[实用新型]一种交流电机的多重-双层绕组结构

说明书

本实用新型涉及一种交流电机的多重‑双层绕组结构，采用n重‑双层绕组结构将线圈与线圈之间连接，所述的n重‑双层绕组结构以双层结构绕组为一个单元，包括多个层叠的双层结构绕组，各双层结构绕组采用叠绕组或波绕组，各双层结构绕组之间采用串联或并联方式连接。与现有技术相比，本实用新型具有提升电机性能，优化设计的灵活性、适用性广等优点。

技术领域

本实用新型涉及交流电机技术领域，尤其是涉及一种交流电机的多重-双层绕组结构。

背景技术

交流电机(包括异步电机和同步电机)的定子铁芯越来越多的采用闭口槽结构(绕线式异步电机的转子铁芯也采用闭口槽)，目的是减小气隙磁通密度的脉动，进而减少铁芯表面损耗，减小电磁转矩脉动，降低电机的振动和电磁噪音，降低电机温升，提高电机效率。然而，闭口槽使定子线圈只能采用单匝插入式结构。目前功率稍大一点的三相交流电机基本上都采用双层绕组。当铁芯采用闭口槽结构时，槽口的宽度小于单根导体的宽度，只能采用插入式线圈。如图1所示，为便于线圈端部的焊接，线圈只能采用单匝结构。因而每相绕组的串联匝数Z只能靠槽数Q、极数p和并联支路数a来调节，Z＝Q/ma，m为相数，若采用叠绕组则并联支路数需满足p/a＝整数的约束；若采用波绕组则并联支路数a只有1、2两种选择。插入式线圈常采用波绕组，以优化端部联接。可见Z的选择非常有限。以36槽4极三相交流绕组为例，若采用叠绕组，并联支路数a有1、2、4三种选择，故每相绕组的串联匝数Z只有12、6、3三种选择，如图2所示，图2为Z＝12的叠绕组展开示意图。图中N1、S1代表磁场第一对磁极，N2、S2代表磁场第二对磁极(后同)。若采用波绕组，并联支路数a只有1、2两种选择，故每相绕组的串联匝数Z只有 12、6两种选择，如图3所示，图3为Z＝12的波绕组展开示意图。由于线圈的匝数不能调节，给电磁设计带来不利约束，往往使电机性能难以达到优化目标。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种匝数可相对灵活调节、且可缩短交流绕组端部长度的交流电机的多重-双层绕组结构。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种交流电机的多重-双层绕组结构，该结构以线圈为单位，各线圈之间采用 n重-双层绕组结构连接，所述的n重-双层绕组结构以双层结构绕组为一个单元，包括多个层叠的双层结构绕组。

优选地，n为大于1的整数。

优选地，各双层结构绕组由短距或整距线圈均以叠绕组方式连接或均以波绕组方式连接的分布绕组构成。

优选地，各双层结构绕组之间采用串联或并联方式连接，或串并混联方式连接。

优选地，当各双层叠绕组或波绕组之间采用串联方式连接，且需要扩展绕组的相带宽度以改善绕组的磁场谐波和电势谐波时，各双层绕组之间向前或向后交错槽位设置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型通过采用n重-双层绕组结构，可保持闭口槽插入式单匝线圈的优势而突破其匝数不能调节造成的不利约束，提升电机性能优化设计的灵活性；

(2)本实用新型还可使绕组的端部长度有较大幅度缩短，有利于减小绕组的电阻，降低损耗和发热，提升电机的功率密度，且特别适用于电动汽车、电力机车和航空、潜海等要求高功率密度的电机；

(3)本实用新型每个双层结构由短距或整距线圈均以叠绕组方式连接或均以波绕组方式连接的分布绕组构成，当各双层叠绕组(或波绕组)之间采用串联方式连接时，各双层绕组之间可以向前或向后错开若干槽位，以达到等效增加分布绕组的相带宽度，削弱绕组的磁场谐波和电势谐波的效果。

附图说明

图1为常规双层插入式线圈的槽截面示意图；