[实用新型]一种永磁电机定子多相绕组

说明书

本实用新型公开了一种永磁电机定子多相绕组。本多相绕组中，每相绕组由一个线圈或多个线圈连接而成，每个线圈包括首端双层导体元件和末端单层导体元件以及设在二者之间的若干中间双层导体元件，所有双层导体元件的上层(或下层)导体依次通过端部导体连接，并与末端元件连接后，再逆次连接所有双层导体元件下层(或上层)导体，每个元件对应一个定子槽，位于同一定子槽的双层导体元件上下层导体之间有绝缘介质，同一线圈中相邻的元件所跨的定子槽数量相同。本实用新型绕组具有漏抗小、导电电阻小、发热损耗小等优点，对提高电机功率因数、效率和功率密度具有重要意义。线圈拓扑根据定子槽数延伸拓展，本实用新型尤其适合多极多相的永磁电机。

技术领域

本实用新型涉及电动机或发电机领域，具体涉及一种永磁电机定子多相绕组。

背景技术

当今，在先进的工业领域及能源领域，希望使用的电动机或发电机体积更小、重量更轻、效率更高，也就是要求电机有较高的功率密度(指单位体积上电机轴上所输出的额定功率)或转矩密度(指单位体积上电机轴上输出的额定转矩)。永磁电机比异步电机在效率、功率密度上的优势，成为工业和交通能源领域的发展趋势。

传统的永磁电机的磁通在径向分布，提供定子磁通路径的齿部和放置电枢绕组导体的槽位于同一平面，对于一定的定子内径尺寸(以内转子结构为例)，定子槽的宽度与齿部宽度互相制约。如果需要流过较大的电流，就需要较大的线圈截面空间，齿的宽度就受到影响，通过齿部的磁通量就会减小，反之亦然。如果齿宽和槽宽同时增大，则会增大电机的直径，使电机的转矩密度降低。近十年来提出的横向磁通电机，理论可以获得较高的转矩密度，但是其结构复杂，目前横向磁通电机功率因数普遍较低，造成驱动系统容量增大、成本增加。

另一方面，电机的体积与电机热损耗密切相关。电机损耗由铁芯损耗、电枢绕组的铜损耗等组成，其中电流流过导体产生的的损耗发热和电机散热条件对电机的功率密度有重要影响，在冷却方式和绝缘确定的情况下，电机绕组导体的电流密度受到电机散热部分的尺寸限制。一般电机的体积越小，槽满率越高，电机的散热能力就越差，导致电机的稳态温度升高，输出的峰值功率降低。降低电机的损耗，可以提高电机功率密度，提高资源利用率。

因此，开发一种有助于减小损耗、提高电机功率因数、效率等主要性能的绕组(线圈)技术，对实现机电装备小型化具有重要的现实意义，并将对工业领域及能源领域的发展产生巨大推动作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对已有技术存在的不足，提供一种永磁电机定子多相绕组，该定子绕组线圈采取特殊的拓扑结构，减少电机损耗、提高电机能量变换率。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种永磁电机定子多相绕组，每相由一个线圈或多个线圈连接而成，其中，

每个所述线圈均包括有首端元件和末端元件，所述首端元件为双层导体元件，所述末端元件为单层导体元件，在所述首端元件和末端元件之间还联接有若干个双层导体元件；所述双层导体元件包括由上下两层各自外包绝缘介质的导体组成，并根据需要可以在上下两层外包绝缘的导体之间布置层间绝缘介质，所述单层导体元件由单层导体和包覆其的外包绝缘介质材料组成。

自首端元件起，所有双层导体元件中的上层导体依次连接，并连接到所述末端元件的一端(进线)，所述末端元件的另一端(出线)连接至双层导体元件中的下层导体，所有双层导体元件中的下层导体依次连接，至首端元件止，这样，所述首端元件中的上、下层导体分别对应所述线圈的输入、输出端；或者，自首端元件起，所有双层导体元件中的下层导体依次连接，并连接到所述末端元件的进线端，所述末端元件另一端出线连接至双层导体元件中的上层导体，所有双层导体元件中的上层导体依次连接，至首端元件止，这样，所述首端元件中的下、上层导体分别对应所述线圈的输入、输出端。

组成一个所述线圈的每个元件对应一个定子槽，各两两相邻元件所跨的定子槽数相同，所述各相邻的元件分别对应永磁电机转子的不同磁极。