CN107196428A - 永磁电机用定子冲片及电机定子 - Google Patents

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陈金涛
张�浩
秦向南
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Abstract

本发明公开了一种永磁电机用定子冲片及电机定子，所述定子冲片包括环形的定子轭部(1)以及从所述定子轭部(1)径向向内延伸的多个定子齿(2)，所述定子齿(2)之间形成绕线槽(3)，所述定子齿(2)的齿顶的两端径向外凹形成台阶状结构(22)。本发明提供的定子冲片及电机定子，通过在定子齿的齿顶径向外凹形成台阶状结构，可使得电机定子在有助于减小转矩脉动、减小气隙谐波磁密所产生的电磁激振力，进而减小电机振动噪音的同时，可提高定子的注塑性能。

Description

永磁电机用定子冲片及电机定子
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体地，涉及一种永磁电机用定子冲片及电机定子。
背景技术
目前，对于永磁无刷电机(例如滚筒洗衣机所用的永磁无刷电机)，为了提高电机效率，多采用分数槽集中绕组。而分数槽集中绕组的固有缺点是绕组磁动势谐波含量较大。目前，为了减小气隙磁密谐波，特别是减小电机运行在深度弱磁状态时的磁密谐波和电机铁耗，常采用定子或者转子削弧的方式(即将定子的齿顶或转子的齿顶相比正常结构削掉一部分)，以通过削弧结构使得气隙磁密的含量减少，减小气隙谐波磁密所产生的电磁激振力，从而减小转矩脉动，进而减小电机的振动噪音，提高电机效率。
对于采用定子削弧的冲片，常采用如图1、图2所示的直线削弧方式，即定子齿10的齿顶的中间段为圆弧段101，两端为直线段102。但是，这种削弧结构在电机定子采用塑封结构的情况下，具有注塑制造性差的缺点。在注塑时，定子处于内模和外模之间(内模置于定子的中心孔内，外模置于定子的外侧)，在内模和外模之间注塑材料。如果内模的外径处的尺寸和定子冲片内径处尺寸完全一致，则由于定位尺寸太多导致定子入模困难；而如果内模外径处的尺寸为定子冲片的内切圆，则由于定子齿顶的两侧为直线段102，则内模和定子间会存在间隙M(如图2)，在注塑的过程中，该间隙M会填充有注塑材料，而这部分注塑材料由于尺寸很小，很薄，脱落风险很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种永磁电机用定子冲片及电机定子，以克服现有技术中具有削弧结构的定子冲片形成的定子注塑制造性差的问题。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种永磁电机用定子冲片，所述定子冲片包括环形的定子轭部以及从所述定子轭部径向向内延伸的多个定子齿，所述定子齿之间形成绕线槽，所述定子齿的齿顶的两端径向外凹形成台阶状结构。
优选地，所述定子齿的齿顶包括向内弯曲的圆弧部，所述台阶状结构在所述圆弧部的两端。
优选地，所述台阶状结构包括径向向外延伸的径向段及周向延伸的周向段，其中，所述径向段沿径向向外的方向延伸的同时向所述定子齿的侧向倾斜。
优选地，所述定子冲片的所述绕线槽的数量为Z，两个所述定子齿之间间隔的角度为360°/Z，所述台阶状结构中径向外凹形成的凹部在所述定子冲片中占用的角度θ与360°/Z的比值范围为0.05～0.35。
优选地，所述定子齿的齿顶在所述台阶状结构处沿径向方向的最小厚度H与所述台阶状结构外凹的深度D之间的关系为：D与(D+H)的比值范围为0.25～0.75。
优选地，所述台阶状结构外凹的深度D>0.5mm。
优选地，所述定子齿的齿顶在所述台阶状结构处沿径向方向的最小厚度H>0.5mm。
优选地，所述台阶状结构在所述定子齿的齿顶的两端对称设置。
优选地，多个所述定子齿的所述圆弧部的半径相等且均与所述定子冲片的中心同心。
根据本发明的另一方面，还提供一种电机定子，所述电机定子包括有多个叠放的如上所述的定子冲片；
所述定子的外侧以及所述定子冲片的所述台阶状结构外凹的部分填充有塑封材料。
本发明提供的定子冲片及电机定子，通过在定子冲片的定子齿的齿顶的两端径向外凹形成台阶状结构，在塑封电机定子时，由于台阶状结构中径向外凹的凹部相比现有技术中直线削弧的结构能容纳更多的塑封材料，该凹部填充的塑封材料不容易脱落。因此，本发明提供的定子冲片及电机定子，在减少电机中定子和转子之间的气隙谐波磁密所产生的电磁激振力，进而减小电机的振动噪音，提高电机效率的同时，可使得定子具有较好的注塑可制造性。
附图说明
图1为现有技术中定子冲片的结构示意图；
图2为图1所示的定子冲片的部分放大图；
图3为本发明提供的定子冲片的结构示意图；
图4为图3所示的定子冲片的部分放大图；
图5为图3所示的定子冲片的A处放大图。
附图标记说明：
10-定子齿；101-圆弧段；102-直线段；
1-定子轭部；2-定子齿；21-圆弧部；22-台阶状结构；221-径向段；222-周向段；3-绕线槽。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
本发明提供一种永磁电机用定子冲片，如图3所示，该定子冲片包括环形的定子轭部1以及从所述定子轭部1径向向内延伸的多个定子齿2，所述定子齿2之间形成绕线槽3，其中，所述定子齿2的齿顶的两端径向外凹形成台阶状结构22。
本发明提供的定子冲片，在定子齿2的齿顶的两端径向外凹形成台阶状结构22，在塑封电机定子时，由于台阶状结构22径向外凹的结构相比现有技术中直线削弧的结构能容纳更多的塑封材料，在台阶状结构中填充的塑封材料不容易脱落，因此本发明提供的定子冲片相比现有技术中直线削弧的定子冲片，在减少电机中定子和转子之间的气隙谐波磁密所产生的电磁激振力，进而减小电机的振动噪音，提高电机效率的同时，可使得定子具有较好的注塑可制造性。
下面根据具体实施方式并结合附图对本发明提供的技术方案进一步详细描述。
本实施方式中，如图3-图5所示，定子齿2的齿顶包括向内弯曲的圆弧部21，所述台阶状结构22在所述圆弧部21的两端。其中，本发明中所述的“向内”是指朝向定子冲片的中心的方向，而“向外”是向远离定子冲片中心的方向。
优选地，多个所述定子齿2的所述圆弧部21的半径相等且均与所述定子冲片的中心同心。这样，在对定子进行注塑时，可设置内模的外径尺寸与圆弧部21的半径一致，从而内模可定位于圆弧部21进行注塑。
本实施方式中，定子齿两端的所述台阶状结构22包括径向向外延伸的径向段221及周向延伸的周向段222，其中，所述径向段221沿径向向外的方向延伸的同时向所述定子齿2的侧向倾斜。在此所说的周向段222“周向延伸”并不是严格意义上的周向，而是大致沿周向方向，且所述周向段222可以为直线段，也可以为圆弧段。
该台阶状结构22的尺寸大小可根据定子冲片的绕线槽3的数量或定子齿2的数量进行具体设计。
优选地，所述定子冲片的所述绕线槽3的数量为Z，两个所述定子齿2之间间隔的角度为360°/Z，所述台阶状结构22中径向外凹形成的凹部在所述定子冲片中占用的角度θ与360°/Z的比值范围为0.05～0.35。
优选地，所述定子齿2的齿顶在所述台阶状结构22处沿径向方向的最小厚度H与所述台阶状结构22外凹的深度D之间的关系为：D与(D+H)的比值范围为0.25～0.75。
其中，所述台阶状结构22外凹的深度D>0.5mm；所述定子齿2的齿顶在所述台阶状结构22处沿径向方向的最小厚度H>0.5mm。
此外，本实施方式中，可设置所述台阶状结构22在所述定子齿2的齿顶的两端对称，方便加工。当然，并不限于对称设置。
根据本发明的另一方面，还提供一种电机定子，所述电机定子包括有多个叠放的如上所述的定子冲片；所述定子的外侧以及所述定子冲片的所述台阶状结构22外凹的部分填充有塑封材料。
具体在注塑时，将注塑用的内模置于定子的中心孔内，外模置于所述定子的外侧；其中，所述内模的外径与定子冲片的圆弧部21的半径一致，从而内模贴合定位于定子齿的圆弧部21。然后，在所述外模与所述定子之间以及所述内模与所述定子之间填充塑封材料。
本发明提供的技术方案中，在台阶状结构22外凹的部分中填充的塑封材料不容易脱落。因此，本发明提供的定子相比现有技术中直线削弧的定子冲片形成的定子，在减小转矩脉动，减小电机的振动噪音，提高电机效率的同时，注塑可制造性好，利于提高电机质量。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种永磁电机用定子冲片，所述定子冲片包括环形的定子轭部(1)以及从所述定子轭部(1)径向向内延伸的多个定子齿(2)，所述定子齿(2)之间形成绕线槽(3)，其特征在于，所述定子齿(2)的齿顶的两端径向外凹形成台阶状结构(22)。
2.根据权利要求1所述的定子冲片，其特征在于，所述定子齿的齿顶包括向内弯曲的圆弧部(21)，所述台阶状结构(22)在所述圆弧部(21)的两端。
3.根据权利要求2所述的定子冲片，其特征在于，所述台阶状结构(22)包括径向向外延伸的径向段(221)及周向延伸的周向段(222)，其中，所述径向段(221)沿径向向外的方向延伸的同时向所述定子齿(2)的侧向倾斜。
4.根据权利要求3所述的定子冲片，其特征在于，所述定子冲片的所述绕线槽(3)的数量为Z，两个所述定子齿(2)之间间隔的角度为360°/Z，所述台阶状结构(22)中径向外凹形成的凹部在所述定子冲片中占用的角度θ与360°/Z的比值范围为0.05～0.35。
5.根据权利要求3所述的定子冲片，其特征在于，所述定子齿(2)的齿顶在所述台阶状结构(22)处沿径向方向的最小厚度H与所述台阶状结构(22)外凹的深度D之间的关系为：D与(D+H)的比值范围为0.25～0.75。
6.根据权利要求5所述的定子冲片，其特征在于，所述台阶状结构(22)外凹的深度D>0.5mm。
7.根据权利要求5所述的定子冲片，其特征在于，所述定子齿(2)的齿顶在所述台阶状结构(22)处沿径向方向的最小厚度H>0.5mm。
8.根据权利要求1-8中任意一项所述的定子冲片，其特征在于，所述台阶状结构(22)在所述定子齿(2)的齿顶的两端对称设置。
9.根据权利要求2-8中任意一项所述的定子冲片，其特征在于，多个所述定子齿(2)的所述圆弧部(21)的半径相等且均与所述定子冲片的中心同心。
10.一种电机定子，其特征在于，所述电机定子包括有多个叠放的根据权利要求1-9中任意一项所述的定子冲片；
所述定子的外侧以及所述定子冲片的所述台阶状结构(22)外凹的部分填充有塑封材料。
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