具有六层发夹绕组布局的电机制造技术

提供了一种包括定子的电机，该定子限定转子室和绕定子周向地设置的多个定子槽。定子包括各自包括多个电路的多个相群。每个电路包括串联连接以用于承载交流电压的多个相导体的多个绕组集。转子设置在转子室中以相对于定子旋转。相导体放置在多个定子槽的多个层中。包括承载不同相位的相导体的定子槽是共享槽，并且包括承载相同相位的相导体的定子槽是相同槽。电路布置有平衡数量的相同槽和共享槽，以减少在转子相对于定子的高旋转速度下的定子损耗。

Motor with six layer hairpin winding layout

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有六层发夹绕组布局的电机相关申请的交叉引用本PCT国际专利申请要求于2017年10月25日提交的美国临时专利申请序列号第62/577,105号和于2017年10月30日提交的美国临时专利申请序列号第62/578,556号和于2018年6月13日提交的美国临时专利申请序列号第62/684,480号的权益和优先权，这些申请中的每一个的全部公开内容通过引用并入本文中。
本公开内容总体上涉及电机，并且更具体地涉及具有六层发夹绕组布局的电机。
技术介绍
本节提供与本公开内容有关的背景信息，其不一定是现有技术。具有牵引马达的车辆提供了动力运输的希望，同时产生减少的排放或没有排放。虽然一些车辆仅包括牵引马达或电动马达，但是称为混合动力车辆的其他车辆包括牵引马达和内燃发动机两者。在两种情况下，能量可以存储在车载电池组中。具有牵引马达和内燃发动机两者的混合动力车辆可以利用内燃发动机来辅助牵引马达驱动轮(并联混合动力)，或者可以利用内燃发动机来单独为车载电池组充电，从而扩展了车辆的操作范围(串联混合动力)。在一些车辆中，存在为车辆轮中的一个或更多个提供动力的单个中央定位的电动马达，而在其他车辆中，轮中的一个或更多个具有定位在每个从动轮处的电动马达(有时被称为轮毂马达)。电动马达通常包括固定的定子，该定子具有绕定子周向地设置的多个定子槽。绕组位于定子槽内并且承载交流电压。转子设置在定子中，以响应于由绕组所承载的交流电压而相对于定子旋转。虽然当前提出的和现有的车辆在一些方面优于仅利用内燃发动机提供动力的车辆，但是会存在与一些这样的车辆相关联的问题。一个这样的问题可以是，它们的行程与内燃发动机提供动力的车辆相比通常相对较短。这对于未配备有增程器内燃发动机的车辆尤其如此。它们通常相对较短的行程的原因是用于存储能量以用于这样的车辆的操作的电池组的重量和成本。因此，提供如下技术将是有益的，该技术改进在电动马达或牵引马达的操作中使用动力的效率，以改善这样的车辆的行程。另外，对于这样的马达或电机，通常期望增加的马达峰值速度。然而，由于定子的绕组中的损耗以及转子的高速旋转所必需的通过绕组传导的电流增加，高速会导致热增加。因此，通过减少绕组损耗来克服热产生会是有利的。因此，仍然需要克服这些缺点的改进的电机。
技术实现思路
本部分提供了本公开内容的总体概述，而不是其全部范围或其特征和优点中的所有的全面公开内容。本公开内容的目的是提供一种解决并克服了上述缺点的电机。电机包括绕轴线并沿轴线环状地延伸的定子。定子具有限定转子室的基本上柱形的内部。定子还包括绕定子周向地且以间隔的关系设置的多个定子槽。定子包括各自包括多个电路的多个相群。多个电路各自包括串联连接以用于承载交流电压的多个相导体的多个绕组集。多个相群之一的多个相导体中的每一个与多个相群中的另一相群的多个相导体相比承载具有相位差的交流电压。转子轴向地延伸并且设置在转子室中，以响应于由多个相导体中的每一个所承载的交流电压而相对于定子旋转。多个相导体放置在多个定子槽的多个层中，其中，包括承载交流电压的多个相导体中至少之一以及承载具有相位差的交流电压的多个相导体中的另一相导体的多个定子槽是共享槽。包括承载交流电压的多个相导体以及承载没有相位差的交流电压的多个相导体中的另一相导体的多个定子槽是相同槽。多个电路各自布置在多个定子槽中的多个层内，多个定子槽具有平衡数量的相同槽和共享槽，以减少在转子相对于定子的高旋转速度下的定子损耗。根据本公开内容的另一方面，提供了一种包括定子的电机，该定子绕轴线并沿轴线环状地延伸，并且具有限定转子室的基本上柱形的内部以及绕定子周向地且以间隔的关系设置的多个定子槽。定子包括各自包括多个电路的多个相群。多个电路各自包括串联连接以用于承载交流电压的多个相导体的多个绕组集。转子轴向地延伸并且设置在转子室中，以响应于由多个相导体中的每一个所承载的交流电压而相对于定子旋转。多个相导体放置在多个定子槽的多个层中。多个相群包括具有第一相电阻的第一相群和具有第二相电阻的第二相群以及具有第三相电阻的第三相群，并且第一相电阻和第二相电阻以及第三相电阻均相等。根据本公开内容的又一方面，提供了一种包括定子的电机，该定子绕轴线并沿轴线环状地延伸，并且具有限定转子室的基本上柱形的内部以及绕定子周向地且以间隔的关系设置的多个定子槽。定子包括各自包括多个电路的多个相群。多个电路各自包括串联连接以用于承载交流电压的多个相导体的多个绕组集。多个相群之一的多个相导体中的每一个与多个相群中的另一相群的多个相导体相比承载具有相位差的交流电压。转子轴向地延伸并且设置在转子室中，以响应于由多个相导体中的每一个所承载的交流电压而相对于定子旋转。多个相导体放置在多个定子槽的多个层中。包括承载交流电压的多个相导体中至少之一以及承载具有相位差的交流电压的多个相导体中的另一相导体的多个定子槽是共享槽。包括承载交流电压的多个相导体以及承载没有相位差的交流电压的多个相导体中的另一相导体的多个定子槽是相同槽。多个绕组集各自延伸通过第一预定数量的相同槽和第二预定数量的共享槽。第二预定数量的共享槽少于第一预定数量的相同槽。根据本文中提供的描述，其他应用领域将变得明显。该
技术实现思路
中的描述和具体示例旨在仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开内容的范围。附图说明本文中描述的附图仅用于所选实施方式而不是所有可能的实现方式的说明性目的，并且不旨在限制本公开内容的范围。图1是根据本公开内容的方面的电机的第一示例实施方式的定子的前透视图；图2是根据本公开内容的方面的电机的第一示例实施方式的定子的侧透视图；图3是根据本公开内容的方面的电机的第一示例实施方式的定子的多个相导体的透视图；图4是根据本公开内容的方面的示出了定子的多个定子槽和定子内的转子的电机的第一示例实施方式的截面视图；图5A示出了包括以Y配置布置的多个电路的多个串联组的多个相导体；图5B示出了包括以Y配置布置的多个电路的多个串联组并且使用替选电路名称命名法的多个相导体；图6和图7A至图7B示出了根据本公开内容的方面的用于电机的第一示例实施方式的布置在具有平衡数量的相同槽和共享槽的多个定子槽的多个层内的多个电路的布置；图8示出了根据本公开内容的方面的电机的绕组集中的多个发夹导体；图9A至图9C示出了根据本公开内容的方面的用于电机的第一示例实施方式的多个相导体中的每一个内的模拟电流；图10示出了根据本公开内容的方面的用于电机的第一示例实施方式的定子和转子中的模拟损耗；图11示出了根据本公开内容的方面的电机的第一示例实施方式的模拟扭矩；图12和图13A至图13B示出了根据本公开内容的方面的用于电机的第二示例实施方式的布置在具有不平衡数量的相同槽和共享槽的多个定子槽的多个层内的多个电路的布置；图14A至图14C示出了根据本公开内容的方面的用于电机的第二示例实施方式的多个相导体中的每一个内的模拟电流；图15示出了根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机，包括：/n定子，所述定子绕轴线并沿轴线环状地延伸，并且具有限定转子室的基本上柱形的内部以及绕所述定子周向地且以间隔的关系设置的多个定子槽；/n所述定子包括各自包括多个电路的多个相群；/n所述多个电路各自包括串联连接以用于承载交流电压的多个相导体的多个绕组集；/n所述多个相群之一的所述多个相导体中的每一个与所述多个相群中的另一相群的所述多个相导体相比承载具有相位差的交流电压；/n转子，所述转子轴向地延伸并且设置在所述转子室中，以响应于由所述多个相导体中的每一个所承载的所述交流电压而相对于所述定子旋转；/n所述多个相导体放置在所述多个定子槽的多个层中，其中，包括承载交流电压的所述多个相导体中至少之一和承载具有所述相位差的交流电压的所述多个相导体中的另一相导体的所述多个定子槽是共享槽，以及包括承载交流电压的所述多个相导体和承载没有相位差的交流电压的所述多个相导体中的另一相导体的所述多个定子槽是相同槽；以及/n所述多个电路各自布置在具有平衡数量的所述相同槽和所述共享槽的所述多个定子槽中的所述多个层内，以减少在所述转子相对于所述定子的高旋转速度下的定子损耗。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171025 US 62/577,105;20171030 US 62/578,556;20181.一种电机，包括：
定子，所述定子绕轴线并沿轴线环状地延伸，并且具有限定转子室的基本上柱形的内部以及绕所述定子周向地且以间隔的关系设置的多个定子槽；
所述定子包括各自包括多个电路的多个相群；
所述多个电路各自包括串联连接以用于承载交流电压的多个相导体的多个绕组集；
所述多个相群之一的所述多个相导体中的每一个与所述多个相群中的另一相群的所述多个相导体相比承载具有相位差的交流电压；
转子，所述转子轴向地延伸并且设置在所述转子室中，以响应于由所述多个相导体中的每一个所承载的所述交流电压而相对于所述定子旋转；
所述多个相导体放置在所述多个定子槽的多个层中，其中，包括承载交流电压的所述多个相导体中至少之一和承载具有所述相位差的交流电压的所述多个相导体中的另一相导体的所述多个定子槽是共享槽，以及包括承载交流电压的所述多个相导体和承载没有相位差的交流电压的所述多个相导体中的另一相导体的所述多个定子槽是相同槽；以及
所述多个电路各自布置在具有平衡数量的所述相同槽和所述共享槽的所述多个定子槽中的所述多个层内，以减少在所述转子相对于所述定子的高旋转速度下的定子损耗。


2.根据权利要求1所述的电动马达，其中，所述多个相群包括第一相群，所述第一相群包括从中央相节点到第一相源节点彼此串联连接的所述多个绕组集的第一初级并联电路、从所述中央相节点到所述第一相源节点彼此串联连接的所述多个绕组集的第一次级并联电路和从所述中央相节点到所述第一相源节点彼此串联连接的所述多个绕组集的第一三级并联电路，并且所述多个相群包括第二相群，所述第二相群包括从所述中央相节点到第二相源节点彼此串联连接的所述多个绕组集的第二初级并联电路、从所述中央相节点到所述第二相源节点彼此串联连接的所述多个绕组集的第二次级并联电路和从所述中央相节点到所述第二相源节点彼此串联连接的所述多个绕组集的第二三级并联电路，并且所述多个相群包括第三相群，所述第三相群包括从所述中央相节点到第三相源节点彼此串联连接的所述多个绕组集的第三初级并联电路、从所述中央相节点到所述第三相源节点彼此串联连接的所述多个绕组集的第三次级并联电路和从所述中央相节点到所述第三相源节点彼此串联连接的所述多个绕组集的第三三级并联电路。


3.根据权利要求5所述的电机，其中，所述第一初级并联电路、所述第二初级并联电路、所述第三初级并联电路、所述第一次级并联电路、所述第二次级并联电路、所述第三次级并联电路、所述第一三级并联电路、所述第二三级并联电路和所述第三三级并联电路各自延伸通过相等数目的所述共享槽和相等数量的所述相同槽。


4.根据权利要求5所述的电机，其中，所述第一初级并联电路、所述第二初级并联电路、所述第三初级并联电路、所述第一次级并联电路、所述第二次级并联电路、所述第三次级并联电路、所述第一三级并联电路、所述第二三级并联电路和所述第三三级并联电路各自延伸通过十二个所述共享槽和二十四个所述相同槽。


5.根据权利要求5所述的电动马达，其中，所述第一初级并联电路、所述第二初级并联电路、所述第三初级并联电路、所述第一次级并...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷蒙德·翁，
申请(专利权)人：麦格纳动力系美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US