CN102377261A - 模块化电机定子 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种模块化电机定子，包括定子齿模块、定子支架和线圈，所述定子齿模块包括主定子齿铁芯和附定子齿铁芯，主定子齿铁芯和附定子齿铁芯结构相同且均由齿冠、齿身和齿轭组成；主定子齿铁芯均布在定子支架的内表面且与其一体成型；附定子齿铁芯叠加在定子支架上主定子齿铁芯的上侧、或\和下侧构成多组不同形式定子齿模块的定子支架，多组定子支架上主定子齿铁芯之间的内弧形空间可错位叠加的与其他定子支架上的附定子齿铁芯相配合，定子支架的内弧面对应与其他定子支架上附定子齿铁芯的齿冠扇形端面相配合；错位叠加配合的定子支架上相邻定子齿模块的齿冠邻接端，对应的邻接齿冠上设有使其相互衔接的凸部和凹部。

Description

模块化电机定子

【技术领域】

本发明涉及电机定子结构，尤其涉及一种模块化电机定子。

【背景技术】

目前，大多数电机的定子铁芯，如图1所示，包括铁芯和定子线圈绕组c，其铁芯包括环形的磁轭部a，磁轭部a内壁突出有若干个呈放射状排列的齿部b，线圈绕组c依次绕在齿根部g上嵌入到齿槽h里面。为了方便绕线，铁芯往往由多个基本单元d活动连接而成，每个基本单元d包括背部f和一个齿部b，相邻的两个基本单元d的背部f之间形成相互连接的结合部e，依靠结合部e使各个基本单元d围成环状。这种整体式结构的电机定子，采用一定数量的整圈的定子冲片片直接叠压而成，如果定子槽满率较高时，绕线针将无法通过，很难下线；同时由于受槽开口的限制，特别是内转子/外定子电机，绕组的直接绕制或嵌线都比较困难，而且槽满率低，制造成本高。

而现有的直接绕制技术，大多采用将电机外定子拆解成数个齿体，预先绕制好的绕组和绝缘层一起套入定子齿，然后再将定子齿拼成一个整体，这样虽然可以达到提高电机槽满率的目的，但是该结构仅适用于内转子/外定子结构；在外转子/内定子结构中，如此拼装得到的定子结构会因为电机径向拉力的作用而散架。也有的技术把定子拆解成数个单齿，先在单个齿上绕好线圈，再通过相邻两齿轭部的啮合来得到定子整体。专利CN1476144将定子拆解成定子本体和数个齿身，齿身与定子本体采用直槽形和定位销或卡笋紧密配合来得到一个整体。这样虽然可以提高电机槽满率，但是相邻定子齿模块采用啮合连接，即将一圈定子冲片中的各齿之间间断开，左右硅钢片断口相互啮合，最后叠压，左右硅钢片通过啮合处形成的铰链联接，最后形成一个封闭环的定子；这种型式的定子虽然解决了定子槽满率高的下线问题，但因为定子齿模块都是由硅钢片叠制而成，对硅钢片的加工精度要求较高，通常需要高速冲床等先进加工设备，否则很难达到装配的精度要求，且径向强度有限，定子圆度难于保证，特别是径向力很大时该结构可能会出现结构变形。

【发明内容】

本发明提供一种结构简单、加工制造方便，各绕组可分开绕线、容易更换单个绕组，提高电机槽满率、降低绕组制造成本的模块化电机定子。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

模块化电机定子，包括定子齿模块、定子支架和线圈，所述定子齿模块包括主定子齿铁芯和可与主定子齿铁芯叠加装配的附定子齿铁芯，主定子齿铁芯和附定子齿铁芯结构相同且均由齿冠、齿身和齿轭组成；所述主定子齿铁芯均布在定子支架的内表面且与其一体成型，所述主定子齿铁芯齿冠的顶端与定子支架的内表面一体连接；所述附定子齿铁芯叠加在定子支架上主定子齿铁芯的上侧、或\和下侧构成多组不同形式定子齿模块的定子支架，多组定子支架上主定子齿铁芯之间的内弧形空间可错位叠加的与其他定子支架上的附定子齿铁芯相配合，定子支架的内弧面对应与其他定子支架上附定子齿铁芯的齿冠扇形端面相配合；错位叠加配合的定子支架上相邻定子齿模块的齿冠邻接端，对应的邻接齿冠上设有使相邻定子齿模块相互衔接的凸部和凹部；所述定子支架的定子齿模块上有绝缘的绕线骨架，线圈绕分别在多组不同形式定子支架上定子齿模块的绕线骨架上，多组不同形式定子支架层状错位叠加配合，且所有定子齿模块上的线圈串联或并联构成电机的定子绕组。

所述定子支架上主定子齿铁芯之间的内弧面上设有伸入内弧形空间的凸起部，对应的附定子齿铁芯的齿冠顶部上设有与凸弧部限位配合的凹槽。

所述相邻定子齿模块齿冠相互衔接的凸部和凹部分别为凹陷于齿冠边端的凹齿槽和凸出于齿冠边端的凸齿；相互配合的凸部和凹部也可以为半圆形、半矩形、三角形的结构配合。

所述定子支架凸起部对应的支架外缘开设有便于多组不同形式定子支架层状错位叠加配合的定位连接槽，并通过对定位连接槽的焊接将多组不同形式定子支架连接；也可以在多组不同形式定子支架上开设通孔，通过铆钉、螺钉连接。

所述一体成型的定子支架和主定子齿铁芯由实心材料或者由冲片叠压制成。

所述附定子齿铁芯由实心材料或者由冲片叠压制成。

所述定子支架为圆环形。

由于定子可由一体成型的定子支架和主定子齿铁芯冲片与附定子齿铁芯冲片两种冲片组成，一体成型的定子支架和主定子齿铁芯冲片的形状是根据定子总齿数来定，一组不同形式定子支架可由一种或多种冲片组成，只要保证所有圆环形冲片中没有相邻的齿；而附定子齿铁芯冲片是不带圆环形，并且断口处与一体成型的定子支架和主定子齿铁芯冲片通过内凹和外凸部分相配合。通过一体成型的定子支架和主定子齿铁芯冲片叠压，可以形成定子的环图组件，附定子齿铁芯冲片叠压可形成齿部组件；齿部组件叠加在环圈组件的上侧、或\和下侧构成多组不同形式定子齿模块，例如：定子齿模块组件A、环图组件在上端、齿部组件在下端；定子齿模块组件B、环圈组件在中间、齿部组件分别在环圈组件上端和下端叠压；定子齿模块组件C、环图组件在下端、齿部组件在上端。装配时，根据定子的齿数不同，定子可以由两个或两个以上的组合组件组成，比如定子齿数为6齿，则最少可以为两个组合组件组成(由定子齿模块组件A和定子齿模块组件C型组成)；齿数为9齿，则最少可以为三个组合组件组成；将各组合组件层状错位叠加，并通过附定子齿铁芯冲片和定子支架圆环形冲片处的内凹和外凸部分相配合进行组装，并通过焊接或铆钉、螺钉联接将组合组件紧固。

本发明的有益效果是：

现有定子由于齿与齿之间间隙小，在绕线时，绕线针不容易通过，很难绕线，特别是槽满率较高时，绕线针几乎无法绕线，这样直接限制着电机的槽满率的提高，电机的性能也无法进一步提高，本发明通过多组不同形式定子支架层状错位叠加配合，将电机定子齿模块和定子支架组成的各绕组分开绕线，改善电机的绕线方式，提高电机的高槽满率，减少绕线花线率；同时将电机各绕组分开绕线，当某扎线出现异常时，只需要报废更换该扎，而不全部报废，可以有效的节约成本；另外，现有的定子由于各组线圈是相连的，如果某组线圈花线或其它原因不合格，则全部绕线都要拆了重绕，成本浪费比较大，本发明多组不同形式定子支架的某组线圈不合格时，只需要更换该组线圈，其它可不动，节约成本，更换方便。

【附图说明】

图1是现有电机定子的结构示意图；

图2是本发明电机定子的立体图；

图3是本发明电机定子的主视图；

图4是本发明定子支架和主定子齿铁芯的主视图；

图5是本发明定子支架和主定子齿铁芯的立体图；

图6是本发明附定子齿铁芯的主视放大图；

图7是本发明附定子齿铁芯的立体放大图；

图8是本发明邻接附定子齿铁芯的装配放大图；

图9是本发明定子齿模块组件A的立体图；

图10是本发明定子齿模块组件A的主视图；

图11是本发明定子齿模块组件A的侧视图；

图12是本发明定子齿模块组件B的立体图；

图13是本发明定子齿模块组件B的主视图；

图14是本发明定子齿模块组件B的侧视图；

图15是本发明定子齿模块组件C的立体图；

图16是本发明定子齿模块组件C的主视图；

图17是本发明定子齿模块组件C的侧视图。

【具体实施方式】

如图1至图17所示，该实施例以定子齿数为9的定子加以说明，该模块化电机定子包括定子齿模块1、圆环形的定子支架2和线圈(图中未示)，所述定子齿模块1包括主定子齿铁芯4和可与主定子齿铁芯4叠加装配的附定子齿铁芯5，主定子齿铁芯4和附定子齿铁芯5结构相同且均由齿冠a′、齿身b′和齿轭c′组成；所述主定子齿铁芯4均布在圆环形定子支架2的内表面且与其一体成型，所述主定子齿铁芯4齿冠a′的顶端与定子支架的内表面一体连接，一体成型的定子支架2和主定子齿铁芯4由冲片叠压制成，附定子齿铁芯5由定子齿冲片叠制而成；所述附定子齿铁芯5分别叠加在定子支架2上主定子齿铁芯4的上侧、下侧及上下侧，构成三组不同形式定子齿模块1的定子支架，三组定子支架2上主定子齿铁芯4之间的内弧形空间20可错位叠加的与其他两组定子支架2上的附定子齿铁芯5相配合，定子支架2的内弧面21对应与其他两组定子支架2上附定子齿铁芯5的齿冠a′扇形端面a′1相配合，在定子支架2上主定子齿铁芯4之间的内弧面21上设有伸入内弧形空间20的凸起部22，对应的附定子齿铁芯5的齿冠a′扇形端面a′1顶部上设有与凸起部22限位配合的凹槽50；所述定子支架2的定子齿模块1上有绝缘的绕线骨架6，线圈分别绕在三组不同形式定子支架2上定子齿模块1的绕线骨架6上，三组不同形式定子支架2层状错位叠加配合，且所有定子齿模块1上的线圈串联或并联构成电机的定子绕组。

如图6至图8所示，错位叠加配合的定子支架2上相邻定子齿模块1的齿冠a′邻接端，对应的邻接齿冠a′上设有使相邻定子齿模块1相互衔接的凸部51和凹部52，凸部51和凹部52分别为凹陷于齿冠a′边端的凹齿槽和凸出于齿冠a′边端的凸齿，相互配合的凸部和凹部也可以为半圆形、半矩形、三角形的结构配合。

如图4至图8所示，为了定子支架2装配连接需要，定子支架2凸起部22对应的支架外缘开设有便于多组不同形式定子支架层状错位叠加配合的定位连接槽23，并通过对定位连接槽23的焊接将多组不同形式定子支架2连接；也可以在多组不同形式定子支架2上开设通孔，通过铆钉、螺钉连接。

由于定子可由一体成型的定子支架2和主定子齿铁芯4冲片与附定子齿铁芯5冲片两种冲片组成，一体成型的定子支架2和主定子齿铁芯4冲片的形状是根据定子总齿数来定，一组不同形式定子支架2可由多种冲片组成，只要保证所有圆环形冲片中没有相邻的齿，而附定子齿铁芯冲片是不带圆环形，并且断口处可与一体成型的定子支架2和主定子齿铁芯4冲片通过内凹和外凸部分相配合。通过一体成型的定子支架2和主定子齿铁芯4冲片叠压，可以形成定子的环圈组件，附定子齿铁芯冲片叠压可形成齿部组件；齿部组件叠加在环圈组件的上侧、下侧及上下侧构成三组不同形式定子齿模块1，即：定子齿模块组件A、环圈组件在上端、齿部组件在下端；定子齿模块组件B、环圈组件在中间、齿部组件分别在环图组件上端和下端叠压；定子齿模块组件C、环圈组件在下端、齿部组件在上端。装配时，根据定子的齿数，将三组组件(定子齿模块组件A、定子齿模块组件B和定子齿模块组件C)按层状错位叠加，并通过附定子齿铁芯冲片和定子支架圆环形冲片处的内凹和外凸部分相配合进行组装，并通过对定子支架外缘的定位连接槽焊接或通过铆钉、螺钉对定子支架联接，将组合组件紧固，就可快速装配定子。

以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.模块化电机定子，包括定子齿模块、定子支架和线圈，其特征在于，

所述定子齿模块包括主定子齿铁芯和可与主定子齿铁芯叠加装配的附定子齿铁芯，主定子齿铁芯和附定子齿铁芯结构相同且均由齿冠、齿身和齿轭组成；

所述主定子齿铁芯均布在定子支架的内表面且与其一体成型，所述主定子齿铁芯齿冠的顶端与定子支架的内表面一体连接；

所述附定子齿铁芯叠加在定子支架上主定子齿铁芯的上侧、或\和下侧构成多组不同形式定子齿模块的定子支架，多组定子支架上主定子齿铁芯之间的内弧形空间可错位叠加的与其他定子支架上的附定子齿铁芯相配合，定子支架的内弧面对应与其他定子支架上附定子齿铁芯的齿冠扇形端面相配合；

错位叠加配合的定子支架上相邻定子齿模块的齿冠邻接端，对应的邻接齿冠上设有使相邻定子齿模块相互衔接的凸部和凹部；

所述定子支架的定子齿模块上有绝缘的绕线骨架，线圈分别绕在多组不同形式定子支架上定子齿模块的绕线骨架上，多组不同形式定子支架层状错位叠加配合，且所有定子齿模块上的线圈串联或并联构成电机的定子绕组。

2.根据权利要求1所述的模块化电机定子，其特征在于，所述定子支架上主定子齿铁芯之间的内弧面上设有伸入内弧形空间的凸起部，对应的附定子齿铁芯的齿冠顶部上设有与凸起部限位配合的凹槽。

3.根据权利要求1或2所述的模块化电机定子，其特征在于，所述相邻定子齿模块齿冠相互衔接的凸部和凹部分别为凹陷于齿冠边端的凹齿槽和凸出于齿冠边端的凸齿。

4.根据权利要求1或2所述的模块化电机定子，其特征在于，所述定子支架凸起部对应的支架外缘开设有便于多组不同形式定子支架层状错位叠加配合的定位连接槽。

5.根据权利要求1或2所述的模块化电机定子，其特征在于，所述一体成型的定子支架和主定子齿铁芯由实心材料或者由冲片叠压制成。

6.根据权利要求1或2所述的模块化电机定子，其特征在于，所述附定子齿铁芯由实心材料或者由冲片叠压制成。

7.根据权利要求1或2所述的模块化电机定子，其特征在于，所述定子支架为圆环形。

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