CN103904793A - 整体式电机定子冲片、电机定子以及使用其的旋转电机 - Google Patents

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任武
许强
李琼
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Abstract

本发明提供了一种具有辅助槽的整体式电机定子冲片，所述整体式电机定子冲片包括多层定子冲片，其中每层定子冲片的齿部前端具有倾斜的一个辅助槽，其特征在于：每层定子冲片的辅助槽相对上一层定子冲片的辅助槽旋转一预定角度。该定子冲片的齿部前端具有倾斜的辅助槽，其主要目的在于产生斜槽效应，优化磁场和电势，降低齿槽转矩等。

Description

整体式电机定子冲片、电机定子以及使用其的旋转电机
技术领域
本发明涉及一种整体式电机定子冲片、电机定子以及使用其的旋转电机。
背景技术
当前，在传统的旋转电机中，使用斜槽是一种有效的技术手段，具有削弱电势谐波、减小齿槽转矩、降低转矩脉动等优点。但是这种技术同时也具有一些难以克服的缺点。采用斜槽，绕组端部变长，端部效应加大，铜耗损耗增加，漆包线成本增加等。
为避免出现上述问题，使用辅助槽也是一种方法，传统的辅助槽采用直槽式结构，但这种方法的使用效果并不理想。
因此，有必要提供一种新的技术方案，能够达到降低成本，使用方便的技术效果。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一方面，提供了一种具有辅助槽的整体式电机定子冲片，所述整体式电机定子冲片包括多层定子冲片，其中每层定子冲片的齿部前端具有倾斜的一个辅助槽，其特征在于：每层定子冲片的辅助槽相对上一层定子冲片的辅助槽旋转一预定角度。
优选的，所述辅助槽的宽度为W=(1～1.5)b0，辅助槽的深度d=(1～1.5)b0，其中所述b0为电机定子的槽口宽度。
优选的，当所述定子冲片用于整数槽异步电机或永磁电机时，所述辅助槽的整体的倾斜角度
Figure BDA0000484069390000011
其中Z为所述电机定子槽数。
优选的，当所述定子冲片用于永磁电机时，所述辅助槽旋转的倾斜角度
Figure BDA0000484069390000021
其中LCM表示最小公倍数（即注：LCM是数学中求两个自然数的最小公倍数的公式），M为磁极数、Z为定子槽数，其中M和Z均为大于零的自然数。
本发明还提供了一种具有辅助槽的整体式电机定子冲片，所述整体式电机定子冲片包括多层定子冲片，其中每层定子冲片的齿部前端具有倾斜的至少两个辅助槽，其特征在于：每层定子冲片的辅助槽相对上一层定子冲片的辅助槽旋转一预定角度。
优选的，所述辅助槽的宽度为W=(0.8～1.2)b0,b0为定子槽口，辅助槽的深度为d=(1～1.5)b0，其中所述b0为电机定子的槽口宽度。
优选的，当所述定子冲片用于整数槽异步电机或永磁电机时，所述辅助槽的整体的倾斜角度
Figure BDA0000484069390000022
其中Z为所述电机定子槽数。
优选的，当所述定子冲片用于永磁电机时，所述辅助槽旋转的倾斜角度LCM表示最小公倍数，M为磁极数、Z为定子槽数，其中M和Z均为大于零的自然数。
本发明还提供了一种由定子冲片叠压而成的定子铁芯，其中每个定子铁芯都有多个竖直辅助槽，。每个辅助槽相对上一辅助槽旋转一个角度。
优选的，辅助槽的宽度为W=(1～1.5)b0,b0为定子槽口，辅助槽的深度为d=(1～1.5)b0。
优选的，当该定子铁芯用于整数槽异步电机或永磁电机时，每个辅助槽的旋转角度
Figure BDA0000484069390000024
其中Z为定子槽数，n为每个分裂铁芯辅助槽个数。
优选的，当该定子铁芯用于磁极数为M、定子槽数Z的分数槽永磁电机时，辅助槽的倾斜角度为
Figure BDA0000484069390000025
n为每个分裂铁芯辅助槽个数。
本发明还提供了一种分裂式定子铁芯，其中所述定子铁芯轴向分为至少两段，每段定子铁芯冲片都有一个辅助槽，两段定子铁芯的辅助槽倾斜方向相同或相反。
优选的，所述辅助槽的宽度为W=(1～1.2)b0,b0为定子槽口，辅助槽的深度为d=(1～1.5)b0。
优选的，所述定子铁芯用于整数槽异步电机或永磁电机时，每个辅助槽的整体的旋转角度
Figure BDA0000484069390000031
其中Z为定子槽数。
优选的，所述定子铁芯用于磁极数设为M、定子槽数Z的分数槽永磁电机时，辅助槽整体的倾斜角度为
Figure BDA0000484069390000032
其中LCM表示最小公倍数（即注：LCM是数学中求两个自然数的最小公倍数的公式），M为磁极数、Z为定子槽数，其中M和Z均为大于零的自然数。
基于上述问题，提出本发明的第二方面，提供一种电机定子，包括所述整体式电机定子冲片。
另外，本发明还提供了一种旋转电机，包括本发明上述的定子冲片或定子铁芯。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明的技术方案中提供了新型辅助槽的整体式定子冲片，该定子冲片的齿部前端具有倾斜的辅助槽，其主要目的在于产生斜槽效应，优化磁场和电势，降低齿槽转矩等。
附图说明
图1是---本发明实施例1的定子冲片图。
图2是---本发明实施例1的定子铁芯结构图和局部示意图。
图3是---本发明实施例1的定子铁芯齿部前端主视图。
图4是---本发明实施例2的定子铁芯结构图和局部示意图。
图5是---本发明实施例2的定子铁芯齿部前端主视图。
图6是---本发明实施例3的定子铁芯结构图和局部示意图。
图7是---本发明实施例3的定子铁芯齿部前端主视图。
图8是---本发明实施例4的定子铁芯分段组合示意图。
图9是---本发明实施例4的定子铁芯分段组合齿部前端主视图。
图10是---本发明实施例5的内转子永磁电机结构示意图。
图11是---本发明实施例6的外转子永磁电机结构示意图。
图12是---本发明实施例7的分数槽集中绕组永磁电机结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题，本发明提供的具有新型辅助槽的整体式电机定子冲片，所述整体式电机定子冲片包括多层定子冲片，其中每层定子冲片的齿部前端具有倾斜的至少一个辅助槽，其特征在于：每层定子冲片的辅助槽相对上一层定子冲片的辅助槽旋转一预定角度。
为使得本技术方案的描述更加清楚，下面将参照附图具体说明根据本发明实施方式的旋转电机（图中以永磁同步电机为例，但本发明的实施方式不限于以下示例的实施方式）。
实施例1
图1、图2和图3是根据本发明实施例1的定子冲片和定子铁芯图示。定子铁芯由定子冲片压制而成。每层冲片都有一个辅助槽，每层定子冲片的辅助槽相对上一层定子冲片的辅助槽旋转一个角度。图中，定子铁芯的辅助槽向右扭曲一个角度。
优选的，辅助槽的宽度为W=(1～1.5)b0（b0为定子槽口宽度），辅助槽的深度为d=(1～1.5)b0。
优选的，针对整数槽异步电机和永磁电机等，辅助槽的整体的倾斜角度
Figure BDA0000484069390000041
（Z为定子槽数）。
优选的，针对磁极数设为M，定子槽数为Z的分数槽永磁电机，辅助槽的整体的倾斜角度为:
Figure BDA0000484069390000051
LCM是最小公倍数的函数表达式（下同）。
倾斜的辅助槽，具有斜槽效应，可以降低齿槽转矩。实施例1中辅助槽倾斜的方向是向右，改变方向，即倾斜方向为左，其仍然属于本发明的范围之内。
实施例2
图4和图5是根据本发明实施例2的定子铁芯图示。每层定子冲片都有两个辅助槽，每个辅助槽相对上一层冲片的辅助槽旋转一个角度。图中，定子铁芯的辅助槽向右扭曲一个角度。
优选的，辅助槽的宽度为W=(0.8～1.2)b0,b0为定子槽口，辅助槽的深度为d=(1～1.5)b0。
优选的，针对整数槽异步电机和永磁电机等，辅助槽的整体的倾斜角度(z为定子槽数)。
优选的，针对磁极数设为M，定子槽数Z的分数槽永磁电机，辅助槽的整体的倾斜角度为
Figure BDA0000484069390000054
倾斜的辅助槽，具有斜槽效应，可以降低齿槽转矩。实施例2中辅助槽倾斜的方向是向右，改变方向，即倾斜方向为左，其仍然属于本发明的范围之内。
实施例2中辅助槽个数为2，对于2个及其以上的辅助槽，其仍然属于本发明的范围之内。
实施例3
图6和图7是根据本发明实施例3的定子铁芯图示。定子铁芯由定子冲片叠压而成。每个定子铁芯都有多个竖直辅助槽，实施例中为4个。每个辅助槽相对上一辅助槽旋转一个角度。图中，定子铁芯的辅助槽向右扭曲一个角度。
优选的，辅助槽的宽度为W=(1～1.5)b0,b0为定子槽口，辅助槽的深度为d=(1～1.5)b0。
优选的，针对整数槽异步电机和永磁电机等，每个辅助槽的旋转角度
Figure BDA0000484069390000061
（Z为定子槽数，n为每个分裂铁芯辅助槽个数）。
优选的，针对磁极数设为M，定子槽数Z的分数槽永磁电机，辅助槽的倾斜角度
Figure BDA0000484069390000062
（n每个分裂铁芯辅助槽个数）。
旋转的辅助槽，具有斜槽效应，可以降低齿槽转矩。实施例3中辅助槽旋转的方向是向右，改变方向，即旋转方向为左，其仍然属于本发明的范围之内。
实施例3中每个定子铁芯的辅助槽个数是4，对于其他数量的辅助槽，仍然属于本发明的范围之内。
实施例4
以上实施例针对的是较短的定子铁芯，对于较长的定子铁芯，本发明提出定子铁芯分段技术。
图8和图9是根据本发明实施例4的分裂式铁芯图示。实施例中定子铁芯轴向分为两段。实施例中只展示两种最普通的组合形式。每段定子铁芯冲片都有一个辅助槽。图9(a)中，两段定子铁芯的辅助槽倾斜方向相同；图9(b)中，两段定子铁芯的辅助槽倾斜方向相反。
优选的，辅助槽的宽度为W=(1～1.2)b0,b0为定子槽口，辅助槽的深度为d=(1～1.5)b0。
优选的，针对整数槽异步电机和永磁电机等，每个辅助槽的整体的旋转角度
Figure BDA0000484069390000063
（Z为定子槽数）。
优选的，针对磁极数设为M，定子槽数Z的分数槽永磁电机，辅助槽整体的倾斜角度为
Figure BDA0000484069390000064
旋转的辅助槽，具有斜槽效应，可以降低齿槽转矩。实施例4中定子铁芯由两段铁芯构成，对于有多段的铁芯构成的定子其仍然属于本发明的范围之内。实施例4中定子由两段构成，只展示最普通两种铁芯组合形式。对于由实施例1-3的任意组合形式，构成的定子其仍然属于本发明的范围之内。
实施例5
图10是根据本发明实施例5的内转子永磁同步电机结构示意图。实施例中磁极数为M=8，定子槽为Z=36。
定子铁芯由多段。每段定子铁芯采用实施例1，定子槽口宽度b0=2mm
优选的，辅助槽的宽度为W=2.4mm，辅助槽的深度为d=1.2mm。
优选的，辅助槽整体的倾斜角度为：
Figure BDA0000484069390000071
优选的，磁极的形状为等厚瓦片式。实施例5中实施例中磁极数为M=8，定子槽为Z=36。对于有其他的极槽配合、依据实施例1-4及其变异结构构成的旋转电机其仍然属于本发明的范围之内。
实施例6
图11是根据本发明实施例6的外转子永磁同步电机结构示意图。实施例中磁极数为M=8，定子槽为Z=36。
定子铁芯由多段。每段定子铁芯采用实施例1，定子槽口宽度b0=1.8mm
优选的，辅助槽的宽度为W=2.2mm，辅助槽的深度为d=1.2mm。
优选的，辅助槽整体的倾斜角度为：
旋转的辅助槽，具有斜槽效应，可以降低齿槽转矩。优选的，磁极的形状为等厚瓦片式。实施例6中实施例中磁极数为M=8，定子槽为Z=36。对于有其他的极槽配合、依据实施例1-4及其变异结构构成的旋转电机其仍然属于本发明的范围之内。
实施例7
图12是根据本发明实施例7的分数槽集中绕组永磁同步电机结构示意图。实施例中磁极数为M=10，定子槽为Z=12。
定子铁芯由多段。每段定子铁芯采用实施例1，定子槽口宽度b0=1.3mm
优选的，辅助槽的宽度为W=1.5mm，辅助槽的深度为d=1.2mm。
优选的，辅助槽整体的倾斜角度为：
旋转的辅助槽，具有斜槽效应，可以降低齿槽转矩。优选的，磁极的形状为瓦片式，磁极厚度最大值为hMax，最小值为hMin，hMin=(0.6～0.7)hMax。
实施例7中实施例中磁极数为M=10，定子槽为Z=12。对于有其他的极槽配合、依据实施例1-4及其变异结构构成的旋转电机其仍然属于本发明的范围之内。
本发明的实施例不局限于整体式定子冲片的永磁同步电机，对于其他采用依据本发明实施例及其变异结构的形成旋转电机仍然属于本发明的范围之内。
以上，对本发明的实施方式进行了简要说明，但如果是所谓的本领域的技术人员，在不脱离本发明重要内容的范围内，可以对本发明的上述实施方式进行适当变更，而且也可以适当组合利用基于上述实施方式和变更例的方法。换句话说，即使是这样的加以变更等的技术也包含在本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种具有辅助槽的整体式电机定子冲片，所述整体式电机定子冲片包括多层定子冲片，其中每层定子冲片的齿部前端具有倾斜的一个辅助槽，其特征在于：
每层定子冲片的辅助槽相对上一层定子冲片的辅助槽旋转一预定角度。
2.如权利要求1所述的定子冲片，其特征在于：
所述辅助槽的宽度为W=(1～1.5)b0，辅助槽的深度d=(1～1.5)b0，其中所述b0为电机定子的槽口宽度。
3.如权利要求1或2所述的定子冲片，其特征在于：
当所述定子冲片用于整数槽异步电机或永磁电机时，所述辅助槽的整体的倾斜角度其中Z为所述电机定子槽数。
4.如权利要求1或2所述的定子冲片，其特征在于：
当所述定子冲片用于永磁电机时，所述辅助槽旋转的倾斜角度
Figure FDA0000484069380000012
其中LCM表示最小公倍数，M为磁极数、Z为定子槽数，其中M和Z均为大于零的自然数。
5.一种具有辅助槽的整体式电机定子冲片，所述整体式电机定子冲片包括多层定子冲片，其中每层定子冲片的齿部前端具有倾斜的至少两个辅助槽，其特征在于：每层定子冲片的辅助槽相对上一层定子冲片的辅助槽旋转一预定角度。
6.如权利要求5所述的定子冲片，其特征在于：
所述辅助槽的宽度为W=(0.8～1.2)b0,b0为定子槽口，辅助槽的深度为d=(1～1.5)b0，其中所述b0为电机定子的槽口宽度。
7.如权利要求6或5所述的定子冲片，其特征在于：
当所述定子冲片用于整数槽异步电机或永磁电机时，所述辅助槽的整体的倾斜角度
Figure FDA0000484069380000013
其中Z为所述电机定子槽数。
8.如权利要求6或5所述的定子冲片，其特征在于：
当所述定子冲片用于永磁电机时，所述辅助槽旋转的倾斜角度其中LCM表示最小公倍数，M为磁极数、Z为定子槽数，其中M和Z均为大于零的自然数。
9.一种由定子冲片叠压而成的定子铁芯，其中每个定子铁芯都有多个竖直辅助槽，每个辅助槽相对上一辅助槽旋转一个角度，其特征在于：
辅助槽的宽度为W=(1～1.5)b0,b0为定子槽口，辅助槽的深度为d=(1～1.5)b0。
10.如权利要求9所述的定子铁芯，其特征在于：
当该定子铁芯用于整数槽异步电机或永磁电机时，每个辅助槽的旋转角度
Figure FDA0000484069380000022
其中Z为定子槽数，n为每个分裂铁芯辅助槽个数。
11.如权利要求9所述的定子铁芯，其特征在于：
当该定子铁芯用于磁极数为M、定子槽数Z的分数槽永磁电机时，辅助槽的倾斜角度为
Figure FDA0000484069380000023
LCM表示最小公倍数，n为每个分裂铁芯辅助槽个数。
12.一种分裂式定子铁芯，其中所述定子铁芯轴向分为至少两段，每段定子铁芯冲片都有一个辅助槽，两段定子铁芯的辅助槽倾斜方向相同或相反，其特征在于：所述辅助槽的宽度为W=(1～1.2)b0,b0为定子槽口，辅助槽的深度为d=(1～1.5)b0。
13.如权利要求12所述的定子铁芯，其特征在于：
所述定子铁芯用于整数槽异步电机或永磁电机时，每个辅助槽的整体的旋转角度
Figure FDA0000484069380000024
其中Z为定子槽数。
14.如权利要求12所述的定子铁芯，其特征在于：
所述定子铁芯用于磁极数设为M、定子槽数Z的分数槽永磁电机时辅助槽整体的倾斜角度为其中M为磁极数、Z为定子槽数，其中M和Z均为大于零的自然数。
15.一种旋转电机，包括上述权利要求1-8中任一所述的定子冲片。
16.一种旋转电机，包括上述权利要求9-14中任一所述的定子铁芯。
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