CN104767300B - 用于电机的定子及其制造方法、电机和压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电机的定子及其制造方法、电机和压缩机，所述定子包括：定子铁芯和定子绕组，定子铁芯上形成有沿周向间隔布置的多个定子槽；定子绕组包括多个定子导体，每个定子导体大体形成为U形形状，多个定子导体的两端分别插入多个定子槽中，且多个定子导体的两端分别连接以构成定子绕组，其中多个定子导体沿定子铁芯的径向设置，电机的每极每相槽数为q，q满足：q≥2。根据本发明的用于电机的定子，通过采用包括大体形成为U形形状的多个定子导体的定子绕组，并将多个定子导体沿定子铁芯的径向设置，且将每极每相槽数设置为大于等于2，当具有该定子的电机应用于压缩机时，可以提高压缩机的能效，且降低压缩机的振动噪声。

Description

用于电机的定子及其制造方法、电机和压缩机

技术领域

本发明涉及电机制造技术领域，尤其是涉及一种用于电机的定子及其制造方法、电机和压缩机。

背景技术

相关技术中指出，变频空调能效高、环境舒适度好，逐渐成为空调行业的主流。永磁电机功率密度高、性能好，成为变频空调压缩机的主要驱动电机。目前，为了提高压缩机能效，电机的定子组件一般采用分数槽集中绕组，这样可以降低压缩机的电阻损耗，但随之带来了转子式空调压缩机振动噪声恶化的问题，而用户对于空调压缩机的静音要求也越来越高。

由于永磁电机的振动噪声来源于电机内部的电磁旋转力波，整数槽分布绕组由于具有对称性和分布性等优点，其电磁振动噪声要明显优于转子式空调压缩机中常用的分数槽集中绕组电机，但是集中绕组电机由于可以在单齿上绕线，绕组端部更短，更加整齐，所以压缩机能效更高；而分布绕组电机，尤其是每极每相槽数较多的电机绕组跨距较长，绕组端部更高，从而导致压缩机能效较差，这就造成了转子式空调压缩机在噪音和能效上的矛盾而无法兼顾。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于电机的定子，当具有该定子的电机应用于压缩机时，可以提高压缩机的能效，且降低压缩机的振动噪声。

本发明的另一个目的在于提出一种制造上述定子的制造方法。

本发明的再一个目的在于提出一种具有上述定子的电机。

本发明的又一个目的在于提出一种具有上述电机的压缩机。

根据本发明第一方面实施例的用于电机的定子，包括：定子铁芯，所述定子铁芯上形成有沿周向间隔布置的多个定子槽；和定子绕组，所述定子绕组包括多个定子导体，每个所述定子导体大体形成为U形形状，所述多个定子导体的两端分别插入所述多个定子槽中，且所述多个定子导体的两端分别连接以构成所述定子绕组，其中多个所述定子导体沿所述定子铁芯的径向设置，所述电机的每极每相槽数为q，所述q满足：q≥2。

根据本发明实施例的用于电机的定子，通过采用包括大体形成为U形形状的多个定子导体的定子绕组，并将多个定子导体沿定子铁芯的径向设置，且将每极每相槽数设置为大于等于2，当具有该定子的电机应用于压缩机时，可以提高压缩机的能效，且降低压缩机的振动噪声。

具体地，每个所述定子导体包括第一本体部、第二本体部和连接部，所述连接部连接在所述第一本体部和所述第二本体部之间，其中所述连接部包括彼此相连且在所述定子铁芯的径向上错开设置的第一子连接部和第二子连接部。

可选地，每个所述定子导体的两端朝向所述定子铁芯的中心方向弯折。

可选地，每个所述定子导体的横截面形状为矩形。

具体地，每个所述定子导体包括绝缘皮和设在所述绝缘皮内的导芯。

可选地，所述导芯为铜芯或铝芯。

可选地，所述多个定子导体的两端分别焊接连接或打端子连接。

可选地，每个所述定子槽为闭口槽。

或者可选地，每个所述定子槽为开口槽，且每个所述定子槽的开口宽度小于等于1.5mm。

根据本发明第二方面实施例的用于电机的定子的制造方法，所述制造方法用于制造根据本发明上述第一方面实施例的定子，所述定子的制造方法包括以下步骤：S1、制备所述定子铁芯和所述多个定子导体；S2、将所述多个定子导体的两端分别插入所述定子铁芯的所述多个定子槽中，其中多个所述定子导体沿所述定子铁芯的径向设置；以及S3、将所述多个定子导体的两端分别连接。

具体地，在所述步骤S1中，制备每个所述定子导体具体包括以下步骤：S11、将导材弯折成U形；S12、将所述步骤S11中已弯折成U形的导材的中部折弯以使所述导材的两端分别位于两个不同的平面内。

可选地，在所述步骤S1中，所述定子铁芯由多个定子冲片叠置而成。

可选地，在所述步骤S2和所述步骤S3之间，所述定子的制造方法还包括：S21、将所述步骤S2中插入所述多个定子槽中的所述多个定子导体的两端朝向所述定子铁芯的中心方向弯折。

可选地，在所述步骤S3中，所述多个定子导体之间焊接连接或打端子连接。

根据本发明第三方面实施例的电机，包括根据本发明上述第一方面实施例的用于电机的定子。

根据本发明第四方面实施例的压缩机，包括根据本发明上述第三方面实施例的电机。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的用于电机的定子的主视图；

图2是图1中所示的定子的俯视图；

图3是图1中所示的定子铁芯和一个定子导体的装配示意图；

图4是图3中所示的定子铁芯和一个定子导体的爆炸图；

图5是图1中所示的定子铁芯的示意图；

图6a是图1中所示的定子导体的立体图；

图6b是图1中所示的定子导体的另一个立体图；

图7是图6a和图6b中所示的定子导体的横截面示意图；

图8是根据本发明实施例的压缩机的示意图。

附图标记：

100：定子；

1：定子铁芯；11：定子槽；12：中心孔；

2：定子绕组；21：定子导体；

211：第一本体部；212：第二本体部；213：连接部；

214：第一子连接部；215：第二子连接部；

216：凸起；217：绝缘皮；218：导芯；

200；压缩机。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图8描述根据本发明实施例的用于电机(图未示出)的定子100。其中，具有该定子100的电机可以用于压缩机200例如转子式空调压缩机中。当然，本领域内的技术人员可以理解，具有该定子100的电机还可以用于其它类型的压缩机200中，而不限于转子式空调压缩机。

如图1所示，根据本发明第一方面实施例的用于电机的定子100，包括定子铁芯1和定子绕组2。

定子铁芯1上形成有沿周向间隔布置的多个定子槽11，例如，参照图5，定子铁芯1上形成有贯通的中心孔，电机的转子(图未示出)可以可转动地设在中心孔内，此时定子铁芯1的横截面形状大体为圆环形，多个定子槽11在定子铁芯1的周向上均匀间隔分布，每个定子槽11的内端(即邻近定子铁芯1中心的一端)与定子铁芯1的内周面之间的距离小于其外端(即远离定子铁芯1中心的一端)与定子铁芯1的外周面之间的距离，且每个定子槽11分别贯穿定子铁芯1的相应端面(例如，图3中所示的上端面和下端面)。可以理解，定子槽11的个数以及在定子铁芯1上的布置方式等可以根据实际电机类型的不同而适应性改变，本发明对此不作特殊限定。

其中，定子铁芯1可以由多个定子100冲片轴向叠置而成。可以理解，定子100冲片的具体形状和个数可以根据实际电机类型的不同而适应性改变，本发明对此不作具体限定。

定子绕组2包括多个定子导体21，每个定子导体21大体形成为U形形状，这里，需要说明的是，“大体形成为U形形状”可以理解为每个定子导体21的形状与字母“U”完全相同；或者每个定子导体21的形状与字母“U”有一些差别，例如，每个定子导体21的中部大致为直线段(如图3所示)、或每个定子导体21的形状可能更趋向于字母“C”等,但无论是哪一种情况，每个定子导体21均形成为一端封闭、一端开口的结构。

多个定子导体21的两端分别插入多个定子槽11中，且多个定子导体21的两端分别连接以构成定子绕组2。例如，参照图1并结合图2和图3，每个定子导体21的两端分别伸入到多个定子槽11中的其中两个内，此时每个定子导体21跨过一定数量的定子槽11，跨过的定子槽11的具体个数可以根据不同类型的电机而适应性改变，本发明对此不作具体限定。多个定子导体21的两端穿过相应的定子槽11后，根据电机各自的绕组形式连接起来，形成每一相的各个线圈首尾相连的完整定子绕组2。

多个定子导体21沿定子铁芯1的径向设置，如图1和图2所示，当多个定子导体21中的部分定子导体21的一端伸入到同一个定子槽11内时，这部分定子导体21沿定子铁芯1的径向依次排布，其中，这部分定子导体21可以在定子铁芯1的径向上彼此间隔开，也可以是接触的。由此，极大地降低了定子绕组2端部的高度，当具有该定子100的电机应用于压缩机200例如转子式空调压缩机中时，可以减小电机的电阻值，提高压缩机200例如转子式空调压缩机的能效。

电机的每极每相槽数为q，q满足：q≥2，由此，由于电机的每极每相槽数较多，从而振动噪声较小，当该电机应用于压缩机200例如转子式空调压缩机中时，可以满足用户对转子式空调压缩机的静音要求。这里，需要说明的是，“每极每相槽数”的定义已为本领域的技术人员所熟知，这里不再详细描述。

根据本发明实施例的用于电机的定子100，通过采用包括大体形成为U形形状的多个定子导体21的定子绕组2，并将多个定子导体21沿定子铁芯1的径向设置，且将每极每相槽数设置为大于等于2，当具有该定子100的电机应用于压缩机200例如转子式空调压缩机时，可以提高压缩机200例如转子式空调压缩机的能效，且降低压缩机200例如转子式空调压缩机的振动噪声。

根据本发明的一个具体实施例，每个定子导体21包括第一本体部211、第二本体部212和连接部213，连接部213连接在第一本体部211和第二本体部212之间，例如，如图6b所示，第一本体部211和第二本体部212互相平行且均沿上下方向延伸，连接部213的两端分别与第一本体部211的上端和第二本体部212的上端相连。

其中，连接部213包括彼此相连且在定子铁芯1的径向上错开设置的第一子连接部214和第二子连接部215，具体而言，参照图6b并结合图2，第一子连接部214的自由端(例如，图6b中的左端)与第一本体部211的上端相连，第二子连接部215的自由端(例如，图6b中的右端)与第二本体部212的上端相连，第一子连接部214和第一本体部211所在的平面与第二子连接部215所在的平面分别为两个平面，即第一子连接部214和第二子连接部215分别位于两个不同的平面内。由此，由于多个定子导体21之间通过弯曲互相避让，使得定子绕组2在定子铁芯1上的布置更加紧凑，进一步减小了定子绕组2的占用空间。

进一步地，如图2、图3、图6a和图6b所示，第一子连接部214和第二子连接部215上均设有凸起216，凸起216朝向第一本体部211和第二本体部212的方向凸出，例如，凸起216可以由第一子连接部214和第二子连接部215的远离第一本体部211和第二本体部212的一侧表面的一部分朝向邻近第一本体部211和第二本体部212的方向凸出形成。

其中，第一子连接部214和第二子连接部215上分别设有多个凸起216，多个凸起216在第一子连接部214和第二子连接部215的长度方向上彼此间隔开设置。可以理解，凸起216的个数可以根据实际要求而适应性改变，本发明对此不作具体限定。

可选地，每个定子导体21的两端朝向定子铁芯1的中心方向弯折。如图1所示，在定子导体21插入定子槽11中后，可以将定子导体21的第一本体部211和第二本体部212的自由端(例如，图1中的下端)朝向连接部213的方向折弯，由此，不仅方便了定子导体21之间的连接，而且进一步降低了定子绕组2的端部高度，当具有该定子100的电机应用于压缩机200例如转子式空调压缩机时，可以进一步提高压缩机200例如转子式空调压缩机的能效。

参照图6a和图6b并结合图7，每个定子导体21的横截面形状为矩形，由此，通过采用矩形的定子导体21，使得定子槽11的利用率得到提高，最终提高了压缩机200例如转子式空调压缩机的能效。

可选地，每个定子导体21的横截面形状可以为正方形，也可以为长方形。其中，每个定子导体21的横截面形状优选为长方形，以方便折弯。当然，本领域内的技术人员可以理解，每个定子导体21的横截面形状还可以为圆形、椭圆形、长圆形、或除了矩形之外的其它多边形等。

具体而言，如图7所示，每个定子导体21包括绝缘皮217和设在绝缘皮217内的导芯218。其中，导芯218优选由导电性能良好的材料制成，例如铜芯或铝芯。

多个定子导体21的两端可以分别通过焊接的方式进行连接，焊接方式优选采用熔融焊，以减小定子导体21间的接触电阻。当然，定子导体21之间的连接方式不限于焊接，其它可以减小定子导体21间的接触电阻的连接方式都在本发明涵盖范围内，例如打端子连接等。

根据本发明的一个可选实施例，参照图5，每个定子槽11为闭口槽，此时定子槽11与中心孔不连通。由此，有利于降低压缩机200例如转子式空调压缩机的振动噪声。当然，根据本发明的另一个可选实施例，每个定子槽11还可以为开口槽，定子槽11通过开口与中心孔连通，每个定子槽11的开口宽度小于等于1.5mm，此时每个定子槽11的开口的尺寸很小，这样在保证压缩机200例如转子式空调压缩机的振动噪声低的同时，可以减小电机漏磁，保证压缩机200例如转子式空调压缩机的能效。可以理解，每个定子槽11的开口宽度的具体数值可以根据实际要求进行选择。

根据本发明实施例的用于电机的定子100，由于每极每相槽数较大，从而极大地降低了压缩机200例如转子式空调压缩机的振动噪声，定子导体21的横截面形状为矩形，提高了定子槽11的利用率，并且采用端部插线的工艺，极大地降低了电机的端部高度，很大程度上降低了压缩机200例如转子式空调压缩机的电阻损耗，提高了压缩机200例如转子式空调压缩机的能效。

如图1-图7所示，根据本发明第二方面实施例的用于电机的定子100的制造方法，可以用于制造根据本发明上述第一方面实施例的定子100。其中，电机的每极每相槽数为q，q满足：q≥2，由于每极每相槽数较大，从而极大地降低了压缩机200例如转子式空调压缩机的振动噪声。

具体而言，用于电机的定子100的制造方法包括以下步骤：

S1、制备定子铁芯1和多个定子导体21；

S2、将多个定子导体21的两端分别插入定子铁芯1的多个定子槽11中，其中多个定子导体21沿定子铁芯1的径向设置；以及

S3、将多个定子导体21的两端分别连接。

可选地，在步骤S1中，制备每个定子导体21具体包括以下步骤：

S11、将导材弯折成U形；

S12、将步骤S11中已弯折成U形的导材的中部折弯以使导材的两端分别位于两个不同的平面内。

例如，首先，可以将一根导材大致弯折成U形形状，如图6a所示；然后，将弯折成U形后的导材的中部折弯，折弯后的导材的左端和右端不在同一个平面内。其中，为了保证折弯后的导材的形状，导材可以选用材质较硬的材料制成。

在步骤S1中，定子铁芯1可以由多个定子100冲片叠置而成，但不限于此。

可选地，在步骤S2和步骤S3之间，定子100的制造方法还包括：

S21、将步骤S2中插入多个定子槽11中的多个定子导体21的两端朝向定子铁芯1的中心方向弯折。例如，定子导体21的两端可以弯折成一定形状后呈波形连接，但不限于此。由此，不仅方便了定子导体21之间的连接，而且进一步降低了定子绕组2的端部高度，当具有该定子100的电机应用于压缩机200例如转子式空调压缩机时，可以进一步提高压缩机200例如转子式空调压缩机的能效。

在步骤S3中，多个定子导体21之间可以焊接例如熔融焊连接或打端子连接，这样可以减小定子导体21之间的接触电阻。

定子100安装完成后，如图1所示，定子绕组2的端部非常整齐，且定子绕组2的上端和下端高度都明显降低，从而电机的电阻值减小，压缩机200例如转子式空调压缩机的能效得以提高。

根据本发明实施例的用于电机的定子100的制造方法，制造简单，当制造出来的定子100应用于压缩机200例如转子式空调压缩机时，压缩机200例如转子式空调压缩机的电阻损耗得到了很好的控制，从而能够比较好的兼顾压缩机200例如转子式空调压缩机的能效和振动噪声。

根据本发明第三方面实施例的电机，包括根据本发明上述第一方面实施例的用于电机的定子100。

如图8所示，根据本发明第四方面实施例的压缩机200，包括根据本发明上述第三方面实施例的电机。

根据本发明实施例的电机和压缩机200的其他构成以及操作对于本领域技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种用于电机的定子，其特征在于，包括：

定子铁芯，所述定子铁芯上形成有沿周向间隔布置的多个定子槽；和

定子绕组，所述定子绕组包括多个定子导体，每个所述定子导体大体形成为U形形状，所述多个定子导体的两端分别插入所述多个定子槽中，且所述多个定子导体的两端分别连接以构成所述定子绕组，其中多个所述定子导体沿所述定子铁芯的径向设置，所述电机的每极每相槽数为q，所述q满足：q≥2，每个所述定子导体的两端朝向所述定子铁芯的中心方向弯折，

其中每个所述定子导体包括第一本体部、第二本体部和连接部，所述连接部连接在所述第一本体部和所述第二本体部之间，其中所述连接部包括彼此相连且在所述定子铁芯的径向上错开设置的第一子连接部和第二子连接部。

2.根据权利要求1所述的用于电机的定子，其特征在于，每个所述定子导体的横截面形状为矩形。

3.根据权利要求1所述的用于电机的定子，其特征在于，每个所述定子导体包括绝缘皮和设在所述绝缘皮内的导芯。

4.根据权利要求3所述的用于电机的定子，其特征在于，所述导芯为铜芯或铝芯。

5.根据权利要求1所述的用于电机的定子，其特征在于，所述多个定子导体的两端分别焊接连接或打端子连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于电机的定子，其特征在于，每个所述定子槽为闭口槽。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的用于电机的定子，其特征在于，每个所述定子槽为开口槽，且每个所述定子槽的开口宽度小于等于1.5mm。

8.一种制造权利要求1-7中任一项所述的用于电机的定子的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备所述定子铁芯和所述多个定子导体；

S2、将所述多个定子导体的两端分别插入所述定子铁芯的所述多个定子槽中，其中多个所述定子导体沿所述定子铁芯的径向设置；以及

S3、将所述多个定子导体的两端分别连接。

9.根据权利要求8所述的用于电机的定子的制造方法，其特征在于，在所述步骤S1中，制备每个所述定子导体具体包括以下步骤：

S11、将导材弯折成U形；

S12、将所述步骤S11中已弯折成U形的导材的中部折弯以使所述导材的两端分别位于两个不同的平面内。

10.根据权利要求8所述的用于电机的定子的制造方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述定子铁芯由多个定子冲片叠置而成。

11.根据权利要求8所述的用于电机的定子的制造方法，其特征在于，在所述步骤S2和所述步骤S3之间，还包括：

S21、将所述步骤S2中插入所述多个定子槽中的所述多个定子导体的两端朝向所述定子铁芯的中心方向弯折。

12.根据权利要求8所述的用于电机的定子的制造方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述多个定子导体之间焊接连接或打端子连接。

13.一种电机，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的用于电机的定子。

14.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求13所述的电机。