一种72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组及电机

摘要

本发明提供一种72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组及电机，上述绕组包括采用三相并联扁线配合发夹穿绕内侧具有8层72个定子槽位的环状定子得到；U相绕组包括并联的四支路，四支路分别由扁线自位于第1层第一起点、第二起点、第三起点和第四起点开始配合发夹沿圆周螺旋方向绕行至第8层，再由第8层反向螺旋绕行至位于第1层第一终点、第二终点、第三终点和第四终点处构建形成；V相绕组相对U相绕组顺着槽位增大方向旋转8个槽位得到；W相绕组相对U相绕组顺着槽位增大方向旋转16个槽位得到。该绕组有利于电机槽满率的提升，以产生更高磁场强度，提高电机功率，还能实现各并联支路电流平衡，不存在环流问题，提高了扁线电机的效率和性能。

权利要求

1.一种72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组，其特征在于，包括：采用三相并联扁线配合发夹穿绕内侧具有8层72个定子槽位的环状定子得到；所述三相为U相、V相和W相；

U相绕组包括并联的四支路，四支路分别由扁线自位于第1层的第一起点、第二起点、第三起点和第四起点开始配合发夹依次沿圆周螺旋方向绕行至第8层，再由第8层反向螺旋绕行至位于第1层的第一终点、第二终点、第三终点和第四终点处构建形成；

V相绕组相对所述U相绕组顺着槽位增大方向旋转8个槽位得到；

W相绕组相对所述U相绕组顺着槽位增大方向旋转16个槽位得到；

当采用三相并联四支路的扁线配合发夹穿绕8层72个槽位时，极数为6，支路数为4；定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，72]，y∈[a，h]，a为第1层、位于槽里，h为第8层、位于槽外，U1+为U相上第一支路电流的初始流入点，U1‑为U相上第一支路电流的最终流出点，所述U相绕组的第一支路为：

49a→62b→2c→13d→25e→38f→50g→61h→3h→64g→52f→40e→28d→15c→3b→

64a→1a→14b→26c→37d→49e→62f→2g→13h→27h→16g→4f→63e→51d→40c→28b→

15a→25a→38b→50c→61d→1e→14f→26g→37h→51h→40g→28f→15e→4d→63c→52b→39a；

或，所述U相绕组的第一支路为：

50a→63b→3c→14d→25e→38f→50g→61h→3h→64g→52f→40e→29d→16c→4b→

65a→2a→15b→27c→38d→49e→62f→2g→13h→27h→16g→4f→63e→52d→41c→29b→

16a→26a→39b→51c→62d→1e→14f→26g→37h→51h→40g→28f→15e→5d→64c→53b→40a；

或，所述U相绕组的第一支路为：

49a→63b→2c→14d→25e→39f→50g→62h→4h→64g→53f→40e→29d→15c→4b→

64a→1a→15b→26c→38d→49e→63f→2g→14h→28h→16g→5f→63e→52d→40c→29b→

15a→25a→39b→50c→62d→1e→15f→26g→38h→52h→40g→29f→15e→5d→63c→53b→39a。

2.一种电机，其特征在于，包括：转子和如权利要求1所述的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组；所述转子可相对于所述72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组旋转。

说明书

一种72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组及电机

技术领域

[0001] 本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组及电机。

背景技术

[0002] 由于扁线电机能显著提高电机的槽满率和电机效率，越来越多的扁线电机应用于新能源汽车驱动系统。但是，现有的扁线定子绕组连接方式，因为在高转速时电流在集肤效应、邻近效应的作用下，沿扁铜线截面非均匀分布而导致各路绕组电阻存在差别，导致各路绕组流过的电流不均衡，产生较大的附加铜耗，影响电机效率，也导致电机在高速时持续性能被削弱。

[0003] 为了改进上述问题，本发明提出一种新的72槽6极4支路发夹式扁线电枢交叉短距绕组及电机。

发明内容

[0004] 基于上述表述，本发明提供了一种72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组及电机，解决了现有的扁线定子绕组各路绕组流过的电流不均衡，影响电机效率和性能的技术问题，同时简化了制造工艺，将相线和中性线集中在定子同一层且相隔距离很近，简化了引出线铜排的设计。

[0005] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

[0006] 第一方面，本发明提供一种72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组，采用三相并联扁线配合发夹穿绕内侧具有8层72个定子槽位的环状定子得到；所述三相为U相、V相和W相；

[0007] U相绕组包括并联的四支路，四支路分别由扁线自位于第1层的第一起点、第二起点、第三起点和第四起点开始配合发夹依次沿圆周螺旋方向绕行至第8层，再由第8层反向螺旋绕行至位于第1层的第一终点、第二终点、第三终点和第四终点处构建形成；

[0008] V相绕组相对所述U相绕组顺着槽位增大方向旋转8个槽位得到；

[0009] W相绕组相对所述U相绕组顺着槽位增大方向旋转16个槽位得到。

[0010] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

[0011] 进一步的，当采用三相并联四支路的扁线配合发夹穿绕8层72个槽位时，极数为6，支路数为4；定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，72]，y∈[a，h]，a为第1层、位于槽里，h为第8层、位于槽外，U1+为U相上第一支路电流的初始流入点，U1‑为U相上第一支路电流的最终流出点，所述U相绕组的第一支路为：

[0012] 49a→62b→2c→13d→25e→38f→50g→61h→3h→64g→52f→40e→28d→15c→3b→64a→1a→14b→26c→37d→49e→62f→2g→13h→27h→16g→4f→63e→51d→40c→
28b→15a→25a→38b→50c→61d→1e→14f→26g→37h→51h→40g→28f→15e→4d→63c→52b→39a。

[0013] 进一步的，当采用三相并联四支路的扁线配合发夹穿绕8层72个槽位时，极数为6，支路数为4；定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，72]，y∈[a，h]，a为第1层、位于槽里，h为第8层、位于槽外，U1+为U相上第一支路电流的初始流入点，U1‑为U相上第一支路电流的最终流出点，所述U相绕组的第一支路为：

[0014] 50a→63b→3c→14d→25e→38f→50g→61h→3h→64g→52f→40e→29d→16c→4b→65a→2a→15b→27c→38d→49e→62f→2g→13h→27h→16g→4f→63e→52d→41c→
29b→16a→26a→39b→51c→62d→1e→14f→26g→37h→51h→40g→28f→15e→5d→64c→53b→40a。

[0015] 进一步的，当采用三相并联四支路的扁线配合发夹穿绕8层72个槽位时，极数为6，支路数为4；定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，72]，y∈[a，h]，a为第1层、位于槽里，h为第8层、位于槽外，U1+为U相上第一支路电流的初始流入点，U1‑为U相上第一支路电流的最终流出点，所述U相绕组的第一支路为：

[0016] 49a→63b→2c→14d→25e→39f→50g→62h→4h→64g→53f→40e→29d→15c→4b→64a→1a→15b→26c→38d→49e→63f→2g→14h→28h→16g→5f→63e→52d→40c→
29b→15a→25a→39b→50c→62d→1e→15f→26g→38h→52h→40g→29f→15e→5d→63c→53b→39a。

[0017] 第二方面，本发明还提供一种电机，包括：转子和如第一方面任一项所述的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组；所述转子可相对于所述72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组旋转。

[0018] 与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

[0019] 本发明提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组通过采用三相并联扁线沿圆周方向逐层穿绕n层72个槽位得到，三相绕组中的任一一相绕组均设有四支路扁线，四支路扁线分别按照电流流过槽内的顺序逐层穿绕n层72个槽位，即四支路分别由扁线自位于第1层的第一起点、第二起点、第三起点和第四起点开始配合发夹依次沿圆周螺旋方向绕行至第n层，再由第n层反向螺旋绕行至位于第1层的第一终点、第二终点、第三终点和第四终点处构建形成，第一起点和第一终点、第二起点和第二终点、第三起点和第三终点、第四起点和第四终点均为环形回路；其中，n为偶数层数，形成72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组，提供了一种新的发夹式扁线电枢绕组方式。与现有的发夹式绕组相比，本发明提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组有利于电机槽满率的提升，以产生更高的磁场强度，提高电机功率，而且，还能实现各并联支路的电流完全平衡，不存在环流问题，绕组结构简单，工艺制造性好，提高了扁线电机的效率和性能；适合批量化生产，为电机定子产品提供了理论基础。

[0020] 进一步地，本发明提供的电机包括上述的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组，因此，其至少具有上述72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组具有的全部技术效果，此处不再加以赘述。

附图说明

[0021] 图1为本发明实施例一提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的槽内导体分布图；

[0022] 图2为本发明实施例一提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的U相绕组示意图；

[0023] 图3为本发明实施例一提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的U相第一支路绕组示意图；

[0024] 图4为本发明实施例一提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的V相绕组示意图；

[0025] 图5为本发明实施例一提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的W相绕组示意图；

[0026] 图6为本发明实施例二提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的U相绕组示意图；

[0027] 图7为本发明实施例二提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的U相第一支路绕组示意图；

[0028] 图8为本发明实施例二提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的V相绕组示意图；

[0029] 图9为本发明实施例二提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的W相绕组示意图；

[0030] 图10为本发明实施例三提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的U相绕组示意图；

[0031] 图11为本发明实施例三提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的U相第一支路绕组示意图；

[0032] 图12为本发明实施例三提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的V相绕组示意图；

[0033] 图13为本发明实施例三提供的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的W相绕组示意图。

具体实施方式

[0034] 为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

[0035] 下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

[0036] 第一方面，本发明实施例提供了72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组，包括：采用三相并联扁线配合发夹穿绕内侧具有8层72个定子槽位的环状定子得到；三相为U相、V相和W相。

[0037] U相绕组包括并联的四支路，四支路分别由扁线自位于第1层的第一起点、第二起点、第三起点和第四起点开始配合发夹依次沿圆周螺旋方向绕行至第8层，再由第8层反向螺旋绕行至位于第1层的第一终点、第二终点、第三终点和第四终点处构建形成。

[0038] V相绕组相对所述U相绕组顺着槽位增大方向旋转8个槽位得到。

[0039] W相绕组相对所述U相绕组顺着槽位增大方向旋转16个槽位得到。

[0040] 如图1所示，本发明实施例提供的绕组有8层槽位，以三相并联四支路的扁线穿绕8层72个槽位为例，极数为6，定义xy为第x槽位的第y层，其中x∈[1，72]，y∈[a，h]，a～h为槽内导体的1‑8层号，a为位于槽里的一层，h为位于槽外的一层，例如：1a是指第1定子槽的第a层。

[0041] 表格中1 48是标记电流流过槽内的先后顺序，其中数字1为该支路电流开始流入~的位置即U+，数字48为该支路电流最后流出的位置即U‑，即U1+为U相上第一支路电流的初始流入点，U1‑为U相上第一支路电流的最终流出点。

[0042] AA为U相第一支路，AB为U相第二支路，AC为U相第四支路，AA1、AB1、AC1和AD1为U相线引出端，AA48，AB48，AC48和AD48为中性线引出端。另外：引出线端和中性线端可以调换，即也可以将AA1、AB1 、AC1、AD1为中性线引出端，AA48、AB48、AC48、AD48为U相线引出端。实施例一

[0043] 图2所示为8层72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的U相绕组示意图，其中，定义U相中第一支路U+至U‑的绕组链接路线如图3所示，在U相绕组的第一支路中U+至U‑的扁线配合发夹连接路线为：

[0044] 49a→62b→2c→13d→25e→38f→50g→61h→3h→64g→52f→40e→28d→15c→3b→64a→1a→14b→26c→37d→49e→62f→2g→13h→27h→16g→4f→63e→51d→40c→
28b→15a→25a→38b→50c→61d→1e→14f→26g→37h→51h→40g→28f→15e→4d→63c→52b→39a；从49a流入，最后从39a流出。

[0045] 具体地，电流从第一个发夹左端即49a流入，第一个发夹右端（AA1、AA2为一个发卡，AA2端在b层62号槽剥漆端向右扭型）和第二个发夹左端（AA3、AA4箭为一个发卡，即AA3端在2号槽的c层且向剥漆端向左扭型）通过剥漆端扭型后焊接在一起（即AA2和AA3是通过焊接连接的），第二个发夹右端（AA4在13号槽的d层且剥漆端向右扭型）和第三个发卡左端（AA5、AA6为一个发卡，即AA5端在25号槽的e层且剥漆端向左扭型），也同样通过剥漆端扭型后焊接在一起（即AA4、AA5是通过焊接连接的），该绕组电流流向为a‑b‑c‑d‑e‑f‑g‑h层，h‑h层，h‑g‑f‑e‑d‑c‑b‑a层，a‑a层，…依次类推，最终从39a流出（即U‑）。

[0046] U相第二支路、第三支路和第四支路中U+至U‑的绕组连接路线依次类推，第二支路从50号槽的第a层流入，最后从40号槽的第a层流出，第三支路从51号槽的第a层流入，最后从37号槽的第a层流出，第四支路从52号槽的第a层流入，最后从38号槽的第a层流出，其详细连接路线不再赘述。

[0047] V相绕组的绕线方法为U相绕组顺着槽号增大方向旋转8个槽位得到，如图4所示，第一支路从57号槽第a层流入，最后从47号槽的第a层流出，第二支路从58号槽的第a层流入，最后从48号槽的第a层流出，第三支路从59号槽的第a层流入，最后从45号槽的第a层流出，第四支路从60号槽的第a层流入，最后从46号槽的第a层流出，其详细连接路线不再赘述。

[0048] W相绕组的绕线方法为U相绕组顺着槽号增大方向旋转16个槽位得到，如图5所示，第一支路从65号槽第a层流入，最后从55号槽的第a层流出，第二支路从66号槽的第a层流入，最后从56号槽的第a层流出，第三支路从67号槽的第a层流入，最后从53号槽的第a层流出，第四支路从68号槽的第a层流入，最后从54号槽的第a层流出，其详细连接路线不再赘述。实施例二

[0049] 图6所示为6层72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的U相绕组示意图，其中，定义U相中第一支路U+至U‑的绕组链接路线如图7所示，在U相绕组的第一支路中U+至U‑的扁线配合发夹连接路线为：

[0050] 50a→63b→3c→14d→25e→38f→50g→61h→3h→64g→52f→40e→29d→16c→4b→65a→2a→15b→27c→38d→49e→62f→2g→13h→27h→16g→4f→63e→52d→41c→
29b→16a→26a→39b→51c→62d→1e→14f→26g→37h→51h→40g→28f→15e→5d→64c→53b→40a；从50a流入，最后从40a流出。

[0051] 具体地，电流从第一个发夹左端即50a流入，第一个发夹右端（AA1、AA2为一个发卡，AA2端在b层63号槽剥漆端向右扭型）和第二个发夹左端（AA3、AA4箭为一个发卡，即AA3端在3号槽的c层且向剥漆端向左扭型）通过剥漆端扭型后焊接在一起（即AA2和AA3是通过焊接连接的），第二个发夹右端（AA4在14号槽的d层且剥漆端向右扭型）和第三个发卡左端（AA5、AA6为一个发卡，即AA5端在25号槽的e层且剥漆端向左扭型），也同样通过剥漆端扭型后焊接在一起（即AA4、AA5是通过焊接连接的），该绕组电流流向为a‑b‑c‑d‑e‑f‑g‑h层，h‑h层，h‑g‑f‑e‑d‑c‑b‑a层，a‑a层，…依次类推，最终从40a流出（即U‑）。

[0052] U相第二支路, 第三支路和第四支路中U+至U‑的绕组连接路线依次类推, 第二支路从51号槽的第a层流入，最后从41号槽的第a层流出，第三支路从52号槽的第a层流入，最后从38号槽的第a层流出，第四支路从53号槽的第a层流入，最后从39号槽的第a层流出，其详细连接路线不再赘述。

[0053] V相绕组的绕线方法为U相绕组顺着槽号增大方向旋转8个槽位得到，如图8所示，第一支路从58号槽第a层流入，最后从48号槽的第a层流出，第二支路从59号槽的第a层流入，最后从49号槽的第a层流出，第三支路从60号槽的第a层流入，最后从46号槽的第a层流出，第四支路从61号槽的第a层流入，最后从47号槽的第a层流出，其详细连接路线不再赘述。

[0054] W相绕组的绕线方法为U相绕组顺着槽号增大方向旋转16个槽位得到，如图9所示，第一支路从66号槽第a层流入，最后从56号槽的第a层流出，第二支路从67号槽的第a层流入，最后从57号槽的第a层流出，第三支路从68号槽的第a层流入，最后从54号槽的第a层流出，第四支路从69号槽的第a层流入，最后从55号槽的第a层流出，其详细连接路线不再赘述。实施例三

[0055] 图10所示为6层72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的U相绕组示意图，其中，定义U相中第一支路U+至U‑的绕组链接路线如图11所示，在U相绕组的第一支路中U+至U‑的扁线配合发夹连接路线为：

[0056] 49a→63b→2c→14d→25e→39f→50g→62h→4h→64g→53f→40e→29d→15c→4b→64a→1a→15b→26c→38d→49e→63f→2g→14h→28h→16g→5f→63e→52d→40c→
29b→15a→25a→39b→50c→62d→1e→15f→26g→38h→52h→40g→29f→15e→5d→63c→53b→39a；从49a流入，最后从39a流出。

[0057] 具体地，电流从第一个发夹左端即49a流入，第一个发夹右端（AA1、AA2为一个发卡，AA2端在b层63号槽剥漆端向右扭型）和第二个发夹左端（AA3、AA4箭为一个发卡，即AA3端在2号槽的c层且向剥漆端向左扭型）通过剥漆端扭型后焊接在一起（即AA2和AA3是通过焊接连接的），第二个发夹右端（AA4在14号槽的d层且剥漆端向右扭型）和第三个发卡左端（AA5、AA6为一个发卡，即AA5端在25号槽的e层且剥漆端向左扭型），也同样通过剥漆端扭型后焊接在一起（即AA4、AA5是通过焊接连接的），该绕组电流流向a‑b‑c‑d‑e‑f‑g‑h层，h‑h层，h‑g‑f‑e‑d‑c‑b‑a层，a‑a层，…依次类推，最终从39a流出。

[0058] U相第二支路, 第三支路和第四支路中U+至U‑的绕组连接路线依次类推, 第二支路从50号槽的第a层流入，最后从40号槽的第a层流出，第三支路从51号槽的第a层流入，最后从37号槽的第a层流出，第四支路从52号槽的第a层流入，最后从38号槽的第a层流出，其详细连接路线不再赘述。

[0059] V相绕组的绕线方法为U相绕组顺着槽号增大方向旋转8个槽位得到，如图12所示，第一支路从57号槽第a层流入，最后从47号槽的第a层流出，第二支路从58号槽的第a层流入，最后从48号槽的第a层流出，第三支路从59号槽的第a层流入，最后从45号槽的第a层流出，第四支路从60号槽的第a层流入，最后从46号槽的第a层流出，其详细连接路线不再赘述。

[0060] W相绕组的绕线方法为U相绕组顺着槽号增大方向旋转16个槽位得到，如图13所示，第一支路从65号槽第a层流入，最后从55号槽的第a层流出，第二支路从66号槽的第a层流入，最后从56号槽的第a层流出，第三支路从67号槽的第a层流入，最后从53号槽的第a层流出，第四支路从68号槽的第a层流入，最后从54号槽的第a层流出，其详细连接路线不再赘述。

[0061] 本发明所采用的实施例一至三均为8层的扁线电枢绕组，但在具体的实施过程中，可以通过删除或者增加异层跨线的层数来实现4、6、10、12等偶数层扁线电枢绕组的绕制，亦可通过将上4层或者下四层绕组左右移动一定的槽数，或者将奇数层或者偶数层左右移动一定的槽数来绕制，因此本发明所采用的绕制方法以及与该绕制方法相适配的发卡线圈并不局限于本实施例的8层的扁线电枢绕组的绕制。

[0062] 该绕组利于电机槽满率的提升，以产生更高的磁场强度，提高电机功率，且各支路电势平衡，不存在环流问题，绕组结构简单，工艺制造性好，适合批量化生产，为电机定子产品提供了理论基础。

[0063] 第二方面，本发明实施例还提供一种电机，包括：转子和如第一方面中任一实施例所述的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组；转子可相对于72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组旋转。

[0064] 由于该电机采用了上述实施例所述的72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组，该72槽6极4支路发夹式扁线电枢绕组的具体结构参照上述实施例，由于该电机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

[0065] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。