扁线连续波绕错位绕组及含有其绕组的定子的制作方法

本实用新型涉及电机制造技术领域，尤其涉及交流电机，包括电动机和发电机，具体说涉及一种扁线连续波绕错位绕组以及含有扁线连续波绕错位绕组的定子。

背景技术：

对于旋转电机来说，为了增强旋转电机的性能，需要增大定子在槽中的空间系数，提高槽满率，因此，将具有矩形截面的扁导线用作形成定子绕组的材料成为一种可行的也是效果较好的方法。

在申请日为1998年3月26日，申请号为981078494的中国发明专利公开了汽车用交流发电机，所述多相定子绕组包括多个电导体，所述多个电导体构成至少一对，并被插入所述槽中，以便构成沿每个槽的深度方向排列的一内层和一外层，并且在每一个槽中的所述电导体彼此绝缘，所述多个电导体部分地设置在所述槽的外部，以便从所述定子铁芯的一个端面延伸，形成一具有预定连接模式的线圈端部，根根据该模式，设置在不同槽内作为不同层的所述电导体中的两个串接在一起，由此在所述定子铁芯的端面，形成一主要重复所述连接模式的线圈端部组。按照此种布置,各电导体可以做成在一个方向延伸的简化形状。因此,电导体的制造过程可被简化。再有,可将经过预处理的电导体从槽的径向周侧压入槽中，这与沿轴向插入电导体的安装方法相比具有优势,所以制造过程得以简化，间隙因子被进一步提高。

上述定子绕组通过U形片进行串联，因此需在对每一U形片进行焊接。如果焊接点出现故障，常常会影响产品的质量。为了提高电机定子的稳定性可靠性。需要采用不需要焊点的扁导线波绕工艺，放置导线线圈，为此，申请人在申请日为2017年11月27日，申请号为2017112001418的中国发明专利中公开了一种波绕线圈定子铁芯的制造方法，包括插绝缘纸工序、绕制波形线圈工序、波形线圈嵌入模芯工序、模芯线圈压入定子铁芯工序、脱卸定子铁芯工序、固定波形线圈工序；该方法把定子导线绕制成S形波形线，根据铁芯槽数以及绕制的层数确定绕制的波形数量和长度，利用绕制S形波形线圈，使定子两端导线线圈上没有焊接点，提高产品生产效率，提高产品的质量；并且在定子铁芯中，槽体内的导线不受层数限制，应用范围广。

但上述绕制的S形波形线圈，如图1所示，绕线时，每一相线中每一条线的S形波形线的有效边部分的节距是相等的，每一相线中每一条线的S形波形线的有效边部分依次放置在定子槽体内，对于上述的电机定子，每极每相分布的槽数与需要控制的控制器数量相等，如每极每相分布三槽，对于硅整流交流发电机，需要三个整流桥控制，对于电动机，则需要三个控制器控制，如果每极每相分布四槽，对于硅整流交流发电机，需要四个整流桥控制，对于电动机，则需要四个控制器控制，这样电机线路设计复杂，制造成本较高，容易出现故障。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中波绕线圈绕组需要多个控制器控制的技术问题，提供一种对于不同槽数的电机，均实现单三相控制的一种扁线连续波绕错位绕组，同时，本实用新型还提供一种具有扁线连续波绕错位绕组的定子。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种扁线连续波绕错位绕组，所述的扁线连续波绕错位绕组由进线端导线部、出线端导线部和位于进线端导线部与出线端导线部之间的绕制成S形的波形线组成，S形波形线包括用于放置于定子槽体内的有效边部分、位于槽体两侧外的直线部分以及连接相邻直线部分的端部；在S形波形线中，设置有错位绕线部，所述的错位绕线部在每相导线内的导线相互间位置设置为错位排列。

上述的扁线连续波绕错位绕组，所述的错位绕线部设置在整个波形线的中间位置，根据每极每相分布的槽数q，在U、V、W三相绕线组成的波绕组中，在U相线中，U1线的节距y1设置为：y1=q× m +（q-1），

式中：y表示节距，

q 表示每极每相分布的槽数，

m 表示相数，

Ua线的节距ya设置为：ya= q× m-1，

a设置为2至7。

在V相线中，V1线的节距y1ˊ设置为：y1ˊ=q× m +（q-1），

Va线的节距yaˊ设置为：yaˊ= q× m-1，

a设置为2至7。

在W相线中，W1线的节距y1″设置为：y1″=q× m +（q-1），

Wa线的节距yaˊ设置为：ya″= q× m-1，

a设置为2至7。

作为另一种实施方式，上述的扁线连续波绕错位绕组，在所述的s形波绕形线中，在每间隔一个波绕组的同向波绕组中，设置为错位绕线部，该错位绕线部，根据每极每相分布的槽数q，在U、W、V三相绕线组成的绕线中，在U相线中，U1线的节距y1设置为：y1=q× m +（q-1）

式中：y表示节距，

q 表示每极每相分布的槽数，

m 表示相数，

Ua线的节距ya设置为：ya= q× m-1，

a设置为2至7。

在V相线中，V1线的节距y1ˊ设置为：y1ˊ=q× m +（q-1），

Va线的节距yaˊ设置为：yaˊ= q× m-1，

a设置为2至7。

在W相线中，W1线的节距y1″设置为：y1″=q× m +（q-1），

Wa线的节距yaˊ设置为：ya″= q× m-1，

a设置为2至7。

本实用新型还公开了一种定子，所述的定子包括定子铁芯，定子铁芯包括轭部和齿部，在定子铁芯的周向方向设置槽体，在槽体内设置槽绝缘纸，在所述的槽绝缘纸内设置导线绕组，导线绕组设置为扁线连续波绕错位绕组，扁线连续波绕错位绕组由进线端导线部、出线端导线部和位于进线端导线部与出线端导线部之间的绕制成S形的波形线组成，S形波形线包括用于放置于定子槽体内的有效边部分、位于槽体两侧外的直线部分以及连接相邻直线部分的端部；在S形波形线中，设置有错位绕线部，错位绕线部在每相导线内的导线相互间位置设置为错位排列。

上述的定子，在所述的S形波形线中，错位绕线部设置在整个S形波形线的中间位置，根据每极每相分布的槽数q，在U、V、W三相绕线组成的波绕组中，在U相线中，U1线的节距y1设置为：y1=q× m +（q-1），

式中：y表示节距，

q 表示每极每相分布的槽数，

m 表示相数，

Ua线的节距ya设置为：ya= q× m-1，

a设置为2至7。

在V相线中，V1线的节距y1ˊ设置为：y1ˊ=q× m +（q-1），

Va线的节距yaˊ设置为：

yaˊ= q× m-1，

a设置为2至7。

在W相线中，W1线的节距y1″设置为：y1″=q× m +（q-1），

Wa线的节距yaˊ设置为：ya″= q× m-1，

a设置为2至7。

作为另一种实施方式，上述的定子，根据每极每相分布的槽数q，在U、V、W三相组成的每间隔一个波绕组的同向波绕组中设置错位绕线部，该错位绕线部在U、V、W三相绕线组成的绕线中，在U相线中，U1线的节距y1设置为：y1=q× m +（q-1），

式中：y表示节距，

q 表示每极每相分布的槽数，

m 表示相数，

Ua线的节距ya设置为：ya= q× m-1，

a设置为2至7。

在V相线中，V1线的节距y1ˊ设置为：y1ˊ=q× m +（q-1），

Va线的节距yaˊ设置为：yaˊ= q× m-1，

a设置为2至7。

在W相线中，W1线的节距y1″设置为：y1″=q× m +（q-1），

Wa线的节距yaˊ设置为：ya″= q× m-1，

a设置为2至7。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：1、对于每极每相槽数不同的电动机或发电机，均可实现单三相控制，这样可以简化电机电路，降低制造成本；2、可以降低电机燥声，提高产品质量； 3、可以降低电机的二次谐波。

附图说明

图1是现有技术扁线连续波绕绕组展开图。

图2是现有技术硅整流交流发电机双三相星形连接图和硅整流交流发电机双三相三角形连接图。

图3是现有技术电动机双三相星形连接图和电动机双三相三角形连接图。

图4是本实用新型扁线连续波绕错位绕组实施例1绕组展开图。

图5是图4中A部放大示意图。

图6是本实用新型定子绕组局部示意图。

图7是实施例1电动机单三相星形连接图和电动机单三相三角形连接图。

图8是实施例1硅整流交流发电机单三相星形连接图和硅整流交流发电机单三相三角形连接图。

图9是本实用新型扁线连续波绕错位绕组实施例2绕组展开图。

图10是本实用新型扁线连续波绕错位绕组实施例3绕组展开图。

图11是图10中B部放大示意图。

图12是本实用新型扁线连续波绕错位绕组实施例4绕组展开图。

图13是本实用新型扁线连续波绕错位绕组实施例5绕组展开图。

图14是图13中C部放大示意图。

附图标注说明：101-进线端导线部、102-出线端导线部、103-S形波形线、301-有效边部分、302-直线部分、303-端部、104-错位绕线部、105-定子铁芯、501-轭部、502-齿部、503-槽体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

绕组是由多个线圈或线圈组构成一相或整个电磁电路的统称。定子绕组是指安装在定子上的绕组,也就是绕在定子上面的扁导线。定子绕组是电机实现能量转变的关键部件，定子绕组技术状态如何,关系到电机的性能,因而有电机“心脏”之称。对于高效电机，一般利用扁线波绕组，波绕组是指任何两个串联线圈沿绕制方向象波浪似的前进，如图1所示，扁线波绕组优点是线圈组之间持续连接，无间断，不需用焊接方式连接，图1中实线表示上层导体，虚线表示下层导体。

对于三相电机，不同槽数和极数的电机每极每相分布的槽数不一样。每极每相分布的槽数，有一槽、二槽、三槽、四槽、五槽、六槽、七槽。三相绕组的构成规则：每相绕组的槽数必须相等，且在定子上均匀分布；三相绕组引出线位置应互间隔120度电角度；三相绕组一般采用60度相带分布，如三相电机每极每相分布二槽，那电机每槽就相差30度电角度。每极每相分布三槽。那电机每槽就相差20度电角度。每极每相分布四槽，那电机每槽就相差15度电角度。每极每相分布五槽那电机每槽就相差12度电角度。每极每相分布六槽那电机每槽就相差10度电角度。

由于不同槽数和极数的电机每槽之间都会相差一个电角度。所以同相线不同槽内电流不能同时进或同时出，所以，如图2、图3所示，如每极每相分布三槽，对于硅整流交流发电机，需要三个整流桥控制，对于电动机，则需要三个控制器控制。如果每极每相分布四槽，对于硅整流交流发电机，需要四个整流桥控制，对于电动机，则需要四个控制器控制，这样电机控制系统比较复杂，制造成本较高。

本实用新型通过改变波绕线圈的节距，可以改变同相线不同槽内线的电角度差，可以使同相线不同槽内的绕线，电流进出同步，这样就可以对电机实现单三相控制。

实施例1：以每极每相设置2槽的电机为例，如图4、图5所示的一种扁线连续波绕错位绕组，由进线端导线部101、出线端导线部102和位于进线端导线部101与出线端导线部102之间的绕制成S形的S形波形线103组成，S形波形线103包括用于放置于定子槽体503内的有效边部分301、位于槽体503两侧外的直线部分302以及连接相邻直线部分302的端部303；在S形波形线103中，设置有错位绕线部104，该错位绕线部104在每相导线内的导线相互间位置设置为错位排列，该错位绕线部104设置在整个波形线的中间位置，根据每极每相分布的槽数q为2，在U、V、W三相绕线组成的在整个波形线的处于中间位置的S形波形线103中的波绕组，在U相线中，U1线的节距y1为：y1=q× m +（q-1）= 2×3 +（2-1）=7，U2线的节距y2为：y2= q× m-1= 2×3-1=5；在V相线中，V1线的节距y1ˊ为：y1ˊ=q× m +（q-1）=2×3 +（2-1）=7，V2线的节距y2ˊ为：y2ˊ= q× m-1=2×3-1=5；在W相线中，W1线的节距y1″为：y1″=q× m +（q-1）=2×3 +（2-1）=7，W2线的节距yaˊ为：y2″= q× m-1=2×3-1=5。式中，y表示节距，q 表示每极每相分布的槽数，m表示相数，以下表述相同。

以图4上中第一组S形波形线为例，即在整个波形线的处于中间位置的S形波形线103中的波绕组，在U相线中，U1由第1槽变更为所在相线的最后一槽，即为第2槽，U2向前递增一槽，变更为第1槽，这样，在该绕组的S形波形线103中的错位绕线部104，U1的节距由原来的6变更为7；U2的节距由原来的6变更为5。

在W相线中，W1由第q+1槽，即第3槽变更为所在W相线的最后一槽，为q+1+(q-1),即第4槽， W2相线向前递增一槽， W2变更为q+1槽，即第3槽。这样，在该节的S形波形线103中的错位绕线部104，W1的节距由原来的6变更为7；W2的节距由原来的6变更为5。

在V相线中，V1由第2q+1槽即第5槽变更为所在相线的最后一槽，为2q+1+(q-1),即第6槽， V2相线向前递增一槽，V2变更为2q+1槽，即第5槽，这样，在该节的S形波形线103中的错位绕线部104，V1的节距由原来的6变更为7；V2的节距由原来的6变更为5。

在图4下所示的第二组S形波形线，绕制方法相同。

上述方法，同样适用于每极每相三槽、每极每相四槽、每极每相五槽、每极每相六槽、每极每相七槽等绕组使用。

如图4、图5、图6所示，以36槽电机定子为例，定子包括定子铁芯105，定子铁芯105包括轭部501和齿部502，在定子铁芯105的周向方向设置槽体503，在槽体503内设置槽绝缘纸，在槽绝缘纸内设置导线绕组，导线绕组设置有扁线连续波绕错位绕组，扁线连续波绕错位绕组由进线端导线部101、出线端导线部102和位于进线端导线部101与出线端导线部102之间的绕制成S形的波形线组成，S形波形线103包括用于放置于定子槽体503内的有效边部分301、位于槽体503两侧外的直线部分302以及连接相邻直线部分302的端部303；在S形波形线103中，设置有错位绕线部104，错位绕线部104在每相导线内的导线相互间位置设置为错位排列。通过S形波形线103错位排列，当把绕组放置到定子中后，在同一极相组，同相绕组不同槽内的导线电流就能保持同步。这样电流就可以同时流进或流出，因此，如图7、图8所示，在电动机中，只要单个控制器控制就可以了，在硅整流交流发电机中，只要单个整流桥就可以控制。

实施例2：以每极每相设置2槽的电机为例，如图9所示的一种扁线连续波绕错位绕组，其基本结构同实施例1，在S形波形线103中，设置有错位绕线部104，但对于错位绕线部104，根据每极每相分布的槽数q，在U、V、W三相组成的每间隔一个波绕组的同向波绕组中就设置一个错位绕线部104。以36槽电机为例，在S形波形线103中，包括五个端部303在有效边部分301上方的同向波绕组，即第一波绕组、第二波绕组、第三波绕组、第四波绕组和第五波绕组，把第一波绕组、第三波绕组、第五波绕组分别设置为错位绕线部，即第一波绕组设置为第一错位绕线部、第三波绕组设置为第二错位绕线部、第五波绕组设置为第三错位绕线部，第一错位绕线部、第二错位绕线部、第三错位绕线部绕线方式同实施例1，在U相线中，U1线的节距y1为：y1=q× m +（q-1）= 2×3 +（2-1）=7，U2线的节距y2为：y2= q× m-1= 2×3-1=5；在V相线中，V1线的节距y1ˊ为：y1ˊ=q× m +（q-1）=2×3 +（2-1）=7，V2线的节距y2ˊ为：y2ˊ= q× m-1=2×3-1=5；在W相线中，W1线的节距y1″为：y1″=q× m +（q-1）=2×3 +（2-1）=7，W2线的节距yaˊ为：y2″= q× m-1=2×3-1=5；而在第二波绕组、第四波绕组中的绕线方式，同现有技术一样，在每一相线的每一条导线中，其节距都为6。

以36槽电机定子为例，通过每间隔一个波绕组的同向波绕组中就设置一个错位绕线部104的绕线方式，当把绕组放置到定子中后，在同一极相组，同相绕组不同槽内的导线电流就能保持同步，这样电流就可以同时流进或流出，因此，在电动机中，只要单个控制器控制就可以了，在硅整流交流发电机中，只要单个整流桥就可以控制，这样可以简化电机电路，降低制造成本；可以降低电机的二次谐波，可以降低电机燥声，提高产品质量。

实施例3：以每极每相设置3槽的电机为例，如图10、图11所示的一种扁线连续波绕错位绕组，其他结构同实施例1，在S形波形线103中，设置有错位绕线部104，该错位绕线部104在每相导线内的导线相互间位置设置为错位排列，该错位绕线部104设置在整个波形线的中间位置，根据每极每相分布的槽数q为3，对于 U、V、W三相绕线组成的在整个波形线的处于中间位置的S形波形线103中的波绕组，在U相线中，U1线的节距y1为：y1=q× m +（q-1）= 3×3 +（3-1）=11，U2线的节距y2为：y2= q× m-1= 3×3-1=8，U3线的节距y3为：y3 = q× m-1= 3×3-1=8；在V相线中，V1线的节距y1ˊ为：y1ˊ=q× m +（q-1）=3×3 +（3-1）=11，V2线的节距y2ˊ为：y2ˊ= q× m-1=3×3-1=8；在W相线中，W1线的节距y1″为：y1″=q× m +（q-1）=3×3 +（3-1）=11，W2线的节距yaˊ为：y2″= q× m-1=3×3-1=8。对于其他绕组，每一相线中的每一导线间的节距均为9。

以图10上中第一组S形波形线为例，在整个波形线的处于中间位置的S形波形线103中的错位绕线部104，在U相线中， U1由第1槽变更为所在相线的最后一槽，即为第3槽，U2向前递增一槽，变更为第1槽，U3向前递增一槽，变更为第2槽，这样，在该绕组的S形波形线103中，U1的节距由原来的9变更为11；U2的节距由原来的9变更为8，U3的节距由原来的9变更为8。

在W相线中，W1由第q+1槽，即第4槽变更为所在W相线的最后一槽，为q+1+(q-1),即第6槽， W2相线向前递增一槽， W2变更为q+1槽，即第4槽，W3变更为q+2槽，即第5槽，这样，在该绕组的S形波形线103中，W1的节距由原来的9变更为11；W2的节距由原来的9变更为8，W3的节距由原来的9变更为8。

在V相线中，V1由第2q+1槽即第7槽变更为所在相线的最后一槽，为2q+1+(q-1),即第9槽， V2相线向前递增一槽，V2变更为2q+1槽，即第7槽，V3相线向前递增一槽，V3变更为2q+1槽，即第8槽，这样，在该绕组的S形波形线103中，V1的节距由原来的9变更为11；V2的节距由原来的9变更为8，V3的节距由原来的9变更为8。

图10下中第二组S形波形线绕线方法相同。

以72槽电机定子为例，定子结构与实施1相同，通过设置在S形波形线103中，设置有错位绕线部104，错位绕线部104在每相导线内的导线相互间位置设置为错位排列。通过错位绕线部104错位排列，当把绕组放置到定子中后，在同一极相组，同相绕组不同槽内的导线电流就能保持同步，这样电流就可以同时流进或流出，因此，在电动机中，只要单个控制器控制就可以了，在硅整流交流发电机中，只要单个整流桥就可以控制,同样都达到单三相控制的目的。

实施例4：以每极每相设置3槽的电机为例，如图12所示的一种扁线连续波绕错位绕组，其基本结构同实施例1，在S形波形线103中，设置有错位绕线部104，但对于错位绕线部104，根据每极每相分布的槽数q，在U、V、W三相组成的每间隔一个波绕组的同向波绕组中就设置一个错位绕线部104。以72槽电机为例，在S形波形线103中，包括七个端部303在有效边部分301上方的同向波绕组，即第一波绕组、第二波绕组、第三波绕组、四波绕组、第五波绕组、第六波绕组和第七波绕组，把第一波绕组、第三波绕组、第五波绕组和第七波绕组分别设置为错位绕线部，即第一波绕组设置为第一错位绕线部、第三波绕组设置为第二错位绕线部、第五波绕组设置为第三错位绕线部，第七波绕组设置为第四错位绕线部，第一错位绕线部、第二错位绕线部、第三错位绕线部和第四错位绕线部绕线方式同实施例1，即在U相线中，U1线的节距y1为：y1=q× m +（q-1）= 3×3 +（3-1）=11，U2线的节距y2为：y2= q× m-1= 3×3-1=8 ，U3线的节距y3为：y3= q× m-1= 3×3-1=8；在V相线中，V1线的节距y1ˊ为：y1ˊ=q× m +（q-1）=3×3 +（3-1）=11，V2线的节距y2ˊ为：y2ˊ= q× m-1=3×3-1=8，W3线的节距y3ˊ为：y3ˊ= q× m-1=3×3-1=8；在W相线中，W1线的节距y1″为：y1″=q× m +（q-1）=3×3 +（3-1）=11，W2线的节距y2″为：y2″= q× m-1=3×3-1=8；V3线的节距y3″为：y3″= q× m-1=3×3-1=8；而在第二波绕组、第四波绕组和第六波绕组中的绕线方式，同现有技术一样，在每一相线的每一条导线中，其节距都为9。

以72槽电机定子为例，通过每间隔一个波绕组的同向波绕组中就设置一个错位绕线部104的绕线方式，当把绕组放置到定子中后，在同一极相组，同相绕组不同槽内的导线电流就能保持同步。这样电流就可以同时流进或流出，因此，在电动机中，只要单个控制器控制就可以了，在硅整流交发电机中，只要单个整流桥就可以控制，这样可以简化电机电路，降低制造成本；可以降低电机的二次谐波，可以降低电机燥声，提高产品质量。

实施例5：以每极每相设置4槽的电机为例，如图13、图14所示的一种扁线连续波绕错位绕组，其基本结构同实施例1，在S形波形线103中，设置有错位绕线部104，但对于错位绕线部104，根据每极每相分布的槽数q，在U、V、W三相组成的每间隔一个波绕组的同向波绕组中就设置一个错位绕线部104。以96槽电机为例，在S形波形线103中，包括三个端部303在有效边部分301上方的同向波绕组，即第一波绕组、第二波绕组和第三波绕，把第一波绕组和第三波绕组分别设置为错位绕线部，即第一波绕组设置为第一错位绕线部、第三波绕组设置为第二错位绕线部，第一错位绕线部、第二错位绕线部绕线方式同实施例1，在U相线中，U1线的节距y1为：y1=q× m +（q-1）= 4×3 +（4-1）=15，U2线的节距y2为：y2= q× m-1= 4×3-1=11 ，U3线的节距y3为：y3= q× m-1= 4×3-1=11，U4线的节距y4为：y3= q× m-1= 4×3-1=11；在V相线中，V1线的节距y1ˊ为：y1ˊ=q× m +（q-1）=4×3 +（4-1）=15，V2线的节距y2ˊ为：y2ˊ= q× m-1=4×3-1=11，V3线的节距y3ˊ为：y3ˊ= q× m-1=4×3-1=11，W4线的节距y4ˊ为：y4ˊ= q× m-1=4×3-1=11；在W相线中，W1线的节距y1″为：y1″=q× m +（q-1）=4×3 +（4-1）=15，W2线的节距y2″为：y2″= q× m-1=4×3-1=11；W3线的节距y3″为：y3″= q× m-1=4×3-1=11；而第二波绕组的绕线方式，同现有技术一样，在每一相线的每一条导线中，其节距都为12。

以96槽电机定子为例，通过每间隔一个波绕组的同向波绕组中就设置一个错位绕线部104的绕线方式，当把绕组放置到定子中后，在同一极相同相绕组不同槽内的导线电流就能保持同步。这样电流就可以同时流进或流出，因此，在电动机中，只要单个控制器控制就可以了，在硅整流交流发电机中，只要单个整流桥就可以控制，这样可以简化电机电路，降低制造成本；可以降低电机的二次谐波，可以降低电机燥声，提高产品质量。

上述绕组绕线方法，同样适用于三相电机每极每相分布5槽，每极每相分布6槽，每极每相分布7槽的发电机和电动机绕组。

上面结合附图对本实用新型实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，对于本领域普通技术人员来说，还可以在不脱离本实用新型的前提下作若干变型和改进，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。