一种方铜线电机定子结构制造技术

本发明专利技术公开了一种方铜线电机定子结构，所述电机定子包括定子铁心、定子绕组，所述定子绕组设置于所述定子铁心上，所述定子绕组在所述定子铁心上呈现四层结构，所述定子绕组由横截面为方形的方铜线构成，所述定子绕组由所述定子外圆至内圆依次为第一层导体、第二层导体、第三层导体、第四层导体，所述定子绕组为两套绕组结构，所述第一层、第二层导体构成第一套绕组，所述第三层导体、第四层导体构成第二套绕组，所述第一套绕组与所述第二套绕组电气隔离，利用双绕组电机结构，并通过不同的绕组连接方式来实现不同的电压及电压分配，提高了系统的冗余性和可靠性，并且通过方铜线的使用，大幅提高槽内裸铜占积率以及电机功率密度。

【技术实现步骤摘要】
一种方铜线电机定子结构
本专利技术涉及电机定子结构，具体涉及使用方铜线的双绕组电机的定子绕组结构。
技术介绍
一般电机定子结构通常与绕组结构相关，可分为分布式绕组定子结构和集中式绕组定子结构，分布式绕组定子结构一般为一体式平行齿定子冲片结构，提前绕制好相应节距的绕组后，可由人工嵌线，也可由机器嵌线，分布绕组定子结构具有转矩波动小、谐波含量低的特点，但绕组一般由多股并绕的圆铜线绕制而成，槽内裸铜占积率低、端部长度较高，不利于进一步提高效率和功率密度；集中式绕组定子结构包括一体式定子和分段拼块定子，一体式定子可以通过人工嵌线方式来完成，但端部高度相对较大，生产效率较低，一体式定子也可以采用机器自动化绕线来完成，但槽满率较低，分段拼块定子一般采用单块定子绕线然后拼接成整个定子的方式，端部高度较小，但集中绕组定子结构一般转矩波动较大、谐波含量较高，而且槽内裸铜占积率也不太高，不利于进一步提高功率密度。随着电机功率需求的不断增大，对于要求变频调速的电机应用场合来说，三相电机系统一般通过低压大电流或高压低电流两种方案来实现，对于低压大电流方案来说，受到功率器件最大允许电流的限制，逆变器功率器件的选型和成本都不好控制，对于高压低电流方案来说，因逆变器供电时使du/dt增大，将要求电机具有更高的绝缘等级，增加了电机的成本和材料选型的难度，在系统缺相的故障模式下，三相电机绕组电流急剧上升，振动噪声增大，影响系统的运行性能和寿命，可靠性较差，对于新能源汽车等对电机可靠性要求较高的场合，上述缺点亟须改善。
技术实现思路
出于解决上述问题，本专利技术提出一种方铜线电机定子结构，所述电机定子包括定子铁心、定子绕组，所述定子绕组设置于所述定子铁心上，所述定子绕组在所述定子铁心上呈现四层结构，所述定子绕组由横截面为方形的方铜线构成，所述定子绕组由所述定子外圆至内圆依次为第一层导体、第二层导体、第三层导体、第四层导体，所述定子绕组为两套绕组结构，所述第一层、第二层导体构成第一套绕组，所述第三层导体、第四层导体构成第二套绕组，所述第一套绕组与所述第二套绕组电气隔离，利用双绕组电机结构，并通过不同的绕组连接方式来实现不同的电压及电压分配，提高了系统的冗余性和可靠性，并且通过方铜线的使用，大幅提高槽内裸铜占积率以及电机功率密度。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种方铜线电机定子结构，所述电机定子包括定子铁心、定子绕组，所述定子绕组设置于所述定子铁心上，所述定子绕组在所述定子铁心上呈现四层结构，所述定子绕组由横截面为方形的方铜线构成，所述定子绕组由所述定子外圆至内圆依次为第一层导体、第二层导体、第三层导体、第四层导体，所述定子绕组为两套绕组结构，所述第一层、第二层导体构成第一套绕组，所述第三层导体、第四层导体构成第二套绕组，所述第一套绕组与所述第二套绕组电气隔离。所述定子铁心为矩形槽结构，所述矩形槽内设置多根导体，所述导体之间以及所述导体与所述矩形槽之间设置绝缘结构，所述第一套绕组与所述第二套绕组的端部也设置绝缘结构。所述矩形槽内的绝缘结构为绝缘纸结构，具体地，所述矩形槽内的绝缘纸结构为“B”型或者“S”型结构；或者所述矩形槽内的绝缘结构为所述导体外表面注塑或涂覆绝缘层结构。所述第一套绕组与所述第二套绕组的端部通过设置绝缘纸实现绝缘。所述第一套绕组的连接方式为并联或者串联方式，所述第二套绕组的连接方式为并联或者串联方式。所述定子绕组为波绕组结构。相比现有的，本专利技术有显著优点和有益效果，具体体现为：1.使用本专利技术的方铜线电机定子结构，利用双绕组电机结构，并通过不同的绕组连接方式来实现不同的电压及电压分配，提高了系统的冗余性和可靠性；2.使用本专利技术的方铜线电机定子结构，通过方铜线的使用，大幅提高槽内裸铜占积率以及电机功率密度。附图说明图1为本专利技术方铜线电机定子结构中第一套绕组的排布示意图；图2为本专利技术方铜线电机定子结构中第二套绕组的排布示意图；图3为本专利技术方铜线电机定子绕组电压分配连接方式第一实施例的结构示意图；图4为本专利技术方铜线电机定子绕组电压分配连接方式第二实施例的结构示意图；图5为本专利技术方铜线电机定子绕组电压分配连接方式第三实施例的结构示意图；图6为本专利技术方铜线电机定子绕组电压分配连接方式第四实施例的结构示意图。具体实施方式本专利技术的具体实施方法如下：新能源汽车已经越来越被大众所接受，作为新能源汽车主要核心驱动机构的电机，其效果、性能的好坏直接影响到新能源汽车整体的性能，甚至关系到新能源汽车的安全可靠性，现有的电机绕组结构一般为单套绕组结构，对于可靠性要求更高的新能源汽车而言，需要电机的冗余设计以提高其安全性，并且现有电机绕组基本都是圆铜线的导体构成，定子槽一般为方形结构，必然会导致定子槽满率不好太高，从而影响了电机的功率密度，为了解决上述问题，本专利技术提出一种方铜线电机定子结构，利用双绕组电机结构，并通过不同的绕组连接方式来实现不同的电压及电压分配，提高了系统的冗余性和可靠性，并且通过方铜线的使用，大幅提高槽内裸铜占积率以及电机功率密度。下面结合附图具体说明本专利技术方铜线电机定子结构的具体实施方式：本专利技术所述电机定子包括定子铁心、定子绕组，所述定子绕组设置于所述定子铁心上，所述定子绕组在所述定子铁心上呈现四层结构，所述定子绕组由横截面为方形的方铜线构成，所述定子绕组由所述定子外圆至内圆依次为第一层导体、第二层导体、第三层导体、第四层导体，所述定子绕组为两套绕组结构，所述第一层、第二层导体构成第一套绕组，所述第三层导体、第四层导体构成第二套绕组，图1和图2分别为本专利技术方铜线电机定子结构中第一套绕组、第二套绕组的排布示意图，所述第一套绕组、第二套绕组均为波绕组结构，所述第一套绕组与所述第二套绕组电气隔离。所述定子铁心为矩形槽结构，本实施例中极对数p为4、所述矩形槽数z为48，但本专利技术极对数p不限于4，所述极对数p可以为3、4、5、6、8等数，所述矩形槽数z＝6*2p，所述矩形槽内设置多根导体，本实施例中优选4根导体，所述导体之间以及所述导体与所述矩形槽之间设置绝缘结构，所述第一套绕组与所述第二套绕组的端部也设置绝缘结构。所述矩形槽内的绝缘结构为绝缘纸结构，具体地，所述矩形槽内的绝缘纸结构可以为“B”型或者“S”型结构；或者所述矩形槽内的绝缘结构为所述导体外表面注塑或涂覆绝缘层结构。所述第一套绕组与所述第二套绕组的端部通过设置绝缘纸实现绝缘。所述第一套绕组的连接方式为并联或者串联方式，所述第二套绕组的连接方式为并联或者串联方式，图3-6分别是第一套绕组与第二绕组的电压分配连接方式四种实施例的结构示意图，其中第一种电压分配方式为第一套绕组与第二套绕组均为串联方式，所述第一套绕组与所述第二套绕组的电压比例为1:1；第二种电压分配方式为第一套绕组为串联方式、第二套绕组为并联方式，所述第一套绕组与所述第二套绕组的电压比例为2:1；第三种电压分配方式为第一套绕组为并联方式、第二套绕组为串联方式，所述第一套绕组与所述第二套绕组的电压比例为1:2；第四种电压分配方式为第一套绕组与第二套绕组均为并联方式，所述第一套绕组与所述第二套绕组的电压比例为1:1。对于为本专利技术的示范性实施例，应当理解为是本专利技术的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方铜线电机定子结构，所述电机定子包括定子铁心、定子绕组，所述定子绕组设置于所述定子铁心上，其特征在于，所述定子绕组在所述定子铁心上呈现四层结构，所述定子绕组由横截面为方形的方铜线构成。

【技术特征摘要】
1.一种方铜线电机定子结构，所述电机定子包括定子铁心、定子绕组，所述定子绕组设置于所述定子铁心上，其特征在于，所述定子绕组在所述定子铁心上呈现四层结构，所述定子绕组由横截面为方形的方铜线构成。2.根据权利要求1所述的方铜线电机定子结构，其特征在于，所述定子绕组由所述定子外圆至内圆依次为第一层导体、第二层导体、第三层导体、第四层导体，所述定子绕组为两套绕组结构，所述第一层、第二层导体构成第一套绕组，所述第三层导体、第四层导体构成第二套绕组，所述第一套绕组与所述第二套绕组电气隔离。3.根据权利要求2所述的方铜线电机定子结构，其特征在于，所述定子铁心为矩形槽结构，所述矩形槽内设置多根导体，所述导体之间以及所述导体与所述矩形槽之间设置绝缘结构，所述第一套绕组与所述第二套绕组的端部也设置绝缘结构。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔺鹏，余国权，
申请(专利权)人：天津市松正电动汽车技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12