车轮3000转向,车轮3000相当于活动件。转向机构1000为一种动力总成,包括电机100和减速器200,该电机100为一种分割铁芯无刷电机。电机100的电机轴与减速器200的输入轴转动连接,减速器200的输出轴用于驱动连接上述传动结构2000。其中,减速器200也可以为变速器。动力总成还包括控制器,控制器与电机100电连接,用于对电机100的工作状态进行调节。
如图2b所示,电机100包括定子10、电机转子20、电机轴30以及壳体40。电机转子20同轴固定于电机轴30,电机轴30传动连接减速器200。定子10套设在转子30外,壳体40设置于定子10外。定子10包括定子铁芯1和绕制于定子铁芯1的定子绕组2,向定子绕组2通电,能够在定子铁芯1的中心孔内形成磁场,电机转子20能够在磁场中绕电机轴30的轴心线旋转。
本申请实施例所提供的电机100为一种三相星接电机,图3示例了该星接三相电机的电连接方式简化示意图。如图3所示,每相绕组的首端与对应的相电连接,末端与另外的两相电的绕组电连接,每相绕组的首端为电源端。每相绕组的末端汇流连接以实现星接。定子绕组分为三组绕组,分别为用于连接U相电的U相绕组R1,用于连接U相电的W相绕组R2,以及用于连接V相电的V相绕组R3。每相绕组包括用于连接电源的端口用于星接的端口。
请参照图4a所示的定子10的结构,该定子10包括定子铁芯1和定子绕组2,定子绕组2绕制在定子铁芯1上。定子绕组2包括多个焊接端T。依据不同的电机接线方式,该焊接端T用于连接相电或汇流。
图4b示出了图4a中A处的放大图,定子绕组2包括多个线圈21,每个线圈21包括上述焊接端T,每个线圈21可以通过焊接端T接入电机100的电路。焊接端T沿定子10的轴向凸出于定子铁芯1的端面,每个焊接端T形成一个焊点。此处的定子铁芯1可以为整圆的结构或分割的结构。示例性地,定子铁芯1为分割式结构,包括多个铁芯块11和拼接支架12,多个铁芯块11通过绝缘支架12拼接固定。示例性地,铁芯块11与线圈21之间可以通过绝缘支架12绝缘隔离。
示例性地,如图5a所示,定子10定子铁芯1为分割铁芯,具体包括多个铁芯块11,多个铁芯块11沿定子10的周向拼接并通过绝缘支架12固定形成定子铁芯1。此处,每个铁芯块11对应一个绝缘支架12,多个铁芯块11拼接时,将多个绝缘支架12沿定子10的周向依次连接固定即可。将一个绕制有线圈21的铁芯块11沿定子10的径向分离出来,沿定子10的径向,每个铁芯块11包括内表面d1和外表面d2,内表面d1和外表面d2沿定子10的径向相对。当多个铁芯块11沿定子10的周向拼接,内表面d1拼接形成定子10的中心孔,用于容纳电机转子20。每个铁芯块11对应绕制一个线圈21,该线圈21、铁芯块11可以组成一个独立的结构单元。在电机100的制造生产中,可以将线圈21对应绕制在铁芯块11上得到独立的结构单元,再将多个独立的结构单元沿电机100的周向依次拼接得到图4a所示的定子10结构。
图5b示例了一个铁芯块11的结构,沿电机100的周向,每个铁芯块11的两侧分别包括缺口K,两个缺口K沿定子10的轴向贯穿铁芯块11。两个缺口K之间结构相当于定子齿,线圈21可以绕制在定子齿上。当多个铁芯块11沿定子10的周向拼接,两个相邻的铁芯块11的缺口K可以连通形成一个定子槽,线圈21可以部分容纳在定子槽内。如图5a和图5b所示,两个铁芯块11相接的缺口K之间能够形成一个定子槽,多个铁芯块11拼接后可以形成多个定子槽,多个定子槽沿定子10的周向间隔分布。缺口K沿定子10的径向与内表面d1连通,使得缺口K形成的定子槽可以与中心孔连通。
示例性地,每个铁芯块11包括多个铁芯片111,多个铁芯片111沿定子10的轴向相邻排列,也可以认为多个铁芯片111沿定子10的轴向叠置。每个铁芯片111包括具有一体式结构的轭部1111和齿部1112,多个铁芯片111沿定子10的轴向叠置后,多个铁芯片111的齿部1112能够形成定子10的定子齿。每个铁芯片111中,轭部1111沿定子10的周向延伸,齿部1112沿定子10的径向向定子10的中心凸出。齿部1112远离轭部1111的一端包括凸缘Q,凸缘Q沿定子10的周向延伸并凸出齿部1112。凸缘Q朝向电机100轴心的面即铁芯块11的内表面d1的一部分。将线圈21绕制在铁芯块11上时,线圈21环绕在多个铁芯片111的齿部1112所叠成的定子齿上,线圈21与铁芯块11之间用绝缘支架12绝缘隔离。
图5c示出了一个线圈21的结构,线圈21由一根导线绕制而成,每个线圈21的两端为两个焊接端T,焊接端T可以用于连接相电或其他的线圈21。线圈21整体呈类似跑道的环状,示例性地,沿定子10的轴向,两个焊接端T分别反向伸出。
具体地,图6a示例了本申请实施例中线圈21在定子铁芯1上的绕线方式。如图6a所示,线圈21由一根导线绕制而成,线圈21的两端分别为第一接线端t1和第二接线端t2,第一接线端t1和第二接线端t2均为焊接端T。在图6a中,阴影方框所示为定子铁芯1的一个定子齿101,沿定子10的周向,定子齿101的两侧分别为两个定子槽102,定子槽102用实线方框示例。线圈21绕在定子齿101上,并沿定子10的轴向两端出线,当线圈21绕制在铁芯块11上,第一接线端t1和第二接线端t2分别沿定子10的轴向伸出定子铁芯1外。沿定子10的周向,每个线圈21包括相对的第一导线组D1和第二导线组D2,第一导线组D1和第二导线组D2分别容纳于定子齿101两侧的两个定子槽102内。第一导线组D1和第二导线组D2用虚线框示意。其中,第一导线组D1的匝数比第二导线组D2的匝数多一个,第一接线端t1和第二接线端t2分别连接于第一导线组D1的两根导线。在图6a所示例的线圈21中,第一导线组D1的匝数为3匝,第二导线组D2的匝数为2匝。线圈21这样的绕线方式,可以使得线圈21的焊接端T能够沿定子10的轴向两端出线,使得定子10可以两端出线形成焊点,减少单侧焊点数量。
当多个线圈21连接可以形成定子绕组2,图6b示例了同相的两个相邻的线圈21的连接方式,该两个线圈21示例性地为U相绕组的一部分。如图5b所示,每个线圈21沿定子10的轴向两端出线,两个线圈21的第一接线端t1位于同一侧,两个线圈21的第二接线端t2位于同一侧。一个线圈21的第一接线端t1用于连接U相电,第二接线端t2与另一个线圈21的第二接线端t2相连接实现两个线圈21的串联,另一个线圈21的第一接线端t1用于星接。应当理解,图6b所示的两个相邻的线圈21串联可以形成一个线圈组,该两个线圈21可以通过一根导线通过两齿连绕的方式绕制在定子铁芯1上,此时的两个线圈21的第二接线端t2相当于通过导线连接。其中的两齿连绕,指的就是一根导线在两个相邻的定子齿上连续绕制形成图6b所示的线圈组。当两个线圈21分别由独立的导线单独绕制,每个线圈21单独绕制在对应的定子齿上,此时的两个线圈21的第二接线端t2可以通过汇流铜排连接。
本申请实施例所提供的电机100为一种分数槽电机,该电极100的定子齿的数量与定子10的极对数之比为6:5。以一种12槽10级、两支路并联的电机为例,图7示出了该电机100的电连接方式。如图7所示,每相绕组包括两个并联的支路,每个支路包括定子绕组2中的两个线圈21,每个支路的一端用于连接电源,另一端用于星接。具体的,U相绕组包括并联的第一支路U1和第二支路U2,每个支路包括两个串联的线圈21a,每个支路的一个连接端u1用于星接,另一个连接端u2用于连接U相电。V相绕组包括并联的两个支路L2,每个支路L2包括两个串联的线圈21b,每个支路L2的一个连接端v1用于星接,另一个连接端v2用于连接V相电。W相绕组包括并联的两个支路L3,每个支路L3包括两个串联的线圈21c,每个支路L3的一个连接端w1用于星接,另一个连接端w2用于连接W相电。该电机100中,同一支路上的两个线圈21即采用了两个铁芯块11的线圈21连绕的方式,每个支路的两个连接端即线圈21用于作为引出线的焊接端T,整个定子绕组2则具有12个引出线。具体地,定子绕组2的12个引出线中,每相绕组具有4个引出线。对于星接电机,每相绕组中由2个引出线需要星接,另外2个引出线则用于连接相电。示例性地,U相的4个引出线分别为两个连接端u1和两个连接端u2,W相的4个引出线分别为两个连接端w1和另个连接端w2,V相的4个引出线分别为两个连接端v1和两个连接端v2。结合图6b所示的线圈21的连接方式,此处的连接端u1、连接端u2、连接端v1、连接端v2、连接端w1、连接端w2均为上述的第一接线端t1。
基于图6a和图6b所示的线圈21的连接方式以及图7所示的电机100电连接方式,本申请实施例所提供的电机100的定子绕组2的绕线方式可以参照图8。电机100的定子绕组2包括12个线圈21,定子铁芯1包括12个定子槽,任意两个相邻的定子槽之间形成一个定子齿,每个线圈21对应绕制在一个定子齿上。图8中的第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第六线圈、第七线圈、第八线圈、第九线圈、第十线圈、第十一线圈以及第十二线圈为12个线圈21,槽1、槽2、槽3、槽4、槽5、槽6、槽7、槽8、槽9、槽10、槽11以及槽12为12个定子槽。沿定子10的周向,12个线圈21依次绕制在12个定子齿上,每个线圈21分别部分容纳于两个相邻的定子槽内。如图8所示,以第一线圈为例,第一线圈的左边部分导线容纳于槽1内,第一线圈的右边部分导线容纳于槽2内。第一线圈以图6a所示的一根导线绕制而成,第一线圈位于槽1内的导线匝数比第一线圈位于槽2内的导线匝数多一个,使得第一线圈沿定子10的轴向两端出线。第一线圈的两端为焊接端T,该两个焊接端T分别为第一接线端t1和第二接线端t2。每个线圈21的结构与第一线圈结构类似,均为沿定子10的轴向两端出线,所有的线圈21的第一接线端t1位于同一侧,所有的线圈的第二接线端t2位于同一侧。
请继续参照图8,第一线圈和第十二线圈相邻且串联,第一线圈的第一接线端t1连接U相的第一支路U1,第一线圈的第二接线端t2与第十二线圈的第二接线端t2连接,第十二线圈的第一接线端t1用于星接。第二线圈和第三线圈相邻且串联,第三线圈的第一接线端t1连接V相的第二支路V2,第二线圈的第二接线端t2与第三线圈的第二接线端t2连接,第三线圈的第一接线端t1用于星接。第四线圈和第五线圈相邻且串联,第四线圈的第一接线端t1用于星接,第四线圈的第二接线端t2与第五线圈的第二接线端t2连接,第五线圈的第一接线端t1连接W相的第一支路W1。第六线圈和第七线圈相邻且串联,第六线圈的第一接线端t1连接U相的第二支路U2,第六线圈的第二接线端t2与第七线圈的第二接线端t2连接,第七线圈的第一接线端t1用于星接。第八线圈和第九线圈相邻且串联,第八线圈的第一接线端t1用于星接,第八线圈的第二接线端t2与第九线圈的第二接线端t2连接,第九线圈的第一接线端t1连接V相的第一支路V1。第十线圈和第十一线圈相邻且串联,第十线圈的第一接线端t1连接W相的第二支路W2,第十线圈的第二接线端t2与第十一线圈的第二接线端t2连接,第十一线圈的第一接线端t1用于星接。
沿定子10的轴向,可以将第一接线端t1所在的一侧而认为是定子10的出线端,第二接线端t2所在的一侧认为是定子10的非出线端。属于同一相且串联的两个线圈21可以认为是一个线圈组,两个线圈21串联后的两端分别为其中一个线圈21的第一接线端t1和另一个线圈21的第一接线端t1,其中一个第一接线端t1用于连接相电,另一个第一接线端t1用于星接。本申请实施例所提供的电机100的三相两支路共有6组线圈组,每个线圈组的其中一个第一接线端t1可以通过甩线或汇流铜排与对应的电源连接,每个线圈组的另一个第一接线端t1可以与星点汇流连接。上述线圈21的绕线方式以及连接方式,可以降低不同相之间的线圈21的出线存在跨接而导致的短路风险,还降低了跨线长度,降低了跨线的电阻值。应当理解,上述描述线圈21和三相支路的对应顺序只是举例,只需满足线圈21和三相两支路之间的相对位置关系如图7所示即可。
以图8所示的定子绕组2绕线方式为例,沿定子10的周向,与任意一个线圈21相邻的两个线圈21中,其中一个线圈21的第一接线端t1用于连接相电,另一个线圈21的第一接线端t1用于星接。多个线圈21中,两个相邻串联的线圈21组成一个线圈组。沿定子10的周向相邻的两个线圈组中,位于两侧的两个第一接线端t1分别连接相电,位于中间的两个第一接线端t1同时星接,例如第二线圈、第三线圈、第四线圈和第五线圈。或者,沿定子10的周向相邻的两个线圈组中,位于两侧的两个第一接线端t1同时星接,位于中间的两个第一接线端t1分别连接相电,例如第四线圈、第五线圈、第六线圈和第七线圈。这样的绕线方式,可以减少跨线数量以及跨线距离,降低短路风险和跨线电阻。
图9即示例了定子10的部分结构,定子10包括由绝缘支架12拼接多个铁芯块11所形成的定子铁芯1、多个线圈21连绕形成的定子绕组2、汇流件3以及多个汇流铜排4。以其中两个串联的线圈21为例,该两个线圈21沿定子1的周向相邻排列。每个线圈21具有分别沿定子10的轴向伸出的第一接线端t1和第二接线端t2。两个线圈21的第二接线端t2通过汇流铜排4相连接,使得两个线圈21串联组成同一相同一支路的线圈组。两个相串联的线圈21通过汇流铜排4或导线连接,使得线圈21的第二接线端t2不会与其他的跨接线接触,降低了相间短路的风险,避免了潜在使用绝缘套管的要求。
其中一个线圈21的第一接线端t1用于连接相电,另一个线圈21的第一接线端t1与汇流件3连接实现星接。其中,汇流件3呈沿定子10的周向延伸的弧线形,汇流件3可以由铜板材通过钣金、切割等方式形成。汇流件3包括多个用于连接第一接线端t1的连接端子31。连接端子31的端部包括凹槽C,凹槽C沿定子10的轴向贯穿连接端子31的端部。第一接线端t1能够容纳于该凹槽C内。定子绕组2的第一接线端t1末端位置一般会存在一定的偏差,具有凹槽C的连接端子31能够包容该偏差,保证定子绕组2的第一接线端t1能够沿定子10的轴向穿出连接端的凹槽C。具体地,连接端子31和第一接线端t1通过焊接固定连接,在焊接前,可以先通过夹具预压连接端子31的凹槽C的两侧,使得凹槽C夹紧第一接线端t1末端,第一接线端t1被包夹在连接端的凹槽C内而不易脱出,然后再焊接,可以提高焊接的效率和焊接的牢固性,也能降低焊接难度。由于凹槽C的存在,本申请实施例所提供的汇流组件4更适用于具有角度引出线的电机的电连接,也更适用多引出线的电机。
如图10a所示的定子10的定子绕组2的连接方式,此处主要示例了定子10第一接线端t1一侧的结构。结合图8所示的定子绕组2的绕线方式,多个线圈21具体为第一线圈2101、第二线圈2102、第三线圈2103、第四线圈2104、第五线圈2105、第六线圈2106、第七线圈2107、第八线圈2108、第九线圈2109、第十线圈2110、第十一线圈2111以及第十二线圈2112。第一线圈2101的第一接线端t1露出用于连接U相电的第一支路U1,第二线圈2102的第一接线端t1露出用于连接V相电的第二支路V2,第三线圈2103的第一接线端t1与汇流件3的连接端子31连接,第四线圈2104的第一接线端t1与汇流件3的连接端子31连接,第五线圈2105的第一接线端t1露出用于连接W相电的第一支路W1,第六线圈2106的第一接线端t1露出用于连接U相电的第一支路U2,第七线圈2107的第一接线端t1与汇流件3的连接端子31连接,第八线圈2108的第一接线端t1与汇流件3的连接端子31连接,第九线圈2109的第一接线端t1露出用于连接V相电的第一支路V1,第十线圈2110的第一接线端t1露出用于连接W相电的第二支路W2,第十一线圈2111的第一接线端t1与汇流件3的连接端子31连接,第十二线圈2112的第一接线端t1与汇流件3的连接端子31连接。由图10a可以看出,定子10的出线端共引出12个第一接线端t1。
如图10b所示的定子10的定子绕组2的连接方式,此处主要示例了定子10第二接线端t2一侧的结构。第一线圈2101的第二接线端t2通过汇流铜排4与第十二线圈2112的第二接线端t2连接,第二线圈2102的第二接线端t2通过汇流铜排4与第三线圈2103的第二接线端t2连接,第四线圈2104的第二接线端t2通过汇流铜排4与第五线圈2105的第二接线端t2连接,第六线圈2106的第二接线端t2通过汇流铜排4与第七线圈2107的第二接线端t2连接,第八线圈2108的第二接线端t2通过汇流铜排4与第九线圈2109的第二接线端t2连接,第十线圈2110的第二接线端t2通过汇流铜排4与第十一线圈2111的第二接线端t2连接。
如图10a和图10b所示例,沿定子10的周向,汇流件3的周向角度覆盖第三线圈2103、第四线圈2104、第五线圈2105、第六线圈2106、第七线圈2107、第八线圈2108、第九线圈2109、第十线圈2110、第十一线圈2111以及第十二线圈2112,这是基于图8所示的定子绕组2的绕线方式实现的。当定子绕组2以图11a所示的方式绕制时,汇流件3将沿定子10的周向覆盖第一线圈2101、第二线圈2102、第三线圈2103、第四线圈2104、第七线圈2107、第八线圈2108、第九线圈2109、第十线圈2110、第十一线圈2111以及第十二线圈2112。或者,当定子绕组2以图11b所示的方式绕制时,汇流件3将沿定子10的周向覆盖第一线圈2101、第二线圈2102、第三线圈2103、第四线圈2104、第五线圈2105、第六线圈2106、第七线圈2107、第八线圈2108、第十一线圈2111以及第十二线圈2112。
综上,本申请实施例所提供的电机100的定子绕组2采用沿定子10的轴向两端出线的绕制方式,减少了定子10单侧焊点数量,能够减小焊接难度,提高电机100的可制造性。多个线圈21的绕线方式以及连接方式设计,降低了相间的短路风险,不需要使用绝缘套管等其他结构进行绝缘防护。同相且同一支路的线圈21之间相邻并串联,不同相的线圈21之间通过汇流件3连接后接入电机控制器,可以减少跨线长度,减小跨线的电阻值。在电机100的生产的样件阶段,可以使用跨接铜排来替代需要使用设备的两齿连绕,无需提前投入两齿连绕的绕线设备,可以推进电机100制造方案的迭代速度,提高研发速率。当然,本申请实施例所提供的电机100不但可以应用在所示例的电动车的各种电动系统中,还可以应用在家电、工业等电动系统领域,此处不再举例说明。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种双侧出线的定子,其特征在于,所述定子包括定子铁芯和定子绕组;
所述定子铁芯包括中心孔和多个定子槽,所述中心孔和所述多个定子槽沿所述定子的轴向贯穿所述定子铁芯,所述多个定子槽沿所述定子的周向间隔分布并与所述中心孔连通;
所述定子绕组包括多个线圈,所述多个线圈沿所述定子的周向依次绕制于多个所述定子槽,每个所述线圈包括第一接线端和第二接线端,所述第一接线端和所述第二接线端分别沿所述定子的轴向伸出所述定子铁芯外;
每个所述线圈的第一接线端用于连接相电或星接,每个所述线圈的第二接线端用于连接沿所述定子的周向相邻的另一个所述线圈的第二接线端。
2.如权利要求1所述的定子,其特征在于,每个所述线圈由一根导线绕制而成;
沿所述定子的周向,每个所述线圈包括相对的第一导线组和第二导线组,所述第一导线组和所述第二导线组分别容纳于两个所述定子槽内;
所述第一导线组的匝数比所述第二导线组的匝数多一个,所述第一接线端和所述第二接线端分别连接于所述第一导线组的导线。
3.如权利要求1所述的定子,其特征在于,沿所述定子的周向,与任意一个所述线圈相邻的两个所述线圈中,其中一个所述线圈的第一接线端用于连接相电,另一个所述线圈的第一接线端用于星接。
4.如权利要求1所述的定子,其特征在于,所述定子绕组包括三相绕组,每相所述绕组包括两条并联的支路;
每条所述支路包括两个所述线圈,同一条所述支路中的所述两个线圈的所述第二接线端沿所述定子的周向相连接。
5.如权利要求1所述的定子,其特征在于,所述定子还包括汇流件,所述线圈的用于星接的第一接线端与所述汇流件连接。
6.如权利要求5所述的定子,其特征在于,所述汇流件包括多个连接端子,每个所述连接端子包括用于容纳所述第一接线端的凹槽,所述凹槽沿定子的轴向贯穿所述连接端子。
7.如权利要求1所述的定子,其特征在于,所述定子铁芯包括多个铁芯块;
每个所述铁芯块包括沿所述定子的径向相对的内表面和外表面,所述内表面包括至少一个缺口,所述缺口沿所述定子的轴向贯穿所述铁芯块;
所述多个铁芯块沿所述定子的周向依次拼接,所述多个铁芯块的内表面拼接形成所述定子铁芯的中心孔,所述缺口拼接形成所述定子铁芯的定子槽。
8.如权利要求1-7中任一项所述的定子,其特征在于,所述定子齿的数量与所述定子的极对数之比为6:5。
9.一种电机,其特征在于,包括转子和如权利要求1-8任一项所述的定子,所述转子设于所述定子铁芯中心孔内。
10.一种动力总成,其特征在于,包括减速器和如权利要求9所述的电机,所述电机与所述减速器传动连接。
11.一种电动系统,其特征在于,包括活动件、传动机构以及如权利要求10所述的动力总成,所述动力总成通过所述传动机构驱动所述活动件运动。
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