一种扁线电机定子及扁线电机的制作方法

本发明涉及电机，尤其涉及一种扁线电机定子及扁线电机。

背景技术：

1、随着新能源汽车技术的快速发展，驱动电机作为电动汽车的关键执行部件之一，其性能要求越来越高。目前高速化、轻量化、高效率已经成为驱动电机发展趋势，对电机的功率密度、高效区、散热能力有着更高的要求。

2、定子绕组可分为圆线和扁线，扁线电机与圆线电机的区别在于铜线的成形方式，扁线有利于电机槽满率的提升，一般圆线电机的槽满率为50％左右，而扁线电机的槽满率能达到70％以上。槽满率的提升意味着在空间不变的前提下，可以填充更多的铜，电机的电阻减小，相同电流下，铜损耗减小。对比圆线电机，扁线电机槽内的铜导体之间接触面积大，散热效果更好。

3、扁线电机绕组排布及连接方式是该种电机设计的难点之一，现有的线圈排布方式一般存在以下几个问题：

4、1)存在绕组支路不对称的问题。为降低铜耗，一般会增加定子每槽导体层数，如4层、6层、8层等。由于各个并联支路的导体分布于铁芯槽的不同位置，一般每个铁芯槽中各支路的线圈数量不相同，使不同支路之间的产生相位差，并使支路难以对称，将会导致反电势、电阻、电感存在较大差异，从而形成环流，附加损耗增大和效率降低，同时引起电机绕组局部过温，降低电机使用寿命。

5、2)生产效率低。为降低铜耗，一般会增加定子每槽导体层数，如4层、6层、8层等，线圈种类数越多，绕组制造成本越高，生产效率越低。

6、3)常规扁线电机绕组引出线、中性点连接等需要结构复杂的汇流排，且汇流排高度会高出绕组端部高度，使得电机轴向长度增加。

7、4)存在较多的异性线圈，异性线圈的存在将增加线圈制造难度，不利于批量化生产。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够消除不同支路之间的相位差、减少损耗、增大效率以及提高使用寿命的扁线电机定子及扁线电机。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种扁线电机定子，包括定子绕组和定子铁芯，所述定子铁芯的周向设有多个铁芯槽，所述定子绕组包括多相相绕组，各所述相绕组包括一组或多组并联的绕组线路，每组绕组线路包括三个并联的支路，各所述支路均包括多个在定子铁芯周向的铁芯槽上依次布置且相互串联的线圈；各所述铁芯槽中线圈的层数从槽底到槽口依次增加，各所述铁芯槽中穿设有三个支路的线圈，且所述铁芯槽中各支路的线圈数量相同。

4、作为上述技术方案的进一步改进：

5、所述线圈包括线圈主体和弯折部，所述线圈主体包括两根相互平行布置的穿槽部和连接于两根穿槽部一端的连接部，所述弯折部位于两根穿槽部的另一端并形成焊接端。

6、位于铁芯槽最内层和/或最外层的线圈设为换序绕组，所述换序绕组的两根穿槽部位于同一层。

7、位于中间层的线圈的两根穿槽部分别位于两相邻层。

8、位于中间层的线圈的两个弯折部分别朝线圈主体的宽度方向的两侧弯折，所述换序绕组的两个弯折部朝线圈主体的宽度方向的一侧弯折。

9、每组绕组线路的三个并联支路分别设为第一支路a、第二支路b和第三支路c，所述第一支路a包括线圈a1-a2、a3-a4、a5-a6、a7-a8、a9-a10、a11-a12，所述第二支路b包括线圈b1-b2、b3-b4、b5-b6、b7-b8、b9-b10、b11-b12，所述第三支路c包括线圈c1-c2、c3-c4、c5-c6、c7-c8、c9-c10、c11-c12；

10、线圈a1-a2、b1-b2、c1-c2的两根穿槽部均位于铁芯槽内槽底沿槽口方向上的第1层，a1-a2和b1-b2的节距为y-1，c1-c2的节距为y+2，所述y为正整数；或者、线圈a1-a2、b1-b2、c1-c2的两根穿槽部均位于铁芯槽内槽底沿槽口方向上的第1层，b1-b2和c1-c2的节距为y+1，a1-a2的节距为y-2，所述y为正整数；

11、a3-a4、b3-b4、c3-c4的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的第2层和第3层；

12、a5-a6、b5-b6、c5-c6的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的的第4层和第5层；

13、a7-a8和c7-c8的节距为y-1，b7-b8的节距为y+2，三者的两根穿槽部均位于铁芯槽的第6层；或者，a7-a8和c7-c8的节距为y+1，b7-b8的节距为y-2，三者的两根穿槽部均位于铁芯槽的第6层；

14、a9-a10、b9-b10、c9-c10的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的第5层和第4层；

15、a11-a12、b11-b12、c11-c12的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的第3层和第2层；

16、a1-a2在焊接端与a3-a4连接，a3-a4线圈在焊接端与a5-a6连接，a5-a6在焊接端与a7-a8连接，a7-a8在焊接端与a9-a10连接，a9-a10在焊接端与a11-a12连接，以此类推；

17、b1-b2在焊接端与b3-b4连接，b3-b4线圈在焊接端与b5-b6连接，b5-b6在焊接端与b7-b8连接，b7-b8在焊接端与b9-b10连接，b9-b10在焊接端与b11-b12连接，以此类推；

18、c1-c2在焊接端与c3-c4连接，c3-c4线圈在焊接端与c5-c6连接，c5-c6在焊接端与c7-c8连接，c7-c8在焊接端与c9-c10连接，c9-c10在焊接端与c11-c12连接，以此类推；

19、线圈连接顺序从第1层依次到第6层，再从第6层依次到第1层，如此循环往复。

20、位于最内层或者最外层的线圈的节距相同。

21、每组绕组线路的三个并联支路分别设为第一支路a、第二支路b和第三支路c，所述第一支路a包括线圈a1-a2、a3-a4、a5-a6、a7-a8、a9-a10、a11-a12，所述第二支路b包括线圈b1-b2、b3-b4、b5-b6、b7-b8、b9-b10、b11-b12，所述第三支路c包括线圈c1-c2、c3-c4、c5-c6、c7-c8、c9-c10、c11-c12；

22、线圈a1-a2、b1-b2、c1-c2的两根穿槽部均位于铁芯槽内槽底沿槽口方向上的第1层，a1-a2和b1-b2的节距为y-1，c1-c2的节距为y+2；或者，线圈a1-a2、b1-b2、c1-c2的两根穿槽部均位于铁芯槽内槽底沿槽口方向上的第1层，b1-b2和c1-c2的节距为y+1，a1-a2的节距为y-2；

23、a3-a4、b3-b4、c3-c4的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的第2层和第3层；

24、a5-a6、b5-b6、c5-c6的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的第4层和第5层；

25、a7-a8、b7-b8、c7-c8的节距为y，三者的两根穿槽部均位于铁芯槽的第6层；

26、a9-a10、b9-b10、c9-c10的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的第5层和第4层；

27、a11-a12、b11-b12、c11-c12的节距为y，三者的两根穿槽部分别位于铁芯槽的第3层和第2层；

28、a1-a2在焊接端与a3-a4连接，a3-a4线圈在焊接端与a5-a6连接，a5-a6在焊接端与a7-a8连接，a7-a8在焊接端与a9-a10连接，a9-a10在焊接端与a11-a12连接，以此类推；

29、b1-b2在焊接端与b3-b4连接，b3-b4线圈在焊接端与b5-b6连接，b5-b6在焊接端与b7-b8连接，b7-b8在焊接端与b9-b10连接，b9-b10在焊接端与b11-b12连接，以此类推；

30、c1-c2在焊接端与c3-c4连接，c3-c4线圈在焊接端与c5-c6连接，c5-c6在焊接端与c7-c8连接，c7-c8在焊接端与c9-c10连接，c9-c10在焊接端与c11-c12连接，以此类推；

31、线圈连接顺序从第1层依次到第6层，再从第6层依次到第1层，如此循环往复。

32、所述铁芯槽中线圈的层数为大于两层的偶数层。

33、一种扁线电机，包括上述的扁线电机定子。

34、与现有技术相比，本发明的优点在于：

35、本发明的一种扁线电机定子，各铁芯槽中，各支路的线圈数量相同，且线圈穿过铁芯槽的部位相同，消除不同支路之间的相位差，保证每条支路完全对称，减少损耗，增大效率以及提高使用寿命。

36、本发明的扁线电机，包括上述扁线电机定子，同样具有如上扁线电机定子所述的优点，而且整体结构简单、体积小、工作稳定性高。