[发明专利]定子及包括其的电机

说明书

本发明公开了一种定子及包括其的电机，定子绕组包括多个缠绕在定子齿上的绕组线圈，任一绕组线圈在其所缠绕的定子齿的径向方向上还设置有至少一另一绕组线圈；对于在定子齿的同一径向方向上的多个绕组线圈；自定子齿的径向内侧朝向定子齿的径向外侧的方向，绕组线圈的线圈直径逐渐增大和/或线圈并绕根数逐渐增大；和/或；自靠近定子铁芯朝向远离定子铁芯的方向，多个绕组线圈的电阻率逐渐减小和/或绝缘性逐渐减小和/或线圈匝数逐渐减少。本发明通过增大绕组线圈的线圈直径和/或线圈并绕根数来提高槽满率，并通过降低绕组线圈的电阻率和/或绝缘性和/或线圈匝数来降低绕组线圈的导体损耗，从而能够减少电机的发热损耗，提高电机的可靠性。

技术领域

本发明涉及电机领域，特别涉及一种定子及包括其的电机。

背景技术

目前电机中的定子绕组都是由多个定子线圈组成，定子线圈常采用良导体预成型，再整体嵌套放置于定子铁芯的定子槽内。当外力带动电机的转子转动时，转子上布置的励磁部件形成的磁场穿过气隙与定子线圈形成匝链，进而在定子线圈中感应出电能，实现能量转换。通常情况下，电机包含多相绕组，多相绕组引出发电机后再与匹配的多相变流器相连，实现特定的控制及电能转换需求。电机的某相绕组由多个定子线圈通过一定的串、并联关系电气连接而成，单个定子线圈则由多匝一定尺寸规格的导体绕制形成，并通过合适的并绕根数匹配机组的电气、工艺要求。导体的材料特性、规格直接决定了线圈的电阻以及对应的损耗，进而影响机组的冷却、效率等特性。

在现有的各类电机绕组设计中，一个定子线圈由完全相同尺寸、材质的导体以一定的并绕根数绕制一定匝数而成，定子线圈缠绕在定子齿上，单个定子线圈的两条有效线圈边即直线导体部分位于定子槽内。一般情况下，一个定子齿上只缠绕一个完整的定子线圈，但是由于目前的电机常采用的是平行齿结构，即定子槽形呈现为扇形。以外转子电机为例，若定子线圈采用同一规格的导体，直径较大处的定子槽的空间利用率较低，电机定子绕组的槽满率较低，从而电机的绕组电阻增大，损耗增大，使得电机发热严重，效率较低。另一方面，电机气隙中的谐波形成的漏磁场常会通过定子槽口与定子齿、转子形成回路，距离定子槽口越近的导体会形成匝链越多的电机漏磁场，进而感应出更多的谐波电流，使得导体的交流损耗增加。因此，若定子线圈采用同一规格的导体，定子槽内不同位置处的导体的损耗分布不均，槽口处的导体损耗较大，发热严重，电磁振动明显，直接损害电机的性能及可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中定子绕组槽满率较低以及同一径向方向上的定子线圈损耗分布不均而导致电机发热严重的缺陷，提供一种定子及包括其的电机。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种定子，包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯包括多个定子齿，相邻的两所述定子齿之间形成定子槽，所述定子绕组包括多个绕组线圈，多个所述绕组线圈缠绕在所述定子齿上且所述绕组线圈的有效边容纳在所述定子槽内，任一所述绕组线圈在其所缠绕的所述定子齿的径向方向上还设置有至少一另一所述绕组线圈；对于在所述定子齿的同一径向方向上缠绕的多个所述绕组线圈，其中，

自所述定子齿的径向内侧朝向所述定子齿的径向外侧的方向，所述绕组线圈的线圈直径逐渐增大和/或所述绕组线圈的线圈并绕根数逐渐增大；

和/或；

自靠近所述定子铁芯朝向远离所述定子铁芯的方向，多个所述绕组线圈的电阻率逐渐减小和/或多个所述绕组线圈的绝缘性逐渐减小和/或多个所述绕组线圈的线圈匝数逐渐减少。