[發明專利]一種散線繞組電機和繞組換位方法

在審

• 申請號: 202110493728.2
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113300517A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 方海洋;范興綱;李大偉;曲榮海;劉京易;陳欣悅
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02K3/14
• 分類號: H02K3/14;H02K3/28;H02K15/085
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 祝丹晴

本發明公開了一種散線繞組電機和繞組換位方法，屬于電機領域。通過改變線圈繞線方法，采用翻折對稱和繞組模具成型下線的工藝操作，以達到補償并繞導體磁鏈差異。其中采用的串聯線圈換位方法，尤其配合下線模具的成型壓制后，進行后續翻折整型，從而實現串聯線圈換位，在保證槽滿率的情況下，簡化下線流程，提高工業可行性和產品一致性；其中采用的單線圈換位方法，尤其是配合下線模具成型壓制后，進行后續翻折整型，從而實現單線圈換位，在這種方式下，使得換位扭轉難度降低，槽內導體位置相對集中，相比于傳統的換位方式，槽滿率更高。

技術領域

本發明屬于電機領域，更具體地，涉及一種散線繞組電機和繞組換位方法。

背景技術

永磁電機由于在效率、功率密度和高可靠性上的優勢，正廣泛應用于新能源相關產業，推動新一輪電氣化進程發展。

散線繞組是通過將一根或多根并繞導線沿著徑向嵌在永磁電機的定子槽內，環繞定子齒形成多匝的結構，作為電機線圈充當與轉子磁場進行能量交換的媒介。由于散線繞組加工工藝簡單可靠，制造成本較低，因此在電機領域，尤其是商用電機中得到廣泛的應用。

由于電機槽內漏磁場的影響，導致槽內并繞導體交鏈磁鏈沿槽深呈現階梯性差異，從而引起并繞導體之間產生環流，導致了巨大的交流銅耗，造成局部熱點，給電機安全帶來不可確定性。工程上多采用換位的方法，改變并繞導體槽內排布，從而減少交流銅耗。但對于散線繞組電機，由于其導體位置具有不確定性，以及現有的對電機高槽滿率的要求，導致換位過程缺乏實質可行的實施方案，這也是亟待解決的關鍵問題。

公開號為CN111900816A、名稱為“一種散線繞組電機”的專利文獻公開了根據并繞導體的實測電感進行換位，使得兩串聯線圈對應串聯的M根并繞導體間電感差異最小。定子線圈的出線端子所在一端固定有接線板，串聯的并繞導體需要通過電壓焊的方式壓制在接線板的對應接線銅排上。然而，其中的換位工藝繁瑣，需要對每根導體進行電感測量；新增了接線板，增加了結構的復雜性；加工難度大，不利于廣泛推廣。另外，公開號為CN112421816A、名稱為“一種新型不等面積換位扁線繞組永磁電機”的專利文獻公開了采用不等面積的扁線繞組，靠近槽楔處的繞組更薄且分有兩股，靠近槽底處的繞組更厚且只有單股。通過對靠近槽楔處的分股扁線在極相組相鄰槽兩端進行端部扭轉換位，使分股扁線繞組分別處于定子槽中的不同位置且依次進行串接后再進行并接。然而，這種針對分兩股的扁線繞組提出端部扭轉的換位方式，而這種措施對于多股并繞的散線繞組而言實現難度大，適用范圍有較大的局限性。

因此，針對散線繞組電機研究一種換位方法，以起到規范下線步驟，提高機械自動化程度，減少交流銅耗，保障電機安全運行的作用具有重要意義。

發明內容

針對相關技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種散線繞組電機和繞組換位方法，旨在解決現有換位方法操作繁瑣、自動化程度低的問題。通過改變線圈繞線方法，采用翻折對稱和繞組模具成型下線的工藝操作，以達到補償并繞導體磁鏈差異，增加換位下線的機械自動化程度，規范換位方法步驟，形成低交流銅耗下線關鍵技術，彌補了行業空缺。

為實現上述目的，本發明的第一方面提供了一種散線繞組電機，所述電機的定子包括m個串聯線圈，所述m個串聯線圈由一根或多根并繞導體沿徑向嵌于定子槽內并環繞定子齒而形成；

所述m個串聯線圈均分為第一子線圈和第二子線圈，所述第一子線圈和第二子線圈各包括m/2個線圈；

其中，所述第一子線圈以標準繞線方向順向繞制，所述第二子線圈以同樣的接線方式沿著與標準繞線方向相反的方向繞制后，再翻折180°嵌入定子槽內。

本發明的第二方面也提供了一種散線繞組電機，所述電機的定子包括m個串聯線圈，所述m個串聯線圈由一根或多根并繞導體沿徑向嵌于定子槽內、環繞定子齒而形成；每個線圈包含Tc匝并繞導體；

所述Tc匝并繞導體均分為第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分各包括Tc/2匝并繞導體；