[发明专利]交流电机定子全域式换位圈式线圈及其设计方法

权利要求书

1.交流电机定子全域式换位圈式线圈，其特征在于，圈式线圈由一根连续的换位线棒绕制成N匝圈式线圈而成；所有的圈式线圈均由上至下依次垂直排列，第1匝圈式线圈的长度加换位线棒引入端的长度和第N匝圈式线圈的长度加换位线棒引出端的长度均等于余下每匝圈式线圈的长度，所述换位线棒包括排列为左右两列的M根股线，M为奇数。

2.根据权利要求1所述的交流电机定子全域式换位圈式线圈，其特征在于，所述换位线棒的长度为2N×(l₁+l+l₂)，l₁＝l₂为换位线棒的端部长度，l为换位线棒的槽部长度；所述换位线棒的换位节距为槽部长度与换位线棒股线根数M之比。

3.根据权利要求2所述的交流电机定子全域式换位圈式线圈，其特征在于，所述换位线棒的每个换位节距均包括4个换位段。

4.根据权利要求1所述的交流电机定子全域式换位圈式线圈，其特征在于，所述换位线棒的股线根数M为15。

5.根据权利要求1所述的交流电机定子全域式换位圈式线圈，其特征在于，所述换位线棒外包裹有一层用于加强绝缘保护的绝缘层；所述换位线棒的每根股线外均涂有一层绝缘漆层。

6.一种权利要求1-5任一所述的交流电机定子全域式换位圈式线圈的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选取一根长度大于2N×(l₁+l+l₂)的换位线棒，l₁＝l₂为换位线棒的端部长度，l为换位线棒的槽部长度；

S2、将换位线棒引入端至换位线棒长度为2×(l₁+l+l₂)之间的换位线棒，在同一平面上绕制成圈构成第1匝圈式线圈；

S3、垂直向下延伸1匝圈式线圈高度，之后，在同一水平面上绕制一圈长度为2×(l₁+l+l₂)的1匝圈式线圈；

S4、采用步骤S3的绕制方式，形成第3匝至第N-1匝圈式线圈；

S5、垂直向下延伸1匝圈式线圈高度，之后在同一水平面上绕制成圈构成第N匝圈式线圈，并将余下换位线棒作为线棒引出端；

S6、切除换位线棒引入端至换位线棒引出端处大于2N×(l₁+l+l₂)长度的换位线棒，完成定子圈式线圈的绕制；

其中，第1匝圈式线圈的长度加换位线棒引入端的长度等于2×(l₁+l+l₂)，第N匝圈式线圈的长度加换位线棒引出端的长度等于2×(l₁+l+l₂)；

第1至N匝圈式线圈沿纵向排列，构成一个圈式线圈；在换位线棒的每个(l₁+l+l₂)长度处构成该圈式线圈的鼻端。

7.根据权利要求6所述的交流电机定子全域式换位圈式线圈的设计方法，其特征在于：绕制圈式线圈的换位线棒采用x°/y°/x°连续换位方式，其中，y＝i×360/(2M)，1≤i≤2M，x＝y×l₁/l，在槽部长度内有M个换位节距，在端部长度l₁和l₂内各有M×l₁/l个换位节距。

8.根据权利要求7所述的交流电机定子全域式换位圈式线圈的设计方法，其特征在于：采用x°/y°/x°连续换位方式的换位线棒在一个换位节距内包括4个换位段，一个换位节距内的换位过程包括：

A.在换位节距的初始位置，右列为(M+1)/2根股线，左列为(M-1)/2根股线，右列最底端多出一根股线，左列同一水平位置空出一个虚股线位置；

B.在第一个换位段内，沿股线行进方向，将右列最底端的一根股线换位至左列的虚股线位置，余下股线沿股线行进方向延伸一个第一个换位段长度，使得第一个换位段末端右列为(M-1)/2根股线，左列为(M+1)/2根股线；

C.在第二个换位段内，沿股线行进方向，将右列(M-1)/2根股线同时向底端垂直下移一根股线的高度，将虚股线位置换位至右列最顶端，余下股线沿股线行进方向延伸一个第二个换位段长度；

D.在第三个换位段内，将左列最顶端的一根股线换位至右列的虚股线位置，使虚股线位置水平换位至左列最顶端，余下股线沿股线行进方向延伸一个第三个换位段长度，使得第三个换位段末端右列为(M+1)/2根股线，左列为(M-1)/2根股线；

E.在第四个换位段内，将左列(M-1)/2根股线同时向顶端垂直上移一根股线的高度，将虚股线位置换位至左列最底端，余下股线沿股线行进方向延伸一个第四个换位段长度。