一种磁通分散的电机定子的制作方法

本实用新型涉及一种电动机内部零件，特别是一种磁通分散的电机定子。

背景技术：

随着汽车技术特别是电动汽车技术的快速发展，汽车上的各种设备也越来越多，这些设备大部分需要电机进行供电。

传统的电机定子中，同一相的线圈通常是绕设在相邻的两个或三个定子槽中，使用时线圈产生的磁通较为集中，容易使感应电压产生高次谐波，高次谐波会通过传导、电磁辐射和感应耦等方式对电源及邻近用电设备产生谐波污染，降低电能的输送和利用效率，干扰汽车上的各类通讯设备和电子设备。

虽然高次谐波可以采用滤波器进行过滤，但是这会增加汽车的成本，也会占据一定的空间，不利于汽车上各类设备的安装。

此外，现有的电动机的定子绕组一般采用圆铜线组成线圈组进行绕设，由于圆铜线的横截面积相对较小，每组线圈组需要包含较多的圆铜线，所形成的线圈组体积相对较大，散热效果较差，且耗材也较多，成本较高。

有鉴于此，本发明人对上述问题进行了深入地研究，遂有本案产生。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种感应电压的高次谐波相对较少的磁通分散的电机定子。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种磁通分散的电机定子，包括铁芯及绕设在所述铁芯上的定子绕组，所述铁芯上等间距开设有24-120个定子槽，所述定子槽的槽数为二十四的倍数，所述定子槽内设置有绝缘纸，所述绝缘纸将所述定子槽在所述铁芯的径向方向从内到外依次分隔为内上层、内下层、外下层和外上层，所述定子绕组为三相绕组，每相包括四个线组，每个所述线组包括四根采用波绕的方式绕设在所述铁芯上且绕设方向和绕设跨度相同的连接线，所述连接线的绕设跨度为十一槽，且起绕端所在的所述定子槽和尾端所在的所述定子槽之间都间隔有十槽，四根所述连接线的起绕端依次布置在四个相邻的所述定子槽内，且四根所述连接线依次通过跨线串联连接，第一根所述连接线的起绕端自然形成第一引出线，第四根所述连接线的尾端自然形成第二引出线；

同一相中，四个所述线组的所述第一引出线依次布置，第二个所述线组的所述第一引出线所在的定子槽与第一个所述线组的所述第一引出线所在的定子槽相邻，第三个所述线组的所述第一引出线与第一个所述线组的所述第一引出线之间间隔有十一槽，第四个所述线组的所述第一引出线与第一个所述线组的所述第一引出线之间间隔有十二槽，且第一个所述线组和第二个所述线组上的所述连接线的绕设方向相同，第三个所述线组和第四个所述线组上的所述连接线的绕设方向分别与第一个所述线组上的所述连接线的绕设方向相反。

作为本实用新型的一种改进，所述线组交替绕设在所述内上层和所述内下层之间或者交替绕设在所述外下层和所述外上层之间。

作为本实用新型的一种改进，所述三相绕组分别为U相、V相和W相，所述U相的四个所述线组依次为U1线组、U2线组、U3线组和U4线组，所述V相的四个所述线组依次为V1线组、V2线组、V3线组和V4线组，所述W相的四个所述线组依次为W1线组、W2线组、W3线组和W4线组，所述U1线组的所述第一引出线与所述V1线组的所述第一引出线之间间隔有三槽，所述V1线组的所述第一引出线和所述W1线组的所述第一引出线之间也间隔有三槽。

作为本实用新型的一种改进，所述U1线组、所述U2线组、所述U3线组和所述U4线组的所述第一引出线相互连接，所述V1线组、所述V2线组、所述V3线组和所述V4线组的所述第一引出线相互连接，所述W1线组、所述W2线组、所述W3线组和所述W4线组的所述第一引出线相互连接，所述U1线组、所述V1线组和所述W1线组的所述第二引出线相互连接，所述U2线组、所述V2线组和所述W2线组的所述第二引出线相互连接，所述U3线组、所述V3线组和所述W3线组的所述第二引出线相互连接，所述U4线组、所述V4线组和所述W4线组的所述第二引出线相互连接。

作为本实用新型的一种改进，所述U1线组的所述第二引出线与所述U2线组的所述第一引出线相互连接，所述U2线组的所述第二引出线与所述U3线组的所述第一引出线相互连接，所述U3线组的所述第二引出线与所述U4线组的所述第一引出线相互连接；

所述V1线组的所述第二引出线与所述V2线组的所述第一引出线相互连接，所述V2线组的所述第二引出线与所述V3线组的所述第一引出线相互连接，所述V3线组的所述第二引出线与所述V4线组的所述第一引出线相互连接；

所述W1线组的所述第二引出线与所述W2线组的所述第一引出线相互连接，所述W2线组的所述第二引出线与所述W3线组的所述第一引出线相互连接，所述W3线组的所述第二引出线与所述W4线组的所述第一引出线相互连接；

所述U4线组、所述V4线组和所述W4线组的所述第二引出线相互连接。

作为本实用新型的一种改进，所述U1线组的所述第二引出线与所述U2线组的所述第一引出线相互连接，所述U2线组的所述第二引出线与所述U3线组的所述第一引出线相互连接，所述U3线组的所述第二引出线与所述U4线组的所述第一引出线相互连接；

所述V1线组的所述第二引出线与所述V2线组的所述第一引出线相互连接，所述V2线组的所述第二引出线与所述V3线组的所述第一引出线相互连接，所述V3线组的所述第二引出线与所述V4线组的所述第一引出线相互连接；

所述W1线组的所述第二引出线与所述W2线组的所述第一引出线相互连接，所述W2线组的所述第二引出线与所述W3线组的所述第一引出线相互连接，所述W3线组的所述第二引出线与所述W4线组的所述第一引出线相互连接；

所述V4线组的所述第二引出线和所述W4线组的所述第二引出线相互连接，所述W1线组的所述第一引出线和所述U1线组的所述第一引出线相互连接，所述U4线组的所述第一引出线和所述V1线组的所述第一引出线相互连接。

作为本实用新型的一种改进，所述U1线组的所述第二引出线与所述U2线组的所述第一引出线相互连接，所述U3线组的所述第二引出线与所述U4线组的所述第一引出线相互连接，所述U1线组的所述第一引出线和所述U3线组的所述第一引出线相互连接；

所述V1线组的所述第二引出线与所述V2线组的所述第一引出线相互连接，所述V3线组的所述第二引出线与所述V4线组的所述第一引出线相互连接，所述V1线组的所述第一引出线和所述V3线组的所述第一引出线相互连接；

所述W1线组的所述第二引出线与所述W2线组的所述第一引出线相互连接，所述W3线组的所述第二引出线与所述W4线组的所述第一引出线相互连接，所述W1线组的所述第一引出线和所述W3线组的所述第一引出线相互连接；

所述U2线组、所述V2线组和所述W2线组的所述第二引出线相互连接，所述U4线组、所述V4线组和所述W4线组的所述第二引出线相互连接。

作为本实用新型的一种改进，所述连接线和所述跨线都为呈扁平状的扁铜线。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的定子绕组绕制后，同一相的线圈自然绕设在相邻的五个定子槽上，使用时线圈产生的磁通被分散开，感应电压的高次谐波相对较少。

2、本实用新型的定子绕组采用三相绕组且呈四层分布，同时定子绕组每相的线组采用跨线相互串联起来，在不改变电机定子体积的情况下，极大的提高了电机的功率，功率较大而体积相对较小。

3、通过采用横截面呈扁平状的扁铜线组成连接线和跨线，相比于传统电机使用的圆铜线，其更易于安装、稳定性较好且提高了定子绕组的槽满率，绕设后结构紧凑且输出功率较高。

附图说明

图1为本实用新型磁通分散的电机定子的单相绕组展开结构示意图；

图2为本实用新型磁通分散的电机定子的定子绕组展开结构示意图；

图3为本实用新型实施例中各引出线的第一种连接结构示意图；

图4为本实用新型实施例中各引出线的第二种连接结构示意图；

图5为本实用新型实施例中各引出线的第三种连接结构示意图；

图6为本实用新型实施例中各引出线的第四种连接结构示意图。

图中对应标示如下：

100-定子绕组； 101-第一根连接线；

102-第二根连接线； 103-第三根连接线；

104-第四根连接线； 111-跨线；

120-第一引出线； 130-第二引出线；

140-第一个线组； 150-第二个线组；

160-第三个线组； 170-第四个线组。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

如图1和图2所示，本实施例提供的磁通分散的电机定子，包括铁芯及绕设在铁芯上的定子绕组100。

铁芯上等间距开设有24-120个定子槽，定子槽的形状可以为常规的形状，如矩形槽，定子槽的槽数为二十四的倍数，即定子槽的槽数只能为24、48、72、96或120，具体的槽数可以根据实际需要确定，在本实施例中以定子槽的槽数为72为例进行说明。

每槽的定子槽内设置有绝缘纸，绝缘纸铺设在定子槽的槽壁上，同时绝缘纸将定子槽在铁芯的径向方向从内到外依次分隔为内上层、内下层、外下层和外上层，绝缘纸为常规电动机定子所使用的绝缘纸，此处不再详述。

为了区分不同位置上的各个定子槽，在本实施例中，以其中一个定子槽为起点，按逆时针方向依次将定子槽从第1槽到第72槽进行编号，此外，为了区分定子槽的编号与其他编号，在本实施例及附图1-图6中，一位数和两位数的数字表示定子槽的编号，三位数的数字表示除定子槽的编号外的其他编号。

定子绕组100具有三相绕组，分别为U相、V相和W相，每相包括四个线组，每个线组包括四根采用波绕的方式绕设在铁芯上且绕设方向和绕设跨度相同的连接线，其中，绕设跨度是指同一连接线所绕设的相邻两个定子槽之间所间隔的定子槽数。连接线的绕设跨度为十一槽，且起绕端所在的定子槽和尾端所在的定子槽之间都间隔有十槽，需要说明的是，各连接线在铁芯上绕设的圈数都未满一圈。

同一线组上四根连接线的起绕端依次布置在四个相邻的定子槽内，在本实施例中，为区分各根连接线，按连接线的起绕端的排列次序将这四根连接线依次称为第一根连接线101、第二根连接线102、第三根连接线103和第四根连接线104。同一线组上的四根连接线依次通过跨线111串联连接，即第一根连接线101的尾端和第二根连接线102的起绕端之间、第二根连接线102的尾端和第三根连接线103的起绕端之间以及第三根连接线103的尾端和第四根连接线104的起绕端之间分别通过跨线111相互连接，此外，第一根连接线101的起绕端自然形成第一引出线120，第四根连接线104的尾端自然形成第二引出线130。

优选的，在本实施例中，各连接线和各跨线111都为呈扁平状的扁铜线。本实施例中使用的扁铜线与常规的圆铜线相比仅仅是其横截面呈扁平状的椭圆形，该椭圆形的小径大小与常规的圆铜线横截面直径相同，大径则远大于常规的圆铜线横截面直径，因此其横截面面积远大于常规的圆铜线的横截面面积，易于安装、稳定性较好且有利于提高了定子绕组的槽满率。

同一相中，四个线组的第一引出线120依次布置，同样的，在本实施例中，为了区分同一相中的四个线组，按四个线组在铁芯上的排列次序依次称为第一个线组140、第二个线组150、第三个线组160和第四个线组170，具体到各相中，按同一相中四个线组在铁芯上的排列次序，U相的四个线组依次为U1线组、U2线组、U3线组和U4线组，V相的四个线组依次为V1线组、V2线组、V3线组和V4线组，W相的四个线组依次为W1线组、W2线组、W3线组和W4线组。

同一相中，第二个线组150的第一引出线120所在的定子槽与第一个线组140的第一引出线120所在的定子槽相邻，第三个线组160的第一引出线120与第一个线组150的第一引出线120之间间隔有十一槽，第四个线组170的第一引出线120与第一个线组140的第一引出线120之间间隔有十二槽，且第一个线组140和第二个线组150上的各连接线的绕设方向相同，第三个线组160和第四个线组170上的各连接线的绕设方向分别与第一个线组170上的各连接线的绕设方向相反。

此外，各线组分别交替绕设在对应定子槽的内上层和内下层之间或者交替绕设在对应定子槽的外下层和外上层之间。具体的，在本实施例中，各相的第一个线组140和第三个线组160交替绕设在对应定子槽的外下层和外上层之间，各相的第二线组150和第四线组170交替绕设在对应定子槽的内上层和内下层之间。这样，各相的第一个线组140和第三个线组160自然形成相互交绕的内层线，各相的第二线组150和第四线组170自然形成相互交绕的外层线，内层线和外层线相互并列布置，有利于进一步减小电机的体积。

如图2所示，U1线组的第一引出线120与V1线组的第一引出线120所在的定子槽之间间隔有三槽，V1线组的第一引出线120和W1线组的第一引出线120所在的定子槽之间也间隔有三槽。这样铁芯上的每个定子槽恰好被绕四次，且同一定子槽上的内上层、内下层、外下层和外上层都被绕一次。

由于定子绕组100的每相分别具有四个线组，也即每相分别具有四根第一引出线120和四根第二引出线130，三相共有十二根第一引出线120和十二根第二引出线130，这些引出线之间的连接结构可以有四种。

各引出线之间的第一种连接结构如图3所示，U1线组、U2线组、U3线组和U4线组的第一引出线120相互并联连接形成U相输出，V1线组、V2线组、V3线组和V4线组的第一引出线120相互并联连接形成V相输出，W1线组、W2线组、W3线组和W4线组的第一引出线120相互并联连接形成W相输出，U1线组、V1线组和W1线组的第二引出线130相互连接，U2线组、V2线组和W2线组的第二引出线130相互连接，U3线组、V3线组和W3线组的第二引出线130相互连接，U4线组、V4线组和W4线组的第二引出线130相互连接。采用这种连接结构的电机功率相对较大。

各引出线之间的第二种连接结构如图4所示，U1线组的第二引出线130与U2线组的第一引出线120相互连接，U2线组的第二引出线130与U3线组的第一引出线120相互连接，U3线组的第二引出线130与U4线组的第一引出线120相互连接；V1线组的第二引出线130与V2线组的第一引出线120相互连接，V2线组的第二引出线130与V3线组的第一引出线120相互连接，V3线组的第二引出线130与V4线组的第一引出线120相互连接；W1线组的第二引出线130与W2线组的第一引出线120相互连接，W2线组的第二引出线130与W3线组的第一引出线120相互连接，W3线组的第二引出线130与W4线组的第一引出线120相互连接；此外，U4线组、V4线组和W4线组的第二引出线130相互连接，U1线组、V1线组和W1线组的第一引出线120分别形成U相输出、V相输出和W相输出。采用这种连接结构的电机电感量相对较大。

各引出线之间的第三种连接结构如图5所示，U1线组的第二引出线130与U2线组的第一引出线120相互连接，U2线组的第二引出线130与U3线组的第一引出线120相互连接，U3线组的第二引出线130与U4线组的第一引出线120相互连接；V1线组的第二引出线130与V2线组的第一引出线120相互连接，V2线组的第二引出线130与V3线组的第一引出线120相互连接，V3线组的第二引出线130与V4线组的第一引出线120相互连接；W1线组的第二引出线130与W2线组的第一引出线120相互连接，W2线组的第二引出线130与W3线组的第一引出线120相互连接，W3线组的第二引出线130与W4线组的第一引出线120相互连接；此外，V4线组的第二引出线130和W4线组的第二引出线130相互连接形成V相输出，W1线组的第一引出线120和U1线组的第一引出线120相互连接形成W相输出，U4线组的第一引出线120和V1线组的第一引出线120相互连接形成U相输出。采用这用这种连接结构的电机，功率和电感量相对稳定。

各引出线之间的第四种连接结构如图6所示，U1线组的第二引出线130与U2线组的第一引出线120相互连接，U3线组的第二引出线130与U4线组的第一引出线120相互连接，U1线组的第一引出线120和U3线组的第一引出线120相互并联连接形成U相输出；V1线组的第二引出线130与V2线组的第一引出线120相互连接，V3线组的第二引出线130与V4线组的第一引出线120相互连接，V1线组的第一引出线120和V3线组的第一引出线120相互并联连接形V相输出；W1线组的第二引出线130与W2线组的第一引出线120相互连接，W3线组的第二引出线130与W4线组的第一引出线120相互连接，W1线组的第一引出线120和W3线组的第一引出线120相互并联连接形成W相输出；此外，U2线组、V2线组和W2线组的第二引出线130相互连接，U4线组、V4线组和W4线组的第二引出线130相互连接。采用这用这种连接结构的电机，功率和电感量相对稳定。

上面结合附图对本实用新型做了详细的说明，但是本实用新型的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本实用新型做出各种变形，如将上述实施例中的扁铜线变更为圆铜线的数量等，这些都属于本实用新型的保护范围。