CN105048660B - 一种拼接式的电机定子 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拼接式的电机定子，由若干个铁芯齿块拼接组成，所述的铁芯齿块包括齿部和衔接部，斜街部位于齿部的侧面，相邻的铁芯齿块通过衔接部相互连接，各个铁芯独自绕线，单股导线沿着铁芯齿块的齿部密绕，相邻的铁芯齿块的齿部之间由槽绝缘隔开。采用铁芯齿块拼接的方式来构成完整的定子，每个铁芯齿块独立绕线，因此其需求的对铁芯齿块围成的槽部面积相对传统的定子要小得多，槽满率自然也要高出很多；节余出来的铁芯截面全部充当了磁链的导通空间，有效削弱了定子铁耗。

Description

一种拼接式的电机定子

技术领域

本发明涉及电机定子技术领域，尤其是一种拼接式的电机定子。

背景技术

电机功率损耗中，其中定子的损耗占相当大的比例，为了增大电机的效率减少定子损耗是必须要考虑的途径。而要减少定子损耗，一方面应该从增加导线横截面积、增加定子槽的槽满率和缩短定子绕组长度等角度去考虑减少定子的铜耗；另外还需考虑尽量增加铁芯的导磁横截面积以提高其通过磁链的能力，改变铁芯材质以减少其内部的涡流等定子铁耗。

传统的定子，要么是整体式的结构，要么是数个齿部相连的扇形齿块的拼接式结构，其在线圈绕制时，都是等定子成形之后生成了槽部再下线，完成绕线之后再整形，在这种绕线方式下不易控制绕线，会造成绕组端部高度较高，而且槽满率较低很难达到80％。由于槽满率无法做得较高，使得齿部因导磁横截而较小而磁通密度的取值较高，引发了偏高的定子铁耗。

发明内容

本发明的目的是一种拼接式的电机定子，能够实现低高度的定子绕组端部、高槽满率以及低定子铁耗。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种拼接式的电机定子，由若干个铁芯齿块拼接组成，所述的铁芯齿块包括齿部和衔接部，衔街部位于齿部的侧面，相邻的铁芯齿块通过衔接部相互连接形成完整的定子，各个铁芯齿块独立绕线，导线沿着铁芯齿块的齿部连续而平行地密绕。由于采用了每个铁芯齿块的独立绕线方式，在进行绕线时就易于绕线控制，因此其需求的对铁芯齿块围成的槽部面积相对传统的定子要小得多，槽满率自然也要高出很多；同时单个铁芯齿块的独立绕线方式还可以方便导线沿着铁芯齿块的齿部连续而平行地密绕，因此也便于进一步降低绕组高度，导线的直径或者厚度加上其弯曲半径即为绕组的高度。拼接成定子整体后，各齿块上的引出线按照电机齿数(槽数)与极对数的配比决定的接线规律，焊接成电气上每一相正确联接的通路，形成完整的电机定子。

作为优选，所述的衔接部厚度为齿部厚度的一半并占据齿部一侧面的对半位置，相邻的铁芯齿块通过衔接部方向反转之后相互叠合连接。铁芯齿块方向反转则衔接部也是相互反转的配合方式，保证各齿块在相互连接时配合紧凑形成一圈完整的定子，相邻齿块能对应叠合。

作为优选，所述的铁芯齿块的衔接部上设置两个定位连接孔，相邻两个铁芯齿块之间通过连接件切向定位在定位连接孔上。设计了定位连接孔作为两个相邻铁芯齿块的定位以及叠合连接基础，便于铁芯齿块相互衔接形成定子整体。

作为优选，所述连接件为销钉，销钉与电机的传动轴平行。同轴配合，使得销钉具备花键传动的作用。

作为优选，所述的铁芯齿块的齿部为直槽结构或者直齿结构或者圆弧齿结构。

作为优选，铁芯齿块上的绕线为铜线或者铝线或者铜包铝线，绕线结构为单股或者两股并绕。

作为优选，所述的铁芯齿块采用铁硅粉末冶金铸成，经表面塑化处理后在齿块表面形成绝缘层。铁硅粉末具备高磁导率和低铁耗的特点，采用铁硅粉末可以降低高频工况下的铁芯损耗，而塑化处理之后的形成的绝缘层则可以让定子结构中省去槽绝缘，从而进一步利用到铁芯齿块围成的槽部的横截面积而提升槽满率。

作为优选，所述的铁芯齿块采用硅钢片叠合而成，铁芯齿块表面附有保护导线绝缘层的绝缘端板和槽绝缘。

作为优选，所述的定子为内定子或者内定子。

采用上述技术方案后，本发明具有如下突出优点：采用铁芯齿块拼接的方式来构成完整的定子；每个铁芯齿块独立绕线，因此其需求的对铁芯齿块围成的槽部面积相对传统的定子要小得多，槽满率自然也要高出很多；节余出来的铁芯截面全部充当了磁链的导通空间，有效削弱了定子铁耗；在铁芯齿块上设计了衔接部并在衔接部上设置了定位连接孔，铁芯齿块之间的连接方便并且牢固稳定。

说明书附图

图1为本发明装配分解图；

图2为本发明装配完成之后结构示意图；

图3为本发明相邻铁芯齿块相互连接关系结构分解图；

图4为本发明相邻铁芯齿块连接之后结构示意图；

图5为本发明单个铁芯齿块的结构一种实施方式示意图；

图6为本发明单个铁芯齿块的结构另一种实施方式示意图；

图7为本发明铁芯齿块绕线之后带槽绝缘的结构示意图。

下面结合附图对发明作进一步详细描述。

具体实施方式

参见图1-4，一种拼接式的电机定子，由若干个铁芯齿块1拼接组成，在本实施例中铁芯齿块的数量优选为54个，所述的铁芯齿块1包括齿部11和衔接部12，其中齿部11是用来各自独立绕线的，而衔接部12则是用来将相邻铁芯齿块连为一体，所述的衔接部12厚度为齿部12厚度的一半并占据齿部一侧面的对半位置，相邻的铁芯齿块1通过衔接部12方向反装之后相互叠合连接。在铁芯齿块1连成为一个完整的定子过程中，由于相邻铁芯齿块1是方向反装的，电就是相邻铁芯齿块的衔接部12可以相互咬合连接，保证各铁芯齿块在相互连接时配合紧凑形成一圈完整的定子。由于每个铁芯齿块独立绕线，因此其需求的对铁芯齿块围成的槽部面积相对传统的定子要小得多，槽满率自然也要高出很多。单个铁芯齿块的独立绕线方式还可以方便导线沿着铁芯齿块的齿部11连续而平行地密绕，因此也便于进一步降低绕组高度，导线的直径或者厚度加上其弯曲半径即为绕组的高度。

在铁芯齿块1上的绕线为单股也可以是双股并绕，绕线的材质可以铜线或者铝线或者铜包铝线，在本实施例中优选采用单股铜扁线，经过实验，在采用铜扁线绕线的情况下槽满率可高达92％。

为了保证各铁芯齿块的出线方向一致以便于相互衔接，每个铁芯齿块独立绕线时，相邻铁芯齿块须反转180°。需要另外指出，本实施例中的铁芯齿块1的组合方式除了上述中的单个铁芯齿块相互连接拼合之外，还可以先将两个或者多个铁芯齿块1连接为一个单元，然后各铁芯齿块单元相互连接，以将54个铁芯齿块为例，每3个铁芯齿块组成的齿块单元，先焊接成18组齿块单元，再将各齿块单元上的引出线间隔两个单元的规律首尾顺序焊接，完成三相正确联接的电气通路，最终形成完整的电机定子。需要强调，以齿块单元相互连接时，不仅相邻齿块须反转180°，相邻单元外侧的齿块之间也须反转180°。如果绕线设备直接按照正--反--正的绕线规律制作好了18组齿块单元，则直接将各齿块单元上的引出线间隔两个单元的规律首尾顺序焊接，完成三相正确联接的电气通路。

所述的铁芯齿块1的衔接部12上设置两个定位连接孔13，两个相邻的反向铁芯齿块之间的衔接部12呈交错状态，即有两个衔接部12之间是有一部分相互贴合的，两个衔接部贴合的部位上各设置一定位连接孔13，相邻两个铁芯齿块之间通过连接件切向定位在定位连接孔上，本实施例中，所述的连接件优选为销钉2，销钉2穿过两个贴合衔接部12上的定位连接孔13，将两个衔接部固定连接，在定位连接孔的作用下便于铁芯齿块相互衔接形成定子整体，其中衔接部上的定位连接孔是各个铁芯齿块能否处于同一圆周位置的关键结构。为了使得销钉具备花键传动的作用，销钉销上之后与电机的传动轴平行。

参见图5和图7，是一种铁芯齿块的实施方式，所述的衔接部12位于齿部11的侧面，相邻的铁芯齿块通过衔接部12相互连接，相邻的铁芯齿块的齿部11之间由槽绝缘3隔开。其中，所述的铁芯齿块1采用硅钢片叠合而成，铁芯表面附有保护导线绝缘层的绝缘端板和槽绝缘，硅钢片具有高磁导率和低铁耗的特点，可以提高电机效率。所述的铁芯齿块的齿部结构可以为直槽结构或者直齿结构或者圆弧齿结构等，只要便于绕线且尽可能利用槽面积，齿部结构可以适应性调整。

参见图6，是另一种铁芯齿块的实施方式，所述的衔接部12位于齿部11的侧面，相邻的铁芯齿块通过衔接部12相互连接，所述的铁芯齿块1采用铁硅粉末冶金铸成，经表面塑化处理后在齿块表面形成绝缘层。铁硅粉末具备高磁导率和低铁耗的特点，采用铁硅粉末可以降低高频工况下的铁芯损耗，而塑化处理之后的形成的绝缘层则可以让定子结构中槽绝缘的厚度可以减少至为0.1毫米甚至省去槽绝缘，从而进一步利用到铁芯齿块围成的槽部的横截面积而提升槽满率。所述的铁芯齿块的齿部结构可以为直槽结构或者直齿结构或者圆弧齿结构等，只要便于绕线且尽可能利用槽面积，齿部结构可以适应性调整。

需要强调，本实施例中所述的由铁芯齿块拼接而成定子可以为电机的内定子也可以为电机的外定子，图1和图2只给出了作为内定子时的结构示意，但是作为外定子时原理是相同的。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (9)

1.一种拼接式的电机定子，由若干个铁芯齿块(1)拼接组成，其特征在于：所述的铁芯齿块包括齿部(11)和衔接部(12)，衔街部(12)位于齿部(11)的侧面，相邻的铁芯齿块通过衔接部(12)相互连接形成完整的定子，各个铁芯齿块(1)独立绕线，导线沿着铁芯齿块的齿部(11)连续而平行地密绕，相邻的铁芯齿块(1)通过衔接部(12)方向反装之后相互叠合连接。

2.根据权利要求1所述的拼接式的电机定子，其特征在于：所述的衔接部(12)厚度为齿部(11)厚度的一半并占据齿部(11)一侧面的对半位置。

3.根据权利要求1所述的拼接式的电机定子，其特征在于：所述的铁芯齿块的衔接部(12)上设置两个定位连接孔(13)，相邻两个铁芯齿块之间通过连接件切向定位在定位连接孔(13)上。

4.根据权利要求3所述的拼接式的电机定子，其特征在于：所述连接件为销钉(2)，销钉与电机的传动轴平行。

5.根据权利要求1所述的拼接式的电机定子，其特征在于：所述的铁芯齿块的齿部(11)为直槽结构或者直齿结构或者圆弧齿结构。

6.根据权利要求1所述的拼接式的电机定子，其特征在于：所述的铁芯齿块(1)上的绕线为铜线或者铝线或者铜包铝线，绕线结构为单股或者两股并绕。

7.根据权利要求1所述的拼接式的电机定子，其特征在于：所述的铁芯齿块(1)采用铁硅粉末冶金铸成，经表面塑化处理后在齿块表面形成绝缘层。

8.根据权利要求1所述的拼接式的电机定子，其特征在于：所述的铁芯齿块(1)采用硅钢片叠合而成，铁芯齿块(1)表面附有保护导线绝缘层的绝缘端板和槽绝缘。

9.根据权利要求1所述的拼接式的电机定子，其特征在于：所述的定子为内定子或者外定子。