用于电机的绕组结构及电机制造技术

本发明专利技术公开一种用于电机的绕组结构及电机，该电机包括铁芯和多相绕组结构；其中，所述铁芯上具有周向排布的多个槽，所述铁芯的一侧为插入侧，另一侧为焊接侧；所述多相绕组结构，设置在所述铁芯的多个槽中，每相所述绕组结构包括由不同形状的多个发卡式导体形成的N个并绕的子绕组，N为正偶数；其中，形成每相绕组结构的同一所述子绕组的导体位于相应所述槽的非相邻导体层。应用本方案，能够实现定子线圈的每个相位绕组的并绕的子绕组在负载工作状态下所感生的反电动势相互平衡，从而可以防止同相所属的并绕子绕组之间避免反电动势差而产生的电流环流，消除因此而造成的附加电损耗。

【技术实现步骤摘要】
用于电机的绕组结构及电机
本专利技术涉及电机领域，具体涉及一种用于电机的绕组结构及电机。
技术介绍
电机包括定子总成件及相对定子旋转的转子总成件。定子总成件一般包括多个定子绕组，分别插入到定子组件的槽中。目前，发卡式定子绕组在新能源汽车驱动电机中得以应用，以改善电机热和总体性能。现有技术中，多层(4层及以上)扁铜线波绕组多采用一相多支路(2支路及以上)并绕方式，以1槽内4层导体定子为例：U相绕组第一并绕支路线圈U1以分配给U相的槽内1、2层导体连接形成，U相绕组第二并绕支路线圈U2以分配给U相的槽内3、4层导体连接形成；第一并绕支路U1与第二并绕支路U2之间首-首连接形成U相出线，第一并绕支路U1与第二并绕支路U2之间尾-尾连接形成U相与V、W相连接的中性点，由此方法形成三相绕组。对于扁铜线绕组电机，采用多层扁铜线波绕组可以降低旋转电机中的趋肤效应损耗，然而，受上述绕组连接方式的限制，同相并绕支路之间容易电磁耦合不均匀，导致并绕支路中存在不平衡电流环流，增加了电机额外的附加铜损耗，直接影响电机性能指标。有鉴于此，亟待针对现有电机定子的绕组结构进行优化设计，以有效规避同相并绕支路之间电磁耦合不均匀的缺陷。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于电机的绕组结构及电机，该绕组结构的设计能够实现定子线圈的每个相位绕组的并绕的子绕组在负载工作状态下所感生的反电动势相互平衡，从而可以防止同相所属的并绕子绕组之间避免反电动势差而产生的电流环流，消除因此而造成的附加电损耗。本专利技术提供的设置在定子铁芯上的绕组结构，所述铁芯包括多个槽、插入侧和焊接侧，所述绕组结构包括位于所述槽中的多个发卡式导体，不同形状的多个发卡式导体和电极接线导体形成的N个并绕的子绕组，N为正偶数；其中，形成每相绕组结构的同一所述子绕组的导体位于相应所述槽的非相邻导体层；所述子绕组包括：第一标准发卡式导体，具有一个槽中第j层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y个槽的槽中第j-1层的槽内导体部分；第二标准发卡式导体，具有一个槽中第j层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y个槽的槽中第j+1层的槽内导体部分；串联发卡式导体，具有一个槽中第L层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y-1个槽的槽中第1层的槽内导体部分；其中，一个绕线周期内的多个所述第一标准发卡式导体配置为：相应的槽内导体部分均位于相同层；所述第二标准发卡式导体连接相邻两个所述绕线周期的第一标准发卡式导体，以构成二级子绕组；所述串联发卡式导体连接相邻所述二级子线组的第一标准发卡式导体，以构成所述子绕组；其中，y为绕组节距；L为所述槽内的导体层的层数；j为满足1≤j≤L的自然数；所述圆周第一方向为顺时钟方向或逆时钟方向。优选地，形成各相所述绕组结构的每个所述子绕组的相出线的导体设置不同槽的第1导体层或第L导体层，配置为：N/2个子绕组的形成相出线的导体位于第S(i)槽的第1导体层，形成中性线的导体位于沿圆周第二方向相距y+1个槽的第L导体层；另N/2个子绕组的形成相出线的导体位于第S(i-1)槽的第L导体层，形成中性线的导体位于沿圆周第一方向相距y+1个槽的第1导体层；其中，i为满足1≤i≤Q的整数，Q为所述槽的数量；第1导体层为外导体层，第L导体层为内导体层；所述圆周第二方向与所述圆周第一方向相反。本专利技术提供的另一种设置在定子铁芯上的绕组结构，所述铁芯包括多个槽、插入侧和焊接侧，所述绕组结构包括位于所述槽中的多个发卡式导体，不同形状的多个发卡式导体和电极接线导体形成的N个并绕的子绕组，N为正偶数；其中，形成每相绕组结构的同一所述子绕组的导体位于相应所述槽的非相邻导体层；所述子绕组包括：第一标准发卡式导体，具有一个槽中第j层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y个槽的槽中第j-1层的槽内导体部分；第二标准发卡式导体，具有一个槽中第j层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y个槽的槽中第j+1层的槽内导体部分；串联发卡式导体，具有一个槽中第L层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y+1个槽的槽中第1层的槽内导体部分；其中，一个绕线周期内的多个所述第一标准发卡式导体配置为：相应的槽内导体部分均位于相同层；所述第二标准发卡式导体连接相邻两个所述绕线周期的第一标准发卡式导体，以构成二级子绕组；所述串联发卡式导体连接相邻所述二级子线组的第一标准发卡式导体，以构成所述子绕组；其中，y为绕组节距；L为所述槽内的导体层的层数；j为满足1≤j≤L的自然数；所述圆周第一方向为顺时钟方向或逆时钟方向。优选地，形成各相所述绕组结构的每个所述子绕组的相出线的导体设置不同槽的第1导体层或第L导体层，配置为：N/2个子绕组的形成相出线的导体位于第S(i)槽的第1导体层，形成中性线的导体位于沿圆周第二方向相距y－1个槽的第L导体层；另N/2个子绕组的形成相出线的导体位于第S(i-1)槽的第L导体层，形成中性线的导体位于沿圆周第一方向相距y－1个槽的第1导体层；其中，i为满足1≤i≤Q的整数，Q为所述槽的数量；第1导体层为外导体层，第L导体层为内导体层；所述圆周第二方向与所述圆周第一方向相反。本专利技术还提供一种电机，包括铁芯和设置在所述铁芯多个槽中的如前所述的绕组结构；所述铁芯上具有周向排布的多个槽，所述铁芯的一侧为插入侧，另一侧为焊接侧。优选地，所述绕组结构的位于第1导体层的各相中性线配置为：位于周向旁侧位置的两个中性线导体采用发卡式导体，且中性线发卡式导体的位于插入侧的U形导体连接段具有去绝缘部，位于周向中间位置的中性线导体与所述去绝缘部电连接；所述绕组结构的位于第L导体层的各相中性线配置为：位于周向旁侧位置的两个中性线导体采用发卡式导体，且中性线发卡式导体的位于插入侧的U形导体连接段具有去绝缘部，位于周向中间位置的中性线导体与所述去绝缘部电连接。优选地，多个所述发卡式导体均包括在所述铁芯的插入侧处设置的U形导体连接段，重合位置处的多个所述发卡式导体的导体连接段由内至外依次层叠设置。优选地，各导体的接脚末端配置为：形成每相所述绕组结构的电极接线的接脚末端位于所述铁芯的插入侧，其他接脚末端自所述铁芯的焊接侧伸出并连接。优选地，还包括：设置在所述铁芯的插入侧一端的导流板；其中，所述串联发卡式导体不具有导体连接段，且所述串联发卡式导体的两个槽内导体部分及所述电极接线导体配置为：自所述插入侧伸出的接脚末端通过所述导流板电连接。优选地，每相所述绕组结构的自所述铁芯的焊接侧伸出的接脚末端，配置为：所述接脚末端均自导体本体向旁侧弯曲相同的槽数，并沿周向在相应所述槽的中间位置后焊接形成所述连接。优选地，焊接形成所述连接的各接脚末端依次排布，并与所述槽的开设方向一致。与现有技术相比，本专利技术另辟蹊径地提出了绕组结构优化方案。该绕组结构包括由不同形状的多个发卡式导体形成的并绕子绕组，其中，形成每相绕组结构的同一所述子绕组的导体位于相应所述槽的非相邻导体层；也就是说，形成不同子绕组的导体在相应的槽内间隔设置。应用本方案，可以实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设置在定子铁芯上的绕组结构，所述铁芯包括多个槽、插入侧和焊接侧，其特征在于，所述绕组结构包括位于所述槽中的多个发卡式导体，不同形状的多个发卡式导体和电极接线导体形成的N个并绕的子绕组，N为正偶数；/n其中，形成每相绕组结构的同一所述子绕组的导体位于相应所述槽的非相邻导体层；所述子绕组包括：/n第一标准发卡式导体，具有一个槽中第j层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y个槽的槽中第j-1层的槽内导体部分；/n第二标准发卡式导体，具有一个槽中第j层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y个槽的槽中第j+1层的槽内导体部分；/n串联发卡式导体，具有一个槽中第L层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y-1个槽的槽中第1层的槽内导体部分；/n其中，一个绕线周期内的多个所述第一标准发卡式导体配置为：相应的槽内导体部分均位于相同层；所述第二标准发卡式导体连接相邻两个所述绕线周期的第一标准发卡式导体，以构成二级子绕组；所述串联发卡式导体连接相邻所述二级子线组的第一标准发卡式导体，以构成所述子绕组；/n其中，y为绕组节距；L为所述槽内的导体层的层数；j为满足1≤j≤L的自然数；所述圆周第一方向为顺时钟方向或逆时钟方向。/n...

【技术特征摘要】
1.一种设置在定子铁芯上的绕组结构，所述铁芯包括多个槽、插入侧和焊接侧，其特征在于，所述绕组结构包括位于所述槽中的多个发卡式导体，不同形状的多个发卡式导体和电极接线导体形成的N个并绕的子绕组，N为正偶数；
其中，形成每相绕组结构的同一所述子绕组的导体位于相应所述槽的非相邻导体层；所述子绕组包括：
第一标准发卡式导体，具有一个槽中第j层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y个槽的槽中第j-1层的槽内导体部分；
第二标准发卡式导体，具有一个槽中第j层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y个槽的槽中第j+1层的槽内导体部分；
串联发卡式导体，具有一个槽中第L层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y-1个槽的槽中第1层的槽内导体部分；
其中，一个绕线周期内的多个所述第一标准发卡式导体配置为：相应的槽内导体部分均位于相同层；所述第二标准发卡式导体连接相邻两个所述绕线周期的第一标准发卡式导体，以构成二级子绕组；所述串联发卡式导体连接相邻所述二级子线组的第一标准发卡式导体，以构成所述子绕组；
其中，y为绕组节距；L为所述槽内的导体层的层数；j为满足1≤j≤L的自然数；所述圆周第一方向为顺时钟方向或逆时钟方向。


2.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，形成各相所述绕组结构的每个所述子绕组的相出线的导体设置不同槽的第1导体层或第L导体层，配置为：N/2个子绕组的形成相出线的导体位于第S(i)槽的第1导体层，形成中性线的导体位于沿圆周第二方向相距y+1个槽的第L导体层；另N/2个子绕组的形成相出线的导体位于第S(i-1)槽的第L导体层，形成中性线的导体位于沿圆周第一方向相距y+1个槽的第1导体层；其中，i为满足1≤i≤Q的整数，Q为所述槽的数量；第1导体层为外导体层，第L导体层为内导体层；所述圆周第二方向与所述圆周第一方向相反。


3.一种设置在定子铁芯上的绕组结构，所述铁芯包括多个槽、插入侧和焊接侧，其特征在于，所述绕组结构包括位于所述槽中的多个发卡式导体，不同形状的多个发卡式导体和电极接线导体形成的N个并绕的子绕组，N为正偶数；
其中，形成每相绕组结构的同一所述子绕组的导体位于相应所述槽的非相邻导体层；所述子绕组包括：
第一标准发卡式导体，具有一个槽中第j层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y个槽的槽中第j-1层的槽内导体部分；
第二标准发卡式导体，具有一个槽中第j层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y个槽的槽中第j+1层的槽内导体部分；
串联发卡式导体，具有一个槽中第L层的槽内导体部分和沿圆周第一方向与该槽相距y+1个槽的槽中第1层的槽内导体部分；
其中，一个绕线周期内的多个所述第一标准发卡式导体配置为：相应的槽内导体部分均位于相同层；所述第二标准发卡式导体连接相邻两个所述绕线周期的第一标准发卡式导体，以构成二级...

【专利技术属性】
技术研发人员：李节宝，黄少锐，何伟，屈娅茹，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31