CN111181265A - 一种无内间槽的分布式绕组电机及其装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无内间槽的分布式绕组电机及其装配方法，该电机包括定子部分和转子部分；定子部分包括定子铁芯和分布式绕组，定子铁芯由内铁芯和外铁芯组成，内铁芯的圆环形结构由内圈和外圈构成，内铁芯的内圈的内壁围成所述定子铁芯的内孔，内铁芯的外圈由内圈的外壁沿径向向外凸伸的且是均匀分布的N个外齿所组成；内铁芯的两个相邻的外齿及内铁芯的内圈的外壁共同围出一个用于嵌线的过线槽，并使内铁芯的N个过线槽沿周向均匀分布；分布式绕组的线圈按顺序逐一适配在N个过线槽内。本发明既可便于实现嵌线过程的自动化，提高电机的嵌线质量；又能够提高电机的定子铁芯强度和提高电机磁场的均匀性。

Description

一种无内间槽的分布式绕组电机及其装配方法
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种无内间槽的分布式绕组电机及其装配方法。
背景技术
电机(英文：Electric machinery，俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。电机通常包括定子部分和转子部分，定子部分则包括定子铁芯和定子绕组，定子铁芯一般由一定厚度且表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在定子铁芯的内孔圆周处冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。目前，分布式绕组电机的定子铁芯多为一个内孔并带有很多开口槽的贴片结构，由于电机性能需要，定子铁芯的内孔的开口槽的槽口很小且又分布在定子铁芯内孔中导致嵌线非常困难，甚至只能通过人工来嵌入，效率十分低下，性能不好保障，同时定子铁芯内孔中由于带有内间槽，直接影响到电机的磁场分布的均匀性，从而影响了电机的性能，使得输入扭矩不够均匀，从而增加了电机的振动和噪音。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种无内间槽的分布式绕组电机及其装配方法，通过结构改进，一方面可便于实现嵌线过程的自动化，减少人工的劳作，提高电机的嵌线质量；另一方面，能够大大提高电机的定子铁芯强度，同时也提高了电机磁场的均匀性，进而大大提高电机的整体性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无内间槽的分布式绕组电机，包括定子部分和转子部分；所述定子部分包括定子铁芯和分布式绕组，所述定子铁芯具有内孔；所述转子部分可旋转的适配在所述定子铁芯的内孔中；所述定子铁芯由内铁芯和外铁芯组成，且内铁芯和外铁芯均为圆环形结构，其中，内铁芯的圆环形结构由内圈和外圈构成，内铁芯的内圈的内壁围成所述定子铁芯的内孔，内铁芯的外圈由内圈的外壁沿径向向外凸伸的且是均匀分布的N个外齿所组成；内铁芯的两个相邻的外齿及内铁芯的内圈的外壁共同围出一个用于嵌线的过线槽，并使内铁芯的N个过线槽沿周向均匀分布；当将内铁芯套入到外铁芯的内部时，内铁芯的N个外齿的末端刚好对应的抵在外铁芯的圆环形结构的内壁处，从而使N个过线槽的槽口被封闭；分布式绕组的线圈按顺序逐一适配在N个过线槽内，以在通入励磁电流时，能够在铁芯中产生对应的磁场。
所述内铁芯的内圈的厚度尺寸为所述内铁芯的外齿的凸出高度尺寸的5％～20％之间。
所述外齿的形状为T字型，从而使得两个相邻的外齿所围出的过线槽的槽口呈缩口形状。
所述外齿由一横体件和一竖体件构成T字型，外齿的横体件作为外齿的末端抵在外铁芯的圆环形结构的内壁处，竖体件的一端与横体件一体相接，竖体件的另一端作为根部与所述内铁芯的内圈一体相接。
在所述外齿的竖体件的另一端与所述内铁芯的内圈的相接处，所述外齿的竖体件的另一端的两边分别向所述内铁芯的内圈的外壁延伸设有呈弧形过渡的第一延伸部。
在所述外齿的竖体件的一端与所述外齿的横体件的相接处，所述外齿的竖体件的一端的两边分别向所述外齿的横体件延伸设有呈弧形过渡的第二延伸部。
所述外齿的横体件的两端分别设为倾斜，其倾斜方向是使两个相邻的外齿所围出的过线槽的槽口呈渐次缩小。
在外铁芯的圆环形结构的内壁处，对应于内铁芯的N个过线槽的槽口处，分别设有与过线槽的槽口形状相适配的内齿，以在内铁芯套入到外铁芯的内部时，外铁芯的内齿配合在内铁芯的过线槽的槽口中。
进一步的，还包括槽楔，所述槽楔插装在相邻的两个外齿的第二延伸部之间，以防止嵌入过线槽中的分布式绕组的线圈脱出对应的过线槽。
所述分布式绕组的线圈与过线槽之间还垫有绝缘纸。
一种无内间槽的分布式绕组电机的装配方法，包括如下步骤：
在内铁芯的N个过线槽内分别插入绝缘纸；
将分布式绕组的线圈按顺序逐一嵌入到内铁芯的各个过线槽中；
在每个过线槽的靠近槽口处插入绝缘纸及槽楔；
将嵌好分布式绕组的内铁芯套入到外铁芯的圆环形结构的内壁处，并使外铁芯的内齿配合在内铁芯的过线槽的槽口中。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
通过将电机的定子铁芯分成内铁芯和外铁芯两部分组成，且内铁芯和外铁芯均为圆环形结构，其中，内铁芯的圆环形结构由内圈和外圈构成，内铁芯的内圈的内壁构成所述定子铁芯的内孔，内铁芯的外圈由内圈的外壁沿径向向外凸伸的且是均匀分布的N个外齿所组成；内铁芯的两个相邻的外齿及内铁芯的内圈的外壁共同围出一个用于嵌线的过线槽，并使内铁芯的N个过线槽沿周向均匀分布；当将内铁芯套入到外铁芯的内部时，内铁芯的N个外齿的末端刚好对应的抵在外铁芯的圆环形结构的内壁处，从而使N个过线槽的槽口被封闭；分布式绕组的线圈按顺序逐一适配在N个过线槽内。本发明的这种结构，使得电机的嵌线变得非常容易，即先将绕组轻松的嵌入到内铁芯的齿和齿之间的间隙内，再将这个嵌好线的内铁芯套入到外铁芯的内孔内，即完成了电机嵌线，整个嵌线过程甚至可以全部自动化，大大减少了人工的劳作，提高了电机的嵌线质量，同时因为这种结构的电机定子是无内间槽结构(即内铁芯的内圈为封闭式结构)，大大提高了电机的定子强度也提高了电机磁场的均匀性，进而大大提高了电机的整体性能。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种无内间槽的分布式绕组电机及其装配方法不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的实施例的整机的后视图；
图2是沿图1中的A-A线的剖视图；
图3是沿图2中的B-B线的剖视图；
图4是本发明的实施例的定子部分的侧视图；
图5是沿图4中的C-C线的剖视图；
图6是本发明的实施例的定子铁芯的分解示意图；
图7是图6中的D部放大示意图。
具体实施方式
实施例
参见图1至图7所示，本发明的一种无内间槽的分布式绕组电机，包括定子部分1和转子部分2；所述定子部分1包括定子铁芯3和分布式绕组4，所述定子铁芯3具有内孔30；所述转子部分2可旋转的适配在所述定子铁芯3的内孔30中；所述定子铁芯3由内铁芯31和外铁芯32组成，且内铁芯31和外铁芯32均为圆环形结构，其中，内铁芯31的圆环形结构由内圈311和外圈构成，内铁芯31的内圈311的内壁围成所述定子铁芯的内孔30，内铁芯31的外圈由内圈311的外壁沿径向向外凸伸的且是均匀分布的N个外齿5所组成；内铁芯31的两个相邻的外齿5及内铁芯的内圈311的外壁共同围出一个用于嵌线的过线槽6，并使内铁芯的N个过线槽6沿周向均匀分布；当将内铁芯31套入到外铁芯32的内部时，内铁芯31的N个外齿5的末端刚好对应的抵在外铁芯32的圆环形结构的内壁处，从而使N个过线槽6的槽口61被封闭；分布式绕组4的线圈按顺序逐一适配在N个过线槽6内，以在通入励磁电流时，能够在铁芯中产生对应的磁场。
本实施例中，所述内铁芯31的内圈311的厚度尺寸为所述内铁芯31的外齿5的凸出高度尺寸的5％～20％之间。
本实施例中，所述外齿5的形状为T字型，从而使得两个相邻的外齿5所围出的过线槽6的槽口61呈缩口形状。
本实施例中，所述外齿5由一横体件51和一竖体件52构成T字型，外齿5的横体件51作为外齿的末端抵在外铁芯32的圆环形结构的内壁处，竖体件52的一端与横体件51一体相接，竖体件52的另一端作为根部与所述内铁芯32的内圈311一体相接。
本实施例中，在所述外齿5的竖体件52的另一端与所述内铁芯31的内圈311的相接处，所述外齿5的竖体件52的另一端的两边分别向所述内铁芯31的内圈311的外壁延伸设有呈弧形过渡的第一延伸部521。
本实施例中，在所述外齿5的竖体件52的一端与所述外齿5的横体件51的相接处，所述外齿5的竖体件52的一端的两边分别向所述外齿5的横体件51延伸设有呈弧形过渡的第二延伸部522。
本实施例中，所述外齿的横体件51的两端分别设为倾斜511，其倾斜方向是使两个相邻的外齿5所围出的过线槽6的槽口61呈渐次缩小。
本实施例中，在外铁芯32的圆环形结构的内壁处，对应于内铁芯31的N个过线槽6的槽口61处，分别设有与过线槽6的槽口61形状相适配的内齿321，以在内铁芯31套入到外铁芯32的内部时，外铁芯32的内齿321配合在内铁芯31的过线槽6的槽口61中。
进一步的，还包括槽楔71，所述槽楔71插装在相邻的两个外齿5的第二延伸部522之间，以防止嵌入过线槽6中的分布式绕组4的线圈脱出对应的过线槽6。
本实施例中，所述分布式绕组4的线圈与过线槽6之间还垫有绝缘纸72。
本发明的一种无内间槽的分布式绕组电机，内铁芯31的相邻外齿5之间的槽口形状为由外向内开口呈逐步缩小，槽口内侧向内再逐步放大，其中槽口的逐步缩小部分用于插入外铁芯32的内齿321，在内铁芯31绕完绕组线后在槽口的内侧的逐步放大位置插入绝缘纸和槽楔71，以挡住绕组线的从槽口冒出。定子铁芯3可以由多片硅钢片叠加而成，相邻的硅钢片相互绝缘，即在每片硅钢片的表面涂上绝缘层；定子的绕线方式采用分布式；装配好的定子铁芯3再通过紧配合方式插入到外壳8的内孔内，外壳8的外部设置有散热筋。转子部分2上带有永磁体21，当电机的定子部分1通入交变电流时，在电机的定子部分3的内孔内产生旋转磁场，这个旋转磁场和电机的转子部分2上的永磁体21相互作用产生旋转扭力从而驱动电机转子转动。在电机的转子部分的尾部还安装有编码器22。
本发明的一种无内间槽的分布式绕组电机的装配方法，包括如下步骤：
在内铁芯31的N个过线槽6内分别插入绝缘纸72；
将分布式绕组4的线圈按顺序逐一嵌入到内铁芯31的各个过线槽6中；
在每个过线槽6的靠近槽口处插入绝缘纸及槽楔71；
将嵌好分布式绕组4的内铁芯31套入到外铁芯32的圆环形结构的内壁处，并使外铁芯的内齿321配合在内铁芯的过线槽6的槽口61中。
本发明的一种无内间槽的分布式绕组电机及其装配方法，通过将电机的定子铁芯3分成内铁芯31和外铁芯32两部分组成，且内铁芯31和外铁芯32均为圆环形结构，其中，内铁芯31的圆环形结构由内圈311和外圈构成，内铁芯31的内圈311的内壁构成所述定子铁芯31的内孔30，内铁芯31的外圈由内圈311的外壁沿径向向外凸伸的且是均匀分布的N个外齿5所组成；内铁芯31的两个相邻的外齿5及内铁芯的内圈311的外壁共同围出一个用于嵌线的过线槽6，并使内铁芯的N个过线槽6沿周向均匀分布；当将内铁芯31套入到外铁芯32的内部时，内铁芯31的N个外齿5的末端刚好对应的抵在外铁芯32的圆环形结构的内壁处，从而使N个过线槽6的槽口61被封闭；分布式绕组4的线圈按顺序逐一适配在N个过线槽6内。本发明的这种结构，使得电机的嵌线变得非常容易，即先将绕组轻松的嵌入到内铁芯的齿和齿之间的间隙内，再将这个嵌好线的内铁芯套入到外铁芯的内孔内，即完成了电机嵌线，整个嵌线过程甚至可以全部自动化，大大减少了人工的劳作，提高了电机的嵌线质量，同时因为这种结构的电机定子是无内间槽结构(即内铁芯的内圈为封闭式结构)，大大提高了电机的定子强度也提高了电机磁场的均匀性，进而大大提高了电机的整体性能。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (11)

1.一种无内间槽的分布式绕组电机，包括定子部分和转子部分；所述定子部分包括定子铁芯和分布式绕组，所述定子铁芯具有内孔；所述转子部分可旋转的适配在所述定子铁芯的内孔中；其特征在于：所述定子铁芯由内铁芯和外铁芯组成，且内铁芯和外铁芯均为圆环形结构，其中，内铁芯的圆环形结构由内圈和外圈构成，内铁芯的内圈的内壁围成所述定子铁芯的内孔，内铁芯的外圈由内圈的外壁沿径向向外凸伸的且是均匀分布的N个外齿所组成；内铁芯的两个相邻的外齿及内铁芯的内圈的外壁共同围出一个用于嵌线的过线槽，并使内铁芯的N个过线槽沿周向均匀分布；当将内铁芯套入到外铁芯的内部时，内铁芯的N个外齿的末端刚好对应的抵在外铁芯的圆环形结构的内壁处，从而使N个过线槽的槽口被封闭；分布式绕组的线圈按顺序逐一适配在N个过线槽内，以在通入励磁电流时，能够在铁芯中产生对应的磁场。
2.根据权利要求1所述的无内间槽的分布式绕组电机，其特征在于：所述内铁芯的内圈的厚度尺寸为所述内铁芯的外齿的凸出高度尺寸的5％～20％之间。
3.根据权利要求1所述的无内间槽的分布式绕组电机，其特征在于：所述外齿的形状为T字型，从而使得两个相邻的外齿所围出的过线槽的槽口呈缩口形状。
4.根据权利要求3所述的无内间槽的分布式绕组电机，其特征在于：所述外齿由一横体件和一竖体件构成T字型，外齿的横体件作为外齿的末端抵在外铁芯的圆环形结构的内壁处，竖体件的一端与横体件一体相接，竖体件的另一端作为根部与所述内铁芯的内圈一体相接。
5.根据权利要求4所述的无内间槽的分布式绕组电机，其特征在于：在所述外齿的竖体件的另一端与所述内铁芯的内圈的相接处，所述外齿的竖体件的另一端的两边分别向所述内铁芯的内圈的外壁延伸设有呈弧形过渡的第一延伸部。
6.根据权利要求4所述的无内间槽的分布式绕组电机，其特征在于：在所述外齿的竖体件的一端与所述外齿的横体件的相接处，所述外齿的竖体件的一端的两边分别向所述外齿的横体件延伸设有呈弧形过渡的第二延伸部。
7.根据权利要求4所述的无内间槽的分布式绕组电机，其特征在于：所述外齿的横体件的两端分别设为倾斜，其倾斜方向是使两个相邻的外齿所围出的过线槽的槽口呈渐次缩小。
8.根据权利要求7所述的无内间槽的分布式绕组电机，其特征在于：在外铁芯的圆环形结构的内壁处，对应于内铁芯的N个过线槽的槽口处，分别设有与过线槽的槽口形状相适配的内齿，以在内铁芯套入到外铁芯的内部时，外铁芯的内齿配合在内铁芯的过线槽的槽口中。
9.根据权利要求8所述的无内间槽的分布式绕组电机，其特征在于：进一步的，还包括槽楔，所述槽楔插装在相邻的两个外齿的第二延伸部之间，以防止嵌入过线槽中的分布式绕组的线圈脱出对应的过线槽。
10.根据权利要求1所述的无内间槽的分布式绕组电机，其特征在于：所述分布式绕组的线圈与过线槽之间还垫有绝缘纸。
11.一种如权利要求1至10中任一权利要求所述的无内间槽的分布式绕组电机的装配方法，包括如下步骤：
在内铁芯的N个过线槽内分别插入绝缘纸；
将分布式绕组的线圈按顺序逐一嵌入到内铁芯的各个过线槽中；
在每个过线槽的靠近槽口处插入绝缘纸及槽楔；
将嵌好分布式绕组的内铁芯套入到外铁芯的圆环形结构的内壁处，并使外铁芯的内齿配合在内铁芯的过线槽的槽口中。
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