一种扁线电机定子、扁线电机及车辆制造技术

本发明专利技术公开了一种扁线电机定子，包括定子绕组和定子铁芯，定子铁芯的周向设有多个铁芯槽，定子绕组包括多相相绕组，各相绕组包括一组或多组并联的绕组线路，每组绕组线路包括并联的支路，各支路均包括在定子铁芯的周向依次布置的线圈，各铁芯槽中各线圈依次叠加m层，各支路的线圈连接顺序为从铁芯槽3的最内层到最外层再从最外层到最内层，n层到n+1层中的线圈，从n层斜着连接到n+1层再从n+1层斜着连接到n层，n+1层到n层中的线圈，从n+1层斜着连接到n层再从n层斜着连接到n+1层，n为奇数，m为正整数。一种扁线电机，包括扁线电机定子。一种车辆，包括扁线电机。本扁线电机定子、扁线电机及车辆对称性好、减少损耗、增大效率及提高使用寿命。寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种扁线电机定子、扁线电机及车辆


[0001]本专利技术涉及电机
，尤其涉及一种扁线电机定子、扁线电机及车辆。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车技术的快速发展，驱动电机作为电动汽车的关键执行部件之一，其性能要求越来越高。目前高速化、轻量化、高效率已经成为驱动电机发展趋势，对电机的功率密度、高效区、散热能力有着更高的要求。
[0003]定子绕组可分为圆线和扁线，扁线电机与圆线电机的区别在于铜线的成形方式，扁线有利于电机槽满率的提升，一般圆线电机的槽满率为50％左右，而扁线电机的槽满率能达到70％以上。槽满率的提升意味着在空间不变的前提下，可以填充更多的铜，电机的电阻减小，相同电流下，铜损耗减小。对比圆线电机，扁线电机槽内的铜导体之间接触面积大，散热效果更好。
[0004]扁线电机绕组排布及连接方式是该种电机设计的难点之一，现有的线圈排布方式一般存在以下几个问题：
[0005]1)存在绕组支路不对称的问题。若不能保证各支路对称，则电机反电势、电阻、电感等存在差异，形成电机环流，导致电机损耗增加，效率降低，同时引起电机局部过热。
[0006]2)绕组连接形式较为复杂，很难保证定子绕组实现支路数为3、6的每条支路的对称，且很难实现绕组层数为奇数层。
[0007]3)线圈种类数多，存在较多的异性线圈，异性线圈的存在将增加线圈制造难度，使绕组的制造成本高，生产效率低，不利于批量化生产。
[0008]4)常规扁线电机绕组引出线、中性点连接等需要结构复杂的汇流排，且汇流排高度会高出绕组端部高度，使得电机轴向长度增加。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种对称性好、减少损耗、增大效率以及提高使用寿命的扁线电机定子、扁线电机及车辆。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]一种扁线电机定子，包括定子绕组和定子铁芯，所述定子铁芯的周向设有多个铁芯槽，所述定子绕组包括多相相绕组，各所述相绕组包括一组或多组并联的绕组线路，每组绕组线路包括三个或者六个并联的支路，各所述支路均包括在定子铁芯的周向铁芯槽上依次布置且相互串联的线圈，各所述铁芯槽中各线圈在铁芯槽的深度方向依次叠加m层，各支路的线圈连接顺序为从铁芯槽3的最内层到最外层再从最外层到最内层，所述n层到n+1层中的线圈，从n层斜着连接到n+1层再从n+1层斜着连接到n层，所述n+1层到n层中的线圈，从n+1层斜着连接到n层再从n层斜着连接到n+1层，所述n为奇数，所述m为正整数。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进：
[0013]所述线圈包括线圈主体和弯折部，所述线圈主体包括两根相互平行布置的穿槽部
和连接于两根穿槽部一端的连接部，所述弯折部位于两根穿槽部的另一端并形成焊接端，如m为偶数，各所述线圈的两根穿槽部分别位于两相邻层；如m为奇数，位于最外层内侧的线圈的两根穿槽部分别位于两相邻层，位于最外层的线圈的两根穿槽部位于同一层，或者位于最内层外侧的线圈的两根穿槽部分别位于两相邻层，位于最内层的线圈的两根穿槽部位于同一层。
[0014]所述m为偶数，各所述铁芯槽中均穿设两条不同的支路，两个所述支路的线圈在铁芯槽中交替设置。
[0015]各所述绕组线路的六个并联的支路分别设为第一支路A、第二支路B、第三支路C、第四支路D、第五支路E和第六支路F，所述第一支路A包括线圈A1
‑
a2、A3
‑
a4、A5
‑
a6、A7
‑
a8、A9
‑
a10、A11
‑
a12、A13
‑
a14、A15
‑
a16、A17
‑
a18，所述第二支路B包括线圈B1
‑
b2、B3
‑
b4、B5
‑
b6、B7
‑
b8、B9
‑
b10、B11
‑
b12、B13
‑
b14、B15
‑
b16、B17
‑
b18，所述第三支路C包括线圈C1
‑
c2、C3
‑
c4、C5
‑
c6、C7
‑
c8、C9
‑
c10、C11
‑
c12、C13
‑
c14、C15
‑
c16、C17
‑
c18，所述第四支路D包括线圈D1
‑
d2、D3
‑
d4、D5
‑
d6、D7
‑
d8、D9
‑
d10、D11
‑
d12、D13
‑
d14、D15
‑
d16、D17
‑
d18，所述第五支路E包括线圈E1
‑
e2、E3
‑
e4、E5
‑
e6、E7
‑
e8、E9
‑
e10、E11
‑
e12、E13
‑
e14、E15
‑
e16、E17
‑
e18，所述第六支路F包括线圈F1
‑
f2、F3
‑
f4、F5
‑
f6、F7
‑
f8、F9
‑
f10、F11
‑
f12、F13
‑
f14、F15
‑
f16、F17
‑
f18；
[0016]线圈A1
‑
a2、A3
‑
a4、A5
‑
a6的两根穿槽部分别位于铁芯槽内槽底沿槽口方向上的第1层和第2层，线圈A7
‑
a8、A9
‑
a10、A11
‑
a12的两根穿槽部分别位于铁芯槽内槽底沿槽口方向上的第3层和第4层，线圈A13
‑
a14、A15
‑
a16、A17
‑
a18的两根穿槽部分别位于铁芯槽内槽底沿槽口方向上的第5层和第6层，以此类推，直到第一支路A线圈的两根穿槽部分别位于铁芯槽内槽底沿槽口方向上的第m
‑
1层和第m层；
[0017]A1
‑
a2在焊接端与A3
‑
a4连接，A3
‑
a4线圈在焊接端与A5
‑
a6连接，A5
‑
a6在焊接端与A7
‑
a8连接，A7
‑
a8在焊接端与A9
‑
a10连接，A9
‑
a10在焊接端与A11
‑
a12连接，A11
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扁线电机定子，包括定子绕组(1)和定子铁芯(2)，所述定子铁芯(2)的周向设有多个铁芯槽(3)，所述定子绕组(1)包括多相相绕组，其特征在于：各所述相绕组包括一组或多组并联的绕组线路，每组绕组线路包括三个或者六个并联的支路，各所述支路均包括在定子铁芯(2)的周向铁芯槽上依次布置且相互串联的线圈，各所述铁芯槽(3)中各线圈在铁芯槽(3)的深度方向依次叠加m层，各支路的线圈连接顺序为从铁芯槽3的最内层到最外层再从最外层到最内层，所述n层到n+1层中的线圈，从n层斜着连接到n+1层再从n+1层斜着连接到n层，所述n+1层到n层中的线圈，从n+1层斜着连接到n层再从n层斜着连接到n+1层，所述n为奇数，所述m为正整数。2.根据权利要求1所述的扁线电机定子，其特征在于：所述线圈包括线圈主体(11)和弯折部(12)，所述线圈主体(11)包括两根相互平行布置的穿槽部(111)和连接于两根穿槽部(111)一端的连接部(112)，所述弯折部(12)位于两根穿槽部(111)的另一端并形成焊接端，如m为偶数，各所述线圈的两根穿槽部(111)分别位于两相邻层；如m为奇数，位于最外层内侧的线圈的两根穿槽部(111)分别位于两相邻层，位于最外层的线圈的两根穿槽部(111)位于同一层，或者位于最内层外侧的线圈的两根穿槽部分别位于两相邻层，位于最内层的线圈的两根穿槽部位于同一层。3.根据权利要求2所述的扁线电机定子，其特征在于：所述m为偶数，各所述铁芯槽(3)中均穿设两条不同的支路，两个所述支路的线圈在铁芯槽(3)中交替设置。4.根据权利要求3所述的扁线电机定子，其特征在于：各所述绕组线路的六个并联的支路分别设为第一支路A、第二支路B、第三支路C、第四支路D、第五支路E和第六支路F，所述第一支路A包括线圈A1
‑
a2、A3
‑
a4、A5
‑
a6、A7
‑
a8、A9
‑
a10、A11
‑
a12、A13
‑
a14、A15
‑
a16、A17
‑
a18，所述第二支路B包括线圈B1
‑
b2、B3
‑
b4、B5
‑
b6、B7
‑
b8、B9
‑
b10、B11
‑
b12、B13
‑
b14、B15
‑
b16、B17
‑
b18，所述第三支路C包括线圈C1
‑
c2、C3
‑
c4、C5
‑
c6、C7
‑
c8、C9
‑
c10、C11
‑
c12、C13
‑
c14、C15
‑
c16、C17
‑
c18，所述第四支路D包括线圈D1
‑
d2、D3
‑
d4、D5
‑
d6、D7
‑
d8、D9
‑
d10、D11
‑
d12、D13
‑
d14、D15
‑
d16、D17
‑
d18，所述第五支路E包括线圈E1
‑
e2、E3
‑
e4、E5
‑
e6、E7
‑
e8、E9
‑
e10、E11
‑
e12、E13
‑
e14、E15
‑
e16、E17
‑
e18，所述第六支路F包括线圈F1
‑
f2、F3
‑
f4、F5
‑
f6、F7
‑
f8、F9
‑
f10、F11
‑
f12、F13
‑
f14、F15
‑
f16、F17
‑
f18；线圈A1
‑
a2、A3
‑
a4、A5
‑
a6的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第1层和第2层，线圈A7
‑
a8、A9
‑
a10、A11
‑
a12的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第3层和第4层，线圈A13
‑
a14、A15
‑
a16、A17
‑
a18的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第5层和第6层，以此类推，直到第一支路A线圈的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m
‑
1层和第m层；A1
‑
a2在焊接端与A3
‑
a4连接，A3
‑
a4线圈在焊接端与A5
‑
a6连接，A5
‑
a6在焊接端与A7
‑
a8连接，A7
‑
a8在焊接端与A9
‑
a10连接，A9
‑
a10在焊接端与A11
‑
a12连接，A11
‑
a12在焊接端与A13
‑
a14连接，A13
‑
a14在焊接端与A15
‑
a16连接，A15
‑
a16在焊接端与A17
‑
a18连接，以此类推；线圈B1
‑
b2、B3
‑
b4、B5
‑
b6的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第1层和第2层，线圈B7
‑
b8、B9
‑
b10、B11
‑
b12的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第3层和第4层，线圈B13
‑
b14、B15
‑
b16、B17
‑
b18的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第5层和第6层，以此类推，直到第二支路B线圈的两
根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m
‑
1层和第m层；B1
‑
b2在焊接端与B3
‑
b4连接，B3
‑
b4线圈在焊接端与B5
‑
b6连接，B5
‑
b6在焊接端与B7
‑
b8连接，B7
‑
b8在焊接端与B9
‑
b10连接，B9
‑
b10在焊接端与B11
‑
b12连接，B11
‑
b12在焊接端与B13
‑
b14连接，B13
‑
b14在焊接端与B15
‑
b16连接，B15
‑
b16在焊接端与B17
‑
b18连接，以此类推；线圈C1
‑
c2、C3
‑
c4、C5
‑
c6的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第1层和第2层，线圈C7
‑
c8、C9
‑
c10、C11
‑
c12的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第3层和第4层，线圈C13
‑
c14、C15
‑
c16、C17
‑
c18的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第5层和第6层，以此类推，直到第三支路C线圈的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m
‑
1层和第m层；C1
‑
c2在焊接端与C3
‑
c4连接，C3
‑
c4线圈在焊接端与C5
‑
c6连接，C5
‑
c6在焊接端与C7
‑
c8连接，C7
‑
c8在焊接端与C9
‑
c10连接，C9
‑
c10在焊接端与C11
‑
c12连接，C11
‑
c12在焊接端与C13
‑
c14连接，C13
‑
c14在焊接端与C15
‑
c16连接，C15
‑
c16在焊接端与C17
‑
c18连接，以此类推；线圈D1
‑
d2、D3
‑
d4、D5
‑
d6的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m层和第m
‑
1层，线圈D7
‑
d8、D9
‑
d10、D11
‑
d12的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m
‑
2层和第m
‑
3层，线圈D13
‑
d14、D15
‑
d16、D17
‑
d18的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m
‑
4层和第m
‑
5层，以此类推，直到第四支路D线圈的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第2层和第1层；D1
‑
d2在焊接端与D3
‑
d4连接，D3
‑
d4线圈在焊接端与D5
‑
d6连接，D5
‑
d6在焊接端与D7
‑
d8连接，D7
‑
d8在焊接端与D9
‑
d10连接，D9
‑
d10在焊接端与D11
‑
d12连接，D11
‑
d12在焊接端与D13
‑
d14连接，D13
‑
d14在焊接端与D15
‑
d16连接，D15
‑
d16在焊接端与D17
‑
d18连接，以此类推；线圈E1
‑
e2、E3
‑
e4、E5
‑
e6的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m层和第m
‑
1层，线圈E7
‑
e8、E9
‑
e10、E11
‑
e12的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m
‑
2层和第m
‑
3层，线圈E13
‑
e14、E15
‑
e16、E17
‑
e18的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m
‑
4层和第m
‑
5层，以此类推，直到第五支路E线圈的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第2层和第1层；E1
‑
e2在焊接端与E3
‑
e4连接，E3
‑
e4线圈在焊接端与E5
‑
e6连接，E5
‑
e6在焊接端与E7
‑
e8连接，E7
‑
e8在焊接端与E9
‑
e10连接，E9
‑
e10在焊接端与E11
‑
e12连接，E11
‑
e12在焊接端与E13
‑
e14连接，E13
‑
e14在焊接端与E15
‑
e16连接，E15
‑
e16在焊接端与E17
‑
e18连接，以此类推；线圈F1
‑
f2、F3
‑
f4、F5
‑
f6的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m层和第m
‑
1层，线圈F7
‑
f8、F9
‑
f10、F11
‑
f12的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m
‑
2层和第m
‑
3层，线圈F13
‑
f14、F15
‑
f16、F17
‑
f18的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m
‑
4层和第m
‑
5层，以此类推，直到第六支路F线圈的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第2层和第1层；F1
‑
f2在焊接端与F3
‑
f4连接，F3
‑
f4线圈在焊接端与F5
‑
f6连接，F5
‑
f6在焊接端与F7
‑
f8连接，F7
‑
f8在焊接端与F9
‑
f10连接，F9
‑
f10在焊接端与F11
‑
f12连接，F11
‑
f12在焊接端
与F13
‑
f14连接，F13
‑
f14在焊接端与F15
‑
f16连接，F15
‑
f16在焊接端与F17
‑
f18连接，以此类推；线圈连接顺序从第1层依次到第m层，再从第m层依次到第1层，如此循环往复；所述第一支路A和第二支路B的线圈节距依次为y、y、y
‑
3，第三支路C的线圈节距依次为y
‑
3、y、y，所述第四支路D的线圈节距依次为y
‑
3、y、y，第五支路E和第六支路F的线圈节距依次为y、y、y
‑
3，所述y为正整数。5.根据权利要求2所述的扁线电机定子，其特征在于：各所述线圈的所在的两个铁芯槽(3)中，一个铁芯槽(3)中穿设一条支路，另一铁芯槽(3)中穿设有两条不同支路，两个不同支路的线圈在铁芯槽(3)中交替设置。6.根据权利要求5所述的扁线电机定子，其特征在于：所述m为偶数，各所述绕组线路的三个并联的支路分别设为第一支路A、第二支路B和第三支路C，所述第一支路A包括线圈A1
‑
a2、A3
‑
a4、A5
‑
a6、A7
‑
a8、A9
‑
a10、A11
‑
a12、A13
‑
a14、A15
‑
a16、A17
‑
a18，所述第二支路B包括线圈B1
‑
b2、B3
‑
b4、B5
‑
b6、B7
‑
b8、B9
‑
b10、B11
‑
b12、B13
‑
b14、B15
‑
b16、B17
‑
b18，所述第三支路C包括线圈C1
‑
c2、C3
‑
c4、C5
‑
c6、C7
‑
c8、C9
‑
c10、C11
‑
c12、C13
‑
c14、C15
‑
c16、C17
‑
c18；线圈A1
‑
a2、A3
‑
a4、A5
‑
a6的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第1层和第2层，线圈A7
‑
a8、A9
‑
a10、A11
‑
a12的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第3层和第4层，线圈A13
‑
a14、A15
‑
a16、A17
‑
a18的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第5层和第6层，以此类推，直到线圈A(6m/2
‑
5)
‑
a(6m/2
‑
4)、A(6m/2
‑
3)
‑
a(6m/2
‑
2)、A(6m/2
‑
1)
‑
a(6m/2)的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m
‑
1层和第m层；线圈A(6m/2+1)
‑
a(6m/2+2)、A(6m/2+3)
‑
a(6m/2+4)、A(6m/2+5)
‑
a(6m/2+6)的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m层和第m
‑
1层，线圈A(6m/2+7)
‑
a(6m/2+8)、A(6m/2+9)
‑
a(6m/2+10)、A(6m/2+11)
‑
a(6m/2+12)的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m
‑
2层和第m
‑
3层，以此类推，直到线圈A(6m
‑
5)
‑
a(6m
‑
4)、A(6m
‑
3)
‑
a(6m
‑
2)、A(6m
‑
1)
‑
a(6m)的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第2层和第1层；A1
‑
a2在焊接端与A3
‑
a4连接，A3
‑
a4线圈在焊接端与A5
‑
a6连接，A5
‑
a6在焊接端与A7
‑
a8连接，A7
‑
a8在焊接端与A9
‑
a10连接，A9
‑
a10在焊接端与A11
‑
a12连接，A11
‑
a12在焊接端与A13
‑
a14连接，A13
‑
a14在焊接端与A15
‑
a16连接，A15
‑
a16在焊接端与A17
‑
a18连接，以此类推；线圈B1
‑
b2、B3
‑
b4、B5
‑
b6的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第1层和第2层，线圈B7
‑
b8、B9
‑
b10、B11
‑
b12的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第3层和第4层，线圈B13
‑
b14、B15
‑
b16、B17
‑
b18的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第5层和第6层，以此类推，直到线圈B(6m/2
‑
5)
‑
b(6m/2
‑
4)、B(6m/2
‑
3)
‑
b(6m/2
‑
2)、B(6m/2
‑
1)
‑
b(6m/2)的两根穿槽部(111)分别位于铁芯槽(3)内槽底沿槽口方向上的第m
‑
1层和第m层；线圈B(6m/2+1)
‑
b(6m/2+2)、B(6m/2+3)
‑
b(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：史俊旭，胡明，陈致初，胡勇峰，石鸿佼，郑钦，胡华，吴江权，张鹏程，谢文强，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：