具有紧凑构型的电机定子制造技术

一种定子组件(50)，包括：定子芯(52)，定子芯限定外径(OD)和内径(ID)，纵向延伸的槽(58)形成在内径和外径之间。定子芯还限定从定子芯(52)的第一端(53)纵向地延伸到第二端(55)的芯高度。分布式绕组(60)由定子芯(52)保持，并且包括位于定子芯(52)的槽中的槽内部分(66)、邻近定子芯的第一端的第一端匝部分(62)以及邻近定子芯的第二端的第二端匝部分(64)。第一端匝部分(62)限定从定子芯的第一端(53)延伸到第一端匝部分(62)的顶点(78)的第一端匝高度(h

Motor stator with compact configuration

A stator assembly (50) includes a stator core (52), a stator core defining an outer diameter (OD) and an inner diameter (ID), and a longitudinally extending slot (58) formed between the inner diameter and the outer diameter. The stator core also defines a core height extending longitudinally from the first end (53) of the stator core (52) to the second end (55). The distributed winding (60) is maintained by the stator core (52) and includes a slot inner part (66) located in the slot of the stator core (52), a first end turn part (62) adjacent to the first end of the stator core and a second end turn part (64) adjacent to the second end of the stator core. The first end turn portion (62) defines the first end turn height (H) extending from the first end (53) of the stator core to the vertex (78) of the first end turn portion (62

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有紧凑构型的电机定子相关申请的交叉引用本申请要求于2017年3月21日提交的美国临时专利申请No.62/474,444的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本申请涉及电机领域，尤其涉及用于车辆的具有分布式定子绕组的电机。
技术介绍
汽车和其它车辆应用以及其它应用中的电机包括交流发电机、交流发电机-起动器、牵引电动机、混合动力驱动电动机。电机的定子通常包括圆柱形芯，该圆柱形芯形成为各叠片的堆叠并且具有周向地间隔开的多个槽，这些槽轴向延伸穿过定子芯。转子组件包括中心轴，并且与定子芯同轴。定子芯具有以绕组形式缠绕在其上的导线，所述绕组轴向延伸穿过所述芯槽中的若干个。端匝形成在位于定子芯的两个轴向端部处的绕组中，给定绕组由于周向地延伸到不同的槽而具有端环。在这种一般方式中，定子绕组在多个定子芯槽中的选定的若干个中从一端到另一端轴向延伸，并且根据所选择的布线图案在槽之间周向地延伸。定子可以形成有任何数量的单独相绕组，例如三相、五相、六相等，并且这确定了在缠绕定子芯时要实现的一般布线图案。定子绕组可以被以不同的形状和构型提供，包括集中式定子绕组和分布式定子绕组。集中式定子绕组在定子上提供明确限定的极，定子的每个槽限定单极。集中式绕组通常由细长导体形成，所述细长导体围绕定子的齿缠绕多次，其中N极和S极由每个槽内的缠绕方向限定。集中式绕组是有利的，这是由于其提供低的端匝高度，从而允许电机具有减小的尺寸。另外，通过使绕组适应所需数量的绕组匝数和线径，可以容易地将集中式绕组配置成特定的转矩-速度曲线轮廓。然而，集中式绕组倾向于具有较低的槽填充和较高水平的声学噪声。与集中式绕组不同，分布式绕组通过将导体设置在若干槽中以形成单极而形成。其结果是，分布式绕组提供更宽地展开并且“分布”在整个定子上的绕组，其中各种绕组相在不同的槽中交迭。分布式绕组通常具有比集中式绕组更高的端匝高度，这是由于导体必须跨越端匝处的许多槽。然而，尽管分布式绕组具有通常较大的端匝高度，但是其具有优于集中式绕组的若干优点，包括期望的性能特性和较低的声学噪声。制造商会基于电机的特定应用使用分布式和集中式绕组。例如，如果空间考虑很重要，则制造商会倾向于使用集中式绕组。但是，如果声学噪声是一个重要的考虑因素，则制造商会倾向于使用分布式绕组。鉴于前述内容，提供具有减小的端匝高度的电机从而节省特定应用环境内的空间将是有利的。如果这种电机可以包括分布式绕组以提高性能和降低声学噪声，其也将是有利的。
技术实现思路
根据本公开的一个示例性实施例，提供了一种定子组件，其包括定子芯，定子芯具有由该定子芯保持的分布式绕组。定子芯限定外径和内径，纵向延伸的槽形成在内径和外径之间。定子芯还限定从定子芯的第一端纵向延伸到第二端的芯高度。分布式绕组包括位于定子芯的槽中的槽内部分、邻近定子芯的第一端的第一端匝部分、以及邻近定子芯的第二端的第二端匝部分。第一端匝部分限定从定子芯的第一端延伸到第一端匝部分的顶点的第一端匝高度。第一端匝高度与定子芯的外径之比小于或等于0.07。根据本公开的另一示例性实施例，提供了一种电机，其包括转子和定子组件。定子组件包括外径和内径。转子至少部分地定位在定子组件的内径以内。定子组件包括限定外径和内径的定子芯、以及分布式绕组，该分布式绕组具有槽内部分和设置在定子组件的相反两端上的两个端匝部分。两个端匝部分中的一个的高度与定子组件的外径之比小于或等于0.07。第一离合器至少部分地定位在转子内。第二离合器邻近转子定位。定子组件、转子、第一离合器和第二离合器全部被保持在共同的壳体中。根据本公开的又一示例性实施例，提供了一种车辆，其包括具有输出轴的发动机、变速器、发动机分离式离合器和电机。变速器联接到发动机使得在变速器和发动机之间限定空间，该空间至少部分地由将发动机和变速器隔开的轴向距离限定。发动机分离式离合器定位在变速器和发动机之间的空间中，发动机分离式离合器连接到发动机的输出轴。至少一个车辆驱动构件联接到变速器。电机定位在变速器和发动机之间的空间中，电机包括转子和定子组件，该定子组件包括定子芯和分布式绕组，发动机分离式离合器至少部分地定位在转子内。通过参考以下详细描述和附图，上述特征和优点以及其它特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加显而易见。虽然期望提供一种提供这些或其它有利特征中的一个或多个的紧凑型电机，但是本文公开的教导扩展到落入所附权利要求范围内的那些实施例，而不管它们是否实现了一个或多个上述优点。附图说明图1示出了具有定子组件的电机的透视剖视图，该定子组件具有紧凑构型；图2示出了图2的定子组件的定子芯的俯视图；图3示出了图1的定子组件的透视图，其与电机分离；图4示出了图3的定子组件的分布式绕组的四个导体的侧视图；图5示出了图3的定子组件的侧视图；图6示出了图3的定子组件的俯视图；图7示出了图1的电机设于其中的车辆；图8A示出了图3的定子组件的两个端匝的侧视图；图8B示出了图8a的端匝中的一个的一部分的放大视图；图8C示出了端匝高度(HT)与导线/导体宽度(W)的曲线图；图8D示出了芯的槽中的用于图3的定子组件的一个极的导体的横截面图；以及图8E示出了具有24极的第一电机和具有28极的第二电机的效率与RPM的曲线图。具体实施方式参考图1，示出了电机10。该电机10包括壳体12，该壳体12包围转子20和定子组件50。发动机分离式离合器30定位在转子20的内部。定子组件50包括芯52，分布式绕组60布置在芯52上。分布式绕组60具有相对于定子芯的外径较低的端匝高度，从而提供被构造成装配在紧凑空间(例如紧凑的车辆空间)内的低轮廓定子。电机10的转子20包括转子壳体22，该转子壳体22包括限定转子20的外径的外表面以及限定转子20的内径的内表面。转子20还包括嵌置在转子壳体22中的多个永磁体。但是，在可选的实施例中，电机可以不是永磁体电机，而可以是其它类型的机械，例如感应电机、同步磁阻电机等。发动机分离式离合器30至少部分地定位在转子20的内径以内。发动机分离式离合器30被构造成将电机10和发动机(例如，参见如图7所示的内燃机82)连接或断开。在图1的实施例中，发动机分离式离合器完全位于转子20的内径以内。发动机分离式离合器30可以呈多种形式中的任何一种形式提供，例如各种类型的摩擦离合器，或者任何各种其它离合器。在至少一个实施例中，发动机分离式离合器30包括多个板32，所述多个板32包括锁定到转子20的第一组板和锁定到毂34的第二组板。当离合器打开使板32脱离时，毂34相对于转子20自由转动；当离合器闭合使板32接合时，毂34被锁定与转子20一起转动。在至少一个实施例中，如图1所示，起动离合器40也被封装在电机10的壳体12中，邻近转子20。起动离合器40被构造成将电机10和变速器(例如，参见如7图所示的变速器84)连接或断开。在图1的实施例中，起动离合器4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定子组件(50)，包括：/n定子芯(52)，所述定子芯限定外径(OD)和内径，纵向延伸的槽(58)形成在所述内径和所述外径之间，所述定子芯还限定从定子芯(52)的第一端(53)纵向地延伸到第二端(55)的芯高度；以及/n由所述定子芯保持的分布式绕组(60)，所述分布式绕组包括位于所述定子芯的槽中的槽内部分(66)、邻近所述定子芯的第一端的第一端匝部分(62)以及邻近所述定子芯的第二端的第二端匝部分(64)，其中，所述第一端匝部分限定从所述定子芯的第一端(53)延伸到所述第一端匝部分(62)的顶点(78)的第一端匝高度(h

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170321 US 62/474,4441.一种定子组件(50)，包括：
定子芯(52)，所述定子芯限定外径(OD)和内径，纵向延伸的槽(58)形成在所述内径和所述外径之间，所述定子芯还限定从定子芯(52)的第一端(53)纵向地延伸到第二端(55)的芯高度；以及
由所述定子芯保持的分布式绕组(60)，所述分布式绕组包括位于所述定子芯的槽中的槽内部分(66)、邻近所述定子芯的第一端的第一端匝部分(62)以及邻近所述定子芯的第二端的第二端匝部分(64)，其中，所述第一端匝部分限定从所述定子芯的第一端(53)延伸到所述第一端匝部分(62)的顶点(78)的第一端匝高度(h1)，并且所述第一端匝高度(h1)与所述定子芯的外径(OD)之比小于或等于0.07。


2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述第二端匝部分(64)限定从所述定子芯的第二端延伸到所述第二端匝部分的顶点的第二端匝高度(h2)，并且所述第二端匝高度(h2)基本等于所述第一端匝高度(h1)。


3.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述分布式绕组(60)是分布式交错定子绕组。


4.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述分布式绕组(60)是多相绕组。


5.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述分布式绕组(60)和所述定子芯(52)的槽(58)被构造成与至少包括20个极的电机关联使用。


6.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述外径(OD)在180mm和300mm之间，并且所述第一端匝高度(h1)在12.5mm和21mm之间。


7.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述第一端匝高度(h1)与所述定子芯(52)的外径(OD)之比小于或等于0.06。


8.一种电机(10)，包括：
转子(20)；
定子组件(50)，所述定子组件(50)具有外径(OD)和内径(ID)，所述转子(20)位于所述定子组件的内径以内，所述定子组件(50)包括定子芯(52)，所述定子芯(52)限定所述外径(OD)和所述内径(ID)，所述定子组件(50)还包括分布式绕组(60)，所述分布式绕组(60)具有槽内部分(66)和设置在所述定子组件的相反两端上的两个端匝部分(62、64)，其中，所述两个端匝部分(62、64)中的至少一个的高度与所述定子组件的外径(OD)之比小于或等于0.07；
第一离合器(30)，所述第一离合器(30)至少部分地定位在所述转子(20)内；以及
第二离合器(40)，所述第二离合器(40)邻近所述转子(20)定位；
其中，所述定子组件(50)、所述转子(20)、所述第一离合器(30)和所述第二离合器(40)全部被保持在共同的壳体(12)中。


9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，所述定子组...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·D·钱伯林，K·尼特，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国;US