[发明专利]高功率密度永磁同步电机

说明书

本发明公开了一种高功率密度永磁同步电机，包括定子线圈本体，定子线圈本体上包括U相绕组、V相绕组和W相绕组；U相绕组包括若干U相线圈，V相绕组包括若干V相线圈、W相绕组包括若干W相线圈；若干U相线圈和若干W相线圈的进线和出线均从定子线圈本体的一侧引出，若干V相线圈的进线和出线均从定子线圈本体的另一侧引出；本发明提供了一种优化后的电机定子绕线结构和出线方法，使电机定子绕组端部空间利用率大幅度提高。

技术领域

本发明属于电机领域。

背景技术

因永磁同步电机无需电励磁，转子损耗极低，电机具有功率因数高，效率高，功率密度大等特点，近些年永磁电机在工矿行业中占据重要地位。在这些市场化的永磁同步电机中，永磁同步电机在较小的体积中表现出远超常规电机的功率密度。为保证电机绕组中能够输入足够大的电流，同时为了避免三相产生环流，电机一般采用Y接，电机引线需承受线电流，引线需进一步加粗，如此引线更难接入绕组，这又限制了电机功率密度的继续提高。目前行业内定子绕组均采用单侧引出线，没有完全利用定子绕组端部空间。针对于此，目前已有新型的线圈两端绕线和出线方法，达到了节省绕组端部空间，节省铜线，降低铜耗，提高功率密度的目的。

以一台72槽16极8路三相永磁电机绕组展开图图一为例。传统绕组接线如图1所示：

其中A1/A2/A3/A4/A5/A6/A7/A8代表U相各路输入；

X1/X2/X3/X4/X5/X6/X7/X8代表U相各路输出；

其中B1/B2/B3/B4/B5/B6/B7/B8代表V相各路输入；

Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y6/Y7/Y8代表V相各路输出；

其中C1/C2/C3/C4/C5/C6/C7/C8代表W相各路输入；

Z1/Z2/Z3/Z4/Z5/Z6/Z7/Z8代表W相各路输出；

从图1的展开图上可以看出，U、V、W三相所有绕组采用从左到右，同一侧下线和出线，所有U、V、W各相出线最后连接到一起，形成一个星点。

这种传统绕线和接线方法简单，三相所有进线均集中在在绕组端部同一侧。三相所有的出线也位于绕组进线同一侧，最后并联成一个星点。但这种方式的缺陷是跑圈线过长，大量的铜线集中在绕组一侧，大量铜线浪费，并产生额外的铜耗。同时端部尺寸过长，严重影响绕组端部通风，进一步影响散热，也压缩了铁芯轴向长度。大量的连接线导致出线工艺复杂，电机的可靠性降低，详见图3；

与此同时该类型的定子的散热也存在完全封闭的弊端。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高功率密度永磁同步电机，利用优化后电机定子两端绕线和出线方法，电机定子绕组端部空间利用率大幅度提高。

技术方案：为实现上述目的，本发明的高功率密度永磁同步电机，其特征在于：包括定子线圈本体，定子线圈本体上包括U相绕组、V相绕组和W相绕组；U相绕组包括若干U相线圈，V相绕组包括若干V相线圈、W相绕组包括若干W相线圈；若干U相线圈和若干W相线圈的进线和出线均从定子线圈本体的一侧引出，若干V相线圈的进线和出线均从定子线圈本体的另一侧引出。

进一步的，定子线圈本体固定在电机机壳内侧，电机机壳外固定有接线盒，电机机壳与接线盒的连接处存在一个a过线孔和一个b过线孔，a过线孔和b过线孔分布在定子线圈本体的两侧；

从定子线圈本体一侧引出的若干U相线圈和若干W相线圈的进线和出线均从a过线孔穿出到接线盒内；从定子线圈本体另一侧引出的若干V相线圈的进线和出线均从b过线孔穿出到接线盒内。

进一步的，若干U相线圈、若干W相线圈和若干V相线圈所引出的出线均在接线盒内连接成星点。

进一步的，若干U相线圈、若干V相线圈和若干W相线圈在定子线圈本体上均呈圆周阵列均匀分布。

进一步的，定子线圈本体为槽极路三相永磁电机定子。