一种电机绕组及定子组件的制作方法

1.本发明涉及电机领域，具体涉及一种电机绕组及定子组件。


背景技术：

2.现有的扁线电机通常采用短距绕组来削弱绕组磁势谐波，其采用整距绕组，由于交错使用错位绕线的方案，使其等效于一套双层短距绕组，从而导致一个定子槽内的扁线线圈分属于不同的相绕组。为了保证绝缘的可靠性，需要增加层间绝缘纸，从而减小了定子绕组中定子槽的槽满率，降低了电机的效率。


技术实现要素：

3.本发明提出一种电机绕组及定子组件，用于解决一个定子槽内的扁线线圈分属于不同的相绕组，定子槽的槽满率较低的问题，并可提出如下的技术方案。
4.本发明提出一种电机绕组，包括：
5.多相绕组，每相所述绕组包括多条支路，每条所述支路包括：
6.一个正向线圈组，包括多个u形线圈，所述正向线圈组的所述u形线圈的跨距为y、y-2、y+1，y表征电机的极距；
7.一个反向线圈组，包括多个u形线圈，所述反向线圈组的所述u形线圈的跨距为y、y-1、y+2；以及
8.一个同层跳线，其跨距为y-2或者y+1，所述同层跳线连接所述正向线圈组和所述反向线圈组；
9.其中，所述正向线圈组的所述u形线圈沿周向连接一周后，沿径向连接至下一周；所述反向线圈组与所述正向线圈组的绕线方式相同，且绕线方向相反。
10.在本发明一实施例中，每相绕组的第一条支路中，所述正向线圈组内，跨距为y的所述u形线圈周向连接一周后，通过一个跨距为y+1的所述u形线圈径向连接至下一周。
11.在本发明一实施例中，每相绕组的第一条支路中，所述反向线圈组内，跨距为y的所述u形线圈周向连接一周后，通过一个跨距为y-1的所述u形线圈径向连接至下一周。
12.在本发明一实施例中，每相绕组的其余支路中，所述正向线圈组内，跨距为y的所述u形线圈周向连接第一周后，通过一个跨距为y+1的所述u形线圈径向连接至第二周，跨距为y的所述u形线圈周向连接第二周后，通过一个跨距为y-2的所述u形线圈径向连接至下一周。
13.在本发明一实施例中，每相绕组的其余支路中，所述反向线圈组内，跨距为y的所述u形线圈周向连接第一周后，通过一个跨距为y-1的所述u形线圈径向连接至第二周，跨距为y的所述u形线圈周向连接第二周后，通过一个跨距为y+2的所述u形线圈径向连接至下一周。
14.在本发明一实施例中，每条所述支路还包括：
15.引出线圈，所述引出线圈的数量至少为两个，一个所述引出线圈作为引线端，另一
个所述引出线圈作为出线端。
16.在本发明一实施例中，一个磁极下的每个正向线圈组或者每个反向线圈组，径向相邻所述u形线圈径向相差两层槽层。
17.本发明还提出一种定子组件，包括：
18.铁芯，设置有多个定子槽，所述定子槽沿着铁芯周向分布；
19.多相绕组，所述绕组是绕制在所述铁芯上，每相所述绕组包括多条支路，每条所述支路包括：
20.一个正向线圈组，包括多个u形线圈，所述正向线圈组的所述u形线圈的跨距为y、y-2、y+1，y表征电机的极距；
21.一个反向线圈组，包括多个u形线圈，所述反向线圈组的所述u形线圈的跨距为y、y-1、y+2；以及
22.一个同层跳线，其跨距为y-2或者y+1，所述同层跳线连接所述正向线圈组和所述反向线圈组；
23.其中，所述正向线圈组的所述u形线圈沿周向连接一周后，沿径向连接至下一周；所述反向线圈组与所述正向线圈组的绕线方式相同，且绕线方向相反。
24.在本发明一实施例中，所述铁芯的定子槽内设置有m个槽层，且m为偶数。
25.在本发明一实施例中，所述同层跳线位于第m层槽层。
26.本发明提出一种电机绕组及定子组件，本发明提高了定子绕组定子槽的槽满率，降低了定子绕组的电阻，减小了电机的铜耗，提高了电机的效率。
附图说明
27.图1为本发明一种定子组件的结构示意图。
28.图2为本发明一种定子组件一实施例中一相绕组的布线示意图。
29.图3为本发明一种定子组件中整距u形线圈的结构示意图。
30.图4为本发明一种定子组件中第一长距u形线圈的结构示意图。
31.图5为本发明一种定子组件中第一短距u形线圈的结构示意图。
32.图6为本发明一种定子组件中第二长距u形线圈的结构示意图。
33.图7为本发明一种定子组件中第二短距u形线圈的结构示意图。
34.图8为本发明一种定子组件中同层跳线的结构示意图。
35.图9为本发明一种定子组件中引出导体的结构示意图。
36.图10为本发明一种定子组件中一个磁极下槽内线圈分布的结构示意图。
37.图11为本发明一种定子组件中一个并联支路星形接法的结构示意图。
38.图12为本发明一种定子组件中两个并联支路星形接法的结构示意图。
39.图中：100、定子绕组；1001、发卡端；1002、焊接端；
40.110、整距u形线圈；
41.120、第一长距u形线圈；
42.130、第一短距u形线圈；
43.140、第二长距u形线圈；
44.150、第二短距u形线圈；
45.160、同层跳线；
46.170、引出线圈；
47.101、连接段；102、直线段；103、扭头段；
48.200、定子铁芯；210、定子槽。
具体实施方式
49.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
50.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
51.请参阅图1所示，在一些实施例中，本发明提出一种定子组件，定子组件可包括有定子绕组100和定子铁芯200。定子绕组100可包括有多个相绕组，多个相绕组在电相位上彼此不同，例如定子绕组100可包括有三个相绕组。定子铁芯200可开设有多个定子槽210，定子槽210可形成于定子铁芯200的内壁上。定子槽210可沿定子铁芯200内壁的周向方向进行布置，定子槽210可在定子铁芯200上以预定的槽距间隔开。在定子铁芯200的上、下端面可分别定义为发卡端1001和焊接端1002，定子绕组100可从发卡端1001一侧插入至定子铁芯200内部，定子绕组100可在焊接端1002进行焊接。
52.请参阅图2所示，在一些实施例中，多个定子槽210在定子铁芯200的周向方向，可分别定义为第1号定子槽210、第2号定子槽210、第3号定子槽210、第4号定子槽210
……
。例如，定子铁芯200沿周向方向可布置有54个定子槽210。其中，每个定子槽210可布设有多个槽层，每个定子槽210可布设有m个槽层，m为偶数。如每个定子槽210可布设有6个槽层。例如，6个槽层沿着定子铁芯200的径向从外侧到内侧的方向，可依次分别为第l6层槽层、第l5槽层、第l4槽层、第l3槽层、第l2槽层、第l1槽层，即第l6槽层可位于靠近定子槽210的槽底一侧，第l1层槽层可位于靠近定子槽210的槽口一侧。另外，每个定子槽210的槽层的具体标号不加以限制，本发明中的实施例从定子槽210的槽口到定子槽210的槽底按照1～6的顺序进行布设，在其他的实施例中还可以从定子槽210的槽底到定子槽210的槽口按照1～6的顺序进行布设。
53.请参阅图3～7所示，在一些实施例中，u形线圈包括整距u形线圈110、第一长距u形线圈120、第一短距u形线圈130、第二长距u形线圈140和第二短距u形线圈150。其中，整距u形线圈110、第一长距u形线圈120、第一短距u形线圈130、第二长距u形线圈140和第二短距u形线圈150可包括有一个连接段101、两个直线段102和两个扭头段103。其中，一个连接段101的两端分别连接有一个直线段102。两个直线段102穿过定子铁芯200的定子槽210后在焊接端1002进行扭头，形成两个扭头段103。将整距u形线圈110的跨距表征为y1，y1可等于定子绕组100的极距，将定子绕组100的极距表征为y，例如y1＝y。将第一长距u形线圈120的跨距表征为y2，y2可大于定子绕组100的极距，例如y2＝y+1。将第一短距u形线圈130的跨距
表征为y3，y3可小于定子绕组100的极距，例如y3＝y-1。将第二长距u形线圈140的跨距表征为y4，y4可大于定子绕组100的极距，例如y4＝y+2。将第二短距u形线圈150的跨距表征为y5，y5可小于定子绕组100的极距，例如y5＝y-2。
54.请参阅3～7所示，在一些实施例中，在每相绕组的每条支路中，整距u形线圈110的两个直线段102可径向相差一层槽层，第一长距u形线圈120的两个直线段102可径向相差一层槽层，第一短距u形线圈130的两个直线段102可径向相差一层槽层。第二长距u形线圈140的两个直线段102可径向相差一层槽层，第二短距u形线圈150的两个直线段102可径向相差一层槽层。整距u形线圈110、第一长距u形线圈120、第一短距u形线圈130、第二长距u形线圈140和第二短距u形线圈150的两个扭头段103，沿定子铁芯200的焊接端1002一侧延伸的距离相同，可等于极距的一半。整距u形线圈110、第一长距u形线圈120、第一短距u形线圈130、第二长距u形线圈140、第二短距u形线圈150中两个扭头段103可相互远离，整距u形线圈110、第一长距u形线圈120、第一短距u形线圈130、第二长距u形线圈140、第二短距u形线圈150中两个扭头段103的延伸方向可朝向相反的方向。例如，一个扭头段103的延伸方向，可为朝向沿着顺时针方向或者沿着逆时针的方向，另一个扭头段103的延伸方向可相反。
55.请参阅图8所示，在一些实施例中，同层跳线160可包括有一个连接段101、两个直线段102和两个扭头段103。其中，一个连接段101的两端分别连接有一个直线段102。两个直线段102穿过定子铁芯200的定子槽210后在焊接端1002进行扭头，形成两个扭头段103。将同层跳线160的跨距表征为y6，y6可大于定子绕组100的极距，或者y6可小于定子绕组100的极距，例如y6＝y-2或者y6＝y+1。
56.请参阅8所示，在一些实施例中，在每相绕组的每条支路中，同层跳线160的两个直线段102可径向相差一层槽层。同层跳线160的两个扭头段103，沿定子铁芯200的焊接端1002一侧延伸的距离相同，可等于极距的一半。同层跳线160的两个扭头段103可朝向相同的方向进行延伸，例如，多个扭头段103的延伸方向，可为朝向沿着顺时针方向或者沿着逆时针的方向。
57.请参阅图9所示，在一些实施例中，引出线圈170可包括有一个连接段101、一个直线段102和一个扭头段103。其中，一个连接段101的一端连接有一个直线段102。一个直线段102穿过定子铁芯200的定子槽210后在焊接端1002进行扭头，形成一个扭头段103。引出线圈170的一个扭头段103，沿定子铁芯200的焊接端1002一侧延伸的距离，可等于极距的一半。在每相绕组的每条支路中，两个引出线圈170的扭头段103可朝向相同的方向进行延伸。例如，两个扭头段103的延伸方向，可为朝向沿着顺时针方向或者沿着逆时针的方向。在每相绕组的每条支路中，两个引出线圈170可位于第1层槽层中。
58.请参阅图1～9所示，在一些实施例中，每相绕组可包括多条支路，例如本技术中，每相绕组可包括有三条支路。每条支路可包括有一个正向线圈组、一个反向线圈组、一个同层跳线160和两个引出线圈170。其中，正向线圈组和反向线圈组之间可连接有同层跳线160，一个引出线圈170可与正向线圈组的扭头段103连接，另一个引出线圈170可与反向线圈组的扭头段103连接，以形成一条完整的支路。一个正向线圈组可包括多个整距u形线圈110、第一长距u形线圈120和第二短距u形线圈150。正向线圈组中的整距u形线圈110周向连接一周后，可通过一个第一长距u形线圈120径向连接至下一周，或者可通过一个第二短距u形线圈150径向连接至下一周。一个反向线圈组可包括多个整距u形线圈110、第一短距u形
线圈130和第二长距u形线圈140。反向线圈组中的整距u形线圈110周向连接一周后，可通过一个第一短距u形线圈130径向连接至下一周，或者可通过一个第二长距u形线圈140径向连接至下一周。反向线圈组与正向线圈组的绕线方式相同，且绕线方向相反。
59.请参阅图1～9所示，在一些实施例中，在一个磁极下的每个正向线圈组或者每个反向线圈，径向相邻的整距u形线圈110的直线段102径向相差两层槽层。在每个正向线圈组，径向相邻的第一长距u形线圈120的直线段102径向相差两层槽层，或者径向相邻的第一长距u形线圈120的直线段102和第二短距u形线圈150的直线段102径向相差两层槽层。在每个反向线圈组，径向相邻的第一短距u形线圈130的直线段102径向相差两层槽层，或者径向相邻的第一短距u形线圈130的直线段102和第二长距u形线圈140的直线段102径向相差两层槽层。
60.请参阅图2所示，在一些实施例中，为了更清晰地表达本发明布线，绕组展开图中仅画出了a相线圈组的绕制，并不涉及b相和c相的线圈组，b相线圈组和c相线圈组与a相线圈组的绕制方式相同，区别点仅在于进线端和出线端所在的槽号不同。例如，a相绕组的进线端分别为1槽、2槽和3槽，b相相绕组的进线端则可以是7槽、8槽和9槽，c相绕组的进线端则可以是13槽、14槽和15槽。a相的绕组展开图如图2所示，以6极54槽，每槽6根导线，每极每相槽数为3的电机绕线方式为例进行说明。图2中a1x1为第一支路，a2x2为第二支路，a3x3为第三条支路，a1、a2、a3为绕组的进线端，x1、x2、x3为绕组的出线端，焊接端1002和发卡端1001分布在绕组的两侧。在绕组展开图每个槽内，从左至右，依次为1层、2层、3层、4层、5层和6层。
61.a相绕组第一支路a1x1的具体绕线方式如下，1(1)表示第1号定子槽210的第1层槽层。
62.a1-》1(1)-》10(2)-》19(1)-》28(2)-》37(1)-》46(2)-》2(3)-》11(4)-》20(3)-》29(4)-》38(3)-》47(4)-》3(5)-》12(6)-》21(5)-》30(6)-》39(5)-》48(6)-》1(6)-》46(5)-》37(6)-》28(5)-》19(6)-》10(5)-》2(4)-》47(3)-》38(4)-》29(3)-》20(4)-》11(3)-》3(2)-》48(1)-》39(2)-》30(1)-》21(2)-》12(1)-》x1。
63.a相绕组第二支路a2x2的具体绕线方式如下：
64.a2-》2(1)-》11(2)-》20(1)-》29(2)-》38(1)-》47(2)-》3(3)-》12(4)-》21(3)-》30(4)-》39(3)-》48(4)-》1(5)-》10(6)-》19(5)-》28(6)-》37(5)-》46(6)-》2(6)-》47(5)-》38(6)-》29(5)-》20(6)-》11(5)-》3(4)-》48(3)-》39(4)-》30(3)-》21(4)-》12(3)-》1(2)-》46(1)-》37(2)-》28(1)-》19(2)-》10(1)-》x2。
65.a相绕组第三支路a3x3的具体绕线方式如下：
66.a3-》3(1)-》12(2)-》21(1)-》30(2)-》39(1)-》48(2)-》1(3)-》10(4)-》19(3)-》28(4)-》37(3)-》46(4)-》2(5)-》11(6)-》20(5)-》29(6)-》38(5)-》47(6)-》3(6)-》48(5)-》39(6)-》30(5)-》21(6)-》12(5)-》1(4)-》46(3)-》37(4)-》28(3)-》19(4)-》10(3)-》2(2)-》47(1)-》38(2)-》29(1)-》20(2)-》11(1)-》x3。
67.请参阅图2所示，在一些实施例中，从上面的绕线方式可知，第一并联支路a1x1中，正向线圈组中的整距u形线圈110周向连接一周后，可通过一个第一长距u形线圈120径向连接至下一周。其中，整距u形线圈110可位于2m-1层和2m层槽层中，第一长距u形线圈120可位于2m层和2m+1层槽层，2m+1《2n。反向线圈组中的整距u形线圈110周向连接一周后，可通过
一个第一短距u形线圈130径向连接至下一周。其中，整距u形线圈110可位于2m-1层和2m层槽层中，第一短距u形线圈130可位于2m层和2m+1层槽层。同层跳线160的跨距为y4＝y-2。
68.请参阅图2所示，在一些实施例中，从上面的绕线方式可知，在第二并联支路a2x2中，或者在第二并联支路a3x3中，正向线圈组中的整距u形线圈110周向连接第一周后，可通过一个第一长距u形线圈120径向连接至第二周。正向线圈组中的整距u形线圈110周向连接第二周后，可通过一个第二短距u形线圈150径向连接至下一周。其中，整距u形线圈110可位于2m-1层和2m层槽层中，第一长距u形线圈120、第二短距u形线圈150可位于2m层和2m+1层槽层。反向线圈组中的整距u形线圈110周向连接第一周后，可通过一个第一短距u形线圈130径向连接至第二周。反向线圈组中的整距u形线圈110周向连接第二周后，可通过一个第二长距u形线圈140径向连接至下一周。整距u形线圈110可位于2m-1层和2m层槽层中，第一短距u形线圈130可位于2m层和2m+1层槽层，第二长距u形线圈140可位于2m层和2m+1层槽层。同层跳线160的跨距为y4＝y+1。
69.请参阅图2所示，在一些实施例中，从上面的绕线方式可知，第一并联支路a1x1的进线端a1在1号定子槽210的第1层槽层，出线端x1在第12号定子槽210的第1层槽层。第二并联支路a2x2的进线端a2在第2号定子槽210的第1层槽层，出线端x2在10号定子槽210的第1层槽层。第三并联支路a3x3的进线端a3在第3号定子槽210的第1层槽层，出线端x3在11号定子槽210的第1层槽层。三条并联支路的进线端a1、a2、a3依次相差1个定子槽210，三条并联支路的出线端x1、x2、x3依次相差1个定子槽210，每条并联支路的进线端a1、a2、a3和出线端x1、x2、x3分布在相同的槽层中。在每相绕组的第一条支路中，进线端和出线端周向相差y+2个定子槽210。即在每相绕组的第一条支路中，两个引出线圈170沿定子铁芯200的周向相差y+2个定子槽210。在每相绕组的第二条支路中，进线端和出线端周向相差y-1个定子槽210。在每相绕组的第三条支路中，进线端和出线端周向相差y-1个定子槽210。需要说明的是，“相差”可指两个槽数之间的差值，例如3号定子槽210和9号定子槽210之间相差6个槽。另外，“相差”还可以指两个槽层之间的差值，例如第l1层槽层与第l4层槽层之间相差3个槽层。
70.请参阅图10所示，在一些实施例中，每一定子槽210的扁线线圈均属于同一相绕组，取消了层间绝缘纸，提高了定子绕组100中定子槽210的槽满率，降低了定子绕组100的电阻，减小了电机的铜耗，提高了电机的效率。
71.请参阅图11所示，在一些实施例中，一相绕组的三条支路可以通过串联形成一条并联支路。请参阅图12所示，在一些实施例中，一相绕组的三条支路可以也通过并联形成三条并联支路。请参阅图11和图12所示，在本实施例中，三相绕组之间采用星形接法。在其他实施例中，当然也可以采用三角形接法。
72.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
73.除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。