一种定子绕组的端部连接结构及同轴式永磁同步电机的制作方法

本发明属于电机领域，涉及一种定子绕组的端部连接结构及同轴式永磁同步电机。

背景技术：

随着不可再生化石能源的不断消耗以及人类对于环境可持续发展重要性认识的不断加深，混合动力汽车逐渐走进公众的视野，相比直流电机和异步电机，同轴式永磁同步电机具有高功率密度、体积小和调速控制性能优异等诸多优点被越来越广泛的应用在新能源混合动力汽车上。现有技术中的同轴式永磁同步电机的线圈绕组是采用集中绕制工艺加工然后通过分配环进行三相连接的，分配环的存在增加了同轴式永磁同步电机的轴向高度，也使得定子加工工艺更加复杂，使得同轴式永磁同步电机整体的机械结构不够紧凑，图1，是现有技术中的一种定子绕组的端部连接结构的示意图，请参考图1，所述线圈绕组1采用三角形连接的方式，所述分配环包括塑料支架2和用于与所述线圈绕组1的出线端4连接的三相铜排5，所述线圈绕组1的出线端4和所述三相铜排5焊接连接，图2，是现有技术中的一种采用星形连接的分配环的三相铜排6的截面示意图，请参考图2，所述分配环包括塑料支架3和用于与所述线圈绕组的出线端连接的三相铜排6，所述三相铜排6上包括u相铜排、v相铜排、w相铜排及中性点连接铜排7，进一步增大了分配环的体积和同轴式永磁同步电机的轴向长度。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种定子绕组的端部连接结构及同轴式永磁同步电机，以解决现有技术中的引入分配环导致的同轴式永磁同步电机结构不紧凑的问题。

本发明的另一目的在于，减少同轴式永磁同步电机的轴向尺寸。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种定子绕组的端部连接结构，用于同轴式永磁同步电机上，包括多个沿圆周方向等距间隔设置的线圈绕组；

所述线圈绕组采用至少一根方导线绕制而成，所述方导线沿垂直于其延伸方向的横截面的形状为矩形；

所述线圈绕组包括绕组本体和两个出线端，所述方导线的两个端部沿第一平面向远离所述永磁同步电机的转子的方向翻折形成所述两个出线端，所述两个出线端包括靠近所述永磁同步电机的转子的出线端a和远离所述永磁同步电机的转子的出线端b，所述两个出线端均位于所述永磁同步电机的定子铁芯的一个端面远离另一个端面的同一侧，所述第一平面为所述绕组本体远离所述定子铁芯的另一端面的外端面，且所述两个出线端的延伸方向平行于所述第一平面；

多个所述线圈绕组采用三相绕组星形连接的方式形成所述定子绕组，每一相绕组包括n个所述线圈绕组，依次为：第一线圈绕组、第二线圈绕组、……、第n线圈绕组；

所述第n-1线圈绕组的出线端a和所述第n线圈绕组的出线端b连接，且所述第一线圈绕组的出线端b和所述第n线圈绕组的出线端a为不连接的自由端，所述第一线圈绕组的出线端b为所述相绕组的高压出线端，所述第n线圈绕组的出线端a为所述相绕组的中性点出线端；

所述三相绕组的三个中性点出线端之间电连接，其中，n为大于等于2的正整数。

优选地，所述出线端a和出线端b为多段式折弯结构、圆弧段结构或直线段结构。

优选地，所述出线端a为多段式折弯结构，所述出线端b为直线段结构，所述三相绕组不同所述相绕组中的与相邻所述线圈绕组首尾相连的所述线圈绕组的出线端之间彼此不交叉。

优选地，所述线圈绕组的出线端a为圆弧段结构，所述线圈绕组的出线端b为直线段结构。

优选地，同一相内的所述线圈绕组的所述出线端a和所述出线端b到所述第一平面的距离相同。

优选地，不同相内的所述线圈绕组的出线端a到所述第一平面之间的距离相同，或者不同相内的所述线圈绕组的出线端a到所述第一平面之间的距离不同。

优选地，同一所述相绕组内的相邻所述线圈绕组的出线端a和出线端b之间的连接方式为焊接或铜质销钉过盈配合连接。

优选地，所述三相绕组的三个中性点出线端之间焊接。

优选地，同一所述线圈绕组的所述出线端a和所述出线端b靠近所述第一平面。

本发明还提供了一种同轴式永磁同步电机，包括上述的定子绕组的端部连接结构。

与现有技术相比，本发明提供了一种定子绕组的端部连接结构及同轴式永磁同步电机，所述的定子绕组的端部连接结构中每一相绕组包括n个所述线圈绕组，所述第n-1线圈绕组的出线端a和所述第n线圈绕组的出线端b连接，且所述第一线圈绕组的出线端b和所述第n线圈绕组的出线端a为不连接的自由端，避免了引入分配环，使得同轴式永磁同步电机的结构更加紧凑，提高了同轴式永磁同步电机的可靠性，此外，还降低了制造成本。

进一步，所述出线端a和所述出线端b为多段式折弯结构、圆弧段结构或直线段结构，通过不同的出线端的结构满足不同的接口需求，所述定子绕组的端部连接结构既可承担连接功能，又可承担高压输入输出功能，能够有效提高同轴式永磁同步电机的紧凑性。

进一步，所述出线端a和所述出线端b靠近所述第一平面，可以减少同轴式永磁同步电机的轴向尺寸。

附图说明

图1是现有技术中的一种定子绕组的端部连接结构的示意图；

图2是现有技术中的一种采用星形连接的分配环的三相铜排的截面示意图；

图3是本发明实施例一提供的一种定子绕组的端部连接结构的示意图；

图4是本发明实施例一提供的一种线圈绕组的俯视图；

图5是本发明实施例一提供的一种线圈绕组的出线端的结构示意图；

图6是本发明实施例一提供的另一种线圈绕组的出线端的结构示意图；

图7是本发明实施例一提供的另一种线圈绕组的出线端的结构示意图；

图8是本发明实施例一提供的另一种线圈绕组的出线端的结构示意图；

图9是本发明实施例一提供的另一种线圈绕组的出线端的结构示意图；

图10是本发明实施例一提供的一种三相绕组的相邻线圈绕组的局部示意图；

图11是本发明实施例一提供的另一种三相绕组的相邻线圈绕组的局部示意图；

图12是本发明实施例一提供的一种铜质销钉过盈配合连接的局部剖视图；

图13是本发明实施例二提供的一种定子绕组的端部连接结构的示意图；

图14是本发明实施例二提供的一种线圈绕组的俯视图；

图15是本发明实施例三提供的一种定子绕组的单相绕组的端部连接结构的局部示意图；

图16是本发明实施例三提供的一种线圈绕组的俯视图；

其中，1-线圈绕组；2，3-塑料支架；4-出线端；5，6-三相铜排；7-中性点连接铜排；10，11，12-线圈绕组；13，14，15-出线端a；16，17，18-出线端b；19，20-中性点出线端；21，22-高压出线端；23-铜质销钉；24-铜质导线。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种定子绕组的端部连接结构及同轴式永磁同步电机作进一步详细说明。根据权利要求书和下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

实施例一

图3，是本发明实施例一提供的一种定子绕组的端部连接结构的示意图，图4，是本发明实施例一提供的一种线圈绕组10的俯视图，请参考图4，请参考图3和图4，本发明提供了一种定子绕组的端部连接结构，用于同轴式永磁同步电机上，包括多个沿圆周方向等距间隔设置的线圈绕组10；

所述线圈绕组10采用至少一根方导线绕制而成，所述方导线沿垂直于其延伸方向的横截面的形状为矩形；

所述线圈绕组10包括绕组本体和两个出线端，所述方导线的两个端部沿第一平面向远离所述永磁同步电机的转子的方向翻折形成所述两个出线端，所述两个出线端包括靠近所述永磁同步电机的转子的出线端a13和远离所述永磁同步电机的转子的出线端b16，所述两个出线端均位于所述永磁同步电机的定子铁芯的一个端面远离另一个端面的同一侧，所述第一平面为所述绕组本体远离所述定子铁芯的另一端面的外端面，且所述两个出线端的延伸方向平行于所述第一平面；

多个所述线圈绕组10采用三相绕组星形连接的方式形成所述定子绕组，每一相绕组包括n个所述线圈绕组10，依次为：第一线圈绕组10、第二线圈绕组10、……、第n线圈绕组10，所述第n-1线圈绕组10的出线端a13和所述第n线圈绕组10的出线端b16连接，且所述第一线圈绕组10的出线端b16和所述第n线圈绕组10的出线端a13为不连接的自由端，所述第一线圈绕组10的出线端b16为所述相绕组的高压出线端21，所述第n线圈绕组10的出线端a13为所述相绕组的中性点出线端19；

所述三相绕组的三个中性点出线端19之间电连接，其中，n为大于等于2的正整数，避免了引入分配环，使得同轴式永磁同步电机的结构更加紧凑，提高了同轴式永磁同步电机的可靠性，此外，还降低了制造成本。

进一步，所述出线端a13为多段式折弯结构，可以降低所述同轴式永磁同步电机的径向尺寸，所述出线端b16为直线段结构，所述三相绕组不同所述相绕组中的与相邻所述线圈绕组10首尾相连的所述线圈绕组10的出线端之间彼此不交叉以保证绝缘性能，其中，所述线圈绕组10的两个所述出线端的结构至少包括五种样式，其中，图5，是本发明实施例一提供的一种线圈绕组10的出线端的结构示意图，请参考图5，所述三相绕组的高压出线端21处的所述线圈绕组10的结构至少包括一种样式，图6，是本发明实施例一提供的另一种线圈绕组10的出线端的结构示意图，请参考图6，所述相绕组中与相邻所述线圈绕组10首尾相连的所述线圈绕组10的结构至少包括一种样式，图7，是本发明实施例一提供的另一种线圈绕组10的出线端的结构示意图，图8，是本发明实施例一提供的另一种线圈绕组10的出线端的结构示意图，图9，是本发明实施例一提供的另一种线圈绕组10的出线端的结构示意图，请参考图7、图8及图9，所述三相绕组的中性点出线端19处的所述线圈绕组10的结构包括三种样式。

进一步，图10，是本发明实施例一提供的一种三相绕组的相邻线圈绕组的局部示意图，请参考图10，同一相内的所述线圈绕组10的所述出线端a13和所述出线端b16到所述第一平面的距离相同，便于装配，应该意识到，这样的范围仅用于说明的目的，图11，是本发明实施例一提供的另一种三相绕组的相邻线圈绕组的局部示意图，请参考图11，同一相内的所述线圈绕组10的所述出线端a13和所述出线端b16到所述第一平面的距离也可以不同。

进一步，图12，是本发明实施例一提供的一种铜质销钉23过盈配合连接的局部剖视图，请参考图12，同一所述相绕组内的相邻所述线圈绕组10的出线端a和出线端b之间的连接方式为焊接或铜质销钉23过盈配合连接，应该意识到，这样的范围仅用于说明的目的，在实践中同一所述相绕组内的相邻所述线圈绕组10的出线端之间也可采用其他方式进行连接。

进一步，所述三相绕组的三个中性点出线端之间焊接。

进一步，所述出线端a13和所述出线端b16靠近所述第一平面，可以缩减同轴式永磁同步电机的轴向尺寸。

实施例二

图13，是本发明实施例二提供的一种定子绕组的端部连接结构的示意图，图14，是本发明实施例二提供的一种线圈绕组11的出线端的结构示意图，请参考图13和图14，与实施例一的区别在于：在不考虑所述同轴式永磁同步电机的径向尺寸时，所述线圈绕组11的出线端a14为圆弧段结构，所述线圈绕组11的出线端b17为直线段结构，所述定子绕组中的三个相邻所述线圈绕组11的三个所述出线端b17通过铜质导线24焊接连接在一起作为所述三相绕组星形连接的中性点出线端20，应该意识到，这样的范围仅用于说明的目的，所述三个出线端b17也可直接焊接在一起，所述定子绕组上引出三条所述出线端a14作为所述三相绕组的高压出线端22，使得同轴式永磁同步电机的结构更加紧凑，提高了同轴式永磁同步电机的可靠性，此外，还降低了制造成本。

实施例三

图15，是本发明实施例三提供的一种定子绕组的端部连接结构的示意图，图16，是本发明实施例三提供的一种线圈绕组12的出线端的结构示意图，请参考图15和图16，与上述实施例的区别在于：所述线圈绕组12的出线端a15和所述线圈绕组12的出线端b18均为圆弧段结构，使得同轴式永磁同步电机的结构更加紧凑，提高了同轴式永磁同步电机的可靠性，此外，还降低了制造成本。

本发明还提供了一种采用上述的定子绕组的端部连接结构的同轴式永磁同步电机，使得同轴式永磁同步电机的结构更加紧凑，提高了同轴式永磁同步电机的可靠性，此外，还降低了制造成本。

综上所述，本发明提供了一种定子绕组的端部连接结构及同轴式永磁同步电机，所述的定子绕组的端部连接结构中每一相绕组包括n个所述线圈绕组，所述第n-1线圈绕组的出线端a和所述第n线圈绕组的出线端b连接，且所述第一线圈绕组的出线端b和所述第n线圈绕组的出线端a为不连接的自由端，避免了引入分配环，使得同轴式永磁同步电机的结构更加紧凑，提高了同轴式永磁同步电机的可靠性，此外，还降低了制造成本。

进一步，所述出线端a和所述出线端b为多段式折弯结构、圆弧段结构或直线段结构，通过不同的出线端的结构满足不同的接口需求，所述定子绕组的端部连接结构既可承担连接功能，又可承担高压输入输出功能，能够有效提高同轴式永磁同步电机的紧凑性。

进一步，所述出线端a和所述出线端b靠近所述第一平面，可以减少同轴式永磁同步电机的轴向尺寸。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的测试方法而言，由于其采用的测试装置与实施例公开的装置部分相对应，所以对其中涉及的测试装置描述的比较简单，相关之处参见装置部分说明即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。