一种新型扁线电机的定子制造技术

一种新型扁线电机的定子，定子包括定子铁芯和绕组，绕组由多个扁线导体组成，定子铁芯内壁在沿圆周方向均匀开设多个轴向贯通的定子槽，绕组为星形连接的三相绕组，各相绕组在定子铁芯中环绕构成各个绕组层，每个绕组在各个绕组层中环绕两圈，第一圈与第二圈之间绕组的错位排布，以此能够提高电机效率，减少电流损耗，不同连接位置扁线导体使用的原料长度不同，通过额外增加或减少的长度实现不同的接线，不需要额外增加其他线型，扁线导体的焊接位置和各相绕组的接线位置放在定子同一侧，能够有效节省电机的轴向空间，从而增加电机的转矩密度和功率密度。

Stator of a new type of flat wire motor

【技术实现步骤摘要】
一种新型扁线电机的定子
本专利技术涉及一种电机定子，更具体的说是一种绕组为扁线绕组的电机定子。
技术介绍
随着新能源汽车的发展和市场的日益成熟，电机做为新能源汽车的主动力源，特别是纯电动车的唯一动力源，其转矩密度、功率密度和效率的要求越来越高，以满足新能源整车动力性和经济型等方面的要求。由于性能和成本的双重压力，导致电机的性能和体积的矛盾日益突出。对于永磁同步电机，特别是车用永磁同步电机，在其定子槽内放置扁线绕组即矩形导体，可以有效的提高电机定子槽满率，提高定子的材料利用率，从而降低电机的铜耗来提高电机的效率。同时，可以有效的降低电机绕组线圈的端部高度，从而节省电机的体积。但是，与传统的圆线绕组相比，扁线绕组的线圈绕组在下线方面仍存在很多困难，难以使用机械自动完成绕组下线工艺流程。为此，现有技术对扁线绕组做了很多改进，但仍存在不足：专利文献CN200780022091.7中提出了一种扁线的定子，但是其中电机扁线的线形较多，不同相的绕组之间的接线需要额外导体，会进一步增加模具费用和工艺成本；专利文献CN201710878010.9提出了一种扁线的定子，其针对扁线的线形进行了优化，减少了线形的种类，但是其电机的引接线较为复杂，且电机定子仍需要分别增加焊接侧焊点的高度和弯曲侧出线的高度；专利文献CN201910367345.3提出了一种扁线定子，其将一组扁线导体在一侧一起弯折后，在另一侧在分开折弯焊接，这样避免了分别增加焊接侧焊点的高度和弯曲侧引接线和出线的高度，但是由于扁线导体在一侧一起弯折，导致电机扁线导体的拉伸性和漆膜的附着能力等面临极大的挑战。针对上面的问题，本专利技术提出一种新型扁线电机的定子，通过设计一种新型绕线方式提高电机效率，同时解决扁线定子分别增加焊接侧焊点的高度和弯曲侧引接线和出线的高度的问题，并且控制扁线导体的线形的数量，减低扁线导体成型模具的数量，从而降低电机整体的生产难度和成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型扁线电机的定子。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种新型扁线电机的定子，定义所述电机每极每相槽数为2，极对数为p，所述定子包括定子铁芯和绕组，绕组由多个扁线导体组成，其中：所述定子在其轴向的一端为折弯端，另一端为自由端；所述定子铁芯截面为圆环形，定子铁芯内壁在沿圆周方向均匀开设z个轴向贯通的定子槽，且满足z=12p；所述绕组为星形连接的三相绕组，三相绕组包括U相绕组、V相绕组和W相绕组；所述每个扁线导体均由一根扁导线经过模具折弯形成，扁线导体的折弯形状为发卡状，每个扁线导体由一个折弯部分、两个直线部分和两个后折弯部分组成，其中，折弯部分由扁导线在中间位置折弯成型，构成发卡状扁线导体的夹角部位，两个后折弯部分由扁导线的首尾两端沿相反方向折弯成型，构成发卡状扁线导体的开口两侧张开支脚，所述两直线部分在扁线导体中相互平行，两直线部分均一端连接折弯部分，另一端连接一后折弯部分，构成发卡状扁线导体的两侧直段；在安装状态下，所述各扁线导体中，直线部分均沿定子铁芯的轴向方向布置在定子槽中，折弯部分均布置在定子的折弯端，后折弯部分均布置在定子的自由端，朝定子自由端的端面观察，同一个扁线导体的两个后折弯部分中，一个后折弯部分以其连接的直线部分为基准朝端面顺时针弯曲，另一个后折弯部分以其连接的直线部分为基准朝端面逆时针弯曲，其中，顺时针弯曲的后折弯部分与相邻的一个扁线导体逆时针弯曲的后折弯部分焊接连接，逆时针弯曲的后折弯部分与另一个相邻的扁线导体顺时针弯曲的后折弯部分焊接连接，以此连接方式构成各相绕组，各相绕组均沿定子铁芯的圆周方向依次环绕穿设于多个所述定子槽中；所述定子从其横截面角度观察，各个扁线导体的直线部分截面沿定子铁芯径向方向在定子槽中由外到内形成多层结构，其层数在定子铁芯径向方向从外到内排序为第一层、第二层、第三层、第四层直至第4n层，n为正整数，其中，所有定子槽中的第一层和第二层定义为第一绕组层，所有定子槽中的第三层和第四层定义为第二绕组层，并以此类推；所述三相绕组中，各相绕组在第一绕组层中沿圆周方向排布两圈，形成第一绕组层的第一圈和第一绕组层的第二圈，再跨越到第二绕组层中沿圆周方向排布两圈，形成第二绕组层第一圈和第二绕组层第二圈，以此在各个绕组层中循环排布直至定子铁芯的各定子槽各层被三相绕组填满为止，其中：每个扁线导体中的两个直线部分位于两个不同定子槽中，且这两个不同定子槽在圆周方向上相距z/2p个定子槽，同时这两个直线部分处于同一绕组层的不同层中；在各个绕组层中，位于同一圈的两个相邻扁线导体中的相邻两个直线部分位于两个不同定子槽中，且这两个不同定子槽在圆周方向上相距z/2p个定子槽，同时这两个直线部分处于同一绕组层的不同层中；在各个绕组层中，位于第一圈与第二圈之间的两个相邻扁线导体中的相邻两个直线部分位于两个不同定子槽中，且这两个不同定子槽在圆周方向上相距z/2p-1个定子槽，同时这两个直线部分处于同一绕组层的不同层中；在不同绕组层之间的两个相邻扁线导体中的相邻两个直线部分位于两个不同定子槽中，且这两个不同定子槽在圆周方向上相距z/2p个定子槽，同时这两个直线部分处于相邻层中。优选的，所述扁线导体的后折弯部分按展开长度不同，从长到短依次为：出线端、中性点端、常规端和短跨距端，由此组成的扁线导体分类为：第一扁线导体，其两个后折弯部分均为常规端；第二扁线导体，其一个后折弯部分为常规端，另一个后折弯部分为短跨距端；第三扁线导体，其一个后折弯部分为常规端，另一个后折弯部分为中性点端；第四扁线导体，其一个后折弯部分为常规端，另一个后折弯部分为出线端；所述第二扁线导体对应为各个绕组层中第一圈与第二圈之间的两个相邻扁线导体，两个相邻第二扁线导体的相邻两个短跨距端对应的直线部分位于两个不同定子槽中，且这两个不同定子槽在圆周方向上相距z/2p-1个定子槽，同时这两个直线部分处于同一绕组层的不同层中；所述第三扁线导体作为所述三相绕组星形连接的结构中的中性点处的接线，所述中性点端对应为三相绕组的中性点；所述第四扁线导体作为所述三相绕组星形连接的结构中引出线处的接线，所述出线端对应为三相绕组的引出线；所述第一扁线导体作用在所述三相绕组中的其余部位。优选的，所述三相绕组在不同圈数上的扁线导体的两直线部分间距不同，由于三相绕组在定子铁芯内的环绕方式为沿径向方向从外到内，在圈数增加时其周向尺寸也在缩短，因此第一圈的扁线导体两直线部分的间距大于第二圈的扁线导体两直线部分的间距，第二圈的扁线导体两直线部分的间距大于第三圈的扁线导体两直线部分的间距，并按此规律类推，每一圈均都设有第一扁线导体、第二扁线导体、第三扁线导体和第四扁线导体。优选的，所述三相绕组中，各相的第四扁线导体的出线端在所述自由端焊接连接，各相的第三扁线导体的中性点端在所述自由端通过一铜环进行连接。优选的，所述铜环为一圆弧状扁片，铜环上设有焊接孔，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型扁线电机的定子，定义所述电机每极每相槽数为2，极对数为p，所述定子（1）包括定子铁芯（2）和绕组，绕组由多个扁线导体（3）组成，其中：/n所述定子（1）在其轴向的一端为折弯端（4），另一端为自由端（5）；/n所述定子铁芯（2）截面为圆环形，定子铁芯（2）内壁在沿圆周方向均匀开设z个轴向贯通的定子槽（6），定子槽（6）的开口均朝向定子铁芯（2）轴线，且满足z=12p；/n所述绕组为星形连接的三相绕组（7），三相绕组（7）包括U相绕组、V相绕组和W相绕组；/n所述每个扁线导体（3）均由一根扁导线经过模具折弯形成，扁线导体（3）的折弯形状为发卡状，每个扁线导体（3）由一个折弯部分（8）、两个直线部分（9）和两个后折弯部分（10）组成，其中，折弯部分（8）由扁导线在中间位置折弯成型，构成发卡状扁线导体（3）的夹角部位，两个后折弯部分（10）由扁导线的首尾两端沿相反方向折弯成型，构成发卡状扁线导体（3）的开口两侧张开支脚，所述两直线部分（9）在扁线导体（3）中相互平行，两直线部分（9）均一端连接折弯部分（8），另一端连接一后折弯部分（10），构成发卡状扁线导体（3）的两侧直段；/n在安装状态下，所述各扁线导体（3）中，直线部分（9）均沿定子铁芯（2）的轴向方向布置在定子槽（6）中，折弯部分（8）均布置在定子（1）的折弯端（4），后折弯部分均布置在定子（1）的自由端（5），朝定子（1）自由端（5）的端面观察，同一个扁线导体（3）的两个后折弯部分（10）中，一个后折弯部分（10）以其连接的直线部分（9）为基准朝端面顺时针弯曲，另一个后折弯部分（10）以其连接的直线部分（9）为基准朝端面逆时针弯曲，其中，顺时针弯曲的后折弯部分（10）与相邻的一个扁线导体（3）逆时针弯曲的后折弯部分（10）焊接连接，逆时针弯曲的后折弯部分（10）与另一个相邻的扁线导体（3）顺时针弯曲的后折弯部分（10）焊接连接，以此连接方式构成各相绕组，各相绕组均沿定子铁芯（2）的圆周方向依次环绕穿设于多个所述定子槽（6）中；/n其特征在于：/n所述定子（1）从其横截面角度观察，各个扁线导体（3）的直线部分（9）截面沿定子铁芯（2）径向方向在定子槽（6）中由外到内形成多层结构，其层数在定子铁芯（2）径向方向从外到内排序为第一层（35）、第二层（36）、第三层（37）、第四层（38）直至第4n层， n为正整数，其中，所有定子槽（6）中的第一层（35）和第二层（36）定义为第一绕组层，所有定子槽（6）中的第三层（37）和第四层（38）定义为第二绕组层，并以此类推；/n所述三相绕组（7）中，各相绕组在第一绕组层中沿圆周方向排布两圈，形成第一绕组层的第一圈和第一绕组层的第二圈，再跨越到第二绕组层中沿圆周方向排布两圈，形成第二绕组层第一圈和第二绕组层第二圈，以此在各个绕组层中循环排布直至定子铁芯（2）的各定子槽（6）各层被三相绕组（7）填满为止，其中：/n每个扁线导体（3）中的两个直线部分（9）位于两个不同定子槽（6）中，且这两个不同定子槽（6）在圆周方向上相距z/2p个定子槽（6），同时这两个直线部分（9）处于同一绕组层的不同层中；/n在各个绕组层中，位于同一圈的两个相邻扁线导体（3）中的相邻两个直线部分（9）位于两个不同定子槽（6）中，且这两个不同定子槽（6）在圆周方向上相距z/2p个定子槽（6），同时这两个直线部分（9）处于同一绕组层的不同层中；/n在各个绕组层中，位于第一圈与第二圈之间的两个相邻扁线导体（3）中的相邻两个直线部分（9）位于两个不同定子槽（6）中，且这两个不同定子槽（6）在圆周方向上相距z/2p-1个定子槽（6），同时这两个直线部分（9）处于同一绕组层的不同层中；/n在不同绕组层之间的两个相邻扁线导体（3）中的相邻两个直线部分（9）位于两个不同定子槽（6）中，且这两个不同定子槽（6）在圆周方向上相距z/2p个定子槽（6），同时这两个直线部分（9）处于相邻层中。/n...

【技术特征摘要】
1.一种新型扁线电机的定子，定义所述电机每极每相槽数为2，极对数为p，所述定子（1）包括定子铁芯（2）和绕组，绕组由多个扁线导体（3）组成，其中：
所述定子（1）在其轴向的一端为折弯端（4），另一端为自由端（5）；
所述定子铁芯（2）截面为圆环形，定子铁芯（2）内壁在沿圆周方向均匀开设z个轴向贯通的定子槽（6），定子槽（6）的开口均朝向定子铁芯（2）轴线，且满足z=12p；
所述绕组为星形连接的三相绕组（7），三相绕组（7）包括U相绕组、V相绕组和W相绕组；
所述每个扁线导体（3）均由一根扁导线经过模具折弯形成，扁线导体（3）的折弯形状为发卡状，每个扁线导体（3）由一个折弯部分（8）、两个直线部分（9）和两个后折弯部分（10）组成，其中，折弯部分（8）由扁导线在中间位置折弯成型，构成发卡状扁线导体（3）的夹角部位，两个后折弯部分（10）由扁导线的首尾两端沿相反方向折弯成型，构成发卡状扁线导体（3）的开口两侧张开支脚，所述两直线部分（9）在扁线导体（3）中相互平行，两直线部分（9）均一端连接折弯部分（8），另一端连接一后折弯部分（10），构成发卡状扁线导体（3）的两侧直段；
在安装状态下，所述各扁线导体（3）中，直线部分（9）均沿定子铁芯（2）的轴向方向布置在定子槽（6）中，折弯部分（8）均布置在定子（1）的折弯端（4），后折弯部分均布置在定子（1）的自由端（5），朝定子（1）自由端（5）的端面观察，同一个扁线导体（3）的两个后折弯部分（10）中，一个后折弯部分（10）以其连接的直线部分（9）为基准朝端面顺时针弯曲，另一个后折弯部分（10）以其连接的直线部分（9）为基准朝端面逆时针弯曲，其中，顺时针弯曲的后折弯部分（10）与相邻的一个扁线导体（3）逆时针弯曲的后折弯部分（10）焊接连接，逆时针弯曲的后折弯部分（10）与另一个相邻的扁线导体（3）顺时针弯曲的后折弯部分（10）焊接连接，以此连接方式构成各相绕组，各相绕组均沿定子铁芯（2）的圆周方向依次环绕穿设于多个所述定子槽（6）中；
其特征在于：
所述定子（1）从其横截面角度观察，各个扁线导体（3）的直线部分（9）截面沿定子铁芯（2）径向方向在定子槽（6）中由外到内形成多层结构，其层数在定子铁芯（2）径向方向从外到内排序为第一层（35）、第二层（36）、第三层（37）、第四层（38）直至第4n层，n为正整数，其中，所有定子槽（6）中的第一层（35）和第二层（36）定义为第一绕组层，所有定子槽（6）中的第三层（37）和第四层（38）定义为第二绕组层，并以此类推；
所述三相绕组（7）中，各相绕组在第一绕组层中沿圆周方向排布两圈，形成第一绕组层的第一圈和第一绕组层的第二圈，再跨越到第二绕组层中沿圆周方向排布两圈，形成第二绕组层第一圈和第二绕组层第二圈，以此在各个绕组层中循环排布直至定子铁芯（2）的各定子槽（6）各层被三相绕组（7）填满为止，其中：
每个扁线导体（3）中的两个直线部分（9）位于两个不同定子槽（6）中，且这两个不同定子槽（6）在圆周方向上相距z/2p个定子槽（6），同时这两个直线部分（9）处于同一绕组层的不同层中；
在各个绕组层中，位于同一圈的两个相邻扁线导体（3）中的相邻两个直线部分（9）位于两个不同定子槽（6）中，且这两个不同定子槽（6）在圆周方向上相距z/2p个定子槽（6），同时这两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：马春凤，朱宽宁，张明杰，
申请(专利权)人：苏州朗高电机有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32