带有相移的定子制造技术

本发明专利技术提供一种用于电机的定子，包括定子芯体和位于定子芯体上的绕组。定子芯体包括限定多个槽的多个齿。绕组由连接在一起以提供绕组的每相的多个平行路径的多个分段导体组成，每个导体包括(i)设置在定子芯体的冠端部上的端部回路、(ii)通过槽延伸的两个分支以及(iii)在定子芯体的连接端部上从槽中伸出的两个分支端部，每个分支端部具有扭转部分。导体的分支在槽中分层设置，其中层包括总层数(L)，L大于5且L/2为奇数整数。从每个层延伸的每个分支端部具有与该分支从其延伸的层相关联的共同扭转度。与所述层中的至少一半相关联的共同扭转度是第一扭转度，并且与所述层中的至少一个相关联的共同扭转度是不同于第一扭转度的第二扭转度。的第二扭转度。的第二扭转度。

【技术实现步骤摘要】
带有相移的定子
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年5月20日提交的美国临时专利申请第63/191,200号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及电机领域，更具体地涉及定子绕组布置。

技术介绍

[0004]用于定子的绕组布置是已知的，包括由连续绕组形成的绕组布置和由分段导体形成的绕组布置。连续绕组由通过定子芯体的槽缠绕的一系列长的连续导线形成。替代地，将由分段导体形成的绕组插入定子芯体的槽中，然后将各段的端部连接在一起。每个分段导体通常包括由端部回路连接的两个直线段。因此，分段导体有时被称为“发夹导体”或“U形线匝导体”。为了由分段导体形成绕组，将分段导体轴向插入定子芯体的槽中，并将导体的端部连接在一起以形成绕组的路径。2009年11月24日公布的美国专利第7,622,843号中公开了这种由分段导体形成的绕组的例子，该美国专利的全部内容通过引用并入本文。
[0005]分段导体有多种不同的构造，包括不同尺寸的导体以及具有由端部线匝回路限定的不同节距(即，这样的导体的直线段之间的距离)的导体。基于分段导体的尺寸和形状以及在分段导体之间进行的连接，分段导体可用于形成任意数量的不同绕组布置。
[0006]不同绕组布置通常适用于不同的应用。当需要具有较高效率和较低噪声的电机时，通常需要使定子绕组的相带为半
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全
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半。例如，对于每相每极有2个槽的定子，相带将会是4
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4(左侧槽中有4根导线，中间槽中有8根导线，右侧槽中有4根导线)。这有时也被称为短节距绕组或相移绕组。然而，从设计角度和制造角度来看，形成具有半
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全
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半相带的绕组布置可能具有挑战性。从设计的角度来看，绕组布置的所有路径都必须与有利的绕组特征正确连接，这些绕组特征产生电机所需的性能特性。从制造的角度来看，直线段之间的连接可能具有挑战性，因为必须在拥挤的导体使连接变得困难的定子芯体的端部进行许多精确的连接。
[0007]鉴于前述情况，将有利的是提供分段导体绕组布置，该分段导体绕组布置在分段导体之间具有相对简单的连接。还将是有利的是绕组布置限定半
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全
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半相带，从而产生具有降低噪声的高效率电机。此外，将有利的是，这种绕组布置可以相对简单地制造和生产，而与其他分段绕组布置相比不需要显著增加成本。参照以下详细描述和附图，对于本领域普通技术人员而言，电机的这些特征和优点以及其他特征和优点将变得更加清楚。尽管希望提供一种具有提供这些有利特征或对于阅读本公开的人来说是清楚的其他有利特征中的一个或多个有利特征的绕组布置的电机，但本文公开的教导扩展到落入所附权利要求的范围内的那些实施方式，而与它们是否包括或实现本文提及的一个或多个优点或特征无关。

技术实现思路

[0008]在至少一个实施方式中，用于电机的定子包括定子芯体和位于定子芯体上的绕组。定子芯体包括限定多个槽的多个齿。绕组包括用于绕组的每相的多个平行路径，每个平行路径包括(i)设置在定子芯体的第一轴向端部上的多个第一端部回路、(ii)通过槽延伸的多个导体以及(iii)设置在定子芯体的第二轴向端部上的多个第二端部回路。多个导体在槽中分层设置，其中层包括总层数(L)，所述层包括至少两个内层、两个中间层和至少两个外层，其中L/2是奇数整数。第一端部回路和第二端部回路限定共同节距(CP)。与中间层相关联的第一端部回路和第二端部回路在在第一轴向端部上具有等于CP+1的节距和在第二轴向端部上具有等于CP
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1的节距之间交替。
[0009]在至少一个实施方式中，用于定子绕组的多个导体连接在一起以提供每相的多个平行路径，每个相具有半
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全
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半相带。该绕组包括(i)设置在定子芯体的第一端部上的多个第一端部线匝、(ii)通过槽延伸的直线部分以及(iii)设置在定子芯体的第二端部上的多个第二端部线匝。绕组的直线部分在槽中分层设置，其中层包括总层数(L)，其中L大于5且L/2是奇数整数。这些层包括至少两个内层、两个中间层和至少两个外层。多个第一导体部分设置在至少两个内层中并形成绕定子芯体的多个第一绕线。多个第二导体部分设置在两个中间层中并形成绕定子芯体的多个第二绕线。多个第三导体部分设置在至少两个外层中并形成绕定子芯体的多个第三绕线。多个第一导体部分在定子芯体的第二端部上限定共同的内端部回路节距，多个第二导体部分在定子芯体的第二端部上限定共同的中间端部回路节距，并且多个第三导体部分在定子芯体的第二端部上限定共同的外端部回路节距，其中共同的内端部回路节距与共同的外端部回路节距相同，并且其中共同的中间端部回路节距和共同的内端部回路节距之间的差为1。
[0010]在至少一个另外的实施方式中，绕组包括(i)设置在定子芯体的第一端部上的多个第一端部线匝、(ii)通过槽延伸的直线部分以及(iii)设置在定子芯体的第二端部上的多个第二端部线匝。导体的直线部分在槽中分层设置，其中层包括总层数，这些层包括至少两个内层、至少两个外层和位于内层和外层之间的两个中间层。大部分第一端部线匝和大部分第二端部线匝具有共同节距(CP)，其中连接两个中间层的直线部分的大部分第一端部线匝具有CP+1的节距，并且连接两个中间层的直线部分的大部分第二端部线匝具有CP
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1的节距。
附图说明
[0011]图1是定子芯体的焊接端部的立体图，该定子芯体具有位于其上的分段导体绕组布置。
[0012]图2是用于形成图1的绕组布置的示例性分段导体的立体图。
[0013]图3是分段导体绕组布置的第一实施方式的表格视图，该分段导体绕组布置具有半
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全
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半相带和每槽八个导体，该绕组布置被构造为与图1的定子结合使用。
[0014]图4是分段导体绕组布置的第二实施方式的表格视图，该分段导体绕组布置具有半
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全
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半相带和每槽六个导体，该绕组布置被构造为与图1的定子结合使用。
[0015]图5A是在图4的绕组布置的第一槽层和第二槽层中使用的分段导体的立体图。
[0016]图5B是在图4的绕组布置的第三槽层和第四槽层中使用的分段导体的立体图。
[0017]图5C是在图4的绕组布置的第五槽层和第六槽层中使用的分段导体的立体图。
[0018]图6是图4的绕组布置的焊接端部处的导体的立体图。
[0019]图7是分段导体绕组布置的第三实施方式的表格视图，该分段导体绕组布置具有半
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全
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半相带和每槽六个导体，以及径向错位的跨接端部回路，该绕组布置被构造为与图1的定子结合使用。
[0020]图8是图7的绕组布置的焊接端部处的导体的立体图。
具体实施方式
[0021]本文公开了一种用于电机的定子。定子包括定子芯体，在定子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电机的定子，其包括：定子芯体，其包括限定多个槽的多个齿，所述定子芯体具有第一轴向端部和与所述第一轴向端部相对的第二轴向端部；以及位于所述定子芯体上的绕组，所述绕组包括用于所述绕组的每相的多个平行路径，每个平行路径包括(i)设置在所述定子芯体的所述第一轴向端部上的多个第一端部回路、(ii)通过所述槽延伸的多个导体以及(iii)设置在所述定子芯体的所述第二轴向端部上的多个第二端部回路；其中所述多个导体在所述槽中分层设置，其中所述层包括总层数(L)，所述层包括至少两个内层、两个中间层和至少两个外层，其中L/2是奇数整数；并且其中所述第一端部回路和所述第二端部回路限定共同节距(CP)，并且其中与所述中间层相关联的所述第一端部回路和所述第二端部回路在在所述第一轴向端部上具有等于CP+1的节距和在所述第二轴向端部上具有等于CP
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1的节距之间交替。2.根据权利要求1所述的定子，其中，所述共同节距由与所述至少两个内层和所述至少两个外层相关联的所述第一端部回路和所述第二端部回路限定。3.根据权利要求2所述的定子，其中，将所述两个中间层的一个导体连接至非中间层的一个导体的跨接端部回路具有等于CP的节距。4.根据权利要求1所述的定子，其中，所述层包括第一半连续层和第二半连续层，其中槽组的所述第一半连续层中的导体向所述第二半连续层中的导体左侧移动一个槽。5.根据权利要求1所述的定子，其中，所述绕组包括连接在一起形成所述绕组的多个分段导体，每个分段导体包括(i)设置在所述定子芯体的冠端部上的端部回路、(ii)通过所述槽延伸的两个分支以及(iii)在所述定子芯体的连接端部上从所述槽中伸出的两个分支端部；其中从所述槽的每个层延伸的每个分支端部具有与该分支端部从其延伸的层相关联的共同扭转度，其中所述共同扭转度等于槽的数量；其中与所述层中的至少一半相关联的共同扭转度是第一扭转度；并且其中与所述层中的至少一个相关联的共同扭转度是不同于所述第一扭转度的第二扭转度。6.根据权利要求1所述的定子，其中，所述层中的所述至少一个是在所述层中的所述至少一半之外的一组其余层的一部分。7.根据权利要求6所述的定子，其中，所述层中的所述至少一半恰好是所述层的一半，所述其余层中的至少两个层与所述第二扭转度相关联，并且所述其余层中的至少一个层与第三扭转度相关联，所述第三扭转度不同于所述第一扭转度和所述第二扭转度。8.根据权利要求6所述的定子，其中，所述层中的所述至少一半多于所述层的一半，并且所述其余层中的至少两个层与所述第二扭转度相关联，并且所述第二扭转度是代表槽整数和槽分数的混合数。9.根据权利要求5所述的定子，其中，所述层中的所述至少一个是单层，并且所述层中的所述至少一半包括除所述单层之外的所有层。10.根据权利要求5所述的定子，其中，每个分支端部还包括末端部分，并且成对的末端部分在所述定子芯体的所述连接端部上连接在一起，以在所述绕组的所述连接端部上形成
端部回路。11.根据权利要求10所述的定子，其中，与所述绕组的跨接端部回路相关联的所述末端部分在径向方向上对齐。12.根据权利要求10所述的定子，其中，与所述绕组的跨接端部回路相关联的所述末端部分在径向方向上错位。13.根据权利要求10所述的定子，其中，与所述成对的末端部分中的一对相关联的一对分支端部的两个共同扭转度组合以在所述芯体的所述连接端部上限定所述一对分支端部的端部回路节距，其中所述层包括两个内层、两个中间层和两个外层，并且其中设置在所述两个内层中的第一组分段导体形成绕所述定子芯体的第一绕线，设置在所述两个中间层中的第二组分段导体形成绕所述定子芯体的第二绕线，并且设置在所述两个外层中的第三组分段导体形成绕所述定子芯体的第三绕线，并且其中第一跨接端...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯克，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：