一种等高度引出式3支路叠绕定子组件及电机的制作方法

本发明涉及一种定子组件及电机，特别是一种等高度引出式3支路叠绕定子组件及电机。

背景技术：

现有对定子组件的引出线接线方法分为两种，一种是将每个支路的中心线由两根u形线分别将两个连接部位两两相连，但这种结构会造成其中间焊接部位较厚，占用空间较大的问题，且焊接性能难以保证。另一种方法是将中心线通过多个焊脚与三相的星点引出线同时连接，但由于各相星点引出线在定子铁芯周向上的跨度较大，且星点引出线和三相引出线的焊接端也会因引出线结构相同而出现交叉分布的现象，使与其相连的中心线和三相铜排也需形成对应的交叉分布结构，从而造成中心线和三相铜排的结构复杂，焊接定位困难问题。

此外，由于扁铜线电机的接线结构特点，导致其绕组导体在连接时需要通过跨定子槽的扭头焊接端进行连接，从而使其引出线焊接端不仅需要与扭头焊接端一起扭头才能达到焊接位置，并且其焊接部位需要延伸至扭头焊接端的上方才能实现与中心线或三相铜排的稳定连接；从而造成了电机高度的整体加长，很难适用于小体积的电机结构中。另一方面，中心线和三相铜排在布置时由于需要配合引出线焊接端的周向位置，并避免两者在连接时产生的相互干涉，导致中心线和三相铜排在周向上需要实现相互错位的布置结构；从而造成电机在径向上的体积扩大，进一步降低了电机的适用性。因此，现有的电子组件存在绕线结构复杂，加工困难和占用空间大的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种等高度引出式3支路叠绕定子组件及电机。它具有绕线结构简单、方便加工和占用空间小的特点。

本发明的技术方案：一种等高度引出式3支路叠绕定子组件，包括定子铁芯，定子铁芯内侧沿周向分布有72个定子槽，定子槽内设有由多个导体段相互连接而成的定子绕组，每个定子槽内沿定子铁芯的径向设有6层导体段，每个导体段包括位于定子槽内的中间部，中间部的两端分别设有延伸至定子槽外侧的发卡端和焊接端，焊接端包括扭头焊接端和引出线焊接端，其中引出线焊接端包括星点引出线焊接端和三相引出线焊接端，三相引出线焊接端位于定子铁芯的最外层并连接有三相铜排，星点引出线焊接端位于定子铁芯的次外层并连接有中心线；所述星点引出线焊接端和三相引出线焊接端的顶部高度与扭头焊接端的高度相同。

前述的一种等高度引出式3支路叠绕定子组件中，所述中心线和三相铜排呈周向设置在定子绕组的外侧并分别连接星点引出线焊接端和三相引出线焊接端，所述中心线沿径向设置在三相铜排的内侧并沿周向与中心线交错设置。

前述的一种等高度引出式3支路叠绕定子组件中，三相引出线焊接端在与三相铜排的连接处设有折弯脚，折弯脚沿定子铁芯的径向向外延伸，折弯脚的端部从中心线下方延伸至外侧并连接三相铜排。

前述的一种等高度引出式3支路叠绕定子组件中，所述导体段为u形导体段，u形导体段在远离发卡端一侧形成两个焊接端，u形导体段的其中一个焊接端为扭头焊接端，u形导体段的另一个焊接端为扭头焊接端或引出线焊接端。

前述的一种等高度引出式3支路叠绕定子组件中，所述定子绕组由三相绕组结构组成，每相绕组结构由3条绕组支路构成。

前述的一种等高度引出式3支路叠绕定子组件中，3条绕组支路在绕组时的起端和终端均设置在三个连续相邻的定子槽中。

前述的一种等高度引出式3支路叠绕定子组件中，所述中心线的外形为弧形，中心线的中部宽度大于两端宽度，中心线上设有多个与星点引出线焊接端相互配合的焊脚，中心线在定子铁芯上的周向跨度为各星点引出线焊接端在定子铁芯上的周向最大跨度。

一种电机，该电机包括上述任意一项所述的一种等高度引出式3支路叠绕定子组件。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

(1)本发明能够使发卡端和焊接端分别位于定子槽的上下两侧，使各焊接端能够在装夹后一次焊接完成，并直接涂覆绝缘，有效降低了本发明的加工难度，同时，该结构还能够减少定子绕组的发卡端电气间隙，从而减小发卡端的轴向占用空间；

(2)本发明通过将星点引出线焊接端和三相引出线焊接端分别位于定子铁芯的次外层和最外层，使中心线和三相铜排在连接时能够沿定子铁芯的径向并排布置，同时沿定子铁芯的周向交错布置并产生部分重叠，从而有效缩小了中心线和三相铜排在周向上的跨度，降低了电机在径向上的占用空间；

(3)通过扭头焊接端和引出线焊接端的分布结构和外形优化，使三相引出线焊接端在排布时无需与其他扭头焊接端一起扭头，一方面能够促使中心线和三相铜排的周向错位结构，另一方面通过折弯脚能够形成与中心线配合的放置空间，从而避免中心线和三相引出线焊接端的相互干涉，使中心线在焊接时与最外层焊接端的焊接方式相同，且放置位置能够和三相铜排处于同一高度；同时，本发明在上述配合下可以使中心线的放置位置处于定子槽的最外层，三相铜排的放置位置处于定子槽的外侧，并使两者不会与相邻扭头焊接端的相互干涉，从而使其焊接位置能够与扭头焊接端的焊接位置保持相同高度，避免了引出线焊接端在高度方向上的延长，使电机相比现有结构其壳体高度能够缩短15～30mm，极大的提高了电机的适用性并降低其结构成本；

(4)通过将中心线的放置位置设置在定子槽的最外层，还能够避免中心线和三相铜排在叠加后造成的径向长度增加，即中心线在布置时充分利用了三相引出线焊接端在径向折弯后与相邻扭头焊接端形成的间隙，即不会占用定子组件的高度空间，也不会占用定子组件的径向空间，并让出了相应的焊接空间，进一步降低了本发明的占用空间和加工难度；

(5)本发明能够通过u形导体段实现对定子绕组的布线，同时减少了u形导体段的线型数量和加工难度，从而降低了定子绕组的绕线复杂度和加工、装配难度；

所以，本发明具有绕线结构简单、方便加工和占用空间小的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是导体段在定子槽内的分布示意图；

图3是星点引出线焊接端和中心线的连接示意图；

图4是三相引出线焊接端和三相铜排的连接示意图；

图5是三相铜排和中心线的分布结构图；

图6是实施例中位于定子槽第一层内的带有三相引出线焊接端的导体段外形图；

图7是实施例中位于定子槽第一层内的其他导体段外形图；

图8是实施例中位于定子槽第二层至第五层的导体段外形图；

图9是实施例中位于定子槽第六层的导体段外形图；

图10实施例中三相定子绕组的展开示意图；

图11是实施例中v相第1支路绕组连接示意图；

图12是实施例中v相第2支路绕组连接示意图；

图13是实施例中v相第3支路绕组连接示意图。

附图中的标记为：1-定子铁芯，2-定子槽，3-导体段，4-发卡端，5-扭头焊接端，6-星点引出线焊接端，7-三相引出线焊接端，8-三相铜排，9-中心线，10-折弯脚。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种等高度引出式3支路叠绕定子组件，构成如图1-5所示，包括定子铁芯1，定子铁芯1内侧沿周向分布有72个定子槽2，定子槽2的深度方向与定子铁芯1的径向一致，定子槽2内设有由多个导体段3相互连接而成的定子绕组，每个定子槽2内沿定子铁芯1的径向由外到内设有6层导体段3(其中第一层导体段3位于定子铁芯1的最外侧)，每个导体段3包括位于定子槽2内的中间部，中间部的两端分别设有延伸至定子槽2外侧的发卡端4和焊接端，焊接端包括扭头焊接端5和引出线焊接端，其中引出线焊接端包括星点引出线焊接端6和三相引出线焊接端7，三相引出线焊接端7位于定子铁芯1的最外层(第一层)并连接有三相铜排8，星点引出线焊接端6位于定子铁芯1的次外层(第二层)并连接有中心线9；所述星点引出线焊接端6和三相引出线焊接端7的顶部高度与扭头焊接端5的高度相同。

所述中心线9和三相铜排8呈周向设置在定子绕组的外侧并分别连接星点引出线焊接端6和三相引出线焊接端7，所述中心线9沿径向设置在三相铜排8的内侧并沿周向与中心线9交错设置并部分重合。

三相引出线焊接端7在与三相铜排8的连接处设有折弯脚10，折弯脚10的外形为l形，折弯脚10沿定子铁芯1的径向向外延伸，折弯脚10的端部从中心线9下方延伸至外侧并连接三相铜排8。

所述导体段3为u形导体段，u形导体段的截面外形为矩形，u形导体段在远离发卡端4一侧形成两个相对独立的焊接端，u形导体段的其中一个焊接端为扭头焊接端5，u形导体段的另一个焊接端为扭头焊接端5或引出线焊接端。

所述定子绕组中的u形导体段根据在定子槽中层数的不同，构成如图6-9所示，分为u形第一层、u形第二三层跨10槽、u形第四五层跨10槽、u形第六层跨10槽，其中u形第一层又分为u形第一层跨8槽、u形第一层跨9槽、u形第一层跨10槽、u形第一层跨11槽、u形第一层跨12槽。

所述定子绕组由三相绕组结构组成，每相绕组结构由3条绕组支路构成，定子绕组的极数为8。

3条绕组支路在绕组时的起端和终端均设置在三个连续相邻的定子槽2中。

所述中心线9的外形为弧形，中心线9的中部宽度大于两端宽度，中心线9上设有多个与星点引出线焊接端6相互配合的焊脚，中心线9在定子铁芯1上的周向跨度为各星点引出线焊接端6在定子铁芯1上的周向最大跨度。

本实施例绕组结构的连接示意图，三相绕组结构的构成如图10所示，以v相叠绕组为例(u、w相与v相类似，在此不再赘述)：

v相每条支路绕组包括由24个导体段绕组串联形成的绕组支路。其中括号中的数字代表导体段在定子槽中的层数，括号外的数字代表导体段所在的定子槽序号。例：13(2)表示第13槽中的2层导体位置。

第1条支路，从图11中v1位置处绕进去，最后从y1位置处输出至三相中心点。第1条支路串联连接经过的槽号为：64(1)→3(1)→12(2)→3(3)→12(4)→3(5)→12(6)→21(6)→12(5)→21(4)→12(3)→21(2)→12(1)→21(1)→30(2)→21(3)→30(4)→21(5)→30(6)→39(6)→30(5)→39(4)→30(3)→39(2)→30(1)→37(1)→46(2)→37(3)→46(4)→37(5)→46(6)→55(6)→46(5)→55(4)→46(3)→55(2)→46(1)→55(1)→64(2)→55(3)→64(4)→55(5)→64(6)→1(6)→64(5)→1(4)→64(3)→1(2)。

第2条支路从图12中的v2位置处绕进入，最后从从y2位置处输出值三相中心点。第2条支路串联连接经过的槽号为：65(1)→2(1)→11(2)→2(3)→11(4)→2(5)→11(6)→20(6)→11(5)→20(4)→11(3)→20(2)→11(1)→19(1)→28(2)→19(3)→28(4)→19(5)→28(6)→37(6)→28(5)→37(4)→28(3)→37(2)→28(1)→39(1)→48(2)→39(3)→48(4)→39(5)→48(6)→57(6)→48(5)→57(4)→48(3)→57(2)→48(1)→56(1)→65(2)→56(3)→65(4)→56(5)→65(6)→2(6)→65(5)→2(4)→65(3)→2(2)。

第3条支路从图13中的v3位置处绕进入，最后从从y3位置处输出值三相中心点。第3条支路串联连接经过的槽号为：66(1)→1(1)→10(2)→1(3)→10(4)→1(5)→10(6)→19(6)→10(5)→19(4)→10(3)→19(2)→10(1)→20(1)→29(2)→20(3)→29(4)→20(5)→29(6)→38(6)→29(5)→38(4)→29(3)→38(2)→29(1)→38(1)→47(2)→38(3)→47(4)→38(5)→47(6)→56(6)→47(5)→56(4)→47(3)→56(2)→47(1)→57(1)→66(2)→57(3)→66(4)→57(5)→66(6)→3(6)→66(5)→3(4)→66(3)→3(2)。

3条支路对应的起始槽和结束槽号分布如下：v1对应64(1)，y1对应1(2)；v2对应65(1)，y2对应2(2)；v3对应66(1)，y3对应3(2)；v1、v2和v3并联，y1、y2和y3并联，最后通过公共母排连接，形成完成的v相绕组。

剩余的u和w相绕组对称均匀分布在圆周上，在此不说明。

一种电机，该电机包括上述任意一项所述的一种等高度引出式3支路叠绕定子组件。

本发明的工作原理：本发明的定子绕组在绕线时，其星点引出线焊接端6和三相引出线焊接端7分别位于定子槽2的次外层和最外层，且两者在周向上呈相互错位布置，使得中心线9和三相铜排8在连接后能够并排设置在定子槽2的最外层和外侧，有效缩小了定子组件在径向上的占用空间。三相引出线焊接端7在焊接时通过径向向外的折弯脚10，能够使其与两侧导体段3的扭头焊接端5之间形成一个用于放置中心线9的间隔空间，从而使中心线9在放置后其焊接位置的高度能够与扭头焊接端5的焊接高度相同，有效缩短了定子组件的整体高度，提高电机的适用性并降低其生产成本。

在上述特征的基础上，本发明对导体段3的外形和走线结构进行了进一步优化，使定子绕组中的导体段3均能够由u形导体段连接而成，且减小了u形导体段的线型数量和相应的加工难度，从而进一步方便厂家的加工和接线。