[发明专利]一种可变匝数扁线电机定子绕组

说明书

技术领域

本发明涉及电机定子绕组结构，更具体地说是一种应用在电动汽车驱动电机上的可变匝数扁线电机定子绕组。

背景技术

扁线电机的绕组结构简单、线型规则，但是，当电压和电流受到限制，要使低速扭矩和高速功率同时增加，存在着一定的矛盾。将“星形”连接切换成“三角形”连接可以增大电机起动时的扭矩，但“三角形”的连接方式存在三相电压不平衡问题。

现有技术中获得低速扭矩和高速功率同时增加的主要方式是在不同速度下增减绕组的匝数。例如，实用新型专利（CN 201629625 U）提供了一种稀土永磁电动机的定子绕组出线端子接线板，应用于对称的三相定子绕组上，每相定子绕组的首尾出线端之间具有一个抽头，包括：第一接线柱组、第二接线柱组和第三接线柱组；每个接线柱组包括顺序设置在以接线板中心为圆心的同一个圆周上的三个接线柱；第一接线柱组的三个接线柱分别连接到三相定子绕组的首出线端；第二接线柱组的三个接线柱分别连接到三相定子绕组的尾出线端；第三接线柱组的三个接线柱分别连接到三相定子绕组的抽头出线端。该接线板可以通过改变定子绕组出线端的接线方式，以改变定子绕组的有效匝数，为稀土永磁电机提供不同的感应电势，使稀土永磁电动机在各种电源电压时都能够保持较高的功率因数。但是该方案中被减少的匝数并没有得到利用，既浪费空间又浪费材料。

发明内容

本发明目的是：本发明是为避免上述现有技术所存在的技术问题，提供一种可变匝数扁线电机定子绕组结构，实现电机更大的低速输出扭矩和更高的高速输出功率，并能有效的利用被减少的每相绕组的匝数，提高电机效能，改善电机温升性能。

本发明的技术方案是：

一种可变匝数扁线电机定子绕组，包括定子铁芯和采用扁线在定子铁芯上绕制的各相线圈，所述各相线圈均由不少于两根扁线绕制，可变匝数扁线电机定子绕组还包括用于切换各相线圈的各扁线的接线方式的绕组接线切换装置，所述各相线圈的各扁线的接线方式包括一路串联和多路并联。

优选的，所述绕组接线切换装置包括环形基座，在环形基座上设置分别与各扁线端头位置对应的若干滑槽，滑槽中部一侧边设置有卡接扁线端头的扁线卡槽，滑槽内设置有滑块，在所述滑块一侧固联有导电体，导电体上连接有导线，同一导线两端的导电体通过导线相互导通，导电体随滑块运行到扁线卡槽的位置时，与扁线端头相接触。

优选的，所述滑槽的第一端与滑块之间通过拉簧连接，滑槽的第二端设置有电磁铁；利用拉簧的回复力在电磁铁失电状态下将滑块复位在滑槽的第一端，形成第一状态位；利用电磁铁的电磁吸力将所述滑块拉向滑槽的第二端，形成第二状态位。

优选的，所述各相线圈的各扁线中，其中一根扁线的进线端伸出扁线卡槽，作为该相线圈的相电压连接线；另一根扁线的出线端伸出扁线卡槽，作为该相线圈的零点引出线。

优选的，所述各相线圈的各扁线的绕制匝数均相等。

优选的，所述绕组接线切换装置使每相定子绕组在电机低速运行时切换为一路串联的接线形式；在电机高速运行时切换为多路并联的接线形式。

优选的，所述绕组接线切换装置的环形基座安装在电机的端盖上。

优选的，所述定子绕组为三相绕组。

优选的，所述导电体上设置有接线柱，所述导线连接在接线柱上。

本发明的优点是：

1、本发明在定子绕组出线端始终保持为“星形”连接，通过设置合理的定子绕组结构和切换装置，使电机在低速时处于绕组匝数多，而在高速时转换为绕组匝数较少的状态，实现电机更大的低速输出扭矩和更高的高速输出功率，从而提高电机效率，并有益于改善电机的温升性能。

2、本发明中定子绕组匝数的减少是通过一路串联切换为两路并联，相电阻更小，有利于降低损耗，绕组线圈得到充分的利用，避免了材料和空间上的浪费，进一步改进相应的结构形式也可以实现多路并联。

3、本发明利用回复弹簧的回复力和电磁铁的电磁吸力进行切换，其切换过程迅速，能够对控制指令及时响应，防止切换过程中出现较长时间的动力中断。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为实施例中四层扁线电机定子绕组一路串联的A相展开图；

图2为实施例中四层扁线电机定子绕组两路并联的A相展开图；

图3为实施例中定子绕组输入端和输出端端线示意图；

图4为图3所示定子绕组立体结构示意图；

图5为实施例中绕组接线切换装置结构示意图；