[发明专利]具有长节距和短节距线圈的条绕定子绕组布置

说明书

技术领域

本公开大体涉及电机中的定子组件，更具体地涉及条绕定子组件的绕组布置。

背景技术

电机包括转子组件，其可相对于定子组件旋转。定子组件大体包括多个定子绕组，定子绕组插入到定子组件的槽中。条绕定子组件有时在电机中使用，以改善电机热和总体性能。典型的条绕构造使用围绕槽和在导体之间的槽衬。消除布置在定子槽内的导体之间的槽衬将改善铜槽填充以及由此改善电机的效率。但是，缺乏导体间(conductor-to-conductor)槽衬可将导体暴露于定子槽内的非优选电压电势(导体之间)。

发明内容

定子组件包括限定多个槽层的多个定子槽。组件包括多个导体或回弯件，其每个具有定位在一个槽层中的各自的第一腿和定位在另一个槽层中的各自的第二腿。对于条绕构造，导体典型地由本领域技术人员称为“回弯件”，且在本说明书中也将如此称谓。每个回弯件(术语“回弯件”意图称为“所述多个回弯件”)构造为允许电流从各自的第一腿流动至各自的第二腿。每个回弯件是短节距线圈、长节距线圈和全节距线圈中的一个。短节距、长节距和全节距线圈被构造为分别在第一、第二和第三数量的所述多个定子槽上延伸。第一数量小于第二数量，第三数量在第一和第二数量之间。在一个示例中，第一、第二和第三数量分别是8、10和9。在一个示例中，第一、第二和第三数量分别是5、7和6。

所述多个槽层可包括第一、第二、第三、第四、第五和第六槽层。回弯件可分为第一、第二、第三、第四、第五和第六回弯件层。用于定子组件的绕组布置可使得：(a)回弯件层中的一个包括至少一个短节距线圈；(b)回弯件层中的另一个包括至少一个长节距线圈。绕组布置可以使得：(a)第一、第三和第五回弯件层每个包括至少两个短节距线圈；(b)第二、第四和第六回弯件层每个包括至少两个长节距线圈。第一、第二、第三、第四、第五和第六回弯件层每个可包括至少一个全节距线圈。

绕组布置构造为降低每个定子槽内的相应回弯件之间的电压。以上述方式，在相同绕组布置内组合短节距和长节距线圈的使用引起每个定子槽内的相应回弯件之间的电压的降低。绕组布置可将回弯件之间的槽内电压降低大约35％。降低每个定子槽内的相应回弯件之间的电压允许回弯件间槽衬的消除。由此，定子组件可特征在于，回弯件之间没有相应回弯件间槽衬。这改善铜槽填充、降低能量损失并改善电机的效率和寿命、降低成本，并减小制造复杂度。但是，应意识到，绕组布置可在具有或不具有回弯件间槽衬的情况下使用。

所述多个回弯件形成第一、第二和第三绕组组。第一、第二和第三绕组组的每个可以彼此并联。第一绕组组可由来自第一和第二回弯件层的回弯件形成。第二绕组组可由来自第三和第四回弯件层的回弯件形成。第三绕组组可由来自第五和第六回弯件层的回弯件形成。

在一个例子中，第一绕组组可包括来自第一回弯件层的12个回弯件，其与来自第二回弯件层的12个回弯件串联连接。第二绕组组可包括来自第三回弯件层的12个回弯件，其与来自第四回弯件层的12个回弯件串联连接。第三绕组组可包括来自第五回弯件层的12个回弯件，其与来自第六回弯件层的12个回弯件串联连接。第一、第二和第三绕组组的每个可限定相同数量的多个相。在一个实施例中，多个相恰好为三个相；所述多个定子槽恰好包括72个槽，且定子限定8个极。

定子槽的三个相邻槽的第一组构造为容纳传输具有第一相的电流的回弯件。例如，第19、第20和第21个定子槽中的第一、第二、第三、第四、第五和第六槽层的全部可传输具有相U的电流。定子槽的三个相邻槽的第二组构造为容纳传输具有第二相的电流的回弯件。例如，第22、第23和第24个定子槽中的第一、第二、第三、第四、第五和第六槽层的全部可传输具有相V的电流。定子槽的三个相邻槽的第三组构造为容纳传输具有第三相的电流的回弯件。例如，第25、第26和第27个定子槽中的第一、第二、第三、第四、第五和第六槽层的全部可传输具有相W的电流。

第一回弯件层可通过具有在第一槽层中的相应第一腿和在第二槽层中的相应第二腿的回弯件限定。第二回弯件层可通过具有在第二槽层中的相应第一腿和在第一槽层中的相应第二腿的所述多个回弯件限定。第三回弯件层可通过具有在第三槽层中的相应第一腿和在第四槽层中的相应第二腿的所述多个回弯件限定。第四回弯件层可通过具有在第四槽层中的相应第一腿和在第三槽层中的相应第二腿的所述多个回弯件限定。第五回弯件层可通过具有在第五槽层中的相应第一腿和在第六槽层中的相应第二腿的所述多个回弯件限定。第六回弯件层可通过具有在第六槽层中的相应第一腿和在第五槽层中的相应第二腿的所述多个回弯件限定。