CN103078423A - 定子冲片及电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定子冲片及电机，该定子冲片具有圆环状的轭部，并设有自轭部沿定子冲片径向方向向外延伸的多个齿，相邻的两个齿之间形成槽，且定子冲片的中部设有内圆孔，其中，多个槽包括间隔设置的浅槽与深槽，深槽的槽口高度大于浅槽的总高度。该电机具有定子及转子，该定子具有由上述的定子冲片叠压制成的定子铁芯以及缠绕在定子铁芯上的线圈，线圈包括多个内线圈及多个外线圈，每一内线圈缠绕在两个深槽之间，每一外线圈缠绕在两个浅槽之间。本发明能降低线圈的绕制工艺难度，且线圈在空间上不重叠，对线圈绝缘要求降低，从而降低电机的生产成本，且电机运行时磁场密度更为均匀，运行更为平稳。

Description

定子冲片及电机

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其是涉及一种外转子式的电机以及具有这种电机使用的定子冲片。

背景技术

电机广泛地应用在工业生产以及生活的各种电器设备中，现有的电机具有定子以及转子，转子轴安装在转子中并随转子的旋转而旋转，并由此输出动力。按转子与定子的位置关系分，现有的电机分为内转子式电机与外转子式电机，内转子式电机的转子安装在定子内，而外转子式电机则是定子安装在转子内。

通常，内转子式电机具有壳体以及位于壳体两端的端盖，壳体以及端盖围成一个腔体，定子以及转子安装在腔体内，且定子具有定子铁芯以及缠绕在定子铁芯上的线圈。定子的中部具有转子安装孔，转子安装在转子安装孔内，并可相对于定子旋转。转子轴安装在转子内，且与转子过盈配合。

现有的一种外转子式电机的结构如图1所示，电机具有前端盖11以及后端盖12，前端盖11与后端盖12围成一个腔体，定子15以及转子16安装在腔体。电机的转子16套装在定子15外，该转子16为鼠笼转子，定子15的中部开设有轴孔19。

电机的中部设有转子轴14，转子轴14与连接轴套13固定连接，且转子轴14穿过轴孔19。轴孔19的两端分别安装有轴承17、18，用于支撑转子轴14。

前端盖11的边缘嵌入到连接轴套13内，且前端盖11与转子16固定连接。电机工作时，转子16相对定子15旋转，从而带动前端盖11、连接轴套13以及转子轴14旋转。

定子15具有定子铁芯以及缠绕在定子铁芯上的线圈，定子铁芯由多层冲片叠压而成。如图2所示，现有的定子冲片20具有大致呈圆环状的轭部21，轭部21的周向上设有自轭部21沿定子冲片20的径向向外延伸的十二个齿22，相邻的两个齿22之间形成一个槽23，因此槽23的数量与齿22的数量相等，均为十二个。

在定子冲片20的中部设置一个中空的内圆孔24，内圆孔24的直径φA1为24毫米，定子冲片20的外圆直径φB1为69.8毫米，这样的定子冲片20制成的定子在电机运行时齿22处的磁场密度大致为9700高斯，而轭部21处的磁场密度为3300高斯，导致齿22部与轭部21的磁场密度很不均匀，影响电机运行的稳定性。

对定子冲片20叠压而成的定子铁芯缠绕线圈时，需要缠绕两层线圈，分别是内线圈与外线圈，参见图3，内线圈25缠绕在槽23的底部，离定子铁芯28的中心较近，外线圈26缠绕在槽23的顶部，离定子铁芯28的中心较远。由于相邻的两个内线圈25将缠绕在同一个槽23中，且相邻的两个外线圈26也会缠绕在同一个槽23中，导致相邻的两个内线圈25或相邻的两个外线圈26之间距离过于接近，给线圈的绕制带来很大的不便，使线圈的绕制难度很大。

此外，由于内线圈25与外线圈26之间的距离也很近，这对内线圈25与外线圈26之间的绝缘处理提出很高的要求，因此内线圈25与外线圈26之间的绝缘处理工艺复杂，也不利于内线圈25与外线圈26的绕制，导致电机的生产成本很高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种有利于电机的定子线圈绕制的定子冲片。

本发明的另一目的是提供一种定子线圈绕制工艺简单且生产成本低的电机。

为实现本发明的主要目的，本发明提供的定子冲片包括圆环状的轭部，并设有自轭部沿定子冲片径向方向向外延伸的多个齿，相邻的两个齿之间形成槽，且定子冲片的中部设有内圆孔，其中，多个槽包括间隔设置的浅槽与深槽，深槽的槽口高度大于浅槽的总高度。

由上述方案可见，定子冲片上设置间隔设置的浅槽与深槽，内线圈与外线圈可以分别绕制在相邻的深槽与相邻的浅槽之间，这样内线圈与外线圈在空间上基本不会重叠，对内线圈与外线圈之间的绝缘要求大为降低，且绝缘材料的放置也较为简单，使定子线圈的绕制难度大为降低，从而降低电机的生产成本。

一个优选的方案是，浅槽与深槽在定子冲片的周向上两两间隔设置。这样，相邻的两个内线圈不需要绕制在同一个深槽内，可以分别绕制在相邻的两个深槽内，以避免相邻的内线圈相互干扰，也简化了线圈绕制的工艺。并且，相邻的两个外线圈也可以分别绕制在两个浅槽内，外线圈的绕制难度也大为降低。

进一步的方案是，浅槽的槽口高度为0.6毫米至1毫米之间，浅槽的槽肩高度为0.6毫米至1毫米之间，浅槽的内高为6.2毫米至7毫米之间，深槽的槽口高度为10毫米至11毫米之间，深槽的槽肩高度为1.1毫米至1.5毫米之间，深槽的内高为5.9毫米至6.3毫米之间。

由此可见，通过设置浅槽与深槽的尺寸，能够改变由定子冲片制成的定子铁芯在电机运行时齿部与轭部的磁场密度，使得齿部与轭部的磁场密度较为均匀，电机的运行更加平稳。

更进一步的方案是，深槽的槽口位于深槽中心线的第一侧，相邻的两个深槽的第一侧相向设置。

可见，相邻的两个深槽的槽口偏向不相同，绕制内线圈时有利于区分同一个线圈需要缠绕在哪两个深槽之间。并且，由于内线圈的侧边将靠近深槽的第二侧，槽口的偏心设计有利于内线圈的绕制，避免内线圈从槽口滑出。

为实现本发明的另一目的，本发明提供的电机具有定子及套装在定子外的转子，定子具有定子铁芯以及缠绕在定子铁芯上的线圈，定子铁芯由多片定子冲片叠压而成，每一定子冲片具有圆环状的轭部，并设有自轭部沿定子冲片径向方向向外延伸的多个齿，相邻的两个齿之间形成槽，且定子冲片的中部设有内圆孔，其中，多个槽包括间隔设置的浅槽与深槽，深槽的槽口高度大于浅槽的总高度，且线圈包括多个内线圈及多个外线圈，每一内线圈缠绕在两个深槽之间，每一外线圈缠绕在两个浅槽之间。

由上述方案可见，定子冲片上设置深槽与浅槽，内线圈与外线圈可以分别绕制在深槽与浅槽上，且深槽与浅槽在定子冲片的径向上分离，避免内线圈与外线圈在空间上重叠，从而降低了内线圈与外线圈的绕制难度，线圈的绕制工艺简单，且可以降低电机的生产成本。

附图说明

图1是现有电机的剖视图。

图2是现有定子冲片的结构放大图。

图3是现有定子铁芯缠绕有线圈的结构放大图。

图4是本发明定子冲片实施例的结构图。

图5是本发明定子冲片实施例中浅槽的结构放大图。

图6是本发明定子冲片实施例中深槽的结构放大图。

图7是本发明定子冲片实施例缠绕有线圈的结构图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的电机具有壳体以及位于壳体两侧的端盖，壳体与端盖围成一个腔体，腔体内安装有定子以及转子。本实施例的电机为外转子式电机，即定子位于电机的中部，转子套装在定子外，定子的中部设置有轴孔。转子轴安装在转子的中部，且转子轴可以穿过轴孔向外输出动力。

定子具有定子铁芯以及缠绕在定子铁芯上的线圈，定子铁芯由多片形状相同的定子冲片叠压而成。参见图4，本实施例的定子冲片30由硅钢片冲压而成，其大致呈圆环状，且设有圆环状的轭部31，轭部31的中部设有内圆孔35，内圆孔35的直径φA2为19毫米至26毫米之间，优选地，为24毫米。多片定子冲片30叠压形成定子铁芯后，定子冲片30的内圆孔35将形成定子铁芯的轴孔。

在轭部31外设有多个齿32，每一个齿32均自轭部31沿定子冲片30的径向向外延伸。相邻的两个齿32之间形成一个槽，本实施例中，定子冲片30上的槽包括多个浅槽33以及多个深槽34。浅槽33分布在定子冲片30靠近外边缘处，槽体与定子冲片30的圆心距离较远。深槽34的槽体与定子冲片30的圆心距离较近，也就是与定子冲片30的外边缘距离较远。

从图4可见，浅槽33与深槽34在定子冲片30的周向上间隔布置，且浅槽33与深槽34是两两间隔布置，即间隔有浅槽33的相邻两个深槽34之间具有两个浅槽33，间隔有深槽34的相邻两个浅槽33之间具有两个深槽34。

本实施例中，定子冲片的外圆周直径φB2为69毫米至74毫米之间，优选地，为73毫米。并且，相邻的两个深槽34的槽中心夹角α为20°，相邻的两个浅槽33的槽中心夹角β为15°。

参见图5，浅槽33的槽口朝向定子冲片30的外边缘设置，且槽口宽度C1为1.4毫米至2毫米之间，优选地，为1.5毫米。浅槽33的槽肩宽度D1为6.0毫米至6.4毫米之间，优选地，为6.2毫米，槽底宽度D2为4.0毫米至4.6毫米之间，优选地，为4.4毫米。

浅槽33的槽口高度H1为0.6毫米至1.0毫米之间，优选地，为0.8毫米，槽肩高度H2为0.6毫米至1.0毫米之间，优选地，为0.9毫米，槽内高为6.2毫米至7.0毫米之间，优选地，为6.6毫米。浅槽33的总高度为H7，即从槽口到槽底的总高度。

参见图6，深槽34的槽口也是朝向定子冲片30的外边缘设置，且槽口宽度C2为1.4毫米至2毫米之间，优选地，为1.5毫米。深槽34的槽肩宽度D3为5.5毫米至6.0毫米之间，优选地，为5.6毫米，槽底宽度D4为3.0毫米至3.6毫米之间，优选地，为3.4毫米。

深槽34的槽口高度H4为10毫米至11毫米之间，优选地，为10.8毫米，槽肩高度H5为1.1毫米至1.5毫米之间，优选地，为1.3毫米，槽内高H6为5.9毫米至6.3毫米之间，优选地，为6.1毫米。

本实施例中，深槽34的槽口高度H4大于浅槽33的总高度H7，这样深槽34与浅槽33在定子冲片30的径向上有较大的距离。此外，深槽34的槽口是偏心设置的，即槽口并不是设置在深槽34的中心线37上，而是位于中心线37的第一侧。从图4可见，相邻的两个深槽34的第一侧是相向设置的。

参见图7，由多片定子冲片叠压而成的定子铁芯40上缠绕有多个内线圈41以及多个外线圈42，每一个内线圈41缠绕在间隔有浅槽33的相邻的两个深槽34之间，每一个外线圈42缠绕在间隔有深槽34的相邻的两个浅槽33之间，这样每一个内线圈41与每一个外线圈42在定子铁芯40的径向上相互分离，对内线圈41与外线圈42的绕制难度大大降低，且在内线圈41与外线圈42之间设置绝原材料的工艺简单，降低电机的生产成本。

并且，由于浅槽33与深槽34是两两间隔布置，因此每一个浅槽33或每一个深槽34内只会缠绕有一个线圈，能够避免两个相邻的线圈共同缠绕在一个槽的情况发生，实现每一个线圈在空间上分离，线圈绕制难度也降低，线圈绕组间匝间不良的比例也随即下降，电机运行的可靠性较高。

此外，由于每一个内线圈41缠绕在深槽34的第二侧，即远离槽口的一侧，这样能够避免内线圈41从槽口滑出，使内线圈41更为牢靠地缠绕在定子铁芯40上。

采用上述结构的定子铁芯40制成的电机在运行时，定子铁芯40齿部与轭部的磁场密度更为均匀，经实验检测，电机运行时定子铁芯40齿部的磁场密度为9140高斯，轭部的磁场密度为8871高斯，电机运行更为平稳。

当然，上述实施例仅是本发明优选的实施方式，实际应用时可以有更多的改变，例如，深槽与浅槽不是两两间隔设置，而是每一个深槽与每一个浅槽间隔设置；或者将深槽设置成轴对称的形状，这样的改变也能实现本发明的目的。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如定子冲片上深槽与浅槽数量的改变、深槽与浅槽尺寸的改变等变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.定子冲片，包括

圆环状的轭部，并设有自所述轭部沿定子冲片径向方向向外延伸的多个齿，相邻的两个所述齿之间形成槽，且定子冲片的中部设有内圆孔；

其特征在于：

多个所述槽包括间隔设置的浅槽与深槽，所述深槽的槽口高度大于所述浅槽的总高度。

2.根据权利要求1所述的定子冲片，其特征在于：

所述浅槽与所述深槽在定子冲片的周向上两两间隔设置。

3.根据权利要求1或2所述的定子冲片，其特征在于：

所述浅槽的槽口高度为0.6毫米至1毫米之间，所述浅槽的槽肩高度为0.6毫米至1毫米之间，所述浅槽的内高为6.2毫米至7毫米之间；

所述深槽的槽口高度为10毫米至11毫米之间，所述深槽的槽肩高度为1.1毫米至1.5毫米之间，所述深槽的内高为5.9毫米至6.3毫米之间。

4.根据权利要求1或2所述的定子冲片，其特征在于：

所述定子冲片的外圆直径为69毫米至74毫米之间，所述内圆孔直径为19毫米至26毫米之间，所述浅槽的槽口宽度为1.4毫米至2毫米之间，所述深槽的槽口宽度为1.4毫米至2毫米之间。

5.根据权利要求1或2所述的定子冲片，其特征在于：

相邻的两个所述浅槽的槽中心夹角为15°，相邻的两个所述深槽的槽中心夹角为20°。

6.根据权利要求2所述的定子冲片，其特征在于：

所述深槽的槽口位于所述深槽中心线的第一侧，相邻的两个所述深槽的第一侧相向设置。

7.电机，包括

定子及套装在所述定子外的转子，所述定子具有定子铁芯以及缠绕在所述定子铁芯上的线圈，所述定子铁芯由多片定子冲片叠压而成，每一所述定子冲片具有圆环状的轭部，并设有自所述轭部沿定子冲片径向方向向外延伸的多个齿，相邻的两个所述齿之间形成槽，且定子冲片的中部设有内圆孔；

其特征在于：

多个所述槽包括间隔设置的浅槽与深槽，所述深槽的槽口高度大于所述浅槽的总高度；

所述线圈包括多个内线圈及多个外线圈，每一所述内线圈缠绕在两个所述深槽之间，每一所述外线圈缠绕在两个所述浅槽之间。

8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于：

所述浅槽与所述深槽在定子冲片的周向上两两间隔设置；

每一所述内线圈缠绕在间隔有所述浅槽的相邻两个的所述深槽之间，每一所述外线圈缠绕在间隔有所述深槽的相邻两个的所述浅槽之间。

9.根据权利要求7或8所述的电机，其特征在于：

所述浅槽的槽口高度为0.6毫米至1毫米之间，所述浅槽的槽肩高度为0.6毫米至1毫米之间，所述浅槽的内高为6.2毫米至7毫米之间；

所述深槽的槽口高度为10毫米至11毫米之间，所述深槽的槽肩高度为1.1毫米至1.5毫米之间，所述深槽的内高为5.9毫米至6.3毫米之间。

10.根据权利要求8所述的电机，其特征在于：

所述深槽的槽口位于所述深槽中心线的第一侧，相邻的两个所述深槽的第一侧相向设置。

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