CN110875644B - 内转子多相电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种内转子多相电机,包括:电机定子,包括:多个沿周向排布的定子模块,定子模块包括:弧形定子轭部;多个定子齿,沿弧形定子轭部的周向并排配合组装在弧形定子轭部上,并能够沿弧形定子轭部的径向延伸设置;多个不同相的定子绕组,对应绕设在多个定子齿上;电机转子,套设在电机定子内。通过本发明的技术方案,能够实现在减小轴向尺寸的同时,提高转矩密度,并有利于减少转矩脉动。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域,具体而言,涉及一种内转子多相电机。
背景技术
电机按其转子形式分类有外转子电机和内转子电机,相关技术中,由于使用永磁磁钢的外转子径向磁通电机具有工艺成熟且转矩密度较大的优点,因此通常应用在采用直接驱动技术的洗衣机中。
然而一方面,由于外转子径向磁通电机的外转子本身具有较大的轴向厚度、外转子和内定子之间存在不可避免的轴向物理气隙、以及径向磁通电机存在无法回避的绕组端部等设计,都会导致外转子径向磁通电机的轴向厚度太厚,使得电机的轴向安装尺寸增加,这在一些追求薄型设计的动力设备中成为弊端,比如上述的洗衣机,由于电机需要较大的安装空间,在洗衣机的外形尺寸不变的前提下,会导致减小洗衣机的洗衣容量。
另一方面,上述外转子径向磁通电机,由于定子齿与定子轭一体成型的结构限制,定子绕线的槽满率较低,导致对电机的转矩密度的提升造成限制。
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内转子多相电机。
为了实现上述目的,本发明实施例提出了一种内转子多相电机,包括:电机定子,包括:多个沿周向排布的定子模块,定子模块包括:弧形定子轭部;多个定子齿,沿弧形定子轭部的周向并排配合组装在弧形定子轭部上,并能够沿弧形定子轭部的径向延伸设置;多个不同相的定子绕组,对应绕设在多个定子齿上;电机转子,套设在电机定子内。
在该技术方案中,通过将电机定子构设为由多个定子模块沿周向排布形成的结构,并且每个定子模块由一个弧形定子轭部以及多个定子齿组装形成,结合内转子配合结构设置,一方面,采用本申请中的内转子多相电机代替现有技术中的外转子径向磁通电机,通过优化弧形定子轭部的尺寸以及定子齿与弧形定子轭部之间的组装方式,能够降低电机的轴向厚度,从而能够应用在对电机的轴向尺寸有限制但是对电机的径向尺寸无严格限制的低速大转矩的应用场合,比如作为洗衣机中的驱动电机。
另一方面,通过将电机定子设置为模块化拼接结构,能够通过调整相邻定子模块之间的物理间距,实现对定子绕组上感应电压的相位差的调整,进而能够获得所需的相数的电机,设置方式简单,可靠性高。
再一方面,通过将定子齿与弧形定子轭部分别设置为单独的部件,并采用组装的方式形成定子模块,与现有技术中定子齿与定子轭一体成型的结构相比,相邻的两个定子齿之间限定出定子槽,在绕设过程中,可以将定子绕组绕设在定子齿上之后,再将定子齿与弧形定子轭部进行组装,也可以在将定子齿与弧形定子轭部组装之后,进行定子绕组绕设,在提升绕设灵活性的同时,还有利于提升定子槽中定子绕组绕设的槽满率,从而有利于提升电机的转矩密度。
进一步地,本申请中的内转子多相电机,在一个定子模块上,绕设有多个不同相的定子绕组,通过该绕组绕设方式,与一个定子模块上只绕设同相的定子绕组的绕设方式相比,通过调整电机定子与电机转子之间的磁极与电机定子上的定子槽的配合方式,能够更容易控制电机的转矩脉动,以提升电机运行的稳定性。
另外,本发明提供的上述技术方案中的内转子多相电机还可以具有如下附加技术特征:
在上述技术方案中,优选地,内转子多相电机的相数为m,每个定子模块中的多个定子齿的数量为n,其中,n为m的整数倍,每个定子模块中具有n/m个属于同一相的定子绕组,以使定子模块上定子绕组的相数与多相电机的相数一致。
在该技术方案中,在每个定子模块上,通过将定子绕组的相数与多相电机的相数限定为一致,即在一个定子模块上绕设有多相电机中的每相绕组,在进一步提升对转矩脉动的控制能力的同时,提升了定子绕组绕设的规则性,以降低绕设难度。
在上述任一技术方案中,优选地,将每个定子模块上的多个定子齿沿周向划分为n/m个模组,在每个模组中,多相电机中属于不同相的定子绕组逐一套设在对应的定子齿上。
在该技术方案中,作为在一个定子模块上多相定子绕组的一种具体的绕设方式,针对多相电机的多相定子绕组,可以将不同相的定子绕组依次绕设在定子模块的定子齿上,在n/m=1时,不同相的定子绕组分别绕设在定子齿上,在n/m>1时,将多个定子齿划分为n/m个模组,在一组不同相的定子绕组完成绕设之后,在剩下的定子齿上重复绕设不同相的定子绕组,直至所有的定子齿均绕设有定子绕组,采用该绕设方式,通过提升定子绕组绕设的规律性,在降低绕设难度的同时,能够进一步降低转矩脉动。
具体地,以三相电机为例,电机定子包括六个定子模块,每个定子模块包括六个定子齿和六个定子绕组,六个定子绕组包括两个I相绕组、两个U相绕组与两个V相绕组,在定子模块上,绕组排列次序为IUVIUV。
在上述任一技术方案中,优选地,将每个定子模块上的多个定子齿沿周向划分为m个模组,每个模组中的定子上绕设有同相的定子绕组。
在该技术方案中,作为在一个定子模块上多相定子绕组的另一种具体的绕设方式,从一端的定子齿执行定子绕组绕设操作,并且相邻的n/m个定子齿上绕设同相的绕组,采用该绕设方式,通过提升定子绕组绕设的规律性,在降低绕设难度的同时,也有利于进一步降低转矩脉动。
具体地,同样以三相电机为例,电机定子包括六个定子模块,每个定子模块包括六个定子齿和六个定子绕组,六个定子绕组包括两个I相绕组、两个U相绕组与两个V相绕组,在定子模块上,绕组排列次序为IIUUVV。
在上述任一技术方案中,优选地,定子齿由多个定子齿冲片堆叠形成。
在该技术方案中,通过以定子齿冲片的形式形成定子齿,进而结合定子轭部构造形成定子铁芯结构,与采用实心齿的横向磁通电机或爪机电机相比,在能够大幅度降低铁芯损失的同时,不需要增加较大的工艺改进成本。
在上述任一技术方案中,优选地,定子齿沿远离弧形定子轭部的方向依次包括用于与弧形定子轭部配合的齿根部、齿腰部以及齿爪部,齿腰部沿电机定子的轴向的厚度小于齿爪部的顶面沿轴向的宽度,以使定子绕组绕设在齿腰部上,和/或齿腰部的厚度小于齿根部沿电机定子的轴向的厚度。
在该技术方案中,每个定子齿可以包括齿根部、齿腰部与齿爪部,齿根部用于与定子轭部相连接,齿腰部可以进行绕组绕设,定子绕组绕设在齿腰部上,由于齿腰部沿径向延伸,对应在电机定子上能够形成径向磁通,而齿爪部能够沿周向排布形成与电机转子配合的圆周配合面,从而实现与电机转子之间的稳定适配。
具体地,通过将齿爪部构造形成由齿腰部分别向外侧倾斜延伸的两个齿侧面以及设置于两个齿侧面之间的齿端面围设形成的三角形结构,通过两个分别向外侧延伸的两个齿侧面形成的齿爪部(即齿靴部),一方面,将齿靴部较大化设置,能够提升聚磁效率,进而能够保证绕组绕设的稳定性,进而保证电机运行性能。
在上述任一技术方案中,优选地,在齿根部的一侧沿轴向开设有固定槽,并且固定槽沿多个定子齿冲片的堆叠方向贯穿齿根部的两侧,多个定子齿通过固定槽与弧形定子轭部卡接配合以构造形成定子模块。
在该技术方案中,通过在定子齿的根部开设固定槽,通过固定槽与定子轭部配合,以实现定子齿组装在弧形定子轭部上,在满足定子齿与弧形定子轭部之间的组装强度的同时,能够将定子轭部的轴向厚度或高度设置的尽量小,以满足洗衣机等电器设备中驱动电机的制备需求。
在上述任一技术方案中,优选地,固定槽的横截面形状被构造为一端开口的矩形、U形、以及梯形中的任一一种。
在该技术方案中,固定槽的截面可以有多种结构形式,并随着定子轭部的截面形状的改变而改变,以满足不同电机定子结构的设置需求。
优选地,固定槽的截面形状为矩形或梯形。
在上述任一技术方案中,优选地,固定槽远离齿腰部的侧壁的厚度小于或等于靠近齿腰部的侧壁的厚度。
在该技术方案中,通过将固定槽远离齿腰部的侧壁的厚度设置为小于或等于靠近齿腰部的侧壁的厚度,一方面,通过限定靠近齿腰部的侧壁的厚度,以保证将由齿腰部传递过来的磁力线传送至定子轭部中,同时有利于降低漏磁概率,另一方面,通过限定远离齿腰部的侧壁的厚度,在满足机械固定的强度的同时,也有利于降低电机定子的重量。
在上述任一技术方案中,优选地,多个定子模块能够沿周向首尾拼接,以构造成一体结构的电机定子;或多个定子模块之间相互独立沿周向排布,其中,在多个定子模块沿周向首尾拼接时,相邻的两个定子轭部中的一个的拼接端开设有拼接槽,另一个的拼接端设置有能够与拼接槽配合的拼接齿结构。
在该技术方案中,多个定子模块沿周向排布,针对电机的不同安装方式,相邻的两个定子模块之间可以相互连接,也可以相互独立,在多个定子模块沿周向两两首尾连接时,有利于提升电机定子的整体刚性,在多个定子模块相互独立固定时,安装的灵活性更高,同时能够满足小安装口径的安装空间的安装需求。
其中,拼接槽的形状可以是方形槽、T形槽、燕尾槽等。
具体地,对于位于不同定子模块上的相邻定子齿,其中心线间的间距(以电角度计)是60°的k倍,k为大于零的整数,当k大于1时,表明相邻的定子模块之间具有余量空间(即没有被绕组和定子齿占据,相邻模块的定子轭或通过燕尾槽等形式拼接在一起,或不接触),这些空间可以用来安排定子的固定结构,比如设置螺丝孔等,当k等于1时,相邻模块之间没有余量空间,这时,轭部需通过燕尾槽等形式拼接在一起。
在上述任一技术方案中,优选地,弧形定子轭部的外侧壁与内侧壁分别由多段平滑连接的直面沿周向排布构造形成;或弧形定子轭部的外侧壁与内侧壁上与固定槽的侧壁配合的区域设置有凹陷的卡槽结构。
在该技术方案中,通过将弧形定子轭部上与固定槽配合的部分为直面结构,以实现固定槽与定子轭部之间的贴合适配,进而有利于提升组装后的电机定子的强度。
另外,通过在弧形定子轭部上的侧壁上开设卡槽结构,以分别与固定槽的两个侧壁向配合,以实现定子齿的周向定位,在保证组装强度的同时,提升了电机定子组装的稳定性。
在上述任一技术方案中,优选地,在定子绕组与定子齿之间,以及定子绕组与定子轭部之间设置有绝缘物质。
其中,定子绕组和定子轭以及定子齿之间可以采用槽纸实现绝缘,也可以采用绝缘框架实现绝缘。
电机定子可以采用包塑工艺制备而成。
本申请技术方案中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
一方面,采用本申请中的内转子多相电机代替现有技术中的外转子径向磁通电机,通过优化弧形定子轭部的尺寸以及定子齿与弧形定子轭部之间的组装方式,能够降低电机的轴向厚度,从而能够应用在对电机的轴向尺寸有限制但是对电机的径向尺寸无严格限制的低速大转矩的应用场合,比如作为洗衣机中的驱动电机。
另一方面,通过将电机定子设置为模块化拼接结构,能够通过调整相邻定子模块之间的物理间距,实现对定子绕组上感应电压的相位差的调整,进而能够获得所需的相数的电机,设置方式简单,可靠性高。
再一方面,通过将定子齿与弧形定子轭部分别设置为单独的部件,并采用组装的方式形成定子模块,与现有技术中定子齿与定子轭一体成型的结构相比,相邻的两个定子齿之间限定出定子槽,在绕设过程中,可以将定子绕组绕设在定子齿上之后,再将定子齿与弧形定子轭部进行组装,也可以在将定子齿与弧形定子轭部组装之后,进行定子绕组绕设,在提升绕设灵活性的同时,还有利于提升定子槽中定子绕组绕设的槽满率,从而有利于提升电机的转矩密度。
进一步地,本申请中的内转子多相电机,在一个定子模块上,绕设有多个不同相的定子绕组,通过该绕组绕设方式,与一个定子模块上只绕设同相的定子绕组的绕设方式相比,通过调整电机定子与电机转子之间的磁极与电机定子上的定子槽的配合方式,能够更容易控制电机的转矩脉动,以提升电机运行的稳定性。
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内转子多相电机的结构示意图;
图2示出了根据本发明的一个实施例的电机定子的结构示意图;
图3示出了根据本发明的另一个实施例的电机定子的结构示意图;
图4示出了根据本发明的一个实施例的定子模块的结构示意图;
图5示出了根据本发明的另一个实施例的定子模块的结构示意图;
图6示出了根据本发明的一个实施例的定子齿的结构示意图;
图7示出了根据本发明的一个实施例的弧形定子轭部的结构示意图;
图8示出了根据本发明的另一个实施例的弧形定子轭部的结构示意图;
图9示出了根据本发明的一个实施例的弧形定子轭部拼接的结构示意图;
图10示出了图9中A处的局部结构示意图。
其中,图1至图10中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
1电机定子,2电机转子,10定子模块,102弧形定子轭部,104定子齿,106定子绕组,1042齿爪部,1044齿腰部,1046齿根部,1046A固定槽,1046B第一侧壁,1046C第二侧壁,1022卡槽结构,1024拼接齿,1026拼接槽。
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与图10描述根据本发明一些实施例的内转子多相电机。
如图1至图3所示,根据本发明的实施例的内转子多相电机,包括:电机定子1,包括:多个沿周向排布的定子模块10,定子模块10包括:弧形定子轭部102;多个定子齿104,沿弧形定子轭部102的周向并排配合组装在弧形定子轭部102上,并能够沿弧形定子轭部102的径向延伸设置;多个不同相的定子绕组106,对应绕设在多个定子齿104上;电机转子2,套设在电机定子1内。
在该实施例中,通过将电机定子1构设为由多个定子模块10沿周向排布形成的结构,并且每个定子模块10由一个弧形定子轭部102以及多个定子齿104组装形成,结合内转子配合结构设置,一方面,采用本申请中的内转子多相电机代替现有技术中的外转子径向磁通电机,通过优化弧形定子轭部102的尺寸以及定子齿104与弧形定子轭部102之间的组装方式,能够降低电机的轴向厚度,从而能够应用在对电机的轴向尺寸有限制但是对电机的径向尺寸无严格限制的低速大转矩的应用场合,比如作为洗衣机中的驱动电机。
另一方面,通过将电机定子1设置为模块化拼接结构,能够通过调整相邻定子模块10之间的物理间距,实现对定子绕组106上感应电压的相位差的调整,进而能够获得所需的相数的电机,设置方式简单,可靠性高。
再一方面,通过将定子齿104与弧形定子轭部102分别设置为单独的部件,并采用组装的方式形成定子模块10,与现有技术中定子齿104与定子轭一体成型的结构相比,相邻的两个定子齿104之间限定出定子槽,在绕设过程中,可以将定子绕组106绕设在定子齿104上之后,再将定子齿104与弧形定子轭部102进行组装,也可以在将定子齿104与弧形定子轭部102组装之后,进行定子绕组106绕设,在提升绕设灵活性的同时,还有利于提升定子槽中定子绕组106绕设的槽满率,从而有利于提升电机的转矩密度。
进一步地,本申请中的内转子多相电机,在一个定子模块10上,绕设有多个不同相的定子绕组106,通过该绕组绕设方式,与一个定子模块10上只绕设同相的定子绕组106的绕设方式相比,通过调整电机定子1与电机转子2之间的磁极与电机定子1上的定子槽的配合方式,能够更容易控制电机的转矩脉动,以提升电机运行的稳定性。
另外,本发明提供的上述实施例中的内转子多相电机还可以具有如下附加技术特征:
在上述实施例中,优选地,内转子多相电机的相数为m,每个定子模块10中的多个定子齿104的数量为n,其中,n为m的整数倍,每个定子模块10中具有n/m个属于同一相的定子绕组106,以使定子模块10上定子绕组106的相数与多相电机的相数一致。
在该实施例中,在每个定子模块10上,通过将定子绕组106的相数与多相电机的相数限定为一致,即在一个定子模块10上绕设有多相电机中的每相绕组,在进一步提升对转矩脉动的控制能力的同时,提升了定子绕组106绕设的规则性,以降低绕设难度。
如图4所示,在上述任一实施例中,优选地,将定子模块10上的多个定子齿104沿周向划分为n/m个模组,在每个模组中,多相电机中属于不同相的定子绕组106逐一套设在对应的定子齿104上。
在该实施例中,作为在一个定子模块10上多相定子绕组106的一种具体的绕设方式,针对多相电机的多相定子绕组106,可以将不同相的定子绕组106依次绕设在定子模块10的定子齿104上,在n/m=1时,不同相的定子绕组106分别绕设在定子齿104上,在n/m>1时,将多个定子齿104划分为n/m个模组,在一组不同相的定子绕组106完成绕设之后,在剩下的定子齿104上重复绕设不同相的定子绕组106,直至所有的定子齿104均绕设有定子绕组106,采用该绕设方式,通过提升定子绕组106绕设的规律性,在降低绕设难度的同时,能够进一步降低转矩脉动。
具体地,以三相电机为例,电机定子1包括六个定子模块10,每个定子模块10包括六个定子齿104和六个定子绕组106,六个定子绕组106包括两个I相绕组、两个U相绕组与两个V相绕组,在定子模块10上,绕组排列次序为IUVIUV。
如图5所示,在上述任一实施例中,优选地,将定子模块10上的多个定子齿104沿周向划分为m个模组,每个模组中的定子上绕设有同相的定子绕组106。
在该实施例中,作为在一个定子模块10上多相定子绕组106的另一种具体的绕设方式,从一端的定子齿104执行定子绕组106绕设操作,并且相邻的n/m个定子齿104上绕设同相的绕组,采用该绕设方式,通过提升定子绕组106绕设的规律性,在降低绕设难度的同时,也有利于进一步降低转矩脉动。
具体地,同样以三相电机为例,电机定子1包括六个定子模块10,每个定子模块10包括六个定子齿104和六个定子绕组106,六个定子绕组106包括两个I相绕组、两个U相绕组与两个V相绕组,在定子模块10上,绕组排列次序为IIUUVV。
如图6所示,在上述任一实施例中,优选地,定子齿104由多个定子齿104冲片堆叠形成。
在该实施例中,通过以定子齿104冲片的形式形成定子齿104,进而结合定子轭部构造形成定子铁芯结构,与采用实心齿的横向磁通电机或爪机电机相比,在能够大幅度降低铁芯损失的同时,不需要增加较大的工艺改进成本。
如图6所示,在上述任一实施例中,优选地,定子齿104沿远离弧形定子轭部102的方向依次包括用于与弧形定子轭部102配合的齿根部1046、齿腰部1044以及齿爪部1042,齿腰部1044沿电机定子1的轴向的厚度小于齿爪部1042的顶面沿轴向的宽度,以使定子绕组106绕设在齿腰部1044上,和/或齿腰部1044的厚度小于齿根部1046沿电机定子1的轴向的厚度。
在该实施例中,每个定子齿104可以包括齿根部1046、齿腰部1044与齿爪部1042,齿根部1046用于与定子轭部相连接,齿腰部1044可以进行绕组绕设,定子绕组106绕设在齿腰部1044上,由于齿腰部1044沿径向延伸,对应在电机定子1上能够形成径向磁通,而齿爪部1042能够沿周向排布形成与电机转子2配合的圆周配合面,从而实现与电机转子2之间的稳定适配。
具体地,通过将齿爪部1042构造形成由齿腰部1044分别向外侧倾斜延伸的两个齿侧面以及设置于两个齿侧面之间的齿端面围设形成的三角形结构,通过两个分别向外侧延伸的两个齿侧面形成的齿爪部1042(即齿靴部),一方面,将齿靴部较大化设置,能够提升聚磁效率,进而能够保证绕组绕设的稳定性,进而保证电机运行性能。
如图6所示,在上述任一实施例中,优选地,在齿根部1046的一侧沿轴向开设有固定槽1046A,并且固定槽1046A沿多个定子齿104冲片的堆叠方向贯穿齿根部1046的两侧,多个定子齿104通过固定槽1046A与弧形定子轭部102卡接配合以构造形成定子模块10。
在该实施例中,通过在定子齿104的根部开设固定槽1046A,通过固定槽1046A与定子轭部配合,以实现定子齿104组装在弧形定子轭部102上,在满足定子齿104与弧形定子轭部102之间的组装强度的同时,能够将定子轭部的轴向厚度或高度设置的尽量小,以满足洗衣机等电器设备中驱动电机的制备需求。
在上述任一实施例中,优选地,固定槽1046A的横截面形状被构造为一端开口的矩形、U形、以及梯形中的任一一种。
在该实施例中,固定槽1046A的截面可以有多种结构形式,并随着定子轭部的截面形状的改变而改变,以满足不同电机定子1结构的设置需求。
优选地,固定槽1046A的截面形状为矩形或梯形。
在上述任一实施例中,优选地,固定槽1046A远离齿腰部1044的侧壁的厚度小于或等于靠近齿腰部1044的侧壁的厚度。
如图6所示,在该实施例中,通过将第二侧壁1046C(远离齿腰部1044的侧壁)的厚度设置为小于第一侧壁1046B(靠近齿腰部1044的侧壁)的厚度,一方面,通过保证第一侧壁1046B具有指定厚度,以保证将由齿腰部1044传递过来的磁力线传送至定子轭部中,同时有利于提升导磁总量,另一方面,通过限定第二侧壁1046C的厚度,在满足机械固定的强度的同时,也有利于降低电机定子1的重量。
如图3所示,在上述任一实施例中,优选地,多个定子模块10能够沿周向首尾拼接,以构造成一体结构的电机定子1,其中,在多个定子模块10沿周向首尾拼接时,如图9与图10所示,相邻的两个定子轭部中的一个的拼接端开设有拼接槽1026,另一个的拼接端设置有能够与拼接槽1026配合的拼接齿1024结构。
或如图2所示,多个定子模块10之间相互独立沿周向排布。
在该实施例中,多个定子模块10沿周向排布,针对电机的不同安装方式,相邻的两个定子模块10之间可以相互连接,也可以相互独立,在多个定子模块10沿周向两两首尾连接时,有利于提升电机定子1的整体刚性,在多个定子模块10相互独立固定时,安装的灵活性更高,同时能够满足小安装口径的安装空间的安装需求。
其中,拼接槽1026的形状可以是方形槽、T形槽、燕尾槽等。
具体地,对于位于不同定子模块10上的相邻定子齿104,其中心线间的间距(以电角度计)是60°的k倍,k为大于零的整数,当k大于1时,表明相邻的定子模块10之间具有余量空间(即没有被绕组和定子齿104占据,相邻模块的定子轭或通过燕尾槽等形式拼接在一起,或不接触),这些空间可以用来安排定子的固定结构,比如设置螺丝孔等,当k等于1时,相邻模块之间没有余量空间,这时,轭部需通过燕尾槽等形式拼接在一起。
在上述任一实施例中,优选地,如图7所示,弧形定子轭部102的外侧壁与内侧壁分别由多段平滑连接的直面沿周向排布构造形成。
或如图8所示,弧形定子轭部102的外侧壁与内侧壁上与固定槽1046A的侧壁配合的区域设置有凹陷的卡槽结构1022。
在该实施例中,通过将弧形定子轭部102上与固定槽1046A配合的部分为直面结构,以实现固定槽1046A与定子轭部之间的贴合适配,进而有利于提升组装后的电机定子1的强度。
另外,通过在弧形定子轭部102上的侧壁上开设卡槽结构1022,以分别与固定槽1046A的两个侧壁向配合,以实现定子齿104的周向定位,在保证组装强度的同时,提升了电机定子1组装的稳定性。
在上述任一实施例中,优选地,在定子绕组106与定子齿104之间,以及定子绕组106与定子轭部之间设置有绝缘物质。
其中,定子绕组106和定子轭以及定子齿104之间可以采用槽纸实现绝缘,也可以采用绝缘框架实现绝缘。
电机定子1可以采用包塑工艺制备而成。
根据本发明的实施例,作为一种优选的实施方式,电机为三相电机,电机定子1包括六个定子模块10,每个定子模块有设置有六个定子齿104和六个定子绕组106,每相各两个,如图4所示,绕组排列次序为IUVIUV,电机定子10可按照图2的设置方式即定子模块10之间设置间隙,也可按照图3的无间隙方式设置,在有间隙时,可在间隙内设置定子支撑和固定结构,以方便定子的结构强化和固定,电机定子1上定子齿的总数为36,定子齿104由沿圆周向的硅钢片叠装形成,其齿根处1046设置固定槽1046A,用于插接到弧形定子轭102上,以实现齿轭的机械配合,齿腰部1044的轴向宽度小于齿爪部102的顶面轴向宽度,弧形定子轭102叠装方向为轴向,如图8所示,其上可以有相应的卡槽结构1022,用于与定子齿104拼接,如图7所示,也可以没有卡槽结构,比如上下边缘为多条同心直线段,定子齿104直接卡到上下直线段上,无论定子模,10之间是否有间隙,相邻定子模块10的弧形定子轭102之间可以机械拼接或者不拼接,这取决于定子结构设计的需要,有拼接时,其拼接槽1026的结构可以是方形槽、T形槽、燕尾槽等。
定子绕组106和弧形定子轭102以及定子齿104之间的绝缘可以采用槽纸绝缘,或者框架绝缘。一种可行的定子安装方式是在相邻模块间的间隙设置安装孔,并且整个定子模块和定子包塑而成。
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。
Claims (8)
1.一种内转子多相电机,其特征在于,包括:
电机定子,包括:多个沿周向排布的定子模块,所述定子模块包括:
弧形定子轭部;
多个定子齿,沿所述弧形定子轭部的周向并排配合组装在所述弧形定子轭部上,并能够沿所述弧形定子轭部的径向延伸设置;
多个不同相的定子绕组,对应绕设在所述多个定子齿上;
电机转子,套设在所述电机定子内;
所述定子齿沿远离所述弧形定子轭部的方向依次包括用于与所述弧形定子轭部配合的齿根部、齿腰部以及齿爪部;
所述齿腰部沿所述电机定子的轴向的厚度小于所述齿根部沿所述电机定子的轴向的厚度;
在所述齿根部的一侧沿所述轴向开设有固定槽,所述固定槽远离所述齿腰部的侧壁的厚度小于靠近所述齿腰部的侧壁的厚度;
所述定子齿由多个定子齿冲片堆叠形成;
所述固定槽沿所述多个定子齿冲片的堆叠方向贯穿所述齿根部的两侧,所述多个定子齿通过所述固定槽与所述弧形定子轭部卡接配合以构造形成所述定子模块。
2.根据权利要求1所述的内转子多相电机,其特征在于,
所述内转子多相电机的相数为m,每个所述定子模块中的所述多个定子齿的数量为n,
其中,n为m的整数倍,每个所述定子模块中具有n/m个属于同一相的所述定子绕组,以使所述定子模块上所述定子绕组的相数与所述多相电机的相数一致。
3.根据权利要求2所述的内转子多相电机,其特征在于,
将每个所述定子模块上的所述多个定子齿沿周向划分为n/m个模组,在每个所述模组中,所述多相电机中属于不同相的所述定子绕组逐一套设在对应的所述定子齿上。
4.根据权利要求2所述的内转子多相电机,其特征在于,
将每个所述定子模块上的所述多个定子齿沿周向划分为m个模组,每个所述模组中的所述定子上绕设有同相的所述定子绕组。
5.根据权利要求1所述的内转子多相电机,其特征在于,
所述固定槽的横截面形状被构造为一端开口的矩形、U形、以及梯形中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的内转子多相电机,其特征在于,
多个所述定子模块能够沿周向首尾拼接,以构造成一体结构的所述电机定子;或
多个所述定子模块之间相互独立沿周向排布,
其中,在多个所述定子模块沿周向首尾拼接时,相邻的两个所述定子轭部中的一个的拼接端开设有拼接槽,另一个的拼接端设置有能够与所述拼接槽配合的拼接齿结构。
7.根据权利要求6所述的内转子多相电机,其特征在于,
所述弧形定子轭部的外侧壁与内侧壁分别由多段平滑连接的直面沿周向排布构造形成;
或所述弧形定子轭部的外侧壁与内侧壁上与所述固定槽的侧壁配合的区域设置有凹陷的卡槽结构。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的内转子多相电机,其特征在于,
在所述定子绕组与所述定子齿之间,以及所述定子绕组与所述定子轭部之间设置有绝缘物质。
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