CN109617269A - 定子铁芯、定子组件、电机和空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种定子铁芯、定子组件、电机和空调器。该定子铁芯包括外铁芯(1)和套设在外铁芯(1)内的内铁芯(2)，内铁芯(2)包括齿靴(3)和连接在相邻的齿靴(3)之间的齿靴连接部(4)，齿靴连接部(4)上开设有轴向通孔(5)。根据本发明的定子铁芯，能够减小电机齿槽转矩，降低反电势畸变率。
Description
技术领域
本发明属于电机技术领域，具体涉及一种定子铁芯、定子组件、电机和空调器。
背景技术
随着机器人等智能装备的飞速发展，市场对伺服电机的性能要求越来越高，而电机的齿槽转矩、反电势畸变率是伺服电机的重要指标，各个电机厂家都在努力研发出齿槽转矩低、反电势畸变率低的电机。
如图1所示，齿轭分离结构电机的定子分为内铁芯2和外铁芯1两个部分，在电机运转时，定子固定不会运动。外铁芯1为圆筒状，内铁芯2的内周为圆形，圆形的中心与电机旋转中心重合，相邻2个定子齿6的齿靴部3通过齿靴连接部4连接在一起，因此内铁芯2的内周的圆形没有缺口，这种定子铁芯结构可以大大降低电机的齿槽转矩。但是为了减少漏磁，相邻2个齿靴连接部4设计的厚度H0较窄，且有一定的宽度L0。该齿靴连接部4为整个内铁芯强度最差的地方，受力容易变形。如图2所示，在1外铁芯和内铁芯2进行装配时，内铁芯2受到外铁芯1的力F，这个力会造成齿靴连接部4变形严重，导致内铁芯2的内圆圆度变差，内圆圆度越差，电机齿槽转矩越高，同时反电势畸变率随之增大。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种定子铁芯、定子组件、电机和空调器，能够减小电机齿槽转矩，降低反电势畸变率。
为了解决上述问题，本发明提供一种定子铁芯，包括外铁芯和套设在外铁芯内的内铁芯，内铁芯包括齿靴和连接在相邻的齿靴之间的齿靴连接部，齿靴连接部上开设有轴向通孔。
优选地，沿内铁芯的径向，轴向通孔两侧的齿靴连接部的厚度相同。
优选地，每个齿靴连接部上的轴向通孔的数量为1个。
优选地，轴向通孔位于齿靴连接部的中部。
优选地，轴向通孔为椭圆孔或圆孔，轴向通孔的圆心与齿靴连接部的中心重合。
优选地，轴向通孔为椭圆形时，轴向通孔的短轴沿内铁芯的径向延伸。
优选地，每个齿靴连接部上的轴向通孔的数量为2个。
优选地，两个轴向通孔沿齿靴连接部的周向间隔排布。
优选地，两个轴向通孔的形状和大小相同。
优选地，两个轴向通孔关于经过齿靴连接部中心的内铁芯径向中心线对称设置。
优选地，每个齿靴连接部上的轴向通孔的数量为3个。
优选地，两个轴向通孔位于经过齿靴连接部中心的内铁芯径向中心线的第一侧，一个轴向通孔位于经过齿靴连接部中心的内铁芯径向中心线的第二侧。
优选地，位于第一侧的两个轴向通孔沿径向排布。
优选地，位于第一侧的两个轴向通孔为圆形，位于第二侧的轴向通孔为椭圆形。
优选地，每个齿靴连接部上的轴向通孔的数量为4个及4个以上。
根据本发明的另一方面，提供了一种定子组件，包括定子铁芯，该定子铁芯为上述的定子铁芯。
根据本发明的再一方面，提供了一种电机，包括定子铁芯，该定子铁芯为上述的定子铁芯。
根据本发明的再一方面，提供了一种空调器，包括定子铁芯，该定子铁芯为上述的定子铁芯。
本发明提供的定子铁芯，包括外铁芯和套设在外铁芯内的内铁芯，内铁芯包括齿靴和连接在相邻的齿靴之间的齿靴连接部，齿靴连接部上开设有轴向通孔。由于在定子铁芯的内铁芯的齿靴连接部上开设有轴向通孔，因此能够在保证相同漏磁的前提下，可以有效增加齿靴连接部的厚度，增强齿靴连接部的结构强度，使得外铁芯和内铁芯装配时齿靴连接部的变形减少，从而使得电机内铁芯的内圆圆度好，同时优化了定子内铁芯齿靴外侧与齿的侧面角度，使得磁路从齿靴到齿过渡得更平稳，电机齿槽转矩小，反电势畸变率低。
附图说明
图1为现有技术中的定子铁芯的结构示意图；
图2为现有技术中的定子铁芯装配时的内铁芯受力结构示意图；
图3为本发明第一实施例的定子铁芯的结构示意图；
图4为本发明第一实施例的定子铁芯的内铁芯的结构示意图；
图5为本发明第一实施例的定子铁芯的内铁芯的绕线图；
图6为本发明第一实施例的定子铁芯的内铁芯与外铁芯的装配图；
图7为本发明第二实施例的定子铁芯的结构示意图；
图8为本发明第三实施例的定子铁芯的结构示意图；
图9为本发明第四实施例的定子铁芯的结构示意图。
附图标记表示为：
1、外铁芯；2、内铁芯；3、齿靴；4、齿靴连接部；5、轴向通孔；6、定子齿；7、铜线。
具体实施方式
结合参见图3至图9所示，根据本发明的实施例，定子铁芯包括外铁芯1和套设在外铁芯1内的内铁芯2，内铁芯2包括齿靴3和连接在相邻的齿靴3之间的齿靴连接部4，齿靴连接部4上开设有轴向通孔5。
由于在定子铁芯的内铁芯2的齿靴连接部4上开设有轴向通孔5，因此能够在保证相同漏磁的前提下，可以有效增加齿靴连接部4的厚度，增强齿靴连接部4的结构强度，使得外铁芯1和内铁芯2装配时齿靴连接部4的变形减少，从而使得电机内铁芯2的内圆圆度好，同时优化了定子内铁芯齿靴外侧与齿的侧面角度β，使得磁路从齿靴到齿过渡得更平稳，电机齿槽转矩小，反电势畸变率低，从而使得电机的生产工艺性提高，有效降低电机的不良率。
结合参见图1至图6所示，传统的齿轭分离结构的定子结构，齿靴连接部4的最小厚度为H0，最小宽度为L0，定子内铁芯齿靴外侧与齿的侧面角度为β0。而在本实施例中，齿靴连接部4的最小宽度为L1，定子内铁芯齿靴外侧与齿的侧面角度为β1，沿内铁芯2的径向，轴向通孔5两侧的齿靴连接部4的厚度分别为H1和H2，其中L1＝L0，H1+H2＝H0，从而能够保证本实施例的漏磁效果和传统的定子结构相当。由于增加了轴向通孔5，因此即使增加了齿靴连接部4的厚度，也不会增加齿靴连接部4的漏磁，能够在保证电机性能的基础上增加齿靴连接部4的抗形变能力，减小电机齿槽转矩，降低反电势畸变率。
经过分析可知，在进行外铁芯1与内铁芯2的装配时，施加同一个力F，传统方案和本实施例中的内铁芯内圆周变形情况相比，本实施例的内铁芯内圆周变形量降低52％。
相对于传统方案而言，采用本实施例的方案后，电机的齿槽转矩降低56％，反电势畸变率降低30％，从而有效提升了电机性能。
优选地，沿内铁芯2的径向，轴向通孔5两侧的齿靴连接部4的厚度相同，能够保证轴向通孔5两侧的齿靴连接部4的结构强度相同，使得齿靴连接部4的抗形变能力更加均衡。
在本实施例中，每个齿靴连接部4上的轴向通孔5的数量为2个。
优选地，两个轴向通孔5沿齿靴连接部4的周向间隔排布。
两个轴向通孔5的形状和大小相同，能够保证两个轴向通孔5两侧的齿靴连接部4的结构强度相同，使得齿靴连接部4的抗形变能力更加均衡。
优选地，两个轴向通孔5关于经过齿靴连接部4中心的内铁芯2径向中心线对称设置。
两个轴向通孔沿中心线对称设置，能够保证齿靴连接部4的两侧形状一致，外形美观且有利于电机性能优化设计。
在本实施例中，两个轴向通孔5的形状均为矩形，矩形的角部倒圆角。
结合参见图7所示，根据本发明的第二实施例，每个齿靴连接部4上的轴向通孔5的数量为1个。
优选地，轴向通孔5位于齿靴连接部4的中部。此处的中部是指齿靴连接部的径向中部和周向中部的交汇位置，从而可以保证轴向通孔5能够处于齿靴连接部4的正中间位置。
优选地，轴向通孔5为椭圆孔或圆孔，轴向通孔5的圆心与齿靴连接部4的几何中心重合，不仅加工方便，而且能够减少齿靴连接部4的薄弱点，可以最大程度避免齿靴连接部4发生变形。在本实施例中，齿靴连接部4的几何中心位于相邻的两个定子齿6之间所形成的夹角的角平分线上，且位于该角平分线与齿靴连接部4的两个径向边缘之间的交点所形成的线段的中心。
在本实施例中，轴向通孔5为椭圆形时，轴向通孔5的短轴沿内铁芯2的径向延伸，能够使椭圆形的轴向通孔5的结构布置更加合理。
短轴沿着内铁芯2的径向延伸，圆弧在周向延伸过渡更平缓，能有效实现较小漏磁的效果。
结合参见图8所示，根据本发明的第三实施例，其与第一实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，轴向通孔为椭圆形。两个椭圆形轴向通孔的形状和大小相同，且对称设置，两个椭圆形轴向通孔的长轴均沿内铁芯2的径向延伸。
结合参见图9所示，根据本发明的第四实施例，每个齿靴连接部4上的轴向通孔5的数量为3个。
两个轴向通孔5位于经过齿靴连接部4中心的内铁芯2径向中心线的第一侧，一个轴向通孔5位于经过齿靴连接部4中心的内铁芯2径向中心线的第二侧。
位于第一侧的两个轴向通孔5沿径向排布。
位于第一侧的两个轴向通孔5为圆形，位于第二侧的轴向通孔5为椭圆形。
3个通孔的方式容易实施，容易识别。圆形或者椭圆形孔的加工更加方便。
在图中未示出的实施例中，每个齿靴连接部4上的轴向通孔5的数量为4个及4个以上。
定子铁芯的加工组装过程如下：首先在精密高速冲床上，通过高速冲压模具冲压出外铁芯1和内铁芯2，然后在内铁芯2的定子齿6上缠绕铜线7，之后把外铁芯1套在内铁芯2上，完成定子铁芯的制作。
根据本发明的实施例，定子组件包括定子铁芯，该定子铁芯为上述的定子铁芯。定子组件还包括铜线7，定子铁芯的内铁芯2还包括定子齿6，铜线7缠绕在定子齿6上。
根据本发明的实施例，电机包括定子铁芯，该定子铁芯为上述的定子铁芯。
根据本发明的实施例，空调器包括定子铁芯，该定子铁芯为上述的定子铁芯。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (18)
1.一种定子铁芯，其特征在于，包括外铁芯(1)和套设在所述外铁芯(1)内的内铁芯(2)，所述内铁芯(2)包括齿靴(3)和连接在相邻的所述齿靴(3)之间的齿靴连接部(4)，所述齿靴连接部(4)上开设有轴向通孔(5)。
2.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，沿所述内铁芯(2)的径向，所述轴向通孔(5)两侧的所述齿靴连接部(4)的厚度相同。
3.根据权利要求1或2所述的定子铁芯，其特征在于，每个所述齿靴连接部(4)上的所述轴向通孔(5)的数量为1个。
4.根据权利要求3所述的定子铁芯，其特征在于，所述轴向通孔(5)位于所述齿靴连接部(4)的中部。
5.根据权利要求4所述的定子铁芯，其特征在于，所述轴向通孔(5)为椭圆孔或圆孔，所述轴向通孔(5)的圆心与所述齿靴连接部(4)的几何中心重合。
6.根据权利要求5所述的定子铁芯，其特征在于，所述轴向通孔(5)为椭圆形时，所述轴向通孔(5)的短轴沿所述内铁芯(2)的径向延伸。
7.根据权利要求1或2所述的定子铁芯，其特征在于，每个所述齿靴连接部(4)上的所述轴向通孔(5)的数量为2个。
8.根据权利要求7所述的定子铁芯，其特征在于，两个所述轴向通孔(5)沿所述齿靴连接部(4)的周向间隔排布。
9.根据权利要求8所述的定子铁芯，其特征在于，两个所述轴向通孔(5)的形状和大小相同。
10.根据权利要求9所述的定子铁芯，其特征在于，两个所述轴向通孔(5)关于经过所述齿靴连接部(4)中心的内铁芯(2)径向中心线对称设置。
11.根据权利要求1或2所述的定子铁芯，其特征在于，每个所述齿靴连接部(4)上的所述轴向通孔(5)的数量为3个。
12.根据权利要求11所述的定子铁芯，其特征在于，两个所述轴向通孔(5)位于经过所述齿靴连接部(4)中心的内铁芯(2)径向中心线的第一侧，一个所述轴向通孔(5)位于经过所述齿靴连接部(4)中心的内铁芯(2)径向中心线的第二侧。
13.根据权利要求12所述的定子铁芯，其特征在于，位于第一侧的两个所述轴向通孔(5)沿径向排布。
14.根据权利要求13所述的定子铁芯，其特征在于，位于第一侧的两个所述轴向通孔(5)为圆形，位于第二侧的所述轴向通孔(5)为椭圆形。
15.根据权利要求1或2所述的定子铁芯，其特征在于，每个所述齿靴连接部(4)上的所述轴向通孔(5)的数量为4个及4个以上。
16.一种定子组件，包括定子铁芯，其特征在于，所述定子铁芯为权利要求1至15中任一项所述的定子铁芯。
17.一种电机，包括定子铁芯，其特征在于，所述定子铁芯为权利要求1至15中任一项所述的定子铁芯。
18.一种空调器，包括定子铁芯，其特征在于，所述定子铁芯为权利要求1至15中任一项所述的定子铁芯。
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