一种每极每相槽数为3的扁铜线绕组结构及电机的制作方法

本发明属于电机技术领域，尤其涉及一种每极每相槽数为3的扁铜线绕组结构及电机。

背景技术：

从长远来看，小型化、高速化将是新能源汽车电机的主要发展趋势，而小型化必然要求电机功率密度有大幅度提升。扁铜线绕组可以提高电机的槽满率，进而降低电阻值和降低绕组与铁芯间的热阻，从而提升电机的功率密度。

扁铜线电机与圆铜线电机的区别在于铜线的截面积和成型方式，扁线有利于电机槽满率的提升，提升电机的功率和扭矩密度。同时，扁铜线也有其局限性，即电机每相绕组串联匝数可选择性少，这是因为当扁铜线电机槽数和每槽导体数确定后，每相绕组串联匝数只能通过并联支路数进行调整。为了满足每条支路的平衡性，并联支路数也会受槽数、极对数和每槽导体限制。另外为了改善电机的振动噪声，希望把电机的每极每相槽数尽可能做大，但同时也需要增加绕组的支路数来匹配更好的电机输出性能。

发明专利申请cn201911000279.2公开了一种72槽6层扁铜线混合绕组结构以及应用该绕组结构的电机，并具体公开了绕组结构包括分布在至少6层绕组层中的三相混合绕组结构，每相所述混合绕组结构由2条绕组支路构成，所述绕组支路由均匀分布在各绕组层的多个绕组元件构成，且形成相邻绕组元件交替地分布在同一个槽和相邻槽中。该绕组结构仅适用于72个定子槽绕制，且每相绕组支路为2条。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种每极每相槽数为3的扁铜线绕组结构及电机，针对现有技术的不足，方便借助公共母排连接各条绕组支路，便于实现自动化插线，便于连接，简化连接线工艺。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

本发明一种每极每相槽数为3的扁铜线绕组结构，包括分布在至少4层绕组层中的三相绕组结构，每相绕组结构由3条绕组支路构成；3条绕组支路的起端均分布在三个相邻连续的定子槽中，3条绕组支路的终端均分布在三个相邻连续的定子槽中；所述绕组支路的每个绕组元件的两边交替分布在奇数绕组层和偶数绕组层中。

本发明能基于每极每相槽数为3的结构绕制扁铜线绕组，例如72定子槽，8对极；或者144定子槽，16对极。上述技术方案中，各绕组支路的绕组元件两边交替分布在奇偶数层绕组层中，且绕组支路的起端或终端均分布在相邻连续定子槽中，可满足各条支路绕组的平衡。

作为优选，3条绕组支路的起端相互并联，3条绕组支路的终端相互并联；3条绕组支路的起端与3条绕组支路的终端通过公共母排连接。

作为优选，所述绕组支路中的绕组元件分布在2n层绕组层，n≥2。

作为优选，所述绕组支路的引出线端位于最内层的绕组层或最外层的绕组层。

作为优选，所述绕组支路的引出线端为u型线。

作为优选，所述绕组支路的引出线端包含4种节距，节距分别为8、9、10、11。

作为优选，所述绕组支路的焊接端的节距相等。

作为优选，每个绕组支路中的绕组元件在第一个n极下分布在1个定子槽的奇数绕组层和偶数绕组层中，同时在第一个s极下分布在相邻定子槽或相隔1个定子槽的奇数绕组层和偶数绕组层中，按此规律循环形成一个绕组支路。

一种电机，包括前述每极每相槽数为3的扁铜线绕组结构。

本发明具有以下有益效果：

本发明一种每极每相槽数为3的扁铜线绕组结构及电机，能满足每条支路的平衡性，能适用于每极每相槽数为3的结构；便于实现自动化插线，方便借助公共母排连接各条绕组支路。

附图说明

图1为本发明一种每极每相槽数为3的扁铜线绕组结构的展开示意图，图中以72槽6层绕组层为例；

图2为图1中扁铜线u相第1条绕组支路连接的示意图；

图3为图1中扁铜线u相第2条绕组支路连接的示意图；

图4为图1中扁铜线u相第3条绕组支路连接的示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本发明一种每极每相槽数为3的扁铜线绕组结构，包括分布在至少4层绕组层中的三相绕组结构，每相绕组结构由3条绕组支路构成。3条绕组支路的起端均分布在三个相邻连续的定子槽中，3条绕组支路的终端均分布在三个相邻连续的定子槽中。所述绕组支路的每个绕组元件的两边交替分布在奇数绕组层和偶数绕组层中。3条绕组支路的起端相互并联，3条绕组支路的终端相互并联。3条绕组支路的起端与3条绕组支路的终端通过公共母排连接。其中，所述绕组支路中的绕组元件分布在2n层绕组层，n≥2，则可分布在4层、6层、8层等绕组层中。

每条绕组支路包括引出线端和焊接端。所述绕组支路的引出线端为u型线，其包括包含4种节距，节距分别为8、9、10、11。所述绕组支路的引出线端位于最内层的绕组层或最外层的绕组层。当引出线端位于最外层的绕组层时，方便借助公共母排连接各条绕组支路。另外，所述绕组支路的焊接端的节距相等，便于实现自动化插线。

绕制时，每个绕组支路中的绕组元件在第一个n极下分布在1个定子槽的所有奇数绕组层和偶数绕组层中，同时在第一个s极下分布在相邻定子槽或相隔1个定子槽的所有奇数绕组层和偶数绕组层中，按此规律循环形成一个绕组支路。或者，每个绕组支路中的绕组元件在第一个n极下分布在1个定子槽的奇数绕组层或偶数绕组层中，同时在第一个s极下分布在相邻定子槽或相隔1个定子槽的奇数绕组层或偶数绕组层中，按此规律循环形成一个绕组支路。

图1-4示出了三相绕组结构分布在72槽6层8极绕组中的示例。每相绕组结构包括3条绕组支路，每条绕组支路由多个绕组元件连接构成。u相、v相、w相的3条支路的起端各自顺序地排列在3个相邻定子槽中，而u相、v相、w相的3条支路的终端（即x、y、z）各自顺序地排列在3个相邻定子槽中。以u相为例，u相3条支路包括3个起端和3个终端，3个起端u1、u2、u3顺序排列在相邻定子槽中，3个终端x1、x2、x3顺序排列在相邻定子槽中，v相、w相亦如是。u1、u2、u3并联，x1、x2、x3并联，最后通过公共母排连接，形成u相绕组。为便于借助公共母排连接各条支路，各绕组支路的星点线端、引出线端均布置在最外层的绕组层。

以u相叠绕组为例（v、w相与u相类似，在此不再赘述）：

u相每条绕组支路由24个绕组元件串联形成。第1条绕组支路从图2中u1位置处绕进去，最后从x1位置处输出至三相中心点。第1条绕组支路串联连接经过的槽号为：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）→66（1）。

第2条绕组支路从图3中的u2位置进入，最后从x2位置处输出值三相中心点。第2条绕组支路串联连接经过的槽号为：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）→65（1）。

第3条绕组支路从图4中的u3位置进入，最后从x3位置处输出值三相中心点。第3条绕组支路串联连接经过的槽号为：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）→64（1）。

在此，13（2）表示13槽中的2层绕组层的导体位置。3条绕组支路对应的起始槽和结束槽号分布如下：u1对应1（1），x1对应66（1）；u2对应2（1），x2对应65（1）；u3对应3（1），x3对应64（1）；u1、u2和u3并联，x1、x2和x3并联，最后通过公共母排连接，形成完成的u相绕组。

剩余的v和w相绕组对称均匀分布在圆周上，在此不说明。

本发明还提出一种电机，其包括上述绕组结构。该电机用于新能源汽车，汽车电机功率密度大、体积小，易于实现汽车的小型化。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。