一种扁线电机定子结构及其加工工艺的制作方法

本发明涉及扁线电机定子结构，具体涉及扁线电机定子绕组结构以及加工工艺。

背景技术：

目前扁线导体主要应用于风力发电机、水力发电机等大型电机设备中，近几年外资品牌的中高端车辆发电机中有大规模应用，特别是以丰田车系以及雷米的客户为代表的通用车系中，扁线电机的应用最多。而在新能源汽车中，丰田普锐斯、雷克萨斯、宝马等混合动力车，以及聆风、沃蓝达等纯电动车目前都采用扁线导体hairpin工艺制作的电机。

一般电机定子结构通常与绕组结构相关，可分为分布式绕组定子结构和集中式绕组定子结构。

分布式绕组定子结构一般为一体式平行齿定子冲片结构，提前绕制好相应节距的绕组后，可由人工嵌线，也可由机器嵌线，分布绕组定子结构具有转矩脉动小、谐波含量低的特点，但绕组一般由多股并绕的圆铜线绕制而成，槽内裸铜占积率低、端部长度较高，不利于进一步提高效率和功率密度。

集中式绕组定子结构包括一体式定子和分段拼块定子，一体式定子可以通过人工嵌线方式来完成，但端部高度相对较大，生产效率较低，一体式定子也可以采用机器自动化绕线来完成，但槽满率较低，分段拼块定子一般采用单块定子绕线然后拼接成整个定子的方式，端部高度较小，但集中绕组定子结构一般转矩脉动较大、谐波含量较高，而且槽内裸铜占积率也不太高，不利于进一步提高功率密度。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种扁线电机定子结构，包括定子铁心、扁线导体，所述定子铁心上设置定子槽，所述定子槽为矩形结构，所述扁线导体置于所述定子槽内，所述定子槽内设有绝缘层，用于实现所述定子槽与所述扁线导体之间的绝缘性，所述扁线导体为三相波绕组串联结构，可最大限度地利用槽内空间，提高槽内裸铜占积率，而且端部高度较小，效率较高、功率密度较大。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种扁线电机定子结构，包括定子铁心、扁线导体，所述定子铁心上设置定子槽，所述定子槽为矩形结构，所述扁线导体置于所述定子槽内，所述定子槽内设有绝缘层，用于实现所述定子槽与所述扁线导体之间的绝缘性，所述扁线导体为三相波绕组串联结构。

所述定子槽内绝缘层通过定子铁心注塑或喷涂形成，或者所述定子槽内绝缘层为绝缘纸结构，所述绝缘纸为“b”型或者“s”型结构，进一步，所述绝缘层为耐磨聚酰亚胺树脂或聚四氟乙烯树脂材质。

一种扁线电机定子结构加工工艺，所述扁线电机定子结构为上述任意一种，包括如下步骤：

(1)加工绝缘层，将定子铁心注塑或喷涂绝缘层，或者在定子槽内插入绝缘纸；

(2)将扁线导体插入定子槽内并将所述扁线导体压入所述定子槽内对应位置；

(3)将扁线导体直线端一侧扭转一定的角度；

(4)将扁线导体直线端两两一组焊接在一起，完成三相绕组的连接。

所述扁线导体为四层结构，其中第一层与第三层扁线导体向同一个方向扭转，第二层、第四层扁线导体向与所述第一层、第三层扁线导体扭转方向相反的方向扭转。

所述电机定子的绕组由至少3种形状的扁线导体组成。

相比现有的扁线电机定子结构及工艺，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：

1.使用本发明的扁线电机定子结构及其加工工艺，最大限度地利用槽内空间，提高槽内裸铜占积率，提高电机功率；

2.使用本发明的扁线电机定子结构及其加工工艺，定子端部高度较小，效率较高、功率密度较大。

附图说明

图1为本发明扁线电机定子铁心结构示意图；

图2为本发明扁线电机定子绝缘纸结构示意图；

图3为本发明扁线电机定子结构示意图；

图4为本发明扁线电机定子绕组第一扁线导体结构示意图；

图5为本发明扁线电机定子绕组第二扁线导体结构示意图；

图6为本发明扁线电机定子绕组第三扁线导体结构示意图；

图7为本发明扁线电机定子绕组第四扁线导体结构示意图；

图8为本发明扁线电机定子绕组第五扁线导体结构示意图；

图9为本发明扁线电机定子绕组第六扁线导体结构示意图；

图10为本发明扁线电机定子绕组第七扁线导体结构示意图；

图11为本发明扁线电机定子绕组第八扁线导体结构示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下：

扁线电机作为提高电机定子槽满率、提高电机功率密度的一种电机，其槽满率对电机功率、比能量等性能具有很大的影响，因而，进一步增加扁线电机的定子槽内导线的占用率，对于提高电机性能有直接作用，出于该目的，本发明提出了一种扁线电机定子结构，包括定子铁心、扁线导体，所述定子铁心上设置定子槽，所述定子槽为矩形结构，所述扁线导体置于所述定子槽内，所述定子槽内设有绝缘层，用于实现所述定子槽与所述扁线导体之间的绝缘性，所述扁线导体为三相波绕组串联结构，可最大限度地利用槽内空间，提高槽内裸铜占积率，而且端部高度较小，效率较高、功率密度较大。

下面结合附图具体说明本发明扁线电机定子结构及其加工工艺的实施方式：

本发明所述扁线电机定子结构包括定子铁心、扁线导体，图1为本发明扁线电机定子铁心结构示意图，所述定子铁心上设置定子槽，所述定子槽为矩形结构，所述扁线导体置于所述定子槽内，所述定子槽内设有绝缘层，用于实现所述定子槽与所述扁线导体之间的绝缘性，所述扁线导体为三相波绕组串联结构。

所述定子槽内绝缘层通过定子铁心注塑或喷涂形成，或者所述定子槽内绝缘层为绝缘纸结构，所述绝缘纸为“b”型或者“s”型结构，进一步，所述绝缘层为耐磨聚酰亚胺树脂或聚四氟乙烯树脂材质，图2为本发明扁线电机定子绝缘纸结构示意图，本实施例中绝缘纸为“b”型绝缘纸结构。

图3为本发明扁线电机定子结构示意图，所述电机定子由定子铁心、扁线导体构成，所述扁线导体插入所述定子铁心的定子槽内，并通过设备压入、扭转等操作后形成如图3所示的结构，本发明扁线电机定子结构加工工艺，包括如下步骤：

(1)加工绝缘层，将定子铁心注塑或喷涂绝缘层，或者在定子槽内插入绝缘纸；

(2)将扁线导体插入定子槽内并将所述扁线导体压入所述定子槽内对应位置；

(3)将扁线导体直线端的一侧扭转一定的角度；

(4)将扁线导体直线端两两一组焊接在一起，完成三相绕组的连接。

所述扁线导体直线端为四层结构，其中第一层与第三层扁线导体向同一个方向扭转，第二层、第四层扁线导体向与所述第一层、第三层扁线导体扭转方向相反的方向扭转。

所述电机定子的绕组由至少3种形状的扁线导体组成，本实施例中给出的电机定子绕组由8种形状的扁线导体构成，该8种扁线导体分布于所述电机定子的不同位置，具体位置如图3所示，其中编号1-8分别对应第一扁线导体至第八扁线导体，图4-8分别为本发明扁线电机定子绕组第一扁线导体至第八扁线导体的结构示意图。

对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。