具有不同的导体扭转以产生相移的定子制造技术

本发明专利技术提供一种具有不同的导体扭转以产生相移的定子，其包括(i)设置在定子芯体的第一端部上的多个第一端部线匝、(ii)通过槽延伸的直线部分以及(iii)设置在定子芯体的第二端部上的多个第二线匝。直线部分在槽中的多个层中分层设置。每个第二端部线匝连接两个槽的两个连续层中的直线部分，并且由与两个连续层中的一个连续层相关联的第一共同扭转度和与两个连续层中的另一个连续层相关联的第二共同扭转度限定。对于第一半连续层中的第二端部线匝而言，第一共同扭转度和第二共同扭转度是相同的，并且对于第二半连续层中的第二端部线匝而言，第一共同扭转度和第二共同扭转度是不同的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
具有不同的导体扭转以产生相移的定子
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年5月20日提交的美国临时专利申请第63/191,206号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及电机领域，更具体地涉及定子绕组布置。

技术介绍

[0004]用于定子的绕组布置是已知的，包括由连续绕组形成的绕组布置和由分段导体形成的绕组布置。连续绕组由通过定子芯体的槽绕线的一系列长的邻接导线形成。替代地，将由分段导体形成的绕组插入定子芯体的槽中，然后将各段的端部连接在一起。每个分段导体通常包括由端部回路连接的两个直线段。因此，分段导体有时被称为“发夹导体”或“U形线匝导体”。为了由分段导体形成绕组，将分段导体轴向插入定子芯体的槽中，并将导体的端部连接在一起以形成绕组的路径。2009年11月24日公布的美国专利第7,622,843号中公开了这种由分段导体形成的绕组的例子，该美国专利的全部内容通过引用并入本文。
[0005]分段导体有多种不同的构造，包括不同尺寸的导体以及具有由端部线匝回路限定的不同节距(即，这样的导体的直线段之间的距离)的导体。基于分段导体的尺寸和形状以及在分段导体之间进行的连接，分段导体可用于形成任意数量的不同绕组布置。
[0006]不同绕组布置通常适用于不同的应用。当需要具有较高效率和较低噪声的电机时，通常需要使定子绕组的相带为半
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全
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半。例如，对于每相每极有2个槽的定子，相带将会是4
‑8‑/>4(左侧槽中有4根导线，中间槽中有8根导线，右侧槽中有4根导线)。这有时也被称为短节距绕组或相移绕组。然而，从设计角度和制造角度来看，形成具有半
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全
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半相带的绕组布置可能具有挑战性。从设计的角度来看，绕组布置的所有路径都必须与有利的绕组特征正确连接，这些绕组特征产生电机所需的性能特征。从制造的角度来看，直线段之间的连接可能具有挑战性，因为必须在拥挤的导体使连接变得困难的定子芯体的端部进行许多精确的连接。
[0007]鉴于前述情况，将有利的是提供分段导体绕组布置，该分段导体绕组布置在分段导体之间具有相对简单的连接。还将是有利的是绕组布置限定半
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全
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半相带，从而产生具有降低噪声的高效率电机。此外，将有利的是，这种绕组布置可以相对简单地制造和生产，而与其他分段绕组布置相比不需要显著增加成本。参照以下详细描述和附图，对于本领域普通技术人员而言，电机的这些特征和优点以及其他特征和优点将变得更加清楚。尽管希望提供一种具有提供这些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绕组布置的电机，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，而与它们是否包括或实现本文提及的一个或多个优点或特征无关。

技术实现思路

[0008]在至少一个实施方式中，用于电机的定子包括定子芯体和位于定子芯体上的绕组。定子芯体包括限定多个槽的多个齿。绕组包括连接在一起以提供绕组的每相的多个平行路径的多个分段导体，每个导体包括(i)设置在定子芯体的冠端部上的端部回路、(ii)通过槽延伸的两个分支以及(iii)在定子芯体的连接端部上从槽中伸出的两个分支端部，每个分支端部具有扭转部分。分段导体的分支在槽中分层设置。层包括总层数(L)，其中L大于5，并且其中层包括第一半连续层和第二半连续层。从每个层延伸的每个分支端部都具有与该分支从其延伸的层相关联的共同扭转度，共同扭转度等于槽数。与第一半连续层中的每个层相关联的共同扭转度是第一共同扭转度(CT1)。与第二半连续层中的至少一个层相关联的共同扭转度是第二扭转度(CT2)，并且与第二半连续层中的至少一个另外层相关联的共同扭转度是第三扭转度(CT3)，其中CT2>CT1，其中CT3<CT1。
[0009]在至少一个实施方式中，为定子提供绕组的导体连接在一起以提供每相的多个平行路径，每个相具有半
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全
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半相带。该绕组包括(i)设置在定子芯体的第一端部上的多个第一端部线匝、(ii)通过槽延伸的直线部分以及(iii)设置在定子芯体的第二端部上的多个第二端部线匝。直线部分在槽中分层设置，其中层包括总层数(L)，其中L大于5，层包括第一半连续层和第二半连续层。每个第二端部线匝连接两个槽的两个连续层中的直线部分，每个所述第二端部线匝都包括与两个连续层中的一个连续层相关联的第一共同扭转度以及与两个连续层中的另一个连续层相关联的第二共同扭转度。对于第一半连续层中的第二端部线匝而言，第一共同扭转度和第二共同扭转度是相同的，而对于第二半连续层中的端部线匝而言，第一共同扭转度和第二共同扭转度是不同的。
[0010]在至少一个实施方式中，用于电机的定子包括定子芯体和绕组，该绕组包括连接在一起以提供绕组的每相的多个平行路径的多个分段导体。每个分段导体包括(i)设置在定子芯体的冠端部上的端部回路、(ii)通过槽延伸的两个分支以及(iii)在定子芯体的连接端部上从槽中伸出的两个分支端部。每个分支端部具有扭转部分和末端部分，其中分支端部的末端部分连接在一起以在定子芯体的连接端部上形成端部回路。分支在槽中分层设置，所述层包括至少两个内层、至少两个外层和位于至少两个内层和至少两个外层之间的两个中间层。定子的连接端部上的多个端部回路中的每一个在一个层中的第一分支与另一个层中的第二分支之间延伸，使得连接端部上的多个端部回路中的每一个与两个层相关联。连接端部上的与至少两个内层和至少两个外层相关联的大部分端部回路具有共同节距(CP)。与两个中间层相关联的大部分端部回路具有为CP+1和CP
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1中的一个的节距。
附图说明
[0011]图1是定子芯体的焊接端部的立体图，该定子芯体具有位于其上的分段导体绕组布置。
[0012]图2是用于形成图1的绕组布置的示例性分段导体的立体图。
[0013]图3是分段导体绕组布置的第一实施方式的表格视图，该分段导体绕组布置具有半
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全
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半相带和每槽八个导体，该绕组布置被构造为与图1的定子结合使用。
[0014]图4是分段导体绕组布置的第二实施方式的表格视图，该分段导体绕组布置具有半
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半相带和每槽六个导体，该绕组布置被构造为与图1的定子结合使用。
[0015]图5A是在图4的绕组布置的第一槽层和第二槽层中使用的分段导体的立体图。
[0016]图5B是在图4的绕组布置的第三槽层和第四槽层中使用的分段导体的立体图。
[0017]图5C是在图4的绕组布置的第五槽层和第六槽层中使用的分段导体的立体图。
[0018]图6是图4的绕组布置的焊接端部处的导体的立体图。
[0019]图7是分段导体绕组布置的第三实施方式的表格视图，该分段导体绕组布置具有半
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电机的定子，其包括：定子芯体，其包括限定多个槽的多个齿；以及位于所述定子芯体上的绕组，所述绕组包括连接在一起以提供用于所述绕组的每相的多个平行路径的多个分段导体，每个导体包括(i)设置在所述定子芯体的冠端部上的端部回路、(ii)通过所述槽延伸的两个分支以及(iii)在所述定子芯体的连接端部上从所述槽中伸出的两个分支端部，每个分支端部具有扭转部分；其中所述分支在所述槽中分层设置，其中所述层包括总层数(L)，其中L大于5，并且其中所述层包括第一半连续层和第二半连续层；其中从每个层延伸的每个分支端部都具有与该分支从其延伸的层相关联的共同扭转度；其中与所述第一半连续层中的至少一个层相关联的所述共同扭转度是第一共同扭转度(CT1)；其中与所述第二半连续层中的至少一个层相关联的所述共同扭转度是第二扭转度(CT2)；其中与所述第二半连续层中的至少一个另外层相关联的所述共同扭转度是第三扭转度(CT3)，并且其中CT2>CT1，并且其中CT3<CT1。2.根据权利要求1所述的定子，其中，与所述第二半连续层中的每个层相关联的所述共同扭转度在CT2和CT3之间交替。3.根据权利要求1所述的定子，其中，与所述第一半连续层中的每个层相关联的所述共同扭转度是CT1。4.根据权利要求2所述的定子，其中，L＝8，CT1＝3，CT2＝4并且CT3＝2。5.根据权利要求1所述的定子，其中，所述绕组还包括在所述定子芯体的所述连接端部上在从所述绕组的相邻层延伸的分支端部之间的连接，其中通过两个中间层中的分支端部之间的连接形成跨接端部线匝。6.根据权利要求5所述的定子，其中，所述跨接端部线匝是五节距端部线匝或七节距端部线匝。7.根据权利要求1所述的定子，其中，所述绕组限定多个极，每个极与一个槽组相关联，其中每个槽组的所述第一半连续层中的所述分段导体向所述第二半连续层中的所述导体的左侧移动一个槽。8.根据权利要求7所述的定子，其中，L＝6，CT1＝3，CT2＝4并且CT3＝2。9.根据权利要求7所述的定子，其中，所述绕组还包括在所述定子芯体的所述连接端部上在从所述绕组的相邻层延伸的分支端部之间的连接，其中所有所述连接形成六节距端部线匝，但由层3中的分支端部与层4中的分支端部之间的连接形成的中间端部线匝除外。10.根据权利要求9所述的定子，其中，所述中间端部线匝是五节距或七节距端部线匝。11.根据权利要求1所述的定子，其中，CT2≥CT1+1，并且CT3≤CT1‑
1。12.根据权利要求1所述的定子，其中，所述绕组是每相每极两个槽的绕组。13.根据权利要求1所述的定子，其中，每个分支端部还包括末端部分，其中所述绕组还包括从所述槽的相邻层延伸的分支端部的成对末端部分之间的连接，其中所有所述成对末
端部分径向对齐。14.根据权利要求1所述的定子，其中，L>8。15.根据权利要求1所述的定子，其中，所述绕组由所述槽中的半
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全
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【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：