CN115347691A - 一种电机定子及电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机定子及电机，多个所述导体组包括：位于所述定子铁芯径向内侧的第一导体组，位于所述定子铁芯径向外侧的第三导体组，及位于所述定子铁芯径向除内侧及外侧外的第二导体组，所述第一导体组包括多个导体，所述第一导体组的2个导体沿所述定子铁芯同一插槽的径向相邻2层设置，且所述第一导体组的多个导体的截面积相同；所述第三导体组的截面积等于所述第二导体组的截面积，且该第三导体组的截面积等于2倍的所述第一导体组的截面积；本申请实施例中的电机定子的技术方案，其通过槽内导体组的设置，降低集肤效应引起的定子绕组上的涡流损耗，从而提高电机效率。

Description

一种电机定子及电机

技术领域

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

目前车辆中，为实现电机的高效化、小型化和集成化，扁线电机采用截面积较大的扁线导体作为定子绕组，虽然给电机带来了高效率、高功率密度的优势。但是，在电机高速运行时，由于磁场的高频变化会导致靠近槽口处扁线导体的集肤效应愈发明显，由此产生的涡流损耗将影响电机的运行性能。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电机定子及电机，其通过槽内导体组的设置，降低集肤效应引起的定子绕组上的涡流损耗，从而提高电机效率。

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，包括：

定子铁芯，定子铁芯具有多个插槽，该多个插槽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；

定子绕组，包括沿定子铁芯径向依次插入到定子铁芯的多个插槽中的多个导体组；

多个导体组包括：位于定子铁芯径向内侧的第一导体组，位于定子铁芯径向外侧的第三导体组，及位于定子铁芯径向除内侧及外侧外的第二导体组，第一导体组包括多个导体，第一导体组的2个导体沿定子铁芯同一插槽的径向相邻2层设置且第一导体组的多个导体的截面积相同；

第三导体组的截面积等于第二导体组的截面积，且该第三导体组的截面积等于2倍的第一导体组的截面积；

或所述第三导体组的截面积等于第一导体组的截面积，且该第三导体组的截面积等于1/2倍的第二导体组的截面积。

进一步地，定子绕组的多个导体组均为矩形导体。

进一步地，第三导体组包括多个导体，第三导体组的2个导体沿定子铁芯同一插槽的径向相邻2层设置且第三导体组的导体的宽度等于第一导体组的导体的宽度。

进一步地，第三导体组包括多个导体，第三导体组的多个导体位于定子铁芯径向同一层且第三导体组的导体的宽度等于第一导体组的导体的宽度的2倍。

进一步地，第三导体组包括多个导体，第三导体组的1个导体位于定子铁芯径向2层且第三导体组的导体的宽度等于第一导体组的导体的宽度的2倍。

进一步地，第二导体组包括多个导体，第二导体组的1个导体位于定子铁芯径向2层且第二导体组的导体的宽度等于第一导体组的导体的宽度的2倍。

进一步地，第一导体组的多个导体为4个导体。

进一步地，第一导体组的沿定子铁芯径向相邻2层设置的2个导体沿定子铁芯周向交替设置于定子铁芯径向内侧。

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。

应用本发明的技术方案，一种电机定子及电机，包括：定子铁芯，定子铁芯具有多个插槽，该多个插槽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；定子绕组，包括沿定子铁芯径向依次插入到定子铁芯的多个插槽中的多个导体组；多个导体组包括：位于定子铁芯径向内侧的第一导体组，位于定子铁芯径向外侧的第三导体组，及位于定子铁芯径向除内侧及外侧外的第二导体组，第一导体组包括多个导体，第一导体组的2个导体沿定子铁芯同一插槽的径向相邻2层设置且第一导体组的多个导体的截面积相同；第三导体组的截面积等于第二导体组的截面积，且该第三导体组的截面积等于2倍的第一导体组的截面积；或所述第三导体组的截面积等于第一导体组的截面积，且该第三导体组的截面积等于1/2倍的第二导体组的截面积。本申请实施例中的电机定子的技术方案，其通过位于定子铁芯径向内侧的第一导体组的设置，降低集肤效应引起的定子绕组上的涡流损耗，从而提高电机效率。

附图说明

构成本申请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：

图1是本发明实施例一中电机定子的结构示意图；

图2是本发明实施例一的电机定子的示意分剖图；

图3是图2的电机定子的示意分剖图的局部放大图；

图4是本发明实施例二的电机定子的示意分剖图；

图5是图4的电机定子的示意分剖图的局部放大图；

图6是本发明实施例三的电机定子的示意分剖图；

图7是图6的电机定子的示意分剖图的局部放大图；

图中：10、定子绕组；20、定子铁芯；21、插槽；22、齿部；500、第一导体组；600、第二导体组；700、第三导体组。

具体实施方式

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。

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。

本发明提供了一种电机定子。图1中示例性地画出了一个沿周向延伸方向A1A2、两个沿径向延伸的方向0001和0002，需要注意地，本申请中定子铁芯径向内侧，可以为远离定子铁芯中心轴线方向为内侧，也可以为靠近定子铁芯中心轴线方向为内侧。

示例性地，如图1所示，在实施例中提供一种电机定子，包括定子铁芯20，定子铁芯20具有多个插槽21，该多个插槽21形成在定子铁芯20径向内表面上且沿定子铁芯20的周向方向以预定的槽距间隔开。

如图1所示，定子绕组10，包括沿定子铁芯20径向依次插入到定子铁芯20的多个插槽21中的多个导体组。

结合图1至图7，在本实施例中定子绕组10，定子绕组10安装在定子铁芯20上，即安装在定子铁芯20上的多个相绕组以便在电相位上彼此不同，在实施例一、实施例二、实施例三中，定子绕组10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6个槽21，该转子具有八个磁极并且对三相定子绕组10的每一相都如此，设置在定子铁芯20中的槽21的数目等于48(即2X8X3)，此外，在本实施方式中，定子铁芯20由相邻的两个槽21限定一个齿部22，定子铁芯20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。

示例性地，多个导体组(500、600、700)包括：位于定子铁芯20径向内侧的第一导体组500，位于定子铁芯20径向外侧的第三导体组700，及位于定子铁芯20径向除内侧及外侧之外的第二导体组600(即中间层)，第一导体组500包括多个导体，第一导体组500的2个导体沿定子铁芯20同一插槽21的径向相邻2层设置，且第一导体组500的多个导体的截面积相同；第三导体组700的截面积等于第二导体组600的截面积，且该第三导体组700的截面积等于2倍的第一导体组500的截面积；或第三导体组700的截面积等于第一导体组500的截面积，且该第三导体组700的截面积等于1/2倍的第二导体组600的截面积。

结合图1至图7，多个导体组包括：位于定子铁芯20径向内侧的第一导体组500，12个第一导体组500依次位于定子铁芯周向48个插槽的内侧；位于定子铁芯径向外侧的第三导体组700，12个第三导体组700(或24个第三导体组700)依次位于定子铁芯周向48个插槽的外侧；及位于定子铁芯20径向除内侧及外侧之外的中间的第二导体组600，24个第二导体组600依次位于定子铁芯周向48个插槽的中间侧(即除位于定子铁芯径向内侧及外侧外)。第一导体组500包括4个导体，每2个导体为一个单元沿定子铁芯周向位于相邻插槽设置，每2个导体为另一单元沿定子铁芯径向相邻2层设置，具体地，第一导体组的第一个导体位于第一插槽的内侧的第一层、第二个导体位于第二插槽内侧的第一层，第三个导体位于第一插槽的内侧的第二层、第四个导体位于第二插槽的内侧的第二层，第一导体组的第一个导体与第二个导体为一个单元沿定子铁芯周向相邻插槽设置，第一导体组的第三个导体与第四个导体为一个单元沿定子铁芯周向相邻插槽设置，第一导体组的第一个导体与第三个导体为另一个单元位于定子铁芯单个插槽的径向相邻2层，第一导体组的第二个导体与第四个导体为另一个单元位于定子铁芯单个插槽的径向相邻2层，即第一导体组的2个导体沿定子铁芯同一插槽径向相邻2层设置；第一导体组500的4个导体的截面积相同；在实施例三中，插入定子铁芯插槽21中的一个第三导体组700的导体之和的截面积等于插入定子铁芯插槽21中的一个第二导体组600的导体之和的截面积，插入定子铁芯插槽21中的一个第三导体700的导体之和的截面积等于2倍的插入定子铁芯插槽21中的一个第一导体组500的导体之和的截面积；在实施例一、实施例二中，插入定子铁芯插槽21中的一个第三导体组700的导体的截面积等于插入定子铁芯插槽21中的一个第一导体组500的导体之和的截面积，插入定子铁芯插槽21中的一个第三导体组的截面积等于1/2倍的插入定子铁芯插槽21中一个第二导体组600的导体之和的截面积。本申请实施例中的电机定子的技术方案，其通过位于定子铁芯径向内侧的第一导体组的设置，降低集肤效应引起的定子绕组上的涡流损耗，从而提高电机效率。

结合图1至图7，在实施例一、实施例二、实施例三中，定子绕组10的第一导体组500的导体为矩形导体，第二导体组600的导体为矩形导体，第三导体组700的导体为矩形导体。

示例性地，如图2、图3所示，在实施例一中，第三导体组700包括4个导体，第三导体组的2个导体沿定子铁芯同一插槽的径向相邻2层设置且第三导体组700的导体的宽度等于第一导体组500的导体的宽度。

结合图2、图3，第三导体组700包括4个导体，每2个导体为一个单元沿定子铁芯周向位于相邻插槽设置，每2个导体为另一单元沿定子铁芯径向相邻2层设置，具体地，第三导体组700的第一个导体位于第一个插槽的外侧的第一层、第三导体组700的第二个导体位于第二个插槽外侧的第一层，第三导体组700的第三个导体位于第一个插槽的外侧的第二层、第三导体组700的第四个导体位于第二个插槽的外侧的第二层，第三导体组700的第一个导体与第二个导体为一个单元沿定子铁芯周向相邻插槽设置，第三导体组700的第三个导体与第四个导体为一个单元沿定子铁芯周向相邻插槽设置，第三导体组700的第一个导体与第三个导体为另一个单元位于定子铁芯同一插槽的径向相邻2层，第三导体组700的第二个导体与第四个导体为另一个单元位于定子铁芯同一插槽的径向相邻2层；第三导体组700的每个导体的每个槽内部的宽度等于第一导体组500的每个导体的每个槽内部的宽度。

示例性地，如图4、图5所示，在实施例二中，第三导体组700包括多个导体，第三导体组700的多个导体位于定子铁芯20径向同一层且第三导体组700的导体的宽度等于第一导体组500的导体的宽度的2倍。

结合图4、图5，第三导体组700包括2个导体，第三导体组700的2个导体位于定子铁芯20径向外侧第一层，具体地，第三导体组700的第一个导体的两个槽内部位于定子铁芯径向外侧第一层的第一插槽、第七插槽，第三导体组700的第二个导体的两个槽内部位于定子铁芯径向外侧第一层的第二插槽、第八插槽，第三导体组700的每个导体的每个槽内部均位于定子铁芯径向外侧第一层，第三导体组700的每个导体的宽度等于第一导体组500的每个导体的宽度的2倍，由于第三导体组的导体的截面积相对于第一导体组的导体截面积增大，从而降低直流电阻。

示例性地，如图6、图7所示，在实施例三中，第三导体组700包括多个导体，第三导体组700的1个导体位于定子铁芯20径向2层且第三导体组700的导体的宽度等于第一导体组500的导体的宽度的2倍。

结合图6、图7，第三导体组700包括2个导体，第三导体组700的每个导体的两个槽内部位于定子铁芯径向相邻2层，具体地，第三导体组700的第一个导体的第一个槽内部位于定子铁芯径向外侧第一层的第1插槽、第二个槽内部位于定子铁芯径向外侧第二层的第7插槽，第三导体组700的第二个导体的第一个槽内部位于定子铁芯径向外侧第一层的第2插槽、第二个槽内部位于定子铁芯径向外侧第二层的第8插槽；第三导体组700的每个导体的每个槽内部的宽度等于第一导体组500的每个导体的每个槽内部的宽度的2倍，由于第三导体组700的导体的截面积相对于第一导体组500的导体截面积增大，从而降低直流电阻。

进一步地，如图1至图7所示，在实施例中，第二导体组600包括2个导体，第二导体组600的每个导体的两个槽内部位于定子铁芯径向相邻2层，具体地，第二导体组600的第一个导体的第一个槽内部位于定子铁芯径向内侧第三层的第1插槽、第二个槽内部位于定子铁芯径向内侧第四层的第7插槽，第二导体组600的第二个导体的第一个槽内部位于定子铁芯径向内侧第三层的第2插槽、第二个槽内部位于定子铁芯径向内侧第四层的第8插槽；第二导体组600的每个导体的每个槽内部的宽度等于第一导体组500的每个导体的每个槽内部的宽度的2倍。

结合图1至图7，在实施例中，第一导体组500包括4个导体，每2个导体为一个单元沿定子铁芯周向位于相邻插槽设置，每2个导体为另一单元沿定子铁芯径向相邻2层设置，具体地，第一个导体的第一个槽内部位于第1插槽的内侧的第一层、第一个导体的第二个槽内部位于第7插槽的内侧的第二层，第二个导体的第一个槽内部位于第2插槽内侧的第一层、第二个导体的第二个槽内部位于第8插槽的内侧的第二层，第三个导体的第一个槽内部位于第1插槽的内侧的第二层、第三个导体的第二个槽内部位于第7插槽的内侧的第一层，第四个导体的第一个槽内部位于第2插槽的内侧的第二层、第四个导体的第二个槽内部位于第8插槽的内侧的第一层，即第一导体组的沿定子铁芯径向相邻2层设置的第一个导体、第三个导体沿定子铁芯周向交替设置于定子铁芯径向内侧第一层、第二层，即第一导体组的沿定子铁芯径向相邻2层设置的第二个导体、第四个导体沿定子铁芯周向交替设置于定子铁芯径向内侧第一层、第二层。

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。

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。

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(汇流排连接)，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。

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。

图7

Claims (9)

1.一种电机定子，包括：

定子铁芯，所述定子铁芯具有多个插槽，该多个插槽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；

定子绕组，包括沿所述定子铁芯径向依次插入到所述定子铁芯的多个所述插槽中的多个导体组；

其特征在于：多个所述导体组包括：位于所述定子铁芯径向内侧的第一导体组，位于所述定子铁芯径向外侧的第三导体组，及位于所述定子铁芯径向除内侧及外侧外的第二导体组，所述第一导体组包括多个导体，所述第一导体组的2个导体沿所述定子铁芯同一插槽的径向相邻2层设置，且所述第一导体组的多个导体的截面积相同；

所述第三导体组的截面积等于所述第二导体组的截面积，且该第三导体组的截面积等于2倍的所述第一导体组的截面积；

或所述第三导体组的截面积等于所述第一导体组的截面积，且该第三导体组的截面积等于1/2倍的所述第二导体组的截面积。

2.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述定子绕组的多个所述导体组均为矩形导体。

3.根据权利要求2所述的电机定子，其特征在于，所述第三导体组包括多个导体，所述第三导体组的2个导体沿所述定子铁芯同一插槽的径向相邻2层设置且所述第三导体组的导体的宽度等于所述第一导体组的导体的宽度。

4.根据权利要求2所述的电机定子，其特征在于，所述第三导体组包括多个导体，所述第三导体组的多个导体位于所述定子铁芯径向同一层且所述第三导体组的导体的宽度等于所述第一导体组的导体的宽度的2倍。

5.根据权利要求2所述的电机定子，其特征在于，所述第三导体组包括多个导体，所述第三导体组的1个导体位于所述定子铁芯径向2层且所述第三导体组的导体的宽度等于所述第一导体组的导体的宽度的2倍。

6.根据权利要求3至5任一所述的电机定子，其特征在于，所述第二导体组包括多个导体，所述第二导体组的1个导体位于所述定子铁芯径向2层且所述第二导体组的导体的宽度等于所述第一导体组的导体的宽度的2倍。

7.根据权利要求1至5任一所述的电机定子，其特征在于，所述第一导体组的多个导体为4个导体。

8.根据权利要求1至5任一所述的电机定子，其特征在于，所述第一导体组的沿所述定子铁芯径向相邻2层设置的2个导体沿所述定子铁芯周向交替设置于定子铁芯径向内侧。

9.一种电机，其特征在于，包括权利要求1至8任一所述的电机定子。

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