定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机制造技术

本申请提供了一种定子绕组结构，所述电机为具有八极的三相交流电机，每相包括四条并绕支路，定子绕组由多个U形扁铜线构成，布置在电机中的每个U形扁铜线的连接部位都位于相对于电机的同一侧。本申请还提供了一种包括定子绕组结构的电机以及包括电机的车辆。该定子绕组结构具有提高定子槽内远离冷却液的导体的散热能力、平衡各层导体之间的温度差等优点。平衡各层导体之间的温度差等优点。平衡各层导体之间的温度差等优点。

Stator winding structure and motor including stator winding structure

【技术实现步骤摘要】
定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机


[0001]本申请涉及一种定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机，具体涉及一种由扁线构造的定子绕组结构，包括该定子绕组的电机可作为驱动电机或发电机以适用于新能源汽车等。

技术介绍

[0002]电机，例如交流电机，包括定子组件和转子组件。定子组件一般包括定子绕组和定子铁芯。定子绕组为电机提供电能的输入与磁场的建立，而定子铁芯为电机提供磁负荷通道。
[0003]为了提高电机的功率密度、增强电机的散热能力以及结构的稳定性等，新能源汽车中使用的电机常常采用发卡式扁线绕组，极大地提高了定子的槽满率并改善了电机的功率密度。
[0004]扁线绕组可以采用诸多策略或方式。在现有技术中，较多使用多层扁铜线波绕组来降低电机中的交流铜耗。
[0005]对于多层绕组(8层及以上)，为匹配电机的扭矩及电压特性，往往采用一相多支路的并绕方式。在8层扁铜线4条并绕支路绕组的例子中，对于U相绕组而言，以其对应槽中的1、2层导体连接形成第一并绕支路，以其对应槽中的3、4层导体连接形成第二并绕支路，以其对应槽中的5、6层导体连接形成第三并绕支路，以其对应槽中的7、8层导体连接形成第四并绕支路。上述四条并绕支路首-首连接形成U相绕组的首端，尾-尾连接形成U相绕组的尾端，U相通过与V、W两相进行相应的连接，形成Y型三相绕组或三角型三相绕组。
[0006]虽然通过上述方式可以实现所期望的扭矩与功率，但同相的并绕支路之间会因为电磁耦合不等而产生不平衡电流环流，会增加额外的附加铜耗和扭矩波动，给电机性能带来不可忽略的负面影响。
[0007]因此，亟待提供一种定子绕组结构和包括定子绕组结构的电机，其在至少一个方面相较于现有技术更为有利。

技术实现思路

[0008]针对目前广泛应用的8极多层(8层及以上)扁铜线绕组由于漏磁导致的电磁耦合不均而产生电流环流的问题，本专利技术提出了一种4支路并绕的绕组结构。
[0009]具体地，本申请在一方面提供一种用于电机的定子绕组结构，所述电机为具有八极的三相交流电机，其包括U，V和W相；其中，每相包括四条并绕支路：第一并绕支路，第二并绕支路，第三并绕支路和第四并绕支路，每条并绕支路都具有首端和尾端，第一和第三并绕支路的绕线方向相同，并且第二和第四并绕支路的绕线方向相同并均相反于第一和第三并绕支路的绕线方向，所述三相交流电机在通电后能够正常工作，
[0010]所述定子绕组结构布置在定子铁芯上，所述定子铁芯包括多个槽，所述定子绕组由多个U形扁铜线构成，其中，每个U形扁铜线包括：第一导体，基本平行于第一导体的第二
导体，和连接第一导体和第二导体的连接部位；其中，布置在电机中的每个U形扁铜线的连接部位都位于相对于电机的同一侧；
[0011]其中，Q代表定子铁芯的槽的数量，槽的编号为顺时针或逆时针，i为满足1≤i≤Q的自然数；q代表每极每相槽数，q＝(Q/p)/3且q＝1，2，3
…
；L代表每个槽的层数，其中，L为偶数且L＝8+4*l，其中，l＝0，1，2，3
…
，j为满足1≤j≤L的自然数，y代表节距；一个槽中的一个层对应于一个导体；
[0012]从电机具有连接部位的一侧看去，U形扁铜线的两个导体的连接方式为：
[0013]-当j为奇数且j＝1，3，5
…
L-1时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j+1层导体；
[0014]-当j为偶数且j＝2，4，6
…
L时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j-1层导体；
[0015]从电机不具有连接部位的一侧看去，将被焊接或由导流板连接在一起以形成所述三相交流电机的两个导体的连接方式为：
[0016]-当j＝2，4，6
…
L-2时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j+1或j-1层导体；
[0017]-当j＝3，5
…
L-1时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j+1或j-1层导体；
[0018]-当j＝L时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j-1层导体或连接到第i+y+1个或第i+y-1个定子槽中的第1层导体；
[0019]-当j＝1时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j+1层导体或连接到第i-y+1个或第i-y-1个定子槽中的第L层导体；
[0020]其中，i的取值取决于绕组分相以及支路编号，并且其中，当i-y＜0时，i-y＝i-y+Q；当i+y＞Q时，i+y＝i+y-Q。
[0021]本申请在另一方面提供一种用于于电机的定子绕组结构，所述电机为具有八极的三相交流电机，其包括U，V和W相；其中，每个相包括四条并绕支路：第一并绕支路，第二并绕支路，第三并绕支路和第四并绕支路，每条并绕支路都具有首端和尾端，第一和第三并绕支路的绕线方向相同，并且第二和第四并绕支路的绕线方向相同并均相反于第一和第三并绕支路的绕线方向，所述三相交流电机在通电后能够正常工作，
[0022]所述定子绕组结构布置在定子铁芯上，所述定子铁芯包括多个槽，所述定子绕组由多个U形扁铜线构成，其中，每个U形扁铜线包括：第一导体，基本平行于第一导体的第二导体，和连接第一导体和第二导体的连接部位；其中，布置在电机中的每个U形扁铜线的连接部位都位于相对于电机的同一侧；
[0023]其中，Q代表定子铁芯的槽的数量，槽的编号为顺时针或者逆时针，i为满足1≤i≤Q的自然数；q代表每极每相槽数，q＝(Q/p)/3且q＝1，2，3
…
；L代表每个槽的层数，其中，L为偶数且L＝8+4*l，其中，l＝0，1，2，3
…
，j为满足1≤j≤L的自然数，y代表节距；一个槽中的一个层对应于一个导体；
[0024]从电机不具有连接部位的一侧看去，将被焊接在一起以形成所述三相交流电机的两个导体的连接方式为：
[0025]-当j为奇数且j＝1，3，5
…
L-1时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定
子槽中的第j+1层导体；
[0026]-当j为偶数且j＝2，4，6
…
L时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j-1层导体；
[0027]从电机具有连接部位的一侧看去，导流板或连接部位连接的两个导体的连接方式为：
[0028]-当j＝2，4，6
…
L-2时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j+1或j-1层导体；
[0029]-当j＝3，5
…
L-1时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j+1或j-1层导体；
[0030]-当j＝L时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j-1层导体或连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电机的定子绕组结构，所述电机为具有八极的三相交流电机，其包括U，V和W相；其中，每相包括四条并绕支路：第一并绕支路，第二并绕支路，第三并绕支路和第四并绕支路，每条并绕支路都具有首端和尾端，第一和第三并绕支路的绕线方向相同，并且第二和第四并绕支路的绕线方向相同并均相反于第一和第三并绕支路的绕线方向，所述三相交流电机在通电后能够正常工作，所述定子绕组结构布置在定子铁芯上，所述定子铁芯包括多个槽，所述定子绕组由多个U形扁铜线构成，其中，每个U形扁铜线包括：第一导体，基本平行于第一导体的第二导体，和连接第一导体和第二导体的连接部位；其中，布置在电机中的每个U形扁铜线的连接部位都位于相对于电机的同一侧；其中，Q代表定子铁芯的槽的数量，槽的编号为顺时针或逆时针，i为满足1≤i≤Q的自然数；q代表每极每相槽数，q＝(Q/p)/3且q＝1，2，3
…
；L代表每个槽的层数，其中，L为偶数且L＝8+4*l，其中，l＝0，1，2，3
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，j为满足1≤j≤L的自然数，y代表节距；一个槽中的一个层对应于一个导体；从电机具有连接部位的一侧看去，U形扁铜线的两个导体的连接方式为：-当j为奇数且j＝1，3，5
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L-1时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j+1层导体；-当j为偶数且j＝2，4，6
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L时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j-1层导体；从电机不具有连接部位的一侧看去，将被焊接或由导流板连接在一起以形成所述三相交流电机的两个导体的连接方式为：-当j＝2，4，6
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L-2时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j+1或j-1层导体；-当j＝3，5
…
L-1时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j+1或j-1层导体；-当j＝L时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j-1层导体或连接到第i+y+1个或第i+y-1个定子槽中的第1层导体；-当j＝1时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i-y个定子槽中的第j+1层导体或连接到第i-y+1个或第i-y-1个定子槽中的第L层导体；其中，i的取值取决于绕组分相以及支路编号，并且其中，当i-y＜0时，i-y＝i-y+Q；当i+y＞Q时，i+y＝i+y-Q。2.一种用于电机的定子绕组结构，所述电机为具有八极的三相交流电机，其包括U，V和W相；其中，每个相包括四条并绕支路：第一并绕支路，第二并绕支路，第三并绕支路和第四并绕支路，每条并绕支路都具有首端和尾端，第一和第三并绕支路的绕线方向相同，并且第二和第四并绕支路的绕线方向相同并均相反于第一和第三并绕支路的绕线方向，所述三相交流电机在通电后能够正常工作，所述定子绕组结构布置在定子铁芯上，所述定子铁芯包括多个槽，所述定子绕组由多个U形扁铜线构成，其中，每个U形扁铜线包括：第一导体，基本平行于第一导体的第二导体，和连接第一导体和第二导体的连接部位；其中，布置在电机中的每个U形扁铜线的连接部位都位于相对于电机的同一侧；
其中，Q代表定子铁芯的槽的数量，槽的编号为顺时针或者逆时针，i为满足1≤i≤Q的自然数；q代表每极每相槽数，q＝(Q/p)/3且q＝1，2，3
…
；L代表每个槽的层数，其中，L为偶数且L＝8+4*l，其中，l＝0，1，2，3
…
，j为满足1≤j≤L的自然数，y代表节距；一个槽中的一个层对应于一个导体；从电机不具有连接部位的一侧看去，将被焊接在一起以形成所述三相交流电机的两个导体的连接方式为：-当j为奇数且j＝1，3，5
…
L-1时，由第i个定子槽中的第j层导体连接到第i+y个定子槽中的第j+1层导体；-当j为偶数且j＝2，4，6...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱军，王健，黄少锐，李节宝，李灏淳，闵远亮，
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：