电机及其电枢绕组组件的制作方法

本发明涉及电机绕组技术领域，特别涉及一种电机的电枢绕组组件。本发明还涉及一种包括上述电枢绕组组件的电机。

背景技术：

在电机中，当电机的极数和定子铁芯的齿数接近时，可有效降低电机的齿槽转矩，尤其二者差值为1时。但是，当电机定子铁芯的齿数和极数接近时，绕组通入电流后，会产生丰富的磁场谐波，上述谐波尤其低阶谐波会使电机的涡流损耗、铁芯损耗增大，振动噪声恶化，严重影响电机的性能。

同时，传统的电池上电枢绕组为两套极对数不同的绕组，且绕组为分布式绕组，而由于分布式绕组需要人工下线，导致电机的组装效率较低。

因此，如何提高电机的组装效率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电机的电枢绕组组件，以提高电机的组装效率。本发明的另一目的是提供一种包括上述电枢绕组组件的电机。

为实现上述目的，本发明提供一种电机的电枢绕组组件，包括两套极对数相同的绕组，且所述绕组为集中式绕组。

优选地，计算理想n值，

计算各阶谐波初相角之差

式中，z为电机槽数，n1为n的理想值，n为两套绕组间隔槽数；k为谐波阶数；

当n1为整数时，为180度，且基波磁密相位角之差为非180°时，n取n1，基波消弱不高于10％；

当n1为整数时，为180度，且基波磁密相位角之差为180°时，n取与n1相邻的整数值，基波消弱不高于10％；

当n1为非整数时，n取与n1相邻的整数值，且基波消弱不高于10％。

优选地，当电机为12槽10极电机时，两套所述绕组间隔7个槽或5个槽。

优选地，当电机为18槽10极电机时，两套所述绕组间隔8个槽或10个槽。

优选地，当电机为18槽14极电机时，两套所述绕组间隔8个槽或10个槽。

优选地，当电机为20槽18极电机时，两套所述绕组间隔9个槽或11个槽。

优选地，当电机为18槽8极电机时，两套所述绕组间隔9个槽。

优选地，k为1。

优选地，k≥2。

一种电机，包括电枢绕组组件，所述电枢绕组组件为上述任一项所述的电枢绕组组件。

在上述技术方案中，本发明提供的电机的电枢绕组组件包括两套极对数相同的绕组，且绕组为集中式绕组。

通过上述描述可知，在本申请提供的电枢绕组组件中，绕组设置为两套，绕组为集中式绕组，可以在前期线圈成型后直接装配到定子上，提高了电机的组装效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为传统的电枢绕组组件的导线电流的流向示意图；

图2为传统的电枢绕组组件具有两套绕组的导线电流的流向示意图；

图3为本发明实施例所提供的两套绕组的导线电流的流向示意图；

图4为本发明实施例所提供的单个绕组单元的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的定子的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的定子上布置一个绕组单元的结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的定子上布置两个绕组单元的结构示意图；

图8为本发明实施例所提供的定子上布置三个绕组单元的结构示意图；

图9为本发明实施例所提供的定子上布置四个绕组单元的结构示意图；

图10为本发明实施例所提供的定子上布置五个绕组单元的结构示意图；

图11为本发明实施例所提供的定子上布置六个绕组单元的结构示意图；

图12为本发明电枢绕组组件和传统电枢绕组组件空间阶次的幅值对比图。

其中图4-11中：1-绕组单元、2-定子铁芯。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电机的电枢绕组组件，以提高电机的组装效率。本发明的另一目的是提供一种包括上述电枢绕组组件的电机。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图12。

在一种具体实施方式中，本发明具体实施例提供的电机的电枢绕组组件包括两套极对数相同的绕组，且绕组为集中式绕组。由于两套绕组结构相同，通入相同电流后产生的各谐波分量幅值相同。

通过上述描述可知，在本申请具体实施例所提供的电枢绕组组件中，绕组设置为两套，绕组为集中式绕组，可以在前期线圈成型后直接装配到定子上，提高了电机的组装效率。

在一种具体实施方式中，首先计算理想n值，

计算各阶谐波初相角之差

式中，z为电机槽数，n1为n的理想值，n为两套绕组间隔槽数；k为谐波阶数；

当n1为整数时，为180度，且基波磁密相位角之差为非180°时，n取n1，基波消弱不高于10％；

当n1为整数时，为180度，且基波磁密相位角之差为180°时，n取与n1相邻的整数值，基波消弱不高于10％；

当n1为非整数时，n取与n1相邻的整数值，且基波消弱不高于10％。

本申请将绕组分为两套，通过调整二者之间的空间角，可有效削弱主要谐波的幅值。对于k阶谐波，调整n的数值，使调接近180°可达到削弱k阶谐波的目的，同时还要保证基波不被大幅度削弱。

根据据选择电机的槽数和极数，进行分数槽集中绕组的设计，确定每个相线圈在定子槽中的位置以及导线对应的极性(电流的流向)，确定每个线圈的匝数n，n为偶数。图3是12槽10极电机分数槽集中绕组的常规设计，图中“+”和“-”表示导线电流的流向。具体的，当电机为12槽10极电机时，两套绕组间隔7个槽或5个槽。

计算时，根据要优化的谐波阶次，将第二套绕组旋转若干槽。对于12槽10极电机而言，对电机影响性能较大的电枢磁场谐波为1阶谐波，将第二套绕组旋转7个槽后，两套绕组产生的1阶谐波相角相差210°，由于相角接近180°，此时合成后的1阶谐波幅值得到有效削弱。由于此时基波(5阶)相角差为30°，与未偏移之前略有降低。

对于不同极槽比的电机，在设计师，第二套绕组偏移槽的个数应根据实际情况进行设计，具体要求偏移后基波幅值能够满足设计的最小值，优选，基波消弱不高于10％，同时目标谐波幅值能得到较大的削弱。但n可能不为整数或n取理想值是可能导致基波被严重削弱，此时要在接近n的理想值附近取值。如对于12槽10极电机，1阶谐波对电机性能影响较大，要对其进行削弱。此时，n的理想取值为6，但n为6时，基波(5阶谐波)磁密初相角相差180°(实际值为900°，由于角度为360进制，因此180°和900°相同)，基波被完全削弱，需要对n进行调整。n为7时，1阶谐波初相角相差210°，基波出初相角相差30°(实际750°)，此时在削弱1阶谐波的同时基波不会被削弱很多，因此能达到削弱1阶谐波的目的。n取5时也有相同的效果，此处不再赘述。

具体的，当电机为18槽10极电机时，两套绕组间隔8个槽或10个槽。

具体的，当电机为18槽14极电机时，两套绕组间隔8个槽或10个槽。

具体的，当电机为20槽18极电机时，两套绕组间隔9个槽或11个槽。

具体的，当电机为18槽8极电机时，两套绕组间隔9个槽。

当然，在具体实施过程中，根据电机槽数不同，两套绕组间隔槽数根据实际计算而定。

具体的，k为1。

在一种具体实施方式中，每套绕组相邻两个槽中导线构成一个线圈，每个线圈的匝数为n/2，其中n为每个槽中线圈总匝数。对每相绕组的线圈进行绕制，每套绕组相邻两个槽中导线构成一个线圈，线圈绕制方向按照设计时电流流向进行绕制。将相同相的线圈连接起来构成单相绕组单元1。每个线圈的匝数为n/2，每套绕组由3个绕组单元1组成，共有两套绕组。

在具体组装时，选取一个绕组单元1作为第一套绕组的A1相装配到定子铁芯1中，选取一个绕组单元1作为C1相装配到定子铁芯1中，C1相对于A1逆时针(或顺时针)旋转4个槽，再选取一个绕组单元1作为B1相装配到定子铁芯1中，B1相对于C1逆时针(或顺时针)旋转4个槽。

选取一个绕组单元1作为第一套绕组的A2相装配到定子铁芯1中，A2相对于A1逆时针(或顺时针)转过7个槽；选取一个绕组单元1作为C2，装配到定子铁芯1中，C2相对于C1逆时针(或顺时针)转过7个槽；选取一个绕组单元1作为B2，装配到定子铁芯1中，B2相对于B1逆时针(或顺时针)转过7个槽。相应的示意图如下所示。为了区分第一套绕组和第二套绕组，示意图中后者线圈略大，但实际中是相同的。

最终得到的绕线图如图11所示。

本申请通过灵活配置两套绕组之间的位置关系，可有效削弱气隙磁场中特定谐波，改善电机综合性能。同时本申请提供的电枢绕组组件能够有效降低电机气隙磁密1阶谐波。

本申请提供的一种电机，包括电枢绕组组件，其中电枢绕组组件为上述任一种电枢绕组组件。前文叙述了关于电枢绕组组件的具体结构，本申请包括上述电枢绕组组件，同样具有上述技术效果。

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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。