CN107276259A - 定子、定子的绕线方法、外转子单相交流电机及吊扇 - Google Patents

Abstract

本发明适用于吊扇领域，公开了定子、定子的绕线方法、外转子单相交流电机及吊扇，其中，定子用于吊扇的外转子单相交流电机，其包括铁芯组件和绕设于铁芯组件上的定子绕组，铁芯组件具有轭部、若干个第一齿部和若干个第二齿部，各第一齿部和各第二齿部沿周向交替分布于轭部的外周，定子绕组包括绕设于各第一齿部上的第一绕组和绕设于各第二齿部上的第二绕组。本发明采用外转子单相交流电机结构形式，且各齿部都设为完全齿结构，同时采用集中式绕组，这样，一方面可降低外转子单相交流电机中定子的齿部磁密和温升，从而利于提高外转子单相交流电机中定子的性能，另一方面可提高绕线效率，进而可使定子的生产效率可以大幅度地提高。

Description

定子、定子的绕线方法、外转子单相交流电机及吊扇

技术领域

本发明涉及吊扇领域，尤其涉及定子、该定子的绕线方法、具有该定子的外转子单相交流电机以及具有该外转子单相交流电机的吊扇。

背景技术

吊扇一般采用单相交流电机驱动，根据电机结构的不同，吊扇用的单相交流电机又可分为外转子单相交流电机和内转子单相交流电机这两种。

如图3和图4所示，现有吊扇用外转子单相交流电机的定子包括整体式铁芯结构1a和绕制于整体式铁芯结构1a上的主、副绕组201a，整体式铁芯结构1a的齿槽包括深齿槽101a和浅齿槽102a两种槽型，深齿槽101a形成于相邻两定子齿103a之间，浅齿槽102a开设于定子齿103a上，主、副绕组201a分别绕制于两种不同的槽型内；整体式铁芯结构1a与主、副绕组201a之间采用传统的槽纸、槽楔方式进行绝缘。该定子的绕线方法为：先在定子深齿槽101a内打槽纸，然后在深齿槽101a内绕制副绕组201a线圈(或者主绕组202a线圈)，再在深齿槽101a内打槽楔；接着，在定子浅齿槽102a内打槽纸，然后在浅齿槽102a内绕制主绕组202a线圈(或者副绕组201a线圈)，再在浅齿槽102a内打槽楔，最后进行接线。该外转子单相交流电机的定子在具体应用中存在以下缺陷：1)绕制于浅齿槽102a内的绕组线圈需要跨过深齿槽101a的槽口，这样会导致定子的齿部磁密增加、性能下降、温升增大，从而导致电机效率难以提高到30％以上，电机运行温升比较高；2)整体式铁芯结构1a与主、副绕组201a之间采用传统的槽纸、槽楔进行绝缘，在生产过程中需要经过多次打槽纸、绕线、打槽楔等操作，制造工序复杂，导致生产效率很低；3)深齿槽101a的槽深比较大，其绕线速度较慢，生产效率低。

如图5和图6所示，现有吊扇用的内转子单相交流电机的定子是先在条形定子铁芯结构1b上绕线然后再将绕线后的条形定子铁芯结构1b弯制为圆环形，且其绝缘结构采用塑料框架上下对插方式。该定子的绕线方法为直线外绕绕线方式，其具体操作方式为将主绕组201b、副绕组202b相互间隔绕制在条形定子铁芯结构1b的不同齿部上，然后通过工装将绕线后的条形定子铁芯结构1b弯折转圆成型。该方案的缺点是：条形定子铁芯结构1b绕线时只能是在条形绕线机上直接绕线，每次只能一个绕线针头绕线，对于槽数比较多的电机其绕线效率偏低；一般定子绕线方式为沿圆形轨迹旋转绕线，直线绕线设备只能是专用设备，没有通用性；且条形定子用于内转子交流电机比较易于实现，对于外转子电机，要采用条形定子铁芯结构1b方式，比较困难，因为其弯曲形成难度比较大。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种定子，其旨在解决现有吊扇用电机存在定子制造过程复杂、生产效率低、电机温升高的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供的方案是：定子，用于吊扇的外转子单相交流电机，其包括铁芯组件和绕设于所述铁芯组件上的定子绕组，所述铁芯组件具有轭部、若干个第一齿部和若干个第二齿部，各所述第一齿部和各所述第二齿部沿周向交替分布于所述轭部的外周，且任意相邻的所述第一铁芯齿部与所述第二铁芯齿部之间都形成一个齿槽，所述定子绕组包括绕设于各所述第一齿部上的第一绕组和绕设于各所述第二齿部上的第二绕组。

可选地，所述齿槽的槽深为15mm-25mm。

可选地，所述第一铁芯齿部的周向宽度大于或等于或小于所述第二铁芯齿部的周向宽度。

可选地，所述铁芯轭部设有中心轴孔和若干个沿周向间隔分布于所述中心轴孔外周的定位孔。

可选地，所述铁芯组件包括定子铁芯和设于所述定子铁芯与所述定子绕组之间的绝缘部件，所述定子铁芯包括铁芯轭部、若干个第一铁芯齿部和若干个第二铁芯齿部，各所述第一铁芯齿部和各所述第二铁芯齿部沿周向交替分布于所述铁芯轭部的外周；所述绝缘部件包括设于所述铁芯轭部上的绝缘轭部、若干个分别设于各所述第一铁芯齿部上的第一绝缘齿部和若干个分别设于各所述第二铁芯齿部上的第二绝缘齿部，各所述第一绝缘齿部和各所述第二绝缘齿部沿周向交替分布于所述绝缘轭部的外周，所述铁芯轭部和所述绝缘轭部构成所述轭部，所述第一铁芯齿部和所述第一绝缘齿部构成所述第一齿部，所述第二铁芯齿部和所述第二绝缘齿部构成所述第二齿部。

可选地，所述绝缘部件包括两个分别从所述定子铁芯两端安装连接所述定子铁芯的绝缘框架，每个所述绝缘框架都包括半绝缘轭部、若干个第一半绝缘齿部和若干个第二半绝缘齿部，各所述第一半绝缘齿部和各所述第二半绝缘齿部沿周向交替分布于所述半绝缘轭部的外周，两所述半绝缘轭部构成所述绝缘轭部，两所述第一半绝缘齿部构成所述第一绝缘齿部，两所述第二半绝缘齿部构成所述第二绝缘齿部。

本发明的第二个目的在于提供一种定子的绕线方法，其包括如下步骤：

将铁芯组件安装于绕线机上；

在所述铁芯组件的各所述第一齿部和各所述第二齿部上分别绕制形成第一绕组和第二绕组。

可选地，所述第一绕组和所述第二绕组采用一个绕线针头通过连绕方式绕制形成，或者，所述第一绕组和所述第二绕组采用两个绕线针头通过分别绕方式绕制形成。

本发明的第三个目的在于提供一种外转子单相交流电机，其包括上述的定子、穿设于所述定子内的转轴和设于所述定子外并与所述转轴连接的转子。

本发明的第四个目的在于提供一种吊扇，其具有上述的外转子单相交流电机。

本发明提供的定子、定子的绕线方法、外转子单相交流电机及吊扇，将定子设为外转子电机结构形式，可实现定子绕组的外绕，利于降低磁密和提升性能；同时其将铁芯组件的第一齿部和第二齿部都设为完全齿结构，即第一齿部和第二齿部上都不开槽，这样，可降低外转子单相交流电机中定子的齿部磁密和温升，从而利于提高外转子单相交流电机中定子的性能。此外，其定子绕组采用集中式绕组的设置方式，一个齿部上只绕一种绕组线圈，即每个第一齿部、第二齿部都只绕第一绕组、第二绕组中的一种绕组线圈，这样，一方面可使得两齿部之间形成的齿槽深度比较浅，从而利于提高绕线效率，进而可使定子的生产效率可以大幅度地提高；另一方面可使得轭部设置得比较厚，利于降低磁密和温升，并提高定子的性能。在第一绕组和第二绕组的绕制过程中，可以在一次放置安装铁芯组件的情形下，连续绕完两种绕组，即绕完一种绕组后不需要剪断线头、也不需要停下重新放置安装铁芯组件，有效简化了定子的生产工艺，利于极大程度地提高定子的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的定子铁芯的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的定子绕组绕在定子铁芯上的结构示意图；

图3是现有技术提供的外转子单相交流电机定子铁芯的结构示意图；

图4是现有技术提供的外转子单相交流电机中定子绕组绕在定子铁芯上的结构示意图；

图5是现有技术提供的内转子单相交流电机中在条形定子铁芯结构上绕线的结构示意图；

图6是由图5中绕完线后的条形定子铁芯结构弯制得到圆环形定子的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	定子铁芯	11	铁芯轭部
12	第一铁芯齿部	13	第二铁芯齿部
				14	中心轴孔	15	定位孔
2	定子绕组	21	第一绕组
				22	第二绕组	1a	整体式铁芯结构
101a	深齿槽	102a	浅齿槽
				103a	定子齿	201a	副绕组
202a	主绕组	1b	条形定子铁芯结构
				201b	主绕组	202b	副绕组

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的定子，用于吊扇的外转子单相交流电机，其包括铁芯组件和绕设于铁芯组件上的定子绕组2，铁芯组件具有轭部、若干个第一齿部和若干个第二齿部，各第一齿部和各第二齿部沿周向交替分布于轭部的外周，定子绕组2包括绕设于各第一齿部上的第一绕组21和绕设于各第二齿部上的第二绕组22。

具体地，第一绕组21和第二绕组22可分别为主绕组、副绕组中的一种。本发明实施例提供的定子，通过将定子设为外转子电机结构形式，可实现定子绕组2的外绕，利于降低磁密和提升性能；同时其将铁芯组件的第一齿部和第二齿部都设为完全齿结构，即第一齿部和第二齿部上都不开槽，这样，可降低外转子单相交流电机中定子的齿部磁密和温升，从而利于提高外转子单相交流电机中定子的性能。此外，其定子绕组2采用集中式绕组的设置方式，一个齿部上只绕一种绕组线圈，即每个第一齿部、第二齿部都只绕第一绕组21、第二绕组22中的一种绕组线圈，这样，一方面可使得两齿部之间形成的齿槽深度比较浅，从而利于提高绕线效率，进而可使定子的生产效率可以大幅度地提高；另一方面可使得轭部设置得比较厚，可以降低磁密和温升，从而利于提高定子的性能。且在第一绕组21和第二绕组22的绕制过程中，可以在一次放置安装铁芯组件的情形下，连续绕完两种绕组，即绕完一种绕组后不需要剪断线头、也不需要停下重新放置安装铁芯组件，有效简化了定子的生产工艺，利于极大程度地提高定子的生产效率。

优选地，任意相邻的第一铁芯齿部12与第二铁芯齿部13之间都形成一个齿槽，齿槽的槽深为15mm-25mm。齿槽具有远离轭部的槽口和靠近轭部的槽底，齿槽的槽深具体指槽口与槽底之间的距离。如果齿槽的深度设置得太大，则会导致绕线效率比较低；而如果齿槽的深度设置得比较小，则会导致绕组线圈难以在齿部上完全绕制。此处，将齿槽的槽深设置在15mm-25mm之间，在满足绕组线圈在齿部上完全绕制的前提下，又可使得齿槽的槽深较浅，从而利于提高绕线效率。

优选地，第一铁芯齿部12的周向宽度大于或等于或小于第二铁芯齿部13的周向宽度，即用于绕制第一绕组21的铁芯齿部的周向宽度与用于绕制第二绕制的铁芯齿部的周向宽度可以相等也可以不相等，具体应用中，可根据实际需要进行优化选择设计。

优选地，铁芯轭部11设有中心轴孔14和若干个沿周向间隔分布于中心轴孔14外周的定位孔15。中心轴孔14沿铁芯轭部11的轴向贯穿设于铁芯轭部11的中心位置处。中心轴孔14的设置，主要用于供转轴穿过。定位孔15的设置，主要用于在绕线过程中对铁芯组件进行定位。

优选地，铁芯组件包括定子铁芯1和设于定子铁芯1与定子绕组2之间的绝缘部件(图未示)，定子铁芯1包括铁芯轭部11、若干个第一铁芯齿部12和若干个第二铁芯齿部13，各第一铁芯齿部12和各第二铁芯齿部13沿周向交替分布于铁芯轭部11的外周；绝缘部件包括设于铁芯轭部11上的绝缘轭部、若干个分别设于各第一铁芯齿部12上的第一绝缘齿部和若干个分别设于各第二铁芯齿部13上的第二绝缘齿部，各第一绝缘齿部和各第二绝缘齿部沿周向交替分布于绝缘轭部的外周，铁芯轭部11和绝缘轭部构成轭部，第一铁芯齿部12和第一绝缘齿部构成第一齿部，第二铁芯齿部13和第二绝缘齿部构成第二齿部。本实施例中，定子铁芯1为完整环形结构，而不是通过直线型铁芯结构弯折形成，绕线机可沿圆形轨迹旋转绕线，利于提高绕线机的通用性。

优选地，本实施例中，定子铁芯1采用铁芯冲片叠压成型，铁芯冲片可由片状构件一体冲压成型，其制造方便，利于大批量生产制造，其制造成本低。

优选地，第一铁芯齿部12和第二铁芯齿部13都包括齿颈和齿靴，齿颈从铁芯轭部11的外壁朝远离铁芯轭部11中心的方向延伸，齿靴设于齿颈之远离铁芯轭部11的端部，第一绕组21的各线圈分别绕设于各第一铁芯齿部12的齿颈外周，第二绕组22的各线圈分别绕设于各第二铁芯齿部13的齿颈外周。

优选地，绝缘部件包括两个分别从定子铁芯1两端安装连接定子铁芯1的绝缘框架，每个绝缘框架都包括半绝缘轭部、若干个第一半绝缘齿部和若干个第二半绝缘齿部，各第一半绝缘齿部和各第二半绝缘齿部沿周向交替分布于半绝缘轭部的外周，两半绝缘轭部构成绝缘轭部，两第一半绝缘齿部构成第一绝缘齿部，两第二半绝缘齿部构成第二绝缘齿部。绝缘部件采用上下对插的两个绝缘框架，利于提高绕线效率和保证绝缘效果。

优选地，绝缘框架上设有过线结构。具体绕线过程中，当绕制第一绕组21时，第一绕组21可穿过过线结构避开第二齿部；而当绕制第二绕组22时，第二绕组22可以穿过过线结构避开第一齿部，从而实现了第一绕组21和第二绕组22沿周向的间隔绕制。

优选地，绝缘框架采用塑料一体制造成型。绝缘框架上可以设置多种工艺结构，例如过线结构等，此处，绝缘框架采用塑料一体制造成型，只要制造好相应的模具即可大批量地生产制造出绝缘框架，利于提高生产效率。

本发明实施例提供的定子的绕线方法，包括如下步骤：

将铁芯组件安装于绕线机上；

沿周向在铁芯组件的各第一齿部和各第二齿部上分别绕制形成第一绕组21和第二绕组22。

本发明实施例在第一绕组21和第二绕组22的绕制过程中，在绕制完一种绕组后，不需要剪断线头，也不需要停下来重新放置安装铁芯组件后再重新绕制另一种绕组；可以在一次放置安装铁芯组件的情形下，连续绕完两种绕组，有效简化了定子的生产工艺，极大程度地提高了定子的生产效率。

优选地，作为本实施例中第一绕组21和第二绕组22的一种较佳实施方案，第一绕组21和第二绕组22采用一个绕线针头通过连绕方式绕制形成，这种绕线方式适用于齿槽数量较少的定子。第一绕组21和第二绕组22的连绕方式具体为：通过一个绕线针头沿周向依次在铁芯组件的各第一齿部绕制绕组线圈以形成第一绕组21，且每绕完一个第一齿部，驱动铁芯组件旋转至下一个第一齿部进行继续绕制，两个第一齿部之间的中间过线可穿过绝缘框架上的过线结构；绕完第一绕组21后，保留线头无需剪断(或者采用缠线等其它方式)，驱动铁芯组件旋转至邻近的第二齿部，沿周向依次在铁芯组件的各第二齿部绕制绕组线圈以形成第二绕组22，且每绕完一个第二齿部，驱动铁芯组件旋转至下一个第二齿部进行继续绕制，两个第二齿部之间的中间过线可穿过绝缘框架上的过线结构，直到绕完第二绕组22。本实施方案中，第一绕组21和第二绕组22都采用间隔齿绕制方式，且绕完一种绕组后不需剪断线头，也不需重新放置铁芯组件，可利于提高绕线效率。

或者，作为本实施例中第一绕组21和第二绕组22的一种较佳实施方案，第一绕组21和第二绕组22采用两个绕线针头通过分别绕方式绕制形成。这种绕线方式适用于齿槽数量较多的定子。第一绕组21和第二绕组22的分别绕方式具体为：通过两个绕线针头沿周向依次分别在铁芯组件的各第一齿部和各第二齿部同时绕制绕组线圈以分别同时形成第一绕组21和第二绕组22，且每绕完一个第一齿部和一个第二齿部，驱动铁芯组件旋转至下一个第一齿部和下一个第二齿部进行继续绕制，两个第一齿部之间的中间过线可穿过绝缘框架上的过线结构，两个第二齿部之间的中间过线可穿过绝缘框架上的过线结构，直至绕完第一绕组21和第二绕组22。本实施方案中，第一绕组21和第二绕组22也都采用间隔齿绕制方式，且第一绕组21和第二绕组22采用两个绕线针头分别同时绕制，利于提高绕线效率。

本发明实施例提供的外转子单相交流电机，其包括上述的定子、穿设于定子内的转轴和设于定子外并与转轴连接的转子。本发明实施例提供的外转子单相交流电机，由于采用了上述的定子，故，有效简化了外转子单相交流电机的制造工序，并降低了外转子单相交流电机运行过程的温升，提高了外转子单相交流电机的性能。

本发明实施例提供的吊扇，具有上述的外转子单相交流电机。本发明实施例提供的吊扇，由于采用了上述的外转子单相交流电机，故，一方面降低了吊扇的成本，另一方面降低了吊扇运行过程的温升，提高吊扇的运转性能，从而利于提高吊扇的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.定子，用于吊扇的外转子单相交流电机，其包括铁芯组件和绕设于所述铁芯组件上的定子绕组，其特征在于，所述铁芯组件具有轭部、若干个第一齿部和若干个第二齿部，各所述第一齿部和各所述第二齿部沿周向交替分布于所述轭部的外周，且任意相邻的所述第一铁芯齿部与所述第二铁芯齿部之间都形成一个齿槽，所述定子绕组包括绕设于各所述第一齿部上的第一绕组和绕设于各所述第二齿部上的第二绕组。

2.如权利要求1所述的定子，其特征在于，所述齿槽的槽深为15mm-25mm。

3.如权利要求1或2所述的定子，其特征在于，所述第一铁芯齿部的周向宽度大于或等于或小于所述第二铁芯齿部的周向宽度。

4.如权利要求1或2所述的定子，其特征在于，所述铁芯轭部设有中心轴孔和若干个沿周向间隔分布于所述中心轴孔外周的定位孔。

5.如权利要求1或2所述的定子，其特征在于，所述铁芯组件包括定子铁芯和设于所述定子铁芯与所述定子绕组之间的绝缘部件，所述定子铁芯包括铁芯轭部、若干个第一铁芯齿部和若干个第二铁芯齿部，各所述第一铁芯齿部和各所述第二铁芯齿部沿周向交替分布于所述铁芯轭部的外周；所述绝缘部件包括设于所述铁芯轭部上的绝缘轭部、若干个分别设于各所述第一铁芯齿部上的第一绝缘齿部和若干个分别设于各所述第二铁芯齿部上的第二绝缘齿部，各所述第一绝缘齿部和各所述第二绝缘齿部沿周向交替分布于所述绝缘轭部的外周，所述铁芯轭部和所述绝缘轭部构成所述轭部，所述第一铁芯齿部和所述第一绝缘齿部构成所述第一齿部，所述第二铁芯齿部和所述第二绝缘齿部构成所述第二齿部。

6.如权利要求5所述的定子，其特征在于，所述绝缘部件包括两个分别从所述定子铁芯两端安装连接所述定子铁芯的绝缘框架，每个所述绝缘框架都包括半绝缘轭部、若干个第一半绝缘齿部和若干个第二半绝缘齿部，各所述第一半绝缘齿部和各所述第二半绝缘齿部沿周向交替分布于所述半绝缘轭部的外周，两所述半绝缘轭部构成所述绝缘轭部，两所述第一半绝缘齿部构成所述第一绝缘齿部，两所述第二半绝缘齿部构成所述第二绝缘齿部。

7.如权利要求1至6任一项所述的定子的绕线方法，其特征在于，包括如下步骤：

将铁芯组件安装于绕线机上；

在所述铁芯组件的各所述第一齿部和各所述第二齿部上分别绕制形成第一绕组和第二绕组。

8.如权利要求7所述的定子的绕线方法，其特征在于，所述第一绕组和所述第二绕组采用一个绕线针头通过连绕方式绕制形成，或者，所述第一绕组和所述第二绕组采用两个绕线针头通过分别绕方式绕制形成。

9.外转子单相交流电机，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的定子、穿设于所述定子内的转轴和设于所述定子外并与所述转轴连接的转子。

10.吊扇，其特征在于，具有如权利要求9所述的外转子单相交流电机。