[发明专利]双层线圈绕组电动机

说明书

发明领域

本发明涉及电动机的结构及制造方法。更具体地说，本发明涉及一种双层线圈绕组电动机。

发明背景

电动机由转子(移动部分)和定子(固定部分)组成。电动机在磁场和载流导体交互作用产生的力的驱动下工作。电动机的效率通常取决于定子绕组的设计。

典型的电枢包含单相或多相绕组。每一相包含几个并行路径。每一路径包含一些线圈。对于一个双层绕组，每一个线圈有两侧。第一侧占据槽的表层，第二侧在槽的底层。典型的电枢包含半闭口槽。导体逐个插入半闭口槽中，并在槽内随机分布。因为这个过程是耗时的，所以使这种电动机的生产数量受到限制，且增加了制造成本。

一个设计为半闭口槽的绕组，通常被用于电动汽车的发动机。这种设计的弊端包括制造困难，而且工人需要花费大量时间才能将它们安装到定子半闭口槽中。平均来说，一个熟练的工人需要一个工作日来完成两个发动机绕组的插入。

发明概述

在本发明的一电动机由转子和由线圈重叠形成双层的绕组的定子组成，绕组能够在一个开槽的电枢槽中嵌放，这在许多方面都有优势：槽填充因数更高，绝缘性能更好，绕组和电枢铁芯间的热阻更低，绕组终端匝数的长度更短，成型线圈更易于插入电枢铁芯槽中，还易于生产制造以及使层之间绝缘性更好。

第一方面，电动机包括具有第一开槽和第二开槽的定子，在底部位置的有第一绕组的第一线圈边及第一开槽的顶部有第二绕组的第一线圈边组成的一个双层绕组结构。其中，第一线圈端部经第一绕组的第一线圈边和第一绕组的第二线圈边联接。在一些实施例中，每一个第一线圈和第二线圈都包含多个导体形成的多匝线圈，其中每一个导体包含多股。在一些其他的实施例中，第一绕组的第二线圈边在第二开槽的顶部位置。在一些其他的实施例中，电动机还包含在第二开槽底部具有第一线圈边的第三绕组。在一些实施例中，电动机还包含具有在第三开槽底部的第二线圈的第二线圈边。在一些其他的实施例中，定子包含多个将定子围绕成一圈的槽。在一些实施例中，在第一线圈端部第一绕组被扭动翻转。在一些其他的实施例中，电动机还包含连着第一绕组的第一线圈边的第二线圈终端和第二绕组的第二线圈边形成

的环形结构。在一些实施例中，电动机可以在高达1000赫兹的频率下工作。在一些其他的实施例中，电动机还包含一个楔形物覆盖第一开槽、第二开槽、第三开槽或者其中的一个组合。在一些其他的实施例中，楔形物由塑料、高分子材料、竹子、铝、半磁材料、或者其中的一个组合制成。在一些实施例中，半磁材料包含环氧和粉末钢。

第二方面，电动机包含具有第一个开槽和在第一个开槽里的第一个线圈。其中，第一个线圈至少形成一个块。在一些实例中，该块基本上是长方形的。在其他的实例中，第一个线圈形成第一块和第二块。在一些实例中，第一块在第一开槽中的第二块的顶部。在其他的实例中，当第一个线圈在不同的开槽中时，第一块和第二块的位置是相反的。在一些其他实例中，电动机还包含第二个线圈。在一些其他实例中，第二线圈在第一开槽中的第一线圈的顶部。在一些实例中，电动机还包含一个位于第一线圈和第二线圈之间的层绝缘。在一些实例中，电动机还包含一个覆盖第一开槽开口的槽楔。在一些其他的实例中，这个槽楔由塑料、高分子材料、竹子、铝、半磁材料，或者是其中的几个组合制成。在一些实例中，这个块的厚度少于0.8毫米。在其他的实例中，块的厚度被缩减到减少集肤效应。

第三方面，制造电动机的方法是在第一个开槽的较低的位置放置第一个线圈，然后在第一个开槽的较高的位置放置第二个线圈。在一些实例中，第一个线圈放置在第二个开槽的较高的位置。在其他的实例中，第二个线圈放置在第三个开槽的较低的位置。在一些其他的实例中，第一个线圈在放置第一个开槽之前就形成了。在一些实例中，制造方法还有将第三个线圈放置在和第一开槽直接相邻的一个开槽的较低的位置。在一些实例中，电动机包含多个围绕着电动机定子的开口槽。

附图简述

图1根据一些实施例举例说明一个具有双层线圈重叠形成的绕组的定子的前视图；

图2根据一些实施例举例说明图1中第一线圈108的端视图和俯视图；

图3根据一些实施例举例说明在槽中的双层的绕组；

图4A根据一些实施例举例说明绕组的制造方法；

图4B根据一些实施例举例说明制造绕组的一种设备；

图5A根据一些实施例举例说明每匝两导体的设计；

图5B根据一些实施例举例说明每匝三导体的设计。

优选实施例详述：