车轮电机的极槽数配合及其嵌线结构

摘要

本发明是一种车轮电机的极槽数配合及其嵌线结构。设定电机之每相每极槽数之比为≤1/2－1/3，并令线圈槽节距固定为1，在同一槽中同时嵌置两条线圈边，其中一条为一个线圈的终止边边，另一条为另一线圈的起始边。用本发明能设计出低速大转距、低转距脉动和高功率密度电机，以提供电动车辆作直接驱动用电机。此外本发明方便嵌线及端部整理，节省铜材及能缩小电机的长度、体积和重量等。

说明书

技术领域

本发明属于电机，涉及一种车轮电机的极槽数配合及其嵌线结构。

背景技术

现有技术中，电机多相定子绕组，通常是转子的极数少、定子的槽数多、线圈的槽节距大，每相每极槽数之比一般不能低于1，原理上属于高速小转距机械。当前，以电机作为驱动机械的电动汽车技术正在飞速发展，其中，电机用于直接驱动汽车的车轮。因汽车的运行速度变化大，几个车轮的受力情况差别大，故需要电机不仅具有高转距、外型扁平、重量轻、效率高，而且要求低速、大转距和低转距脉动。由此见，现有高速小转距电机不适于电动汽车用。为实现电机直接驱动所需要的低速、大转距，需要增加转子极数，但转子增加极数时，定子的槽数也将按比例增加，这会引起加工、装配等制造困难。如果想在增加极数的要求下相对减少槽数，则需以增加槽面积来弥补，但这样时，绕组线圈边的截面积也会增加，引起嵌线、端部整理的困难。所以，对电动汽车用驱动电机必须作创新设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种车轮电机的极槽数配合及其嵌线结构，使能设计出低速大转距、低转距脉动和高功率密度电机，以提供电动车辆作直接驱动用电机。本发明的另一目的是，改进并提高绕组结构工艺，使之方便嵌线及端部整理，节省铜材及缩小电机的长度、体积和重量等。

实现上目的的本发明的主要技术构思是，改变常规设计中电机的极、槽组合条件，导出多相定子绕组的多极少槽结构配合；同时，改进嵌线工艺，提出适合于多极少槽多相定子绕组的嵌线结构。本发明的主要技术方案是，设定电机之每相每极槽数之比为≤1/2-1/3，并令线圈槽节距固定为1。同时，本发明以如下方法实施嵌线工艺：在同一槽中同时嵌置两条线圈边，其中一条为一个线圈的终止边，另一条为另一线圈的起始边。嵌置在同一槽中的两条线圈边可以有两种嵌线结构：单层结构和双层结构。单层嵌线结构是，在同一槽中并列嵌置两条线圈边，其中，左侧为一个线圈的终止边，右侧为另一个线圈的起始边；双层嵌线结构是，在同一槽中叠置两条边，下面为一个线圈的终止边，上面为另一个线圈的起始边。

如上所述，本发明的多极少槽绕组，每相每极槽数不大于1/2，甚至接近1/3，线圈槽节距固定为1，所以加工、装配方便；极数和槽数公约数小，所以齿谐波频率高、幅值低，脉动转距、定位转距低、电磁噪音低；绕组结构工艺性好，嵌线、端部整理方便，绕组端部整齐，并且几乎不受槽面积大小的影响最大限度地减小绕组端部长度、用铜量，线圈连线短，槽满率高、空间利用率高，有利于降低电枢电阻、电机耗铜、电机长度、体积和重量，增加电机功率密度。本发明特别满足车轮电机的各项要求。

附图说明

图1为本发明的极槽数配合示意图。

图2为本发明的单层嵌线结构示意图。

图3为本发明的双层嵌线结构示意图。

具体实施方式

本发明的实施例如附图所示。以下结合附图对本发明作进一步说明。

首先，附表一给出了本发明一些可能的极槽数配合的例子，其中带*的为推荐使用的极槽数配合。

由于本发明中槽节距固定为1，故一个线圈的两条边分别嵌入相邻的槽中，

图1所示实施例的极槽数配合，为3相8极9槽配合。由图见，图中标号1、2、3、4、5、6、7、8、9为槽编号，实直线11表示线圈的起始边，虚直线1 2表示线圈的终止边，顶部字母A、B、C表示线圈所属的相，负号表示该线圈应反向连接，A-X、B-Y、C-Z表示各相绕组的首端和末端。

由图2所示单层嵌线结构示意图见，在同一槽1、2、3、4、5、6、7、8、9中并列嵌置两条线圈边，其中，左一侧条为一个线圈的终止边。右侧一条为另一个线圈的起始边。此单层嵌线结构的两条线圈边紧靠铁芯，线圈长度最小，线圈端部无交叉。

由图3所示双层嵌线结构示意图见，在同一槽1、2、3、4、5、6、7、8、9中叠置两条线圈边，其中，下面为一个线圈的终止边，上面为另一个线圈的起始边。该双层嵌线结构的两条线圈边只需上下翻一下即可(当槽数为偶数时也可做成不需上下翻转的)，线圈端部均无交叉。

                                                                                               附表(一)

 极数 槽数槽节距线圈连接次序 8 9*8π/9A，-A，A，B-B，B，C，-C，C 122π/3A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C 10 125π/6A，-A，-B，B，C，-C，-A，A，B，-B，-C，C 152π/3A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C 12 182π/3A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C 14 15*14π/15A，-A，A，-A，A，B，-B，B，-B，B，C，-C，C，-C，C 187π/9A，B，C，-C，-A，-B，B，C，A，-A，-B，-C，C，A，B，-B，-C，-A 212π/3A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C 16 188π/9A，-A，A，B，-B，B，C，-C，C，A，-A，A，B，-B，-B，C，-C，C 21*16π/21A，B，C，-C，-A，-B，-C，C，A，B，-B，-C，-A，-B，B，C，A，-A，-B，-C，-A 242π/3A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C 18 272π/3A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C 20 21*20π/21A，-A，A，-A，A，-A，A，B，-B，B，-B，B，-B，B，C，-C，C，-C，C，-C，C 245π/6A，-A，-B，B，C，-C，-A，A，B，-B，-C，C，A，-A，-B，B，C，-C，-A，A，B，-B，-C，C 27*20π/27A，B，C，-C，-A，-B，-C，C，A，B，C，A，-A，-B，-C，-A，A，B，C，A，B，-B，-C，-A，-B，B，C 30 2π/3A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C，A，B，C