一种内并外包式定子组件及电机制造技术

本发明专利技术公开了一种内并外包式定子组件，包括定子绕组，定子绕组的每一相绕组均包括两组在定子铁芯的周向上相互错开Y个定子槽位置的线圈环组，Y为极距；且每个线圈环组均包括Q个在定子铁芯的周向上依次错开一个定子槽位置的线圈环，Q≥2；线圈环由P个沿定子周向均布设置的磁极线圈串联而成，磁极线圈由多个发卡导体组成，P为磁极对数；发卡导体包括整体呈U型弯折的发卡主体；磁极线圈包括至少两排在径向上分层设置的发卡导体组和一个外跨的发卡导体，且外跨的发卡导体的两个支腿部分别位于各自所在定子槽内的最内层和最外层。本发明专利技术的内并外包式定子组件及电机具有结构合理，绕制方便，能够适应多种应用场景需要等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种内并外包式定子组件及电机
本专利技术涉及电机
，特别的涉及一种内并外包式定子组件及电机。
技术介绍
电机(包括电动机和发电机)是根据电磁感应原理将电能转换为机械能(或将机械能转换为电能)的一种装置，可作为各种电器如家用电器、各种机械如电动车、电动汽车的动力来源或发电装置。电机根据其工作电源的种类可分为直流电机和交流电机，而交流电机又可分为单相电机和多相电机(如三相电机等)。电机包括定子和转子，在定子的定子铁芯槽内设置有绕组。传统的绕组采用圆形导线绕制而成，虽然绕制工艺相对简单，但铁芯槽内空间利用率低，端部无用铜浪费大，且功率密度低，逐渐被扁铜线或矩形截面铜线替代。目前，扁铜线电机广泛应用于新能源汽车，其绕组主要采用整体呈U形弯折的分段式的发卡导体连接而成，为适应不同的工作场合，扁铜线电机的绕制方式也各不相同，随着应用场景的不断细化，需要在现有绕制方式的基础上不断丰富扁铜线电机的定子组件及电机。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种结构合理，绕制方便，能够适应多种应用场景需要的内并外包式定子组件及电机。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种内并外包式定子组件，包括呈圆筒形的定子铁芯，所述定子铁芯上具有多个沿其周向均布设置的定子槽，所述定子槽内设置有定子绕组；其特征在于，所述定子绕组的每一相绕组均包括两组在定子铁芯的周向上相互错开Y个定子槽位置的线圈环组，Y为极距；且每个线圈环组均包括Q个在定子铁芯的周向上依次错开一个定子槽位置的线圈环，Q≥2；所述线圈环由P个沿定子周向均布设置的磁极线圈串联而成，所述磁极线圈由多个发卡导体组成，P为磁极对数；所述发卡导体包括整体呈U型弯折的发卡主体，所述发卡主体包括两个相互平行设置的支腿部和连接在两个支腿部一端的头部，两个所述支腿部的另一端各设置有一个支脚；所述磁极线圈包括至少两排在径向上分层设置的发卡导体组和一个外跨的发卡导体，至少一排所述发卡导体组包括N个支腿部间隔层数相同的发卡导体，其他所述发卡导体组包括一个发卡导体或N个支腿部间隔层数相同的发卡导体，N为2或大于2的奇数；外跨的所述发卡导体的两个支腿部分别位于各自所在定子槽内的最内层和最外层。采用上述结构，针对不同应用场景的需求可以在定子槽内设置不同层数支腿部的发卡导体，由于每个磁极线圈都包括至少两排发卡导体组，且至少一排发卡导体组上的N个发卡导体的支腿部间隔层数相同，使得同一发卡导体组上的所有发卡导体均相同，从而可以减少发卡导体的模具数量，降低模具成本，提高发卡导体的制作效率。另外，通过并排设置的发卡导体组可以同时装配，有利于节省装配时间，提高装配的效率。进一步的，所述发卡导体组上的所有发卡导体的节距均为Ya，外跨的所述发卡导体的节距均为Yb，Ya＝Y-1；同一磁极线圈上，所有所述发卡导体组的发卡导体均位于同一磁极位置，且外跨的所述发卡导体为两个支脚在发卡主体的宽度方向上沿相背离方向偏转弯折的波形导体时，Yb＝Y-1或Yb＝Y+1；同一磁极线圈上，所有所述发卡导体组的所有发卡导体分布地位于至少两个磁极位置处时，Yb＝Ya＝Y-1。进一步的，所述发卡导体组上的所有发卡导体的节距均为Ya，Ya＝Y-1，外跨的所述发卡导体包括节距为Yb-1的发卡导体和节距为Yb+Q-1的发卡导体，同一线圈环上，节距为Yb-1的发卡导体和节距为Yb+Q-1的发卡导体沿周向设置在依次间隔的磁极线圈上；每个线圈环组上，在周向依次相邻槽位上设置的Q个线圈环上依次相邻的Q个外跨的发卡导体中，在顺时针或逆时针方向上，位于第一个定子槽内的发卡导体的节距为Yb+Q-1，其他发卡导体的节距为Yb-1；同一磁极线圈上，所有所述发卡导体组的发卡导体均位于同一磁极位置，且外跨的所述发卡导体为两个支脚在发卡主体的宽度方向上沿相背离方向偏转弯折的波形导体时，Yb＝Y-1或Yb＝Y+1；同一磁极线圈上，所有所述发卡导体组的所有发卡导体分布地位于至少两个磁极位置处时，Yb＝Ya＝Y-1。这样，在周向上，Q个线圈环上的磁极线圈在每次经过依次相邻的Q个外跨的发卡导体所在位置时，都会依次轮换位置一次，如此一来，就可以Q个线圈环内的电流平衡，从而消除环流。进一步的，Q＝2且P为偶数，所述发卡导体组上的所有发卡导体的节距均为Ya，且任一线圈环中，外跨的发卡导体均包括至少一对在径向上相对设置的节距为Yb+1的发卡导体和节距为Yb-1的发卡导体，成对的节距为Yb+1的发卡导体和节距为Yb-1的发卡导体沿周向均布设置，且其他外跨的发卡导体的节距均为Yb；在周向相邻槽位上设置的两个线圈环中，一个线圈环上节距为Yb+1的发卡导体与另一线圈环上节距为Yb-1的发卡导体位于周向相邻的槽位内；同一磁极线圈上，所有所述发卡导体组的发卡导体均位于同一磁极位置，且外跨的所述发卡导体为两个支脚在发卡主体的宽度方向上沿相背离方向偏转弯折的波形导体时，Yb＝Y-1或Yb＝Y+1；同一磁极线圈上，所有所述发卡导体组的所有发卡导体分布地位于至少两个磁极位置处时，Yb＝Ya＝Y-1。由于电流方向相同的线圈环通常是在周向相邻槽位内设置，使得两个线圈环之间始终存在360/Z°的机械角，Z为总槽数，从而使两个线圈环之间具有电势差而形成环流，采用上述结构，在两个线圈环的径向方向设置一对节距为Yb+1的发卡导体和节距为Yb-1的发卡导体，相比于所有节距均一致的发卡导体和发卡导体构成的线圈环，可以使线圈环上一半的组合线圈保持原位置，而另一半组合线圈沿顺时针或逆时针移动一个槽距。而两个线圈环上位于同一侧的组合线圈向相向方向各移动一个槽距，使得两个线圈环上组合线圈的位置关系呈轴对称布置，无论顺时针方向还是逆时针方向，两个线圈环上的组合线圈中有一半相差+360/Z°机械角，另一半相差-360/Z°机械角，从而可以避免两个线圈环之间产生电势差而形成环流。上述结构中，由于外跨的发卡导体需要在并排的发卡导体组全部装配到位后才能进行装配，将节距为Yb+1的发卡导体和节距为Yb-1的发卡导体均设置在外跨的发卡导体上，就可以在不增加装配难度的情况下，改善环流问题。且相比于在并排的发卡导体组上设置节距为Yb+1和Yb-1的发卡导体而言，设置在外跨的发卡导体上的装配难度更低。进一步的，所述磁极线圈包括两排在径向上分层设置的发卡导体组和一个外跨的发卡导体，两排所述发卡导体组在定子铁芯的径向上位于同一磁极位置处，其中一排发卡导体组包括两个并排设置的发卡导体，两个发卡导体上的两个支腿部分别位于各自所在定子槽内的第2-4层和第3-5层；另一排发卡导体组包括一个发卡导体，且两个支腿部分别位于各自所在定子槽内的第6-7层；外跨的所述发卡导体的两个支腿部分别位于各自所在定子槽内的第1-8层；外跨的所述发卡导体与两排所述发卡导体组分别位于定子铁芯的周向上相邻的两个磁极位置处，位于第1、2层或位于第7、8层的支腿部上的支脚向相反方向偏转弯折，其他依次相邻的两层上的支腿部上的支脚相向偏转弯折并连接。进一步的，所述磁极线圈包括两排在径向上分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内并外包式定子组件，包括呈圆筒形的定子铁芯，所述定子铁芯上具有多个沿其周向均布设置的定子槽，所述定子槽内设置有定子绕组；其特征在于，所述定子绕组的每一相绕组均包括两组在定子铁芯的周向上相互错开Y个定子槽位置的线圈环组，Y为极距；且每个线圈环组均包括Q个在定子铁芯的周向上依次错开一个定子槽位置的线圈环，Q≥2；所述线圈环由P个沿定子周向均布设置的磁极线圈串联而成，所述磁极线圈由多个发卡导体组成，P为磁极对数；所述发卡导体包括整体呈U型弯折的发卡主体，所述发卡主体包括两个相互平行设置的支腿部和连接在两个支腿部一端的头部，两个所述支腿部的另一端各设置有一个支脚；所述磁极线圈包括至少两排在径向上分层设置的发卡导体组和一个外跨的发卡导体，至少一排所述发卡导体组包括N个支腿部间隔层数相同的发卡导体，其他所述发卡导体组包括一个发卡导体或N个支腿部间隔层数相同的发卡导体，N为2或大于2的奇数；外跨的所述发卡导体的两个支腿部分别位于各自所在定子槽内的最内层和最外层。/n

【技术特征摘要】
1.一种内并外包式定子组件，包括呈圆筒形的定子铁芯，所述定子铁芯上具有多个沿其周向均布设置的定子槽，所述定子槽内设置有定子绕组；其特征在于，所述定子绕组的每一相绕组均包括两组在定子铁芯的周向上相互错开Y个定子槽位置的线圈环组，Y为极距；且每个线圈环组均包括Q个在定子铁芯的周向上依次错开一个定子槽位置的线圈环，Q≥2；所述线圈环由P个沿定子周向均布设置的磁极线圈串联而成，所述磁极线圈由多个发卡导体组成，P为磁极对数；所述发卡导体包括整体呈U型弯折的发卡主体，所述发卡主体包括两个相互平行设置的支腿部和连接在两个支腿部一端的头部，两个所述支腿部的另一端各设置有一个支脚；所述磁极线圈包括至少两排在径向上分层设置的发卡导体组和一个外跨的发卡导体，至少一排所述发卡导体组包括N个支腿部间隔层数相同的发卡导体，其他所述发卡导体组包括一个发卡导体或N个支腿部间隔层数相同的发卡导体，N为2或大于2的奇数；外跨的所述发卡导体的两个支腿部分别位于各自所在定子槽内的最内层和最外层。


2.如权利要求1所述的内并外包式定子组件，其特征在于，所述发卡导体组上的所有发卡导体的节距均为Ya，外跨的所述发卡导体的节距均为Yb，Ya＝Y-1；同一磁极线圈上，所有所述发卡导体组的发卡导体均位于同一磁极位置，且外跨的所述发卡导体为两个支脚在发卡主体的宽度方向上沿相背离方向偏转弯折的波形导体时，Yb＝Y-1或Yb＝Y+1；同一磁极线圈上，所有所述发卡导体组的所有发卡导体分布地位于至少两个磁极位置处时，Yb＝Ya＝Y-1。


3.如权利要求1所述的内并外包式定子组件，其特征在于，所述发卡导体组上的所有发卡导体的节距均为Ya，Ya＝Y-1，外跨的所述发卡导体包括节距为Yb-1的发卡导体和节距为Yb+Q-1的发卡导体，同一线圈环上，节距为Yb-1的发卡导体和节距为Yb+Q-1的发卡导体沿周向设置在依次间隔的磁极线圈上；每个线圈环组上，在周向依次相邻槽位上设置的Q个线圈环上依次相邻的Q个外跨的发卡导体中，在顺时针或逆时针方向上，位于第一个定子槽内的发卡导体的节距为Yb+Q-1，其他发卡导体的节距为Yb-1；同一磁极线圈上，所有所述发卡导体组的发卡导体均位于同一磁极位置，且外跨的所述发卡导体为两个支脚在发卡主体的宽度方向上沿相背离方向偏转弯折的波形导体时，Yb＝Y-1或Yb＝Y+1；同一磁极线圈上，所有所述发卡导体组的所有发卡导体分布地位于至少两个磁极位置处时，Yb＝Ya＝Y-1。


4.如权利要求1所述的内并外包式定子组件，其特征在于，Q＝2且P为偶数，所述发卡导体组上的所有发卡导体的节距均为Ya，且任一线圈环中，外跨的发卡导体均包括至少一对在径向上相对设置的节距为Yb+1的发卡导体和节距为Yb-1的发卡导体，成对的节距为Yb+1的发卡导体和节距为Yb-1的发卡导体沿周向均布设置，且其他外跨的发卡导体的节距均为Yb；在周向相邻槽位上设置的两个线圈环中，一个线圈环上节距为Yb+1的发卡导体与另一线圈环上节距为Yb-1的发卡导体位于周向相邻的槽位内；同一磁极线圈上，所有所述发卡导体组的发卡导体均位于同一磁极位置，且外跨的所述发卡导体为两个支脚在发卡主体的宽度方向上沿相背离方向偏转弯折的波形导体时，Yb＝Y-1或Yb＝Y+1；同一磁极线圈上，所有所述发卡导体组的所有发卡导体分布地位于至少两个磁极位置处时，Yb＝Ya＝Y-1。


5.如权利要求1～4中任一权利要求所述的内并外包式定子组件，其特征在于，所述磁极线圈包括两排在径向上分层设置的发卡导体组和一个外跨的发卡导体，两排所述发卡导体组在定子铁芯的径向上位于同一磁极位置处，其中一排发卡导体组包括两个并排设置的发卡导体，两个发卡导体上的两个支腿部分别位于各自所在定子槽内的第2-4层和第3-5层；另一排发卡导体组包括一个发卡导体，且两个支腿部分别位于各自所在定子槽内的第6-7层；外跨的所述发卡导体的两个支腿部分别位于各自所在定子槽内的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄朝东，邵俊山，
申请(专利权)人：重庆宗申电动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50