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一种扁线立绕电机绕组、电机定子和扁线立绕电机


技术摘要:
本发明提供了一种扁线立绕电机绕组、电机定子和扁线立绕电机,扁线立绕电机绕组的每相立绕线圈组包括M个立绕线圈单元,M≥2,且M为整数;每个立绕线圈单元包括:N个立绕线圈、N‑1个长跨线、1个进线端以及1个出线端;长跨线跨越的定子铁芯的齿部数量P大于2,且对于立绕  全部
背景技术:
随着新能源汽车的不断发展,对汽车提供主要动力源的电机部分要求越来越高, 特别在新能源乘用车领域在空间越来越紧凑的情况下要求电机的转矩及功率越来越高。因 此如何用更小的体积实现转矩及功率密度的最大化成为电机设计的难点及挑战。 目前市场上应用比较广泛的是拼块式集中绕组,拼块式集中绕组相比其他种类电 机的优势是端部绕组高度相对较低,但是其缺点也很明显,主要包括:定子拼块工艺复杂、 拼块后尺寸一致性差、铁芯拼块降低电机性能;定子绕组单独的汇流排结构焊点多不可靠 且增加了绕组端部尺寸,同时汇流排结构增加了电机成本。 可以看出虽然拼块式集中绕组得到了广泛应用,但是如何发挥其优点的情况下避 免其缺点是电机设计的主要方向。
技术实现要素:
本发明提供一种扁线立绕电机绕组、电机定子和扁线立绕电机,扁线立绕电机绕 组的每一个并联支路都是由一组连续、完整的立绕线圈构成,整体电机只有引出线或中性 点各自汇聚在一起进行焊接(角接时无中性点),绕组无多余的焊点,减化了连接的复杂程 度,实现自动化生产;由于采用立式绕线,也大幅度减少了热阻,提高了散热能力,提升了电 机的扭矩密度。 本发明实施例提供了一种扁线立绕电机绕组,包括三相立绕线圈组;每相所述立 绕线圈组包括M个立绕线圈单元,M≥2,且M为整数; 其中,每个所述立绕线圈单元包括:N个立绕线圈、N-1个长跨线、1个进线端以及1 个出线端,N≥2,N=定子铁芯的槽数/3/n,n为所述扁线立绕电机绕组的并联支路数,且n> 2;两个所述立绕线圈之间形成一个所述长跨线; 所述立绕线圈单元的所述立绕线圈的卷绕方向与形成所述长跨线的方向一致或 相反; 所述长跨线跨越的定子铁芯的齿部数量P大于2。 进一步地,每个所述立绕线圈包括多个第一槽内部分、多个第二槽内部分以及多 个转弯部,多个所述第一槽内部分与多个所述第二槽内部分设置于定子铁芯上相邻的两个 槽内; 所述转弯部的形状包括:形成所述转弯部的各直线段均相切的圆弧,其中,所述转 弯部的转弯半径R=(2*t w x)/2,R为所述转弯部的转弯半径,t为绝缘纸厚度,w为所述齿 部的宽度,x为槽内部分与所述齿部之间的间隙变量; 或者,所述转弯部的形状还包括:形成所述转弯部的各直线段相切的带圆角矩形; 4 CN 111614183 A 说 明 书 2/7 页 或者,所述转弯部的形状还包括:形成所述转弯部的各直线段不相切的劣弧。 进一步地,每个所述立绕线圈单元由线圈导体卷绕一个所述齿部,形成第1个立绕 线圈,并间隔预设距离卷绕另一个所述齿部,形成第2个立绕线圈,直至形成第P个立绕线 圈; 其中,所述预设距离为所述跨线的长度,所述预设距离=极距*2D,D为常数,且D≥ 1,D为整数。 进一步地,所述扁线立绕电机绕组的并联支路数为2,所述立绕线圈单元的所述跨 线距离为极距*2。 进一步地,定子铁芯的槽数为30,所述扁线立绕电机绕组的并联支路数n=2,每相 所述立绕线圈组中的所述立绕线圈单元数量M=2; 所述立绕线圈单元由线圈导体卷绕一个所述齿部,形成所述立绕线圈单元的第1 个立绕线圈,并间隔极距*2的距离卷绕另一个所述齿部,形成所述立绕线圈单元的第2个立 绕线圈,直至形成所述立绕线圈单元的第5个立绕线圈。 进一步地,每个所述立绕线圈单元的所述进线端连接相引出线,所述出线端连接 中性点;或者,每个所述立绕线圈单元的所述进线端连接中性点,所述出线端连接相引出 线。 进一步地,每相所述立绕线圈组中的每个所述立绕线圈单元的所述进线端均相连 接,形成一相的进线端,每个所述立绕线圈单元的所述出线端均相连接,形成一相的出线 端; 三相所述立绕线圈组中,U相的所述进线端与V相的所述出线端相连接,V相的所述 进线端与W相的所述出线端相连接,W相的所述进线端与U相的所述出线端相连接,任意两相 的所述出线端与所述进线端相连接的位置连接相引出线。 本发明实施例还提供了一种电机定子,包括:定子铁芯和上述任一实施例所述的 扁线立绕电机绕组; 所述定子铁芯呈圆筒状,包括Q个齿部以及多个T型槽楔;Q个所述齿部向径向内侧 延伸且沿圆周方均匀分布,相邻两个所述齿部形成一个槽,所述槽的数量为Q,Q为3的倍数, 且Q为整数;所述T型槽楔设置于同一个所述槽内的相邻两个立绕线圈之间; 所述扁线立绕电机绕组由线圈导体根据预设规律卷绕所述齿部形成,其中,所述 扁线立绕电机绕组包括三相立绕线圈组,每相所述立绕线圈组包括M个立绕线圈单元,M≥ 2,且M为整数;每个所述立绕线圈单元包括N个立绕线圈、N-1个长跨线、1个进线端以及1个 出线端,N≥2,N=Q/3/n,n为所述扁线立绕电机绕组的并联支路数,且n>2。 进一步地,所述定子铁芯还包括绝缘纸;所述绝缘纸设置于所述槽内,并包裹所述 立绕线圈;所述绝缘纸在所述槽内采用三面围绕的形式包裹所述立绕线圈,或者,所述绝缘 纸在所述槽内采用四面围绕的形式包裹所述立绕线圈。 本发明实施例还提供了一种扁线立绕电机,包括上述任一实施例所述的电机定 子。 本发明提供了一种扁线立绕电机绕组、电机定子和扁线立绕电机,扁线立绕电机 绕组的每相立绕线圈组包括M个立绕线圈单元;每个立绕线圈单元包括:N个立绕线圈、N-1 个长跨线、1个进线端以及1个出线端,N≥2,N=定子铁芯的槽数/3/n,n为扁线立绕电机绕 5 CN 111614183 A 说 明 书 3/7 页 组的并联支路数,且n>2;两个立绕线圈之间形成一个长跨线;长跨线跨越的定子铁芯的齿 部数量P大于2。本申请提供的扁线立绕电机绕组的每一个并联支路都是由一组连续、完整 的立绕线圈构成,整体电机只有引出线或中性点各自汇聚在一起进行焊接(角接时无中性 点),绕组无多余的焊点,减化了连接的复杂程度,实现自动化生产;由于采用立式绕线,也 大幅度减少了热阻,提高了散热能力,提升了电机的扭矩密度。 附图说明 图1是本发明实施例提供的一种两并联支路的电机定子的结构图; 图2是本发明实施例提供的一种两并联支路的电机定子的一相电机绕组的结构示 意图; 图3是本发明实施例提供的两并联支路的电机定子中立绕线圈单元的示意图; 图4是本发明实施例提供的一种立绕线圈的示意图; 图5(a)是本发明实施例提供的一种转弯部的示意图; 图5(b)是本发明实施例提供的另一种转弯部的示意图; 图5(c)是本发明实施例提供的又一种转弯部的示意图; 图6是本发明实施例提供的立绕线圈间隙的示意图; 图7是本发明实施例提供的又一种两并联支路的电机定子的结构图; 图8是本发明实施例提供的T型槽楔的示意图; 图9(1)是本发明实施例提供的绝缘纸三面围绕立绕线圈的示意图; 图9(2)是本发明实施例提供的一种绝缘纸的示意图; 图9(3)是本发明实施例提供的绝缘纸四面围绕立绕线圈的示意图; 图9(4)是本发明实施例提供的又一种绝缘纸的示意图。
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