一种多层发卡式扁线绕组、定子及电机

技术领域

本发明涉及电学领域，尤其涉及电机，特别是一种多层发卡式扁线绕组定子及电机。

背景技术

随着扁线电机的日益发展，现有技术中，扁线电机绕组的多样复杂性大大地增加了电机的自动化生产难度，同时也来了其它风险比如绝缘风险的提升以及成本的提高，同时由于绕组的复杂性增加了电机的体积，增加空间占比。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多层发卡式扁线绕组定子及电机，所述的这种多层发卡式扁线绕组定子及电机要解决现有技术中的扁线电机绕组定子的结构复杂、生产制造难度很大的技术问题。

本发明的一种多层发卡式扁线绕组定子，包括定子铁芯和发卡扁线波绕组，定子铁芯中设置有定子槽，所述的发卡扁线波绕组嵌入定子槽内，所述的发卡扁线波绕组包括两条以上的支路，任意一条支路均由多个单元发卡线连接而成，发卡扁线波绕组为三相绕组，三相绕组所在定子槽为两两相隔且顺序排布，顺序排布的任意一相的任意相邻两个定子槽与下一个同一相的相邻两个定子槽按照先后顺序一一对应依次构成等效槽，任意一个单元发卡线的两个引脚导体分布均从一个定子槽的某一层跨到下一个等效槽的相邻层，所述的任意一条支路在圆周盘旋走完一半层数后换位到相邻定子槽的等效槽，跨层换位到相邻定子槽的等效槽时采用长距或短距连接，使得任意一条支路的首端和尾端均位于沿着定子径向的最内层和最外层。

进一步的，所述的定子槽的数量为十二的整数倍，任意一个所述的支路中的线圈的层数均为四层以上的偶数，所述的波绕组的支路条数为小于或者等于线圈层数的一半的偶数，任意一条支路所包含的导体均在其所在相的所有定子槽或者其等效槽的所有层均有分布。

进一步的，同一相的所有支路的首端并联连接，形成电机的引出线，全部支路的尾端连接在一起形成星点端，构成星型连接。

进一步的，同一相支路的首端和尾端分别并联，再与其它相首尾相连构成三角形连接。

本发明的一种扁线电机，包括所述的定子。

本发明与现有技术相比，其效果是积极和明显的。本发明的一种多层发卡式扁线绕组，在跨层换位到相邻槽的等效槽时才出现长距或短距的连接，使得支路首端和尾端均位于沿着电枢径向的最内层和最外层，每相单条支路均会经过所在相的所有槽所有层的等效位置，每条支路在沿着定子圆周径向均是盘旋连接而成，减少了绕组的复杂性，使得绕组连接更加简易，更容易生产制造，本发明与常规的绕组相比较，减少了径向空间与轴向高度，使得绕组空间占比小，具有跨层简单、焊点少的特点，进而节约了材料成本与制造成本，提高了绝缘可靠性。

附图说明

图1为本发明的一种多层发卡式扁线绕组定子及电机的绕组结构示意图。

图2为本发明的一种多层发卡式扁线绕组定子及电机的绕组原理展开示意图。

图3为本发明的一种多层发卡式扁线绕组定子及电机的绕组层数示意图。

图4为本发明的一种多层发卡式扁线绕组定子及电机中的发卡线的结构示意图。

图5为本发明的一种多层发卡式扁线绕组定子及电机中的U相连接示意图。

图6为本发明的一种多层发卡式扁线绕组定子及电机中的V相连接示意图。

图7为本发明的一种多层发卡式扁线绕组定子及电机中的W相连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述，但本发明并不限制于本实施例，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。本发明中的上、下、前、后、左、右等方向的使用仅为了描述方便，并非对本发明的技术方案的限制。

如图1-图7所示，本发明的一种多层发卡式扁线绕组定子，包括定子铁芯和发卡扁线波绕组，定子铁芯中设置有定子槽，所述的发卡扁线波绕组嵌入定子槽内，所述的发卡扁线波绕组包括两条以上的支路，任意一条支路均由多个单元发卡线连接而成，发卡扁线波绕组的三相绕组所在定子槽为两两相隔且顺序排布，顺序排布的任意一相的任意相邻两个定子槽与下一个同一相的相邻两个定子槽按照先后顺序一一对应依次构成等效槽，任意一个单元发卡线的两个引脚导体分布均从一个定子槽的某一层跨到下一个等效槽的相邻层，所述的任意一条支路在圆周盘旋走完一半层数后换位到相邻定子槽的等效槽，在跨层换位到相邻定子槽的等效槽时采用长距或短距连接，使得任意一条支路的首端和尾端均位于沿着定子径向的最内层和最外层。

进一步的，所述的定子槽的数量为十二的整数倍，任意一个所述的支路中的线圈的层数均为四层以上的偶数，所述的波绕组的支路条数为小于或者等于线圈层数的一半的偶数，任意一条支路所包含的导体均在其所在相的所有定子槽或者其等效槽的所有层均有分布。

进一步的，同一相的所有支路的首端并联连接，形成电机的引出线，全部支路的尾端连接在一起形成星点端，构成星型连接。

进一步的，同一相支路的首端和尾端分别并联，再与其它相首尾相连构成三角形连接。

本发明的一种扁线电机，包括所述的定子。

实施例1

本实施例以48槽8极8层，三相，4条支路，星接为例展开说明，引出线端为三相引出线，所述所有支路的尾端连接在一起形成星点线端，形成一个三相4支路并联的星型接法的电枢，进而形成电机。

如图2所示，本发明实施例以48槽、极对数为4、每相4条并联支路，每槽导体层数为8为例说明。实施方式为：

本实施例的这种扁铜线波绕组电枢绕组为8层波绕组结构，绕组引出线端端子U1+、U2+、U3+、U4+、U1-、U2-、U3-、U4-、V1+、V2+、V3+、V4+、V1-、V2-、V3-、V4-、W1+、W2+、W3+、W4+、W1-、W2-、W3-、W4-分别对应UVW三相的4条支路，后缀为“+”的分别并联形成三相的引出线，对应实物绕组时，均匀分布于电枢绕组的径向的内外层；后缀为“-”的分别为三相的尾端，且全部连接在一起，形成一个星点，对应实物绕组时，焊接在一起，均匀分布于电枢绕组的径向的内外层。

本实施例的三相所在槽的划分为；U相所在槽有：第1、2、7、8、13、14、19、20、25、26、31、32、37、38、43、44槽；V相所在槽有：第5、6、11、12、17、18、23、24、29、30、35、36、41、42、47、48槽；W相所在槽有：第3、4、9、10、15、16、21、22、27、28、33、34、39、40、45、46。以上所述三相的各个槽数均相等，均为16个槽，且两两相间均匀分布，同一相临近的两个槽的电流方向一致，下一组的电流方向相反、假设1、2槽电流方向为正，那么3、4槽电流为负，5、6槽电流方向为正，7、8槽电流方向为负，依次类推。

如图5所示，U相绕组的4条并联支路（U1+、U2+、U3+、U4+）引出线分别从第1槽的第8层和第1层、第2槽的第8层和第1层引出，尾端分别从第43槽的第1层、第44槽的第1层、第7槽的第8层、第8槽的第8层引出，绕组整体流向为螺旋式。整体跨距为6，单元发卡的一只引脚在第1槽，另一只引脚在第7槽，依次类推。且每次跨层均为相邻跨层。

U1支路从第1槽的第8层向第44槽的第1层盘旋走线，先走8、7层，再走6、5层，走完43槽的第5层后跨接到第2槽的第4层，继而进行第4、3层走线，再走2、1层，最后从第44槽的第1层引出尾端；

U2支路从第2槽的第8层向第43槽的1层盘旋走线，先走8、7层，再走6、5层，走完44槽的第5层后跨接到第1槽的第4层，继而进行第4、3层走线，再走2、1层，最后从第43槽的第1层引出尾端；

如图5所示，U1和U2支路均是从第1、2槽开始往右（左）盘旋行走。

U3支路从第1槽的第1层向第8槽的第8层盘旋走线，先走1、2层，再走3、4层，走完第7槽的第4层后跨接到第2槽的第5层，继而进行第5、6层的走线，再走第7、8层，最终从第8槽的第8层引出尾端；

U4支路从第2槽的第1层向第7槽的第8层盘旋走线，先走1、2层，再走3、4层，走完第8槽的第4层后跨接到第1槽的第5层，继而进行第5、6层的走线，再走第7、8层，最终从第7槽的第8层引出尾端。

图5所示的U3和U4支路均是从第1、2槽开始往左（右）盘旋行走。

V相绕组和W相绕组与U相绕组规律相同，原理展开图如图2所示，端部连接如图6和图7所示。

图6所示的V1和V2支路均是从第5、6槽开始往右（左）盘旋行走。

图6所示的V3和V4支路均是从第5、6槽开始往左（右）盘旋行走。

图7所示的W1和W2支路均是从第9、10槽开始往右（左）盘旋行走。

图7所示的W3和W4支路均是从第9、10槽开始往左（右）盘旋行走。

最后U1-、V1-、W1-连接成第一个星点，U2-、V2-、U2-连接成第二个星点，U3-、V3-、W3-连接成第三个星点，U4-、V4-、W4-连接成第四个星点。

实施例2

根据实施例1，每相四条支路接法可以是，同一相所有支路首尾相连，形成一条支路，再实施星形连接或者三角形连接形式。

实施例3

根据实施例1，每相四条支路接法可以是，同一相两两支路先串联后并联，即U1与U3串联，U2与U4串联，U1、U3与U2、U4并联形成两条支路，再实施星形连接或者三角形连接形式。

本发明的一种多层发卡式扁线绕组定子，在跨层换位到相邻槽的等效槽时才出现长距或短距的连接，使得支路首端和尾端均位于沿着电枢径向的最内层和最外层，每相单条支路均会经过所在相的所有槽所有层的等效位置，每条支路在沿着定子圆周径向均是盘旋连接而成，减少了绕组的复杂性，使得绕组连接更加简易，更容易生产制造，本发明与常规的绕组相比较，减少了径向空间与轴向高度，使得绕组空间占比小，具有跨层简单、焊点少的特点，进而节约了材料成本与制造成本，提高了绝缘可靠性。