本實用新型涉及一種電動機內部零件,特別是一種驅動電機的定子。
背景技術:
隨著汽車技術特別是電動汽車技術的快速發展,對車用電動機的功率要求也同樣在提高,功率的增加必然會導致電動機體積的加大;然而,當前汽車上的各種設備也越來越多,提供給電動機的安裝位置也越來越狹小及擁擠,在有限的空間內,現有電動機的功率已無法滿足需求,因此電動機體積與功率之間的矛盾問題成為電動機高功率研發的一個技術難題。
現有的電動機的定子繞組一般采用圓銅線組成線圈組進行繞設,由于圓銅線的橫截面積相對較小,每組線圈組需要包含較多的圓銅線,所形成的線圈組體積相對較大,散熱效果較差,且耗材也較多,成本較高;此外,現有的定子繞組中,同一相的各線圈組一般分別卷繞后再采用并聯的方式相互連接在一起,然后各相再采用星形或三角形接法相互連接,這樣當電動機的功率越大時,其體積也會越來越大,所需要使用的圓銅線數量也較多,成本相對較高。
有鑒于此,本發明人對上述問題進行了深入地研究,遂有本案產生。
技術實現要素:
本實用新型的目的在于提供一種功率較大而體積相對較小的驅動電機的定子。
為了實現上述目的,本實用新型采用如下技術方案:
一種驅動電機的定子,包括鐵芯及繞設在所述鐵芯上的定子繞組,所述鐵芯上等間距開設有36-120個定子槽,所述定子槽的槽數為十二的倍數,所述定子槽內設置有絕緣紙,所述絕緣紙將所述定子槽在所述鐵芯的徑向方向從內到外依次分隔為內上層、內下層、外下層和外上層,所述定子繞組具有六相繞組,所述定子繞組每相包括第一跨線、第二跨線和第三跨線以及采用波繞的方式繞設在所述鐵芯上且繞設方向和繞設跨度相同的第一連接線組、第二連接線組、第三連接線組和第四連接線組,所述第一連接線組、所述第二連接線組、所述第三連接線組和所述第四連接線組的繞設跨度都為五槽,且起繞端所在的所述定子槽和尾端所在的所述定子槽之間都間隔有五槽;
同一相中,所述第一連接線組的起繞端所在的所述定子槽與所述第二連接線組的起繞端所在的所述定子槽相鄰,所述第二連接線組的起繞端所在的所述定子槽與所述第三連接線組的起繞端所在的所述定子槽相同,所述第三連接線組的起繞端所在的所述定子槽與所述第四連接線組的起繞端所在的所述定子槽相鄰,且所述第二連接線組、所述第三連接線組和所述第四連接線組的起繞端分別位于所述第一連接線組的起繞端與繞設方向相反的一側,所述第一連接線組的起繞端自然形成第一引出線組,所述第四連接線組的尾端自然形成第二引出線組,所述第一跨線連接在所述第一連接線組的尾端和所述第二連接線組的起繞端之間,所述第二跨線連接在所述第二連接線組的尾端和所述第三連接線組的起繞端之間,所述第三跨線連接在所述第三連接線組的尾端和所述第四連接線組的起繞端之間。
作為本實用新型的一種改進,所述第一連接線組、所述第二連接線組、所述第三連接線組和所述第四連接線組交替繞設在所述內上層和所述內下層之間或者交替繞設在所述外下層和所述外上層之間。
作為本實用新型的一種改進,同一相中,當所述第一連接線組和所述第二連接線組交替繞設在所述內上層和所述內下層之間時,所述第三連接線組和所述第四連接線組交替繞設在所述外下層和所述外上層之間;當所述第一連接線組和所述第二連接線組交替繞設在所述外下層和所述外上層之間時,所述第三連接線組和所述第四連接線組交替繞設在所述內上層和所述內下層之間。
作為本實用新型的一種改進,所述定子繞組的六相繞組分別為U1相繞組、U2相繞組、V1相繞組、V2相繞組、W1相繞組和W2相繞組,所述U1相繞組和所述U2相繞組的所述第一引出線組相互連接,所述V1相繞組和所述V2相繞組的所述第一引出線組相互連接,所述W1相繞組和所述W2相繞組的所述第一引出線組相互連接,所述U1相繞組、所述V1相繞組和所述W1相繞組的所述第二引出線組相互連接,所述U2相繞組、所述V2相繞組和所述W2相繞組的所述第二引出線組相互連接。
作為本實用新型的一種改進,所述U1相繞組、所述V1相繞組和所述W1相繞組中相鄰兩相的所述第一引出線組之間間隔有三槽;所述U2相繞組、所述V2相繞組和所述W2相繞組中相鄰兩相的所述第一引出線組之間也間隔有三槽;所述U1相繞組和所述U2相繞組之間、所述V1相繞組和所述V2相繞組之間以及所述W1相繞組和所述W2相繞組之間的所述第一引出線組分別間隔有十三槽。
作為本實用新型的一種改進,每組所述第一連接線組、所述第二連接線組、所述第三連接線組、所述第四連接線、所述第一跨線組、所述第二跨線組和所述第三跨線組分別包括有一根以上的呈扁平狀的扁銅線。
作為本實用新型的一種改進,所述定子繞組的六相繞組分別為U1相繞組、U2相繞組、V1相繞組、V2相繞組、W1相繞組和W2相繞組,所述U1相繞組的所述第二引線組與所述U2繞組的所述第一引出線相互連接,所述V1相繞組的所述第二引線組與所述V2繞組的所述第一引出線相互連接,所述W1相繞組的所述第二引線組與所述W2繞組的所述第一引出線相互連接,所述U2相繞組、所述V2相繞組和所述W2相繞組的所述第二引出線組相互連接。
采用上述技術方案,本實用新型具有以下有益效果:
本實用新型的定子繞組采用六相繞組且呈四層分布,同時定子繞組每相的定子線圈組采用連接線組和跨線相互串聯起來,在不改變電機定子體積的情況下,極大的提高了電機的功率,功率較大而體積相對較小。
同時,通過采用橫截面呈扁平狀的扁銅線組成定子線圈組和連接線圈組,相比于傳統電機使用的圓銅線,其更易于安裝、穩定性較好且提高了定子繞組的槽滿率,繞設后結構緊湊且輸出功率較高。
附圖說明
圖1為本實用新型驅動電機的定子的結構示意圖,圖中的定子繞組僅顯示單相繞組;
圖2為本實用新型驅動電機的定子的單相繞組展開示意圖;
圖3為本實用新型驅動電機的定子的定子繞組展開示意圖;
圖4為本實用新型實施例一中各引出線組的連接方式示意圖;
圖5為本實用新型實施例二中各引出線組的連接方式示意圖。
圖中對應標示如下:
100-鐵芯; 110-定子槽;
120-絕緣紙; 130-內上層;
140-內下層; 150-外下層;
160-外上層;
200-定子繞組; 210-第一跨線組;
220-第二跨線組; 230-第三跨線組;
240-第一連接線組; 250-第二連接線組;
260-第三連接線組; 270-第四連接線組;
280-第一引線組; 290-第二引線組。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的說明。
實施例一。
如圖1、圖2和圖3所示,本實施例提供的驅動電機的定子,包括鐵芯100及繞設在鐵芯100上的定子繞組200。
鐵芯100上等間距開設有36-120個定子槽110,定子槽110的形狀可以為常規的形狀,如矩形槽,定子槽110的槽數為十二的倍數,即定子槽110的槽數只能為36、48、60、72、84、96、108或120,依次對應的磁極對數分別為三對、四對、五對、六對、七對、八對、九對和十對,具體的槽數可以根據實際需要確定,在本實施例中以定子槽110的槽數為72,磁極對數為六對的鐵芯100為例進行說明。
每槽的定子槽110內設置有絕緣紙120,絕緣紙120鋪設在定子槽110的槽壁上,同時絕緣紙110將定子槽110在鐵芯100的徑向方向從內到外依次分隔為內上層130、內下層140、外下層150和外上層160,絕緣紙120為常規電動機定子所使用的絕緣紙,此處不再詳述。
為了區分不同位置上的各個定子槽110,在本實施例中,以圖1所示的位置按逆時針方向依次將定子槽110從第1槽到第72槽進行編號,此外,為了區分定子槽110的編號與電機定子的零部件編號或零部件位置編號,在本實施例及附圖1-圖3中,三位數的數字表示電機定子的零部件編號或零部件位置編號,一位數和兩位數的數字表示定子槽110的編號。
定子繞組200具有六相繞組,分別為U1相繞組、U2相繞組、V1相繞組、V2相繞組、W1相繞組和W2相繞組,該定子繞組200每相包括第一跨線組210、第二跨線組220和第三跨線組230以及采用波繞的方式繞設在鐵芯100上且繞設方向和繞設跨度相同的第一連接線組240、第二連接線組250、第三連接線組260和第四連接線組270,每組第一連接線組240、第二連接線組250、第三連接線組260、第四連接線270、第一跨線組210、第二跨線組220和第三跨線組230分別包括有一根以上的呈扁平狀的扁銅線。本實施例中使用的扁銅線與常規的圓銅線相比僅僅是其橫截面呈扁平狀的橢圓形,該橢圓形的小徑大小與常規的圓銅線橫截面直徑相同,大徑則遠大于常規的圓銅線橫截面直徑,因此其橫截面面積遠大于常規的圓銅線的橫截面面積,易于安裝、穩定性較好且有利于提高了定子繞組的槽滿率。
需要說明的是,連接線組的繞設方向可以根據實際需要確定,在本實施例中,各連接線組的繞設方向與定子槽110上的編號順序相反;連接線組的繞設跨度是指同一連接線組所繞設的相鄰兩個定子槽110之間所間隔的定子槽數。
第一連接線組240、第二連接線組250、第三連接線組260和第四連接線組270的繞設跨度都為五槽,且起繞端所在的定子槽110和尾端所在的定子槽110之間也都間隔有五槽。此外,第一連接線組240、第二連接線組250、第三連接線組260和第四連接線組270在鐵芯100上繞設的圈數都未滿一圈。
在同一相中,任選一個定子槽110作為第一連接線組240的起繞端,此處以圖1和圖2所示的W1相繞組為例進行說明,即以第9槽作為第一連接線組240的起繞端所在的定子槽110。
第一連接線組240的起繞端所在的定子槽110與第二連接線組250的起繞端所在的定子槽110相鄰,第二連接線組250的起繞端所在的定子槽110與第三連接線組260的起繞端所在的定子槽110相同,第三連接線組260的起繞端所在的定子槽110與第四連接線組270的起繞端所在的定子槽110相鄰,同時,第二連接線組250、第三連接線組260和第四連接線組270的起繞端分別位于第一連接線組240的起繞端與繞設方向相反的一側,即第二連接線組240和第三連接線組250的起繞端都位于第10槽,第四連接線組260的起繞端位于第11槽。
需要說明的是,在圖1中,虛線表示被圖1所述的鐵芯100阻擋住的相應的連接線組部分。
第一連接線組240的起繞端自然形成第一引出線組280,第四連接線組270的尾端自然形成第二引出線組290,第一跨線210連接在第一連接線組240的尾端和所述第二連接線組2505的起繞端之間,第二跨線220連接在第二連接線組250的尾端和第三連接線組260的起繞端之間,第三跨線230連接在第三連接線組260的尾端和第四連接線組270的起繞端之間,也即是各跨線將各連接線組串聯在一起。
第一連接線組240、第二連接線組250、第三連接線組260和第四連接線組270分別交替繞設在內上層130和內下層140之間,或者交替繞設在外下層150和外上層160之間,即當其中一個連接線組在某一個定子槽110上是繞設在該定子槽110的內上層130或外下層150上時,則該連接線組繞組在下一定子槽110的內下層140或外上層160上。具體的,同一相中,當第一連接線組240和第二連接線組250交替繞設在內上層130和內下層140之間時,第三連接線組260和第四連接線組270交替繞設在外下層150和外上層160之間;反之,當第一連接線組240和第二連接線組250交替繞設在外下層150和外上層160之間時,第三連接線組260和第四連接線組270交替繞設在內上層130和內下層140之間。這樣第一連接線組240和第二線組250自然形成相互交繞的內層線,第三連接線組260和第四連接線組270自然形成相互交繞的外層線,內層線和外層線相互并列布置,有利于進一步減小電機的體積。
U1相繞組、V1相繞組和W1相繞組中相鄰兩相的第一引出線組280之間間隔有三槽;U2相繞組、V2相繞組和W2相繞組中相鄰兩相的第一引出線組280之間也間隔有三槽;U1相繞組和U2相繞組之間、V1相繞組和V2相繞組之間以及W1相繞組和W2相繞組之間的第一引出線組280分別間隔有十三槽,這樣鐵芯100上每個定子槽110恰好被繞四次,且同一定子槽110上的內上層130、內下層140、外下層150和外上層160都被繞一次。
此外,如圖4所示,U1相繞組和U2相繞組的第一引出線組280相互并聯連接形成U相輸出,V1相繞組和V2相繞組的第一引出線組280相互并聯連接形成V相輸出,W1相繞組和W2相繞組的第一引出線組280相互并聯連接形成W相輸出,這樣可確保使用本實施例提供的定子的驅動電機能與常規的三相電路連接。
U1相繞組、V1相繞組和W1相繞組的第二引出線組290相互連接,U2相繞組、V2相繞組和W2相繞組的第二引出線組290相互連接。
實施例二。
本實施例與實施例一的區別在于,本實施例中各引出線組的連接方式與實施例一不同,如圖5所示,在本實施例中,U1相繞組的第二引線組290與U2繞組的第一引出線280相互連接,V1相繞組的第二引線組290與V2繞組的第一引出線280相互連接,W1相繞組的第二引線組290與W2繞組的第一引出線280相互連接,U1相繞組的第一引出線組280形成U相輸出,V1相繞組的第一引出線組280形成形成V相輸出,W1相繞組的第一引出線組280形成W相輸出。
此外,U2相繞組、V2相繞組和W2相繞組的第二引出線組290相互連接。
上面結合附圖對本實用新型做了詳細的說明,但是本實用新型的實施方式并不僅限于上述實施方式,本領域技術人員根據現有技術可以對本實用新型做出各種變形,如將上述實施例中的扁銅線變更為圓銅線的數量等,這些都屬于本實用新型的保護范圍。