CN105610252A - 非晶铁合金式电机、定子组件、定子铁芯及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非晶铁合金式电机、定子组件、定子铁芯及其制造方法,该电机包括定子组件，定子组件又包括N个定子小组件，定子小组件再包括材料为非晶铁合金的定子小铁芯、绝缘小线架和定子小绕组;定子小铁芯包括中间的第一缺口、第一突部、第二突部和中间联接部，中间联接部将第一突部和第二突部联接在一起;绝缘小线架设置在定子小铁芯的中间联接部上；定子小绕组设置在绝缘小线架的第一凹槽内；N为大于2的整数。本发明非晶铁合金式电机具有涡流损耗小、高频特性优良、温升低、效率高、成本低、结构牢固和操作简单方便等优点,是一种高效节能的电机。

Description

非晶铁合金式电机、定子组件、定子铁芯及其制造方法

【技术领域】

本发明涉及电机制造,特别是涉及电枢绕组为特征的电机之定子部件和/或转子部件,尤其涉及电机制造的定子铁芯。

【背景技术】

传统的电机之定子铁芯和/或转子铁芯均采用硅钢材料，铁损大，发热严重，温升高，从而造成效率低下；尤其在高频条件下铁损更大。例如现有技术的永磁电机之定子铁芯仍然以传统的硅钢导磁材料为主，永磁电机因为极对数较多，其工作频率一般都较高，使得永磁电机温升过高和效率较低。

在电机的损耗中，铁损占据了相当大的比例，这些损耗都以发热形式耗散了,不可再生能源，同时提高了电机温升，降低电机效率。减少电机铁损是电机设计一大课题，采用导磁率高，电阻大，涡流损耗小的新材料取代硅钢片是电机研发的一个方向。硅钢片在导磁率、电阻、涡流损耗和高频特性等方面的固有缺点使我们无法用其制造出更高效率的电机。

非晶铁合金材料具有高导磁、高电阻和铁损小等一些列优点，利用非晶铁合金材料制造的电机能有效克服采用传统硅钢导磁材料制造的电机的上述缺点。非晶铁合金材料是利用快速凝固技术制造的新材料，具有优异的软磁性能，也具有高饱和磁感应强度、高导磁率低矫顽力、高电阻率和极低的涡流效应，因此铁损很小是非晶铁合金材料的优点，是硅钢片、坡莫合金和铁氧体的换代产品。目前非晶铁合金材料已广泛应用于变压器、互感器、电感电抗和电机中，大大促进了电力电子电源的小型化和节能。

在电机领域由于受到非晶铁合金材料加工成定子铁芯和/或转子铁芯工艺复杂，加工效率低，材料利用率低等一系列限制，使其成型后的产品价格极高，阻碍了非晶铁合金材料在电机领域的大量使用和推广。

非晶铁合金材料在电机的定子铁芯和/或转子铁芯结构上任然采用的是传统结构，由于非晶铁合金材料为非晶铁合金带材，其宽度最大不超过200毫米，厚度约为0.03毫米，因此加工成定子铁芯和/或转子铁芯难度很大；宽度使其不能做成大尺寸的电机，厚度使其叠片数量太多，叠片后整齐较难，这也阻碍了非晶铁合金材料在电机领域的大量使用和推广。

近年来，随着不断地对非晶铁合金材料在电机之定子铁芯和/或转子铁芯加工方面的研究和探索，但是也只在传统加工和设计方面做些改进，因此还是不能有效的提高非晶铁合金材料在电机之定子铁芯和/或转子铁芯的加工效率和降低成本。

节能减排，提高材料的利用率，简化加工工艺，降低制造成本是当前企业面临的一项重大任务。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种非晶铁合金式电机、定子组件、定子铁芯及其制造方法,本发明根据非晶铁合金材料的特点，利用新的电机磁路结构，解决了非晶铁合金材料的加工难题，提高了非晶铁合金材料的加工效率和非晶铁合金材料的利用率，其成本大大的降低，这样使非晶铁合金材料在电机中的应用将会迅速的推广开来；而本发明非晶铁合金式电机具有涡流损耗小、高频特性优良、温升低、效率高、成本低、结构牢固和操作简单方便等优点,是一种高效节能的电机。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：

提供一种非晶铁合金式电机，包括定子组件，所述定子组件又包括定子铁芯和定子绕组；所述定子铁芯包括N个材料为非晶铁合金的定子小铁芯;所述定子小铁芯形状为凹型结构，也可以说成所述定子小铁芯形状为C型结构，所述定子小铁芯包括中间的第一缺口，以及形成该第一缺口的第一突部、第二突部和中间联接部，所述中间联接部将所述第一突部和第二突部联接在一起;所述定子绕组包括N个定子小绕组;所述定子组件还包括N个绝缘小线架，该绝缘小线架的端部设有一圈用来容纳所述定子小绕组的第一凹槽；所述绝缘小线架设置在靠近所述第一缺口处的定子小铁芯的中间联接部上；所述定子小绕组设置在所述绝缘小线架的第一凹槽内；每一个定子小铁芯、绝缘小线架和定子小绕组构成一个定子小组件，使得所述定子组件实际上包括N个定子小组件；N为大于2的整数。

为了工艺简单和生产方便,所述绝缘小线架采用工程塑料直接注塑在所述定子小铁芯的中间联接部上。

所述非晶铁合金式电机为非晶铁合金式内转子电机，该内转子电机还包括前端盖、转子组件、后端盖、前轴承和后轴承;所述前轴承设置在所述前端盖的轴承室内，所述后轴承设置在所述后端盖的轴承室内；所述定子组件的N个定子小组件分别设置在前端盖和后端盖之间；所述转子组件包括转轴，所述转子组件之转轴借助所述前、后轴承转动地设置在所述前、后端盖上，所述转子组件与所述定子组件之间有径向气隙。

对于上述内转子电机，所述前端盖内表面均匀设有N个第一固定槽，对应地，所述后端盖内表面也均匀设有N个第二固定槽；所述定子组件的N个定子小组件分别对应地设置在前端盖的各第一固定槽和后端盖的各第二固定槽之间。

对于上述内转子电机，所述定子小组件的定子小铁芯之第一突部和第二突部的外端面分别设有第一定位槽和第二定位槽；所述前端盖的各第一固定槽内都设有与所述定子小铁芯的第一突部之第一定位槽相适配的第一定位凸台，对应地，所述后端盖的各第二固定槽内也都设有与所述定子小铁芯的第二突部之第二定位槽相适配的第二定位凸台；所述定子组件的N个定子小组件分别对应地设置在前端盖的各第一固定槽和后端盖的各第二固定槽之间后，所述前端盖之各第一固定槽内的第一定位凸台分别对应地位于各定子小铁芯的第一突部之第一定位槽内，所述后端盖的各第二固定槽内的第二定位凸台分别对应地位于各定子小铁芯的第二突部之第二定位槽内。

对于上述内转子电机，所述转子组件还包括转子铁芯、第一组永磁体和第二组永磁体;所述第一组永磁体和第二组永磁体分别前、后固定在所述转子铁芯的外表面，所述第一组永磁体和第二组永磁体之间留有一圈第一轴向气隙。

对于上述内转子电机，所述第一组永磁体包括M块的第一小永磁体，相应地，第二组永磁体也包括M块的第二小永磁体，各第一小永磁体和第二小永磁体前后固定在所述转子铁芯的外表面后，相邻第一小永磁体之间都留有一条第二轴向间隙，相邻第二小永磁体之间都留有一条第三轴向间隙；M为正偶数。

或者是，所述非晶铁合金式电机为非晶铁合金式外转子电机，该外转子电机还包括基座、转子组件、上轴承和下轴承;所述上轴承和下轴承分别设置在所述基座的上、下轴承室内；所述定子组件的N个定子小组件分别设置在基座上；所述转子组件包括转轴，所述转子组件之转轴借助所述上、下轴承转动地设置在所述基座上，所述转子组件与所述定子组件之间有径向气隙。

对于上述外转子电机，所述基座的外圆周部均匀设有N条第一固定槽；所述定子组件的N个定子小组件分别对应地固定在基座的各第一固定槽内。

对于上述外转子电机，所述非晶铁合金式电机还包括定子固定顶板；所述定子小组件的定子小铁芯之第一突部和第二突部的外端面分别设有第一定位槽和第二定位槽；所述基座的各第一固定槽内都设有与所述定子小铁芯的第一突部之第一定位槽相适配的第一定位凸台；所述定子固定顶板的下底面设有与所述定子小铁芯的第二突部之第二定位槽相适配的第二定位凸台；所述定子组件的N个定子小组件分别对应地固定在所述基座的各第一固定槽内后，所述基座之各第一固定槽内的第一定位凸台分别对应地位于各定子小铁芯的第一突部之第一定位槽内；所述定子固定顶板固定在所述基座的顶面，并压住各定子小组件之定子小铁芯的顶面，所述定子固定顶板的第二定位凸台分别对应地位于各定子小铁芯的第二突部之第二定位槽内。

对于上述外转子电机，所述转子组件还包括转子壳体、第一组永磁体和第二组永磁体;所述第一组永磁体和第二组永磁体分别上、下固定在所述转子壳体的内表面，所述第一组永磁体和第二组永磁体之间留有一圈第一轴向气隙。

还提供一种非晶铁合金式定子组件；该定子组件包括N个定子小组件，每一个定子小组件包括材料为非晶铁合金的定子小铁芯、绝缘小线架和定子小绕组;所述定子小铁芯形状为凹型结构，包括中间的第一缺口，以及形成该第一缺口的第一突部、第二突部和中间联接部，所述中间联接部将所述第一突部和第二突部联接在一起;所述绝缘小线架的端部设有一圈用来容纳所述定子小绕组的第一凹槽；所述绝缘小线架设置在靠近所述第一缺口处的定子小铁芯的中间联接部上；所述定子小绕组设置在所述绝缘小线架的第一凹槽内；N为大于2的整数。

还提供一种非晶铁合金式定子铁芯；所述定子铁芯包括N个材料为非晶铁合金的定子小铁芯;所述定子小铁芯形状为凹型结构，包括中间的第一缺口，以及形成该第一缺口的第一突部、第二突部和中间联接部，所述中间联接部将所述第一突部和第二突部联接在一起；N为大于2的整数。

所述定子小铁芯之第一突部和第二突部的外端面分别设有第一定位槽和第二定位槽。

还提供一种非晶铁合金式定子铁芯的制造方法，包括如下步骤：

a₁、将定子铁芯分成N个定子小铁芯来制造,N为大于2的整数;

a₂、选用合适宽度的非晶铁合金带材作为定子小铁芯的坯料;

a₃、制造一个模芯作为辅助工具;

a₄、将所述非晶铁合金带材按要求一圈一圈地绕制在所述模芯上;

a₅、绕制完后,抽出所述模芯,成为定子小铁芯半成品,将所述定子小铁芯半成品放入绝缘清漆中浸泡一段时间；然后放在烤箱内烘干,使整个所述定子小铁芯半成品包裹一层绝缘漆层;

a₆、再将所述定子小铁芯半成品一分为二,每一个定子小铁芯半成品成为两个定子小铁芯,每一个定子小铁芯均包括中间的第一缺口，以及形成该第一缺口的第一突部、第二突部和中间联接部，所述中间联接部将所述第一突部和第二突部联接在一起。

所述非晶铁合金式定子铁芯的制造方法还包括如下步骤：a₇、所述定子小铁芯之第一突部和第二突部的外端面分别加工有第一定位槽和第二定位槽。

还提供一种非晶铁合金式定子组件的制造方法，包括如下步骤：

b₁、将定子组件分成N个定子小组件来制造,N为大于2的整数;每一个定子小组件包括定子小铁芯、绝缘小线架和定子小绕组;

b₂、选用合适宽度的非晶铁合金带材作为定子小铁芯的坯料;

b₃、制造一个模芯作为辅助工具;

b₄、将所述非晶铁合金带材按要求一圈一圈地绕制在所述模芯上;

b₅、绕制完后,抽出所述模芯,成为定子小铁芯半成品,将所述定子小铁芯半成品放入绝缘清漆中浸泡一段时间；然后放在烤箱内烘干,使整个所述定子小铁芯半成品包裹一层绝缘漆层;

b₆、再将所述定子小铁芯半成品一分为二,每一个定子小铁芯半成品成为两个定子小铁芯,每一个定子小铁芯均包括中间的第一缺口，以及形成该第一缺口的第一突部、第二突部和中间联接部，所述中间联接部将所述第一突部和第二突部联接在一起;

b₇、将绝缘小线架设置在靠近所述第一缺口处的定子小铁芯的中间联接部上;

b₈、将定子小绕组设置在绝缘小线架的第一凹槽内。

在步骤b₇中,所述绝缘小线架采用工程塑料直接注塑在所述定子小铁芯的中间联接部上。

同现有技术相比较，本发明非晶铁合金式电机、定子组件、定子铁芯及其制造方法之有益效果在于：

1、将定子铁芯分成多个定子小铁芯来制造，而定子小铁芯采用非晶铁合金带材卷绕成中间有通孔的柱状结构或筒状结构后被一分为二形成的，定子小铁芯加工方便、结构简单、体积小、非晶铁合金材料的利用率高、加工效率高和成本低，解决了非晶铁合金材料的加工难题，这样使非晶铁合金材料在电机中的应用将会迅速的推广开来，可以有效地缩小非晶铁合金式电机的体积；

2、由于定子小铁芯采用非晶铁合金材料制造，使本发明非晶铁合金式电机具有涡流损耗小、高频特性优良、温升低和效率高等优点,是一种高效节能的电机；非晶铁合金材料是利用快速凝固技术制造的新材料，具有优异的高导磁率、高电阻率和极低的涡流效应，铁损很小是非晶铁合金材料的优点，与硅钢片、坡莫合金等导磁材料相比，具有很大优势，是一种节能型的材料；

3、定子铁芯采用非晶铁合金材料制成后，再单独使定子铁芯在绝缘清漆中浸泡后包裹一层绝缘漆层，避免了定子铁芯掉非晶铁合金材料粉渣的隐患，而且结构也牢固和方便加工；

4、将绝缘小线架采用工程塑料直接注塑在所述定子小铁芯上，结构简单、加工方便和绝缘性能好，而将定子小绕组直接绕制在绝缘小线架上，不但绝缘性能好，而且结构牢固，操作简单方便；

5、转子组件采用两组永磁体，每组永磁体包括多块小永磁体，再加上多个独立的定子小组件，使得本发明电机有两条磁路，磁路不容易饱和；

6、由于前端盖内表面均匀设有多个第一固定槽和后端盖内表面也均匀设有多个第二固定槽，或者是基座上设有多个第一固定槽，使定子小组件安装固定方便、固定牢靠和各定子小组件能均匀地设置；

7、本发明由于采用了凹型结构（或者被说成的C型结构）的非晶铁合金式定子小铁芯，同样的定子小铁芯可以按照不同的安装方式和加工后，形成不同磁路结构的电机，例如可以做成径向磁路的内转子电机和外转子电机，也可以做成轴向磁路的盘式电机等，使得定子铁芯模具的数量大大减少，而形成的电机的形式和种类大大增加，利于生产管理和效益的显著提高。

综上所述，本发明根据非晶铁合金材料的特点，利用新的电机磁路结构，解决了非晶铁合金材料的加工难题，提高了非晶铁合金材料的加工效率和非晶铁合金材料的利用率，其成本大大的降低，这样使非晶铁合金材料在电机中的应用将会迅速的推广开来；而本发明非晶铁合金式电机具有涡流损耗小、高频特性优良、温升低、效率高、成本低、结构牢固和操作简单方便等优点,是一种高效节能的电机。

【附图说明】

图1是本发明非晶铁合金式电机为内转子电机时的优选实施例之正投影纵剖面示意图;

图2是所述内转子电机分解后的轴测投影示意图，图中有12个定子小组件20；

图3是所述内转子电机之定子组件与前端盖装配在一起时的正投影纵剖面示意图；

图4是图3所示定子组件与前端盖装配在一起时的正投影左视示意图；

图5是图4所示A-A的剖视示意图；

图6是所述定子组件的定子小组件之定子小铁芯制造时非晶铁合金带材绕制在模芯上的正投影纵剖面示意图；

图7是图6所示定子小铁芯制造时抽出模芯后成为定子小铁芯半成品21′的正投影纵剖面示意图；

图8是所述定子小铁芯的正投影主视示意图；

图9是所述定子小组件之绝缘小线架与定子小铁芯装配在一起时的正投影主视示意图；

图10是所述定子小组件的轴测投影示意图；

图11是所述内转子电机之转子组件一个实施例的轴测投影示意图；

图12是图11所示转子组件的正投影主视示意图；

图13是图12所示转子组件的正投影左视示意图；

图14是所述转子组件另一个实施例的正投影主视示意图；

图15是图14所示转子组件的正投影左视示意图；

图16是所述内转子电机之前端盖的轴测投影示意图；

图17是图16所示前端盖的正投影主视示意图；

图18是图17所示B-B的剖视示意图；

图19是所述内转子电机之后端盖的轴测投影示意图；

图20是所述定子组件之各定子小组件20与转子组件3之间的位置关系正投影主视示意图，图中有12个定子小组件20；

图21是所述内转子电机之磁路一的轴测投影示意图；图中只画出任意相邻两组定子小组件20与转子组件3之间的磁路关系，图中没有画出转子组件3的转轴31；

图22是所述内转子电机之磁路二的轴测投影示意图；图中只画出任意一组定子小组件20与转子组件3之间的磁路关系，图中没有画出转子组件3的转轴31；

图23是本发明非晶铁合金式电机为外转子电机时的优选实施例之轴测投影示意图；

图24是所述外转子电机的正投影纵剖面示意图；

图25是所述外转子电机之定子组件的各定子小组件20与基座1′装配在一起时的轴测投影示意图，图中有18个定子小组件20；

图26是所述定子组件的各定子小组件20与基座1′装配在一起时的正投影纵剖面示意图；

图27是所述外转子电机之基座的轴测投影示意图;

图28是所述外转子电机分解后的轴测投影示意图，图中有17个定子小组件20。

【具体实施方式】

下面结合各附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1至图28,提供一种非晶铁合金式电机，包括定子组件，所述定子组件又包括定子铁芯和定子绕组；所述定子铁芯包括N个材料为非晶铁合金的定子小铁芯21;所述定子小铁芯21形状为凹型结构，也可以说成所述定子小铁芯21形状为C型结构，该定子小铁芯21是由非晶铁合金带材卷绕成中间有通孔的柱状结构或筒状结构后被一分为二形成的，所述定子小铁芯21包括中间的第一缺口211，以及形成该第一缺口211的第一突部212、第二突部213和中间联接部214，所述中间联接部214将所述第一突部212和第二突部213联接在一起，第一突部212和第二突部213相当于定子小铁芯21的两个齿部;所述定子绕组包括N个定子小绕组23;所述定子组件20还包括N个绝缘小线架22，该绝缘小线架22的端部设有一圈用来容纳所述定子小绕组23的第一凹槽221；所述绝缘小线架22设置在靠近所述第一缺口211处的定子小铁芯21的中间联接部214上；所述定子小绕组23设置在所述绝缘小线架22的第一凹槽221内；每一个定子小铁芯21、绝缘小线架22和定子小绕组23构成一个定子小组件20，使得所述定子组件实际上包括N个定子小组件20；N为大于2的整数。

参见图8至图11,在本发明中,绝缘小线架22起绝缘和固定定子小绕组23的作用,作为等同替换,绝缘小线架22可以用绝缘纸替代,也就是说将定子小铁芯21的中间联接部214上包裹绝缘纸,再在绝缘纸上绕制定子小绕组23也可以。有的定子小组件20在定子小绕组23绕制在绝缘小线架22后还包裹绝缘纸。

参见图8和图9,为了工艺简单和生产方便,所述绝缘小线架22采用工程塑料直接注塑在所述定子小铁芯21的中间联接部214上。

参见图8至图11,为了定子小组件20安装定位和固定方便,所述定子小铁芯21之第一突部212和第二突部213的外端面分别设有第一定位槽2121和第二定位槽2131。

本发明根据不同的定子铁芯尺寸要求，可以采用不同尺寸和数量的定子小铁芯21来形成不同尺寸的定子铁芯;也就说定子小铁芯21的尺寸和数量根据要求可以任意设置。

对于内转子电机:

参见图1至图19,所述非晶铁合金式电机为非晶铁合金式内转子电机，该内转子电机除了包括上述定子组件外,还包括前端盖1、转子组件3、后端盖4、前轴承5和后轴承6;所述前轴承5设置在所述前端盖1的轴承室内，所述后轴承6设置在所述后端盖4的轴承室内；所述定子组件的N个定子小组件20分别设置在前端盖1和后端盖4之间，一般地各定子小组件20均匀地形成一圈设置在前端盖1和后端盖4之间；所述转子组件3包括转轴31，所述转子组件3之转轴31借助所述前、后轴承5、6转动地设置在所述前、后端盖1、4上，所述转子组件3与所述定子组件之间有径向气隙9。装配时,可以先将各定子小组件20的定子小铁芯21分别固定在前端盖1或后端盖4的内表面上,例如采用高强度的环氧树脂粘接固定,然后装配转子组件3,再装配后端盖4或前端盖1,用螺丝8锁紧,使所述定子组件的N个定子小组件20之各定子小铁芯21分别牢牢地固定在前端盖1和后端盖4之间。内转子电机装配好后，一般地各定子小组件20之定子小铁芯21的第一缺口211都朝向转子组件3。

参见图1至图5、图8至图10和图16至图19,为了各定子小组件20安装固定方便、固定牢靠和各定子小组件20均匀地设置,所述前端盖1内表面均匀设有N个第一固定槽19，对应地，所述后端盖4内表面也均匀设有N个第二固定槽49；所述定子组件的N个定子小组件20分别对应地设置在前端盖1的各第一固定槽19和后端盖4的各第二固定槽49之间。一般地,第一固定槽19与定子小组件20的定子小铁芯21为过盈配合,而第二固定槽49与定子小组件20的定子小铁芯21为过渡配合，有利于拆装;装配时,可以先将各定子小组件20的定子小铁芯21分别压入前端盖1的各第一固定槽19内,也可以采用高强度的环氧树脂粘接固定,然后装配转子组件3,再装配后端盖4,使各定子小组件20的定子小铁芯21分别卡入后端盖4的各第二固定槽49内,用螺丝8锁紧,使所述定子组件的N个定子小组件20之各定子小铁芯21分别牢牢地固定在前端盖1的第一固定槽19和后端盖4的第二固定槽49之间。

参见图1至图5、图8至图10和图16至图19,为了定子小组件20安装定位和固定方便,所述定子小组件20的定子小铁芯21之第一突部212和第二突部213的外端面分别设有第一定位槽2121和第二定位槽2131；所述前端盖1的各第一固定槽19内都设有与所述定子小铁芯21的第一突部212之第一定位槽2121相适配的第一定位凸台191，对应地，所述后端盖4的各第二固定槽49内也都设有与所述定子小铁芯21的第二突部213之第二定位槽2131相适配的第二定位凸台491；所述定子组件的N个定子小组件20分别对应地设置在前端盖1的各第一固定槽19和后端盖4的各第二固定槽49之间后，所述前端盖1之各第一固定槽19内的第一定位凸台191分别对应地位于各定子小铁芯21的第一突部212之第一定位槽2121内，所述后端盖4的各第二固定槽49内的第二定位凸台491分别对应地位于各定子小铁芯21的第二突部213之第二定位槽2131内。

参见图1、图2和图11至图15,所述转子组件3还包括转子铁芯32、第一组永磁体33和第二组永磁体34;所述第一组永磁体33和第二组永磁体34分别前、后固定在所述转子铁芯32的外表面，所述第一组永磁体33和第二组永磁体34之间留有一圈第一轴向气隙39。该结构可以使得第一组永磁体33和第二组永磁体34分别对应地为N极和S极，如图11所示，第二组永磁体34有一块为N极，与该块第二组永磁体34对应的一块第一组永磁体33就是S极。转子铁芯由于铁损很小，可用一般的导磁材料,当然也可以用非晶铁合金材料。

参见图1、图11、图12和图14,所述第一轴向气隙39处设置有用不导磁材料制成的隔圈（图中没有画出）。

参见图2、图11、图13和图15,所述第一组永磁体33包括M块的第一小永磁体331，相应地，第二组永磁体34也包括M块的第二小永磁体341，各第一小永磁体331和第二小永磁体341前后固定在所述转子铁芯32的外表面后，相邻第一小永磁体331之间都留有一条第二轴向间隙38，相邻第二小永磁体341之间都留有一条第三轴向间隙37；M为正偶数。该结构可以使得第一组永磁体33的各第一小永磁体331为N极和S极交替分布，第二组永磁体34的第二小永磁体341为S极和N极交替分布，并且使得第二组永磁体34有一块第二小永磁体341为N极，与该块第二小永磁体341对应的第一组永磁体33之第一小永磁体331就是S极。

参见图11至图13,本发明内转子电机的转子组件3之永磁体可以采用表面粘贴的结构；或者是，参见图14和图15,本发明内转子电机的转子组件3之永磁体也可以采用内嵌式的结构。对于高速电机使用表面粘贴式结构时,在各永磁体粘接后,再在各永磁体的外表面套箍一个固定护套，以增强转子组件的强度和保护各永磁体不会飞出。

参见图20,本发明内转子电机的转子组件3与定子组件的各定子小组件20之间的位置关系示意图。参见图21和图22，本发明内转子电机有两条磁路，与现有技术电机的磁路不一样；参见图21的箭头D组成的封闭路线,一条磁路为任意相邻两定子小组件20与转子组件3构成的磁路，该磁路是转子组件3的转子铁芯32后部、转子组件3之第二组永磁体34的一块第二小永磁体341、一个定子小组件20的定子小铁芯21、转子组件3之第一组永磁体33的一块第一小永磁体331、转子铁芯32的前部、转子组件3之第一组永磁体33的相邻一块第一小永磁体331、相邻定子小组件20的定子小铁芯21、转子组件3之第二组永磁体34的相邻一块第二小永磁体341和转子组件3的转子铁芯32后部，构成一个封闭的磁路；参见图22的箭头E组成的封闭路线,另一条磁路为任意一个定子小组件20与转子组件3构成的磁路，该磁路是转子组件3的转子铁芯32后部、转子组件3之第二组永磁体34的一块第二小永磁体341、该定子小组件20的定子小铁芯21、转子组件3之第一组永磁体33的一块第一小永磁体331、转子铁芯32的前部和转子组件3的转子铁芯32后部，也构成一个封闭的磁路；由于本发明内转子电机有这两条磁路，所以本发明内转子电机的磁路不容易饱和。

参见图1至图19,本申请人的一款非晶铁合金式内转子电机，定子小组件20有12个；转子组件3的第一组永磁体33之第一小永磁体331有八块，转子组件3的第二组永磁体34之第二小永磁体341也有八块。

对于外转子电机:

参见图23至图28,所述非晶铁合金式电机为非晶铁合金式外转子电机，该电机除了包括上述定子组件外,该电机还包括基座1′、转子组件3′、上轴承5′和下轴承6′;所述上轴承5′和下轴承6′分别设置在所述基座1′的上、下轴承室内；所述定子组件的N个定子小组件20分别设置在基座1′上,例如采用高强度的环氧树脂将各定子小组件20的定子小铁芯21与基座1′粘接固定，一般地各定子小组件20均匀地形成一圈设置在基座1′上；所述转子组件3′包括转轴31′，所述转子组件3′之转轴31′借助所述上、下轴承5′、6′转动地设置在所述基座1′上，所述转子组件3′与所述定子组件之间有径向气隙9′。外转子电机装配好后，一般地各定子小组件20之定子小铁芯21的第一缺口211都朝向转子组件3′。

参见图24至图28,为了各定子小组件20安装固定方便、固定牢靠和各定子小组件20均匀地设置,所述基座1′的下部均匀设有N个第一固定槽19′；所述定子组件的N个定子小组件20分别对应地固定在基座1′的各第一固定槽19′内。一般地,基座1′的第一固定槽19′与定子小组件20的定子小铁芯21为过盈配合;装配时,可以先将各定子小组件20的定子小铁芯21分别压入基座1′的各第一固定槽19′内,也可以采用高强度的环氧树脂粘接固定。

参见图24至图28,为了定子小组件20安装定位和固定方便,所述非晶铁合金式电机还包括定子固定顶板7′；所述定子小组件20的定子小铁芯21之第一突部212和第二突部213的外端面分别设有第一定位槽2121和第二定位槽2131；所述基座1′的各第一固定槽19′内都设有与所述定子小铁芯21的第一突部212之第一定位槽2121相适配的第一定位凸台191′；所述定子固定顶板7′的下底面设有与所述定子小铁芯21的第二突部213之第二定位槽2131相适配的第二定位凸台791′；所述定子组件的N个定子小组件20分别对应地固定在所述基座1′的各第一固定槽19′内后，所述基座1′之各第一固定槽19′内的第一定位凸台191′分别对应地位于各定子小铁芯21的第一突部212之第一定位槽2121内；所述定子固定顶板7′固定在所述基座1′的顶面，例如用螺丝8′固定,并压住各定子小组件20之定子小铁芯21的顶面，所述定子固定顶板7′的第二定位凸台791′分别对应地位于各定子小铁芯21的第二突部213之第二定位槽2131内。

参见图24和图28,所述转子组件3′还包括转子壳体32′、第一组永磁体33′和第二组永磁体34′;所述第一组永磁体33′和第二组永磁体34′分别上、下固定在所述转子壳体32′的内表面，所述第一组永磁体33′和第二组永磁体34′之间留有一圈第一轴向气隙39′。当然，也可以同内转子电机一样，第一组永磁体33′包括M块的第一小永磁体331′，相应地，第二组永磁体34′也包括M块的第二小永磁体341′，各第一小永磁体331′和第二小永磁体341′上、下固定在所述转子壳体32′的内表面后，相邻第一小永磁体331′之间都留有一条第二轴向间隙，相邻第二小永磁体341′之间都留有一条第三轴向间隙；M为正偶数。

参见图24和图28,本发明的外转子电机之转子组件3的转轴31′和转子壳体32′可以做成一体的结构。

参见图27和图28,为了加工方便，本发明的外转子电机之基座1′可以做成分开的结构，例如基座1′可以包括上基座和下基座。

参见图24至图28,本申请人的一款非晶铁合金式外转子电机，定子小组件20有18个；转子组件3′的第一组永磁体33′之第一小永磁体331′有12块，转子组件3′的第二组永磁体34′之第二小永磁体341′也有12块。

上述定子组件还可以用于盘式电机和开关磁阻电机等电机上,在此不再赘述。

本发明的定子组件结构跟现有技术的定子组件结构差别很大，现有技术的定子组件之定子铁芯采用一个整体结构，而本发明的定子组件之定子铁芯被分成了多个定子小铁芯21，各定子小铁芯21在磁路上采用了凹型形式齿槽一体的单块结构构成两齿一槽，将不同数量的定子小铁芯21组合就可获得不同齿槽数量的定子铁芯。将漆包线直接绕制在定子小铁芯21上的绝缘部分（绝缘小线架22或绝缘纸）就构成了定子小绕组23。转子组件的各永磁体在轴向(或径向，如盘式电机）方向按照N、S极性方式安装。同一定子小铁芯21可以按照不同的装配方式形成不同的转子电机，如径向磁路的内转子电机和外转子电机，以及轴向磁路的盘式电机等。

相应地，本发明还提供一种非晶铁合金式定子铁芯的制造方法，包括如下步骤：

a₁、将定子铁芯分成N个定子小铁芯21来制造,N为大于2的整数;

a₂、选用合适宽度的非晶铁合金带材98作为定子小铁芯21的坯料;

a₃、制造一个模芯99作为辅助工具;模芯99的尺寸根据绝缘小线架22的尺寸要求和定子小铁芯21的尺寸要求来设计制造;

a₄、将所述非晶铁合金带材98按要求一圈一圈地绕制在所述模芯99上,其圈数据定子小铁芯21的尺寸要求来确定;

a₅、绕制完后,抽出所述模芯99,成为定子小铁芯半成品21′,即该定子小铁芯半成品21′是由非晶铁合金带材卷绕成中间有通孔的柱状结构或筒状结构,将所述定子小铁芯半成品21′放入绝缘清漆中浸泡一段时间；然后放在烤箱内烘干,使整个所述定子小铁芯半成品21′包裹一层绝缘漆层;该绝缘漆层避免了定子小铁芯半成品21′掉非晶铁合金材料粉渣的隐患，而且使定子小铁芯半成品21′结构牢固,方便后面一分为二的加工制造；绝缘清漆英文名称叫Varnish,有的国家和地方称为凡立水，定子小铁芯半成品21′浸渍绝缘清漆还可以散热以降低温升、防潮和改善整体绝缘性能；在将加工好的定子小铁芯半成品21′放入绝缘清漆中浸泡之前，可先将加工好的定子小铁芯半成品21′用清洗剂清洗干净，以清除定子小铁芯半成品21′上的残渣和油污等；在绝缘清漆中浸泡的时间一般为20～30分钟；烘干时的温度一般为100～130摄氏度，时间约为2～3小时;

a₆、再将所述定子小铁芯半成品21′一分为二,每一个定子小铁芯半成品21′成为两个定子小铁芯21,每一个定子小铁芯21形状为凹型结构，也可以说成所述定子小铁芯21形状为C型结构，包括中间的第一缺口211，以及形成该第一缺口211的第一突部212、第二突部213和中间联接部214，所述中间联接部214将所述第一突部212和第二突部213联接在一起。

所述非晶铁合金式定子铁芯的制造方法还包括如下步骤:a₇、将所述定子小铁芯21之第一突部212和第二突部213的外端面分别加工有第一定位槽2121和第二定位槽2131。

相应地，本发明还提供一种非晶铁合金式定子组件的制造方法，包括如下步骤：

b₁、将定子组件分成N个定子小组件20来制造,N为大于2的整数;每一个定子小组件20包括定子小铁芯21、绝缘小线架22和定子小绕组23;

b₂、选用合适宽度的非晶铁合金带材98作为定子小铁芯21的坯料;

b₃、制造一个模芯99作为辅助工具;

b₄、将所述非晶铁合金带材98按要求一圈一圈地绕制在所述模芯99上;

b₅、绕制完后,抽出所述模芯99,成为定子小铁芯半成品21′,即该定子小铁芯半成品21′是由非晶铁合金带材卷绕成中间有通孔的柱状结构或筒状结构,将所述定子小铁芯半成品21′放入绝缘清漆中浸泡一段时间；然后放在烤箱内烘干,使整个所述定子小铁芯半成品21′包裹一层绝缘漆层;该绝缘漆层避免了定子小铁芯半成品21′掉非晶铁合金材料粉渣的隐患，而且使定子小铁芯半成品21′结构牢固,方便后面一分为二的加工制造；绝缘清漆英文名称叫Varnish,有的国家和地方称为凡立水，定子小铁芯半成品21′浸渍绝缘清漆还可以散热以降低温升、防潮和改善整体绝缘性能；在将加工好的定子小铁芯半成品21′放入绝缘清漆中浸泡之前，可先将加工好的定子小铁芯半成品21′用清洗剂清洗干净，以清除定子小铁芯半成品21′上的残渣和油污等；在绝缘清漆中浸泡的时间一般为20～30分钟；烘干时的温度一般为100～130摄氏度，时间约为2～3小时;

b₆、再将所述定子小铁芯半成品21′一分为二,可以采用线切割或者洗床将定子小铁芯半成品21′一分为二,每一个定子小铁芯半成品21′成为两个定子小铁芯21,每一个定子小铁芯21形状为凹型结构，也可以说成所述定子小铁芯21形状为C型结构，包括中间的第一缺口211，以及形成该第一缺口211的第一突部212、第二突部213和中间联接部214，所述中间联接部214将所述第一突部212和第二突部213联接在一起;

b₇、将绝缘小线架22设置在靠近所述第一缺口211处的定子小铁芯21的中间联接部214上;

b₈、将定子小绕组23设置在绝缘小线架22的第一凹槽221内。有的定子小组件20在定子小绕组23绕制在绝缘小线架22后还包裹绝缘纸。整个定子小组件20根据电机的需要来确定是否需要整体浸渍绝缘清漆。

所述非晶铁合金式定子组件的制造方法，还包括如下步骤：b₆₁、将所述定子小铁芯21之第一突部212和第二突部213的外端面分别加工有第一定位槽2121和第二定位槽2131。

在步骤b₇中,所述绝缘小线架22采用工程塑料直接注塑在所述定子小铁芯21的中间联接部214上。

在本发明各实施例中，所述定子小铁芯使用的非晶铁合金材料采用中国安泰公司生产的纳米铁基非晶铁合金带材。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围;因此,凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种非晶铁合金式电机，包括定子组件，所述定子组件又包括定子铁芯和定子绕组；其特征在于：

所述定子铁芯包括N个材料为非晶铁合金的定子小铁芯（21）;所述定子小铁芯（21）形状为凹型结构，包括中间的第一缺口（211），以及形成该第一缺口（211）的第一突部（212）、第二突部（213）和中间联接部（214），所述中间联接部（214）将所述第一突部（212）和第二突部（213）联接在一起;所述定子绕组包括N个定子小绕组（23）;所述定子组件（20）还包括N个绝缘小线架（22），该绝缘小线架（22）的端部设有一圈用来容纳所述定子小绕组（23）的第一凹槽（221）；所述绝缘小线架（22）设置在靠近所述第一缺口（211）处的定子小铁芯（21）的中间联接部（214）上；所述定子小绕组（23）设置在所述绝缘小线架（22）的第一凹槽（221）内；每一个定子小铁芯（21）、绝缘小线架（22）和定子小绕组（23）构成一个定子小组件（20），使得所述定子组件实际上包括N个定子小组件（20）；N为大于2的整数。

2.根据权利要求1所述的非晶铁合金式电机，其特征在于：

所述绝缘小线架（22）采用工程塑料直接注塑在所述定子小铁芯（21）的中间联接部（214）上。

3.根据权利要求1或2所述的非晶铁合金式电机，其特征在于：

所述非晶铁合金式电机为非晶铁合金式内转子电机，该内转子电机还包括前端盖（1）、转子组件（3）、后端盖（4）、前轴承（5）和后轴承（6）;所述前轴承（5）设置在所述前端盖（1）的轴承室内，所述后轴承（6）设置在所述后端盖（4）的轴承室内；所述定子组件的N个定子小组件（20）分别设置在前端盖（1）和后端盖（4）之间；所述转子组件(3)包括转轴(31)，所述转子组件(3)之转轴(31)借助所述前、后轴承（5、6）转动地设置在所述前、后端盖(1、4)上，所述转子组件(3)与所述定子组件之间有径向气隙（9）。

4.根据权利要求3所述的非晶铁合金式电机，其特征在于：

所述前端盖（1）内表面均匀设有N个第一固定槽（19），对应地，所述后端盖（4）内表面也均匀设有N个第二固定槽（49）；所述定子组件的N个定子小组件（20）分别对应地设置在前端盖（1）的各第一固定槽（19）和后端盖（4）的各第二固定槽（49）之间。

5.根据权利要求4所述的非晶铁合金式电机，其特征在于：

所述定子小组件（20）的定子小铁芯（21）之第一突部（212）和第二突部（213）的外端面分别设有第一定位槽（2121）和第二定位槽（2131）；所述前端盖（1）的各第一固定槽（19）内都设有与所述定子小铁芯（21）的第一突部（212）之第一定位槽（2121）相适配的第一定位凸台（191），对应地，所述后端盖（4）的各第二固定槽（49）内也都设有与所述定子小铁芯（21）的第二突部（213）之第二定位槽（2131）相适配的第二定位凸台（491）；所述定子组件的N个定子小组件（20）分别对应地设置在前端盖（1）的各第一固定槽（19）和后端盖（4）的各第二固定槽（49）之间后，所述前端盖（1）之各第一固定槽（19）内的第一定位凸台（191）分别对应地位于各定子小铁芯（21）的第一突部（212）之第一定位槽（2121）内，所述后端盖（4）的各第二固定槽（49）内的第二定位凸台（491）分别对应地位于各定子小铁芯（21）的第二突部（213）之第二定位槽（2131）内。

6.根据权利要求3所述的非晶铁合金式电机，其特征在于：

所述转子组件(3)还包括转子铁芯（32）、第一组永磁体（33）和第二组永磁体（34）;所述第一组永磁体（33）和第二组永磁体（34）分别前、后固定在所述转子铁芯（32）的外表面，所述第一组永磁体（33）和第二组永磁体（34）之间留有一圈第一轴向气隙（39）。

7.根据权利要求6所述的非晶铁合金式电机，其特征在于：

所述第一组永磁体（33）包括M块的第一小永磁体（331），相应地，第二组永磁体（34）也包括M块的第二小永磁体（341），各第一小永磁体（331）和第二小永磁体（341）前后固定在所述转子铁芯（32）的外表面后，相邻第一小永磁体（331）之间都留有一条第二轴向间隙（38），相邻第二小永磁体（341）之间都留有一条第三轴向间隙（37）；M为正偶数。

8.根据权利要求1或2所述的非晶铁合金式电机，其特征在于：

所述非晶铁合金式电机为非晶铁合金式外转子电机，该外转子电机还包括基座（1′）、转子组件（3′）、上轴承（5′）和下轴承（6′）;所述上轴承（5′）和下轴承（6′）分别设置在所述基座（1′）的上、下轴承室内；所述定子组件的N个定子小组件（20）分别设置在基座（1′）上；所述转子组件(3′)包括转轴(31′)，所述转子组件(3′)之转轴(31′)借助所述上、下轴承（5′、6′）转动地设置在所述基座（1′）上，所述转子组件(3′)与所述定子组件之间有径向气隙（9′）。

9.根据权利要求8所述的非晶铁合金式电机，其特征在于：

所述基座（1′）的外圆周部均匀设有N条第一固定槽（19′）；所述定子组件的N个定子小组件（20）分别对应地固定在基座（1′）的各第一固定槽（19′）内。

10.根据权利要求9所述的非晶铁合金式电机，其特征在于：

所述非晶铁合金式电机还包括定子固定顶板（7′）；所述定子小组件（20）的定子小铁芯（21）之第一突部（212）和第二突部（213）的外端面分别设有第一定位槽（2121）和第二定位槽（2131）；所述基座（1′）的各第一固定槽（19′）内都设有与所述定子小铁芯（21）的第一突部（212）之第一定位槽（2121）相适配的第一定位凸台（191′）；所述定子固定顶板（7′）的下底面设有与所述定子小铁芯（21）的第二突部（213）之第二定位槽（2131）相适配的第二定位凸台（791′）；所述定子组件的N个定子小组件（20）分别对应地固定在所述基座（1′）的各第一固定槽（19′）内后，所述基座（1′）之各第一固定槽（19′）内的第一定位凸台（191′）分别对应地位于各定子小铁芯（21）的第一突部（212）之第一定位槽（2121）内；所述定子固定顶板（7′）固定在所述基座（1′）的顶面，并压住各定子小组件（20）之定子小铁芯（21）的顶面，所述定子固定顶板（7′）的第二定位凸台（791′）分别对应地位于各定子小铁芯（21）的第二突部（213）之第二定位槽（2131）内。

11.根据权利要求8所述的非晶铁合金式电机，其特征在于：

所述转子组件(3′)还包括转子壳体（32′）、第一组永磁体（33′）和第二组永磁体（34′）;所述第一组永磁体（33′）和第二组永磁体（34′）分别上、下固定在所述转子壳体（32′）的内表面，所述第一组永磁体（33′）和第二组永磁体（34′）之间留有一圈第一轴向气隙（39′）。

12.一种非晶铁合金式定子组件；其特征在于：

包括N个定子小组件（20），每一个定子小组件（20）包括材料为非晶铁合金的定子小铁芯（21）、绝缘小线架（22）和定子小绕组（23）;所述定子小铁芯（21）形状为凹型结构，包括中间的第一缺口（211），以及形成该第一缺口（211）的第一突部（212）、第二突部（213）和中间联接部（214），所述中间联接部（214）将所述第一突部（212）和第二突部（213）联接在一起;所述绝缘小线架（22）的端部设有一圈用来容纳所述定子小绕组（23）的第一凹槽（221）；所述绝缘小线架（22）设置在靠近所述第一缺口（211）处的定子小铁芯（21）的中间联接部（214）上；所述定子小绕组（23）设置在所述绝缘小线架（22）的第一凹槽（221）内；N为大于2的整数。

13.一种非晶铁合金式定子铁芯；其特征在于：

所述定子铁芯包括N个材料为非晶铁合金的定子小铁芯（21）;所述定子小铁芯（21）形状为凹型结构，包括中间的第一缺口（211），以及形成该第一缺口（211）的第一突部（212）、第二突部（213）和中间联接部（214），所述中间联接部（214）将所述第一突部（212）和第二突部（213）联接在一起；N为大于2的整数。

14.根据权利要求13所述的非晶铁合金式定子铁芯，其特征在于：

所述定子小铁芯（21）之第一突部（212）和第二突部（213）的外端面分别设有第一定位槽（2121）和第二定位槽（2131）。

15.一种非晶铁合金式定子铁芯的制造方法，包括如下步骤：

a₁、将定子铁芯分成N个定子小铁芯（21）来制造,N为大于2的整数;

a₂、选用合适宽度的非晶铁合金带材(98)作为定子小铁芯（21）的坯料;

a₃、制造一个模芯(99)作为辅助工具;

a₄、将所述非晶铁合金带材(98)按要求一圈一圈地绕制在所述模芯(99)上;

a₅、绕制完后,抽出所述模芯(99),成为定子小铁芯半成品（21′）,将所述定子小铁芯半成品（21′）放入绝缘清漆中浸泡一段时间；然后放在烤箱内烘干,使整个所述定子小铁芯半成品（21′）包裹一层绝缘漆层;

a₆、再将所述定子小铁芯半成品（21′）一分为二,每一个定子小铁芯半成品（21′）成为两个定子小铁芯（21）,每一个定子小铁芯（21）均包括中间的第一缺口（211）、以及形成该第一缺口（211）的第一突部（212）、第二突部（213）和中间联接部（214），所述中间联接部（214）将所述第一突部（212）和第二突部（213）联接在一起。

16.根据权利要求15所述的非晶铁合金式定子铁芯的制造方法，其特征在于：

还包括如下步骤：a₇、所述定子小铁芯（21）之第一突部（212）和第二突部（213）的外端面分别加工有第一定位槽（2121）和第二定位槽（2131）。

17.一种非晶铁合金式定子组件的制造方法，包括如下步骤：

b₁、将定子组件分成N个定子小组件（20）来制造,N为大于2的整数;每一个定子小组件（20）包括定子小铁芯（21）、绝缘小线架（22）和定子小绕组（23）;

b₂、选用合适宽度的非晶铁合金带材（98）作为定子小铁芯（21）的坯料;

b₃、制造一个模芯(99)作为辅助工具;

b₄、将所述非晶铁合金带材（98）按要求一圈一圈地绕制在所述模芯(99)上;

b₅、绕制完后,抽出所述模芯(99),成为定子小铁芯半成品（21′）,将所述定子小铁芯半成品（21′）放入绝缘清漆中浸泡一段时间；然后放在烤箱内烘干,使整个所述定子小铁芯半成品（21′）包裹一层绝缘漆层;

b₆、再将所述定子小铁芯半成品（21′）一分为二,每一个定子小铁芯半成品（21′）成为两个定子小铁芯（21）,每一个定子小铁芯（21）均包括中间的第一缺口（211）、以及形成该第一缺口（211）的第一突部（212）、第二突部（213）和中间联接部（214），所述中间联接部（214）将所述第一突部（212）和第二突部（213）联接在一起;

b₇、将绝缘小线架（22）设置在靠近所述第一缺口（211）处的定子小铁芯（21）的中间联接部（214）上;

b₈、将定子小绕组（23）设置在绝缘小线架（22）的第一凹槽（221）内。

18.根据权利要求17所述的非晶铁合金式定子组件的制造方法，其特征在于：

在步骤b₇中,所述绝缘小线架（22）采用工程塑料直接注塑在所述定子小铁芯（21）的中间联接部（214）上。