定子组件、电机和车辆
文献发布时间:2024-04-18 20:00:50
技术领域
本发明涉及电机技术领域,更具体地,涉及一种定子组件、电机和车辆。
背景技术
在相关技术中,定子绕组的种类较多,制作工序复杂,生产成本高,加工效率低,并且,定子绕组的磁路存在环路电流问题,增大了转矩波形,噪音较大,定子绕组存在局部温度过高的问题,增大了局部温度过高对电机的危害。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种定子组件,所述定子组件能够改善环路电流和局部温度过高问题。
本发明还提出一种具有上述定子组件的电机。
本发明还提出一种具有上述电机的车辆。
根据本发明实施例的定子组件,包括:定子铁芯,所述定子铁芯具有沿所述定子铁芯的周向排布的多个定子槽,每个所述定子槽具有在径向方向间隔开的M个槽层,其中M为大于等于3的奇数;定子绕组,所述定子绕组安装于所述定子铁芯且包括m相绕组,每相绕组包括至少一条支路,每条所述支路包括两个第一导体、以及串联于两个所述第一导体之间的至少一个第一导体组和/或至少一个第二导体组,所述第一导体组包括依次串联的至少一个第二导体和至少一个第三导体,所述第二导体组包括依次串联的至少一个所述第三导体、至少一个第四导体和至少一个所述第二导体,相邻两个导体组通过所述第三导体串联;其中,所述第一导体为I型导体且包括一个槽内部分,所述第一导体的所述槽内部分设于最内层或最外层所述槽层;所述第二导体、所述第三导体和所述第四导体均为U型导体且均包括两个槽内部分、连接两个所述槽内部分一端的折弯部、以及设于所述槽内部分另一端的连接部,所述第二导体的两个所述槽内部分位于不同所述定子槽的相邻所述槽层,且所述第二导体的两个所述槽内部分的所述连接部折弯方向相反,所述第三导体的两个所述槽内部分位于不同所述定子槽的最内层或最外层所述槽层,所述第四导体的两个所述槽内部分位于不同所述定子槽的相邻所述槽层,且所述第四导体的两个所述槽内部分的所述连接部的折弯方向相同。
根据本发明实施例的定子组件,通过每条支路包括两个第一导体、以及串联于两个第一导体之间的至少一个第一导体组和/或至少一个第二导体组,第一导体组包括依次串联的至少一个第二导体和至少一个第三导体,第二导体组包括依次串联的至少一个第三导体、至少一个第四导体和至少一个第二导体,相邻两个导体组通过第三导体串联,使定子绕组每相绕组各支路中的导体沿定子铁芯周向均匀分布,消除定子绕组中的环流,降低转矩波动和噪音,使定子绕组散热均匀,避免局部温度过高,有利于提升功率和扭矩,并且该定子组件简化了接线方式,进而有利于降低制作工艺复杂程度,降低生产成本,提高加工效率。
另外,根据本发明上述实施例的定子组件还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的一些实施例,每相绕组所包括支路数为a,每极每相对应所述定子槽的槽数为q,所述定子组件对应极数为p,所述第一导体的数量为2a,所述第四导体的数量为q,所述第二导体的数量为
根据本发明的一些实施例,位于同一所述槽层的两个所述槽内部分的所述连接部通过第一连接焊接部连接,位于相邻所述槽层的两个所述槽内部分的所述连接部通过第二连接焊接部连接,所述第一连接焊接部的数量为
根据本发明的一些实施例,每相绕组包括a条并联支路,且a条并联支路位于同一所述槽层的导体数相等,所述定子铁芯具有N个所述定子槽且适用于p极m相电机,在所述定子铁芯周向上相邻的N/pm个所述定子槽构成用于安装同一相绕组的定子槽组,a条并联支路位于同一所述定子槽组内的导体数相等。
根据本发明的一些实施例,所述定子组件适用于8极48槽三相的电机,每相包括两条并联支路,每条所述支路包括依次串联的所述第一导体、所述第一导体组、所述第三导体、所述第二导体组和所述第一导体。
根据本发明的一些实施例,所述定子组件适用于8极48槽三相的电机,每相包括单支路,所述支路包括依次串联的所述第一导体、所述第一导体组、所述第三导体、所述第二导体组、所述第三导体、所述第一导体组、所述第三导体、所述第二导体组和所述第一导体。
根据本发明的一些实施例,所述定子组件适用于8极48槽三相的电机,每相包括四条并联支路,其中两条所述支路包括依次串联的所述第一导体、所述第一导体组和所述第一导体;另两条所述支路包括依次串联的所述第一导体、所述第二导体组和所述第一导体。
根据本发明的一些实施例,每个所述定子槽具有M个槽层,所述第一导体组包括依次串联的(2M-2)个所述第二导体和一个所述第三导体;所述第二导体组包括依次串联的一个所述第三导体、一个所述第四导体和(2M-3)个所述第二导体。
根据本发明的一些实施例,每条支路中,其中一个所述第一导体的所述槽内部分的两端分别设有连接部和引线部,另一个所述第一导体的所述槽内部分的两端分别设有连接部和中性点部。
根据本发明的一些实施例,多相绕组的所述引线部和所述中性点部位于所述定子铁芯的轴向同一端,多相绕组的所述中性点部与同一中性点连接件相连。
根据本发明的一些实施例,所述中性点连接件包括沿所述定子铁芯周向延伸的弧形段和间隔设置于所述弧形段的多个连接端子,所述中性点部与所述连接端子对应焊接;或者,所述中性点连接件包括沿所述定子铁芯周向延伸的弧形段,所述弧形段设有至少一个凹部,所述中性点部与所述凹部焊接。
根据本发明实施例的电机包括根据本发明实施例的定子组件。
根据本发明实施例的车辆包括根据本发明实施例的电机。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明实施例的定子组件的结构示意图;
图2是根据本发明实施例的定子组件的结构示意图;
图3是根据本发明实施例的定子绕组的结构示意图;
图4是根据本发明实施例的一相绕组的结构示意图;
图5是根据本发明实施例的一条支路的结构示意图;
图6是根据本发明实施例的第一导体的结构示意图;
图7是根据本发明实施例的第二导体的结构示意图;
图8是根据本发明实施例的第三导体的结构示意图;
图9是根据本发明实施例的第四导体的结构示意图;
图10是根据本发明第一实施例的一相绕组的绕线示意图;
图11是根据本发明第二实施例的一相绕组的绕线示意图;
图12是根据本发明第三实施例的一相绕组的绕线示意图;
图13是根据本发明第四实施例的一相绕组的绕线示意图;
图14是根据本发明第五实施例的一相绕组的绕线示意图;
图15是根据本发明第六实施例的一相绕组的绕线示意图;
图16是根据本发明一些实施例的中性点连接件的结构示意图;
图17是根据本发明另一些实施例的中性点连接件的结构示意图;
图18是根据本发明实施例的车辆的示意图。
附图标记:
定子组件100;电机1000;车辆2000;
定子铁芯10;定子槽101;
定子绕组20;第一导体21;第二导体22;第三导体23;第四导体24;
槽内部分31;折弯部32;连接部33;焊接部34;引线部35;中性点部36;
第一连接焊接部41;第二连接焊接部42;
中性点连接件50;弧形段51;连接端子52;凹部53。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征,“多个”的含义是两个或两个以上,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
下面参考附图描述根据本发明实施例的定子组件100及具有其的电机1000。
根据本发明实施例的定子组件100可以适用于N槽p极m相的电机1000中,这里的槽数N可以为24、48、72等,相数m可以是三相、两相或单相,极数p可以是8极、4极等,可以根据具体适用的电机1000进行设定。
参照图1-图15所示,根据本发明实施例的定子组件100可以包括:定子铁芯10和定子绕组20。
具体而言,定子铁芯10具有沿定子铁芯10的周向排布的多个定子槽101,每个定子槽101具有在径向方向间隔开的M个槽层,其中M为大于等于3的奇数。例如:以每个定子槽101具有5个槽层为例,5个槽层包括沿径向由外向内依次排列的a、b、c、d、e各层。
这里,“槽层”是指定子槽101内能够布置导体的槽内部分31的位置,M个槽层表示定子槽101内能够单列布置M个导体的槽内部分31,所形成的定子组件100中,每个定子槽101内的导体层数为M。
具体地,定子铁芯10包括环状的轭部和多个轴向均匀分布在轭部内壁的齿部,每个齿部沿定子铁芯10的轴向贯通设置,相邻两个齿部之间形成一个定子槽101。定子铁芯10由多个层叠设置的硅钢片形成,定子铁芯10的轴向两端分别为电机插线端(如图1所示的上端)和电机焊接端(如图1所示的下端)。各导体可以通过电机插线端装入定子槽101内,并在电机焊接端进行连接。
定子绕组20安装于定子铁芯10,且定子绕组20包括m相绕组,以便在电相位上彼此不同。其中,每相绕组包括至少一条支路,在包括多条支路时,多条支路并联。如图10-图15所示,每条支路包括两个第一导体21和至少一个第一导体组;或者每条支路包括两个第一导体21和至少一个第二导体组;或者每条支路包括两个第一导体21、至少一个第一导体组和至少一个第二导体组。其中,第一导体组和第二导体组均串联在两个第一导体21之间,即两个第一导体21为对应支路的引线端和出线端的导体。换言之,每条支路包括两个第一导体21、以及串联于两个第一导体21之间的至少一个第一导体组和/或至少一个第二导体组。
如图10-图15所示,第一导体组包括依次串联的至少一个第二导体22和至少一个第三导体23,第二导体组包括依次串联的至少一个第三导体23、至少一个第四导体24和至少一个第二导体22。相邻两个导体组通过第三导体23串联,即同时包括一个第一导体组和一个第二导体组的实施例中,第一导体组和第二导体组之间通过第三导体23串联。
其中,如图1-图6所示,第一导体21为I型导体,且第一导体21包括一个槽内部分31,第一导体21的槽内部分31可以设于最内层槽层或最外层槽层。第一导体21的两端可以分别由定子铁芯10的轴向两端伸出,其中一端(如图1所示的上端)可以用于与其他导体焊接相连,另一端(如图1所示的下端)可以用作引线端或中性点端。由此,定子绕组20的焊接端和出线端分别位于定子铁芯10的轴向两侧,使焊接和与外部接线更方便。
如图1-图5和图7-图9所示,第二导体22、第三导体23和第四导体24均为U型导体,为结构相似的发卡线圈,且第二导体22、第三导体23和第四导体24均包括两个槽内部分31、一个折弯部32和两个连接部33。折弯部32连接两个槽内部分31的一端,每个槽内部分31的另一端设有连接部33。
其中,槽内部分31沿轴向穿设于定子槽101,连接部33可以沿着定子铁芯10的周向延伸。
第二导体22的两个槽内部分31的连接部33折弯方向相反(如一个向左延伸,一个向右延伸),且第二导体22的两个槽内部分31位于不同定子槽101的相邻槽层,以实现跨槽层连接。
第三导体23的两个槽内部分31位于不同定子槽101的最内层或最外层槽层,以实现同槽层跨槽连接。例如图10所示第一实施例中,第一支路的第一导体的槽内部分31位于最外层槽层,第三导体23的槽内部分31位于最内层槽层;而在另一些实施例中,可以将图10所示第一实施例中各导体的排布内外调换,以使第一导体21的槽内部分31位于最内层槽层,第三导体23的槽内部分31位于最外层槽层。
第四导体24的两个槽内部分31位于不同定子槽101的相邻槽层,且第四导体24的两个槽内部分31的连接部33的折弯方向相同,以实现导体绕线方向的换向连接。
由此,第一导体21与第一导体组相连,可以使串联导体由最外层槽层依次绕线至最内层槽层;第二导体组与第一导体21相连,可以使串联导体由最内层槽层依次绕线至最外层槽层。布线得到的整个定子绕组20的结构在此路上形成完全对称结构,消除了由于非对称结构产生的环流电流问题。
并且,定子绕组20采用标准结构的第一导体21、第二导体22、第三导体23和第四导体24进行排布制备,对于不同规格的电机1000,仅需改变各导体的数量和串并联方式即可,简化了制造工序,降低了生产成本,提高了加工效率。
在一些实施例中,如图1-图9所示,第一导体21、第二导体22、第三导体23和第四导体24均可以为扁线,多个导体层叠布置时,可以沿扁线的厚度方向层叠,或者沿扁线的宽度方向层叠。以槽内部分31为例,定子槽101内多个槽内部分31沿定子铁芯10的径向层叠布置,即多个槽内部分31分别设于多个槽层,槽内部分31垂直于定子铁芯10轴向的截面为矩形,矩形可以长边沿定子铁芯10的径向延伸以使扁线沿宽度方向层叠,或者矩形可以短边沿定子铁芯10的径向延伸以使扁线沿厚度方向层叠。
根据本发明实施例的定子组件100,通过每条支路包括两个第一导体21、以及串联于两个第一导体21之间的至少一个第一导体组和/或至少一个第二导体组,第一导体组包括依次串联的至少一个第二导体22和至少一个第三导体23,第二导体组包括依次串联的至少一个第三导体23、至少一个第四导体24和至少一个第二导体22,相邻两个导体组通过第三导体23串联,使定子绕组20每相绕组各支路中的导体沿定子铁芯10周向均匀分布,消除定子绕组20中的环流,降低转矩波动和噪音,使定子绕组20散热均匀,避免局部温度过高,有利于提升功率和扭矩,并且该定子组件100简化了接线方式,进而有利于降低制作工艺复杂程度,降低生产成本,提高加工效率。
需要说明的是,同一导体的两个槽内部分31之间沿定子铁芯10周向以槽数计的间隔为节距(或称跨距),例如两个槽内部分31之间的节距为6个定子槽101可以理解为两个槽内部分31可以分别插入第1槽和第7槽,初始槽是第1槽,则跨越6个定子槽101后为第7槽。下文将继续延用此处对“节距”、“跨距”的解释。
在本发明的实施例中,根据实际绕线情况,导体可以具有不同节距,以使定子绕组20在磁路上结构完全对称,利于平衡各路电压,解决电流环流和功率失调问题。例如图8所示,第三导体23可以包括三种类型,对应节距分别为图8a所示的短距、图8b所示的整距和图8c所示的长距。其中,整距即以槽数计的节距等于槽数与极数的比值;短距即节距小于极距,长距即节距大于极距。如8极48槽,则整距的极距为6,短距的节距可以为5,长距的节距可为7。
根据本发明的一些实施例,每相绕组所包括支路数为a,每极每相对应定子槽101的槽数为q,定子组件100对应极数为p,第一导体21的数量为2a,第四导体24的数量为q,第二导体22的数量为
根据本发明的一些实施例,位于同一槽层的两个槽内部分31的连接部33通过第一连接焊接部41连接,位于相邻槽层的两个槽内部分31的连接部33通过第二连接焊接部42连接,第一连接焊接部41的数量为
具体地,连接部33的端部可以设有焊接部34,任一导体的焊接部34与另一个导体的焊接部34焊接相连构成连接焊接部34,其中对应相同槽层的两个连接部33上的焊接部34焊接构成第一连接焊接部41,对应相邻槽层的两个连接部33上的焊接部34焊接构成第二连接焊接部42。由此,实现同层和跨层导体的串联。
例如在如图10、图11所示的示例中,每相绕组所包括支路数为2,定子槽101的槽数为48,层数为5,定子组件100对应极数为8,第一导体21的数量为4,第二导体22的数量为30,第三导体23的数量为6,第四导体24的数量为2,第一连接焊接部41的数量为8,第二连接焊接部42的数量为32。在如图12所示的示例中,每相绕组所包括支路数为1,定子槽101的槽数为48,层数为5,定子组件100对应极数为8,第一导体21的数量为2,第二导体22的数量为30,第三导体23的数量为7,第四导体24的数量2,第一连接焊接部41的数量为8,第二连接焊接部42的数量为32。在如图13所示的示例中,每相绕组所包括支路数为2,定子槽101的槽数为48,层数为3,定子组件100对应极数为8,第一导体21的数量为4,第二导体22的数量为14,第三导体23的数量为6,第四导体24的数量2,第一连接焊接部41的数量为8,第二连接焊接部42的数量为16。在如图14所示的示例中,每相绕组所包括支路数为4,定子槽101的槽数为48,层数为5,定子组件100对应极数为8,第一导体21的数量为8,第二导体22的数量为30,第三导体23的数量为4,第四导体24的数量2,第一连接焊接部41的数量为8,第二连接焊接部42的数量为32。在如图15所示的示例中,每相绕组所包括支路数为2,定子槽101的槽数为48,层数为7,定子组件100对应极数为8,第一导体21的数量为4,第二导体22的数量为46,第三导体23的数量为6,第四导体24的数量2,第一连接焊接部41的数量为8,第二连接焊接部42的数量为32。
根据本发明的一些实施例,如图10-图15所示,每相绕组包括a条并联支路,且a条并联支路位于同一槽层的导体数相等。定子铁芯10具有N个定子槽101且适用于p极m相电机1000,在定子铁芯10周向上相邻的N/pm个定子槽101构成用于安装同一相绕组的定子槽组,a条并联支路位于同一定子槽组内的导体数相等。以使每条支路在定子铁芯10的中周向上和径向上都分布均匀,从而消除定子绕组20中的环流,避免出现局部温度过高的问题。
例如图10所示的示例中,每相绕组包括2条并联支路,定子槽101的槽数为48,两条支路的导体位于同一槽层的导体数均为24。并且,每组定子槽组为2,即每极每相定的定子槽101的槽数q=2,每个定子槽101内具有5个槽层,两条支路位于同一定子槽101组内的导体数均为5。此外,两条支路位于同一定子槽组内的导体沿径向和周向均匀交替布置,以提高导体布置的均匀性,有利于消除环流电流。
在本发明的实施例中,支路数、每条支路所包括第一导体组和第二导体组的数量,以及第一导体组所包括各导体的数量、第二导体组所包括各导体的数量可以根据定子铁芯10的实际结构灵活设置,只需要满足各支路中的导体沿定子铁芯10的周向均匀分布的要求即可。
举例而言,在一些实施例中,如图10、图11、图13和图15所示,定子组件100适用于8极48槽三相的电机1000,每相包括两条并联支路,每条支路包括依次串联的第一导体21、第一导体组、第三导体23、第二导体组和第一导体21。
在另一些实施例中,如图12所示,定子组件100适用于8极48槽三相的电机1000,每相包括单支路,支路包括依次串联的第一导体21、第一导体组、第三导体23、第二导体组、第三导体23、第一导体组、第三导体23、第二导体组和第一导体21。
在又一些实施例中,如图14所示,定子组件100适用于8极48槽三相的电机1000,每相包括四条并联支路,其中两条支路包括依次串联的第一导体21、第一导体组和第一导体21;另两条支路包括依次串联的第一导体21、第二导体组和第一导体21。
继续参照图10-图15所示第一导体组和第二导体组所包括各导体的数量满足,每个定子槽101具有M个槽层,第一导体组包括依次串联的(2M-2)个第二导体22和一个第三导体23;第二导体组包括依次串联的一个第三导体23、一个第四导体24和(2M-3)个第二导体22。
在上述实施例中,能够满足8极48槽三相电机1000的各支路导体沿定子铁芯10周向均匀分布的要求,实现消除定子绕组20中环流、散热均匀的效果。
在一些具体实施例中,如图10所示为根据本发明第一实施例的绕线图,其中,图10a为定子组件100的插线端的示图,图10b为定子组件100的焊接端的示图。定子组件100适用于8极48槽三相的电机1000,每个定子槽101具有5个槽层a、b、c、d、e,其中a为最外层,e为最内层,三相包括U相、V相和W相,每相包括两条并联支路。
其中定子绕组20的U相第一支路的导体种类及绕线路线如下:
(第一导体21)1a→(第二导体22)7b-13a→(第二导体22)19b-25a→(第二导体22)31b-37a→(第二导体22)43b-1c→(第二导体22)7d-13c→(第二导体22)19d-25c→(第二导体22)31d-37c→(第二导体22)43d-1e→(第三导体23)7e-13e→(第三导体23)19e-26e→(第三导体23)32e-38e→(第四导体24)44e-38d→(第二导体22)32c-26d→(第二导体22)20c-14d→(第二导体22)8c-2d→(第二导体22)44c-38b→(第二导体22)32a-26b→(第二导体22)20a-14b→(第二导体22)8a-2b→(第一导体21)44a。
其中定子绕组20的U相第二支路的导体种类及绕线路线如下:
(第一导体21)2a→(第二导体22)8b-14a→(第二导体22)20b-26a→(第二导体22)32b-38a→(第二导体22)44b-2c→(第二导体22)8d-14c→(第二导体22)20d-26c→(第二导体22)32d-38c→(第二导体22)44d-2e→(第三导体23)8e-14e→(第三导体23)20e-25e→(第三导体23)31e-37e→(第四导体24)43e-37d→(第二导体22)31c-25d→(第二导体22)19c-13d→(第二导体22)7c-1d→(第二导体22)43c-37b→(第二导体22)31a-25b→(第二导体22)19a-13b→(第二导体22)7a-1b→(第一导体21)43a。
在第一实施例中,定子绕组20包括4个第一导体21、30个第二导体22、6个第三导体23(其中4个第三导体23为整距6,1个第三导体23为短距5,1个第三导体23为长距7)、2个第四导体24、8个第一连接焊接部41和32个第二连接焊接部42。4个第一导体21对应的两个引线部35构成两支路的引线端,另两个引线部35构成两支路的出现端,共同形成定子绕组20中性点端。
在第一实施例中,每相绕组的4个第一导体21的槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第1槽、第2槽、第43槽、第44槽;每相绕组的30个第二导体22的槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第2层的第1槽、第2槽、第7槽、第8槽、第13槽、第14槽、第19槽、第20槽、第25槽、第26槽、第31槽、第32槽、第37槽、第38槽、第43槽、第44槽,对应的槽内部分31位于定子铁芯10径向第1层的第7槽、第8槽、第13槽、第14槽、第19槽、第20槽、第25槽、第26槽、第31槽、第32槽、第37槽、第38槽,第3层的第43槽、第44槽、第1槽、第2槽;第4层的第1槽、第2槽、第7槽、第8槽、第13槽、第14槽、第19槽、第20槽、第25槽、第26槽、第31槽、第32槽、第43槽、第44槽,对应的槽内部分31位于定子铁芯10径向第3层的第7槽、第8槽、第13槽、第14槽、第19槽、第20槽、第25槽、第26槽、第31槽、第32槽、第37槽、第38槽,第5层的第1槽、第2槽;每相绕组的6个第三导体23中,4个整距第三导体23的两个槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第5层的第7槽、第8槽、第31槽、第32槽与第5层的第13槽、第14槽、第37槽、第38槽,1个长节距第三导体23的两个槽内部分31分别位于定子铁芯10的径向第5层的第19槽、第26槽,1个短节距第三导体23的两个槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第5层的第20槽、第25槽;每相绕组的2个第四导体24的两个槽内部分31分别位于定子铁芯10的径向第4层的第37槽、第38槽与第5层的第43槽、第44槽。
每相绕组包括8个第一连接焊接部41,和32个第二连接焊接部42,第一连接焊接部41与第二连接焊接部42的焊接端对应的导体槽内部分31的节距为整距6。
每相绕组的8个第一连接焊接部41中,第一个第一连接焊接部41的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第5层的第1槽与第7槽,第二个第一连接焊接部41的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第5层的第13槽与第19槽,第三个第一连接焊接部41的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第5层的第25槽与第31槽,第四个第一连接焊接部41的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第5层的第37槽与第43槽,第五个第一连接焊接部41的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第5层的第2槽与第8槽,第六个第一连接焊接部41的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第5层的第14槽与第20槽,第七个第一连接焊接部41的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第5层的第26槽与第32槽,第八个第一连接焊接部41的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第5层的第38槽与第44槽,8个第一连接焊接部41的两个焊接端对应的导体的槽内部均位于定子铁芯10径向第5层。
每相绕组的32个第二连接焊接部42中,第一个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第1槽与第2层的第7槽,第二个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第7槽与第2层的第13槽,第三个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第13槽与第2层的第19槽,第四个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第19槽与第2层的第25槽,第五个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第25槽与第2层的第31槽,第六个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第31槽与第2层的第37槽,第七个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第37槽与第2层的第43槽,第八个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第43槽与第2层的第1槽,第九个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第1槽与第4层的第7槽,第十个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第7槽与第4层的第13槽,第十一个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第13槽与第4层的第19槽,第十二个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第19槽与第4层的第25槽,第十三个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第25槽与第4层的第31槽,第十四个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第31槽与第4层的第37槽,第十五个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第37槽与第4层的第43槽,第十六个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第44槽与第4层的第2槽。第十七个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第2槽与第2层的第8槽,第十八个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第8槽与第2层的第14槽,第十九个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第14槽与第2层的第20槽,第二十个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第20槽与第2层的第26槽,第二十一个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第26槽与第2层的第32槽,第二十二个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第32槽与第2层的第38槽,第二十三个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第38槽与第2层的第44槽,第二十四个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第1层的第44槽与第2层的第2槽,第二十五个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第2槽与第4层的第8槽,第二十六个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第8槽与第4层的第14槽,第二十七个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第14槽与第4层的第20槽,第二十八个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第20槽与第4层的第26槽,第二十九个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第26槽与第4层的第32槽,第三十个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第32槽与第4层的第38槽,第三十一个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第38槽与第4层的第44槽,第三十二个第二连接焊接部42的两个焊接端对应的导体槽内部分31分别位于定子铁芯10径向第3层的第44槽与第4层的第2槽。
需要说明的是,V相和W相的绕线原理与U相相同,根据以上U相导体种类及绕线路径的描述,V相和W相的导体种类及绕线路径是可以理解的,这里不再赘述。
在一些具体实施例中,如图11所示为根据本发明第二实施例的绕线图,其中,图11a为定子组件100的插线端的示图,图11b为定子组件100的焊接端的示图。定子组件100适用于8极48槽三相的电机1000,每个定子槽101具有5个槽层a、b、c、d、e,其中a为最外层,e为最内层,三相包括U相、V相和W相,每相包括两条并联支路。
其中定子绕组20的U相第一支路的导体种类及绕线路线如下:
(第一导体21)1a→(第二导体22)7b-13a→(第二导体22)19b-25a→(第二导体22)31b-37a→(第二导体22)43b-1c→(第二导体22)7d-13c→(第二导体22)19d-25c→(第二导体22)31d-37c→(第二导体22)43d-1e→(第三导体23)7e-14e→(第三导体23)20e-25e→(第三导体23)31e-38e→(第四导体24)44e-38d→(第二导体22)32c-26d→(第二导体22)20c-14d→(第二导体22)8c-2d→(第二导体22)44c-38b→(第二导体22)32a-26b→(第二导体22)20a-14b→(第二导体22)8a-2b→(第一导体21)44a。
其中定子绕组20的U相第二支路的导体种类及绕线路线如下:
(第一导体21)2a→(第二导体22)8b-14a→(第二导体22)20b-26a→(第二导体22)32b-38a→(第二导体22)44b-2c→(第二导体22)8d-14c→(第二导体22)20d-26c→(第二导体22)32d-38c→(第二导体22)44d-2e→(第三导体23)8e-13e→(第三导体23)19e-26e→(第三导体23)32e-37e→(第四导体24)43e-37d→(第二导体22)31c-25d→(第二导体22)19c-13d→(第二导体22)7c-1d→(第二导体22)43c-37b→(第二导体22)31a-25b→(第二导体22)19a-13b→(第二导体22)7a-1b→(第一导体21)43a。
第二实施例与第一实施例的不同点在于,6个第三导体23中,3个第三导体23为短距5,3个第三导体23为长距7。
在一些具体实施例中,如图12所示为根据本发明第三实施例的绕线图,其中,图12a为定子组件100的插线端的示图,图12b为定子组件100的焊接端的示图。定子组件100适用于8极48槽三相的电机1000,每个定子槽101具有5个槽层a、b、c、d、e,其中a为最外层,e为最内层,三相包括U相、V相和W相,每相包括单支路。
其中定子绕组20的U相支路的导体种类及绕线路线如下:
(第一导体21)1a→(第二导体22)7b-13a→(第二导体22)19b-25a→(第二导体22)31b-37a→(第二导体22)43b-1c→(第二导体22)7d-13c→(第二导体22)19d-25c→(第二导体22)31d-37c→(第二导体22)43d-1e→(第三导体23)7e-14e→(第三导体23)20e-25e→(第三导体23)31e-38e→(第四导体24)44e-38d→(第二导体22)32c-26d→(第二导体22)20c-14d→(第二导体22)8c-2d→(第二导体22)44c-38b→(第二导体22)32a-26b→(第二导体22)20a-14b→(第二导体22)8a-2b→(第三导体23)44a-2a→(第二导体22)8b-14a→(第二导体22)20b-26a→(第二导体22)32b-38a→(第二导体22)44b-2c→(第二导体22)8d-14c→(第二导体22)20d-26c→(第二导体22)32d-38c→(第二导体22)44d-2e→(第三导体23)8e-13e→(第三导体23)19e-26e→(第三导体23)32e-37e→(第四导体24)43e-37d→(第二导体22)31c-25d→(第二导体22)19c-13d→(第二导体22)7c-1d→(第二导体22)43c-37b→(第二导体22)31a-25b→(第二导体22)19a-13b→(第二导体22)7a-1b→(第一导体21)43a。
第三实施例与第一实施例的不同点在于,第三导体23为7个,7个第三导体23中,1个第三导体23为整距6,3个第三导体23为短距5,3个第三导体23为长距7。第三实施例是在第一实施例的基础上,将同一相绕组的两条支路进行直接串联得到。具体地,如图12所示,位于定子铁芯10径向第1层第44槽的U1相出线端通过一个第三导体23,与位于定子铁芯10径向第1层第2槽的U2相引线端相连接,得到本实施例的单支路绕组,其中,将两支路进行串联的第三导体23为整距6。
在一些具体实施例中,如图13所示为根据本发明第四实施例的绕线图,其中,图13a为定子组件100的插线端的示图,图13b为定子组件100的焊接端的示图。定子组件100适用于8极48槽三相的电机1000,每个定子槽101具有3个槽层a、b、c,其中a为最外层,c为最内层,三相包括U相、V相和W相,每相包括两条并联支路。
其中定子绕组20的U相第一支路的导体种类及绕线路线如下:
(第一导体21)1a→(第二导体22)7b-13a→(第二导体22)19b-25a→(第二导体22)31b-37a→(第二导体22)43b-1c→(第三导体23)7c-13c→(第三导体23)19c-2c→(第三导体23)32c-38c→(第四导体24)44c-38b→(第二导体22)32a-26b→(第二导体22)20a-14b→(第二导体22)8a-2b→(第一导体21)44a。
其中定子绕组20的U相第二支路的导体种类及绕线路线如下:
(第一导体21)2a→(第二导体22)8b-14a→(第二导体22)20b-26a→(第二导体22)32b-38a→(第二导体22)44b-2c→(第三导体23)8c-14c→(第三导体23)20c-25c→(第三导体23)31c-37c→(第四导体24)43c-37b→(第二导体22)31a-25b→(第二导体22)19a-13b→(第二导体22)7a-1b→(第一导体21)43a。
在第四实施例中,定子绕组20包括4个第一导体21、14个第二导体22、6个第三导体23(其中4个第三导体23为整距6,1个第三导体23为短距5,1个第三导体23为长距7)、2个第四导体24、8个第一连接焊接部41和16个第二连接焊接部42。
第四实施例是在第一实施例的基础上,将定子铁芯10内的层数由5层减少到3层得到,响应的第二导体22由30个减少到14个,第二连接焊接部42由32个减少到16个。即,每条支路中第一导体组所包括的第二导体22数由8个减少到4个,第二导体组所包括的第二导体22数由7个减少到3个。
在一些具体实施例中,如图14所示为根据本发明第五实施例的绕线图,其中,图14a为定子组件100的插线端的示图,图14b为定子组件100的焊接端的示图。定子组件100适用于8极48槽三相的电机1000,每个定子槽101具有5个槽层a、b、c、d、e,其中a为最外层,e为最内层,三相包括U相、V相和W相,每相包括四条并联支路。
其中定子绕组20的U相第一支路的导体种类及绕线路线如下:
(第一导体21)1a-→(第二导体22)7b-13a→(第二导体22)19b-25a→(第二导体22)31b-37a→(第二导体22)43b-1c→(第二导体22)7d-13c→(第二导体22)19d-25c→(第二导体22)31d-37c→(第二导体22)43d-1e→(第三导体23)7e-14e→(第一导体21)20e。
其中定子绕组20的U相第二支路的导体种类及绕线路线如下:
(第一导体21)25e→(第三导体23)31e-38e→(第四导体24)44e-38d→(第二导体22)32c-26d→(第二导体22)20c-14d→(第二导体22)8c-2d→(第二导体22)44c-38b→(第二导体22)32a-26b→(第二导体22)20a-14b→(第二导体22)8a-2b→(第一导体21)44a。
其中定子绕组20的U相第三支路的导体种类及绕线路线如下:
(第一导体21)2a→(第二导体22)8b-14a→(第二导体22)20b-26a→(第二导体22)32b-38a→(第二导体22)44b-2c→(第二导体22)8d-14c→(第二导体22)20d-26c→(第二导体22)32d-38c→(第二导体22)44d-2e→(第三导体23)8e-13e→(第一导体21)19e。
其中定子绕组20的U相第四支路的导体种类及绕线路线如下:
(第一导体21)26e→(第三导体23)32e-37e→(第四导体24)43e-37d→(第二导体22)31c-25d→(第二导体22)19c-13d→(第二导体22)7c-1d→(第二导体22)43c-37b→(第二导体22)31a-25b→(第二导体22)19a-13b→(第二导体22)7a-1b→(第一导体21)43a。
在第五实施例中,定子绕组20包括8个第一导体21、30个第二导体22、6个第三导体23(其中4个第三导体23为整距6,1个第三导体23为短距5,1个第三导体23为长距7)、2个第四导体24、8个第一连接焊接部41和32个第二连接焊接部42。
第五实施例的形成是在第一实施例的基础上,将每条支路的中间打开形成并联的两条支路。具体地,对应两支路的位于定子铁芯10径向第5层第19槽与第26槽之间的第三导体23和第5层第20槽与第25槽之间的第三导体23,分别采用4个第一导体21进行替换,第20槽对应的第一导体21作为U1相的出线端,第19槽对应的第一导体21作为U3相的出线端,第25槽对应的第一导体21作为U2相的引线端,第26槽对应的第一导体21作为U4相的引线端,相应的第一实施例中先前的U1相出线端成为本实施例的U2相出线端,第一实施例中先前的U2相出线端成为本实施例的U4相出线端。即,第一实施例中每条支路通过第三导体23串联的第一导体组和第二导体组拆分为两条不同支路,并取消中间连接的第三导体23改为第一导体21。
在一些具体实施例中,如图15所示为根据本发明第六实施例的绕线图,其中,图15a为定子组件100的插线端的示图,图15b为定子组件100的焊接端的示图。定子组件100适用于8极48槽三相的电机1000,每个定子槽101具有7个槽层a、b、c、d、e、f、g,其中a为最外层,g为最内层,三相包括U相、V相和W相,每相包括两条并联支路。
其中定子绕组20的U相第一支路的导体种类及绕线路线如下:
(第一导体21)1a→(第二导体22)7b-13a→(第二导体22)19b-25a→(第二导体22)31b-37a→(第二导体22)43b-1c→(第二导体22)7d-13c→(第二导体22)19d-25c→(第二导体22)31d-37c→(第二导体22)43d-1e→(第二导体22)7f-13e→(第二导体22)19f-25e→(第二导体22)31f-37e→(第二导体22)43f-1g→(第三导体23)7g-13g→(第三导体23)19g-26g→(第三导体23)32g-38g→(第四导体24)44g-38f→(第二导体22)32e-26f→(第二导体22)20e-14f→(第二导体22)8e-2f→(第二导体22)44e-38d→(第二导体22)32c-26d→(第二导体22)20c-14d→(第二导体22)8c-2d→(第二导体22)44c-38b→(第二导体22)32a-26b→(第二导体22)20a-14b→(第二导体22)8a-2b→(第一导体21)44a。
其中定子绕组20的U相第二支路的导体种类及绕线路线如下:
(第一导体21)2a→(第二导体22)8b-14a→(第二导体22)20b-26a→(第二导体22)32b-38a→(第二导体22)44b-2c→(第二导体22)8d-14c→(第二导体22)20d-26c→(第二导体22)32d-38c→(第二导体22)44d-2e→(第二导体22)8f-14e→(第二导体22)20f-26e→(第二导体22)32f-38e→(第二导体22)44f-2g→(第三导体23)8g-14g→(第三导体23)20g-25g→(第三导体23)31g-37g→(第四导体24)43g-37f→(第二导体22)31e-25f→(第二导体22)19e-13f→(第二导体22)7e-1f→(第二导体22)43e-37d→(第二导体22)31c-25d→(第二导体22)19c-13d→(第二导体22)7c-1d→(第二导体22)43c-37b→(第二导体22)31a-25b→(第二导体22)19a-13b→(第二导体22)7a-1b→(第一导体21)43a。
在第六实施例中,定子绕组20包括4个第一导体21、46个第二导体22、6个第三导体23(其中4个第三导体23为整距6,1个第三导体23为短距5,1个第三导体23为长距7)、2个第四导体24、8个第一连接焊接部41和48个第二连接焊接部42。
第六实施例是在第一实施例的基础上,将定子铁芯10内的层数由5层增加到7层得到,响应的第二导体22由30个增加到46个,第二连接焊接部42由32个增加到48个。即,每条支路中第一导体组所包括的第二导体22数由8个增加到12个,第二导体组所包括的第二导体22数由7个增加到11个。
根据本发明的一些实施例,每条支路中,其中一个第一导体21的槽内部分31的两端分别设有连接部33和引线部35,另一个第一导体21的槽内部分31的两端分别设有连接部33和中性点部36。以使连接部33可以由定子铁芯10的电机焊接端进行焊接,引线部35和中性点部36可以位于电机插线端,使每条支路在电机插线端形成引线端和中性点端,便于多相绕组的引线端和中性点端均距离较近,便于端子引出线整体与外部接线端连接。例如包含两条支路的绕组,在电机插线端形成两个引线端和两个中性点端。
例如,在一些实施例中,如图1所示,多相绕组的引线部35和中性点部36位于定子铁芯10的轴向同一端,多相绕组的中性点部36与同一中性点连接件50相连,以实现固定,且便于端子连接,保证电机1000多相绕组出线。
在本发明的实施例中,中性点连接件50的具体结构可以根据实际情况灵活设置。
在一些实施例中,如图1和图16所示,中性点连接件50包括弧形段51和多个连接端子52,弧形段51沿定子铁芯10周向延伸,多个连接端子52沿定子铁芯10周向间隔设置于弧形段51,以使多个连接端子52的排布与多相绕组的多个中性点部36的排布方向大致相同,便于中性点部36与对应连接端子52进行焊接。
在另一些实施例中,如图17所示,中性点连接件50还可以直接由异形结构的弧形结构与绕组连接,例如中性点连接件50包括沿定子铁芯10周向延伸的弧形段51,弧形段51设有至少一个凹部53,中性点部36可以与凹部53焊接。凹部53不仅能够将多相绕组的中性点部36连接在一起,而且可以对中性点部36进行限位,以提高连接的可靠性。异形结构的中性点连接件50结构更简单,更易于加工。
如图18所示,根据本发明实施例的电机1000包括根据本发明实施例的定子组件100。由于根据本发明实施例的定子组件100具有上述有益的技术效果,因此根据本发明实施例的电机1000,通过每条支路包括两个第一导体21、以及串联于两个第一导体21之间的至少一个第一导体组和/或至少一个第二导体组,第一导体组包括依次串联的至少一个第二导体22和至少一个第三导体23,第二导体组包括依次串联的至少一个第三导体23、至少一个第四导体24和至少一个第二导体22,相邻两个导体组通过第三导体23串联,使定子绕组20每相绕组各支路中的导体沿定子铁芯10周向均匀分布,消除定子绕组20中的环流,降低转矩波动和噪音,使定子绕组20散热均匀,避免局部温度过高,有利于提升功率和扭矩,并且该定子组件100简化了接线方式,进而有利于降低制作工艺复杂程度,降低生产成本,提高加工效率。
如图18所示,根据本发明实施例的车辆2000包括根据本发明实施例的电机1000。由于根据本发明实施例的电机1000具有上述有益的技术效果,因此根据本发明实施例的车辆2000,通过每条支路包括两个第一导体21、以及串联于两个第一导体21之间的至少一个第一导体组和/或至少一个第二导体组,第一导体组包括依次串联的至少一个第二导体22和至少一个第三导体23,第二导体组包括依次串联的至少一个第三导体23、至少一个第四导体24和至少一个第二导体22,相邻两个导体组通过第三导体23串联,使定子绕组20每相绕组各支路中的导体沿定子铁芯10周向均匀分布,消除定子绕组20中的环流,降低转矩波动和噪音,使定子绕组20散热均匀,避免局部温度过高,有利于提升功率和扭矩,并且该定子组件100简化了接线方式,进而有利于降低制作工艺复杂程度,降低生产成本,提高加工效率。
这里,车辆2000可以是新能源车辆,在一些实施例中,新能源车辆可以是以电机1000作为主驱动力的纯电动车辆,在另一些实施例中,新能源车辆还可以是以内燃机和电机1000同时作为主驱动力的混合动力车辆。关于上述实施例中提及的为新能源车辆提供驱动动力的电机1000,为电机1000提供电能的方式可以采用动力电池、氢燃料电池等,这里不作特殊限定。需要说明,这里仅仅是对新能源车辆等结构作出的示例性说明,并非是限定本发明的保护范围。
根据本发明实施例的电机1000和车辆2000的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
- 一种具有防褶皱功能的棉纺织布加工工艺
- 一种印刷电路板表面处理工艺
- 一种含PTFE的多层电路板加工工艺方法
- 一种防开裂及防下陷木饰面板的加工工艺
- 一种防撕裂且避免表面褶皱的电路板及其加工工艺
- 一种避免板材表面产生褶皱的板材加工装置