[发明专利]永磁电机定子及其多根并绕软绕组换位嵌线方法

说明书

本发明提出了永磁电机定子及其多根并绕软绕组换位嵌线方法，该方法包括：将多根导线并绕的定子线圈分多组绕制，减低了线圈的绕制难度。嵌线时将各组线圈一层一层嵌入槽内，在槽内形成分层；为了防止线圈匝间绝缘破坏，每组线圈间垫一层薄膜绝缘材料，增强绝缘性。定子绕组每条支路串联的多个线圈分别位于槽内的不同层，即组成一条支路的多个线圈位于槽内的不同磁位置，可最大限度的降低交变磁场引起的集肤效应的影响，降低股线间电流的不平衡、减少电机振动及降低电机温升。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及永磁电机定子及其多根并绕软绕组换位嵌线方法。

背景技术

对于多根并绕软绕组永磁电机，定子线圈往往采用成本低、制作简单的圆形线圈。在电机设计上，软绕组一般适用于电压等级低的电机，定子线圈的匝数少，每匝线圈并绕根数多。绕组多根并绕会带来以下问题：一方面，在线圈的制作上，每匝多根并绕，需要电机制作厂家铜线库存量大，同时存在各根线间松紧不一，给绕线带来难度。并且，同一线圈的不同匝长度不相等，从而造成每匝的电阻、电抗不一致，嵌放到电机槽内后，各股线在槽部各点的磁几何位置不同，造成永磁电机各股线间的反电动势不同，从而造成各股线的电流不等，股线间存在较大的环流，进而造成各股线间温差增大，电机运行恶劣。另一方面，由于电机内交变磁场的作用，在定子槽内不同位置的磁场不同，由于集肤效应，会使绕组各股线间的电流分布不均匀，造成电机绕组发热不均。另外，电机制作过程中形位公差影响，造成不同槽内磁场有较大的差异，从而加剧绕组各股线间电流不平衡，造成电机绕组温升增高、振动噪声增大。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种永磁电机定子的多根并绕软绕组换位嵌线方法，其特征在于：具体包括以下嵌线过程：

首先，将多根并绕软绕组线圈分多组绕制，设定定子每匝并绕根数为N根，然后将N根漆包线分成M组；N为漆包线总数，一般为20-60的自然数；M为分组数，即漆包线总数N与绕线机单次绕组根数的比值；其中M组线圈为定子每匝并绕根数N根漆包线分组形成；将所述M组线圈按照1至M进行编号；

假设一条支路有P个线圈，绕线时，绕制出M组线圈，每组由P个线圈串联；假设P个线圈按照绕组规律分别位于1、2、3、4……P号槽内；从定子槽底开始嵌线，1号槽内各分组线圈嵌放顺序为1、2、3、……M；2号槽内嵌放顺序为2、3、4……M、1；依次类推，M号槽内嵌放顺序为M、1、2……、M-1；M+1号槽内各分组线圈嵌放顺序为1、2、3、……M；如此循环往复，直到嵌线完成。

进一步，所述绕组排列顺序，根据电机极数和定子槽数，确定相邻二个槽的电角度，按六十度相带分相，确定出来的顺序。

进一步，将N根漆包线平均分为M组，如若不能平分，即分为M-1组q根并绕和一组N-(M-1)*q根并绕，其中N为20-60的自然数；M为漆包线总数N与绕线机单次绕组根数的比值；q为N对(M-1)进行取整运算所得整数。

进一步，所述的嵌线过程中，在槽内相邻分组的线圈之间垫放一层薄膜绝缘材料。

本发明还提供一种基于多根并绕软绕组换位嵌线方法的永磁电机定子，其特征在于，包括设有定子槽楔的定子铁芯和设置在定子槽内的绕组。

首先，将多根并绕软绕组线圈分多组绕制，设定定子每匝并绕根数为N根，然后将N根漆包线分成M组；N为漆包线总数一般为20-60的自然数；M为分组数，即漆包线总数N与绕线机单次绕组根数的比值；其中M组线圈为定子每匝并绕根数N根漆包线分组形成；将所述M组线圈按照1至M进行编号。