【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交流电机制造，具体涉及一种径向磁通交流电机定子绕组的连接方法。
技术介绍
1、对于传统的径向磁通交流电机来说，其定子绕组大多采用等规格导体串联或并联连接，同一槽内的各层导体中流过的电流幅值一般相等，定子槽内不同层导体产生的直流损耗相同。随着电流频率的增加，由于电流的趋肤效应和临近效应以及电机内部交变磁场的共同作用，电机定子槽内不同导体的交流损耗差异显著，靠近槽口附近的导体的损耗显著高于槽内其他层导体。同时，对于采用多股并联的散嵌圆线绕组，槽口附近漏磁场引起的绕组并绕股线环流问题严重，槽口附近导体的交流损耗显著高于槽内其他部位。采用利兹线、换位绕组等技术虽可降低槽内导体的交流损耗与不同层导体间的损耗差异，但对电机的槽满率与直流电阻有较大影响，也可能限制交流电机的运行效率，因此在对电机的效率要求较高的应用场景存在一定局限性。
2、另一方面，由于定子靠近槽口附近导体的散热路径长，散热条件较槽底部导体更为恶劣，因此定子槽口附近的绕组是电机内部发热最为严重的部位，也是导致过热失效的最主要部位。而现有技术中所采用自然冷却、机壳水冷与电机内部直接油冷等的冷却方式，在电机内部不同位置的冷却条件和实际冷却能力方面却存在较大的差异。以定子端部绕组喷油或淋油为例，靠近定子槽底部(定子外径测)的绕组冷却效能显著高于靠近定子槽口处的绕组，加之电机定子槽口附近导体的交流损耗高，槽口附近导体的局部过热问题仍难以有效解决。在部分现有技术中如专利cn116388644a、cn109495054a、cn109742907a等，通过在电机内
3、由此可见，如何改善径向磁通交流电机内部的绕组损耗及其分布特性，降低由于损耗及冷却能力分布不均衡引起的绕组局部过热问题，这是交流电机发展中面临的重要问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，针对本领域中所存在的技术问题，本专利技术提供了一种径向磁通交流电机定子绕组的连接方法，包括：
2、步骤一、将电机定子槽按照相数划分相带，确定每相绕组所占据的槽位置；
3、步骤二、针对欲在定子槽内设置的m+n层导体，将相对靠近槽底部的m层导体设计为第一等效定子，将相对靠近槽口附近的n层导体则设计为第二等效定子；
4、步骤三、针对第一等效定子和第二等效定子分别设计对应的绕组连接排布方式，以及各等效定子的每相中分别包含的若干并联支路；第一等效定子与第二等效定子每相所包含的并联支路数不相等；
5、步骤四、按照步骤三所设计的绕组连接排布方式在定子槽内绕线分别形成第一等效定子与第二等效定子，并使这两个等效定子的同相绕组串联连接，同相的另外两端分别作为相绕组的输入端与输出端。
6、进一步地，第一等效定子每相所包含的并联支路数a1小于第二等效定子每相所包含的并联支路数a2。
7、进一步地，针对电机所采用的不同冷却条件，将第一等效定子与第二等效定子的具体并联支路数a1与a2以及两者的比值k(k＝a1/a2＜1)分别基于以下规则确定：
8、①自然冷却条件下，1/2＜k＜1；
9、②机壳水冷(定子绕组端部采用或不采用灌封胶灌封)条件下，1/3＜k＜1；
10、③电机内部直接油冷的条件下，包括但不限于定子喷油或淋油、转子甩油、定子浸没式冷却，1/4＜k＜1。
11、进一步地，针对电流频率相对较低的电机应用场景，第二等效定子选用电阻率相对较低的导体材料；针对电流频率相对较高的电机应用场景，第二等效定子则选用电阻率相对较高的导体材料。
12、进一步地，定子槽形状可选用平行槽、阶梯槽、梨形槽、梯形槽等槽型中的任意一种；在选用阶梯槽时，具体将第一等效定子与第二等效定子分别设置于槽内的不同阶梯位置处。
13、进一步地，定子槽内的导体采用相同或不同截面形状和/或尺寸的导体；导体具体选用圆形导体、矩形导体、利兹线等的其中一种或几种的组合。
14、进一步地，在基于上述方法连接得到整数槽分布形式的扁线发卡绕组时，具体将第一等效定子和第二等效定子同相的引出线布置在发卡端或焊接端，两等效定子的连接线布置在引出线的同一侧。
15、进一步地，第一等效定子与第二等效定子同相之间的连接线具体采用跨接导线或busbar铜排。
16、相应地，本专利技术还提供了一种电机，其采用上述本专利技术所提供的径向磁通交流电机定子绕组的连接方法制造。
17、上述本专利技术所提供的径向磁通交流电机定子绕组的连接方法，通过将电机定子槽内的不同层绕组导体设计成两个串联可同时工作的等效定子，并对两等效定子分别设计各自所包含的并联支路数、导体布置形式，同时选用适合的导体材料、定子槽形状、出线与连线形式等，从而能够实现电子内部绕组交直流损耗分布的调控与优化，使不同的电机冷却方式都能充分发挥散热效果，因此尤其适用于大功率、宽调速、高功率密度要求的交流电机应用场景。本专利技术的方法对于整数槽和分数槽绕组均能良好适用，因而具有更广泛的实用性。
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1.一种径向磁通交流电机定子绕组的连接方法，其特征在于：包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：第一等效定子每相所包含的并联支路数a1小于第二等效定子每相所包含的并联支路数a2。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：针对电机所采用的不同冷却条件，将第一等效定子与第二等效定子的具体并联支路数a1与a2以及两者的比值k(k＝a1/a2＜1)分别基于以下规则确定：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：针对电流频率相对较低的电机应用场景，第二等效定子选用电阻率相对较低的导体材料；针对电流频率相对较高的电机应用场景，第二等效定子则选用电阻率相对较高的导体材料。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：定子槽形状选用包括平行槽、阶梯槽、梨形槽、梯形槽的槽型中的任意一种；在选用阶梯槽时，具体将第一等效定子与第二等效定子分别设置于槽内的不同阶梯位置处。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：定子槽内的导体采用相同或不同截面形状和/或尺寸的导体；导体具体选用包括圆形导体、矩形导体、利兹线的其中一种或几种的组合。
<...【技术特征摘要】
1.一种径向磁通交流电机定子绕组的连接方法，其特征在于：包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：第一等效定子每相所包含的并联支路数a1小于第二等效定子每相所包含的并联支路数a2。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：针对电机所采用的不同冷却条件，将第一等效定子与第二等效定子的具体并联支路数a1与a2以及两者的比值k(k＝a1/a2＜1)分别基于以下规则确定：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：针对电流频率相对较低的电机应用场景，第二等效定子选用电阻率相对较低的导体材料；针对电流频率相对较高的电机应用场景，第二等效定子则选用电阻率相对较高的导体材料。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：定子槽形状选用包括平行槽、阶梯槽、梨形槽、梯形槽的槽型...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨永喜，李军求，张承宁，张硕，赵越，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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