降低铜耗的电机绕组的制作方法

本专利涉及电机绕组，尤其是扁线电机的扁导线绕组。

背景技术：

电流流过电机绕组时，因为绕组电阻的原因会发热而导致损耗，因为绕组大多数是铜材料制成的，故称“铜耗”，也称“铜损”，是一种有功损耗。高效率电机是当今电机发展的方向，而提高电机效率的最佳途径是提高槽满率，也就是减小绕组的电阻，以降低电机的绕组发热损耗（即铜耗）。为了提高槽满率，扁导线绕组成为了目前的电机主要方向之一，该技术通过使用矩形导线，提高空间利用率，增大铜的截面积，从而降低了绕组的电阻。但是，铁芯线槽的空间有限，其全部填满铜之后（相当于槽满率100%，就是铁芯线槽内全部填充铜线），便不能再降低电阻。

技术实现要素：

本专利的目的是提供一种电阻小，能够降低铜耗的电机绕组。

本专利所述的降低铜耗的电机绕组，以穿过铁芯线槽的导线焊接而成，在铁芯线槽外部的端部导线的电阻率小于位于铁芯线槽内的中间导线的电阻率。

作为对上述的电机绕组的进一步改进，端部导线的截面积大于中间导线的截面积，使得端部导线的电阻率小于中间导线。

作为对上述的电机绕组的进一步改进，端部导线的截面为矩形。由于端部导线需要焊接、扭转，采用矩形截面焊接、扭转更方便操作，提高制备、焊接等工艺性。

作为对上述的电机绕组的进一步改进，中间导线的截面中部厚两侧薄或者中部薄两侧厚，相邻中间导线的较薄部分之间形成了散热通道。这样，就在铁芯内部具有散热通道，满足铁芯、导线的散热要求。例如，中间导线的截面为菱形或者近似菱形、梯形或者近似梯形。

作为对上述的电机绕组的进一步改进，端部导线的截面形状与中间导线的截面形状不同，使得端部导线的电阻率小于中间导线。

本发明的有益效果：构成电机绕组的导线，一部分位于铁芯线槽内（该部分称之为中间导线），一部分位于铁芯外（该部分称之为端部导线）。常规的绕组，其导线的截面形状、大小是不变的，也就是说，其不论是端部导线还是中间导线，电阻率是相同。如果把绕组的半匝导线看作中间导线、两段端部导线形成的三个电阻串联，常规的绕组，三段导线的电阻率相等。

本专利不同于常规绕组，本专利采用端部导线的电阻率小于位于中间导线的技术，降低了端部导线的电阻，从而降低了电机绕组的电阻，从而电机效率得以提高。

位于铁芯内部的中间导线部分，受铁芯线槽空间限制，槽满率达到一定程度后，便不能再增大，而位于铁芯外部的端部导线部分，由于铁芯外部空间较大，因此可以采取端部导线截面积大于铁芯内部的中间导线截面积的方法，减小绕组的电阻。如图1所示，本专利的端部导线1、3截面积大于中间导线2，端部导线电阻率小于中间导线，相对于常规绕组（采用各截面形状、大小均与本专利的中间导线截面完全相同、材质也与本专利中的导线相同的导线制成），本专利的端部导线的等效电阻r1和r3，小于常规绕组的端部导线的等效电阻，因此，具有更小的绕组电阻，从而电机效率得以提高。

另外，即使端部导线与中间导线采用相同截面积，也可以采用不同的截面形状，使得端部导线的电阻率小于中间导线，整体上降低电机绕组的电阻。

本专利通过导线不等截面等的方法，降低绕组的电阻。本专利对端部导线的截面形状不做限制，其可与中间导线的截面形状相同，也可以不同。但由于端部导线需要焊接或扭转，采用矩形截面更适合。

本专利对中间导线的截面形状不做限制，但如果需要铁芯内部具有散热通道，中间导线的截面可以采用中部厚两侧薄的形状（如菱形、梯形等），这样相邻中间导线的两侧较薄部分之间形成了散热通道，或者，中间导线的截面可以采用中部薄两侧厚的形状，这样相邻中间导线的中部较薄部分之间形成了散热通道，以满足铁芯、导线的散热要求。

附图说明

图1是绕组的半匝导线示意图；

图2是绕组的半匝导线等效电路示意图；

图3是绕组展开示意图；

图4是两根相邻的中间导线示意图（矩形截面）；

图5是两根相邻的中间导线示意图（近似菱形截面）；

图6是两根相邻的中间导线示意图（梯形截面）；

图7是两根相邻的中间导线示意图（截面中部厚两侧薄）。

具体实施方式

参见图1、3所示的降低铜耗的电机绕组，以穿过铁芯线槽的导线5焊接而成，导线包括铁芯线槽外部的端部导线1、3和铁芯线槽内的中间导线2。

端部导线的截面形状与中间导线相同或者不同，端部导线的截面积与中间导线相同或者不同，但端部导线1、3的电阻率小于中间导线2。例如，端部导线的截面积大于中间导线的截面积，使得端部导线的电阻率小于中间导线。

端部导线1、3的截面为矩形。

中间导线2的截面可以是矩形（参见图4），但优先采用之间能够形成散热通道4的非矩形截面。例如，参见图7，中间导线的截面中部21较厚，两侧22较薄，相邻中间导线的两侧较薄部分之间形成了散热通道4；或者，参见图5、6，中间导线的截面21中部薄两侧22厚，相邻中间导线的中部较薄部分之间形成了散热通道4，用于流体流过绕组而冷却绕组。图5中的中间导线的截面近似菱形，图6中的中间导线的截面为梯形。中间导线的非矩形之间形成空间，而铁芯线槽外的端部导线为矩形有良好的焊接性能。

另外，即使采用端部导线和中间导线具有相同截面积，不同截面形状，对于电机需要内部散热的电机，也是有利的。铁芯内部的中间导线可以采取非矩形截面（例如图5、6、7所示的近似菱形或梯形或其它形状，使导线之间形成散热通道，用于流体流过绕组而冷却绕组），端部导线需要焊接或扭头，则矩形截面更适合。这样既可以满足散热需要，又可以满足端部连接需要。

本创新的意义在于，通过铁芯内外导线采用不同的截面制作绕组，进一步降低绕组电阻，或提高工艺性。导线截面的具体形状，导线截面的面积差大小，绕组的结构，以及铁芯、槽型等不影响本专利的权利要求保护范围。