电机定子及电机的制作方法

本发明涉及电机领域，尤其涉及一种电机转子以及具有该种电机转子的电机。

背景技术：

电机广泛地应用在工业生产以及生活的各种电器设备中，现有的电机具有壳体以及位于壳体两端的端盖，壳体以及端盖围成一个腔体，腔体内安装有定子以及转子，定子具有定子铁芯以及嵌入到在定子铁芯上的线圈。转子安装在定子内，并可相对于定子旋转。转子轴安装在转子内，且与转子过盈配合，转子轴在转子的带动下旋转，从而向外输出动力。

现有的电机定子绕线采用每个绕组之间采用叠绕组，三相绕组间具有一定数量的共用槽，使各相绕组之间具有重叠部分，而现有的叠绕组式电机定子存在的问题是，现有的电机定子槽数较少，却因叠绕次序的分布因引起磁场强度不足、功率密度不足以及电磁波难以接近正弦波等。

技术实现要素：

本发明的第一发明目的在于提供一个具有新型绕线结构的电机定子。

本发明的第二发明目的在于提供一个具有高功率密度的电机。

本发明第一目的提供的电机定子包括定子铁芯以及三相绕组；定子铁芯由多个定子冲片叠压而成，定子冲片包括圆环状的轭部以及在轭部内沿轭部径向向圆周方向延伸的多个齿，相邻的齿之间形成槽；三相绕组中每相绕组包括两组绕组；三相绕组中每相绕组之间在电机铁芯上互相相差120度布置；其中，电机定子包括有48个槽（z1-z48）；同一相绕组中的两组绕组在电机铁芯上相差180度布置；其中一组绕组按顺序沿槽z1-z13-z2-z12-z3-z11-z24-z14- z23-z15依次穿过10个槽；其中一组绕组包括第一绕线部和第二绕线部，第一绕线部穿过的槽的数量比第二绕线部穿过的槽的数量多。

由上述方案可见，定子铁芯上设置有48个槽，每相绕组跨越定子铁芯的一半，且每相绕组按相同的规律缠绕在10个槽上，每相绕组的有效截面积增大进而使磁场强度提高，且残绕规律可避免绕组之间磁场相互影响干扰，每相绕组形成的电磁波更接近正弦波，提高电机工作时候的功率、功率密度外，电机的稳定性以及散热性能提升。

进一步的方案是，第一绕线部穿过6个槽，第二绕线部穿过4个槽。

进一步的方案是，每个槽容纳N匝绕线，其中一组绕组在z1、z2、z12、z13、z14和z24一共6个槽中穿过N匝绕线且在z3、z11、z15和z23一共4个槽中穿过N/2匝绕线。

由上可见，在适当的位置设置共用槽，使每个槽中的绕线匝数相等，且共用槽中的各相匝数减半，减少各向绕组之间的相互干扰作用。

进一步的方案是，N为大于或等于2的正偶数。

进一步的方案是，位于同一所述槽内的不同组的所述绕组之间设置有绝缘层。

由上可见，绝缘层有效防止不同绕组之间误通引起电机故障。

进一步的方案是，齿的顶部沿电机定子的圆周方向有伸出部，相邻两个伸出部之间形成槽口。

由上可见，比槽内径狭窄的槽口有效防止绕组的松脱以及与绕组与外界的接触。

本发明第二发明目的提供的电机包括电机定子和位于电机定子内的电机转子，电机定子包括定子铁芯以及三相绕组；定子铁芯由多个定子冲片叠压而成，定子冲片包括圆环状的轭部以及在轭部内沿轭部径向向圆周方向延伸的多个齿，相邻的齿之间形成槽；三相绕组中每相绕组包括两组绕组；三相绕组中每相绕组之间在电机铁芯上互相相差120度布置；其中，电机定子包括有48个槽（z1-z48）；同一相绕组中的两组绕组在电机铁芯上相差180度布置；其中一组绕组按顺序沿槽z1-z13-z2-z12-z3-z11-z24-z14-z23-z15依次穿过10个槽；其中一组绕组包括第一绕线部和第二绕线部，第一绕线部穿过的槽的数量比第二绕线部穿过的槽的数量多。

由上可见，数量更多的槽数能使电机的功率密度提高，且每相绕组的跨度提高可有效提高磁感应强度和电势，磁场分布使磁场波形更接近正弦波，使电机的运作高效且更加稳定。

进一步的方案是，第一绕线部穿过6个槽，第二绕线部穿过4个槽。

进一步的方案是，每个槽容纳N匝绕线，其中一组绕组在z1、z2、z12、z13、z14和z24一共6个槽中穿过N匝绕线且在z3、z11、z15和z23一共4个槽中穿过N/2匝绕线。

由上可见，在适当的位置设置共用槽，使每个槽中的绕线匝数相等，且共用槽中的各相匝数减半，减少各向绕组之间的相互干扰作用。

附图说明

图1为本发明电机定子实施例中定子冲片的结构图。

图2为图1中A处的放大图。

图3为本发明电机定子实施例中一组绕组的绕线原理图。

图4为本发明电机定子实施例中一相绕组的绕线原理图。

图5为本发明电机定子实施例中三组绕组的绕线原理图。

图6为本发明电机定子的绕线原理图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明提供的电机定子包括定子铁芯以及缠绕在定子铁芯上的多组绕组。其中定子铁芯由多片定子冲片叠压而成，定子冲片的环内设置有用于安放绕组的多个槽。

参见图1，图1为定子冲片的结构图。定子冲片1包括一个环形的轭部11，环形的轭部11中间有用于安装转子的中心孔，在轭部11内部沿轭部1径向向圆周方向延伸的48个齿12，相邻的两个齿12之间形成槽13，电机定子上一共形成48个槽13。

参见图2，图2为图1中A处的放大图，齿12的整体宽度一致，而齿12沿周向分布，故两个齿12之间的槽13轮廓呈梯形；齿12的顶部沿电机定子的圆周方向伸出有伸出部23，相邻两个齿12上的两个伸出部23和伸出部24之间形成了槽13的开口14，而开口14的宽度比槽13的最小宽度处的宽度更小，形成具有防脱作用的槽13，保证槽13内的绕组在绕制过程中不轻易松脱。

电机定子上48个槽13的分别用z1至z48表示。电机定子1上共缠绕了三相绕组，每相绕组均有并线的两组绕组，例如，U相绕组由A1绕组和A2绕组组成，V相绕组由B1绕组和B2绕组组成，W相绕组由C1绕组和C2绕组组成。

参见图3，图3为A1绕组的绕线原理图，沿电机定子圆周分布的48个槽13展开成平面图，A1绕组依次穿过z1-z13-z2-z12-z3-z11-z24 -z14-z23-z15一共十个槽13，而A1绕组可分为两个绕线部，A1第一绕线部和A1第二绕线部，A1第一绕线部包括依次穿过z1-z13-z2-z12 -z3-z11一共六个槽13的绕线，A1第二绕线部包括依次穿过z24-z14 -z23-z15一共四个槽13的绕线。A1绕组跨越了二十四个槽13的间隔距离，一共穿过十个槽13，磁场分布均匀且增强磁场强度。从上述描述可知，A1第一绕线部穿过的槽13的数量比A1第二绕线部穿过的槽13的数量多，在A1第一绕线部驱动转子转动后，A1第二绕线部依然能使转子产生驱动力，增强电机定子的驱动性能。

参见图4，图4为A1绕组和A2绕组的绕线原理图。A1绕组和A2绕组均为U相绕组，同相的两个绕组之间相差180度，即A2的开始绕线槽序号为z25（1+48/（360/180）=25），因此A2绕组按照A1绕组的绕线规律依次穿过z25-z37-z26-z36-z27-z35-z48-z38-z47-z39一共十个槽13，且A1绕组和A2绕组的始端并接于U相线端。

参见图5，图5为A1绕组、B1绕组以及C1绕组的绕线原理图。A1绕组、B1绕组和C1绕组分别为U相、V相和W相绕组的第一组绕线组，A1绕组、B1绕组和C1绕组之间两两相差120度，因此B1的绕组开始绕线槽序号为Z17（1+48/（360/120）=17），而C1的绕组开始绕线槽序号为z33（17+48/（360/120）=33），因此B1按照A1的绕线顺序依次穿过z17-z29-z18-z28-z19-z27-z40-z30-z39-z31一共十个槽13，C1按照A1的绕线顺序依次穿过z33-z45-z34-z44-z35-z43-z8 -z46-z7-z47一共十个槽13；A1绕组、B1绕组和C1绕组三组绕组的末端A1’、B1’和C1’根据星形接法连接在一起。

参见图6，图6为电机定子的绕线原理图。B2绕组为V相绕组的第二组绕组，C2绕组为W相绕组的第二组绕组，A2绕组、B2绕组以及C2绕组之间两两相差120度分布，绕线规律均与A1绕组绕线规律一致，B2绕组的绕线依次穿过z41-z5-z42-z4-z43-z3-z16-z6-z15-z7一共十个槽13，C2绕组的绕线依次穿过z9-z21-z10-z20-z11-z19-z32 -z22-z31-z23一共十个槽13。

由于三相绕组一共六组绕组均穿过十个槽13，而电机定子上一共有48个槽，即48个槽中具有部分槽是两组绕组均绕制其上。按本实施例中描述的各相绕组绕线顺序，可得其中有z3、z7、z11、z15、z19、z23、z27、z31、z35、z39、z43、z47一共十二个槽13为两组不同的绕组均由绕制的。

为保证每个槽13内的绕线匝数相等，绕组穿过共同使用的槽13的匝数应为其单独穿过使用的槽13的匝数的一半。例如：A1绕组穿过z1-z13-z2-z12-z3-z11-z24-z14- z23-z15，而其中z3、z11、z15和z23为共用槽13，A1绕组在z1、z2、z12、z13、z14和z24中穿过N匝绕线，则A1绕组在z3、z11、z15和z23则穿过N/2匝绕线，则可实现电机定子上48个槽13上绕线的匝数均为N匝，槽13的利用率提高且形成更均匀的磁场，其中N为大于或等于2的正偶数。进一步的方案是，在共用的槽13不同的绕组之间设置绝缘层，绝缘层可为绝缘涂料或者绝缘面板材等。

本发明中叠式绕组的特殊绕线方式可提高电机定子的磁场密度、磁场均匀性、功率密度、输出扭矩以及铁芯利用率等。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。