[发明专利]设有具有端部环路布置的绕组的电机

说明书

本发明公开了一种电机(50)，所述电机包括转子(52)和定子(64)并具有第一绕组(70)。定子槽(68)限定多个层位置(98，100)，其中每个层位置相对于轴线(56)的径向距离不同。存在奇数个所选定子槽(68a)，其中对于设置在不同层位置的两个槽段而言，一对端部环路(96a，96b；96c，96d)使得槽段中的每个槽段与处于同一层位置中的不同槽段中的另一个槽段连接。在一些实施例中，至少60％的端部环路连接设置在不同层位置的槽段。对于一些实施例，在每个绕组中仅提供单个所选定子槽(68a)，其中，该端部环路被定位成降低空间冲突。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年4月21日提交的标题为“设有具有端部环路布置的绕组的电机”的序列号为15/135,320的美国专利申请的优先权，其公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及电机，更具体地涉及用于电机的绕组装置。

背景技术

很多电机采用具有芯的定子，所述芯具有多个轴向延伸的槽以接收一个或多个绕组。每个绕组皆由连续的电导体形成，该电导体延伸通过定子槽中的多个定子槽，其中，端部环路部分连接布置在定子槽中的绕组段。端部环路延伸超过定子芯的轴向端部。绕组的两个相对端部连接到电机的适当部件，该适当部件可以根据电机的设计而不同。

对于许多电机而言，例如具有Y形构造的电机，绕组的一端部将是相引线，所述相引线连接到电源或负载，而绕组的另一端部连接到中性连接件。绕组的两个端部通常从定子的相同轴向端部延伸。许多绕组还包括位于绕组中点处的换向环路。通常，每个端部环路将连接设置在不同层中的槽段，然而，传统的换向端部环路连接位于同一层中的两个槽段。绕组也可以在绕组的该中点处具有电连接件，例如，绕组可以具有适当的连接件以提供串联构造或并联构造。换向环路和连接件(例如串联连接件)通常也位于与绕组的两个端部相同的定子轴向端部处。绕组的这些各种特征可能难以适应定子轴向端部处的有限空间。多相电机(例如三相电机)包括的绕组数量与相位数量至少相等，其中，每个绕组均存在这样的空间困难。

图1示出了传统绕组图的一个相位。该图描绘了绕组，在所述绕组内每个槽保持两层绕组。这两层相对于中央轴线处于不同径向距离处，但位于从中央轴线向外延伸的共同径向线上。在该图中，绕组以实线和虚线示出。实线的使用表示绕组位于第一层中，而虚线表示绕组位于第二层中。圆22表示在其处两个发夹式线段已焊接在一起的焊缝。绕组的一端部24是相引线，所述相引线将被连接到整流器或其他部件。绕组的中性引线26连接到中性连接件28。换向环路30位于绕组的中点，并在绕组的两个半体之间形成串联连接。从该图中可以看出，中性连接件28和换向环路30位于同一层中。这要求中性连接件28或换向环路30轴向移位以在空间上容纳这两种结构。

图2是示出使用三个绕组的示意性绕组图，其中每个绕组具有与图1中所示相同的构造。这种布置适用于三相电机。如可以参照图2理解的那样，每个绕组在定子芯的每个槽中均未设置槽段。图2示出了在具有Y形构造的电机中如何使用中性连接件28将三个不同相中的每一相的中性引线26连接在一起。本领域普通技术人员将理解图2中所示的绕组的布置和功能。

对于一些电机设计而言，由换向环路和中性连接件在同一层中产生的空间冲突是显著问题。例如，利用通常被称为大“发夹”以形成定子绕组的电机可能在定子的轴向端部处遇到空间冲突。当在定子绕组的情形中使用时，大发夹通常是指横截面积为4mm²或更大的电线。这种发夹通常具有大致U形形状，具有中央端部环路部分和两个支腿。两个支腿插入穿过定子中的槽，然后在定子的一端部处被焊接到相邻的发夹支腿，从而形成来自多个发夹的连续绕组。

这种绕组及其各种特征必须装配到空间外壳中，该空间外壳通常由：1)对应于定子内径的转子和转子风扇限定；2)对应于壳体外径的壳体；3)轴向设置成超过绕组的端部环路的壳体端部面。