扁线绕组、定子总成及永磁同步驱动电机的制作方法

本发明涉及电机设计领域，尤其涉及扁线绕组、定子总成、永磁同步驱动电机。

背景技术：

1、驱动电机作为电驱系统的核心部件，正持续向高功率密度、高效率、高可靠性的目标演进。

2、扁线永磁同步电机采用矩形截面扁平导体替代传统圆线绕组，可显著提升定子槽满率、优化绕组散热路径、降低直流铜耗，但由于矩形导体无法像传统圆线一样自由交叉弯折，槽导体的排布方式不当将导致成型线种类过多、绕组端部过高，此外若支路之间不对称还会导致明显的电势差，引发环流，导致电机铜损增加、绕组的局部发热、造成性能和质量风险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种扁线绕组、定子总成、永磁同步驱动电机，至少解决多个技术问题中的一个技术问题。

2、核心技术问题：矩形导体槽导体的排布方式不当将导致成型线种类过多、绕组端部过高，易引发环流，导致电机铜损增加、绕组的局部发热、造成性能和质量风险。

3、本发明提供了下述方案：

4、根据本发明的第一个方面，提供一种扁线绕组，为三相对称绕组，适配极数为p的电机，绕组嵌设于z个定子槽内，每个定子槽内设置n层扁线导体，每极每相槽数q=z/3p，每相绕组包括a个并联支路，包括：

5、扁线绕组由第一类发卡线圈与第二类发卡线圈连接构成；

6、第二类发卡线圈的两端导体分属不同定子槽内的相邻层，线圈节距为τ-1，其中τ=z/p为电机极距；

7、第二类发卡线圈构成绕组的主回路，且第二类发卡线圈在焊接端与非焊接端的线圈跨距均小于极距τ，形成双侧短距结构；

8、第一类发卡线圈的两端导体属于同一槽层，线圈节距包括τ-2、τ-1、τ、τ+1、τ+2共5种；

9、所有第一类发卡线圈均设置于定子槽的最内层槽位与最外层槽位，通过差异化节距调整槽内导体的周向排布，使各并联支路的感应电动势幅值与相位一致。

10、进一步的，包括：每相绕组的并联支路数a=2；

11、两条并联支路沿定子周向对称分布，通过第一类发卡线圈的节距调配，使两支路遍历的槽位与层位的电磁环境逼近一致。

12、进一步的，包括：控制第二类发卡线圈的数量占绕组总发卡线圈数量的比例大于50%。

13、进一步的，包括：

14、基于每极每相槽数q=z/3p，每极每相槽数q=2或3，电机极数p=6或8，定子槽数z=48或54或72，每个定子槽内扁线导体层数n为偶数，包括n=4或6或8或10，极距τ=6或9；

15、其中，对应极距τ=9，所述第二类发卡线圈的节距为8槽，所述第一类发卡线圈的节距包括7槽、8槽、9槽、10槽、11槽；

16、对应极距τ=6，所述第二类发卡线圈的节距为5槽，所述第一类发卡线圈的节距包括5槽、7槽。

17、进一步的，包括：每相绕组沿定子周向分布于多组定子槽组中，每组定子槽组包括四个周向相邻的定子槽；

18、每组定子槽组中，位于中部的两个定子槽的全部槽层均被该相绕组占据，位于边缘的两个定子槽的槽层分层交错被该相绕组占据，且两个边缘槽被该相占据的层数之和等于定子槽的总的扁线导体层数n。

19、进一步的，包括：节距为τ+1与τ+2的第一类发卡线圈，其绕组端部沿定子径向弯折修形，控制整体轴向端部高度。

20、进一步的，包括：三相对称绕组为u、v、w三相绕组；

21、其中，以z为定子槽周向的编号，z∈[1,54]；以n为导体在槽内的层数，槽口近气隙侧为1层，槽底近定子外径侧为6层，n∈[1,6]；

22、以（z，n），表示u相绕组第一支路完整的电路连接为：从（2，6）进线，（30，1）出线，均在非焊接端，各槽导体连接顺序为：

23、（2，6）→（10，5）→（2，4）→（10，3）→（2，2）→（10，1）→（19，1）→（11，2）→（19，3）→（11，4）→（19，5）→（11，6）→（21，6）→（29，5）→（21，4）→（29，3）→（21，2）→（29，1）→（38，1）→（30，2）→（38，3）→（30，4）→（38，5）→（30，6）→（40，6）→（48，5）→（40，4）→（48，3）→（40，2）→（48，1）→（1，1）→（47，2）→（1，3）→（47，4）→（1，5）→（47，6）→（4，6）→（12，5）→（4，4）→（12，3）→（4，2）→（12，1）→（20，1）→（12，2）→（20，3）→（12，4）→（20，5）→（12，6）→（22，6）→（30，5）→（22，4）→（30，3）→（22，2）→（30，1）；

24、第二支路完整的电路连接为：从（21，1）进线，（48，6）出线，均在非焊接端，各槽导体连接顺序为：

25、（21，1）→（13，2）→（21，3）→（13，4）→（21，5）→（13，6）→（3，6）→（11，5）→（3，4）→（11，3）→（3，2）→（11，1）→（3，1）→（49，2）→（3，3）→（49，4）→（3，5）→（49，6）→（39，6）→（47，5）→（39，4）→（47，3）→（39，2）→（47，1）→（39，1）→（31，2）→（39，3）→（31，4）→（39，5）→（31，6）→（20，6）→（28，5）→（20，4）→（28，3）→（20，2）→（28，1）→（37，1）→（29，2）→（37，3）→（29，4）→（37，5）→（29，6）→（38，6）→（46，5）→（38，4）→（46，3）→（38，2）→（46，1）→（2，1）→（48，2）→（2，3）→（48，4）→（2，5）→（48，6）。

26、进一步的，还包括：以（z，n），表示v相绕组第一支路完整的电路连接为：从（8，6）进线，（36，1）出线，均在非焊接端，各槽导体连接顺序为：

27、（8，6）→（16，5）→（8，4）→（16，3）→（8，2）→（16，1）→（25，1）→（17，2）→（25，3）→（17，4）→（25，5）→（17，6）→（27，6）→（35，5）→（27，4）→（35，3）→（27，2）→（35，1）→（44，1）→（36，2）→（44，3）→（36，4）→（44，5）→（36，6）→（46，6）→（54，5）→（46，4）→（54，3）→（46，2）→（54，1）→（7，1）→（53，2）→（7，3）→（53，4）→（7，5）→（53，6）→（10，6）→（18，5）→（10，4）→（18，3）→（10，2）→（18，1）→（26，1）→（18，2）→（26，3）→（18，4）→（26，5）→（18，6）→（28，6）→（36，5）→（28，4）→（36，3）→（28，2）→（36，1）；

28、第二支路完整的电路连接为：从（27，1）进线，（54，6）出线，均在非焊接端，各槽导体连接顺序为：

29、（27，1）→（19，2）→（27，3）→（19，4）→（27，5）→（19，6）→（9，6）→（17，5）→（9，4）→（17，3）→（9，2）→（17，1）→（9，1）→（1，2）→（9，3）→（1，4）→（9，5）→（1，6）→（45，6）→（53，5）→（45，4）→（53，3）→（45，2）→（53，1）→（45，1）→（37，2）→（45，3）→（37，4）→（45，5）→（37，6）→（26，6）→（34，5）→（26，4）→（34，3）→（26，2）→（34，1）→（43，1）→（35，2）→（43，3）→（35，4）→（43，5）→（35，6）→（44，6）→（52，5）→（44，4）→（52，3）→（44，2）→（52，1）→（8，1）→（54，2）→（8，3）→（54，4）→（8，5）→（54，6）。

30、进一步的，还包括：以（z，n），表示w相绕组第一支路完整的电路连接为：从（14，6）进线，（42，1）出线，均在非焊接端，各槽导体连接顺序为：

31、（14，6）→（22，5）→（14，4）→（22，3）→（14，2）→（22，1）→（31，1）→（23，2）→（31，3）→（23，4）→（31，5）→（23，6）→（33，6）→（41，5）→（33，4）→（41，3）→（33，2）→（41，1）→（50，1）→（42，2）→（50，3）→（42，4）→（50，5）→（42，6）→（52，6）→（6，5）→（52，4）→（6，3）→（52，2）→（6，1）→（13，1）→（5，2）→（13，3）→（5，4）→（13，5）→（5，6）→（16，6）→（24，5）→（16，4）→（24，3）→（16，2）→（24，1）→（32，1）→（24，2）→（32，3）→（24，4）→（32，5）→（24，6）→（34，6）→（42，5）→（34，4）→（42，3）→（34，2）→（42，1）；

32、第二支路完整的电路连接为：从（33，1）进线，（6，6）出线，均在非焊接端，各槽导体连接顺序为：

33、（33，1）→（25，2）→（33，3）→（25，4）→（33，5）→（25，6）→（15，6）→（23，5）→（15，4）→（23，3）→（15，2）→（23，1）→（15，1）→（7，2）→（15，3）→（7，4）→（15，5）→（7，6）→（51，6）→（5，5）→（51，4）→（5，3）→（51，2）→（5，1）→（51，1）→（43，2）→（51，3）→（43，4）→（51，5）→（43，6）→（32，6）→（40，5）→（32，4）→（40，3）→（32，2）→（40，1）→（49，1）→（41，2）→（49，3）→（41，4）→（49，5）→（41，6）→（50，6）→（4，5）→（50，4）→（4，3）→（50，2）→（4，1）→（14，1）→（6，2）→（14，3）→（6，4）→（14，5）→（6，6）。

34、根据本发明的第二个方面，提供一种定子总成，包括：定子铁芯以及扁线绕组，扁线绕组嵌设于定子铁芯的定子槽内。

35、根据本发明的第三个方面，提供一种永磁同步驱动电机，包括：定子总成，以及与定子总成同轴适配的转子组件。

36、通过上述方案，获得如下有益的技术效果：

37、本发明提出的扁线绕组构造方案，各并联支路对称性显著提高，所处电磁环境几乎一致，支路间环流小；在焊接端和非焊接端均为短距，一方面缩短线圈跨距降低端部高度，另一方面削弱磁动势谐波，降低电磁激振力和转矩波动，改善电机振动噪声。