CN103036328A

CN103036328A - 定子、制造方法和电机

Info

Publication number: CN103036328A
Application number: CN2011102981785A
Authority: CN
Inventors: 张沛; 李松强; 马保政; 袁世鹏
Original assignee: Sinovel Wind Group Co Ltd
Current assignee: Sinovel Wind Group Co Ltd
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-04-10

Abstract

本发明公开了一种定子、制造方法和电机，定子包括定子铁心和定子绕组，所述定子铁心为圆环形，所述定子铁心的内圆周上开设有槽口，所述定子绕组布置在所述槽口内，所述定子铁心的内圆表面上贴合有金属层。由于定子铁心的内圆表面贴合有金属层，该金属层磁阻极小而且金属层与定子铁心的内圆表面紧密结合，定子铁心和金属层的接触面的磁势压降很小；在安装有上述定子的电机运行时，定子铁心的齿部的一部分磁通会分流到金属层中，对应于定子铁心的槽口的部位，再穿过定子与转子之间的气隙进入转子；可以削弱定子铁心的槽口引起的齿槽效应，避免了定子铁心的齿顶处磁密过于集中，提高气隙磁阻的均匀性，进而可以提高电机运行的平稳性和使用寿命。

Description

定子、制造方法和电机

技术领域

本发明涉及电机技术，尤其是涉及一种定子。另外，本发明还涉及上述定子的制造方法和安装有上述定子的电机。

背景技术

电机是应用电磁学原理完成电能和机械能相互转化的装置。现有的电机通常包括定子、定子绕组和转子，定子和转子之间具有气隙。

现有的常规结构的定子中，定子铁心的内圆表面开设槽口，在槽口内嵌入绕组后，在槽口处安装槽楔来固定绕组，因而使得定子的齿顶、槽口对应的气隙磁阻不相等，定子的齿顶处的气隙磁阻远小于槽口处的气隙磁阻，进而导致气隙磁密齿谐波分量和齿槽转矩等问题，降低了电机运行的平稳性。

针对上述问题，现有技术提供了三种解决方案，第一种是采用定子铁心闭口槽或半闭口槽设计；第二种是定子铁心采用斜槽设计；第三种是在定子铁心的槽口处安装磁性的槽楔，但是在前两种方案，使得定子铁心制造和定子绕组嵌线非常困难，增加了电机的制造成本；而第三种方案，磁性的槽楔采用铁磁物质和有机物的复合材料，在周期性电磁力和涡流损耗带来的温升影响下，磁性的槽楔容易发生变质，甚至破碎。

此外，随着电力电子技术和电机控制技术的发展和成熟，由各种变频器驱动的电机日益增多。变频器控制电机的电压包括幅值和频率较高的共模分量及短时电压脉冲，通过电机内各部件组成的高频通路作用在电机的轴承上，会减小轴承寿命，甚至会引发轴承失效事故。

发明内容

本发明提供一种定子、制造方法和电机，用以解决现有技术中的缺陷，能够提高电机运行的平稳性、提高使用寿命和安全性。

本发明提供了一种定子，包括定子铁心和定子绕组，所述定子铁心为圆环形，所述定子铁心的内圆周上开设有槽口，所述定子绕组布置在所述槽口内，其中，所述定子铁心的内圆表面上贴合有金属层。

优选地，所述金属层为非晶合金材料。

优选地，所述金属层的内面表具涂覆有导电层。

优选地，所述导电层的材料为银或铝。

优选地，所述金属层的厚度为0.1-10mm。

本发明还提供一种定子的制造方法，包括：

在定子铁心的槽口上布置定子绕组；

在定子铁心的内圆表面上安装金属层；

在金属层的内表面涂覆导电材料。

优选地，所述在定子铁心的内圆表面上安装金属层具体为：

在定子铁心的内圆表面上安装至少一个金属筒；

在金属筒内放置一个耐高温和高压的气囊并充入气体，消除金属筒和定子铁心之间的气隙；

使用绝缘材料对定子铁心、定子绕组和金属筒组成的装配体做固化处理；

排放气囊中的气体并将气囊移走。

优选地，所述金属筒为非晶合金筒。

优选地，所述金属层的厚度为0.1-10mm。

本发明还提供一种电机，包括转子，包括上述发明内容所述定子，所述转子安装在所述定子的定子铁心内。

本发明提供的定子、制造方法和电机，由于定子铁心的内圆表面贴合有金属层，金属层磁阻极小而且金属层与定子铁心的内圆表面紧密结合，因此，定子铁心和金属层的接触面的磁势压降很小。在安装有上述定子的电机运行时，定子铁心的齿部的一部分磁通会分流到金属层中，对应于定子铁心的槽口的部位，再穿过定子与转子之间的气隙进入转子。可以削弱定子铁心的槽口引起的齿槽效应，避免了定子铁心的齿顶处磁密过于集中，提高气隙磁阻的均匀性，进而可以提高电机运行的平稳性和使用寿命。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的定子的结构示意图；

图2为本发明第二实施例提供的金属层的立体图；

图3为图2中的金属层的截面剖视图；

图4为本发明第三实施例提供的定子制造方法的流程图；

图5为本发明第四实施例提供的定子制造方法的流程图。

附图标记：

1-定子铁心； 11-槽口； 2-定子绕组；

3-绝缘材料； 4-金属层； 41-金属层主体；

42-导电层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。

参照图1，图1为本发明第一实施例提供的定子的结构示意图。

在本发明的第一实施例中，定子包括定子铁心1和定子绕组2，定子铁心1为圆环形，定子铁心1的内圆周上开设有槽口11，定子绕组2布置在槽口11内，定子铁心1的内圆表面上贴合有金属层4，金属层4为圆环形，槽口11与定子绕组2的空隙内填充有绝缘材料3。

本实施例提供的定子，由于定子铁心1的内表面贴合有环形的金属层4，金属层4的磁阻极小，而且金属层4与定子铁心1的内圆表面以及绝缘材料3紧密结合，因此定子铁心1和金属层4的接触面的磁势压降很小。在安装有上述定子的电机运行时，定子铁心1的齿部的一部分磁通会分流到金属层4中，对应于定子铁心1的槽口11的部位，再穿过定子和转子之间的气隙进入转子。可以削弱定子铁心1的槽口11引起的齿槽效应，避免定子铁心1的齿顶处磁密过于集中，提高气隙磁阻分布的均匀性，进而可以提高电机运行的稳定性和使用寿命。

参考图2和图3，图2为本发明第二实施例提供的金属层的立体图；图3为图2中的金属层的截面剖视图。

在本发明的第二实施例中，金属层4包括金属层主体41和导电层42，金属层主体41优选为非晶合金层，非晶合金为饱和磁密和电阻率较高的材料，可以进一步降低金属层4的磁阻，更进一步地，减小定子铁心1的槽口11引起的齿槽效应。

导电层42涂覆于金属层主体41的内圆表面。导电层42的材料为具有高导电率的材料，比如银或铝等材料，导电层42做接地处理，可以减少定子与转子之间耦合电容，能够阻断定子和转子间的位置电流，减小涡流损耗、提高电机的使用寿命。

在上述实施例中，金属层4的厚度为0.1-10mm，能够进一步降低槽口11的齿槽效应，提高气隙的磁阻分布的均匀性。

参考图4，图4为本发明第三实施例提供的定子制造方法的流程图。

在本发明第三实施例中，定子的制造方法，包括：

步骤10，在定子铁心的槽口上布置定子绕组；

步骤20，在定子铁心的内圆表面上安装金属层；

步骤30，在金属层的内面表涂覆导电材料。

具体地，如图5所示，步骤20，在定子铁心的内圆表面上安装金属层具体为：

步骤201，在定子铁心的内圆表面上安装至少一个金属筒；

步骤202，在金属筒内放置一个气囊并充入气体，消除金属筒和定子铁心之间的气隙；

具体地，气囊的尺寸与金属筒的尺寸相适应，气囊耐高温和高压。

步骤203，使用绝缘材料对定子铁心、定子绕组和金属筒组成的装配体做固化处理；具体地，固化处理可以采用粘接或焊接的方式实现。

步骤204，排放气囊中的气体并将气囊移走。

进一步地，所述金属筒为非晶合金筒。非晶合金筒可以通过多个非晶合金板卷成，另外，非晶合金层的宽度与定子的宽度相同，如果定子的轴向的宽度较大，可以采用多个非晶合金筒并排安装。

并且，还可以将非晶合金层的内表面的导电材料做接地处理，接电机的地线。

需要说明的是，本实施例提供的定子的制造方法中，金属层也可以采用电镀等其他方法制造，在此不再一一举例。

本实施例提供的定子的制造方法，加工过程简单，加工成本较低。并且采用本实施例的制造方法加工的定子中，由于定子铁心1的内表面贴合有环形的金属层4，金属层4的磁阻极小，而且金属层4与定子铁心1的内圆表面以及绝缘材料3紧密结合，因此定子铁心1和金属层4的接触面的磁势压降很小。在安装有上述定子的电机运行时，定子铁心1的齿部的一部分磁通会分流到金属层4中，对应于定子铁心1的槽口11的部位，再穿过定子和转子之间的气隙进入转子。可以削弱定子铁心1的槽口11引起的齿槽效应，避免定子铁心1的齿顶处磁密过于集中，提高气隙磁阻分布的均匀性，进而可以提高电机运行的稳定性和使用寿命。

本发明实施例还提供一种电机包括转子和上述实施例中的定子，转子安装在定子的定子铁心1内。

本实施例提供的电机，可以削弱定子的槽口引起的齿槽效应，避免定子铁心1的齿顶处磁密过于集中，提高气隙磁阻分布的均匀性，进而可以提高电机运行的稳定性和使用寿命。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种定子，包括定子铁心和定子绕组，所述定子铁心为圆环形，所述定子铁心的内圆周上开设有槽口，所述定子绕组布置在所述槽口内，其特征在于，布置有定子绕组的所述定子铁心的内圆表面上贴合有金属层。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述金属层为非晶合金材料。

3.根据权利要求1或2所述的定子，其特征在于，所述金属层的内表面涂敷有导电层。

4.根据权利要求3所述的定子，其特征在于，所述导电层的材料为银或铝。

5.根据权利要求1或2所述的定子，其特征在于，所述金属层的厚度为0.1-10mm。

6.一种制造权利要求1-5任一项所述的定子的制造方法，其特征在于，包括：

在定子铁心的槽口上布置定子绕组；

在定子铁心的内圆表面安装金属层；

在金属层的内表面涂覆导电材料。

7.根据权利要求6所述的定子的制造方法，其特征在于，所述在定子铁心的内圆表面上安装金属层具体为：

在定子铁心的内圆表面上安装至少一个金属筒；

在金属筒内放置一个气囊并充入气体，消除金属筒和定子铁心之间的气隙；

排放气囊中的气体并将气囊移走。

8.根据权利要求7所述的定子的制造方法，其特征在于，所述金属筒为非晶合金筒。

9.根据权利要求6或7所述的定子的制造方法，其特征在于，所述金属层的厚度为0.1-10mm。

10.一种电机，包括转子，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述定子，所述转子安装在所述定子的定子铁心内。