具有交替的绕组节距的定子绕组制造技术

一种用于电机的定子，包括其上设置有多相绕组的定子芯体。定子芯体具有形成在其中的多个槽并且限定了第一轴向端部和第二轴向端部。多相绕组包括用于每个绕组相的多个平行路径，每个平行路径绕着定子芯体完成多圈，并且每个平行路径包括设置在多个槽的层中的一系列槽段和交替地连接第一轴向端部上的连续槽段和第二轴向端部上的连续槽段的端部线匝。连接至少一个平行路径的槽段的端部线匝的节距在第一轴向端部上的第一节距和第二轴向端部上的第二节距之间交替，第二节距不同于第一节距。第二节距不同于第一节距。第二节距不同于第一节距。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有交替的绕组节距的定子绕组
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利文件要求于2019年11月27日提交的美国临时专利申请序列第62/941,362号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本申请涉及电机领域，更具体地涉及电机的绕组布置。

技术介绍

[0004]电机根据电机的预期应用进行设计以满足特定的操作要求。根据电机的特定设计，电机将具有各种性能特征。有助于运行性能的设计特征的例子包括定子尺寸、转子尺寸、扭矩输出、效率、绕组的类型和布置、定子槽数、极数、每相每极的槽数、每槽的导体数、每相的平行路径数、线匝数以及本领域普通技术人员将认识到的各种其他设计参数中的任何设计参数。
[0005]在设计电机时，希望提供一种能够满足预定的性能特性同时还提供优于现有技术设计的优点的电机。例如，将有利的是提供一种具有与以前的设计相比电阻减小的改进的绕组布置的电机。还将有利的是提供一种具有比先前的设计尺寸更小的电机。此外，将有利的是提供一种比以前的设计更容易制造的电机。
[0006]尽管希望提供一种提供前述有利特征或对于阅读本公开的人来说是清楚的其他有利特征中的一个或多个有利特征的电机，但本文公开的教导扩展到落入所附权利要求的范围内的那些实施方式，而与它们是否实现上述的一个或多个优点无关。

技术实现思路

[0007]根据本专利技术的至少一个实施方式，一种用于电机的定子包括定子芯体和设置在定子芯体上的绕组。定子芯体具有形成在其中的多个槽并且限定第一轴向端部和第二轴向端部。绕组包括设置在多个槽的层中的槽段和连接槽段的端部线匝。绕组限定第一绕组路径和第二绕组路径。第一绕组路径包括外层端部线匝、内层端部线匝和位于外层端部线匝与内层端部线匝之间的过渡端部线匝。第二绕组路径包括外层端部线匝、内层端部线匝和位于外层端部线匝与内层端部线匝之间的过渡端部线匝。第二绕组路径的外层端部线匝与第一绕组路径的外层端部线匝嵌套，其中第二绕组路径的内层端部线匝与第一绕组路径的内层端部线匝嵌套。
[0008]在本专利技术的至少一个附加实施方式中，一种用于电机的定子包括定子芯体，在该定子芯体上设置有多相绕组。定子芯体具有形成在其中的多个槽并且限定第一轴向端部和第二轴向端部。多相绕组包括用于每个绕组相的多个平行路径，每个平行路径绕着定子芯体完成多圈，并且每个平行路径包括设置在多个槽的层中的一系列槽段和交替地连接第一轴向端部上的连续槽段和第二轴向端部上的连续槽段的端部线匝。连接至少一个平行路径的槽段的端部线匝的节距在第一轴向端部上的第一节距和第二轴向端部上的第二节距之
间交替，第二节距不同于第一节距。
附图说明
[0009]图1示出了包括具有绕组布置的定子的电机的剖视图；
[0010]图2示出了图1的电机的定子芯体的立体图；
[0011]图3示出了图2的定子芯体的立体图，其中绕组布置位于定子芯体上；
[0012]图4示出了用于图1的电机的绕组布置的一个相的两根导线的平面图；
[0013]图5示出了图4的两根导线的平面图，示出了端部线匝的节距布置；
[0014]图6示出了在安装在定子芯体上之后的嵌套布置中的图5的两根导线的平面图；
[0015]图7示出了包括中间端部线匝和相邻端部线匝的图6的导线的放大截面；
[0016]图8除了用于绕组布置的另外两个相的另外中间端部线匝之外还示出了图7的中间端部线匝；
[0017]图9A示出了包括图4至图8的绕组布置的定子的剖视图；
[0018]图9B是图9A的定子的剖视图的上部端部线匝的放大图；
[0019]图10示出了图4至图9的定子芯体和绕组布置的一部分的剖视图，仅示出了用于绕组布置的一个相的那些导体；
[0020]图11是制造包括图3至图10所示的绕组布置的电机的方法的流程图；
[0021]图12示出了用于图3至图10所示的绕组布置的第一替代实施方式的一个相的两根导线的平面图；
[0022]图13示出了电机的定子芯体和图12的定子芯体的一部分的剖视图，仅示出了用于绕组布置的一个相的那些导体；
[0023]图14示出了用于图3至图10所示的绕组布置的第二替代实施方式的一个相的两根导线的平面图；
[0024]图15示出了电机的定子芯体和图14的定子芯体的一部分的剖视图，仅示出了用于绕组布置的一个相的那些导体；
[0025]图16示出了用于图3至图10所示的绕组布置的第三替代实施方式的一个相的两根导线的平面图；
[0026]图17示出电机的定子芯体和图17的定子芯体的一部分的剖视图，仅示出了用于绕组布置的一个相的那些导体；以及
[0027]图18示出了包括图1的电机的车辆的框图。
具体实施方式
[0028]参照图1至图3，电机10包括外壳12，定子组件20和转子组件14位于该外壳12内。定子组件20包括定子芯体22，绕组布置40位于该定子芯体22上。如本文所公开的那样，绕组布置被构造为具有多个绕组路径，每个绕组路径具有允许电机的端部线匝嵌套的交替绕组节距。
[0029]电机
[0030]转子组件14位于定子芯体22内并安装在轴16上。轴16由轴承18可旋转地支撑。轴16又支撑转子组件14。转子组件14包括相对于轴16固定的转子毂15，以及固定地固定在转
子毂15上并被构造为相对于定子20旋转的转子叠片17。将认识到，转子组件可以根据电机的类型采用许多不同形式中的任何一种形式。在至少一个实施方式中，永磁体(未被示出)安装在转子叠片17上。在至少一个替代实施方式中，电绕组(未被示出)定位在转子叠片17上。转子14和轴16被构造为相对于外壳12旋转，而定子组件20相对于外壳12保持静止。
[0031]定子组件20包括定子芯体22和绕组布置40。定子芯体22包括铁磁材料并且通常由多个钢板形成，这些钢板被冲压并彼此上下堆叠以形成叠片堆垛(lamination stack)。如图2最佳所示，定子芯体22大致呈由中心轴线24、第一轴向端部32和第二轴向端部34限定的圆柱形形状。第一轴向端部32在本文中也可被称为“上”端部，并且第二轴向端部34在本文中可以被称为“下”端部。然而，将认识到，本文使用的术语“上”和“下”并非旨在确定定子芯体或绕组的任何特定取向，而仅仅是为了方便确定附图所示的与定子芯体22相关联的不同端部。
[0032]继续参照图2，定子芯体22还包括内周表面26和外周表面28。在定子芯体22的内部在内周表面26与外周表面28之间形成有多个齿31。每个齿径向向内延伸，并终止于内周表面26。轴向槽30形成在定子芯体22的齿31之间。根据齿31的构造，槽30可以如图2所示沿着定子芯体16的内周表面26打开，或者可以是半封闭槽，其中每个槽30在内周表面26附近的宽度小于更靠近外周表面28的宽度。通到槽30的开口被设置为穿过内周表面26以及定子芯体22的相对的两个端部32和34。每个槽由相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电机的定子，其包括：定子芯体，其中形成有多个槽，所述定子芯体限定第一轴向端部和第二轴向端部；以及设置在所述定子芯体上的绕组，所述绕组包括设置在所述多个槽的层中的槽段和连接所述槽段的端部线匝，所述绕组限定：第一绕组路径，其包括外层端部线匝、内层端部线匝和位于所述外层端部线匝与所述内层端部线匝之间的过渡端部线匝；以及第二绕组路径，其包括外层端部线匝、内层端部线匝和位于所述外层端部线匝与所述内层端部线匝之间的过渡端部线匝，其中所述第二绕组路径的外层端部线匝与所述第一绕组路径的外层端部线匝嵌套，并且其中所述第二绕组路径的内层端部线匝与所述第一绕组路径的内层端部线匝嵌套。2.根据权利要求1所述的定子，其中，所述过渡端部线匝是中间端部线匝，并且所述第二绕组路径的中间端部线匝与所述第一绕组路径的中间端部线匝交叉。3.根据权利要求2所述的定子，其中，所述第一绕组路径的外层端部线匝由在所述第一轴向端部上的第一节距和在所述第二轴向端部上的第二节距限定，所述第一节距不同于所述第二节距，并且其中所述第一绕组路径的中间端部线匝由第三节距限定；并且其中，所述第二绕组路径的外层端部线匝由所述第一轴向端部上的第二节距和所述第二轴向端部上的第一节距限定。4.根据权利要求3所述的定子，其中，所述第一绕组路径的内层端部线匝由所述第一轴向端部上的第二节距和所述第二轴向端部上的第一节距限定；并且其中，第二绕组路径的内层端部线匝由所述第一轴向端部上的第一节距和所述第二轴向端部上的第二节距限定。5.根据权利要求4所述的定子，其中，N是用于所述定子的每相每极的限定的槽数，其中所述第一节距和第三节距是N+1，并且其中所述第二节距是N
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1。6.根据权利要求4所述的定子，其中，N是用于所述定子的每相每极的限定的槽数，其中所述第一节距是N+1，并且其中所述第二节距和第三节距是N
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1。7.根据权利要求6所述的定子，其中N＝6。8.根据权利要求1所述的定子，其中所述第一绕组路径的外层端部线匝和内层端部线匝由所述第一轴向端部上的第一节距和所述第二轴向端部上的第二节距限定，并且所述第一绕组路...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯克，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：