一种电机定子及电机的制作方法

1.本发明涉及电机领域，具体而言，涉及一种电机定子及电机。


背景技术：

2.定子绕组包括多个发卡线圈，将多个发卡线圈按照一定的排布方式，穿进定子铁芯的槽内，形成所需电机的单相绕组或多相绕组，现有技术中使用的发卡线圈的种类较多，这样定子绕组就需要使用大量的过桥线以连接各相绕组的支路，定子绕组的排布方式复杂，成形困难，生产成本高，加工效率低。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种电机定子及电机，取消过桥线，散热均匀，提升功率和扭矩，简化了接线方式，进而简化了工艺，提高加工效率。
4.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电机定子，同相异相包括：
5.定子铁芯，所述定子铁芯具有多个铁芯槽，该多个铁芯槽形成在定子铁芯的径向内表面上且沿所述定子铁芯的周向方向以预定的槽距间隔开；
6.定子绕组，包括安装在所述定子铁芯上的多个相绕组，并在所述定子铁芯径向方向上形成m层；
7.每相绕组由多个导体沿所述定子铁芯周向波绕相邻连接形成4个支路绕组并联,m为大于等于4的偶数；
8.每相绕组的至少包括一个导体组，所述导体组包括一个两个槽内部径向跨g层的长跨层导体，长跨层导体径向跨层之间的g/2个与长跨层导体径向跨层方向相同的顺相邻跨层导体及g/2
‑
1个与长跨层导体径向跨层方向相反的逆相邻跨层导体，g大于等于4，小于等于m；
9.该相绕组中除长跨层导体外的其余导体的两个槽内部位于所述定子铁芯周向相邻两层。
10.进一步，在一个导体组内，沿定子铁芯径向方向最外侧的顺相邻跨层导体的两个槽中最外侧的槽及最内侧的顺相邻跨层导体的两个槽中最内侧的槽的槽内部分别位于所述长跨层导体的两个与其同层槽的槽内部的周向内侧；
11.当m等于4时，最外侧的顺相邻跨层导体的两个槽中另一个槽及最内侧的顺相邻跨层导体的两个槽中另一个槽的槽内部分别位于一个逆相邻跨层导体的两个与其同层槽的槽内部周向邻侧；
12.当m大于4时，最外侧的顺相邻跨层导体的两个槽中另一个槽及最内侧的顺相邻跨层导体的两个槽中另一个槽的槽内部及其他顺相邻跨层导体的两个槽内部分别位于多个逆相邻跨层导体的两个与其同层槽的槽内部周向邻侧。
13.进一步，每相绕组还包括过渡相邻跨层导体，所述过渡相邻跨层导体均与顺相邻
跨层导体径向跨层方向相同，其两个槽内部在除导体组中导体的槽内部的位置，所述过渡相邻跨层导体两两一组，每组过渡相邻跨层导体首部两个槽内部周向相邻，尾部两个槽内部周向相邻。
14.进一步，当g等于m时，每个长跨层导体所在的磁极内包含一个导体组，其长跨层导体在两个槽内部位于所述定子铁芯径向的第一层，第m层的。
15.进一步，当m为大于4的4的偶数时，且g小于m时，每个长跨层导体所在的磁极内包含至少1个导体组，其长跨层导体在两个槽内部位于所述定子铁芯径向的第1层，第g层，和/或其长跨层导体在两个槽内部位于所述定子铁芯径向的第g 1层，第2g层。
16.进一步，每个所述支路绕组的所述长跨层导体与逆相邻跨层导体之间串联至少一个相邻的顺相邻跨层导体和/或过渡相邻跨层导体。
17.进一步，每个所述相绕组的4个支路绕组的第1个支路绕组的出线端与该相绕组的第3个支路绕组的引线端串联以及第2个支路绕组的出线端与该相绕组的第4个支路绕组的引线端串联连接形成2个并联支路绕组。
18.根据本发明的另一方面，提供了一种电机，包括上述的电机定子。
19.本发明的有益效果是：
20.应用本发明的技术方案，一种电机定子，同相异相包括：
21.定子铁芯，所述定子铁芯具有多个铁芯槽，该多个铁芯槽形成在定子铁芯的径向内表面上且沿所述定子铁芯的周向方向以预定的槽距间隔开；
22.定子绕组，包括安装在所述定子铁芯上的多个相绕组，并在所述定子铁芯径向方向上形成m层；
23.每相绕组由多个导体沿所述定子铁芯周向波绕相邻连接形成4个支路绕组并联,m为大于等于4的偶数；
24.每相绕组的至少包括一个导体组，所述导体组包括一个两个槽内部径向跨g层的长跨层导体，长跨层导体径向跨层之间的g/2个与长跨层导体径向跨层方向相同的顺相邻跨层导体及g/2
‑
1个与长跨层导体径向跨层方向相反的逆相邻跨层导体，g大于等于4，小于等于m；
25.该相绕组中除长跨层导体外的其余导体的两个槽内部位于所述定子铁芯周向相邻两层。
26.申请的采用上述技术方案，取消过桥线，散热均匀，提升功率和扭矩，简化了接线方式，进而简化了工艺，提高加工效率。
附图说明
27.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
28.图1是本发明实施例一中电机定子的结构示意图；
29.图2是本发明实施例一中定子绕组中一相绕组的结构示意图；
30.图3是本发明实施例中导体的结构示意图；
31.图4是本发明实施例一中相绕组的平面展开示意图；
32.图5是本发明实施例二中相绕组的平面展开示意图；
33.图6是本发明实施例二中相绕组中一支路绕组的平面展开示意图；
34.图7是本发明实施例三中相绕组的平面展开示意图；
35.图8是本发明实施例四中相绕组的平面展开示意图；
36.图9是本发明实施例五中相绕组的平面展开示意图；
37.图10是本发明实施例六中相绕组的平面展开示意图；
38.图11是本发明实施例六中相绕组中一支路绕组的平面展开示意图；
39.图12是本发明实施例七中相绕组的平面展开示意图；
40.图13是本发明实施例七中相绕组中一支路绕组的平面展开示意图；
41.图14是本发明实施例八中相绕组的平面展开示意图；
42.图15是本发明实施例八中相绕组中一支路绕组的平面展开示意图；
43.图16是本发明实施例九中相绕组的平面展开示意图；
44.图17是本发明实施例九中相绕组中一支路绕组的平面展开示意图；
45.图18是本发明实施例十中相绕组的平面展开示意图；
46.图19是本发明实施例十中相绕组中一支路绕组的平面展开示意图；
47.图20是本发明实施例十一中相绕组的平面展开示意图；
48.图21是本发明实施例十一中相绕组中一支路绕组的平面展开示意图；
49.图22是本发明实施例十二中相绕组的平面展开示意图；
50.图23是本发明实施例十二中相绕组中一支路绕组的平面展开示意图；
51.图24是本发明实施例十三中相绕组的平面展开示意图；
52.图25是本发明实施例十四中相绕组的平面展开示意图；
53.图26是本发明实施例十四中相绕组中一支路绕组的平面展开示意图；
54.图27是本发明实施例十五中相绕组的平面展开示意图；
55.图28是本发明实施例十五中相绕组中一支路绕组的平面展开示意图；
56.图29是本发明实施例十六中相绕组的平面展开示意图。
57.其中：
58.200.整节距长跨层导体，200a.长节距长跨层导体,400.整节距顺相邻跨层导体,400b.短节距顺相邻跨层导体,401.最外侧的所述顺相邻跨层导体,402.最内侧的顺相邻跨层导体,300.整节距逆相邻跨层导体,300a.长节距逆相邻跨层导体,300b.短节距逆相邻跨层导体,150.整节距过渡相邻跨层导体,150a.长节距过渡相邻跨层导体,150b.短节距过渡相邻跨层导体，10.定子绕组，20.定子铁芯，21.铁芯槽。
具体实施方式
59.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
60.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。本发明下述各个实施例可以单独执行，各个实施例之间也可以相互结合执行，本发明实施例对此不作具体限制。
61.本发明提供了一种电机定子。本技术中节距为同一导体的两个槽内部501之间沿
周向的间隔，或节距为一个导体的一个焊接端对应的槽内部501间的跨距与另一个导体的一个焊接端对应的槽内部501间的跨距之和；需要注意地，本技术中定子铁芯径向第一层，可以为远离定子铁芯中心轴线方向为第一层，也可以为靠近定子铁芯中心轴线方向为第一层；结合图3，每个导体包括依次首尾相连的一个焊接端503、一个槽内部501、一个插线端502、一个槽内部501和一个焊接端503，两个槽内部位于定子铁芯周向相隔规定槽距的两个槽内，插线端位于定子铁芯轴向槽外一端连接两个槽内部，两个焊接端位于定子铁芯外部且远离插线端的一端连接两个槽内部，两个焊接端的延伸方向相反，两个焊接端相应于两个槽内部位于同一层。
62.如图1所示，本发明实施例提供一种电机定子，包括：定子铁芯20，定子铁芯20具有多个铁芯槽21形成在定子铁芯径向内表面上且沿定子铁芯的周向方向以预定的槽距间隔开；
63.如图1至图2、图4至图29所示，定子绕组10，包括安装在定子铁芯上的多个相绕组以便在电相位上彼此不同，并在定子铁芯径向方向上形成偶数层，本实施例中相绕组(u相绕组或v相绕组或w相绕组)在定子铁芯径向方向上形成m层；需要说明的是，上述的m为偶数层可以是四层、六层、八层及以上。实施例中电机定子为发卡电机中的电机定子。
64.结合图1至图29，在本实施例中定子绕组，定子绕组安装在定子铁芯上，即安装在定子铁芯上的多个相绕组以便在电相位上彼此不同，其中，定子绕组为三相(即u相绕组、v相绕组、w相绕组)绕组，且每极每相槽于等于2；转子的每个磁极都设置有两个槽，本实施例每极每相槽数为2，该转子具有八个磁极，并且对三相定子绕组的每一相都如此，设置在定子铁芯中的槽的数目等于48(即，2x8x3)，极距＝每个定子绕组的相数
×
每极每相槽数，节距小于极距的导体为短节距导体，节距等于极距的导体为整节距导体，节距大于极距的导体为长节距导体，在本实施例中极距＝2x3＝6；此外，在本实施方式中，定子铁芯由相邻的两个槽限定一个齿部定子铁芯由层叠多个环形磁性钢板形成定子铁芯轴向方向的两个端面，其他传统的金属板也可以替代磁性钢板使用。
65.结合图4至图24，在实施例一至实施例十三中，200a及200为长跨层导体，所述长跨层导体的两个槽内部位于定子铁芯的径向跨层第一层，第m层，此时g＝m，该相绕组中除长跨层导体外的其余导体的两个槽内部位于所述定子铁芯周向相邻两层；
66.每相绕组的导体组包括一个长跨层导体200a(200)，长跨层导体径向跨层之间的g/2个与长跨层导体径向跨层方向相同的顺相邻跨层导体400(400a，400b)及g/2
‑
1个与长跨层导体径向跨层方向相反的逆相邻跨层导体300(300a，300b)。m为4时，g＝4，顺相邻跨层导体个数为2，逆相邻跨层导体个数为1，m为6时，g＝6，顺相邻跨层导体个数为3，逆相邻跨层导体个数为2，m为8时，g＝8，顺相邻跨层导体个数为4，逆相邻跨层导体个数为3。
67.结合图5，图6，实施例一、实施例二m＝4，导体组中长跨层导体200a的两个槽的槽内部的位于第四层第七槽，第一层第十四槽，g＝4＝m，在其径向跨层之间的2个与长跨层导体径向跨层方向相同的顺相邻跨层导体400b，其径向方向的最外侧的所述顺相邻跨层导体401最外侧的槽的槽内部的位于第四层第八槽，最内侧的顺相邻跨层导体402两个槽的最内侧的槽的槽内部的位于第一层第十三槽，在长跨层导体200a的两个槽内部周向内侧，而逆相邻跨层导体300a两个槽的槽内部的位于第二层第七槽，第三层第十四槽，在顺相邻跨层导体的另外两个槽第三层第十三槽及第二层第八槽的周向邻侧，在实施例一中导体组数量
为1，实施例二导体组数量为4，每个长跨层导体所在的磁极内包含一个导体组，相绕组其余位置槽为过渡相邻跨层导体150a，150b，其中一个过渡相邻跨层导体150a与一个过渡相邻跨层导体150b为一组，每组过渡相邻跨层导体首部两个槽内部周向相邻，尾部两个槽内部周向相邻。即最外侧的所述顺相邻跨层导体及最内侧的顺相邻跨层导体的其中两个槽内部位于所述长跨层导体的两个槽内部周向内侧；
68.沿定子铁芯径向方向最外侧的顺相邻跨层导体及最内侧的顺相邻跨层导体的另外两个槽位于逆相邻跨层导体的两个槽内部周向邻侧。
69.结合图7，实施例三m＝6，导体组中长跨层导体200a的两个槽的槽内部的位于第六层第七槽，第一层第十四槽，g＝6＝m，在其径向跨层之间的3个与长跨层导体径向跨层方向相同的顺相邻跨层导体400b，其径向方向的最外侧的所述顺相邻跨层导体401两个槽的最外侧的槽的槽内部的位于第六层第八槽，最内侧的顺相邻跨层导体402两个槽的最内侧的槽的槽内部的位于第一层第十三槽，在长跨层导体200a的两个槽内部周向内侧，其他顺相邻跨层导体的两个槽内部位于第四层第八槽，第三层第十三槽，而2个逆相邻跨层导体300a两个槽的槽内部的分别位于第二层第七槽，第三层第十四槽及第四层第七槽，第五层第十四槽，最外侧的顺相邻跨层导体及最内侧的顺相邻跨层导体的另外两个槽第二层第八槽，第五层第十三槽，及其他顺相邻跨层导体的两个槽内部位于逆相邻跨层导体的两个槽内部周向邻侧，本例中导体组数量为4，每个长跨层导体所在的磁极内包含一个导体组，相绕组其余位置槽为过渡相邻跨层导体150a，150b，其中一个过渡相邻跨层导体150a与一个过渡相邻跨层导体150b为一组，每组过渡相邻跨层导体首部两个槽内部周向相邻，尾部两个槽内部周向相邻。
70.结合图8，实施例四m＝8，导体组中长跨层导体200a的两个槽的槽内部的位于第八层第七槽，第一层第十四槽，g＝8＝m在其径向跨层之间的4个与长跨层导体径向跨层方向相同的顺相邻跨层导体400b，其径向方向的最外侧的所述顺相邻跨层导体401两个槽的最外侧的槽的槽内部的位于第八层第八槽，最内侧的顺相邻跨层导体402两个槽的最内侧的槽的槽内部的位于第一层第十三槽，在长跨层导体200a的两个槽内部周向内侧，其他顺相邻跨层导体的两个槽内部分别位于第四层第八槽，第三层第十三槽及第六层第八槽，第五层第十三槽，而3个逆相邻跨层导体300a两个槽的槽内部的分别位于第二层第七槽，第三层第十四槽及第四层第七槽，第五层第十四槽及第六层第七槽，第七层第十四槽，最外侧的顺相邻跨层导体及最内侧的顺相邻跨层导体的另外两个槽第七层第十三槽及第二层第八槽及其他顺相邻跨层导体的两个槽内部位于逆相邻跨层导体的两个槽内部周向邻侧，本例中导体组数量为4，每个长跨层导体所在的磁极内包含一个导体组，相绕组其余位置槽为过渡相邻跨层导体150a，150b，其中一个过渡相邻跨层导体150a与一个过渡相邻跨层导体150b为一组，每组过渡相邻跨层导体首部两个槽内部周向相邻，尾部两个槽内部周向相邻。
71.结合图6，在实施例二中，该支路绕组的u2引线端连接长跨层导体200a的一个焊接端，长跨层导体200a的一个焊接端波绕连接周向相邻的过渡相邻跨层导体150b的一个焊接端，过渡相邻跨层导体150b的另一个焊接端波绕连接周向相邻的逆相邻跨层导体300a的一个焊接端，逆相邻跨层导体300a的另一个焊接端波绕连接过渡相邻跨层导体150b的一个焊接端，过渡相邻跨层导体150b的另一个焊接端波绕连接周向相邻的逆相邻跨层导体300a的一个焊接端，逆相邻跨层导体300a的另一个焊接端波绕连接过渡相邻跨层导体150b的一个
焊接端，过渡相邻跨层导体150b的另一个焊接端波绕连接周向相邻的长跨层导体200a的一个焊接端，长跨层导体200a的另一个焊接端波绕连接过渡相邻跨层导体150b的一个焊接端，过渡相邻跨层导体150b的另一个焊接端连接u4出线端。
72.图4至图13、图19及图24至图29为同相，图14至图18及图20至图23为异相，其中实施例六至实施例十二的长跨层导体，顺相邻跨层导体，逆相邻跨层导体及过渡相邻跨层导体的节距与实施例一至实施例五有所不同，但导体组及相绕组的组成方式一致。采用上述技术方案，取消过桥线，散热均匀，提升功率和扭矩，简化了接线方式，进而简化了工艺，提高加工效率。
73.结合图25，实施例十四m＝8，导体组中长跨层导体200a的两个槽的槽内部的位于第四层第七槽，第一层第十四槽，g＝4，在其径向跨层之间的2个与长跨层导体径向跨层方向相同的顺相邻跨层导体400，最外侧的所述顺相邻跨层导体401两个槽的槽内部的位于第四层第八槽，第三层第十四槽，最内侧的顺相邻跨层导体402两个槽的槽内部的位于第二层第七槽，第一层第十三槽，在长跨层导体200a的两个槽内部周向内侧，而1个逆相邻跨层导体300b两个槽的槽内部的分别位于第二层第八槽，第三层第十三槽，最外侧的顺相邻跨层导体及最内侧的顺相邻跨层导体的另外两个槽的两个槽内部位于逆相邻跨层导体的两个槽内部周向邻侧，本例中导体组个数为4，g小于m，每个长跨层导体所在的磁极内包含至少1个导体组，本例中为1个，其长跨层导体在两个槽内部位于所述定子铁芯径向的第1层，第g层，即，第一层，第4层相绕组其余位置槽为过渡相邻跨层导体150a，150b，其中一个过渡相邻跨层导体150a与一个过渡相邻跨层导体150b为一组，每组过渡相邻跨层导体首部两个槽内部周向相邻，尾部两个槽内部周向相邻。
74.结合图26，该支路绕组的引线端u1与出线端u3之间依次串联逆相邻跨层导体300b，过渡相邻跨层导体150a，顺相邻跨层导体400，过渡相邻跨层导体150b，长跨层导体200a，过渡相邻跨层导体150b，顺相邻跨层导体400，过渡相邻跨层导体150a，过渡相邻跨层导体150b，过渡相邻跨层导体150a，过渡相邻跨层导体150b，过渡相邻跨层导体150a，过渡相邻跨层导体150b，过渡相邻跨层导体150a，过渡相邻跨层导体150b，过渡相邻跨层导体150a。
75.结合图27，在实施例十五中m＝8，导体组一中长跨层导体200a的两个槽的槽内部的位于第四层第七槽，第一层第十四槽，g＝4，g小于m，每个长跨层导体所在的磁极内包含2个导体组，其长跨层导体在两个槽内部位于所述定子铁芯径向的第1层，第g层，(第1层，第4层)，在其径向跨层之间的2个与长跨层导体径向跨层方向相同的顺相邻跨层导体400，最外侧的所述顺相邻跨层导体401两个槽的槽内部的位于第四层第八槽，第三层第十四槽，最内侧的顺相邻跨层导体402两个槽的槽内部的位于第二层第七槽，第一层第十三槽，在长跨层导体200a的两个槽内部周向内侧，而1个逆相邻跨层导体300b两个槽的槽内部的分别位于第二层第八槽，第三层第十三槽，最外侧的顺相邻跨层导体及最内侧的顺相邻跨层导体的另外两个槽的两个槽内部位于逆相邻跨层导体的两个槽内部周向邻侧；
76.和其长跨层导体在两个槽内部位于所述定子铁芯径向的第g 1层，第2g层，(第5层，第8层)。导体组二中长跨层导体200a的两个槽的槽内部的位于第五层第十四槽，第八层第七槽，在其径向跨层之间的2个与长跨层导体径向跨层方向相同的顺相邻跨层导体400，最外侧的所述顺相邻跨层导体401两个槽的槽内部的位于第八层第八槽，第七层第十四槽，
最内侧的顺相邻跨层导体402两个槽的槽内部的位于第六层第七槽，第五层第十三槽，在长跨层导体200a的两个槽内部周向内侧，而1个逆相邻跨层导体300b两个槽的槽内部的分别位于第六层第八槽，第七层第十三槽，最外侧的顺相邻跨层导体及最内侧的顺相邻跨层导体的另外两个槽的两个槽内部位于逆相邻跨层导体的两个槽内部周向邻侧。
77.在实施例十五中m为大于4的4的偶数，且g小于m，相绕组其余位置槽为过渡相邻跨层导体150a，150b，其中一个过渡相邻跨层导体150a与一个过渡相邻跨层导体150b为一组，每组过渡相邻跨层导体首部两个槽内部周向相邻，尾部两个槽内部周向相邻。采用上述技术方案，取消过桥线，散热均匀，提升功率和扭矩，简化了接线方式，进而简化了工艺，提高加工效率。
78.结合图28，该支路绕组的引线端u1与出线端u3之间依次串联逆相邻跨层导体300b，过渡相邻跨层导体150a，顺相邻跨层导体400，过渡相邻跨层导体150b，长跨层导体200a，过渡相邻跨层导体150b，顺相邻跨层导体400，过渡相邻跨层导体150a，顺相邻跨层导体400，过渡相邻跨层导体150b，过渡相邻跨层导体150a，过渡相邻跨层导体150b，长跨层导体200a，过渡相邻跨层导体150b，顺相邻跨层导体400，过渡相邻跨层导体150a，逆相邻跨层导体300b，过渡相邻跨层导体150a。
79.即每个所述支路绕组的所述长跨层导体与逆相邻跨层导体之间串联至少一个相邻的顺相邻跨层导体和/或过渡相邻跨层导体。
80.结合图9，在实施例五与实施例一的结构相同，图24，在实施例十三与实施例七的结构相同，图29，在实施例十六与实施例十四的结构相同，其区别在于实施例一或实施例七或实施例十四的定子绕组为4支路并联，在实施例五或实施例十三或实施例十六中，定子绕组为2支路并联，将4个支路绕组的第一个支路绕组的出线端u3与第三个支路绕组的引线端u7串联连接形成第一的支路绕组，将4支路绕组的第二个支路绕组的出线端u4与第四个支路绕组的引线端u8串联连接形成第二个支路绕组；当然本技术实其他实施例的定子绕组的4个支路绕组均可以形成实施例五或实施例十三中或实施例十六的定子绕组2支路并联。采用上述技术方案，取消过桥线，散热均匀，提升功率和扭矩，简化了接线方式，进而简化了工艺，提高加工效率。
81.本实施例还提供了一种电机，包括上述的电机定子，采用上述电机定子的电机。
82.本发明实施例提供的电机包括上述实施例中的电机定子，因此本发明实施例提供的电机也具备上述实施例中所描述的有益效果，在此不再赘述。
83.在本发明实施例的描述中，除非另有明确规定和限定，术语“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，或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，可以通过中间媒介间接连接(过桥线连接)，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属于在本发明中的具体含义。最后应说明的是，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。
84.本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。