CN107994692B - 电机定子和具有其的电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机定子和具有其的电机，电机定子包括定子铁芯和定子绕组，定子铁芯包括多个子定子铁芯，每个子定子铁芯包括定子轭部、至少一个定子齿部和两个连接外端部，两个连接外端部均设在定子轭部的外侧且分别位于定子轭部的周向两端，定子齿部设在定子轭部的内侧且在定子轭部的周向上位于两个连接外端部之间，每个连接外端部上形成有凹槽，相邻两个子定子铁芯的接触的两个连接外端部的两个凹槽构成一个安装孔，安装孔内配合有连接件以实现相邻两个子定子铁芯的连接和安装定位，定子绕组缠绕在定子齿部上。根据本发明的电机定子，制造方便、装配难度小，且生产效率高，同时易于保证相邻子定子铁芯之间的轴向定位。

Description

电机定子和具有其的电机

技术领域

本发明涉及电机制造技术领域，尤其是涉及一种电机定子和具有其的电机。

背景技术

相关技术中，电机的定子铁芯多数采用一体式的结构，使得不便于在定子轭部上绕线，导致电机定子的加工不便且加工效率低。为了简化电机定子的生产工艺，一些技术中，在电机定子生产时，将定子轭部、定子齿部和定子绕组分别模块化，再将这些模块拼装成完整的电机定子。然而，这种方式中，定子轭部的多个模块之间的拼装操作难度较大，通常需要借助其他工具完成，从而限制了电机定子的生产效率。此外，在将电机定子安装在电机的机壳上时、分块的定子铁芯易出现轴向错位等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电机定子，所述电机定子便于制造、装配难度较小，且生产效率高，同时易于保证相邻子定子铁芯之间的轴向定位。

本发明还提出一种具有上述电机定子的电机。

根据本发明第一方面实施例的电机定子，包括：定子铁芯，所述定子铁芯包括沿周向依次相连的多个子定子铁芯，每个所述子定子铁芯包括定子轭部、至少一个定子齿部和两个连接外端部，两个所述连接外端部均设在所述定子轭部的外侧且分别位于所述定子轭部的周向两端，所述定子齿部设在所述定子轭部的内侧且在所述定子轭部的周向上位于两个所述连接外端部之间，每个所述连接外端部上形成有凹槽，相邻两个所述子定子铁芯的接触的两个所述连接外端部的两个所述凹槽构成一个安装孔，所述安装孔内配合有连接件以实现相邻两个所述子定子铁芯的连接和安装定位；定子绕组，所述定子绕组缠绕在所述定子齿部上。

根据本发明实施例的电机定子，通过将定子铁芯设置为包括沿周向依次相连的多个子定子铁芯，且每个子定子铁芯包括定子轭部、至少一个定子齿部和两个连接外端部，同时两个连接外端部均设在定子轭部的外侧且分别位于定子轭部的周向两端，每个连接外端部上形成有凹槽，相邻两个子定子铁芯的接触的两个连接外端部的两个凹槽构成一个安装孔，连接件穿设在安装孔内以将相邻两个子定子铁芯紧压于同一个平面内，从而保证了相邻两个子定子铁芯的轴向定位；同时由于每个子定子铁芯的结构短小，方便了子定子铁芯的冲裁，同时节省了子定子铁芯的用材量。

根据本发明的一些实施例，相邻两个所述子定子铁芯的接触的两个所述连接外端部的外表面均形成为朝向远离所述定子轭部的中心方向凸出的第一凸面。

根据本发明的一些实施例，每个所述子定子铁芯包括多个所述定子齿部，在所述定子轭部的周向上、多个所述定子齿部均位于两个所述连接外端部之间。

根据本发明的一些实施例，每个所述子定子铁芯还包括：至少一个外端部，所述外端部设在所述定子轭部的外侧且在所述定子轭部的周向上位于相邻两个所述定子齿部之间，所述外端部的外表面均形成为朝向远离所述定子轭部的中心方向凸出的第二凸面。

根据本发明的一些实施例，将所述定子绕组分别缠绕在所述定子齿部后，相邻两个所述子定子铁芯之间通过连接件实现连接和安装定位。

根据本发明的一些实施例，相邻两个所述子定子铁芯的接触的两个所述连接外端部之间粘接或焊接。

根据本发明的一些实施例，所述定子绕组至少有两个，每个所述定子绕组以单线或多线并绕的方式缠绕在所述定子轭部上，所述定子绕组的连接方式为星形或三角形。

根据本发明的一些实施例，每个所述子定子铁芯由多个冲片叠置而成。

根据本发明第二方面实施例的电机，包括：机壳，所述机壳的内壁上形成有多个凹部；电机定子，所述电机定子为根据本发明上述第一方面实施例的电机定子，所述电机定子设在所述机壳内，相邻两个所述子定子铁芯的接触的两个所述连接外端部的外表面形成为朝向远离所述定子轭部的中心方向凸出的凸面，所述凸面配合在所述凹部内；电机转子，所述电机转子设在所述电机定子的内侧。

根据本发明实施例的电机，通过采用上述的电机定子，方便了电机的装配，提高了电机的生产效率，避免了出现轴向错位，保证了电机的性能。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的电机的剖视图；

图2是图1中所示的定子铁芯的示意图；

图3是图1中所示的子定子铁芯的示意图；

图4是图1中所示的机壳的示意图；

图5是根据本发明另一个实施例的电机的剖视图；

图6是图5中所示的定子铁芯的示意图；

图7是图5中所示的子定子铁芯的示意图；

图8是图5中所示的机壳的示意图；

图9是根据本发明另再一个实施例的电机的剖视图。

附图标记：

电机200、电机定子100、机壳101、凹部101a、电机转子102、定子铁芯1、子定子铁芯11、定子轭部111、定子齿部112、止挡部112a、连接外端部113、凹槽113a、安装孔113b、第一凸面113c、外端部114、定位安装孔114a、定子绕组2。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图9描述根据本发明实施例的电机定子100。

如图1-图9所示，根据本发明实施例的电机定子100，包括定子铁芯1和定子绕组2。

定子铁芯1包括沿周向依次相连的多个子定子铁芯11，每个子定子铁芯11包括定子轭部111、至少一个定子齿部112和两个连接外端部113，两个连接外端部113均设在定子轭部111的外侧且两个连接外端部113分别位于定子轭部111的周向两端，定子齿部112设在定子轭部111的内侧且在定子轭部111的周向上位于两个连接外端部113之间，每个连接外端部113上形成有凹槽113a，相邻两个子定子铁芯11的接触的两个连接外端部113的两个凹槽113a构成一个安装孔113b，安装孔113b内配合有连接件以实现相邻两个子定子铁芯11的连接和安装定位，定子绕组2缠绕在定子齿部112上。

其中，定子轭部111可以大致形成为弧形，凹槽113a可以形成为半圆形槽，此时安装孔113b为圆形孔，但不限于此。这里，需要说明的是，方向“内”是指靠近定子铁芯1中心轴线的方向，其相反方向被定义为“外”。

可以理解的是，定子铁芯1的多个子定子铁芯11的结构可以相同，也可以不相同，例如，定子铁芯1包括沿其周向首尾依次相连的两个子定子铁芯11时，这两个子定子铁芯11的定子轭部111对应的圆心角可以均为180°，或者这两个子定子铁芯11的定子轭部111对应的圆心角可以分别为120°、240°；再例如，当定子铁芯1包括沿其周向首尾依次相连的三个子定子铁芯11、且这三个子定子铁芯11的定子轭部111对应的圆心角均为120°。

根据本发明实施例的电机定子100，通过将定子铁芯1设置为包括沿周向依次相连的多个子定子铁芯11，且每个子定子铁芯11包括定子轭部111、至少一个定子齿部112和两个连接外端部113，同时两个连接外端部113均设在定子轭部111的外侧且分别位于定子轭部111的周向两端，每个连接外端部113上形成有凹槽113a，相邻两个子定子铁芯11的接触的两个连接外端部113的两个凹槽113a构成一个安装孔113b，连接件穿设在安装孔113b内以将相邻两个子定子铁芯11紧压于同一个平面内，从而保证了相邻两个子定子铁芯11的轴向定位；同时由于每个子定子铁芯11的结构短小，方便了子定子铁芯11的冲裁，同时节省了子定子铁芯11的用材量。

其中，定子齿部112的长度与连接外端部113的长度可以相等、也可以不相等。例如，在图1-图9的示例中，定子齿部112的长度大于连接外端部113的长度。这里，需要说明的是，“长度”是指沿定子轭部111的径向的长度。

在本发明的一些实施例中，相邻两个子定子铁芯11的接触的两个连接外端部113的外表面均形成为朝向远离定子轭部111的中心方向凸出的第一凸面113c，当相邻两个子定子铁芯11拼装时、对应接触的两个连接外端部113的两个第一凸面113c构成为朝向远离定子轭部111的中心方向凸出的凸面，而电机200的机壳101的内壁上形成有与凸面相适配的多个凹部101a，将凸面对应配合在凹部101a内，从而凹部101a可以将相邻的子定子铁芯11紧扣在一起，保证了相邻子定子铁芯11拼接的紧密性。

可选地，第一凸面113c形成为弧面。例如，在图1-图9的示例中，第一凸面113c形成为圆弧面，当相邻两个子定子铁芯11对应对齐时，接触的两个连接外端部113的两个第一曲面可以构成为半圆弧面，结构简单、便于实现。

当然，电机200的机壳101内壁上的凹部101a还可以大致形成为燕尾槽，此时相邻两个子定子铁芯11接触的两个连接外端部113的两个第一凸面113c构成的凸面与上述燕尾槽相适配，同样可以实现相邻子定子铁芯11的紧密配合，保证相邻子定子铁芯11拼接的紧密性。但不限于此。

在本发明的具体示例中，安装孔113b为光孔或螺孔，连接件与安装孔113b配合，从而在保证相邻子定子铁芯11之间轴向定位的前提下、方便了定子铁芯1的安装。其中，连接件可选为螺钉等螺纹紧固件。

在本发明的一些实施例中，每个子定子铁芯11包括多个定子齿部112，在定子轭部111的周向上、多个定子齿部112均位于两个连接外端部113之间。例如，在图5-图8的示例中，每个子定子铁芯11包括三个定子齿部112，这三个定子齿部112在两个连接外端部113之间、沿定子轭部111的周向均匀间隔布置。

当然，在图1-图4的示例中，每个子定子铁芯11可以仅包括一个定子齿部112，该定子齿部112分别与两个连接外端部113间隔设置。

进一步地，每个子定子铁芯11还包括至少一个外端部114，外端部114设在定子轭部111的外侧且在定子轭部111的周向上位于相邻两个定子齿部112之间。例如，在图9的示例中，每个子定子铁芯11包括定子轭部111、三个定子齿部112、两个连接外端部113和两个外端部114，两个外端部114均设在定子轭部111的外侧且两个外端部114在定子轭部111的周向上位于相邻两个定子齿部112之间。此时，每个外端部114上可以形成有定位安装孔114a，定位安装孔114a内设有紧固件以将每个子定子铁芯11紧固在电机200的机壳101上，避免了电机200高速运行时、子定子铁芯11脱离电机200的机壳101，保证了每个子定子铁芯11与电机200的机壳101之间连接可靠。

如图9所示，外端部114外表面形成为朝向远离定子轭部111的中心方向凸出的第二凸面，第二凸面可以与机壳101内的凹部101a相适配。

在本发明的一些实施例中，将定子绕组2分别缠绕在每个子定子铁芯11的定子轭齿部112后，相邻两个子定子铁芯11之间通过连接件实现连接。也就是说，当子定子铁芯11包括定子轭部111、一个定子齿部112和两个拼接外端部115时，定子绕组2缠绕在该定子齿部112上；当子定子铁芯11包括定子轭部111、多个定子齿部112和两个拼接外端部115时，每个定子齿部112上均缠绕定子绕组2。由此，方便了定子铁芯1的绕线，提高了电机定子100的加工效率。

在本发明的具体实施例中，定子齿部112的邻近定子轭部111中心的一端设有齿靴部112a，齿靴部112a沿定子轭部111的周向从定子齿部112的宽度方向上的两侧延伸出，由此，齿靴部112a的横截面积较大，从而可以对定子齿部112上的定子绕组2起到限位作用。当然，定子齿部112的邻近定子轭部111中心的一端还可以不设置齿靴部112a。这里，需要说明的是，“宽度”是指沿定子轭部111的周向的宽度。

在本发明的一些实施例中，相邻两个子定子铁芯11的接触的两个拼接外端部114之间粘接或焊接，从而进一步保证了相邻两个子定子铁芯11之间的连接强度、保证了相邻两个子定子铁芯11的相对位置的稳定性，进一步保证了相邻子定子铁芯11之间的轴向定位，同时避免了在相邻两个子定子铁芯11的接触的两个子定子齿部112之间粘接或焊接而影响电机定子100的磁场，保证了电机定子100的使用可靠性。

在本发明的一些实施例中，定子绕组2至少有两个，每个定子绕组2以单线或多线并绕的方式缠绕在定子轭部111上。可以理解的是，多个定子绕组2的缠绕方向可以相同或相反，当多个定子绕组2的缠绕方向相同时，每个定子绕组2的缠绕方向可以均为正向，也可以均为反向。此外，定子绕组2的连接方式可以是串联或并联，从而定子绕组2可以连接成星形(或称为Y形)、三角形或其他方式。定子绕组2的缠绕方式、缠绕方向及连接方式是本领域技术人员普遍知晓的，这里不作具体限定。

在本发明的一些实施例中，每个子定子铁芯11由多个冲片叠置而成，从而方便了子定子铁芯11的加工，进而方便了定子铁心的加工。

根据本发明第二方面实施例的电机200，包括机壳101和电机定子100，电机定子100为根据本发明上述第一方面实施例的电机定子100。可以理解的是，电机200可以是单相电机、三相电机或多相电机等；电机200可以应用于家用电器、医疗器械、发电及储能设备、化学检测及物质风力设备和无人飞行器等，例如，电机200可以应用于风机、吸尘器、吹风机、干手机、车床、电钻、离心机、发电机、飞轮储能、无人机或航模中，但不限于此。

例如，在图1-图9的示例中，电机200包括机壳101、电机定子100和电机转子102，机壳101的内壁上形成有多个凹部101a，电机定子100设在机壳101内，相邻两个子定子铁芯11的接触的两个连接外端部113的外表面形成为朝向远离定子轭部111的中心方向凸出的凸面，凸面配合在凹部101a内，连接件穿设在安装孔113b内以将相邻两个子定子铁芯11紧压于同一个平面内，从而避免了相邻两个子定子铁芯11出现轴向错位等问题，保证了相邻两个子定子铁芯11的轴向定位，进而保证电机200性能。电机转子102同轴嵌设在电机定子100内，电机定子100和电机转子102之间相互作用，使得电机转子102绕其中心轴线转动。其中，电机转子102可选为两极永磁磁环，两极永磁磁环容易制备，且两极永磁磁环的强度高、容易安装。具体地，两极永磁磁环为环形结构，且两极永磁磁环可以一体成型，即两极永磁磁环为整体结构，或者两极永磁磁环还可以由两个磁极拼接形成。当然，电机转子102还可以为四极磁环等偶数极转子，而不限于此。

根据本发明实施例的电机200，通过采用上述的电机定子100，方便了电机200的装配，提高了电机200的生产效率，避免了出现轴向错位，保证了电机200的性能。

根据本发明实施例的电机200的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

下面参考图1-图9以三个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的电机200。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。

实施例一

在本实施例中，如图1-图4所示，电机200包括机壳101、电机定子100和电机转子102，机壳101大致为圆筒结构，机壳101的内壁上形成有六个凹部101a，电机定子100上形成有与六个凹部101a一一对应适配的凸面，电机转子102同轴嵌设在电机定子100内，电机转子102为一体成型的两极永磁磁环。

电机定子100包括定子铁芯1和六个定子绕组2，定子铁芯1包括沿周向依次首尾相连的六个子定子铁芯11，六个子定子铁芯11的结构相同且每个子定子铁芯11均由多个冲片叠置而成，每个子定子铁芯11包括定子轭部111、一个定子齿部112和两个连接外端部113，定子绕组2缠绕在定子齿部112上，定子齿部112的长度可以大于连接外端部113的长度。

具体地，定子轭部111大致形成为圆弧形，两个连接外端部113均设在定子轭部111的外侧且两个连接外端部113分别位于定子轭部111的周向两端，定子齿部112设在定子轭部111的内侧且在定子轭部111的周向上位于两个连接外端部113之间，每个连接外端部113上形成有凹槽113a，相邻两个子定子铁芯11的接触的两个连接外端部113的两个凹槽113a构成一个安装孔113b，连接件穿设在安装孔113b内以将相邻两个子定子铁芯11紧压于同一个平面内。此时，相邻两个定子齿部112之间限定出定子槽，六个定子槽大小相同。

如图1-图3所示，相邻两个子定子铁芯11的接触的两个连接外端部113的外表面均形成为朝向远离定子轭部111的中心方向凸出的第一凸面113c，第一凸面113c为圆弧面，当相邻两个子定子铁芯11对应对齐时，接触的两个连接外端部113的两个第一曲面可以构成为凸面，此时凸面为半圆弧面。

每个子定子铁芯11单独绕线，绕线完成后将六个子定子铁芯11相应对齐，并将六个凸面一一对应配合在六个凹部101a内，使得六个子定子铁芯11可以紧密拼接，此时将连接件分别穿设在六个安装孔113b内，使得相邻两个子定子铁芯11在连接件的作用想被紧压于同一个平面内，从而避免了相邻两个子定子铁芯11出现轴向错位等问题，易于保证相邻两个子定子铁芯11的轴向定位，进而保证电机定子100的性能。

实施例二

如图5-图8所示，本实施例与实施例一的结构大致相同，其中相同的部件采用相同的附图标记，不同之处在于：定子铁芯1包括沿周向依次首尾相连的四个子定子铁芯11，每个子定子铁芯11包括定子轭部111、三个定子齿部112和两个连接外端部113，三个定子齿部112在两个连接外端部113之间均匀间隔设置。此时，电机定子100限定出十二个大小相同的定子槽。

实施例三

如图9所示，本实施例与实施例一的结构大致相同，其中相同的部件采用相同的附图标记，不同之处在于：定子铁芯1包括沿周向依次首尾相连的两个个子定子铁芯11，每个子定子铁芯11包括定子轭部111、三个定子齿部112、两个连接外端部113和两个外端部114，每个外端部114上形成有定位安装孔114a，定位安装孔114a内设有紧固件以将每个子定子铁芯11紧固在电机200的机壳101上，且外端部114外表面形成为朝向远离定子轭部111的中心方向凸出的第二凸面，第二凸面可以与机壳101内的凹部101a相适配，从而机壳101的六个凹部101a中的四个凹部101a与第二凸面相配合、另外两个凹部101a与凸面相配合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种电机，其特征在于，包括：

机壳，所述机壳的内壁上形成有多个凹部；

电机定子，所述电机定子设在所述机壳内且包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯包括沿周向依次相连的多个子定子铁芯，每个所述子定子铁芯包括定子轭部、至少一个定子齿部和两个连接外端部，两个所述连接外端部均设在所述定子轭部的外侧且分别位于所述定子轭部的周向两端，所述定子齿部的外端与所述定子轭部的内侧相连，所述定子齿部的内端设有齿靴部，所述定子齿部在所述定子轭部的周向上位于两个所述连接外端部之间，每个所述连接外端部上形成有凹槽，相邻两个所述子定子铁芯的接触的两个所述连接外端部的两个所述凹槽构成一个安装孔，所述安装孔内配合有连接件以实现相邻两个所述子定子铁芯的连接和安装定位，相邻两个所述子定子铁芯的接触的两个所述连接外端部的外表面形成为朝向远离所述定子轭部的中心方向凸出且围绕所述安装孔的凸面，所述凸面配合在所述凹部内，所述定子绕组缠绕在所述定子齿部上，每个所述子定子铁芯还包括至少一个外端部，所述外端部设在所述定子轭部的外侧且在所述定子轭部的周向上位于相邻两个所述定子齿部之间，所述外端部的外表面形成为朝向远离所述定子轭部的中心方向凸出的第二凸面，所述第二凸面内形成有定位安装孔；

电机转子，所述电机转子设在所述电机定子的内侧。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，相邻两个所述子定子铁芯的接触的两个所述连接外端部的外表面均形成为朝向远离所述定子轭部的中心方向凸出的第一凸面。

3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，每个所述子定子铁芯包括多个所述定子齿部，在所述定子轭部的周向上、多个所述定子齿部均位于两个所述连接外端部之间。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电机，其特征在于，将所述定子绕组分别缠绕在所述定子齿部后，相邻两个所述子定子铁芯之间通过连接件实现连接和安装定位。

5.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，相邻两个所述子定子铁芯的接触的两个所述连接外端部之间粘接或焊接。

6.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子绕组至少有两个，每个所述定子绕组以单线或多线并绕的方式缠绕在所述定子轭部上，所述定子绕组的连接方式为星形或三角形。

7.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，每个所述子定子铁芯由多个冲片叠置而成。

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