[实用新型]混合材料扁线绕组结构及应用其的电机定子

说明书

本实用新型涉及一种混合材料扁线绕组结构及应用其的电机定子，混合材料扁线绕组结构包括布置在定子槽内的至少一个大面积铜扁线绕组、至少一个大面积铝扁线绕组和至少一个分段铝扁线绕组，每个分段铝扁线绕组沿所述定子槽的深度方向上分为至少两个小面积铝扁线绕组。本实用新型在具备传统扁线绕组槽满率高、功率密度高、直流铜损低等优点的同时，通过引入铝材料以及绕组分段降低了趋肤效应引起的导体涡流损耗，从而降低电机温升，提高电机效率。

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种混合材料扁线绕组结构及应用其的电机定子。

背景技术

在过去的数十年中，由于温室气体排放的限制，混合动力汽车和纯电动汽车逐渐成为人们研究的主要热点。电机是新能源汽车的重要组成部分，扁线绕组由于具有更高的槽满率、更好的导热性，更高的功率密度等优点正逐渐成为车用永磁同步电机的主流。

然而，扁线绕组同样存在一些问题。当工作频率达到1kHz以上时，导体内部会出现非常高的交流损耗。扁线绕组导体中的交流损耗主要是由于趋肤效应和邻近效应导致的，这一现象使得电流流过导体横截面积的部分变小。在距离气隙最近的导体上，电流的交流损耗最为明显。为了解决上述问题可以降低槽内导体的总量并将导体推向槽底，但是这一方法降低了定子的的槽满率，降低了电机的功率密度，削弱了扁线电机的优势。

为解决上述问题，亟需提供一种在不影响槽满率的前提下可以降低趋肤效应的混合材料扁线绕组结构。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种混合材料扁线绕组结构，它在具备传统扁线绕组槽满率高、功率密度高、直流铜损低等优点的同时，通过引入铝材料以及绕组分段降低了趋肤效应引起的导体涡流损耗，从而降低电机温升，提高电机效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种混合材料扁线绕组结构，包括布置在定子槽内的至少一个大面积铜扁线绕组、至少一个大面积铝扁线绕组和至少一个分段铝扁线绕组，每个分段铝扁线绕组沿所述定子槽的深度方向上分为至少两个小面积铝扁线绕组。

进一步，所述分段铝扁线绕组的厚度小于所述大面积铝扁线绕组的厚度。

进一步，所述至少一个大面积铜扁线绕组、所述至少一个大面积铝扁线绕组和所述至少一个分段铝扁线绕组自所述定子槽的槽底至槽口依次布置。

进一步，所述大面积铝扁线绕组中每根导体的横截面积与所述大面积铜绕线组中每根导体的横截面积相等。

进一步，所述分段铝扁线绕组的各个小面积铝扁线绕组的导体的横截面积之和等于所述大面积铝扁线绕组中每根导体的横截面积。

本实用新型还提供了一种电机定子，包括定子铁芯，所述定子铁芯包括环形的定子轭部和多个沿所述定子轭部的内周设置的定子齿部，所述定子轭部和相邻两定子齿部所围成的间隙构成定子槽，每个定子槽内布置有混合材料扁线绕组结构。

进一步，所述混合材料扁线绕组结构中，所述大面积铜扁线绕组、所述大面积铝扁线绕组和所述分段铝扁线绕组分别具有至少两个。

进一步为了消除由于并联绕组处于槽内不同位置产生的循环电流，所述大面积铜扁线绕组和/或所述大面积铝扁线绕组和/或所述分段铝扁线绕组在极相组的相邻定子槽之间进行端部扭转换位，以处于定子槽中的不同位置。

进一步为了防止绕组自槽口脱离定子槽，每个定子槽的槽口配置有槽楔。

采用上述技术方案后，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的混合材料扁线绕组结构中引入铝材料以及绕组分段，可以兼顾扁线电机槽满率高、功率密度高、直流铜损低的优点，同时减小了扁线电机绕组趋肤效应引起的涡流损耗，提高了电机的效率，降低了电机的温升；部分导体采用材料价格更低的铝导体代替铜导体，降低了扁线绕组电机整体的制造成本；