一种均匀排布的绕组结构和定子、转子、电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种均匀排布的绕组结构、一种定子、一种转子和一种电机，用于解决现有技术中因趋肤效应引起的绕组涡流损耗分布不均匀的技术问题。该均匀排布的绕组结构包括绕组，每一相绕组包括若干并联的支路绕组，所述支路绕组在线槽中位于不同的深度层，所述线槽中设置单列多层的导线。本实用新型专利技术有效地避免了因为绕组趋肤效应引起的并联各支路绕组涡流损耗不平衡的问题，使电机运行平衡，提高了电机的可靠运行能力。

【技术实现步骤摘要】
一种均匀排布的绕组结构和定子、转子、电机
本技术涉及一种电机绕组结构，具体涉及一种均匀排布的扁铜线绕组结构。本技术还涉及一种定子、一种转子、一种电机。
技术介绍
随着环境污染的日益恶化和新能源产业的蓬勃发展，电动汽车以其低排量、高效率、低成本的优势逐渐取代传统燃油车，在乘用车、商用车领域得到了广泛的推广。其中，驱动电机作为电动汽车的核心部件，常常要求其具有较高的转矩/功率密度、较宽的调速范围、较大的过载能力等，给车用驱动电机的电磁设计提出了更多更高的要求，而现有驱动电机多采用散线作为定子绕组。以定子绕组为例说明，定子绕组采用圆线散嵌绕组槽满率较低、铜耗较高，常常使电机的功率密度和高效区减小。其次，因为在线槽内不同位置时受趋肤效应的影响不同，导致某些采用扁铜线绕组电机出现绕组涡流损耗分布不均匀，定子槽的内外层绕组温度差异很大，烧毁绝缘系统，电机运行不可靠的问题。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本技术提供了一种均匀排布的绕组结构，解决了因趋肤效应引起的绕组中各支路电流不对称、同一线槽中的内外层绕组温度差异大，易使电机发生故障等技术问题。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：本技术提供一种均匀排布的绕组结构，包括绕组，每一相绕组包括若干并联的支路绕组，所述支路绕组在线槽中位于不同的深度层，所述线槽中设置单列多层的导线。可选地，所述支路绕组由若干导线单元串联构成，所述导线单元呈U形折线状，具有两个连接端，两个连接端位于所述线槽的同一端，串联的导线单元在相邻的连接端进行焊接连接。可选地，所述导线单元两臂的导线在所示线槽中也位于不同的深度层。可选地，所述支路绕组中导线单元的两臂在连续的半数线槽中分别位于由外到内第一层、第二层，在另外连续的半数线槽中分别位于由外到内第三层、第四层。可选地，所述线槽为等宽平底槽，所述线槽的宽度和位于其中的所述导线的宽度相适配，所述线槽的深度和位于其中的所述导线的厚度总和相适配。可选地，所述支路绕组的跨距分别为N/2p-1、N/2p和N/2p+1，其中N为线槽数，p为电机极对数。可选地，每一相所述绕组包括两路并联的支路绕组，所述线槽中设置单列四层的导线。可选地，所述绕组为三相绕组或两相绕组，所述绕组为定子绕组或转子绕组。本技术还提供一种定子，内侧壁上设置有线槽，包括以上所述的均匀排布的绕组结构。本技术还提供一种转子，外侧壁上设置有线槽，包括以上所述的均匀排布的绕组结构。本技术还提供一种电机，包括以上所述的定子和/或以上所述的转子。采用上述技术方案的均匀排布的绕组结构具有以下优点：本技术中的绕组设置有多个并联支路，通过将绕组的各个并联支路导体均匀排布在定子/转子线槽中，有效地避免了因为绕组趋肤效应引起的并联各支路绕组涡流损耗不平衡的问题，从而使电机运行平衡，提高了电机的可靠运行能力。采用上述技术方案的定子、转子、电机具有以下优点：相比于散线绕组结构，本技术采用扁铜线结构可提高线槽满率，提高有效用铜量，则此时电机损耗减小，效率提高，同时又可使电机功率密度和性价比均得到提高。相比于散线绕组结构，扁铜线绕组可制作为成型绕组，绕组加工简易，嵌线速度快、操作简单，节省了定子/转子绕组嵌线成本，适宜大批量的全自动化生产。附图说明图1是本技术实施例中的定子的立体图(包括A、B、C三相绕组)；图2是本技术实施例中的定子的立体图(仅有A相绕组)；图3是本技术实施例中的绕组焊接端的放大图；图4是本技术实施例中的绕组非焊接端的放大图；图5是本技术实施例中的A相绕组布线图；图6是本技术实施例中的A相绕组在定子槽内的排布图；图7是本技术实施例中的绕组立体图(包括A、B、C三相绕组)；图8是由趋肤效应引起的绕组中涡流损耗分布云图。图中：101.定子铁芯；102.绕组非焊接端；103.绕组焊接端；104.绕组伸出端；105.跨接绕组线；106.焊接头；107.并联支路A1；108.并联支路A2；109.三相绕组；110.线槽。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。实施例1如图1、图4、图5、图7所示为本技术实施例1，图中所示为定子绕组，定子铁芯101内侧壁上设置有若干线槽110。在该实施例中，一种均匀排布的绕组结构，包括绕组，本实施例中的绕组为波绕组，每一相绕组包括若干并联的支路绕组，支路绕组在线槽110中位于不同的深度层，线槽110中设置单列多层的导线。在本实施例中绕组为三相绕组109，定义为A、B、C三相，如图7所示，图2、图5、图6中以A相绕组为例进行展示说明。A相绕组包括两路并联的支路绕组A1、A2，线槽110中设置单列四层的导线。随着支路绕组数量的增加，线槽110中导线的层数也会增加，例如增加到六层、八层、十层等。图6中深黑色的为并联支路A1，浅灰色的为并联支路A2，这里的颜色深浅仅仅是为了区别并联支路，和图8中的颜色深浅表示意义不同，图8中的颜色深浅表示涡流损耗大小。并联支路A1和并联支路A2是头部并联共用一个绕组伸出端104、尾部连接到中性点，图5中的X1是并联支路A1的尾部，X2是并联支路A2的尾部。如图5所示，支路绕组由若干导线单元串联构成，导线单元呈U形折线状，具有两个连接端，两个连接端位于线槽110的同一端，串联的导线单元在相邻的连接端进行焊接连接。导线单元在线槽110前后两端分别是绕组焊接端103和绕组非焊接端102，两个连接端位于绕组焊接端103一侧。导线单元整体插入线槽110中之后，再对各个导线单元实施焊接，即可实现串联，设计成U形折线状的导线单元提高了嵌线速度、操作简单，节省了定子绕组嵌线成本。导线单元两臂的导线在线槽110中也位于不同的深度层，这样更有利于均衡涡流损耗。具体地，支路绕组中导线单元的两臂在连续的半数线槽110中分别位于由外到内第一层、第二层，在另外连续的半数线槽110中分别位于由外到内第三层、第四层。在本实施例中，并联支路A1和并联支路A2的层数设置是相反的，当并联支路A1位于由外到内第一层、第二层时，并联支路A2位于由外到内第三层、第四层；当并联支路A1位于由外到内第三层、第四层时，并联支路A2位于由外到内第一层、第二层。如图3所示，焊接连接的部位设置有焊接头106，焊接头106是将导线单元两个连接端直接焊接形成的，如图4所示，导线单元在绕组非焊接端102处设置有弧形弯曲连接部，该弧形弯曲连接部可以让导线单元的两臂处于不同的高度上，从而可以进入线槽110中不同的深度层。如图6所示，线槽110为等宽平底槽，导线采用扁铜线，截面为带圆角的长方形，线槽110的宽度和位于其中的导线的宽度与相适配，线槽110的深度和位于其中的导线的厚度总和相适配。相比于散线绕组结构，采用扁铜线结构可提高定子槽满率，提高有效用铜量，则此时电机损耗减小，效率提高，同时又可使电机功率密度和性价比均得到提高。相比于散线绕组结构，扁铜线绕组可制作为成型绕组，绕组加工简易，嵌线速度快、操作简单，节省了定子绕组嵌线成本，适宜大批量的全自动化生产。图6中A相绕组占用了一些线槽110，有的占用了全部空间，有的占用了一半空间，没有占用的一半本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种均匀排布的绕组结构，其特征在于，包括绕组，每一相绕组包括若干并联的支路绕组，所述支路绕组在线槽中位于不同的深度层，所述线槽中设置单列多层的导线。

【技术特征摘要】
1.一种均匀排布的绕组结构，其特征在于，包括绕组，每一相绕组包括若干并联的支路绕组，所述支路绕组在线槽中位于不同的深度层，所述线槽中设置单列多层的导线。2.根据权利要求1所述的均匀排布的绕组结构，其特征在于，所述支路绕组由若干导线单元串联构成，所述导线单元呈U形折线状，具有两个连接端，两个连接端位于所述线槽的同一端，串联的导线单元在相邻的连接端进行焊接连接。3.根据权利要求2所述的均匀排布的绕组结构，其特征在于，所述导线单元两臂的导线在所示线槽中也位于不同的深度层。4.根据权利要求3所述的均匀排布的绕组结构，其特征在于，所述支路绕组中导线单元的两臂在连续的半数线槽中分别位于由外到内第一层、第二层，在另外连续的半数线槽中分别位于由外到内第三层、第四层。5.根据权利要求1所述的均匀排布的绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：马永志，宋腾飞，
申请(专利权)人：北京动力源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11