CN114301199B - 定子组件和电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及驱动装置技术领域，本发明公开了一种定子组件和电机，定子组件包括铁芯和定子绕组，铁芯设有通孔，通孔的内壁设有偶数N个定子槽，N个定子槽沿通孔的轴向延伸；每一定子槽内沿通孔的径向方向依次设有奇数M层层级空间，定义第M层层级空间为M层层级空间中最接近或最远离定子槽底壁的层级空间，定义N个定子槽内的第M层层级空间组成外层空间，定义N个定子槽内除第M层层级空间外的层级空间组成内层空间；定子绕组包括星型或角型连接的多个子绕组，每一子绕组包括多个发卡线圈，外层空间内仅设有短距型发卡线圈或长距型发卡线圈，内层空间内仅设有整距型发卡线圈。本发明提出的定子组件的绝缘可靠性更高。

Description

定子组件和电机

技术领域

本发明涉及驱动装置技术领域，特别涉及一种定子组件和电机。

背景技术

随着新能源汽车对空间利用率要求提高，目前电机、电控、减速器有向三合一甚至多合一集成的趋势发展，这也对电机的功率密度提出更高要求。为满足电机高功率密度需求，扁线定子绕组电机是未来车用驱动电机发展方向，扁线定子绕组电机与圆线定子绕组电机相比，扁线定子绕组电机的槽满率更高，绕组端部更短，功率密度更大、散热能力更强，特别适合车用驱动电机小型化、轻量化的应用需求。扁线定子绕组电机基本构成元件为发卡线圈，根据每个定子槽中分布的发卡线圈层数可以分为偶数层和奇数层两种。由于采用发卡线圈的电机中定子槽内层数的调整不如散线电机灵活，对于特定的电机性能要求偶数层发卡线圈的电机无法满足要求，而奇数层发卡线圈的电机提供了更多的每相串联线圈匝数的组合，能够匹配特定的电机技术指标输入，因而得到更为广泛地应用。

在相关技术中，奇数层发卡线圈的电机为了避免支路绕组环流，通常会采用同层同心发卡线圈交叉换位设置绕组的方案，在该方案中，发卡线圈插线工艺难度大，且同心发卡线圈***定子铁芯的定子槽内时，定子铁芯的非焊接端的同心长距发卡线圈直接挤压同心短距线圈，容易导致包裹同心发卡线圈的绝缘材料破损，致使同心发卡线圈和定子铁芯之间的绝缘失效。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种定子组件，旨在解决采用奇数层绕组连接方案的电机中，因同心发卡线圈的设置而带来的定子槽内绝缘材料绝缘失效的问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种定子组件，所述定子组件包括：

铁芯，所述铁芯设有通孔，所述通孔的内壁设有N个定子槽，N个所述定子槽沿所述通孔的轴向延伸；每一所述定子槽内沿所述通孔的径向方向依次设有M层层级空间，定义第M层层级空间为所述M层层级空间中最接近或最远离所述定子槽底壁的层级空间，定义N个所述定子槽内的第M层层级空间组成外层空间，定义N个所述定子槽内除第M层层级空间外的层级空间组成内层空间；和

定子绕组，所述定子绕组包括星型或角型连接的多个子绕组，每一所述子绕组包括相串联或相并联的至少两个支路绕组；每一所述支路绕组包括相串联的多个线圈单元，多个所述线圈单元中包括短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈，所述外层空间内仅设有所述短距型发卡线圈或所述长距型发卡线圈，所述内层空间内仅设有所述整距型发卡线圈；

其中，N为3的倍数，且N为偶数；M为大于等于3的奇数。

在本发明的一实施例中，多个所述线圈单元中包括多个第一发卡线圈、多个第二发卡线圈以及多个第三发卡线圈；

所述内层空间包括边缘层空间和中间层空间，所述边缘层空间由N个所述定子槽内的第1层层级空间和第2层层级空间组成，所述中间层空间由N个所述定子槽内的第3层层级空间至第M-1层层级空间组成；

每一所述第一发卡线圈设于所述外层空间内，每一所述第二发卡线圈设于所述边缘层空间内，每一所述第三发卡线圈设于所述中间层空间内；各所述第一发卡线圈均为短距型发卡线圈或均为长距型发卡线圈，每一所述第二发卡线圈和每一所述第三发卡线圈为整距型发卡线圈。

在本发明的一实施例中，所述第一发卡线圈包括第一连接段、两个第一直段以及两个第一弯折段；

每一所述第一直段的两端分别与所述第一连接段和一所述第一弯折段连接，所述第一连接段的两端分别连接两个所述第一直段远离所述第一弯折段的一端，两个所述第一弯折段平行设置；

其中，两个所述第一直段分别穿设于两个所述定子槽内，并分别占据层数相同的两个所述层级空间，所述第一连接段和两个所述第一弯折段分别凸出于所述铁芯的两个端面。

在本发明的一实施例中，所述第二发卡线圈包括第二连接段、两个第二直段以及两个第二弯折段；

每一所述第二直段的两端分别与所述第二连接段和一所述第二弯折段连接，所述第二连接段的两端分别连接两个所述第二直段远离所述第二弯折段的一端；

两个所述第二直段分别穿设于两个所述定子槽内，并分别占据层数差值为1的两个所述层级空间，所述第二连接段和两个所述第二弯折段分别凸出于所述铁芯的两个端面；

所述第二发卡线圈具有与所述第一发卡线圈的结构呈对称设置的第一形态，在所述第一形态时，两个所述第二弯折段平行设置。

在本发明的一实施例中，所述第二发卡线圈还具有一所述第二弯折段朝向背离另一所述第二弯折段方向延伸的第二形态；

在所述第二形态时，两个所述第二直段位于两个所述第二弯折段之间。

在本发明的一实施例中，所述第二形态的第二发卡线圈和所述第一形态的第二发卡线圈依次交替设于所述边缘层空间内；

相邻两个第二发卡线圈中相邻两个所述第二弯折段相焊接，与相焊接的两个所述第二弯折段分别连接的两个所述第二直段所在的两个所述定子槽之间存在N/2p-2或N/2p个所述定子槽，其中2p为电机的极数。

在本发明的一实施例中，所述第三发卡线圈包括第三连接段、两个第三直段以及两个第三弯折段；

每一所述第三直段的两端分别与所述第三连接段和一所述第三弯折段连接，所述第三连接段的两端分别连接两个所述第三直段远离所述第三弯折段的一端，两个所述第三弯折段对称设置；

两个所述第三直段分别穿设于两个所述定子槽内，并分别占据层数差值为1的两个所述层级空间，所述第三连接段和两个所述第三弯折段分别凸出于所述铁芯的两个端面。

在本发明的一实施例中，多个所述线圈单元中还包括第四发卡线圈；

所述第四发卡线圈包括第四直段和分别与所述第四直段的两端连接的两个第四弯折段，两个所述第四弯折段关于所述第四直段呈对称设置；

所述第四直段位于所述外层空间或所述内层空间内，两个所述第四弯折段分别凸出于所述铁芯的两个端面，一所述第四弯折段与所述第一发卡线圈、所述第二发卡线圈以及所述第三发卡线圈的其中之一连接。

在本发明的一实施例中，多个所述线圈单元中还包括第五发卡线圈，所述第五发卡线圈与所述第四发卡线圈的结构呈对称设置；

所述第五发卡线圈包括第五直段和分别与所述第五直段的两端连接的两个第五弯折段，两个所述第五弯折段关于所述第五直段呈对称设置，所述第五直段位于所述外层空间或所述内层空间内，所述第五弯折段与所述第一发卡线圈、所述第二发卡线圈以及所述第三发卡线圈的其中之一连接；

其中，所述第五直段和所述第四直段分别占据层数差值为1的两个所述层级空间。

此外，本发明还提出一种电机，所述电机包括：

上述的定子组件；和

转子，所述转子转动穿设于所述定子组件的通孔内。

本发明技术方案中的定子组件通过在铁芯的定子槽内设置奇数M层层级空间，其中第M层层空间为最接近或最远离定子槽底壁的层级空间，将各定子槽的第M层层级空间组成的层级空间定义为外层空间，将各定子槽第1层至第M-1层组成的层级空间定义为内层空间，在外层空间内仅设置短距型发卡线圈和长距型发卡线圈，使各定子槽第M层的同层层级空间内仅绕制短距型发卡线圈和长距型发卡线圈中的一种，以此取代了短距型发卡线圈和长距型发卡线圈同心的同心发卡线圈的设计，解决了短距型发卡线圈和长距型发卡线圈同层同心设置时，短距型发卡线圈和长距型发卡线圈相互挤压而对定子槽内的绝缘材料施加过大挤压力，导致绝缘材料绝缘失效的问题。此外，通过在外层空间内仅设置短距型发卡线圈和长距型发卡线圈，以及在内层空间内仅设置整距型发卡线圈，允许绕制在内层空间内第1层和第2层的发卡线圈在铁芯的焊接侧以长距或者短距焊接形式焊接，绕制在内层空间除第1层层级空间和第2层层级空间之外的层级空间内的发卡线圈能够以整距焊接形式焊接，如此能够使每相子绕组内各支路绕组中的电流完全相等，避免各支路绕组之间出现支路环流，从而大幅减小高频输出下的电机的附加交流铜耗，提高电机高速运行时的运行效率，并能够避免由支路环流带来的子绕组局部过温的问题，有利于提升电机的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明定子组件的结构示意图；

图2为本发明定子组件的俯视结构图；

图3为本发明定子组件中定子绕组的一种电路结构示意图；

图4为本发明定子组件中定子绕组的另一种电路结构示意图；

图5为本发明定子组件中第一发卡线圈的结构示意图；

图6为图5中的第一发卡线圈与铁芯相配合的结构示意图；

图7为本发明定子组件中第二发卡线圈的结构示意图

图8为图7中第二发卡线圈与铁芯相配合的结构示意图；

图9为本发明定子组件中第三发卡线圈的结构示意图；

图10为图9中第三发卡线圈与铁芯相配合的结构示意图；

图11为本发明定子组件中第四发卡线圈的结构示意图；

图12为本发明定子组件中第五发卡线圈的结构示意图；

图13为图11中第四发卡线圈和图12中第五发卡线圈与铁芯相配合的结构示意图；

图14为本发明一实施例中不同发卡线圈在各定子槽中各层级空间内的分布示意图；

图15为本发明另一实施例中不同发卡线圈在各定子槽中各层级空间内的分布示意图；

图16为本发明又一实施例中不同发卡线圈在各定子槽中各层级空间内的分布示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出了一种定子组件1，该定子组件1应用于扁线定子绕组12电机。

在本发明的一实施例中，结合图1和图2所示，定子组件1包括铁芯11和定子绕组12，铁芯11设有通孔，通孔的内壁设有N个定子槽11a，N个定子槽11a沿通孔的轴向延伸；每一定子槽11a内沿通孔的径向方向依次设有M层层级空间11d，定义第M层层级空间11d为M层层级空间11d中最接近或最远离定子槽11a底壁的层级空间11d，定义N个定子槽11a内的第M层层级空间11d组成外层空间11b，定义N个定子槽11a内除第M层层级空间11d外的层级空间11d组成内层空间11c；定子绕组12包括星型或角型连接的多个子绕组121，每一子绕组121包括相串联或相并联的至少两个支路绕组1211；每一支路绕组1211包括相串联的多个线圈单元13，多个线圈单元13中包括短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈，外层空间11b内仅设有短距型发卡线圈或长距型发卡线圈，内层空间11c内仅设有整距型发卡线圈；其中，N为3的倍数，且N为偶数；M为大于等于3的奇数。

在本实施例中，铁芯11用于绕制发卡线圈，铁芯11的通孔的孔壁设置有多个间隔设置的凸齿，相邻两个凸齿之间形成有一个定子槽11a，N个定子槽11a沿铁芯11通孔的周向均匀分布，每一定子槽11a为长条形的通槽结构，每一定子槽11a沿通孔的轴向延伸。在每一定子槽11a的槽壁覆盖设置有绝缘材料，绝缘材料用于隔离发卡线圈和定子槽11a的槽壁，以使发卡线圈与铁芯11之间保持绝缘。

每一定子槽11a沿其深度方向设有M层层级空间11d，M层层级空间11d按照每层层级空间11d可大致供一个发卡线圈通过来划分，M层层级空间11d之间并未通过物理手段进行隔离或区分，它们实际上是定子槽11a内侧相互连通的空间区域，而不具有明确的分界线，之所以将定子槽11a的内侧空间定义为包括多层层级空间11d，是为了更好地解释说明本电机的种类以及不同种类的发卡线圈在定子槽11a内的分布方式。

进一步结合图3和图4所示，本定子组件1内的定子绕组12包括至少三相绕组，每一相绕组在本实施例中被称为子绕组121，各子绕组121之间可采用星型接线(如图3所示)或角型接线(如图4所示)的连接方式进行连接。星型接线方式中定子绕组12的等效匝数更大，适用于电机电压负荷大的情形；角型接线方式中定子绕组12的等效匝数更小，适用于电机电流负荷大的情形。定子绕组12无论是采用星型接线还是角型接线方式接线，每相子绕组121内都是由至少两个并联的支路绕组1211或者至少两个串联的支路绕组1211组成，每一支路绕组1211都是由相同数量和相同种类的发卡线圈串联而成，以使各子绕组121之间的电感完全对称，各子绕组121之间不会出现环流电流。同时，还允许每项子绕组121的引出端由铁芯11的同一侧引出，并能够使相邻两个引出端之间的间距较短，如此能够直接通过焊接等方式连接不同项的子绕组121，减少汇流排的使用，能够降低电机的制造成本和提升电机的制造效率。

发卡线圈按照节距不同分为短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈三种种类，短距型发卡线圈的节距小于定子绕组12的极距，整距型发卡线圈的节距等于定子绕组12的极距，长距型发卡线圈的节距大于定子绕组12的极距。其中，每种类型的发卡线圈的节距为该类型的发卡线圈两个有效边所跨过的定子槽11a的数量，长距型发卡线圈所跨过的定子槽11a的数量大于整距型发卡线圈所跨过的定子槽11a的数量，整距型发卡线圈所跨过的定子槽11a的数量大于短距型发卡线圈所跨过的定子槽11a的数量。

本实施例在外层空间11b内仅设置有短距型发卡线圈或长距型发卡线圈，在内层空间11c内仅设置整距型发卡线圈，可便于将外层空间11b内的发卡线圈与内层空间11c内的发卡线圈进行一致性连接，能够极大地方便本定子组件1的发卡线圈之间的焊接接线，从而提升定子组件1和相应电机的制造效率。同时，在外层空间11b内仅设置短距型发卡线圈和长距型发卡线圈，使各定子槽11a第M层的同层层级空间11d内仅绕制短距型发卡线圈和长距型发卡线圈中的一种，也取代了短距型发卡线圈和长距型发卡线圈同心的同心发卡线圈的设计，解决了短距型发卡线圈和长距型发卡线圈同层同心设置时，短距型发卡线圈和长距型发卡线圈相互挤压而对定子槽11a内的绝缘材料施加过大挤压力，导致绝缘材料绝缘失效的问题。此外，通过在外层空间11b内仅设置短距型发卡线圈或长距型发卡线圈，以及在内层空间11c内仅设置整距型发卡线圈，允许绕制在内层空间11c内第1层发卡线圈在铁芯11的焊接侧以长距或者短距焊接形式焊接，绕制在内层空间11c除第1层层级空间11d之外的层级空间11d内的发卡线圈能够以整距焊接形式焊接，如此能够使每相子绕组121内各支路绕组1211中的电流完全相等，避免各支路绕组1211之间出现支路环流，从而大幅减小高频输出下的电机的附加交流铜耗，提高电机高速运行时的运行效率，并能够避免由支路环流带来的子绕组121局部过温的问题，有利于提升电机的寿命。

在本发明的一实施例中，如图2所示，内层空间11c包括边缘层空间11c1和中间层空间11c2，边缘层空间11c1由N个定子槽11a内的第1层层级空间11d和第2层层级空间11d组成，中间层空间11c2由N个定子槽11a内的第3层层级空间11d至第M-1层层级空间11d组成；进一步结合图5、图7以及图9所示，多个线圈单元13中包括多个第一发卡线圈131、多个第二发卡线圈132以及多个第三发卡线圈133；每一第一发卡线圈131设于外层空间11b内，每一第二发卡线圈132设于边缘层空间11c1内，每一第三发卡线圈133设于中间层空间11c2内；各第一发卡线圈131均为短距型发卡线圈或均为长距型发卡线圈，每一第二发卡线圈132和每一第三发卡线圈133为整距型发卡线圈。

在本实施例中，设置于外层空间11b内即第M层内的各个第一发卡线圈131要么同时为短距型发卡线圈，要么同时为长距型发卡线圈。在内层空间11c内，第二发卡线圈132的两个有效边仅占据第1层和第2层层级空间11d，而位于内层空间11c中的边缘区域，即位于边缘层空间11c1内；第三发卡线圈133的两个有效边占据第3层至第M-1层中的部分层级空间11d，而位于边缘层空间11c1与外层空间11b之间，即位于中间层空间11c2内。通过在外层空间11b内仅设置第一发卡线圈131，在边缘层空间11c1内仅设置第二发卡线圈132，以及在中间层空间11c2内仅设置第三发卡线圈133，并使各第一发卡线圈131同时为短距型发卡线圈或长距型发卡线圈，使第二发卡线圈132和第三发卡线圈133同时为整距型发卡线圈，能够尽可能节省发卡线圈向定子槽11a内的插线工序的难度，提升外层空间11b内发线圈与内层空间11c内的发卡线圈焊接的一致性，方便各支路绕组1211内各发卡线圈之间的焊接接线，提升定子组件1和相应电机的制造效率。同时，各相子绕组121内的发卡线圈不会存在空间径向和周向的干涉，每相子绕组121进出线排布紧凑，能够降低电阻不平衡率。此外，本实施例中的定子组件1仅采用了第一发卡线圈131、第二发卡线圈132以及第三发卡线圈133三种发卡线圈即可实现定子绕组12的制作，减少了了定子绕组12所使用到的发卡线圈的种类，有利于节省发卡线圈的生产工序，提升发卡线圈的插线效率以及定子组件1的制造效率。

在本发明的一实施例中，结合图5和图6所示，第一发卡线圈131包括第一连接段1311、两个第一直段1312以及两个第一弯折段1313；每一第一直段1312的两端分别与第一连接段1311和一第一弯折段1313连接，第一连接段1311的两端分别连接两个第一直段1312远离第一弯折段1313的一端，两个第一弯折段1313平行设置；其中，两个第一直段1312分别穿设于两个定子槽11a内，并分别占据层数相同的两个层级空间11d，第一连接段1311和两个第一弯折段1313分别凸出于铁芯11的两个端面。

在本实施例中，第一弯折段1313与第一直段1312呈夹角设置，该夹角不等于0度或180度，两个第一直段1312位于定子槽11a的第M层空间内。第一弯折段1313作为第一发卡线圈131的焊接端，第一弯折段1313部分凸部于铁芯11的一端端面，以便于将第一弯折段1313向内层空间11c内弯折，使第一发卡线圈131的焊接端与内层空间11c内的发卡线圈的焊接端在同层空间内实现焊接，能够减少汇流排的使用，降低相应的电机的制造成本，提升电机的制造效率。

在本发明的一实施例中，结合图7和图8所示，第二发卡线圈132包括第二连接段1321、两个第二直段1322以及两个第二弯折段1323；每一第二直段1322的两端分别与第二连接段1321和一第二弯折段1323连接，第二连接段1321的两端分别连接两个第二直段1322远离第二弯折段1323的一端；两个第二直段1322分别穿设于两个定子槽11a内，并分别占据层数差值为1的两个层级空间11d，第二连接段1321和两个第二弯折段1323分别凸出于铁芯11的两个端面；第二发卡线圈132具有与第一发卡线圈131的结构呈对称设置的第一形态，在第一形态时，两个第二弯折段1323平行设置。

在本实施例中，第一形态下的第二发卡线圈132和第一发卡线圈131的结构呈镜像对称。第二弯折段1323和第二直段1322呈夹角设置，该夹角不等于0度或180度。第二弯折段1323作为第二发卡线圈132的焊接端，每一第一发卡线圈131的第一弯折段1313和每一第二发卡线圈132的第二弯折段1323可用于连接其它发卡线圈的焊接端，以实现多个发卡线圈之间的串联或并联连接。

第一发卡线圈131仅设置于外层空间11b内，第一发卡线圈131的两个第一直段1312分别位于两个定子槽11a的中的第M层层级空间11d内，第二发卡线圈132的两个第二直段1322分别插置于两个定子槽11a内相邻层级的层级空间11d内，也即第1层层级空间11d和第2层层级空间11d内。第一发卡线圈131和第二发卡线圈132相对地设置于外层空间11b以及第一层和第二层空间内，此时的第一发卡线圈131的第一弯折段1313和第二发卡线圈132的第二弯折段1323可向它们之间空间内弯折，便于第一弯折段1313和第二弯折段1323与中间层空间11c2内的第三发卡线圈133焊接连接，以此能够减少汇流排的使用，降低相应的电机的制造成本。

同时也允许由多个发卡线圈组成的子绕组121的引出端不需使用汇流排，相应电机的每相子绕组121引出端的中性点在电机的径向上能够处于同一层，使中性点处的汇流排结构更为简单、长度更短，通过扁铜排简单弯折成型就可以构成中性点汇流排，而不需要借助于单独的模具，有利于降低电机的生产成本，提高电机的加工和制造效率。

在本发明的一实施例中，结合图7和图8所示，第二发卡线圈132还具有一第二弯折段1323朝向背离另一第二弯折段1323方向延伸的第二形态；在第二形态时，两个第二直段1322位于两个第二弯折段1323之间。

在本实施例中，在实现第二发卡线圈132之间的焊接连接时，可通过将第二发卡线圈132的一第二弯折段1323向背离另一第二弯折段1323的方向弯折，使第二发卡线圈132成为第二形态，使第二形态下的第二发卡线圈132具有相背延伸的两个第二弯折段1323，以此能够提升第二发卡线圈132延伸宽度，方便第二形态下的第二发卡线圈132与其它发卡线圈的连接，有利于提升定子绕组12焊接的便利性，提升定子组件1和相应的电机的制造效率。

在本发明的一实施例中，结合图7和图8所示，第二形态的第二发卡线圈132和第一形态的第二发卡线圈132依次交替设于边缘层空间11c1内；相邻两个第二发卡线圈132中相邻两个第二弯折段1323相焊接，与相焊接的两个第二弯折段1323分别连接的两个第二直段1322所在的两个定子槽11a之间有N/2p-2或N/2p个定子槽11a。

在本实施例中，因为各第二发卡线圈132间隔位于边缘层空间11c1内，相邻的两个第二发卡线圈132的其中之一为第一形态的发线圈，其中至另一为第二形态的发卡线圈，而第二形态的发卡线圈靠近第一形态发卡线圈的第二弯折段1323朝向第一形态的发卡线圈弯折，相邻两个第二发卡线圈132的相邻两个第二弯折段1323相互靠近，以此能够提升相邻两个不同形态的第二发卡线圈132之间焊接的便利性，实现相邻第二发卡线圈132的相邻第二弯折段1323的同层焊接，提升定子组件1和相应的电机的制造效率。

在边缘层空间11c1内的相邻两个第二发卡线圈132的第二弯折段可同时向边缘层空间11c1内的第一层层级空间所在的空间区域弯折，实现相邻两个第二发卡线圈132的相邻两个第二弯折段1323的同层焊接，且与相焊接的两个第二弯折段1323分别连接的两个第二直段1322所位于的两个定子槽11a之间还有N/2p-2或N/2p个定子槽11a，也即与相焊接的两个第二弯折段1323分别连接的两个第二直段1322的跨距分别为短距或长距，当外层空间内设置短距型发卡线圈时，使边缘层空间内与相焊接的两个第二弯折段1323分别连接的两个第二直段1322所位于的两个定子槽11a之间存在N/2p个定子槽，即外层空间内设置短距型发卡线圈时，与相焊接的两个第二弯折段1323分别连接的两个第二直段1322的跨距分别为长距。当外层空间内设置长距型发卡线圈时，使边缘层空间内与相焊接的两个第二弯折段1323分别连接的两个第二直段1322所位于的两个定子槽11a之间存在N/2p-2个定子槽，即外层空间内设置长距型发卡线圈时，与相焊接的两个第二弯折段1323分别连接的两个第二直段1322的跨距分别为短距。如此取代短距发卡线圈和长距发卡线圈同层同心的设计，避免定子组件1内的绝缘材料被同心线圈挤压破损，提升本定子组件1绝缘的可靠性。并且也能够使每相子绕组121内各支路绕组1211中的电流完全相等，避免各支路绕组1211之间出现支路环流，从而大幅减小高频输出下的电机的附加交流铜耗，提高电机高速运行时的运行效率，并能够避免由支路环流带来的子绕组121局部过温的问题，有利于提升电机的寿命。

在本发明的一实施例中，结合图9和图10所示，第三发卡线圈133包括第三连接段1331、两个第三直段1332以及两个第三弯折段1333；每一第三直段1332的两端分别与第三连接段1331和一第三弯折段1333连接，第三连接段1331的两端分别连接两个第三直段1332远离第三弯折段1333的一端，两个第三弯折段1333对称设置；两个第三直段1332分别穿设于两个定子槽11a内，并分别占据层数差值为1的两个层级空间11d，第三连接段1331和两个第三弯折段1333分别凸出于铁芯11的两个端面。

在本实施例中，第三发卡线圈133仅设置于中间层空间11c2内，第一发卡线圈131设于外层空间11b，第二发卡线设于边缘层空间11c1，如此第一发卡线圈131、第三发卡线圈133以及第二发卡线圈132由外层空间11b向内层空间11c内依次分布。其中，第一发卡线圈131为短矩型或长矩型发卡线圈，第二发卡线圈132和第三发卡线圈133均为整距型发卡线圈。以此，第一发卡线圈131的第一弯折段1313、第三发卡线圈133的第三弯折段1333以及第二发卡线圈132的第二折弯段可向同一空间区域内弯折贴合并焊接，实现第一线圈、第二发卡线圈132以及第三发卡线圈133的短距离焊接。以此，允许由多个发卡线圈组成的子绕组121的引出端不需使用汇流排，相应电机的每相子绕组121引出端的中性点在电机的径向上能够处于同一层，使中性点处的汇流排结构更为简单、长度更短，通过扁铜排简单弯折成型就可以构成中性点汇流排，而不需要借助于单独的模具，有利于降低电机的生产成本，提高电机的加工和制造效率。同时也允许每相子绕组121的引出端由铁芯11的同一侧引出，并能够使相邻两个引出端之间的间距较短，如此每相子绕组121之间不再需要使用汇流排汇流。

在本发明的一实施例中，结合图10和图13所示，多个线圈单元13中还包括第四发卡线圈134；第四发卡线圈134包括第四直段1341和分别与第四直段1341的两端连接的两个第四弯折段1342，两个第四弯折段1342关于第四直段1341呈对称设置；第四直段1341位于外层空间11b或内层空间11c内，两个第四弯折段1342分别凸出于铁芯11的两个端面，一第四弯折段1342与第一发卡线圈131、第二发卡线圈132以及第三发卡线圈133的其中之一连接。

在本实施例中，第四发卡线圈134为长条形发卡线圈，第四发卡线圈134的第四直段1341可设于一定子槽11a内的任一层层级空间11d内，并可通过第四弯折段1342与第一发卡线圈131、第二发钱线圈以及第三发卡线圈133中的任一发卡线圈的弯折段焊接。第四发卡线圈134的一第四弯折段1342与第一发卡线圈131、第二发卡线圈132以及第三发卡线圈133中的一个焊接，第四发卡线圈134的另一第四弯折段1342伸出于铁芯11一端的端面，并作为支路绕组1211的引出端，用于连接汇流排。以此，第四发卡线圈134可作为支路绕组1211的集中引出端，通过将同一相子绕组121内不同子路绕组的引出端相邻近设置，能够通过将相邻近的引出端也即相邻近的第四弯折段1342向同一空间区域内相向弯折，使同一相子绕组121内不同子路绕组引出端的中性点在电机的径向上能够处于同一层，缩减相应汇流排的延伸长度和体积，且通过扁铜排简单弯折成型就可以构成连接支路绕组1211的中性点汇流排，而不需要借助于单独的模具，有利于降低电机的生产成本，提高电机的加工和制造效率。同时也允许每相子绕组121的引出端设置在铁芯11远离第一发卡线圈131、第二发卡线圈132以及第三发卡线圈133上相应弯折段焊接处的一端，使汇流排远离各发卡线圈的焊接处设置，从而便于汇流排在铁芯11的侧端布置。

在本发明的一实施例中，多个线圈单元13中还包括第五发卡线圈135，第五发卡线圈135与第四发卡线圈134的结构呈对称设置；第五发卡线圈135包括第五直段1351和分别与第五直段1351的两端连接的两个第五弯折段1352，两个第五弯折段1352关于第五直段1351呈对称设置，第五直段1351位于外层空间11b或内层空间11c内，第五弯折段1352与第一发卡线圈131、第二发卡线圈132以及第三发卡线圈133的其中之一连接；其中，第五直段1351和第四直段1341分别占据层数差值为1的两个层级空间11d。

在本实施例中，第五发卡线圈135为长条形发卡线圈，第五发卡线圈135的第五直段1351可设于一定子槽11a内的任一层层级空间11d内，并可通过第五弯折段1352与第一发卡线圈131、第二发钱线圈以及第三发卡线圈133中的任一发卡线圈的弯折段焊接。第五发卡线圈135的一第五弯折段1352与第一发卡线圈131、第二发卡线圈132以及第三发卡线圈133中的一个焊接，第五发卡线圈135的另一第五弯折段1352伸出于铁芯11一端的端面，并作为支路绕组1211的引出端，用于连接汇流排。以此，第五发卡线圈135可作为支路绕组1211的集中引出端，通过将同一相子绕组121内不同子路绕组的引出端相邻近设置，能够通过将相邻近的引出端也即相邻近的两个第五弯折段1352向同一空间区域内相向弯折，使同一相子绕组121内不同子路绕组引出端的中性点在电机的径向上能够处于同一层，缩减相应汇流排的延伸长度和体积，且通过扁铜排简单弯折成型就可以构成连接支路绕组1211的中性点汇流排，而不需要借助于单独的模具，有利于降低电机的生产成本，提高电机的加工和制造效率。同时也允许每相子绕组121的引出端设置在铁芯11远离各发卡线圈相应弯折段焊接处的一端，使汇流排远离第一发卡线圈131、第二发卡线圈132以及第三发卡线圈133的焊接处设置，从而便于汇流排在铁芯11的侧端布置。此外，将第五发卡线圈135的结构设计为与第四发卡线圈134的结构镜像对称，能够在将第五发卡线圈135的第五弯折段1352和第四发卡线圈134的第四弯折段1342作为支路绕组1211的引出端时，使相邻的第四发卡线圈134的第四弯折段1342和第五发卡线圈135的第五弯折段1352之间的距离更近，以缩短连接第五发卡线圈135和第四发卡线圈134的汇流排的长度，降低采用本定子组件1制作的电机的制造成本。

可选地，参阅14，并结合图6、图8以及图10所示，图14中的实线箭头表示第一发卡线圈131的第一连接段1311或第二发卡线圈132的第二连接段1321或第三发卡线圈133的第三连接段1331，虚线箭头表示第一发卡线圈131的第一弯折段1313或第二发卡线圈132的第二弯折段1323或第三发卡线圈133的第三弯折段1333，U1+、U1-表示一支路绕组1211的两个引出端，U2-、U2+表示另一支路绕组1211的两个引出端，两个支路绕组1211并联，比如U1-连接U2-，U1+连接U2+。定子组件1内的定子绕组12按照以下方式布置：在外层空间11b内设置短距型发卡线圈，在内层空间11c内设有整距型发卡线圈。其中，外层空间11b内的短距型发卡线圈的结构采用第一发卡线圈131的结构，内层空间11c中的中间层空间11c2内布置的发卡线圈的结构采用第三发卡线圈133的结构，在内层空间11c中边缘层空间11c1内布置的发卡线圈的结构采用第二发卡线圈132的结构，如此可将第一发卡线圈131的第一弯折段1313、第三发卡线圈133的第三弯折段1333以及第二发卡线圈132的第二折弯段向同一空间区域内弯折和贴合，便于实现第一发卡线圈131、第二发卡线圈132以及第三发卡线圈133中的两个之间的连接。

可选地，参阅15，并结合并结合图6、图8以及图10所示，图15中的实线箭头表示第一发卡线圈131的第一连接段1311或第二发卡线圈132的第二连接段1321或第三发卡线圈133的第三连接段1331，虚线箭头表示第一发卡线圈131的第一弯折段1313或第二发卡线圈132的第二弯折段1323或第三发卡线圈133的第三弯折段1333，U1+、U1-表示一支路绕组1211的两个引出端，U2-、U2+表示另一支路绕组1211的两个引出端，两个支路绕组1211并联，比如U1-连接U2-，U1+连接U2+。定子组件1内的定子绕组12按照以下方式布置：在外层空间11b内设置长距型发卡线圈，在内层空间11c内设有整距型发卡线圈。其中，外层空间11b内的长距型发卡线圈的结构采用第一发卡线圈131的结构，内层空间11c中的中间层空间11c2内布置的发卡线圈的结构可采用第三发卡线圈133的结构，在内层空间11c中边缘层空间11c1内布置的发卡线圈的结构可采用第二发卡线圈132的结构，如此可将第一发卡线圈131的第一弯折段1313、第三发卡线圈133的第三弯折段1333以及第二发卡线圈132的第二折弯段向同一空间区域内弯折和贴合，便于实现第一发卡线圈131、第二发卡线圈132以及第三发卡线圈133中的两个之间的连接。

可选地，参阅16，并结合图6、图8、图10以及图13所示，图15中的实线箭头表示第一发卡线圈131的第一连接段1311或第二发卡线圈132的第二连接段1321或第三发卡线圈133的第三连接段1331，窄虚线箭头表示第一发卡线圈131的第一弯折段1313或第二发卡线圈132的第二弯折段1323或第三发卡线圈133的第三弯折段1333，加粗虚线箭头表示以第四发卡线圈134或第五发卡线圈135作为支路绕组1211的引出端，U1+、U1-表示一支路绕组1211的两个引出端，U2-、U2+表示另一支路绕组1211的两个引出端，两个支路绕组1211并联，比如U1-连接U2-，U1+连接U2+。定子组件1内的定子绕组12按照以下方式布置：在外层空间11b内设置短距型发卡线圈，在内层空间11c内设有整距型发卡线圈。其中，外层空间11b内的短距型发卡线圈的结构采用第一发卡线圈131的结构，内层空间11c中的中间层空间11c2内布置的发卡线圈的结构采用第三发卡线圈133的结构，在内层空间11c中边缘层空间11c1内布置的发卡线圈的结构采用第二发卡线圈132的结构，如此可将第一发卡线圈131的第一弯折段1313、第三发卡线圈133的第三弯折段1333以及第二发卡线圈132的第二折弯段向同一空间区域内弯折和贴合，便于实现第一发卡线圈131、第二发卡线圈132以及第三发卡线圈133中两个之间的连接。

此外，本发明还提出一种电机，如图2所示，该电机包括转子2和上述各实施例中的定子组件1，转子2转动穿设于定子组件1的通孔内。

在本实施例中，该电机为扁线定子绕组12电机，转子2可转动地穿设于铁芯11的通孔内，并可在定子绕组12通电时产生的磁场作用下相对于铁芯11转动，实现本电机的驱动功能。其中，定子组件1的具体结构参照上述实施例，由于本电机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

Claims (8)

1.一种定子组件，其特征在于，所述定子组件包括：

铁芯，所述铁芯设有通孔，所述通孔的内壁设有N个定子槽，N个所述定子槽沿所述通孔的轴向延伸；每一所述定子槽内沿所述通孔的径向方向依次设有M层层级空间，定义第M层层级空间为所述M层层级空间中最接近或最远离所述定子槽底壁的层级空间，定义N个所述定子槽内的第M层层级空间组成外层空间，定义N个所述定子槽内除第M层层级空间外的层级空间组成内层空间；和

定子绕组，所述定子绕组包括星型或角型连接的多个子绕组，每一所述子绕组包括相串联或相并联的至少两个支路绕组；每一所述支路绕组包括相串联的多个线圈单元，多个所述线圈单元中包括短距型发卡线圈、整距型发卡线圈以及长距型发卡线圈，所述外层空间内仅设有所述短距型发卡线圈或所述长距型发卡线圈，所述内层空间内仅设有所述整距型发卡线圈；

其中，多个所述线圈单元中包括多个第一发卡线圈、多个第二发卡线圈、多个第三发卡线圈以及多个第四发卡线圈；

所述内层空间包括边缘层空间和中间层空间，所述边缘层空间由N个所述定子槽内的第1层层级空间和第2层层级空间组成，所述中间层空间由N个所述定子槽内的第3层层级空间至第M-1层层级空间组成；

每一所述第一发卡线圈设于所述外层空间内，每一所述第二发卡线圈设于所述边缘层空间内，每一所述第三发卡线圈设于所述中间层空间内；各所述第一发卡线圈均为短距型发卡线圈或均为长距型发卡线圈，每一所述第二发卡线圈和每一所述第三发卡线圈为整距型发卡线圈；

所述第四发卡线圈包括第四直段和分别与所述第四直段的两端连接的两个第四弯折段，两个所述第四弯折段关于所述第四直段呈对称设置；

所述第四直段位于所述外层空间或所述内层空间内，两个所述第四弯折段分别凸出于所述铁芯的两个端面，一所述第四弯折段与所述第一发卡线圈、所述第二发卡线圈以及所述第三发卡线圈的其中之一连接；

N为3的倍数，且N为偶数；M为大于等于3的奇数。

2.如权利要求1所述定子组件，其特征在于，所述第一发卡线圈包括第一连接段、两个第一直段以及两个第一弯折段；

每一所述第一直段的两端分别与所述第一连接段和一所述第一弯折段连接，所述第一连接段的两端分别连接两个所述第一直段远离所述第一弯折段的一端，两个所述第一弯折段平行设置；

其中，两个所述第一直段分别穿设于两个所述定子槽内，并分别占据层数相同的两个所述层级空间，所述第一连接段和两个所述第一弯折段分别凸出于所述铁芯的两个端面。

3.如权利要求2所述定子组件，其特征在于，所述第二发卡线圈包括第二连接段、两个第二直段以及两个第二弯折段；

每一所述第二直段的两端分别与所述第二连接段和一所述第二弯折段连接，所述第二连接段的两端分别连接两个所述第二直段远离所述第二弯折段的一端；

两个所述第二直段分别穿设于两个所述定子槽内，并分别占据层数差值为1的两个所述层级空间，所述第二连接段和两个所述第二弯折段分别凸出于所述铁芯的两个端面；

所述第二发卡线圈具有与所述第一发卡线圈的结构呈对称设置的第一形态_，在所述第一形态时，两个所述第二弯折段平行设置。

4.如权利要求3所述定子组件，其特征在于，所述第二发卡线圈还具有一所述第二弯折段朝向背离另一所述第二弯折段方向延伸的第二形态；

在所述第二形态时，两个所述第二直段位于两个所述第二弯折段之间。

5.如权利要求4所述定子组件，其特征在于，所述第二形态的第二发卡线圈和所述第一形态的第二发卡线圈依次交替设于所述边缘层空间内；

相邻两个第二发卡线圈中相邻两个所述第二弯折段相焊接，与相焊接的两个所述第二弯折段分别连接的两个所述第二直段所在的两个所述定子槽之间存在N/2p-2或N/2p个所述定子槽，其中2p为电机的极数。

6.如权利要求1所述定子组件，其特征在于，所述第三发卡线圈包括第三连接段、两个第三直段以及两个第三弯折段；

每一所述第三直段的两端分别与所述第三连接段和一所述第三弯折段连接，所述第三连接段的两端分别连接两个所述第三直段远离所述第三弯折段的一端，两个所述第三弯折段对称设置；

两个所述第三直段分别穿设于两个所述定子槽内，并分别占据层数差值为1的两个所述层级空间，所述第三连接段和两个所述第三弯折段分别凸出于所述铁芯的两个端面。

7.如权利要求1所述的定子组件，其特征在于，多个所述线圈单元中还包括第五发卡线圈，所述第五发卡线圈与所述第四发卡线圈的结构呈对称设置；

所述第五发卡线圈包括第五直段和分别与所述第五直段的两端连接的两个第五弯折段，两个所述第五弯折段关于所述第五直段呈对称设置，所述第五直段位于所述外层空间或所述内层空间内，所述第五弯折段与所述第一发卡线圈、所述第二发卡线圈以及所述第三发卡线圈的其中之一连接；

其中，所述第五直段和所述第四直段分别占据层数差值为1的两个所述层级空间。

8.一种电机，其特征在于，所述电机包括：

如权利要求1至7中任一项所述的定子组件；和

转子，所述转子转动穿设于所述定子组件的通孔内。