CN106602755A - 一种可分离式定子电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可分离式定子，包括主定子体、副定子体、定子绕组；所述主定子体的内壁上开设有主齿，相邻主齿之间形成主齿槽，所述副定子体的外壁上开设有副齿，相邻副齿之间形成副齿槽；所述副定子体设置在所述主定子体中，其中，所述副齿插合在对应的主齿槽中；定子绕组绕制在所述副定子体上；本发明还公开一种电机。本发明具有降低生产成本、减少对漆包线伤害的定子，以及通过转子电流降低使损耗降低，从而提升电机效率的优点。

Description

一种可分离式定子电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种可分离式定子电机。

背景技术

高效电机(High Efficiency Motor)是指效率较高的电机，其效率应该满足相关的能效等级要求。从节约能源、保护环境出发，高效率电动机是现今国际发展趋势，美国、加拿大、欧洲相继颁布了有关法规。欧洲根据电动机的运行时间，制定的CEMEP标准将效率分为eff1(最高)、eff2、eff3(最低)三个等级，从2003-2006年间分步实施。最新出台的IEC60034-30标准将电机效率分为IE1(对应eff2)、IE2(对应eff1)、IE3、IE4(最高)四个等级。我国承诺从2011年7月1日起执行IE2及以上标准。

随着我国加入WTO，我国电机行业所面临的国际社会的巨大竞争压力和挑战日益加剧。从国际和国内发展趋势来看，推广中国高效率电动机是非常有必要的，这也是产品发展的要求，使我国电动机产品跟上国际发展潮流，同时也有利于推进行业技术进步和产品出口的需要。据统计，2015年我国电机耗电占全国耗电量的60％以上，其中小型三相异步电机耗电约占35％，是耗电大户，所以开发中国高效电动机是提高能源利用率的重要措施之一，符合我国发展的需要，是非常必要的。

目前我国工业能耗约占总能耗的70％，其中电机能耗约占工业能耗的60％～70％，加上非工业电机能耗，电机实际能耗约占总能耗的50％以上。而现今高效节能电机应用比例低。根据国家中小电机质量监督检验中心对国内重点企业198台电机的抽样调查，其中达到2级以上的高效节能电机比例只有8％。这对整个社会资源产生了极大的浪费。

一般情况下，主要考虑从损耗方面提高电机的效率。电动机在将电能转换为机械能的同时,本身也损耗一部分能量，典型交流电动机损耗一般可分为固定损耗、可变损耗和杂散损耗三部分。基于切向电磁力几乎由电枢齿壁上的磁能差产生这个事实，提高磁感应强度是提高切向电磁力的关键。

传统的定子嵌线与转子嵌线有所不同。定子槽口向内，转子槽口向外，对嵌线加工来说，定子比转子费劲一些。一般定子嵌线加工步骤如下：(1)按照预先设计的绕线图，对着模具绕制一定匝数的线圈，等所有线圈绕制好；(2)定子槽内放好槽纸，绕组线圈圆周上排列好，套在一个圆筒上，圆筒由机械水平推入至绕线都已进入槽内，抽出圆筒。

这种内推式嵌线过程可能会对漆包线造成伤害，而且嵌线模具一般偏大，导致端部用铜量过多，增加了成本。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种降低生产成本、减少对漆包线的伤害的可分离式定子，以及通过转子电流降低使损耗降低，从而提升电机效率的电机。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种可分离式定子，包括主定子体、副定子体、定子绕组；所述主定子体的内壁上开设有主齿，相邻主齿之间形成主齿槽，所述副定子体的外壁上开设有副齿，相邻副齿之间形成副齿槽；所述副定子体设置在所述主定子体中，其中，所述副齿插合在对应的主齿槽中；定子绕组绕制在所述副定子体上。

优选地：在副齿槽中还设置有子齿，所述子齿的端部与对应的主齿的端部接触。

优选地：在所述副定子体上还设置有定位孔。

优选地：在所述主定子体、副定子体上分别设置有主安装孔、副安装孔；所述主安装孔与所述副安装孔连通；螺钉贯穿所述主安装孔、副安装孔。

一种电机，包括机壳、可分离式定子、铸铝转子、转轴；所述可分离式定子设置在所述机壳的内部空腔中，所述铸铝转子内置在所述可分离式定子中并固定安装在所述转轴上；所述转轴贯穿所述外壳，与所述外壳转动连接；

所述可分离式定子包括主定子体、副定子体、定子绕组；所述主定子体的内壁上开设有主齿，相邻主齿之间形成主齿槽，所述副定子体的外壁上开设有副齿，相邻副齿之间形成副齿槽；所述副定子体设置在所述主定子体中，其中，所述副齿插合在对应的主齿槽中；定子绕组绕制在所述副定子体上；

在所述铸铝转子的齿槽的空腔中设置有绝缘隔板；所述绝缘隔板的第一端面与所述齿槽的一个端壁连接或者接触，所述第一端面沿着所述齿槽的长度方向延伸至第二端面；所述第二端面与所述齿槽的另一个端壁连接或者接触，所述绝缘隔板的底部与所述齿槽的底壁连接。

优选地：所述绝缘隔板的数量为奇数，位于最中间的绝缘隔板其中轴线与所述齿槽的中轴线重合。

优选地：所述齿槽的底壁设置有卡槽，所述绝缘隔板的底部卡合在所述卡槽中；或者，所述齿槽的底壁与所述绝缘隔板的底部通过胶合剂粘合。

优选地：所述齿槽的横截面呈窄口瓶形状；所述齿槽的槽口为弧形状。

优选地：在副齿槽中还设置有子齿，所述子齿的端部与对应的主齿的端部接触。

优选地：在所述外壳、主定子体、副定子体上分别设置有壳体安装孔、主安装孔、副安装孔；所述有壳体安装孔、所述主安装孔、所述副安装孔依次连通；螺钉贯穿所述壳体安装孔、主安装孔、副安装孔。

本发明的优点在于：本发明通过在副定子体上绕制定子绕组，其绕制形式与传统转子绕制形式相同，等绕组在副定子体上绕好，把副定子体塞入主定子中，至此，定子部分组装完成。由于副定子体副齿槽的槽口向外，对于全自动机械加工更为有利，绕线不需要模具而且单独绕线的好处是端部用铜量少，不但能够提高嵌线效率，而且通用性强，电机定子绕线成本降低，槽满率高。

本发明相比如图5所示的现有技术，通过在转子的齿槽内设置绝缘隔板，从而减少了齿槽的宽度，根据安培环路定理得知，在转子电流不变的条件下，通过缩短r，使得槽电流磁感应强度得到提高，从而使电磁转矩有所增加，意即同样电磁转矩情况下转子电流减小，损耗降低，提升电机效率。

附图说明

图1为本发明中主定子体的结构示意图。

图2为本发明中副定子体的结构示意图。

图3为本发明中主、副定子体在装配状态下的结构示意图。

图4为本发明电机的结构示意图。

图5为现有技术的铸铝转子齿槽的结构示意图。

图6为本发明中铸铝转子齿槽的结构示意图。

图7为本发明中铸铝转子齿槽的在俯视状态下结构示意图。

图8为本发明中具有窄口瓶形状的窄铸铝转子齿槽的结构示意图。

图9为本发明中机壳、主、副定子体在螺钉紧固状态下的结构示意图。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合实施例对其作进一步说明。

实施例1

如图1-3所示，本实施例公开一种可分离式定子，包括主定子体21、副定子体22、定子绕组23；主定子体21、副定子体22均为环形结构。主定子体21的内壁上开设有主齿211，相邻主齿211之间形成主齿槽212，副定子体22的外壁上开设有副齿221，相邻副齿221之间形成副齿槽222；副定子体22设置在主定子体21中，其中，副齿221插合在对应的主齿槽212中；定子绕组23绕制在副定子体22上。

本发明通过在副定子体22上绕制定子绕组23，其绕制形式与转子绕制形式相同，等绕组在副定子体22上绕好，把副定子体22塞入主定子中。至此，定子部分组装完成。由于副定子体22副齿槽222的槽口向外，对于全自动机械加工更为有利，绕线不需要模具而且单独绕线的好处是端部用铜量少，不但能够提高嵌线效率，而且通用性强，电机定子绕线成本降低，槽满率高。

在有些实施例中：在副齿槽222中还设置有子齿，子齿的端部与对应的主齿211的端部接触。子齿的设置，能增加主定子体21、副定子体22之间的接触面积，提高彼此间的结合牢度。由于副定子体22齿部采取一长一短的形式，副定子体22在径向上不会产生移动。

在有些实施例中：在副定子体22上还设置有定位孔24，硅钢片在相互堆叠时，便于定位，防止错位。

实施例2

如图4所示，一种电机，包括机壳3、可分离式定子2、铸铝转子1、转轴4、风扇5、罩盖6、机座7、端盖8、轴承盖9。可分离式定子2设置在机壳3的内部空腔中，铸铝转子1内置在可分离式定子2中并固定安装在转轴4上；转轴4贯穿外壳，其一端与外壳转动连接，另一端设置有风扇5；罩盖6、端盖8分别盖合在机壳3的两端，轴承盖9盖合在端盖8上，机壳3的底部设置有机座7。

如图1-3所示，可分离式定子2包括主定子体21、副定子体22、定子绕组23；主定子体21的内壁上开设有主齿211，相邻主齿211之间形成主齿槽212，副定子体22的外壁上开设有副齿221，相邻副齿221之间形成副齿槽222；副定子体22设置在主定子体21中，其中，副齿221插合在对应的主齿槽212中；定子绕组23绕制在副定子体22上；

如图6、7所示，在铸铝转子1的齿槽的空腔中设置有绝缘隔板12；绝缘隔板12的第一端面121与齿槽本体的一个端壁111连接或者接触，第一端面121沿着齿槽本体的长度方向延伸至第二端面122；第二端面122与齿槽本体的另一个端壁112连接或者接触，绝缘隔板12的底部与齿槽本体的底壁113连接。

本发明相比如图5所示的现有技术，通过在转子的齿槽内设置绝缘隔板12，从而减少了齿槽的宽度，根据安培环路定理得知，在转子电流不变的条件下，通过缩短r，使得槽电流磁感应强度得到提高，从而使电磁转矩有所增加，意即同样电磁转矩情况下转子电流减小，损耗降低，提升电机效率。

如图6、7所示，在有些实施例中，绝缘隔板12的数量为奇数，若干个绝缘隔板12等距分布。位于最中间的绝缘隔板12其中轴线与齿槽本体的中轴线重合。

设初始不分段铸铝槽的电磁转矩为指数100，见表1。

表1

绝缘隔板数量	1	3	5
				电磁转矩指数	133	153	167

如表1所示，随着绝缘隔板数量增加，电磁转矩指数逐渐增加。

由于绝缘隔板12的数量为奇数，位于最中间的绝缘隔板12其中轴线与齿槽本体的中轴线重合；使得铸铝13后，铸铝13部分得是对称均匀的，相比不对称分布，其电磁转矩脉动会进一步降低，从而，进一步提高电机效率。

在有些实施例中：齿槽本体的底壁设置有卡槽(图中未画出)，绝缘隔板的底部卡合在卡槽中或者齿槽本体的底壁与绝缘隔板的底部通过胶合剂粘合。

通过卡合或者胶合的方式，将绝缘隔板预先定位在齿槽本体中，能有效防止铸铝13时，绝缘隔板发生错位移动的现象。

如图8所示，在有些实施例中：齿槽本体的横截面呈窄口瓶形状。齿槽本体的槽口为弧形状。绝缘隔板12为大理石板或者陶瓷板。

由于齿槽本体的横截面呈窄口瓶形状，在不影响电动机功率因数及槽面积不变的情况下，缩小转子槽型开口，能减少漏磁。通过设置弧形状的槽口，钝化槽开口，使磁路顺畅流通。大理石、陶瓷均为良好的绝缘材料，其中大理石的熔点825℃、陶瓷的熔点比铝的熔点在825℃左右、陶瓷熔点在3000℃左右，均大于铝的熔点(660℃左右)，在铸铝13的时候，不会发生熔融的现象。同时，大理石、陶瓷均拥有良好的强度，具有加强、支撑的作用。

如图9所示，在有些实施例中：在机壳3、主定子体21、副定子体22上分别设置有机壳安装孔、主安装孔、副安装孔；机壳安装孔、主安装孔、副安装孔依次连通；螺钉25贯穿机壳安装孔、主安装孔、副安装孔。

机壳安装孔、主安装孔、副安装孔的数量优选为三个，以电机4转轴为中心等角度环绕在机壳、对应的定子体上。通过螺钉25固定机壳3、主定子体21、副定子体22，为使塞入的副定子体22不会产生轴向的移动。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可分离式定子，其特征在于：包括主定子体、副定子体、定子绕组；所述主定子体的内壁上开设有主齿，相邻主齿之间形成主齿槽，所述副定子体的外壁上开设有副齿，相邻副齿之间形成副齿槽；所述副定子体设置在所述主定子体中，其中，所述副齿插合在对应的主齿槽中；所述定子绕组绕制在所述副定子体上。

2.根据权利要求1所述的一种可分离式定子，其特征在于：在所述副齿槽中还设置有子齿，所述子齿的端部与对应的主齿的端部接触。

3.根据权利要求1所述的一种可分离式定子，其特征在于：在所述副定子体上还设置有定位孔。

4.根据权利要求1所述的一种可分离式定子，其特征在于：在所述主定子体、副定子体上分别设置有主安装孔、副安装孔；所述主安装孔与所述副安装孔连通；螺钉贯穿所述主安装孔、副安装孔。

5.一种电机，包括机壳、可分离式定子、铸铝转子、转轴；所述可分离式定子设置在所述机壳的内部空腔中，所述铸铝转子内置在所述可分离式定子中并固定安装在所述转轴上；所述转轴贯穿所述外壳，与所述外壳转动连接；

其特征在于，所述可分离式定子包括主定子体、副定子体、定子绕组；所述主定子体的内壁上开设有主齿，相邻主齿之间形成主齿槽，所述副定子体的外壁上开设有副齿，相邻副齿之间形成副齿槽；所述副定子体设置在所述主定子体中，其中，所述副齿插合在对应的主齿槽中；定子绕组绕制在所述副定子体上；

在所述铸铝转子的齿槽的空腔中设置有绝缘隔板；所述绝缘隔板的第一端面与所述齿槽的一个端壁连接或者接触，所述第一端面沿着所述齿槽的长度方向延伸至第二端面；所述第二端面与所述齿槽的另一个端壁连接或者接触，所述绝缘隔板的底部与所述齿槽的底壁连接。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于：所述绝缘隔板的数量为奇数，位于最中间的绝缘隔板其中轴线与所述齿槽的中轴线重合。

7.根据权利要求5所述的电机，其特征在于：所述齿槽的底壁设置有卡槽，所述绝缘隔板的底部卡合在所述卡槽中；或者，所述齿槽的底壁与所述绝缘隔板的底部通过胶合剂粘合。

8.根据权利要求5所述的电机，其特征在于：所述齿槽的横截面呈窄口瓶形状；所述齿槽的槽口为弧形状。

9.根据权利要求5所述的电机，其特征在于：在所述副齿槽中还设置有子齿，所述子齿的端部与对应的主齿的端部接触。

10.根据权利要求5所述的电机，其特征在于：在所述外壳、主定子体、副定子体上分别设置有壳体安装孔、主安装孔、副安装孔；所述有壳体安装孔、所述主安装孔、所述副安装孔依次连通；螺钉贯穿所述壳体安装孔、主安装孔、副安装孔。