一种电机定子及电机的制作方法

本实用新型涉及电机领域，尤其涉及一种电机定子及电机。

背景技术：

现有技术中定子绕组包括多种类型导体，多种类型导体中包括u形导体，将多种类型导体线圈按照一定的排布方式，穿进定子铁芯的槽内，形成所需的电机的单相绕组或多相绕组。现有技术中使用的发卡线圈的种类较多，制作工序复杂，生产成本高，加工效率低。

技术实现要素：

本实用新型提供一种电机定子及电机，通过绕组结构在磁路上采用了完全对称结构，消除了由于非对称结构产生的环流电流问题，采用较少的u形导体，简化制造工序，降低了生产成本，提高加工效率。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电机定子，包括:

定子铁芯，定子铁芯具有多个槽，该多个槽形成在定子铁芯的径向内表面上且沿定子铁芯的周向方向以预定的槽距间隔开；

定子绕组，包括安装在定子铁芯上的多个相绕组以便在电相位上彼此不同；

其中，定子绕组为三相，每极每相槽数为q,相绕组具有p个极数，各相绕组中两支路绕组沿定子铁芯周向依次并联连接；

定子绕组包括：多个插线端，多个插线端位于定子铁芯槽外另一端连接同一u形导体的两个槽内部，多个插线端对应的槽内部间的节距为整节距；

定子绕组还包括：3*q*p个连接区域部，每个连接区域部由多个连接部沿定子铁芯径向依次位于定子铁芯槽外一端，每个连接部由第一个u形导体的一个焊接端与第二个u形导体的一个焊接端连接构成；

3*q*p个连接区域部包括：

第一连接区域部，第一连接区域部的多个第一连接部对应的两个焊接端间的节距相同，

第二连接区域部，第二连接区域部的多个第二连接部对应的两个焊接端间的节距至少部分不同于第一连接区域部的多个第一连接部对应的两个焊接端间的节距,且第二连接区域部为3*q*2个；

3*q*p个连接区域部中位于定子铁芯径向同一层的第一连接区域部的焊接端与第二连接区域部的焊接端的延伸方向相同且槽距相同。

进一步地，定子绕组的相绕组的两支路绕组具有的引出线，相绕组的第一支路绕组的引出线位于第一个3*q个第二连接区域部内，且该相绕组的第二支路绕组的引出线位于第二个3*q个第二连接区域部内。

进一步地，相绕组的每支路绕组包括n个子支路绕组，每个子支路绕组位于定子铁芯径向一侧沿定子铁芯周向依次串联p/2个极数至定子铁芯径向另一侧，且n个子支路绕组位于3*q个第二连接区域部内沿定子铁芯径向串联连接，n与q相同。

进一步地，相绕组中每支路绕组的n个子支路绕组位于定子铁芯周向相邻的q个槽内。

进一步地，相绕组中两支路绕组的引出线位于第二连接区域部的径向最内侧或径向最外侧。

进一步地，定子绕组沿定子铁芯径向所能容纳的槽内的导体的个数将每个槽划分为m层，m为大于等于4的偶数，第一连接区域部的多个第一连接部对应的两个焊接端间的节距为整节距。

进一步地，当m等于4时，第二连接区域部的第二连接部对应的两个焊接端间的节距为长节距。

进一步地，当m大于4时，第二连接区域部中仅一个第二连接部对应的两个焊接端间的节距为长节距，且该第二连接部可以位于第二连接区域部径向任一位置；第二连接区域部中其余第二连接部对应的两个焊接端间的节距为整节距。

为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种电机，包括上述的电机定子。

应用本实用新型的技术方案，一种电机定子及电机：定子铁芯，定子铁芯具有多个槽，该多个槽形成在定子铁芯的径向内表面上且沿定子铁芯的周向方向以预定的槽距间隔开；定子绕组，包括安装在定子铁芯上的多个相绕组以便在电相位上彼此不同；其中，定子绕组为三相，每极每相槽数为q,相绕组具有p个极数，各相绕组中两支路绕组沿定子铁芯周向依次并联连接；定子绕组包括：多个插线端，多个插线端位于定子铁芯槽外另一端连接同一u形导体的两个槽内部，多个插线端对应的槽内部间的节距为整节距；定子绕组还包括：3*q*p个连接区域部，每个连接区域部由多个连接部沿定子铁芯径向依次位于定子铁芯槽外一端，每个连接部由第一个u形导体的一个焊接端与第二个u形导体的一个焊接端连接构成；3*q*p个连接区域部包括：第一连接区域部，第一连接区域部的多个第一连接部对应的两个焊接端间的节距相同，第二连接区域部，第二连接区域部的多个第二连接部对应的两个焊接端间的节距至少部分不同于第一连接区域部的多个第一连接部对应的两个焊接端间的节距,且第二连接区域部为3*q*2个；3*q*p个连接区域部中位于定子铁芯径向同一层的第一连接区域部的焊接端与第二连接区域部的焊接端的延伸方向相同且槽距相同。通过绕组结构在磁路上采用了完全对称结构，消除了由于非对称结构产生的环流电流问题，采用较少的u形导体，简化制造工序，降低了生产成本，提高加工效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中电机定子的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中定子绕组轴向一侧的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二中电机定子的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二中一相定子绕组结构示意图；

图5是本实用新型实施例中第一种电机定子槽内绝缘纸示意图；

图6是本实用新型实施例中第二种电机定子槽内绝缘纸示意图；

图7是本实用新型实施例中第三种电机定子槽内绝缘纸示意图；

图8是本实用新型实施例中第四种电机定子槽内绝缘纸示意图；

图9是本实用新型实施例中u形导体结构示意图；

图10是本实用新型实施例中同相相邻两槽的局部的结构示意图；

图11是本实用新型实施例三中一相定子绕组平面展开图；

图12是本实用新型实施例中一种电连接原理图；

图13是本实用新型实施例中另一种电连接原理图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。本实用新型下述各个实施例可以单独执行，各个实施例之间也可以相互结合执行，本实用新型实施例对此不作具体限制。

图中a1a2的延伸方向为平行于定子铁芯轴向，0102的为示例画的三个沿定子铁芯径向延伸的方向，本申请中节距为一u形导体的焊接端对应的槽内部与另一u形导体的焊接端对应的槽内部之间沿周向的间隔，或一u形导体的两个槽内部之间沿周向的间隔；本申请中连接区域部的多个连接部沿定子铁芯径向依次相邻设置中定子铁芯径向为同一径向方向或靠近同一径向方向的多个连接部；需要注意地，位于定子铁芯径向第一层(即靠近定子铁芯中心轴线方向的第一层)，位于定子铁芯径向第m层(即靠近定子铁芯中心轴线的方向第m层)；相应地，位于定子铁芯径向第一层(也可以远离定子铁芯中心轴线方向的第一层)，位于定子铁芯径向第m层(即远离定子铁芯中心轴线的方向第m层)。

如图1所示，本实施例提供一种电机定子，包括：定子铁芯20，定子铁芯20具有多个槽21形成在定子铁芯的径向内表面上且沿定子铁芯的周向方向以预定的槽距间隔开；

如图1至图2、图3至图4所示，定子绕组10，包括安装在定子铁芯20上的多个相绕组以便在电相位上彼此不同，其中，每个相绕组中两支路绕组沿定子铁芯周向依次并联连接。

结合图1至图4，在本实施例一、实施例二中，定子绕组10安装在定子铁芯20上，即安装在定子铁芯20上的多个相绕组以便在电相位上彼此不同，其中，定子绕组10为三相(即u相、v相、w相)绕组，且每极每相槽数q大于等于2；转子的每个磁极都设置有两个槽21，本实施例每极每相槽数q为2，该转子具有12个(在本实施例一、实施二中p为12)极数并且对三相定子绕组10的每一相都如此，设置在定子铁芯20中的槽21的数目等于72(即2x12x3)，如图11所示，在实施例三中定子绕组中的极数为8(在本实施例三中p为8)，相应的设置在定子铁芯20中的槽21的数目等于48，u相绕组中u1支路绕组、u2支路绕组分别沿定子铁芯周向依次并联连接，v相绕组中v1支路绕组、v2支路绕组分别沿定子铁芯周向依次并联连接，w相中w1支路绕组、w2支路绕组分别沿定子铁芯周向依次并联连接；此外，在本实施方式中，定子铁芯20由相邻的两个槽21限定一个齿部22定子铁芯20由层叠多个环形磁性钢板形成定子铁芯轴向方向的两个端面25、26，其他传统的金属板也可以替代磁性钢板使用；如图1、图5、图6、图7、图8所示，多个绝缘纸30插置在这些磁性钢板槽21内，图5为本实施例中第一种槽内绝缘纸30为b形绝缘纸，图6为本实施例中第二种槽内绝缘纸30为双口形纸，图7为本实施例中第三种槽内绝缘纸30为大s形绝缘纸，在本实施例可以选择三种槽内绝缘纸的任一种对槽内21的相间导体进行隔离，如图8为本实施例中第四种槽内绝缘纸30为单个大口形纸，当导体绝缘选择较厚时，中间不需要隔离，可以使用第四种槽内绝缘纸30。

结合图1至图11，在实施例中，定子绕组10包括48个连接区域部110(120),(在实施例一、实施例二中定子绕组10包括72个连接区域部110(120)),由此可见，连接区域部的个数与电机的每极每相槽数、极数、相数有关，在本实施例中，连接区域部包括：4个第一连接部210(或3个第二连接部220)沿定子铁芯20径向依次位于定子铁芯槽外一端26，每个u形导体200包括：依次连接的一个焊接端303、一个槽内部301、一个插线端302，一个槽内部301，一个焊接端303，两个槽内部301位于定子铁芯相隔规定槽距的两个槽内，位于定子铁芯槽外25另一端连接两个槽内部301的插线端，位于定子铁芯槽外一端26连接两个焊接端303，每个第一连接部210(第二连接部220)由第一个u形导体200的一个焊接端303与第二个u形导体200的一个焊接端303连接构成；

结合图1至图11，在本实施例中，定子绕组中48个(72个)连接区域部包括：36个(60个)第一连接区域部110，第一连接区域部110包括4个第一连接部210-1(位于定子铁芯径向第八层、第七层)、210-2(位于定子铁芯径向第六层、第五层)、210-3(位于定子铁芯径向第四层、第三层)、210-4(位于定子铁芯径向第二层、第一层)依次沿定子铁芯径向外侧向定子铁芯径向内侧且该第一连接区域部110的4个第一连接部对应的两个焊接端间的节距相同均为整节距；

具体地，结合图1至图11，任一个第一连接区域部110的第一个第一连接部210-1对应的连接两个焊接端303的两个槽内部301位于定子铁芯第七层的第13槽、定子铁芯第八层的第7槽，第二个第一连接部210-2对应的连接两个焊接端303的两个槽内部301位于定子铁芯第五层第13槽、定子铁芯第六层第7槽，第三个第一连接部210-3对应的连接两个焊接端303的两个槽内部301位于定子铁芯第三层第13槽、定子铁芯第四层第7槽，第四个第一连接部210-4对应的连接两个焊接端303的两个槽内部301位于定子铁芯第一层第13槽、定子铁芯第二层第7槽，由此可见，第一连接区域部110的4个第一连接部210对应连接的两个焊接端303的两个槽内部301间的节距均相同，均为整节距；如图11所示，其余35个第一连接区域部110的4个第一连接部210的位置与上述的第一连接区域部110的4个第一连接部210对应的连接两个焊接端303的两个槽内部301的节距相同，在此不做赘述；需要注意地，本实施例中每个连接区域部中的连接部个数与定子绕组沿定子铁芯径向所能容纳的槽内的导体的个数有关，本实施例中定子绕组沿定子铁芯径向所能容纳的槽内的导体个数为8层(本实施例中m＝8)。

结合图1至图11，在本实施例中，定子绕组中48个(72个)连接区域部包括：12个第二连接区域部120，第二连接区域部120包括3个第二连接部220-1、220-2、220-3依次沿定子铁芯径向外侧向定子铁芯径向内侧且该第二连接区域部120的3个第二连接部中第一个第二连接部220-1对应的两个焊接端(位于定子铁芯径向第七层、第六层)间的节距为整节距，第二个第二连接部220-2对应的两个焊接端(位于定子铁芯径向第五层、第四层)间的节距为长节距，第三个第二连接部220-3对应的两个焊接端(位于定子铁芯径向第三层、第二层)间的节距为整节距，此时，第二连接区域部中一个第二连接部220-2对应的两个焊接端间的节距为长节距，第二连接区域部中其余连接部对应的两个焊接端间的节距为整节距(本实施例中整节距为6)；当然第二连接区域部中一个对应两个焊接端的节距为长节距的连接部可以位于第一个第二连接部220-1对应的两个焊接端(位于定子铁芯径向第七层、第六层)，其余第二个第二连接部220-2对应的两个焊接端(位于定子铁芯径向第五层、第四层)的节距为整节距，第三个第二连接部220-3对应的两个焊接端(位于定子铁芯径向第三层、第二层)的节距为整节距；当然第二连接区域部中一个对应的两个焊接端的节距为长节距的连接部可以位于第三个第二连接部220-3(位于定子铁芯径向第三层、第二层)，第二连接区域部中的其余第二连接部对应的两个焊接端为整节距。

具体地，结合图1至图11，任一个第二连接区域部120的第一个第二连接部220-1对应的连接两个焊接端303的两个槽内部301位于定子铁芯第七层的第1槽、定子铁芯第六层的第43槽，第二个第二连接部220-2对应的连接两个焊接端303的两个槽内部301位于定子铁芯第五层第1槽、定子铁芯第四层第42槽，第三个第二连接部220-3对应的连接两个焊接端303的两个槽内部301位于定子铁芯第三层第1槽、定子铁芯第二层第43槽，由此可见，第二连接区域部120的3个第二连接部220对应的两个焊接端间的节距中第一个第二连接部220-1第三个第二连接部220-3与第一连接区域部110的4个第一连接部210对应的两个焊接端间的节距相同，第二连接区域部120的第二个第二连接部220-2对应的两个焊接端间的节距不同于第一连接区域部110的4个第一连接部210对应的两个焊接端间的节距，且48个(72个)连接区域部中第二连接区域部的数量为12个，即每极每相槽数q为2，每个相绕组中为2个极数，定子绕组为三相，需要注意12个连接区域部可以位于定子铁芯周向相邻位置，也可以分开设置。

结合图1至图11，在本实施例中，定子绕组包括多个插线端302对应的槽内部301的节距为整节距，当m＝8时，定子绕组包括48个连接区域的4个插线端302对应的槽内部301的节距为整节距。

示例性地，如图1至图11所示，在本实施例中，48个连接区域部(72个连接区域部)中位于定子铁芯径向第二层的第一连接区域部110的焊接端与第二连接区域部120的焊接端的延伸方向相同均向右延伸，且槽距均为3.5槽距，位于定子铁芯径向第三层的第一连接区域部110的焊接端与第二连接区域部120的焊接端的延伸方向相同均向左延伸，且槽距均为2.5槽距，位于定子铁芯径向第四层的第一连接区域部110的焊接端与第二连接区域部120的焊接端的延伸方向相同均向右延伸，且槽距均为3.5槽距，位于定子铁芯径向第五层的第一连接区域部110的焊接端与第二连接区域部120的焊接端的延伸方向相同均向左延伸，且槽距均为3.5槽距，位于定子铁芯径向第六层的第一连接区域部110的焊接端与第二连接区域部120的焊接端的延伸方向相同均向右延伸，且槽距均为2.5槽距，位于定子铁芯径向第七层的第一连接区域部110的焊接端与第二连接区域部120的焊接端的延伸方向相同均向左延伸，且槽距均为3.5槽距，由此可见，48个连接区域部中位于定子铁芯径向同一层的第一连接区域部的焊接端与第二连接区域部的焊接端的延伸方向相同且槽距相同。通过绕组结构在磁路上采用了完全对称结构，消除了由于非对称结构产生的环流电流问题，采用较少的u形导体，简化制造工序，降低了生产成本，提高加工效率。

如图4所示，在实施例中，定子绕组10的相绕组(u相为例)的两支路绕组u1、u2具有的引出线，相绕组u的第一支路绕组u1的引出线(进线端、出线端)位于第一个(q1)的6个第二连接区域部120内，且该相绕组u的第二支路绕组u2的引出线(进线端、出线端)位于第二个(q2)的6个第二连接区域部120内，在本实施例中每极每相槽数为2，即q＝2；

示例性地，如图4所示，在实施二中，相绕组u的第一支路绕组包括2个子支路绕组，第一支路绕组的两个子支路绕组u1a、u3a位于定子铁芯径向外侧(即远离中心轴线方向的一侧)沿定子铁芯周向依次串联p/2个极数线圈至定子铁芯径向内侧(即靠近中心轴线方向的一侧)，p为12，即u1子支路绕组由定子铁芯径向最外侧(第八层)u1a沿定子铁芯周向依次串联位于q2极数线圈、q4极数线圈、q6极数线圈、q8极数线圈、q10极数线圈、q12极数线圈的u形导体200至定子铁芯径向最内侧(第一层)的尾部u1b；u3子支路绕组也由定子铁芯径向最外侧(第八层)u3a沿定子铁芯周向依次串联位于q2极数线圈、q4极数线圈、q6极数线圈、q8极数线圈、q10极数线圈、q12极数线圈的u形导体200至定子铁芯径向最内侧(第一层)的尾部u3b；第一子支路绕组位于q1的6个第二连接区域部内由第一子支路绕组的位于定子铁芯径向第一层的尾部u1b径向连接第二个子支路绕组位于定子铁芯径向第八层的头部u3a，第二子支路绕组位于定子铁芯径向第一层的尾部u3b径向延伸至定子铁芯最外侧(第八层)进行相间连接；

如图4所示，在实施二中，相绕组u的第二支路绕组包括2个子支路绕组，第二支路绕组的2个子支路绕组的u2a、u4a位于定子铁芯径向内侧(即靠近轴线方向的一侧)沿定子铁芯周向依次串联p/2个极数线圈至定子铁芯径向内侧(即靠近中心轴线方向的一侧)，p为12，即u2子支路绕组由定子铁芯径向最内侧(第一层)u2a沿定子铁芯周向依次串联位于q1极数线圈、q11极数线圈、q9极数线圈、q7极数线圈、q5极数线圈、q3极数线圈的u形导体200至定子铁芯径向最外侧(第八层)的尾部u2b；u4子支路绕组也由定子铁芯径向最内侧(第一层)沿定子铁芯周向依次串联位于q1极数线圈、q11极数线圈、q9极数线圈、q7极数线圈、q5极数线圈、q3极数线圈的u形导体200至定子铁芯径向最外侧(第八层)的尾部u4b；第一个子支路绕组位于q2的6个第二连接区域部内由第二个子支路绕组的位于定子铁芯径向第一层的头部u4a径向连接第一个子支路绕组位于定子铁芯径向第八层的尾部u2b，第二子支路绕组位于定子铁芯径向第八层的尾部u4b进行相间连接；即第二支路绕组的2个子支路绕组位于q2的6个第二连接区域部内沿定子铁芯径向串联连接，即该相第一支路绕组的多个子支路绕组沿定子铁芯周向依次串联的p/2个极数线圈不同于该相绕组第二支路绕组的多个子支路绕组沿定子铁芯周向依次串联的p/2个极数线圈；u相绕组中第一支路绕组的两个子支路绕组中u1、u3子支路绕组位于定子铁芯周向相邻的2个槽内，第二支路绕组的两个子支路绕组中的u2、u4子支路绕组位于定子铁芯径向外侧且在定子铁芯周向相邻的2个槽内，在实施例中n为2，q为2；

进一步地，定子绕组中每个相绕组中两支路绕组u1、u2的引出线(包括引线端、出线端)位于第二连接区域部120的径向最内侧(第一层)，也可以位于第二连接区域部120的径向最外侧(第八层)。

在本实施例四中，定子绕组10沿定子铁芯20径向所能容纳的槽内部的个数为4,(本实施例中m＝4),定子绕组中48个(72个)连接区域部包括：36个(60个)第一连接区域部110，第一连接区域部110包括第一个第一连接部210-1(位于定子铁芯径向第一层、第二层)、第二个第一连接部210-2(位于定子铁芯径向第三层、第四层)、依次沿定子铁芯径向外侧向定子铁芯径向内侧且该第一连接区域部110的2个连接部对应的两个焊接端间的节距相同均为整节距；定子绕组中48个连接区域部包括：12个第二连接区域部120，第二连接区域部120包括1个第二连接部220-1(位于定子铁芯径向第二层、第三层)，第二连接区域部的第二连接部220-1对应的两个焊接端间的节距为长节距，由此可见，第二连接区域部120的第二连接部220对应的两个焊接端间的节距不同于第一连接区域部110的2个第一连接部210对应的两个焊接端间的节距；由此可见，第二连接区域部120的1个第二连接部对应的两个焊接端间的节距不同第一连接区域部110的2个第一连接部对应的两个焊接端间的节距。

示例性地，如图12所示，u相导体引线端有u相端子u1、u2，v相导体引线端有v相端子v1、v2,w相导体引线端有w相端w1、w2,u相导体出线端u3、u4、v相导体出线端v3、v4、w相导体出线端w3、w4采用连接体,进行中性点连接，即完成电机的2支路绕组并联的星形接法，如图13所示，u相导体引线端u1、u2连接w相导体出线端w3、w4,w相导体引线端w1、w2连接v相导体出线端v3、v4，v相导体出线端v1、v2连接u相导体引线端u3、u4，即完成电机的2支路绕组并联的三角形接法。

本实施例还提供了一种电机，包括上述的电机定子，采用上述电机定子的电机，能够降低生产成本，提高生产效率。

本实用新型中每极每相槽数＝定子槽数/电机极数/相数，极距＝定子槽数/电机极数＝每极每相槽数*相数，槽的数量并不仅限于48个槽，还可以是其他数量的槽，例如：每极每相槽数并不限定为2、3等，在此不再一一限定。

本实用新型实施例提供的电机包括上述实施例中的电机定子，因此本实用新型实施例提供的电机也具备上述实施例中所描述的有益效果，在此不再赘述。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确规定和限定，术语“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，可以通过中间媒介间接连接(汇流排连接)，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述属于在本实用新型中的具体含义。最后应说明的是，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。

本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。