定子铁芯和旋转电机
技术领域
本发明涉及电机领域,具体而言,涉及一种定子铁芯和一种旋转电机。
背景技术
相关技术中,电机作为重要的能量转换装置,广泛地应用在电机驱动的各种生产机械和装备中,旋转电机包括电机定子和电机转子,而设置在压缩机中的电机转子的一般采用悬臂结构,由于只通过单边轴承支撑,因此在转子安装过程中,需要通过塞尺等工装调整气隙。
为了降低气隙磁场谐波,将转子外圆弧设置成偏心结构,则使转子的外周和定子的内周之间的对应关系是点对面的关系,导致很难调整气隙精度。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一,本发明的一个目的在于提供一种定子铁芯。
本发明的又一个目的在于提供一种旋转电机。
为了实现上述目的,本发明第一方面的实施例提出了一种定子铁芯,包括:多个堆叠的定子冲片,定子冲片包括沿周向分布的多个定子齿,两个相邻的定子齿围设形成定子槽,定子齿沿径向从外至内依次包括齿部与齿靴部,多个齿靴部围设形成定子冲片的中心孔,相邻的两个齿靴部之间的间隙限定出对应的定子槽的槽口,多个堆叠的定子冲片包括:至少两个第一定子冲片与至少两个第二定子冲片,第一定子冲片上的至少一个齿靴部的内壁上开设有第一辅助槽,第二定子冲片的上的至少一个齿靴部的内壁上开设有第二辅助槽,其中,第一定子冲片上的第一辅助槽的数量与第二定子冲片上的第二辅助槽的数量不同,并且第一辅助槽与第二辅助槽在轴向错位设置。
在该技术方案中,将用于叠压的多个定子冲片设置为包括至少两种形式的定子冲片,每个定子冲片上具有多个周向排列的定子齿,定制齿包括齿部与齿靴部,其中,第一定子冲片与第二定子冲片上均只有部分齿靴部上开设有辅助槽,但是所开设的辅助槽的数量不同,并且在堆叠过程中,第一定子冲片上的第一辅助槽与第二定子冲片上的第二辅助槽在轴向能够错开设置,进而在堆叠后,能够形成沿周向排布的多个辅助槽,一方面,由于径向分量使定子铁芯产生的振动变形是电磁噪声的主要来源,通过在定子冲片上开设辅助槽,即使在电机转子的外周和电机定子的内周之间的对应关系为点对面时,仍能通过改善定子槽以提高径向电磁力波的阶次,减小定子铁芯的形变,进而降低径向电磁力波的最低空间阶次分量,以达到降低电机的振动噪声的目的。
可以理解的是,作为同一个定子铁芯的定子冲片,第一定子冲片与第二定子冲片的形状与尺寸相同,唯一差别为是否开设的辅助槽的数量不同。
还可以理解的是,每个齿靴部上可以开设一个辅助槽,也可以开设多个辅助槽。
作为一种优选的设置方式,第一定子冲片与第二定子冲片堆叠后,第一定子冲片上的第一辅助槽与第二定子冲片上的第二辅助槽沿周向均匀排布,且在轴向不具有重合的辅助槽。
其中,第一辅助槽与第二辅助槽的形状可以相同,也可以不同,定子齿的数量可以为6个、9个或12个等。
另外,本发明提供的上述实施例中的定子铁芯还可以具有如下附加技术特征:
在上述技术方案中,优选地,第一定子冲片上2/3的齿靴部的内壁对应开设第一辅助槽;第二定子冲片上1/3的齿靴部的内壁对应开设第二辅助槽。
在该技术方案中,在第一定子冲片上的辅助槽与第二定子冲片上的辅助槽在轴向错开设置的基础上,在第一定子冲片中2/3的齿靴部上开设第一辅助槽,在第二定子冲片中3/1的齿靴部上开设第二辅助槽,并且每个齿靴部上开设一个辅助槽,从而能够第一定子冲片与第二定子冲片堆叠后,第一定子冲片上的第一辅助槽与第二定子冲片上的第二辅助槽沿周向均匀排布,以降低低次力波产生的概率。
在上述任一技术方案中,优选地,第一定子冲片上包括多组辅助槽,多组辅助槽沿周向均匀分布,每一组辅助槽包括两个相邻的第一辅助槽,每组辅助槽之间间隔有一个定子全齿,定子全齿为未设置第一辅助槽的定子齿;在第二定子冲片上与定子全齿沿轴向对应的定子齿上开设有第二辅助槽。
在该技术方案中,由于定子铁芯上的定子齿的数量通常为3的倍数,在第一定子冲片上,将相邻设置的两个第一辅助槽划分为一组,从而在周向上能够均布多组辅助槽,并且相邻的两组辅助槽之间间隔一个未设置辅助槽的定子齿,在第二定子冲片上,两个相邻的设置有第二辅助槽的定子齿之间间隔两个未设置第二辅助槽的定子齿,通过该设置方式,在堆叠时,将第一定子冲片上未设置有第一辅助槽的定子齿与第二定子冲片上设置有第二辅助槽的定子齿对应设置,以使两个定子冲片在投影面上恰好形成周向均匀分布的多个辅助槽,以满足对定子槽的改善需求。
在上述任一技术方案中,优选地,定子齿为对称结构,在第一定子冲片上,每个定子齿上的第一辅助槽相对于定子齿的对称中心线对称设置;在第二定子冲片上,每个定子齿上的第二辅助槽相对于对称中心线对称设置。
在该技术方案中,对于每个定子齿均具有对称中心线,以将定子齿构造为轴对称结构,通过将辅助槽开设在对称中心线上,以将辅助槽构造为相对于对称中心线对称的轴对称结构,一方面,有利于使辅助槽的结构规则化设置,以提升辅助槽对定子槽的辅助功能,提高槽的配合度,另一方面,也能够提升辅助槽制备的便捷性。
在上述任一技术方案中,优选地,第一辅助槽半圆形槽、长方形槽、梯形槽与三角形槽中的任意一种;第二辅助槽半圆形槽、长方形槽、梯形槽与三角形槽中的任意一种。
在该技术方案中,通过限定辅助槽的形状,一方面能够保证制备方便,另一方面,采用的上述结构的辅助槽后比采用辅助槽前进行相比,能够提升削弱齿槽脉动的效率。
优选地,辅助槽沿径向从外至内由梯形与长方形组合形成,并且在夹角处采用倒圆角过渡。
在上述任一技术方案中,优选地,槽口的宽度为W1,齿靴部的径向宽度为H1,第一辅助槽的宽度为W2,第一辅助槽的径向最大深度为H2,0.9第二辅助槽的宽度为W3,第二辅助槽的径向最大深度为H3,
在该技术方案中,通过限定W2与W1的比值范围,以及H2与H1的比值范围,一方面,实现了第一辅助槽的尺寸的优化,以最大限度降低径向电磁力波的最低空间阶次分量,另一方面,也能够防止第一辅助槽由于径向尺寸以及宽度尺寸过大产生的气隙过大,以导致的磁阻增加而影响电机运行效率。
在该技术方案中,通过限定W3与W1的比值范围,以及H3与H1的比值范围,一方面,实现了第二辅助槽的尺寸的优化,以最大限度降低径向电磁力波的最低空间阶次分量,另一方面,也能够防止第二辅助槽由于径向尺寸以及宽度尺寸过大产生的气隙过大,以导致的磁阻增加而影响电机运行效率。
作为一种优选的实施方式,W3、W2与W1相同,H3、H2与H1相同。
在上述任一技术方案中,优选地,第一定子冲片与第二定子冲片交替堆叠设置;第一定子冲片与第二定子冲片分别设置于定子铁芯的两端。
在该技术方案中,作为一种具体的叠加的实施方式,第一定子冲片与第二定子冲片交替堆叠设置,并且第一定子冲片与第二定子冲片的数量相同,从而对于任意相邻的第一定子冲片与第二定子冲片都能够组合形成周向均布有辅助槽的冲片段,一方面,实现了在定子铁芯的两端分布设置第一定子冲片与第二定子冲片,在实现采用塞尺等工装调节气隙的便捷度的同时,实现了辅助槽的均布,另一方面,有利于降低径向力最低空间阶次分量。
在上述任一技术方案中,优选地,多个第一定子冲片连续堆叠形成第一冲片段,多个第二定子冲片连续堆叠形成第二冲片段,第一冲片段与多个第二冲片段沿轴向对接。
在该技术方案中,将多个第一定子冲片叠加在一起形成第一冲片段,以在第一冲片段的中心孔的内壁上形成多个沿周向间隔分布的第一连通辅助槽,将多个第二定子冲片叠加在一起形成第二冲片段,然后将至少一个第一冲片段与至少一个冲片段进行对接叠加,同样能够达到降低电机的振动噪声的目的。
本发明第二方面的实施例提出了一种旋转电机,包括:本发明第一方面的技术方案提出的定子铁芯与绕设于定子铁芯上的绕组;电机转子,与电机定子的中心孔套设组装。
在该技术方案中,通过采用本发明第一方面的技术方案中构造出的定子铁芯,由于将定子铁芯的定子冲片设置为第一定子冲片与第二定子冲片上均只有部分齿靴部上开设有辅助槽,但是所开设的辅助槽的数量不同,由于径向分量使定子铁芯产生的振动变形是电磁噪声的主要来源,通过在部分定子冲片上开设辅助槽,以通过改善定子槽以提高径向电磁力波的阶次,减小定子铁芯的形变,进而降低径向电磁力波的最低空间阶次分量,以达到降低电机的振动噪声的目的。
在上述技术方案中,优选地,电机转子与轴线垂直的截面轮廓由多条相对中心孔偏心的偏心圆弧以及与中心孔同心的同心圆弧沿周向首尾连接构造形成。
在该技术方案中,为了降低气隙磁场谐波,将电机转子与轴线垂直的截面轮廓由多条相对中心孔偏心的圆弧以及与中心孔同心的圆弧沿周向首尾连接构造形成,一方面,结合辅助槽的设置,有利于进一步降低气隙磁场谐波,另一方面,通过在定子铁芯的至少一端设置第二定子冲片,能够使定子铁芯与电机转子的外壁之间最大限度实现面面对应,从而有利于采用塞尺等工装调整气体,进而提升定子铁芯与转子之间的同心度,以达到调整气隙精度以及降低电磁噪声的目的。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,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示出了根据本发明的一个实施例的定子铁芯的第一向的立体结构示意图;
图2示出了根据本发明的一个实施例的定子铁芯的第二向的立体结构示意图;
图3示出了根据本发明的一个实施例的定子铁芯的顶面结构示意图;
图4示出了根据本发明的一个实施例的定子铁芯的底面结构示意图;
图5示出了根据本发明的一个实施例的第一定子冲片的平面结构示意图;
图6示出了根据本发明的一个实施例的第一定子冲片的立体结构示意图;
图7示出了根据本发明的一个实施例的第二定子冲片的平面结构示意图;
图8示出了根据本发明的一个实施例的第二定子冲片的立体结构示意图;
图9示出了根据本发明的一个实施例的电机转子的平面结构示意图。
其中,图1至图9中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
10定子铁芯,102第一定子冲片,104第二定子冲片,1022第一齿部,1024第一齿靴部,1026第一辅助槽,1042第二齿部,1044第二齿靴部,1046第二辅助槽,20电机转子,202同心圆弧,204偏心圆弧,206磁钢槽,208轴孔。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图8描述根据本发明一些实施例的定子铁芯。
如图1至图4所示,根据本发明的实施例的定子铁芯10,包括:多个堆叠的定子冲片,定子冲片包括沿周向分布的多个定子齿,两个相邻的定子齿围设形成定子槽,定子齿沿径向从外至内依次包括齿部与齿靴部,多个齿靴部围设形成定子冲片的中心孔,相邻的两个齿靴部之间的间隙限定出对应的定子槽的槽口,多个堆叠的定子冲片包括:至少两个第一定子冲片102与至少两个第二定子冲片104。
如图5与图6所示,第一定子冲片102的定子齿沿径向从外至内依次包括第一齿部1022与第一齿靴部1024,至少一个第一齿靴部1024的内壁上开设有第一辅助槽1026,
如图7与图8所示,第二定子冲片104的定子齿沿径向从外至内依次包括第二齿部1042与第二齿靴部1044,至少一个第二齿靴部1044的内壁上开设有第二辅助槽1046,其中,第一定子冲片102上的第一辅助槽1026的数量与第二定子冲片104上的第二辅助槽1046的数量不同,并且第一辅助槽1026与第二辅助槽1046在轴向错位设置。
在该实施例中,将用于叠压的多个定子冲片设置为包括至少两种形式的定子冲片,每个定子冲片上具有多个周向排列的定子齿,定制齿包括齿部与齿靴部,其中,第一定子冲片102与第二定子冲片104上均只有部分齿靴部上开设有辅助槽,但是所开设的辅助槽的数量不同,并且在堆叠过程中,第一定子冲片102上的第一辅助槽1026与第二定子冲片104上的第二辅助槽1046在轴向能够错开设置,进而在堆叠后,能够形成沿周向排布的多个辅助槽,一方面,由于径向分量使定子铁芯10产生的振动变形是电磁噪声的主要来源,通过在定子冲片上开设辅助槽,即使在电机转子20的外周和电机定子的内周之间的对应关系为点对面时,仍能通过改善定子槽以提高径向电磁力波的阶次,减小定子铁芯10的形变,进而降低径向电磁力波的最低空间阶次分量,以达到降低电机的振动噪声的目的。
可以理解的是,作为同一个定子铁芯10的定子冲片,第一定子冲片102与第二定子冲片104的形状与尺寸相同,唯一差别为是否开设的辅助槽的数量不同。
还可以理解的是,每个齿靴部上可以开设一个辅助槽,也可以开设多个辅助槽。
作为一种优选的设置方式,第一定子冲片102与第二定子冲片104堆叠后,第一定子冲片102上的第一辅助槽1026与第二定子冲片104上的第二辅助槽1046沿周向均匀排布,且在轴向不具有重合的辅助槽。
其中,第一辅助槽1026与第二辅助槽1046的形状可以相同,也可以不同,定子齿的数量可以为6个、9个或12个等。
另外,本发明提供的上述实施例中的定子铁芯10还可以具有如下附加技术特征:
在上述实施例中,优选地,第一定子冲片102上2/3的齿靴部的内壁对应开设第一辅助槽1026;第二定子冲片104上1/3的齿靴部的内壁对应开设第二辅助槽1046。
在该实施例中,在第一定子冲片102上的辅助槽与第二定子冲片104上的辅助槽在轴向错开设置的基础上,在第一定子冲片102中2/3的齿靴部上开设第一辅助槽1026,在第二定子冲片104中3/1的齿靴部上开设第二辅助槽1046,并且每个齿靴部上开设一个辅助槽,从而能够第一定子冲片102与第二定子冲片104堆叠后,第一定子冲片102上的第一辅助槽1026与第二定子冲片104上的第二辅助槽1046沿周向均匀排布,以降低低次力波产生的概率。
在上述任一实施例中,优选地,第一定子冲片102上包括多组辅助槽,多组辅助槽沿周向均匀分布,每一组辅助槽包括两个相邻的第一辅助槽1026,每组辅助槽之间间隔有一个定子全齿,定子全齿为未设置第一辅助槽1026的定子齿;在第二定子冲片104上与定子全齿沿轴向对应的定子齿上开设有第二辅助槽1046。
在该实施例中,由于定子铁芯10上的定子齿的数量通常为3的倍数,在第一定子冲片102上,将相邻设置的两个第一辅助槽1026划分为一组,从而在周向上能够均布多组辅助槽,并且相邻的两组辅助槽之间间隔一个未设置辅助槽的定子齿,在第二定子冲片104上,两个相邻的设置有第二辅助槽1046的定子齿之间间隔两个未设置第二辅助槽1046的定子齿,通过该设置方式,在堆叠时,将第一定子冲片102上未设置有第一辅助槽1026的定子齿与第二定子冲片104上设置有第二辅助槽1046的定子齿对应设置,以使两个定子冲片在投影面上恰好形成周向均匀分布的多个辅助槽,以满足对定子槽的改善需求。
在上述任一实施例中,优选地,定子齿为对称结构,在第一定子冲片102上,每个定子齿上的第一辅助槽1026相对于定子齿的对称中心线对称设置;在第二定子冲片104上,每个定子齿上的第二辅助槽1046相对于对称中心线对称设置。
在该实施例中,对于每个定子齿均具有对称中心线,以将定子齿构造为轴对称结构,通过将辅助槽开设在对称中心线上,以将辅助槽构造为相对于对称中心线对称的轴对称结构,一方面,有利于使辅助槽的结构规则化设置,以提升辅助槽对定子槽的辅助功能,提高槽的配合度,另一方面,也能够提升辅助槽制备的便捷性。
如图3与图4所示,叠加后的定子铁芯10的中心孔能够与配合的电机转子的外圆轮廓同心构设。
在上述任一实施例中,优选地,第一辅助槽1026半圆形槽、长方形槽、梯形槽与三角形槽中的任意一种;第二辅助槽1046半圆形槽、长方形槽、梯形槽与三角形槽中的任意一种。
在该实施例中,通过限定辅助槽的形状,一方面能够保证制备方便,另一方面,采用的上述结构的辅助槽后比采用辅助槽前进行相比,能够提升削弱齿槽脉动的效率。
优选地,辅助槽沿径向从外至内由梯形与长方形组合形成,并且在夹角处采用倒圆角过渡。
如图5所示,在上述任一实施例中,优选地,槽口的宽度为W1,齿靴部的径向宽度为H1,第一辅助槽1026的宽度为W2,第一辅助槽1026的径向最大深度为H2,
如图7所示,第二辅助槽1046的宽度为W3,第二辅助槽1046的径向最大深度为H3,
在该实施例中,通过限定W2与W1的比值范围,以及H2与H1的比值范围,一方面,实现了第一辅助槽1026的尺寸的优化,以最大限度降低径向电磁力波的最低空间阶次分量,另一方面,也能够防止第一辅助槽1026由于径向尺寸以及宽度尺寸过大产生的气隙过大,以导致的磁阻增加而影响电机运行效率。
在该实施例中,通过限定W3与W1的比值范围,以及H3与H1的比值范围,一方面,实现了第二辅助槽1046的尺寸的优化,以最大限度降低径向电磁力波的最低空间阶次分量,另一方面,也能够防止第二辅助槽1046由于径向尺寸以及宽度尺寸过大产生的气隙过大,以导致的磁阻增加而影响电机运行效率。
作为一种优选的实施方式,W3、W2与W1相同,H3、H2与H1相同。
在上述任一实施例中,优选地,第一定子冲片102与第二定子冲片104交替堆叠设置;第一定子冲片102与第二定子冲片104分别设置于定子铁芯10的两端。
在该实施例中,作为一种具体的叠加的实施方式,第一定子冲片102与第二定子冲片104交替堆叠设置,并且第一定子冲片102与第二定子冲片104的数量相同,从而对于任意相邻的第一定子冲片102与第二定子冲片104都能够组合形成周向均布有辅助槽的冲片段,一方面,实现了在定子铁芯10的两端分布设置第一定子冲片102与第二定子冲片104,在实现采用塞尺等工装调节气隙的便捷度的同时,实现了辅助槽的均布,另一方面,有利于降低径向力最低空间阶次分量。
如图1与图2所示,在上述任一实施例中,优选地,多个第一定子冲片102连续堆叠形成第一冲片段,多个第二定子冲片104连续堆叠形成第二冲片段,第一冲片段与多个第二冲片段沿轴向对接。
在该实施例中,将多个第一定子冲片102叠加在一起形成第一冲片段,以在第一冲片段的中心孔的内壁上形成多个沿周向间隔分布的第一连通辅助槽,将多个第二定子冲片104叠加在一起形成第二冲片段,然后将至少一个第一冲片段与至少一个冲片段进行对接叠加,同样能够达到降低电机的振动噪声的目的。
根据本发明的实施例的旋转电机,包括:上述任一实施例提出的定子铁芯10与绕设于定子铁芯10上的绕组;电机转子20,与电机定子的中心孔套设组装。
在该实施例中,通过采用本发明第一方面的实施例中构造出的定子铁芯10,由于将定子铁芯10的定子冲片设置为第一定子冲片102与第二定子冲片104上均只有部分齿靴部上开设有辅助槽,但是所开设的辅助槽的数量不同,由于径向分量使定子铁芯10产生的振动变形是电磁噪声的主要来源,通过在部分定子冲片上开设辅助槽,以通过改善定子槽以提高径向电磁力波的阶次,减小定子铁芯10的形变,进而降低径向电磁力波的最低空间阶次分量,以达到降低电机的振动噪声的目的。
如图9所示,在上述实施例中,优选地,电机转子20与轴线垂直的截面轮廓由多条相对中心孔偏心的偏心圆弧204以及与中心孔同心的同心圆弧202沿周向首尾连接构造形成。
如图9所示,电机转子由多个转子铁芯叠压形成,每个转子铁芯的外轮廓由多条不同圆心的圆弧首尾连接组成,包括与轴孔208同心的同心圆弧202,以及偏心的偏心圆弧204等,另外,还开设有用于容置磁钢的磁钢槽206。
在该实施例中,为了降低气隙磁场谐波,将电机转子20与轴线垂直的截面轮廓由多条相对中心孔偏心的圆弧以及与中心孔同心的圆弧沿周向首尾连接构造形成,一方面,结合辅助槽的设置,有利于进一步降低气隙磁场谐波,另一方面,通过在定子铁芯10的至少一端设置第二定子冲片104,能够使定子铁芯10与电机转子20的外壁之间最大限度实现面面对应,从而有利于采用塞尺等工装调整气体,进而提升定子铁芯10与转子之间的同心度,以达到调整气隙精度以及降低电磁噪声的目的。
在本发明中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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单元必须具有特定的方向、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。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或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。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。