CN212435461U - 一种短节距电机定子 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种短节距电机定子，包括铁芯及的定子绕组，铁芯上开设有48个定子槽，所述定子槽内设置有绝缘纸，所述绝缘纸将所述定子槽在所述铁芯的径向方向从外到内依次分隔为第一层、第二层、第三层和第四层，所述定子绕组具有八个磁极且为六相绕组，所述定子绕组每相包括分别在所述铁芯上绕设一圈的第一绕组线圈、第二绕组线圈、第三绕组线圈和第四绕组线圈。本实用新型的定子绕组，结构较为紧凑，且有助于降低绕组的端部高度，进而在不改变功率的情况下降低电机的体积，此外，采用六相绕组可以扩大电压电流的选择范围，适配多种控制器，进而优化电机系统性能和成本，且能够提高电机的效率和转矩密度，同时具有容错能力强，可靠性高的特点。

Description

一种短节距电机定子

技术领域

本实用新型涉及一种电动机内部零件，特别是一种短节距电机定子。

背景技术

随着汽车技术特别是电动汽车技术的快速发展，对车用电动机的功率要求也同样在提高，功率的增加必然会导致电动机体积的加大；然而，当前汽车上的各种设备也越来越多，提供给电动机的安装位置也越来越狭小及拥挤，在有限的空间内，现有电动机的功率已无法满足需求，因此电动机体积与功率之间的矛盾问题成为电动机高功率研发的一个技术难题。

公开号为CN205453323U的中国实用新型专利公开了一种采用扁铜线的电机定子，其通过采用扁铜线代替传统的圆铜线，极大提高了电机定子的槽满率，绕设后结构紧凑且输出功率较高，在一定程度上能够解决电动机体积与功率之间的矛盾，但是仍需要进一步提升才能满足更多的车辆安装要求。同时，由于该电机定子采用的是三相绕组，电压电流的选择范围相对较窄，容错率和可靠性相对较低。

有鉴于此，本实用新型人对上述问题进行了深入地研究，遂有本案产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种功率较大而体积相对较小、电压电流选择范围相对较广且容错率和可靠性相对较高的整节距电机定子。

为了实现上述目的，本实用新型的电动机定子采用如下技术方案：

一种短节距电机定子，包括铁芯及绕设在所述铁芯上的定子绕组，所述铁芯上等间距开设有48个定子槽，其特征在于，所述定子槽内设置有绝缘纸，所述绝缘纸将所述定子槽在所述铁芯的径向方向从外到内依次分隔为第一层、第二层、第三层和第四层，所述定子绕组具有八个磁极且为六相绕组，所述定子绕组每相包括分别在所述铁芯上绕设一圈的第一绕组线圈、第二绕组线圈、第三绕组线圈和第四绕组线圈；

在同一个相中，所述第一绕组线圈和所述第三绕组线圈的首端都形成引出线，所述第二绕组线圈和所述第四绕组线圈的尾端都形成中性点连接线，两个所述中性点连接线并联连接；所述第一绕组线圈的尾端和所述第二绕组线圈的首端相连且两者绕设方向相同，所述第三绕组线圈的尾端和所述第四绕组线圈的首端相连，且两者绕设方向都与所述第一绕组线圈相反；所述第一绕组线圈的起绕端位于对应的所述定子槽的所述第四层，所述第二绕组线圈的起绕端位于对应的所述定子槽的所述第二层，所述第三绕组的起绕端位于对应的所述定子槽的所述第一层，所述第四绕组线圈的起绕端位于对应的所述定子槽的所述第三层。

作为本实用新型的一种改进，所述第一绕组线圈和所述第二绕组线圈的起绕端所在的所述定子槽相邻，所述第三绕组线圈和所述第二绕组线圈的起绕端所在的所述定子槽相同，所述第四绕组线圈和所述第一绕组线圈的起绕端所在的所述定子槽相同，被同一线圈绕设的两个所述定子槽之间间隔有五个所述定子槽。

作为本实用新型的一种改进，所述第一绕组线圈和所述第四绕组线圈分别交替绕设在对应的各所述定子槽的所述第四层和所述第三层，所述第二绕组线圈和所述第三绕组线圈分别交替绕设在对应的所述定子槽的所述第二层和所述第一层。

作为本实用新型的一种改进，以各相中第一绕组线圈的起绕端为对应相的起绕端，所述定子绕组的六相绕组分别为起绕端按顺时针或逆时针依次布置的U相绕组、A相绕组、V相绕组、B相绕组、W相绕组和C相绕组，其中，所述U相绕组的起绕端所在的所述定子槽和所述A相绕组的起绕端所在的所述定子槽相邻，所述V相绕组的起绕端所在的所述定子槽和所述B相绕组的起绕端所在的所述定子槽相邻，所述W相绕组的起绕端所在的所述定子槽和所述C相绕组的起绕端所在的所述定子槽相邻，所述U相绕组的起绕端所在的所述定子槽和所述V相绕组的起绕端所在的所述定子槽之间以及所述V相绕组的起绕端所在的所述定子槽和所述W相绕组的起绕端所在的所述定子槽之间都间隔有三个所述定子槽。

作为本实用新型的一种改进，所述U相绕组、所述V相绕组和所述W相绕组的各所述中性点连接线相互连接，所述A相绕组、所述B相绕组和所述C相绕组的各所述中性点连接线相互连接。

作为本实用新型的一种改进，第一绕组线圈、第二绕组线圈、第三绕组线圈和/或第四绕组线圈包括一根以上的横截面呈椭圆形或方形的导线。

作为本实用新型的一种改进，各所述引出线和各所述中性点连接线都位于所述铁芯的同一侧。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、采用本实用新型的定子绕组，结构较为紧凑，且有助于降低绕组的端部高度，进而在不改变功率的情况下降低电机的体积，实现功率较大而体积相对较小，此外，采用六相绕组可以扩大电压电流的选择范围，适配多种控制器，进而优化电机系统性能和成本，且能够提高电机的效率和转矩密度，同时具有容错能力强，可靠性高的特点。

2、通过采用横截面呈椭圆形或方形的导线，有效的提高电机定子槽满率，提高定子的材料利用率，从而降低电机的铜耗来提高电机的效率，可以有效的降低电机绕组线圈的端部高度，从而节省电机的体积。

3、本实用新型所采用的中性点连接线的连接结构有助于进一步提高提高电机的效率和转矩密度。

4、本实用新型提供的定子绕组，通过第一绕组线圈和第二绕组线圈以及第三绕组线圈和第四绕组线圈的错位布置，有助于改善电机的磁场谐波，降低转矩波动并提高电机的效率。

附图说明

图1为实施例中铁芯的局部结构示意图；

图2为实施例中U相绕组和A相绕组的展开结构示意图；

图3为实施例中V相绕组和B相绕组的展开结构示意图；

图4为实施例中W相绕组和C相绕组的展开结构示意图；

图5为实施例中U相绕组、V相绕组和W相绕组的中性点连接线的连接结构示意图；

图6为实施例中A相绕组、B相绕组和C相绕组的中性点连接线的连接结构示意图。

图中对应标示如下：

100-铁芯； 110-定子槽；

210-第一绕组线圈； 220-第二绕组线圈；

230-第三绕组线圈； 240-第四绕组线圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

如图1-图6所示，本实施例提供一种短节距电机定子，其中的短节距指的是该电机定子的定子绕组的节距小于极距，由于节距小，其用料省且功率因数较高。本实施例提供的短节距电机定子包括铁芯100及绕设在铁芯上的定子绕组，其中，铁芯100上等间距开设有48个定子槽110，定子槽110的形状可以为常规的形状，如矩形槽，各定子槽110内都设置有绝缘纸，绝缘纸也是常规电动机定子所使用的绝缘纸，该绝缘纸将对应的定子槽在铁芯100的径向方向从外到内依次分隔为第一层、第二层、第三层和第四层，各层都用于绕设定子线圈，即一槽四线。为了区分不同位置上的各个定子槽110，在本实施例中，以任一定子槽110为起点，按逆时针方向依次将定子槽110从第1槽到第72槽进行编号，此外，为了区分定子槽110的编号与电机定子的零部件编号，在本实施例及附图1-图6中，三位数的数字表示电机定子的零部件编号，一位数和两位数的数字表示定子槽110的编号。

定子绕组具有八个磁极且为六相绕组，定子绕组的六相绕组分别为起绕端按顺时针或逆时针依次布置的U相绕组、A相绕组、V相绕组、B相绕组、W相绕组和C相绕组。

定子绕组每相包括分别在铁芯100上绕设一圈的第一绕组线圈210、第二绕组线圈220、第三绕组线圈230和第四绕组线圈240，在同一个相中，第一绕组线圈210和第三绕组线圈230的首端都形成引出线，第二绕组线圈220和第四绕组线圈240的尾端都形成中性点连接线，第一绕组线圈210的尾端和第二绕组线圈220的首端相连且两者绕设方向相同(在本实施例中都为逆时针方式)，第三绕组线圈230的尾端和第四绕组线圈240的首端相连，且两者绕设方向都与第一绕组线圈210相反(即顺时针方向)；为了便于表述，设U相绕组、A相绕组、V相绕组、B相绕组、W相绕组和C相绕组中相互串联的第一绕组线圈210和第二绕组线圈220依次为U1、A1、V1、B1、W1和C1，U相绕组、A相绕组、V相绕组、B相绕组、W相绕组和C相绕组中相互串联的第三绕组线圈230和第四绕组线圈240依次为U2、A2、V2、B2、W2和C2。各绕组线圈都通过发夹式插件相互焊接形成，相互串联的绕组线圈通过跨线连接，通过发夹式插件相互焊接形成线圈广泛应用于各类车用电机定子中，并非本实施例的重点，此处不再详述。

优选的，第一绕组线圈210、第二绕组线圈220、第三绕组线圈230和/或第四绕组线圈240包括一根以上的横截面呈椭圆形或方形的导线，在本实施例中采用的是扁铜线，即横截面呈椭圆形或方形的铜导线，扁铜线易于安装、稳定性较好且有利于提高了定子绕组的槽满率。此外，各引出线和各中性点连接线都位于铁芯100的同一侧，便于连接。

第一绕组线圈210的起绕端(即绕设在定子槽110内且与引出线直接连接的位置)位于对应的定子槽110的第四层，第二绕组线圈的起绕端(即首端)位于对应的定子槽110的第二层，第三绕组的起绕端(即绕设在定子槽110内且与引出线直接连接的位置)位于对应的定子槽100的第一层，第四绕组线圈的起绕端(即首端)位于对应的定子槽110的第三层。优选的，同一相中，第一绕组线圈210和第二绕组线圈220的起绕端所在的定子槽110相邻(即这两个定子槽110之间没有其他定子槽110)，第三绕组线圈230和第二绕组线圈220的起绕端所在的定子槽110相同，第四绕组线圈240和第一绕组线圈210的起绕端所在的定子槽110相同，被同一线圈绕设的两个定子槽110之间间隔有五个定子槽110。进一步，第一绕组线圈210和第四绕组线圈240分别交替绕设在对应的各定子槽110的第四层和第三层，第二绕组线圈220和第三绕组线圈230分别交替绕设在对应的定子槽110的第二层和第一层。此外，以各相中第一绕组线圈210的起绕端为对应相的起绕端，U相绕组的起绕端所在的定子槽110和A相绕组的起绕端110所在的定子槽相邻，V相绕组的起绕端所在的定子槽110和B相绕组的起绕端所在的定子槽110相邻，W相绕组的起绕端所在的定子槽110和C相绕组的起绕端所在的定子槽110相邻，U相绕组的起绕端所在的定子槽110和V相绕组的起绕端所在的定子槽110之间以及V相绕组的起绕端所在的定子槽110和W相绕组的起绕端所在的定子槽110之间都间隔有三个定子槽110。

具体在本实施例中，U1逆时针方向绕设，其起绕端(即对应的第一绕组线圈210的起绕端)位于第9槽第四层，则其止绕端(即绕设在定子槽110内且与中性点连接线直接连接的位置)位于第2槽第一层，U2顺时针绕设，其起绕端位于第8槽第一层，则其止绕端位于第15槽第四层，A1逆时针绕设，其起绕端位于第8槽第四层，则其止绕端位于第1槽第一层，A2顺时针绕设，其起绕端位于第7槽第一层，则其止绕端位于第14槽第四层，V1逆时针绕设，其起绕端位于第13槽第四层，则其止绕端位于第6槽第一层，V2顺时针绕设，其起绕端位于第12槽第一层，则其止绕端位于第19槽第四层，B1逆时针绕设，其起绕端位于第12槽第四层，则其止绕端位于第5槽第一层，B2顺时针绕设，其起绕端位于第11槽第一层，则其止绕端位于第18槽第四层，W1逆时针绕设，其起绕端位于第17槽第四层，则其止绕端位于第10槽第一层，W2顺时针绕设，其起绕端位于第16槽第一层，则其止绕端位于第23槽第四层，C1逆时针绕设，其起绕端位于第16槽第四层，则其止绕端位于第9槽第一层，C2顺时针绕设，其起绕端位于第15槽第一层，则其止绕端位于第22槽第四层。

如图5和图6所示，同一相中的两个中性点连接线并联连接，且U相绕组、V相绕组和W相绕组的各中性点连接线相互连接，A相绕组、B相绕组和C相绕组的各中性点连接线相互连接。

上面结合附图对本实用新型做了详细的说明，但是本实用新型的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本实用新型做出各种变形，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种短节距电机定子，包括铁芯及绕设在所述铁芯上的定子绕组，所述铁芯上等间距开设有48个定子槽，其特征在于，所述定子槽内设置有绝缘纸，所述绝缘纸将所述定子槽在所述铁芯的径向方向从外到内依次分隔为第一层、第二层、第三层和第四层，所述定子绕组具有八个磁极且为六相绕组，所述定子绕组每相包括分别在所述铁芯上绕设一圈的第一绕组线圈、第二绕组线圈、第三绕组线圈和第四绕组线圈；

在同一个相中，所述第一绕组线圈和所述第三绕组线圈的首端都形成引出线，所述第二绕组线圈和所述第四绕组线圈的尾端都形成中性点连接线，两个所述中性点连接线并联连接；所述第一绕组线圈的尾端和所述第二绕组线圈的首端相连且两者绕设方向相同，所述第三绕组线圈的尾端和所述第四绕组线圈的首端相连，且两者绕设方向都与所述第一绕组线圈相反；所述第一绕组线圈的起绕端位于对应的所述定子槽的所述第四层，所述第二绕组线圈的起绕端位于对应的所述定子槽的所述第二层，所述第三绕组的起绕端位于对应的所述定子槽的所述第一层，所述第四绕组线圈的起绕端位于对应的所述定子槽的所述第三层。

2.如权利要求1所述的短节距电机定子，其特征在于，所述第一绕组线圈和所述第二绕组线圈的起绕端所在的所述定子槽相邻，所述第三绕组线圈和所述第二绕组线圈的起绕端所在的所述定子槽相同，所述第四绕组线圈和所述第一绕组线圈的起绕端所在的所述定子槽相同，被同一线圈绕设的两个所述定子槽之间间隔有五个所述定子槽。

3.如权利要求1或2所述的短节距电机定子，其特征在于，所述第一绕组线圈和所述第四绕组线圈分别交替绕设在对应的各所述定子槽的所述第四层和所述第三层，所述第二绕组线圈和所述第三绕组线圈分别交替绕设在对应的所述定子槽的所述第二层和所述第一层。

4.如权利要求3所述的短节距电机定子，其特征在于，以各相中第一绕组线圈的起绕端为对应相的起绕端，所述定子绕组的六相绕组分别为起绕端按顺时针或逆时针依次布置的U相绕组、A相绕组、V相绕组、B相绕组、W相绕组和C相绕组，其中，所述U相绕组的起绕端所在的所述定子槽和所述A相绕组的起绕端所在的所述定子槽相邻，所述V相绕组的起绕端所在的所述定子槽和所述B相绕组的起绕端所在的所述定子槽相邻，所述W相绕组的起绕端所在的所述定子槽和所述C相绕组的起绕端所在的所述定子槽相邻，所述U相绕组的起绕端所在的所述定子槽和所述V相绕组的起绕端所在的所述定子槽之间以及所述V相绕组的起绕端所在的所述定子槽和所述W相绕组的起绕端所在的所述定子槽之间都间隔有三个所述定子槽。

5.如权利要求4所述的短节距电机定子，其特征在于，所述U相绕组、所述V相绕组和所述W相绕组的各所述中性点连接线相互连接，所述A相绕组、所述B相绕组和所述C相绕组的各所述中性点连接线相互连接。

6.如权利要求3所述的短节距电机定子，其特征在于，第一绕组线圈、第二绕组线圈、第三绕组线圈和/或第四绕组线圈包括一根以上的横截面呈椭圆形或方形的导线。

7.如权利要求3所述的短节距电机定子，其特征在于，各所述引出线和各所述中性点连接线都位于所述铁芯的同一侧。

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