CN110289709A - 一种大小槽定子冲片 - Google Patents
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Abstract
一种大小槽定子冲片，属于三相异步电动机技术领域，解决降低三相异步电动机的杂散损耗、降低电机的温升和噪声、提高电机效率的技术问题。解决方案为：根据电机级数在所述基片的圆环面上沿基片的圆周方向辐射状均匀布置有至少六组用于放置铜线的定子槽组，每一组所述定子槽组中每极每相槽数为五或者三，定子槽组包括大定子槽、中定子槽和小定子槽，小定子槽的面积是大定子槽面积的80％～95％，中定子槽的面积介于大定子槽和小定子槽面积之间。本发明通过设计定子槽组中大定子槽、中定子槽和小定子槽的槽形分布，可以使槽利用率大大提高，改善定子冲片轭部磁密的分配机制。
Description
技术领域
本发明属于三相异步电动机技术领域，具体涉及的是一种大小槽定子冲片。
背景技术
三相异步电动机包含有五大损耗，即定子铜耗、转子铜耗、铁心损耗、机械耗和杂散损耗。为了使电机效率达到高效、超高效、超超高效等不同等级，本领域技术人员对各项损耗分门别类进行分析和判断，采取对应措施降低损耗。
定子线圈采用不等匝低谐波绕组形式，不仅可使绕组的实际电阻降低，达到降低定子铜耗的目的，而且对不同匝数的谐波进行分析、判断和选择，从而有效的降低电机由于谐波产生的杂散损耗。面对每线圈匝数的不同数值，定子冲片的同一槽形会引起不同槽满率。由此，大小槽冲片设计应运而生。一方面为了优化嵌线工艺性，使各槽内的槽满率基本一致，有效的提高嵌线质量；另一方面同一冲片大小槽对应不同轭部尺寸对于降低电机杂散损耗和电机温升、降低噪声等，通过精确设计及试验需要进一步细化。
发明内容
本发明的目的在于开发和提高现有定子冲片槽形设计的技术水平，有效的降低三相异步电动机的杂散损耗，降低电机的温升和噪声，提高电机效率。本发明提供一种每级每相槽数为三或者五的大小槽定子冲片。
本发明通过以下技术方案予以实现。
一种大小槽定子冲片，它包括圆环形状的基片，其中：根据电机级数在所述基片的圆环面上沿基片的圆周方向辐射状均匀布置有至少六组用于放置铜线的定子槽组，每一组所述定子槽组中每极每相槽数为五，定子槽组包括大定子槽和小定子槽，小定子槽的面积是大定子槽面积的80％～95％，定子槽组中大定子槽和小定子槽槽形分布为下述槽形分布形式中的一种或两种：
1)、一个大定子槽设置于定子槽组的中部，大定子槽的两侧分别对称设置有两个小定子槽；
2)、三个大定子槽设置于定子槽组的中部，三个大定子槽的两侧分别对称设置有一个小定子槽；
所述大定子槽或者小定子槽均包括长方形槽、第一等腰梯形槽、第二等腰梯形槽和半圆形槽，靠近基片内圆面的一端设置为长方形槽，长方形槽的宽度为2.5～4.2mm，长方形槽的高度为0.9～2.0mm；所述第二等腰梯形槽设置于第一等腰梯形槽的远离圆心一端，第一等腰梯形槽的上底边与所述长方形槽的长边共线，第一等腰梯形槽的下底边与第二等腰梯形槽的上底边共线，第一等腰梯形槽下底边的宽度为5～10mm，第一等腰梯形槽的斜边与下底边之间的夹角为20°～30°，第二等腰梯形槽下底边的宽度为8～15mm，第二等腰梯形槽的高度为12～40mm；所述半圆形槽设置于第二等腰梯形槽的下底边位置处，半圆形槽的直径与第二等腰梯形槽下底边的宽度相等。
进一步地，所述定子槽组中还设置有中定子槽，所述大定子槽设置于定子槽组的中部，两个小定子槽关于圆心对称设置于定子槽组的两侧，两个中定子槽对称设置于大定子槽和小定子槽之间，相邻大定子槽、小定子槽和中定子槽之间的距离均相等，中定子槽的面积介于小定子槽的面积与大定子槽面积之间。
进一步地，在所述基片的外圆面上沿基片的圆周方向均匀布置8～16个用于安装扣片的扣片槽，所述扣片槽的下底边设置为直线，扣片槽的上底边沿基片的圆周方向自然开口，在其中任意一个扣片槽的底部设置有理片槽，所述理片槽的形状为长方形或者梯形。
进一步地，所述定子槽组中的大定子槽和小定子槽在基片的内圆环面上沿基片的圆周方向辐射状均匀布置有15×n个，其中n为电动机的极数。
进一步地，所述扣片槽的宽度为14～25mm，高度为3～5mm，扣片槽斜边与底边之间的夹角为15°～25°。
进一步地，所述定子槽组中每极每相槽数为三，一个大定子槽设置于定子槽组的中部，大定子槽的两侧分别对称设置有两个小定子槽。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
本发明提供的一种大小槽定子冲片，对于不等匝线圈的嵌线工艺性和嵌线质量提升较大，对于提升电机的效率、改善起动、降低电机噪声意义重大。可以使槽利用率大大提高，改善定子冲片轭部磁密的分配机制。降低电机的杂散损耗、改善电机的起动性能降低电机的温升，提高电机的效率，节约电机的总体成本。
附图说明
图1为实施例一中每极每相槽数为5的大小定子槽整体结构示意图。
图2为图1中第I部分和第Ⅱ部分局部放大、叠加后的槽形对比结构示意图，图中双点画线为小定子槽槽形轮廓线。
图3为图1中第Ⅲ部分为扣片槽和理片槽局部放大结构示意图。
图4为实施例二中图每极每相槽数为5的大小定子槽整体结构示意图。
图5为图4中第I部分和第Ⅱ部分局部放大、叠加后的槽形对比结构示意图，图中双点画线为小定子槽槽形轮廓线。
图6为实施例三中图每极每相槽数为5的大小定子槽整体结构示意图。
图7为图6第I部分、第Ⅱ部分和第Ⅲ部分局部放大、叠加后的槽形对比结构示意图，图中双点画线为小定子槽槽形轮廓线，虚线为中定子槽槽形轮廓线。
图8为实施例四中每极每相槽数为3的大小定子槽整体结构示意图。
图9为图8中第I部分和第Ⅱ部分局部放大、叠加后的槽形对比结构示意图，图中双点画线为小定子槽槽形轮廓线。
图中，1为基片，2为定子槽组，21为长方形槽，22为第一等腰梯形槽，23为第二等腰梯形槽，24为半圆形槽，25为小定子槽，26为大定子槽，27为中定子槽，3为扣片槽，4为理片槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例一
一种大小槽定子冲片，它包括圆环形状的基片1，其中：根据电机级数在所述基片1的圆环面上沿基片1的圆周方向辐射状均匀布置有至少六组用于放置铜线的定子槽组2，每一组所述定子槽组2中每极每相槽数为五，定子槽组2包括大定子槽26和小定子槽25，一张定子冲片内所有大定子槽26的槽形及面积相等，所有小定子槽25的槽形及面积相等，大定子槽26或者小定子槽25的槽形均为开口槽，利于铜线放置；小定子槽25的面积是大定子槽26面积的80％～95％，定子槽组2中大定子槽26和小定子槽25槽形分布如图1至图3所示，一个大定子槽26设置于定子槽组2的中部，大定子槽26的两侧分别对称设置有两个小定子槽25，即每极每相五个槽的大定子槽26和小定子槽25分布为“小-小-大-小-小”；
所述大定子槽26或者小定子槽25基本槽形均为“梨”形槽，均包括长方形槽21、第一等腰梯形槽22、第二等腰梯形槽23和半圆形槽24，靠近基片1内圆面的一端设置为长方形槽21，长方形槽21的宽度为2.5～4.2mm，长方形槽21的高度为0.9～2.0mm；所述第二等腰梯形槽23设置于第一等腰梯形槽22的远离圆心一端，第一等腰梯形槽22的上底边与所述长方形槽21的长边共线，第一等腰梯形槽22的下底边与第二等腰梯形槽23的上底边共线，第一等腰梯形槽22下底边的宽度为5～10mm，第一等腰梯形槽22的斜边与下底边之间的夹角为20°～30°，第二等腰梯形槽23下底边的宽度为8～15mm，第二等腰梯形槽23的高度为12～40mm；所述半圆形槽24设置于第二等腰梯形槽23的下底边位置处，半圆形槽24的直径与第二等腰梯形槽23下底边的宽度相等。
进一步地，在所述基片1的外圆面上沿基片1的圆周方向均匀布置8～16个用于安装扣片的扣片槽3，起到固定铁心的作用，扣片槽形类似等腰梯形，所述扣片槽3的下底边设置为直线，扣片槽3的上底边沿基片1的圆周方向自然开口，在其中任意一个扣片槽3的底部设置有理片槽4，所述理片槽4的形状为长方形或者梯形，理片槽4用于叠压定子铁心，保证冲片方向性一致所用，理片槽4上底边的宽度为3～4mm，高度为1.5～4mm；
进一步地，所述定子槽组2中的大定子槽26和小定子槽25在基片1的内圆环面上沿基片1的圆周方向辐射状均匀布置有15×n个，即3(相)×5(每极每相槽数)×n个，其中n为电动机的极数。
进一步地，所述扣片槽3的宽度为14～25mm，高度为3～5mm，扣片槽3斜边与底边之间的夹角为15°～25°。
采集使用每极每相槽数为5的大小槽定子冲片的三相异步电动机试验数据，节铜在0.1～0.25Kg/KW，电机效率均满足并略高于标准IE2和IE3效率值。
实施例二
定子槽组2中大定子槽26和小定子槽25槽形分布如图4和图5所示，三个大定子槽26设置于定子槽组2的中部，三个大定子槽26的两侧分别对称设置有一个小定子槽25，即每极每相五个槽的大定子槽26和小定子槽25分布为“小-大-大-大-小”。
采集使用每极每相槽数为5的大小槽定子冲片的三相异步电动机试验数据，节铜在0.1～0.25Kg/KW，电机效率均满足并略高于标准IE2和IE3效率值。
实施例三
如图6和图7所示，在本实施例三中，所述定子槽组2中还设置有中定子槽27，定子槽组2中大定子槽26、小定子槽25和中定子槽27的槽形分布为：一个所述大定子槽26设置于定子槽组2的中部，两个小定子槽25关于圆心对称设置于定子槽组2的两侧，两个中定子槽27对称设置于大定子槽26和小定子槽25之间，相邻大定子槽26、小定子槽25和中定子槽27之间的距离均相等，即每极每相五个槽的大定子槽26、小定子槽25和中定子槽27的分布为“小-中-大-中-小”，小定子槽25的面积是大定子槽26面积的80％～95％，中定子槽27的面积介于小定子槽25的面积与大定子槽26面积之间。
采集使用每极每相槽数为5的大小槽定子冲片的三相异步电动机试验数据，节铜在0.1～0.25Kg/KW，电机效率均满足并略高于标准IE2和IE3效率值。
实施例四
定子槽组2中大定子槽26和小定子槽25槽形分布如图8和图9所示，一个大定子槽26设置于定子槽组2的中部，大定子槽26的两侧分别对称设置有一个小定子槽25，即每极每相三个槽的大定子槽26和小定子槽25分布为“小-大-小”。
采集使用每极每相槽数为3的大小槽定子冲片的三相异步电动机试验数据，节铜在0.1～0.25Kg/KW，电机效率均满足并略高于标准IE2和IE3效率值。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种大小槽定子冲片，它包括圆环形状的基片(1)，其特征在于：根据电机级数在所述基片(1)的圆环面上沿基片(1)的圆周方向辐射状均匀布置有至少六组用于放置铜线的定子槽组(2)，每一组所述定子槽组(2)中每极每相槽数为五，定子槽组(2)包括大定子槽(26)和小定子槽(25)，小定子槽(25)的面积是大定子槽(26)面积的80％～95％，定子槽组(2)中大定子槽(26)和小定子槽(25)槽形分布为下述槽形分布形式中的一种或两种：
1)、一个大定子槽(26)设置于定子槽组(2)的中部，大定子槽(26)的两侧分别对称设置有两个小定子槽(25)；
2)、三个大定子槽(26)设置于定子槽组(2)的中部，三个大定子槽(26)的两侧分别对称设置有一个小定子槽(25)；
所述大定子槽(26)或者小定子槽(25)均包括长方形槽(21)、第一等腰梯形槽(22)、第二等腰梯形槽(23)和半圆形槽(24)，靠近基片(1)内圆面的一端设置为长方形槽(21)，长方形槽(21)的宽度为2.5～4.2mm，长方形槽(21)的高度为0.9～2.0mm；所述第二等腰梯形槽(23)设置于第一等腰梯形槽(22)的远离圆心一端，第一等腰梯形槽(22)的上底边与所述长方形槽(21)的长边共线，第一等腰梯形槽(22)的下底边与第二等腰梯形槽(23)的上底边共线，第一等腰梯形槽(22)下底边的宽度为5～10mm，第一等腰梯形槽(22)的斜边与下底边之间的夹角为20°～30°，第二等腰梯形槽(23)下底边的宽度为8～15mm，第二等腰梯形槽(23)的高度为12～40mm；所述半圆形槽(24)设置于第二等腰梯形槽(23)的下底边位置处，半圆形槽(24)的直径与第二等腰梯形槽(23)下底边的宽度相等。
2.根据权利要求1所述的一种大小槽定子冲片，其特征在于：所述定子槽组(2)中还设置有中定子槽(27)，所述大定子槽(26)设置于定子槽组(2)的中部，两个小定子槽(25)关于圆心对称设置于定子槽组(2)的两侧，两个中定子槽(27)对称设置于大定子槽(26)和小定子槽(25)之间，相邻大定子槽(26)、小定子槽(25)和中定子槽(27)之间的距离均相等，中定子槽(27)的面积介于小定子槽(25)的面积与大定子槽(26)面积之间。
3.根据权利要求1所述的一种大小槽定子冲片，其特征在于：在所述基片(1)的外圆面上沿基片(1)的圆周方向均匀布置8～16个用于安装扣片的扣片槽(3)，所述扣片槽(3)的下底边设置为直线，扣片槽(3)的上底边沿基片(1)的圆周方向自然开口，在其中任意一个扣片槽(3)的底部设置有理片槽(4)，所述理片槽(4)的形状为长方形或者梯形。
4.根据权利要求1所述的一种大小槽定子冲片，其特征在于：所述定子槽组(2)中的大定子槽和小定子槽在基片(1)的内圆环面上沿基片(1)的圆周方向辐射状均匀布置有15×n个，其中n为电动机的极数。
5.根据权利要求1所述的一种大小槽定子冲片，其特征在于：所述扣片槽(3)的宽度为14～25mm，高度为3～5mm，扣片槽(3)斜边与底边之间的夹角为15°～25°。
6.如权利要求1所述的一种大小槽定子冲片，其特征在于：所述定子槽组(2)中每极每相槽数为三，一个大定子槽(26)设置于定子槽组(2)的中部，大定子槽(26)的两侧分别对称设置有两个小定子槽(25)。
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