一种电机定子和发卡电机的制作方法

1.本实用新型实施例涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机定子和发卡电机。


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，形成所需的单相电机或多相电机的绕组。
3.目前已有的车用发卡电机在设计时，电机定子每槽导体数基本采用偶数层设计，随着对功率密度越来越高的要求，控制器输入电流的不断提高，为了降低电流升高带来的绕组肌肤效应、铜耗及发热增加的问题，绕组层数逐步增加。由于发卡电机绕组均为整根铜条u型线，区别于传统电机的圆线绕组，无法自由调配匝数，且为便于制造，设计时绕组层数从2层、4层上升到目前的6层、8层。
4.导体层数的增加可以有效的解决控制器输入电流增加带来的影响，但是绕组导体数的增加会增大电机电感，导致励磁电流减小，降低电机的扭矩和功率，导致电机设计时可能出现不能同时满足扭矩和功率的情况。


技术实现要素：

5.实用新型的目的在于，提供一种电机定子和发卡电机，每槽导体数设置为奇数层，可有效解决目前采用的绕组层数为偶数带来绕组导体数的增加会增大电机电感，导致励磁电流减小，降低电机的扭矩和功率，导致电机设计时可能出现不能同时满足扭矩和功率的技术问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型其中一实施例中提供一种电机定子，包括定子绕组和一体式定子铁芯；所述定子铁芯的内侧均匀间隔设置有多个沿着自身轴向延伸的绕线槽，其中所述定子铁芯沿径向且远离轴心方向将每个所述绕线槽分为n层，n≥5，且n为奇数；所述绕线槽的总数量为偶数；所述定子绕组设置于所述绕线槽中，所述定子绕组包括第一相绕组、第二相绕组以及第三相绕组，所述第一相绕组、第二相绕组以及第三相绕组均分别为一个独立回路；构成所述第一相绕组、第二相绕组以及第三相绕组的独立回路分别依次错位设置在相邻的连续三个绕线槽中，每一独立回路由跨距为（1 3m）个绕线槽的绕组线圈交替连接而成，m为正整数；构成一个独立回路的跨距为（1 3m）个绕线槽的相邻三个绕线槽内包含一个重复绕线单元，所述重复绕线单元依次经过第一个绕线槽的第1层、第二个绕线槽的第1层、第一个绕线槽的第2层、第二个绕线槽的第3层、第一个绕线槽的第4层、第一个绕线槽的第5层、第三个绕线槽的第5层、第二个绕线槽的第4层、第三个绕线槽的第3层、第二个绕线槽的第2层、第三个绕线槽的第1层，该第三个绕线槽的第1层连接下一重复绕线单元的第一个绕线槽的第1层，以此重复绕线构成每一独立回路。（所述重复绕线单元在这相邻三个绕线槽内经过2次叠绕 1次波绕 2次叠绕）
7.于本技术一实施例中所述的电机定子，其中，所述第一相绕组设置相互间隔（1 3m）个绕线槽内。
8.于本技术一实施例中所述的电机定子，其中，所述第二相绕组与所述第一相绕组相邻设置，所述第三相绕组与所述第二相绕组相邻设置。
9.于本技术一实施例中所述的电机定子，其中，所述m为2，所述第一相绕组、第二相绕组以及第三相绕组构成的独立回路分别由跨距为7个绕线槽的绕组线圈交替连接而成。
10.于本技术一实施例中所述的电机定子，其中，所述绕线槽的总数量为36、48、60、72或96。
11.于本技术一实施例中所述的电机定子，其中，所述定子铁芯一端面侧为绕组发卡端，另一端面侧为绕组连接端；所述第一相绕组、所述第二相绕组以及所述第三相绕组的输入端子和输出端子均分布在绕组发卡端。
12.于本技术一实施例中所述的电机定子，其中，接线端子通过三相线与汇流环连接，所述汇流环与对应的一个独立回路连接构成所述输入端子。
13.本技术还提供一种发卡电机，其包括全文所述的电机定子。
14.本技术一实施例中所述的发卡电机，其中，所述发卡电机还包括一转子，所述转子同轴设置于所述电机定子内。
15.本技术一实施例中所述的发卡电机，其中，所述发卡电机还包括一壳体，所述电机定子固定于所述壳体内。
16.本实用新型的有益效果在于，提供一种电机定子和发卡电机，通过将每个绕线槽内导体数设置为奇数层，绕线方式简单，增加绕组匝数可调性，平衡电机设计时功率和扭矩，简化汇流环，降低出线高度。可有效解决目前采用的绕组层数为偶数带来绕组导体数的增加会增大电机电感，导致励磁电流减小，降低电机的扭矩和功率，导致电机设计时可能出现不能同时满足扭矩和功率的技术问题。
附图说明
17.下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，呈现本技术的技术方案及其它有益效果。
18.图1为本技术提供的一种发卡电机的结构示意图。
19.图2为本技术提供的所述电机定子的一个独立回路结构示意图。
20.图3为本技术提供的8极48槽5层双y绕组的一个独立回路的分布示意图。
21.图4为本技术提供的8极48槽5层双y绕组的一个重复绕线单元的绕线循环示意图。
22.图5为本技术提供的8极48槽5层双y绕组的线型结构示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.在本技术的描述中，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”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
描述本技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.在本技术的描述中，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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
26.具体的，请参阅图1至图5，本技术实施例提供一种发卡电机100，其包括电机定子10以及一转子（未图示），所述转子同轴设置于所述电机定子10内。所述发卡电机100还包括一壳体（未图示），所述电机定子10固定于所述壳体内。
27.请参阅图1至图5，所述电机定子10为2y绕组连接结构，包括定子绕组2和一体式定子铁芯1；所述定子铁芯1的内侧均匀间隔设置有多个沿着自身轴向延伸的绕线槽11，其中所述定子铁芯1沿径向且远离轴心方向将每个所述绕线槽11分为第1层、第2层、
……
、第n层，n≥5，且n为奇数；所述绕线槽11的总数量为偶数；所述定子绕组2设置于所述绕线槽11中，所述定子绕组2包括第一相绕组、第二相绕组以及第三相绕组，所述第一相绕组、第二相绕组以及第三相绕组均分别为一个独立回路；构成所述第一相绕组、第二相绕组以及第三相绕组的独立回路分别依次错位设置在相邻的连续三个绕线槽11中，每一独立回路由跨距为（1 3m）个绕线槽的绕组线圈交替连接而成，m为正整数；构成一个独立回路的跨距为（1 3m）个绕线槽的相邻三个绕线槽11内包含一个重复绕线单元，所述重复绕线单元依次经过第一个绕线槽的第1层、第二个绕线槽的第1层、第一个绕线槽的第2层、第二个绕线槽的第3层、第一个绕线槽的第4层、第一个绕线槽的第5层、第三个绕线槽的第5层、第二个绕线槽的第4层、第三个绕线槽的第3层、第二个绕线槽的第2层、第三个绕线槽的第1层，该第三个绕线槽的第1层连接下一重复绕线单元的第一个绕线槽的第1层，以此重复绕线构成每一独立回路。因此，在第一个绕线槽的第1-5层采用叠绕，在第二个绕线槽的第1-5层采用叠绕，在第一个绕线槽的第层和第二个绕线槽的第5层之间采用波绕同层跨线，在第三个绕线槽的第1层和下一重复绕线单元的第一个绕线槽的第1层之间采用波绕同层跨线，叠绕为一种线型，波绕为一种线型，从而每一所述重复绕线单元在这相邻三个绕线槽11内经过2次叠绕 1次波绕 2次叠绕形成，从而绕线方式简单，增加绕组匝数可调性，平衡电机设计时功率和扭矩，简化汇流环，降低出线高度。
28.请参阅图3至图5，于本技术实施例中，所述第一相绕组设置于第1个绕线槽、第1 （1 3m）个绕线槽、第1 2（1 3m）个绕线槽、
……
、第1 k（1 3m）个绕线槽内，所述第二相绕组设置于第2个绕线槽、第2 （1 3m）个绕线槽、第2 2（1 3m）个绕线槽、
……
、第2 k（1 3m）个绕线槽内，所述第三相绕组设置于第3个绕线槽、第3 （1 3m）个绕线槽、第3 2（1 3m）个绕线槽、
……
、第3 k（1 3m）个绕线槽内，其中k为正整数，m为正整数。所述第一相绕组、所述第二相绕组、所述第三相绕组之间依次排布且相邻设置。
29.于本技术实施例中，所述绕线槽11的总数量为36、48、60、72或96。优选所述绕线槽
11的总数量为48，且n=5，从而所述绕线槽11包括5层，所述电机定子10的每一相绕组为8极48槽5层双y绕组。
30.请参阅图3，于本技术实施例中，所述m为2，所述第一相绕组、第二相绕组以及第三相绕组构成的独立回路分别由跨距为7个绕线槽11的绕组线圈交替连接而成。从而所述第一相绕组设置于第1、7、13、19、25、31、37、43个绕线槽11内，所述第二相绕组设置于第2、8、14、20、26、32、38、44个绕线槽11内，所述第三相绕组设置于第3、9、15、21、27、33、39、45个绕线槽11内。由于每一独立回路由跨距为（1 3m）个绕线槽的绕组线圈交替连接而成，从而依次错位设置的所述第一相绕组、第二相绕组以及第三相绕组分别对应设置在增加3（m-1）的绕线槽内，所述第一相绕组设置于第1 3（m-1）的绕线槽内，即所述第一相绕组设置于第4、10、16、22、28、34、40、46个绕线槽11内，所述第二相绕组设置于第5、11、17、23、29、35、41、47个绕线槽11内，所述第三相绕组设置于第6、12、18、24、30、36、42、48个绕线槽11内。
31.请参阅图1、图2，于本技术实施例中，所述定子铁芯1一端面侧为绕组发卡端，另一端面侧为绕组连接端；所述第一相绕组、所述第二相绕组以及所述第三相绕组的输入端子和输出端子均分布在绕组发卡端。
32.请参阅图1，于本技术实施例中，接线端子5通过三相线4与汇流环3连接，所述汇流环3与对应的一个独立回路连接构成所述输入端子。
33.本实用新型的有益效果在于，提供一种电机定子和发卡电机，通过将每个绕线槽内导体数设置为奇数层，绕线方式简单，增加绕组匝数可调性，平衡电机设计时功率和扭矩，简化汇流环，降低出线高度。可有效解决目前采用的绕组层数为偶数带来绕组导体数的增加会增大电机电感，导致励磁电流减小，降低电机的扭矩和功率，导致电机设计时可能出现不能同时满足扭矩和功率的技术问题。
34.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
35.以上对本技术实施例所提供的一种电机定子和发卡电机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例的技术方案的范围。