轴向磁通电机的定子绕组结构的制作方法

本发明涉及电机结构领域，特别是涉及一种轴向磁通电机的定子绕组结构。

背景技术：

现有轴向磁通电机又称为盘式电机，定子槽沿圆盘状定子铁心径向成辐射状均匀排布，定子槽沿径向贯穿铁心。发明人发现，传统技术中，定子线圈绕制完成后按照一定规律嵌入到定子槽中，嵌线完成后，线圈的端部向径向方向伸出，在空间上使得整个定子的外径尺寸变大、内径尺寸变小。其中，外径尺寸变大会使得电机机壳尺寸必须相应增加才能装下定子；内径尺寸变小有可能影响电机轴的安装，极端情况下甚至会出现定子内径处线圈相互干涉的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有轴向磁通电机的至少一个缺陷，提供一种轴向磁通电机的定子绕组结构，其可控制线圈嵌线后定子内外径的尺寸，更加合理的利用空间进行线圈排布，使得绕组端部伸出长度大大减小。

为此本发明提出了一种轴向磁通电机的定子绕组结构，包括具有多个定子槽的定子铁芯和在所述定子铁芯上绕制的三相绕组，其中，每相所述绕组的内侧端部和/或外侧端部向所述定子铁芯的轭部弯折，以使所述三相绕组的内侧端和/或外侧端折叠于所述轭部。

可选地，每相所述绕组的每个线圈的两个直线部位于两个所述定子槽中的同一层。

可选地，每个所述定子槽中安装的直线部为同一相所述绕组的直线部。

可选地，每相所述绕组具有多个线圈层；

每个所述线圈层具有多个线圈，且多个所述线圈的所述直线部在所述定子槽中处于同一层；

任意两个所述线圈层的所述直线部在所述定子槽中处于不同层。

可选地，每相所述绕组的多个所述线圈层之间串联、并联或混联。

可选地，在每相所述绕组的相邻两层所述线圈层中，所有的所述线圈的端部沿所述定子铁芯的周向方向依次设置。

可选地，每个所述线圈的两个所述直线部之间的所述定子槽的数量为2。

可选地，每个所述线圈层中的多个所述线圈串联。

本发明的轴向磁通电机的定子绕组结构，其可控制线圈嵌线后定子内外径的尺寸，更加合理的利用空间进行线圈排布，使得绕组端部伸出长度大大减小。进一步地，通过改进绕组的连接方式，使绕组端部折叠和整形更加容易实现。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的轴向磁通电机的定子绕组结构的示意性结构图；

图2至图4分别是现有轴向磁通电机的定子绕组结构中a、b、c等各相绕组的示意性结构图；

图5至图7分别是现有轴向磁通电机的定子绕组结构中a、b、c等各相绕组的示意性结构图；

图8至图10分别是根据本发明一个实施例的轴向磁通电机的定子绕组结构中a、b、c等各相绕组的示意性结构图；

图11至图14分别为根据本发明一个实施例的轴向磁通电机的定子绕组结构中各相绕组的示意性电路图；

图15为根据本发明一个实施例的轴向磁通电机的定子绕组结构的示意性结构图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的轴向磁通电机的定子绕组结构定子绕组结构的示意性结构图。如图1所示并参考图2至图15，本发明实施例提供了一种轴向磁通电机的定子绕组结构。定子绕组结构包括具有多个定子槽21的定子铁芯20和在定子铁芯20上绕制的三相绕组。特别地，每相绕组的内侧端部33和/或外侧端部32向定子铁芯20的轭部弯折，以使三相绕组的内侧端和/或外侧端折叠于轭部。优选地，每相绕组的内侧端部和外侧端部均向定子铁芯20的轭部弯折，以使三相绕组的内侧端和/或外侧端折叠于轭部。

在线圈嵌入后，绕组的端部向定子铁芯20的轭部折叠，辅助整形，使折叠后的绕组端部紧贴在定子铁心的轭部上，最终使定子内外径尺寸变化量控制在很小范围内，定子空间布局更加紧凑。即对绕组的端部进行折叠整形，可控制线圈嵌线后定子内外径的尺寸，更加合理的利用空间进行线圈排布，使得绕组端部伸出长度大大减小，进而可缩小轴向磁通电机的体积，结构紧凑。

在本发明的一些实施例中，三相电机定子嵌线时按电气原理图规律下线。传统上绕组在定子槽21中按单层或双层排布，单层排布时，如图2至图4所示，线圈的两个直线部31分别位于不同的定子槽21中；双层排布时，如图5至图7所示，线圈的两个直线部31分别位于不同定子槽21中的上层和下层，且称之为线圈的上层边和下层边。

本发明实施例中，为了使线圈端部折叠与整形更加容易，改进了绕组的连接方式。具体地，如图8至10所示，每相绕组的每个线圈的两个直线部31位于两个定子槽21中的同一层，折叠方便，即加工制造方便，成本低，也就是说，通过改进绕组的连接方式，使绕组端部折叠和整形更加容易实现。进一步地，每个定子槽21中安装的直线部31为同一相绕组的直线部31。每相绕组所占的定子槽21数与其它相不重合。当然，图2至图7所示结构也可对绕组的端部进行折叠。

在本发明的一些实施例中，每相绕组具有多个线圈层。每个线圈层具有多个线圈，且多个线圈的直线部31在定子槽21中处于同一层。任意两个线圈层的直线部31在定子槽21中处于不同层。每相绕组的多个线圈层之间串联、并联或混联。

优选地，如图8至10所示，每个线圈的两个直线部31之间的定子槽21的数量可优选为2。在每相绕组的相邻两层线圈层中，所有的线圈的端部沿定子铁芯20的周向方向依次设置，具体地，以一个定子槽21为例，相应绕组的两层的两个线圈的端部处于该定子槽21的两侧。每个线圈层中的多个线圈串联、混联或并联。

在本发明的一些实施例中，在安装时，将绕组按每槽导体数或并绕根数均分为n组，为了保证端部的均匀性，n最好为偶数，这n组线圈按一定规律嵌入到定子槽21中，各组引出线再连接到一起。电机每相嵌线时，每两组线圈作为一个绕组单元，每相共有n/2个绕组单元。则a相绕组每一个绕组单元线圈的嵌线顺序为：第一组若按照顺时针方向嵌线，则第二组则按照逆时针方向嵌线，同一线圈的两个直线部31分位于不同槽中的同一层，每嵌入一个绕组单元进行一次端部折叠和整形，这样在线圈端部折叠和整形时，每次处理的导线的数量会大大减少，降低了操作的难度，也使得端部整形后的形状分布更加均匀。同理b相和c相也按照同样方法依次嵌线第一个绕组单元线圈。其它绕组单元依次按照上述方法以a-b-c相的顺序重复嵌线，直至嵌完n/2个绕组单元。

在本发明的一些实施例中，以8极24槽，每槽导体数7，并绕根数为8的轴向磁通电机定子为例。将每相绕组分为4组(每组中线圈的并绕根数为2，线圈的数量为4个，即每相绕组的每个线圈层可具有4个线圈)，每2组为一个绕组单元，则每相共2个绕组单元，且可设置为四层，如图8至图10所示。线圈制作时，将2根导线并绕后绕制7圈，形成一个线圈，每相中每8个线圈作为一个绕组单元(其中4个线圈顺时针嵌线，4个线圈逆时针嵌线)。嵌线时，每个线圈的两个直线部31分分别嵌入到不同槽的同一层，按照a、b、c三相的顺序嵌完三相绕组的第1绕组单元，然后按照同样规律嵌完第2绕组单元，每相每个绕组单元绕组嵌入后进行端部折叠和整形，最后每相的入端和出端的4组引出线分别并联连接，形成每槽导体数为7，并绕根数为8的绕组结构，如图11所示，当然也可进行串联、并联或混联。

在本发明的一些实施例中，以8极24槽，每槽导体数14，并绕根数为4的轴向磁通电机定子为例：将每相绕组分为4组(每组中线圈的并绕根数为2，线圈的数量为4个)，每2组为一个绕组单元，则每相共2个绕组单元，且可设置为四层。线圈制作时，将2根导线并绕后绕制7圈，形成一个线圈，每相中每8个线圈作为一个绕组单元(其中4个线圈顺时针嵌线，4个线圈逆时针嵌线)嵌线时，每个线圈的两个直线部31分分别嵌入到不同槽的同一层，按照a、b、c三相的顺序嵌完三相绕组的第1绕组单元，然后按照同样规律嵌完第2组单元，每相每个绕组单元绕组嵌入后进行端部折叠和整形，最后每相的入端和出端分别4组导线分别两两串联后并联连接，如图12所示，(或两两并联后串联连接，如图13所示，)形成每槽导体数为14，并绕根数为4的绕组结构。

在本发明的一些实施例中，以8极24槽，每槽导体数28，并绕根数为4的轴向磁通电机定子为例：将每相绕组分为4组(每组中线圈的并绕根数为4，线圈的数量为4个)，每2组为一个绕组单元，则每相共2个绕组单元，且可设置为四层。线圈制作时，将4根导线并绕后绕制7圈，形成一个线圈，每相中每8个线圈作为一个绕组单元(其中4个线圈顺时针嵌线，4个线圈逆时针嵌线)。嵌线时，每个线圈的两个直线部31分分别嵌入到不同槽的同一层，按照a、b、c三相的顺序嵌完三相绕组的第1绕组单元，然后按照同样规律嵌完第2绕组单元，每相每个绕组单元绕组嵌入后进行端部折叠和整形，最后每相的入端和出端分别4组导线分别串联连接，如图14所示，形成每槽导体数为28，并绕根数为4的绕组结构。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。