CN108075589A - 定子铁芯绕组单元、盘式电机的定子组件以及盘式电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种定子铁芯绕组单元、盘式电机的定子组件以及盘式电机，所述定子铁芯绕组单元均包括呈棱边圆弧过渡的三棱柱状设置的定子铁芯、集中绕组、以及固定胶，所述集中绕组包括绕设在所述定子铁芯的外侧面且沿着所述定子铁芯的长度方向螺旋绕制的多层绕线圈，所述多层绕线圈由扁线沿着其截面长度方向弯曲绕设，所述定子铁芯的棱边过渡圆弧半径不小于所述扁线的截面长度。本发明能防止扁线的弯折处发生开裂。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种定子铁芯绕组单元、盘式电机的定子组件以及盘式电机。
背景技术
现有技术中的盘式电机一般包括固定盘和定子铁芯绕组单元，定子铁芯绕组单元包括定子铁芯和绕设于定子铁芯上的绕组。现有技术中，绕组大多是由漆包线盘绕而成，而为了能获得足够大的功率，最好采用扁线来绕制绕组。扁线绕制过程中，如果弯折角度较大，会产生较大的应力，在使用一段时间后扁线容易开裂。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种定子铁芯绕组单元、盘式电机的定子组件以及盘式电机，旨在防止扁线的弯折处发生开裂。
为实现上述目的，本发明提出的一种定子铁芯绕组单元，包括：
定子铁芯，呈棱边圆弧过渡的三棱柱状设置；
集中绕组，包括绕设在所述定子铁芯的外侧面且沿着所述定子铁芯的长度方向螺旋绕制的多层绕线圈，所述多层绕线圈由扁线沿着其截面长度方向弯曲绕设，所述定子铁芯的棱边过渡圆弧半径不小于所述扁线的截面长度。
优选地，所述多层绕线圈与所述定子铁芯的侧面之间的间距不大于0.5mm。
优选地，还包括固定胶，包括填充在所述定子铁芯与所述集中绕组之间的内侧固定胶、以及填充在相邻层的绕线圈之间的层间固定胶。
优选地，所述固定胶为导热胶。
优选地，所述固定胶为环氧胶。
优选地，所述定子铁芯的截面呈等腰三角形设置。
本发明还提出一种盘式电机的定子组件，包括：
两个固定板，所述两个固定板均呈中心开孔的圆形板设置，所述两个固定板之间形成有位于所述开孔外围的环形空间，所述两个固定板上对应设有多个定位槽；
多个前述的定子铁芯绕组单元，设于所述环形空间中，且所述多个定子铁芯绕组单元的定子铁芯的两端对应定位于所述两个固定板上的所述多个定位槽中；以及，
固定填充胶，填充在所述环形空间中，将所述两个固定板、所述多个定子铁芯和集中绕组粘接固定。
优选地，所述固定板为peek板。
优选地，每一所述定子铁芯的两端对应伸入至所述两个固定板上相应的所述定位槽中，且每一所述定子铁芯的两端均形成有朝外的台阶部，以对应与所述两个固定板的内侧面抵接。
本发明还提出一种盘式电机，包括盘式电机的定子组件，所述盘式电机的定子组件包括：
两个固定板，所述两个固定板均呈中心开孔的圆形板设置，所述两个固定板之间形成有位于所述开孔外围的环形空间，所述两个固定板上对应设有多个定位槽；
多个前述的定子铁芯绕组单元，设于所述环形空间中，且所述多个定子铁芯绕组单元的定子铁芯的两端对应定位于所述两个固定板上的所述多个定位槽中；以及，
固定填充胶，填充在所述环形空间中，将所述两个固定板、所述多个定子铁芯和集中绕组粘接固定。
本发明提供的技术方案中，通过将定子铁芯的棱边呈圆弧过渡，使扁线绕经定子铁芯棱边之处也得以圆弧过渡弯折，从而减小了扁线因弯折而产生的应力。并且由于所述定子铁芯的棱边过渡圆弧半径不小于所述扁线的截面长度。这样设置，当扁线的截面长度越大时，定子铁芯的棱边过渡圆弧半径也会被设置得越大，从而能通过尺寸限制避免扁线因过度弯折而导致扁线的弯折部位发生开裂。与将定子铁芯的截面呈边数大于等于四边的多边形设置的技术方案相比，本发明的方案能减少绕制集中绕组的过程中，扁线需要弯折的次数。此外，由于本发明中的绕组由扁线绕成且所述多层绕线圈由扁线沿着其截面长度方向弯曲绕设，扁线之间空隙较小，因而能提高电机的满槽率，进而能提高电机的功率密度。
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为本发明提供的定子铁芯绕组单元的一实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的盘式电机的定子组件的一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 1 | 定子铁芯 | 3 | 固定板 |
| 11 | 台阶部 | 31 | 定位槽 |
| 2 | 集中绕组 | 4 | 环形空间 |
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，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态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。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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。
本发明一种盘式电机，所述盘式电机包括盘式电机的定子组件，所述盘式电机的定子组件包括定子铁芯绕组单元，图1为本发明提供的定子铁芯绕组单元的一实施例。所述定子铁芯绕组单元均包括呈棱边圆弧过渡的三棱柱状设置的定子铁芯1、集中绕组2，所述集中绕组2包括绕设在所述定子铁芯1的外侧面且沿着所述定子铁芯1的长度方向螺旋绕制的多层绕线圈，所述多层绕线圈由扁线沿着其截面长度方向弯曲绕设，所述定子铁芯1的棱边过渡圆弧半径不小于所述扁线的截面长度。
本实施例中，通过将定子铁芯1的棱边呈圆弧过渡，使扁线绕经定子铁芯1棱边之处也得以圆弧过渡弯折，从而减小了扁线因弯折而产生的应力。并且由于所述定子铁芯1的棱边过渡圆弧半径不小于所述扁线的截面长度。这样设置，当扁线的截面长度越大时，定子铁芯1的棱边过渡圆弧半径也会被设置得越大，从而能通过尺寸限制避免扁线因过度弯折而导致扁线的弯折部位发生开裂。与将定子铁芯1的截面呈边数大于等于四边的多边形设置的技术方案相比，本实施例的方案能减少绕制集中绕组2的过程中，扁线需要弯折的次数。此外，由于本实施例中的集中绕组2由扁线绕成且所述多层绕线圈由扁线沿着其截面长度方向弯曲绕设，扁线之间空隙较小，因而能提高电机的满槽率，进而能提高电机的功率密度。
本实施例中，所述多层绕线圈与所述定子铁芯1的侧面之间的间距不大于0.5mm。控制多层绕线圈与定子铁芯1的侧面之间的间距不大于0.5mm，使得定子铁芯1与集中绕组2靠得更近，从而有利于将集中绕组2的热量传递到定子铁芯1，而有利于定子铁芯绕组单元的散热。此外，定子铁芯1与集中绕组2靠得更近，也有利于减小电机的磁路气隙，从而降低电机的运行损耗。
为使定子铁芯1与集中绕组2之间连接牢固，本实施例中，在所述定子铁芯1与所述集中绕组2之间填充有内侧固定胶。为使集中绕组2沿定子铁芯1的轴向上的伸缩尺寸可控，也为使定子铁芯1与集中绕组2之间连接牢固且为使集中绕组2不易散开，本实施例中，在相邻层的绕线圈之间还填充有层间固定胶。
为利于将集中绕组2内产生的热量通过定子铁芯1导出，而利于定子铁芯绕组单元的散热，所述固定胶为导热胶。优选地，所述固定胶同时具备导热性能和绝缘性能，固定导热胶的绝缘性能提高所述定子铁芯绕组单元通电后的安全性。
具体地，所述固定胶可以为环氧胶。环氧胶粘附力强且固化方便，并且导热效果好，因而利于将电机运行过程中定子组件内产生的热量传递至定子铁芯1，从而通过定子铁芯1将定子组件内的热量散出。
为便于将安装有定子铁芯绕组单元的盘式电机的定子组件的磁场设置为中心对称，本实施例中，所述定子铁芯1的截面呈等腰三角形设置。由几何可知，等腰三角形均具有一个顶角和两个底角，一个顶角和两个底角之和为360度。所述等腰三角形的顶角和底角大小与扁线的弯折角度密切相关，为更好地避免因扁线过度弯折而导致扁线的弯折部位发生开裂，本实施例中，所述等腰三角形的顶角大于40度，小于等于70度；所述等腰三角形的底角大于等于55度，小于等于70度。
图2为本发明提供的定子组件的一实施例，所述盘式电机的定子组件，包括两个固定板3、以及多个前述的定子铁芯绕组单元。所述两个固定板3均呈中心开孔的圆形板设置，所述两个固定板3之间形成有位于所述开孔外围的环形空间4，所述两个固定板3上对应设有多个定位槽31。所述多个定子铁芯绕组单元设于所述环形空间4中，且所述多个定子铁芯绕组单元的定子铁芯1的两端对应定位于所述两个固定板3上的所述多个定位槽31中。所述固定填充胶填充在所述环形空间4中，将所述两个固定板3与所述多个定子铁芯1粘接固定。
本实施例中，通过在环形空间4内填充固定填充胶，使两个固定板3与多个定子铁芯1得以被牢牢固定，从而避免在定子铁芯1上开设螺栓孔而影响定子铁芯1的磁路，并且由于组装过程中不必拧紧螺栓，使组装过程得以简化，适于自动化生产。此外，本实施例中，还通过在固定板3上设置定位槽31，便于组装人员对定子铁芯1进行准确定位。
本实施例中，所述固定板3为peek板。peek，也被称为聚醚醚酮，具有高强度、高模量、高断裂韧性以及优良的尺寸稳定性。本实施例中，固定板3为peek板，能在保证转子组件强度的同时减小转子组件的重量，进而实现电机的轻量化。
为使定子铁芯1的定位更加精确，且为了提高定子铁芯1与固定板3连接的牢固程度，如图1和图2所示，本实施例中，每一所述定子铁芯1的两端对应伸入至所述两个固定板3上相应的所述定位槽31中，且每一所述定子铁芯1的两端均形成有朝外的台阶部11，以对应与所述两个固定板3的内侧面抵接。台阶部11的设置能起到相对于固定板3的限位作用，从而使定子铁芯1的定位更加精确。此外，由于台阶部11增大了固定板3和定子铁芯1之间的接触面积，使得定子铁芯1与固定板3连接更加牢固。
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)
1.一种定子铁芯绕组单元，其特征在于，包括：
定子铁芯，呈棱边圆弧过渡的三棱柱状设置；
集中绕组，包括绕设在所述定子铁芯的外侧面且沿着所述定子铁芯的长度方向螺旋绕制的多层绕线圈，所述多层绕线圈由扁线沿着其截面长度方向弯曲绕设，所述定子铁芯的棱边过渡圆弧半径不小于所述扁线的截面长度。
2.如权利要求1所述的定子铁芯绕组单元，其特征在于，所述多层绕线圈与所述定子铁芯的侧面之间的间距不大于0.5mm。
3.如权利要求1所述的定子铁芯绕组单元，其特征在于，还包括固定胶，包括填充在所述定子铁芯与所述集中绕组之间的内侧固定胶、以及填充在相邻层的绕线圈之间的层间固定胶。
4.如权利要求3所述的定子铁芯绕组单元，其特征在于，所述固定胶为导热胶。
5.如权利要求4所述的定子铁芯绕组单元，其特征在于，所述固定胶为环氧胶。
6.如权利要求1所述的定子铁芯绕组单元，其特征在于，所述定子铁芯的截面呈等腰三角形设置。
7.一种盘式电机的定子组件，其特征在于，包括：
两个固定板，所述两个固定板均呈中心开孔的圆形板设置，所述两个固定板之间形成有位于所述开孔外围的环形空间，所述两个固定板上对应设有多个定位槽；
多个如权利要求1-6任一项所述的定子铁芯绕组单元，设于所述环形空间中，且所述多个定子铁芯绕组单元的定子铁芯的两端对应定位于所述两个固定板上的所述多个定位槽中；以及，
固定填充胶，填充在所述环形空间中，将所述两个固定板、所述多个定子铁芯和集中绕组粘接固定。
8.如权利要求7所述的盘式电机的定子组件，其特征在于，所述固定板为peek板。
9.如权利要求7所述的盘式电机的定子组件，其特征在于，每一所述定子铁芯的两端对应伸入至所述两个固定板上相应的所述定位槽中，且每一所述定子铁芯的两端均形成有朝外的台阶部，以对应与所述两个固定板的内侧面抵接。
10.一种盘式电机，其特征在于，包括如权利要求7至9任一项所述的盘式电机的定子组件。
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