CN111478462A - 用于电机的定子及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于电机的定子。定子包括在轴向上相邻设置的第一叠片和第二叠片。第一叠片包括多个第一子轭部和多个第一齿部，多个第一子轭部通过第一轭部接合部拼接形成基本环形的第一轭部，多个第一齿部通过第一齿部接合部拼装在第一轭部的内边缘上。第二叠片包括多个第二子轭部和多个第二齿部，多个第二子轭部通过第二轭部接合部拼接形成基本环形的第二轭部，多个第二齿部通过第二齿部接合部拼装在第二轭部的内边缘上。第一齿部接合部和第二齿部接合部在轴向叠加且第一齿部接合部不同于第二齿部接合部。本申请还提供了一种制造用于电机的定子的方法。

Description

用于电机的定子及其制造方法

【技术领域】

本申请涉及电机领域，特别是一种拼接式电机定子。

【背景技术】

驱动电机为纯电动车和混合动力车提供转矩以驱动车轮，电机通常包括定 子和转子，定子包括由硅钢片叠成的定子铁心和放置在定子槽里能够通电产生 磁场的绕组，转子包括转子铁心和永磁体，定子绕组产生的磁场可与永磁体产 生的转子磁场作用以产生转矩，来实现机电能量的转换。

在常规的电机制造方法中，冲压硅钢片形成定子时，由于定子固定的内外 径冲裁需求，导致内径以内的材料无法得到其他用途，从而造成浪费。

【发明内容】

本申请针对至少一种上述问题提供了一种具有降低的制造成本和改善的 拼接稳定性的电机定子。

根据本申请的一个方面，提供一种用于电机的定子，该定子包括在轴向上 相邻设置的第一叠片和第二叠片。第一叠片包括多个第一子轭部和多个第一齿 部，多个第一子轭部通过第一轭部接合部拼接形成基本环形的第一轭部，多个 第一齿部通过第一齿部接合部拼装在第一轭部的内边缘上。第二叠片包括多个 第二子轭部和多个第二齿部，多个第二子轭部通过第二轭部接合部拼接形成基 本环形的第二轭部，多个第二齿部通过第二齿部接合部拼装在第二轭部的内边 缘上。第一齿部接合部和第二齿部接合部在轴向叠加且第一齿部接合部不同于 第二齿部接合部。

在一些实施例中，第一子轭部和第二子轭部由同一硅钢片冲压形成且基本 为弧形，第一子轭部的弧形顶点处的第一切向与硅钢片的轧制方向一致，第二 子轭部的弧形顶点处的第二切向与硅钢片的轧制方向一致。

在一些实施例中，第一齿部具有基本与定子的径向平行的第一长度方向， 第二齿部具有基本与定子的径向平行的第二长度方向，第一齿部和第二齿部由 同一硅钢片冲压而成，第一齿部的第一长度方向和第二齿部的第二长度方向与 硅钢片的轧制方向一致。

在一些实施例中，第一齿部具有基本与定子的径向平行的第一长度方向， 第二齿部具有基本与定子的径向平行的第二长度方向；第一子轭部和第二子轭 部基本为弧形；第一齿部、第二齿部、第一子轭部和第二子轭部由同一硅钢片 冲压而成；第一子轭部的弧形顶点处的第一切向和第二子轭部的弧形顶点处的 第二切向均与硅钢片的轧制方向一致，第一齿部的第一长度方向和第二齿部的 第二长度方向均与硅钢片的轧制方向一致。

在一些实施例中，第一子轭部包括位于其内边缘的第一开口，第一齿部包 括位于其端部的第一凸起，第一开口和第一凸起组成第一齿部接合部，第一凸 起容纳于第一开口。

在一些实施例中，第一开口由从第一子轭部内边缘径向延伸并间隔开的两 个L型第一支腿限定，两个第一支腿具有朝向彼此延伸的第一突出部并且两个 第一支腿镜像对称形成第一凹槽。第一齿部的第一凸起位于第一齿部面向第一 子轭部的端部，包括分别位于第一齿部长度方向的两个侧边的两个第一凹槽和 位于第一凹槽之上的第一齿部突出部，第一齿部突出部容纳于第一子轭部的第 一开口且第一子轭部的第一突出部容纳于第一凹槽。

在一些实施例中，第二齿部包括位于其端部的第二开口，第二子轭部包括 位于其内边缘的第二凸起，第二子轭部的第二凸起和第二齿部的第二开口组成 第二齿部接合部，第二凸起容纳于第二开口。

在一些实施例中，第二齿部的第二开口由从第二齿部端部径向延伸并间隔 开的两个C形第二支腿限定，第二支腿具有第二凸出部并且两个第一支腿镜像 对称形成第二凹槽，第二子轭部的第二凸起包括两个第二子轭部突出部，两个 第二子轭部突出部与第二子轭部的内边缘间隔开形成两个第二凹槽，第二子轭 部突出部可容纳于第二齿部的第二开口且第二齿部的第二突出部可容纳于第 二子轭部的第二凹槽。

在一些实施例中，第一子轭部包括从其内边缘凹进的两个第一凹口，第一 齿部包括从其端部突出的两个第一耳片，两个第一凹口和两个第一耳片组成第 一齿部接合部，第一齿部的两个第一耳片分别容纳于第一子轭部的两个第一凹 口。

在一些实施例中，第二子轭部包括从其内边缘突出的两个第二耳片，第二 齿部包括从其端部凹进的两个第二凹口，第二子轭部的两个第二耳片和第二齿 部的两个第二凹口组成第二齿部接合部，第二子轭部的两个第二耳片分别容纳 于第二齿部的两个第二凹口。

在一些实施例中，第一子轭部的数量与第一齿部的数量相同，一个第一齿 部拼接于一个第一子轭部的内边缘；第二子轭部的数量与第二齿部的数量相同， 一个第二齿部拼接于一个第二子轭部的内边缘。

在一些实施例中，第一子轭部的数量少于第一齿部的数量，多个第一齿部 拼接于一个第一子轭部的内边缘；第二子轭部的数量少于第二齿部的数量，多 个第二齿部拼接于一个第二子轭部的内边缘。

在一些实施例中，定子包括多个第一叠片和多个第二叠片，第一叠片和第 二叠片沿轴向交替设置。

在一些实施例中，第一轭部接合部不同于第二轭部接合部。

根据本申请的另一方面，提供一种用于电机的定子，该定子包括第一叠片 和与第一叠片在轴向上相邻设置的第二叠片。第一叠片包括多个第一子轭部和 多个第一齿部，多个第一子轭部通过第一轭部接合部拼接形成基本环形的第一 轭部，第一子轭部包括位于其内边缘上的第一轭部开口，第一齿部包括位于其 端部的第一齿部凸起，第一齿部凸起容纳于第一轭部开口。第二叠片包括多个 第二子轭部和多个第二齿部，多个第二子轭部通过第二轭部接合部拼接形成基 本环形的第二轭部，第二子轭部包括位于其内边缘上的第二轭部凸起，第二齿 部包括位于其端部的第二齿部开口，第二轭部凸起容纳于第二齿部开口。第一 齿部凸起和第二子轭部凸起在轴向至少部分重叠。

在一些实施例中，第一轭部开口和第一齿部凸起设置为干涉配合，第二轭 部凸起和第二齿部开口设置为干涉配合。

在一些实施例中，第一子轭部开口由从第一子轭部内边缘径向延伸并间隔 开的两个第一支腿限定，第一支腿具有向第一齿部延伸的L型第一凸出部，两 个第一支腿镜像对称与部分第一子轭部内边缘共同形成第一凹槽，第一齿部的 两个侧面分别具有凹进以形成第一齿部凸起，第一齿部凸起容纳于第一子轭部 的第一凹槽。第二齿部开口由从第二齿部端部径向延伸并间隔开的两个第二支 腿限定，第二支腿从第二齿部端部朝向第二侧面延伸出并近似C型，两个第二 支腿镜像对称与齿部端部共同形成第二凹槽，第二轭部凸起容纳于第二齿部的 第二凹槽。

在一些实施例中，第一轭部开口包括从第一子轭部内边缘凹进的两个第一 凹口，第一齿部凸起包括从端部的突出的两个第一耳片，第一齿部的两个第一 耳片分别容纳于第一子轭部的两个第一凹口。第二轭部凸起包括位于从第二子 轭部内边缘突出的两个第二耳片，第二齿部开口包括从端部凹进的两个第二凹 口，第二子轭部的两个第二耳片容纳于第二齿部的两个第二凹口。

根据本申请的另一方面，提供一种制造电机的定子的方法，该方法包括： 在一个轧制方向轧制硅钢块形成硅钢片；冲压硅钢片形成多个第一子轭部、多 个第二子轭部、多个第一齿部、多个第二齿部，第一子轭部和第二子轭部基本 为弧形，第一齿部和第二齿部基本为矩形，其中，第一子轭部的弧形顶点处的 切向与轧制方向平行，第二子轭部的弧形顶点处的切向与轧制方向平行，第一 齿部的长度方向与轧制方向平行，第二齿部的长度方向与轧制方向平行；通过 第一轭部接合部将多个第一子轭部拼接成基本环形的第一轭部，通过第一齿部 接合部将多个第一齿部拼接在第一轭部的内边缘上，形成第一叠片；通过第二 轭部接合部将多个第二子轭部拼接成基本环形的第二轭部，通过第二齿部接合 部将多个第二齿部拼接在第二轭部的内边缘上，形成第二叠片；和沿轴向叠加 第一叠片和第二叠片，第一齿部接合部和第二齿部接合部在轴向对齐，其中第 一齿部接合部不同于第二齿部接合部。

在一些实施例中，在硅钢片上，多个第一子轭部位于第一行,对个第二子 轭部位于第二行,多个第一齿部位于第三行，多个第二齿部位于第四行，其中， 第一行、第二行、第三行和第四行的方向基本与轧制方向相同。

在一些实施例中，在硅钢片上，多个第一子轭部沿平行于轧制方向的长度 方向的第一行排列，多个第一齿部位于第一子轭部的弧形区域内，多个第二子 轭部沿平行于轧制方向的长度方向的第二行排列，多个第二齿部位于第二子轭 部的弧形区域内。

应该理解提供上述简要说明用于以简化的形式引入将在详细描述中进一 步描述的一系列选择的概念，其不意味着确认所保护的本发明主题的关键的或 基本的特征，本发明的范围将由本发明的权利要求唯一地界定。此外，所保护 的主题不限于克服上文或本说明书中任何部分所描述的任何缺点的实施方式。

【附图说明】

结合附图根据下面详细描述的一个或多个实施例，本发明的一个或多个特 征和或优点会显而易见。

图1是根据本申请的实施例的用于电机的定子的立体图，示出了交替叠加 的第一叠片和第二叠片。

图2A是图1的电机的第一叠片的平面图。

图2B是第一叠片的第一子轭部和第一齿部的分解图。

图3A是图1的电机的第二叠片的平面图。

图3B是第二叠片的第二子轭部和第二齿部的分解图。

图4A是根据本申请的另一实施例的电机的第一叠片的一部分的平面图。

图4B是图4A的电机的第二叠片的一部分的平面图。

图5A是根据本申请的另一实施例的电机的第一叠片的第一子轭部和第一 齿部拼接状态的平面图。

图5B是图5A的的第一子轭部和第一齿部的分解图。

图5C是相应图5A的第一叠片的第二叠片的第二子轭部和第二齿部拼接状 态的平面图。

图5D是图5C的的第二子轭部和第二齿部的分解图。

图6A是根据本申请的另一实施例的电机的第一叠片的一部分的平面图。

图6B是相应图6A的电机的第二叠片的一部分的平面图。

图7是根据本申请的一个实施例的制造电机定子的方法的流程图。

图8A是制造电机定子的硅钢材料轧制前的示意图，示出了轧制方向。

图8B制造电机定子的硅钢材料轧制后的示意图，示出了轧制方向和硅钢材 料的长度方向。

图9示出了图7的方法中冲压之前的硅钢片上子轭部和齿部的排布方式。

图10是根据本申请的另一个实施例的制造电机定子的方法的流程图。

图11示出了图10的方法中冲压之前的硅钢片上子轭部和齿部的排布方式。

【具体实施方式】

根据需要，本申请说明书中公开了本发明的具体实施例；然而，应当理解 在此公开的实施例仅为可通过多种、可替代形式实施的本发明的示例。附图无 需按照比例绘制；可以扩大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。相同或类 似的附图标记可指示相同参数和部件或者与之类似的修改和替代物。在下文的 描述中，在构想的多个实施例中描述了多个操作参数和部件。这些具体的参数 和部件在本说明书中仅作为示例而并不意味着限定。因此，本说明书中公开的 具体结构和功能细节不应该理解为限制，而仅仅是用于教导本领域内技术人员 以多种形式实施本发明的代表性基础。

定子通常由多个硅钢片叠加形成。相对于非轧制方向，定子的电磁工作区 域处于轧制方向时，可获得更加高的磁极化强度和更低的铁损。然而，传统电 机定子的结构是通过直接冲压或剪切钢卷或钢片而得到既定形状，所以大约80％ 的定子电磁工作区处于非轧制方向。此外，一般的电机定子在冲压时，由于定 子固定的内外径冲裁需求，导致内径以内的材料无法得到其他用途，从而造成 浪费。现有技术中虽然涉及有拼接式定子，但由于电机运行过程中的振动、磁 滞伸缩、冲裁精度等影响因素，常规拼接式定子的轴向(纵向)和径向稳定性 不高，容易导致散片。

本申请的发明人综合考虑了硅钢轧制方向材料的性能优越性、硅钢片材料 的利用率、和定子轴向和径向的拼接稳定性，提出了一种电机定子和制造电机 定子的方法。将定子齿部和轭部沿无取向硅钢的轧制方向进行冲裁，保证齿部 轴对称方向与轧制方向一致，并保证轭部的主电磁工作区域亦沿无取向硅钢的 轧制方向。即，轭部的主电磁工作区域的磁力线方向与无取向硅钢的轧制方向 基本平行,从而能够提高定子磁性能。此外，一片轭部可与一片齿部拼接或与 多片齿部拼接，齿部和轭部可实现组合冲裁，能够提高材料利用率。上下叠片 的拼接结构不同，组装后可防止错位，从而能够保证定子的轴向和径向的拼接 稳定性。应理解,本说明书中,以术语“一致”描述方向时可代表两个方向基本 平行，可表示这两个方向相互平行且指向相同，也可表示这两个方向相互平行 且指向相反。

图1为根据本申请的实施例的用于电机的定子100的立体图，定子100包括 沿轴向H叠加的第一叠片110和第二叠片120。虽然图1中仅示出了两个叠片，但 应理解，定子100可包括多个第一叠片110和多个第二叠片120，第一叠片110 和第二叠片120沿轴向H交替设置。定子100可用于新能源驱动电机，例如可应 用于集中式绕组或分布式绕组的圆/扁线永磁同步电机、开关磁阻电机及感应 电机。

图2A为第一叠片110的平面图。参考图2A，第一叠片110包括多个第一子轭 部210和多个第一齿部220。多个第一子轭部210通过第一轭部接合部230拼接成 基本环形的第一轭部240。第一轭部240具有外径限定的外边缘242和内径限定 的内边缘244，第一轭部接合部230位于外边缘242与内边缘244之间。多个第一 齿部220通过第一齿部接合部250拼接在第一轭部240的内边缘244上。多个第一 齿部220可沿第一轭部240的周向P均匀分布在第一轭部240的内边缘244且沿定 子的径向(例如，第一轭部240的径向)R延伸。

图2B为第一叠片110的第一子轭部210和第一齿部220的分解图。参考图2B， 第一子轭部210具有连接外边缘242与内边缘244的第一侧边241和第二侧边243， 第一侧边241具有凹进的第一侧边凹口245，第二侧边具有突出的第一侧边耳片 246。第一侧边凹口245与第一侧边耳片246在结构上相互匹配，结合图2A，对 于周向P上相邻的两个第一子轭部210，其中一个的第一侧边耳片246容纳于另 一个的第一侧边凹口245，这两个第一子轭部210的第一侧边耳片246和第一侧 边凹口245组成第一轭部接合部230。第一子轭部210在内边缘244处具有与第一 齿部220接合的第一开口247。第一开口247可包括至少一个第一凹进。在图示 的实施例中，第一开口247包括从内边缘244向外边缘242凹进且间隔开的两个第一凹口248。

可通过沿一个第一轧制方向Z1轧制硅钢块形成硅钢片然后冲压或剪切硅 钢片形成第一子轭部210。第一子轭部210基本为弧形，该弧形顶点D1处的切向 T1基本平行于第一轧制方向Z1。

参考图2B，第一齿部220面向第一子轭部210内边缘244的端部221具有第一 凸起222，第一凸起222可容纳于第一开口247，从而在径向R上拼接的第一子轭 部210的第一开口247和第一齿部220的第一凸起222组成第一齿部接合部250， 如图2A所示。第一凸起222可包括至少一个第一耳片。在图示的实施例中，第 一凸起222包括从端部221向第一子轭部210内边缘244突出且间隔开的两个第 一耳片223，第一耳片223具有与第一子轭部210的第一凹口248匹配的形状，从 而拼接后可容纳于第一凹口248。

可通过沿一个第二轧制方向Z2轧制硅钢块形成硅钢片然后冲压或剪切硅 钢片形成第一齿部220。第一齿部220基本为矩形，具有基本与径向R平行的第 一长度方向L1，第一长度方向L1基本平行于第二轧制方向Z2。

第一子轭部210和第一齿部220可由不同的硅钢片冲压或剪切制成，制造第 一子轭部210的过程中，使形成的第一子轭部210的弧形顶点处的切向T1基本平 行于硅钢片的轧制方向Z1。制造第一齿部220的过程中，使形成第一齿部220 的第一长度方向L1基本平行于硅钢片的轧制方向Z2。可替代地，第一子轭部210 和第一齿部220可由同一硅钢片冲压或剪切形成，即第一轧制方向Z1即为第二 轧制方向Z2，制造过程使形成的第一子轭部210的弧形顶点处的切向和第一齿 部220的第一长度方向基本平行于硅钢片的轧制方向。

图3A为第二叠片120的平面图，拼接后的第二叠片120具有与第一叠片110 基本相同的形状。参考图3A，第二叠片120包括多个第二子轭部310和多个第二 齿部320。多个第二子轭部310沿通过第二轭部接合部330拼接成基本环形的第 二轭部340。第二轭部340具有由外径限定的外边缘342和内径限定的内边缘344， 第二轭部接合部330位于外边缘242与内边缘244之间。多个第二齿部320通过第 二齿部接合部350拼接在第二轭部340的内边缘344上。多个第二齿部320可沿定 子的周向P(例如，第二轭部340的周向)均匀分布在第二轭部340的内边缘344 且沿径向R(例如，第二轭部340的径向)延伸。

图3B为第二叠片120的第二子轭部310和第二齿部320的分解图。参考图3B， 第二子轭部310具有连接外边缘342与内边缘344的第一侧边341和第二侧边343， 第一侧边341具有突出的第二侧边耳片345，第二侧边343具有凹进的第二侧边 凹口346。第二侧边耳片345与第二侧边凹口346在结构上相互匹配，结合图3A， 对于周向P上相邻的两个第二子轭部310，其中一个第二子轭部310的第二侧边 耳片345容纳于另一个第二子轭部310的第二侧边凹口346，这两个第二子轭部 310的第二侧边耳片345和第二侧边凹口346组成第二轭部接合部330。第二子轭 部310在内边缘344处具有与第二齿部320接合至少一个第二凸起347。在图示的 实施例中，第二凸起347可包括从内边缘344向第二齿部320突出的两个第二耳 片348。

第二子轭部310与第一子轭部210可通过同一个硅钢片冲压或剪切形成，这 样的实施例中，第二子轭部310基本为弧形，该弧形顶点D2处的切向T2平行于 第一轧制方向Z1。可替代地，第二子轭部310与第一子轭部210可通过不同的硅 钢片制成，这样的实施例中，各自弧形顶点处的切向平行于各自硅钢片的轧制 方向。

参考图3B，第二齿部320面向第二子轭部310内边缘344的端部321具有第二 开口322，第二子轭部310的第二凸起347可容纳于第二开口322，从而在径向R 上拼接的第二子轭部310的第二凸起347和第二齿部320的第二开口322组成第 二齿部接合部350。第二开口322包括从端部321朝向远离第二子轭部310内边缘 344的方向凹进的至少一个第二凹口323。在图示的实施例中，第二开口322包 括彼此间隔开的两个第二凹口323，第二耳片348具有与第二子轭部310的第二 凹口323匹配的形状，从而拼接后可容纳于第二凹口323。

第二齿部320与第一齿部220可通过同一个硅钢片冲压或剪切形成，这样的 实施例中，第二齿部320基本为矩形，具有基本与径向R平行的第二长度方向L2， 第二长度方向L2平行与第二轧制方向Z2。可替代地，第二齿部320与第一齿部220可通过不同的硅钢片制成，这样的实施例中，各自的长度方向平行于各自 硅钢片的轧制方向。

第二子轭部310和第二齿部320可由不同的硅钢片冲压或剪切制成，制造过 程使形成的第二子轭部310的弧形顶点处的切向和第二齿部320的长度方向平 行于各自硅钢片的轧制方向。可替代地，第二子轭部310和第二齿部320可由同 一硅钢片冲压或剪切形成，即第一轧制方向Z1即为第二轧制方向Z2，制造过程 使形成的第二子轭部310的弧形顶点处的切向和第二齿部320的长度方向平行 于硅钢片的轧制方向。

在一个实施例中，第一子轭部210、第一齿部220、第二子轭部310、和第 二齿部320由同一硅钢片制成，冲压或剪切过程使得第一子轭部210的弧形顶点 处的切向、第一齿部220的长度方向、第二子轭部310的弧形顶点处的切向、和 第二齿部320的长度方向分别平行于硅钢片的轧制方向。这样，能够提高硅钢 片材料利用率和拼接得到的定子的磁性能。

参考图2A-2B和图3A-3B，在轴向H对齐的第一轭部接合部230不同于第二轭 部接合部330，因此第一轭部240和第二轭部340在轴向H上不易散片；在轴向H 对齐的第一齿部接合部250不同于第二齿部接合部350，因此第一齿部220和第 二齿部320在轴向H上不易散片，从而可改善由于轭部接合部和齿部接合部的结 构相同导致的一列齿部堆叠或一列子轭部堆叠整体沿轴向H脱落的问题，能够 提高定子的轴向稳定性。

参考图2A，对于第一叠片110，第一子轭部210的数量与第一齿部220的数 量相同，一个第一齿部220拼接于一个第一子轭部210的内边缘244。类似地， 参考图3A，对于第二叠片120，第二子轭部310的数量与第二齿部320的数量相 同，一个第二齿部320拼接于一个第二子轭部310的内边缘344。

本申请的定子不限于图2A和图3A中示出的一个子轭部对应一个齿部的实 施例，还包括多个齿部对应一个子轭部的实施例。图4A和图4B示出了根据本申 请的另一实施例的电机定子的第一叠片410和第二叠片420。相对于图2A所示的 实施例，图4A的第一叠片410的不同之处仅在于第一子轭部，因此图2A与图4A 中的相同标号指示相同的部件。参考图4A，第一叠片410包括多个第一子轭部412(图4A仅示出一个第一子轭部)和多个第一齿部220，第一子轭部412的数 量少于第一齿部220的数量，多个第一齿部220通过多个第一齿部接合部250拼 接于一个第一子轭部412的内边缘。应理解，图4A中的第一子轭部412除了形状 尺寸不同于于图2A中的第一子轭部210外，其他结构特征(例如，第一轭部接 合部)和制造过程均可参考第一子轭部210的描述。

相对于图3A所示的实施例，图4B的第二叠片420的不同之处仅在于第二子 轭部，因此图4B与图3A中的相同标号指示相同的部件。参考图4B，第二叠片420 包括多个第二子轭部422(图4B仅示出一个第二子轭部)和多个第二齿部320， 第二子轭部422的数量少于第二齿部320的数量，多个第二齿部320通过多个第 二齿部接合部350拼接于一个第二子轭部422的内边缘。应理解，图4B中的第二 子轭部422除了形状尺寸不同于图3A中的第二子轭部310外，其他结构特征(例 如，第二轭部接合部)和制造过程均可参考第二子轭部310的描述。子轭部数 量的减少可简化拼装工艺，从而能够提高定子的制造效率。

图5A示出了根据本申请的另一实施例的电机定子的第一叠片510的一部分， 图5B为第一叠片510的第一子轭部和第一齿部的分解图；图5C示出了相应于图 5A-B的实施例第一叠片510的电机定子的第二叠片520的一部分，图5D为第二叠 片520的第二子轭部和第二齿部的分解图。

参考图5A-5B，第一叠片510与图2A的第一叠片210的不同之处在于第一齿 部接合部550，因此除了第一齿部接合部550之外，第一叠片510的其他特征均 可参考图2A的第一叠片210。第一叠片510包括多个第一子轭部512和多个第一 齿部514，多个第一子轭部512拼接成环形的第一轭部(未示出)，多个第一齿 部514通过第一齿部接合部550拼接于第一子轭部512的内边缘511。第一齿部接 合部550包括位于第一子轭部512的第一开口513和位于第一齿部514的第一凸 起515。第一开口513由从内边缘511向第一齿部514延伸的两条第一支腿516限 定，两条第一支腿516相互间隔开且具有朝向彼此延伸的第一突出部517，第一 支腿516整体上呈L形且两个第一支腿516关于径向R镜像对称地设置。

第一齿部514的第一凸起515位于第一齿部514面向第一子轭部512的端部， 包括位于第一齿部514长度方向L3的两个侧边502的第一凹槽518和位于第一凹 槽518之上的第一齿部突出部519。第一齿部突出部519可容纳于第一子轭部512 的第一开口513且第一子轭部512的第一突出部517可容纳于第一凹槽518，能够 限制第一齿部514在周向P上和径向R上的活动，因此可提高第一齿部514与第一 子轭部512的拼接稳定性。

参考图5C-5D，第二叠片520与图3A的第二叠片310的不同之处在于第二齿 部接合部560，因此除了第二齿部接合部560之外，第二叠片520的其他特征均 可参考图3A的第二叠片310。第二叠片520包括多个第二子轭部522和多个第二 齿部524，多个第二子轭部522拼接成环形的第二轭部(未示出)，多个第二齿 部524通过第二齿部接合部560拼接于第二轭部的内边缘521。第二齿部接合部 560包括位于第二子轭部522内边缘521的第二凸起523和位于第二齿部524端部 的第二开口525。第二开口525由从第二齿部524面向第二子轭部522的端面526 向第二子轭部522延伸的两条第二支腿527限定，两条第二支腿527相互间隔开 且具有朝向彼此延伸的第二突出部528，第二支腿527整体上呈C形且两个第二 支腿527关于径向R镜像地设置。第二子轭部522的第二凸起523包括两个第二子 轭部突出部530，两个第二子轭部突出部530与第二子轭部522的内边缘521间隔 开形成两个第二凹槽529。第二子轭部突出部530可容纳于第二齿部524的第二 开口525且第二齿部524的第二突出部528可容纳于第二子轭部522的第二凹槽 529，能够限制第二齿部524在周向P和径向R上的活动，因此可提高第一齿部514 与第一子轭部512的拼接稳定性。

图6A和图6B示出了根据本申请的实施例的另一电机定子的第一叠片610和 第二叠片620的一部分。组成第一叠片610和第二叠片620一个子轭部对应多个 齿部。相对于图5A所示的实施例，图6A的第一叠片610的不同之处仅在于第一 子轭部对应多第一个齿部，因此图6A与图5A中的相同标号指示相同的部件。参 考图6A，第一叠片610包括多个第一子轭部612(图6A仅示出一个第一子轭部) 和多个第一齿部514，第一子轭部612的数量少于第一齿部514的数量，多个第 一齿部514通过多个第一齿部接合部550拼接于一个第一子轭部612的内边缘 611。应理解，图6A中的第一子轭部612除了形状尺寸不同于图5A中的第一子轭 部512外(其他结构特征(例如，第一轭部接合部，第一齿部接合部)和制造 过程(例如，由硅钢片轧制而成，弧形顶点处的切向T平行于硅钢片的轧制方 向)均可参考第一子轭部512的描述。

相对于图5C所示的实施例，图6B的第二叠片620的不同之处仅在于一个第 二子轭部对应多个第二齿部，因此图6B与图5D中的相同标号指示相同的部件。 参考图6B，第二叠片620包括多个第二子轭部622(图6B仅示出一个第二子轭部) 和多个第二齿部524，第二子轭部622的数量少于第二齿部524的数量，多个第 二齿部524通过多个第二齿部接合部560拼接于一个第二子轭部622的内边缘 621。应理解，图6B中的第二子轭部622除了形状尺寸不同于于图5D中的第二子 轭部522外，其他结构特征(例如，第二轭部接合部，第二齿部接合部)和制 造过程(例如，由硅钢片轧制而成，弧形顶点处的切向T平行于硅钢片的轧制 方向)均可参考第二子轭部520的描述。子轭部数量的减少可简化拼装工艺， 从而能够提高定子的制造效率。

图7为根据本申请的一个实施例的制造电机定子的方法700的流程图。参考 图7，方法700始于710，在710处,在一个轧制方向轧制硅钢材料形成硅钢片。 在712处，冲压或剪切硅钢片形成多个基本弧形的第一子轭部，在硅钢片上， 多个第一子轭部位于第一行且第一子轭部的弧形顶点处的切向基本平行于轧 制方向。第一子轭部包括位于其侧边的第一轭部接合部和位于其内边缘上的第 一轭部开口。第一轭部开口为第一齿部接合部的一部分。在一些实施例中，第 一轭部接合部具有图1-5B所述的结构。第一齿部接合部包括第一轭部开口。第 一轭部开口具有如图2A-2B的结构。在另一些实施例中，第一轭部开口具有如图5A-5B的结构。在714处，冲压或剪切硅钢片形成多个基本弧形的第二子轭部， 在硅钢片上，多个第二子轭部位于第二行且第二子轭部的弧形顶点处的切向基 本平行于轧制方向。第二子轭部包括位于其侧边的第二轭部接合部和位于其内 边缘上的第二轭部凸起。在一些实施例中，第二轭部接合部具有图1-5B所述的 结构。第二轭部凸起为第二齿部接合部的一部分。在一些实施例中，第二轭部 凸起具有如图3A-3B的结构。在另一些实施例中，第一轭部开口具有如图5C-5D 的结构。在716处，冲压或剪切硅钢片形成多个基本矩形的第一齿部，在硅钢 片上，多个第一齿部位于第三行且第一齿部的长度方向基本平行于轧制方向。第一齿部包括位于包括位于其端部的第一齿部凸起。第一齿部凸起为第一齿部 接合部的一部分，其和第一轭部开口共同组成第一齿部接合部。在一些实施例 中，第一齿部凸起具有如图2B的结构。在另一些实施例中，第一齿部凸起具有 如图5A-5B的结构。在718处，冲压或剪切硅钢片形成多个基本矩形的第二齿部， 在硅钢片上，多个第二齿部位于第四行且第二齿部的长度方向基本平行于轧制 方向。第二齿部包括位于包括位于其端部的第二齿部开口。第二齿部开口为第 二齿部接合部的一部分，其和第二轭部开口共同组成第二齿部接合部。在一些 实施例中，第二齿部开口具有如图2B的结构。在另一些实施例中，其和第一齿部开口共同组成第一齿部接合部。第二齿部开口具有如图5C-5D的结构。在720 处，通过第一轭部接合部将多个第一子轭部拼接成基本环形的第一轭部，通过 第一齿部接合部将多个第一齿部拼接至第一轭部，形成第一叠片。在722处， 通过第二轭部接合部将多个第二子轭部拼接成基本环形的第二轭部，通过第二 齿部接合部将多个第二齿部拼接至第二轭部，形成第二叠片。在724处，叠加 第一叠片和第二叠片且使第一齿部接合部与第二齿部接合部对齐。

图8A和图8B分别示出了轧制前后的硅钢材料，参考图8A，用滚压工具810 沿一个轧制方向Z轧制硅钢块820。参考图8B,轧制后的硅钢片830的长度方向L 与轧制方向Z平行。

图9示出了根据本申请的一个实施例的方法700中冲压前的硅钢片910，虚 线表示子轭部和齿部冲压前在硅钢片910上的位置。多个第一子轭部912位于第 一行R1,第一子轭部912的弧形顶点处的切向A1与硅钢片的轧制方向平行。多个 第二子轭部914位于第二行R2,第二子轭部914的弧形顶点处的切向A2与硅钢片 的轧制方向平行。第一齿部916位于第三行R3，第一齿部916的长度方向A3与硅 钢片的轧制方向平行。第二齿部918位于第四行R4，第二齿部918的长度方向A4 与轧制方向Z平行。多个第一子轭部912、多个第一齿部916、多个第二子轭部 914、多个第二齿部918可沿平行于轧制方向Z的长度方向的轧制，这样，硅钢 片的材料利用率可达到至少85％。

在图9所示的实施例中，在与沿轧制方向垂直的方向上，第一行R1、第二 行R2、第三行R3和第四行R4按数字顺序排列。应理解，在与沿轧制方向垂直的 方向上，第一行R1、第二行R2、第三行R3和第四行R4可不按数字顺序排列。例 如，在与沿轧制方向垂直的方向上，排列顺序可为第一行R1(即排列第一子轭 部912的行)、第三行R3(即，排列第二子轭部914的行)、第二行R2(即，排 列第一齿部的行)和第四行R4(即，排列第二齿部的行)。这行的顺序排列可 由本领域普通技术人员根据制造需求灵活选择，也包括在本申请的保护范围内。图9的硅钢片910冲压后的一个第一子轭部912对应一个第一齿部916且一个第 二子轭部914对应一个第二齿部918，可用于制造图5A-5D的定子。

图10为根据本申请的一个实施例的制造电机定子的方法1000的流程图。在 1010处，在一个轧制方向上轧制硅钢材料形成硅钢片。在1012处，冲压或剪切 硅钢片形成多个基本弧形的第一子轭部，在硅钢片上，多个第一子轭部位于第 一行且第一子轭部的弧形顶点处的切向基本平行于轧制方向。第一子轭部包括 位于其侧边的第一轭部接合部和位于其内边缘上的第一轭部开口。第一轭部开 口为第一齿部接合部的一部分。在一些实施例中，第一轭部接合部具有图1-5B 所述的结构。第一齿部接合部包括第一轭部开口。第一轭部开口具有如图2A-2B 的结构。在另一些实施例中，第一轭部开口具有如图5A-5B的结构。在1014处， 冲压或剪切硅钢片形成多个基本弧形的第二子轭部，在硅钢片上，多个第二子轭部位于第二行且第二子轭部的弧形顶点处的切向基本平行于轧制方向。第二 子轭部包括位于其侧边的第二轭部接合部和位于其内边缘上的第二轭部凸起。 第二轭部凸起为第二齿部接合部的一部分。在一些实施例中，第二轭部接合部 具有图1-5B所述的结构。在一些实施例中，第二轭部凸起具有如图3A-3B的结 构。在另一些实施例中，第一轭部开口具有如图5C-5D的结构。在1016处，冲 压或剪切硅钢片形成多个基本矩形的第一齿部，在硅钢片上，多个第一齿部位 于第一子轭部的弧形区域内且第一齿部的长度方向基本平行于轧制方向。第一 齿部包括位于包括位于其端部的第一齿部凸起。第一齿部凸起为第一齿部接合部的一部分，其和第一轭部开口共同组成第一齿部接合部。在一些实施例中， 第一齿部凸起具有如图2B的结构。在另一些实施例中，第一齿部凸起具有如图 5A-5B的结构。在1018处，冲压或剪切硅钢片形成多个基本矩形的第二齿部， 在硅钢片上，多个第二齿部位于第二子轭部的弧形区域内且第二齿部的长度方 向基本平行于轧制方向。第二齿部包括位于包括位于其端部的第二齿部开口。 第二齿部开口为第二齿部接合部的一部分，其和第二轭部开口共同组成第二齿 部接合部。在一些实施例中，第二齿部开口具有如图2B的结构。在另一些实施 例中，其和第一齿部开口共同组成第一齿部接合部。第二齿部开口具有如图5C-5D的结构。在1020处，通过第一轭部接合部将多个第一子轭部拼接成基本 环形的第一轭部，通过第一齿部接合部将多个第一齿部拼接至第一轭部，形成 第一叠片。在1022处，通过第二轭部接合部将多个第二子轭部拼接成基本环形 的第二轭部，通过第二齿部接合部将多个第二齿部拼接至第二轭部，形成第二 叠片。在1024处，叠加第一叠片和第二叠片且使第一齿部接合部与第二齿部接 合部对齐。

图11示出了根据本申请的方法1000中冲压前的硅钢片920，虚线表示子轭 部和齿部冲压前在硅钢片920上的位置。第一子轭部922的弧形顶点处的切向B1、 第二子轭部926的弧形顶点处的切向B2、第一齿部924的长度方向B3、第二齿部 928的长度方向B4均与轧制方向Z平行。参考图10，多个第一子轭部922和多个 第二子轭部926可分别沿平行于轧制方向Z的长度方向的一行轧制，多个第一齿 部924和多个第二齿部928可位于第一子轭部922或第二子轭部924的弧形区域 内，这样，子轭部弧形之下的区域能够得到有效利用，硅钢片的材料利用率可 达到至少70％。

应理解，本申请的方法也包括其他的排布构造，例如，在沿轧制方向的一 个行上交替地排列第一子轭部922、第二子轭部926、第一齿部924、第二齿部 928中的两个或更多，这可由本领域普通技术人员根据制造需求灵活选择，也 包括在本申请的保护范围内。图11的硅钢片920冲压后的一个第一子轭部922 对应多个第一齿部924且一个第二子轭部926对应一个第二齿部928，可用于制 造图6A-6B的定子。

应理解，在图7和图10所述的制造电机定子的方法中，可在一个冲压或剪 切步骤中形成第一子轭部、第一齿部、第二子轭部和第二齿部四种元件，或通 过四次冲压或剪切步骤分别形成第一子轭部、第一齿部、第二子轭部和第二齿 部。

如前面的实施例中描述地，第一子轭部可包括位于其内边缘上的第一轭部 开口，第一齿部包括位于其端部的第一齿部凸起；第二子轭部包括位于其内边 缘上的第二轭部凸起，第二齿部包括位于其端部的第二齿部开口。沿轴向叠加 第一叠片和第二叠片时，将第一叠片的第一齿部凸起与第二叠片的第二轭部凸 起沿轴向对齐。这样，第一齿部接合部和第二齿部接合部的接合轮廓在周向上 没有对齐，即至少部分错开，能够避免由于接合轮廓对齐导致的齿部整体沿周 向脱落的问题，提高定子的拼接稳定性。

根据本申请的实施例的定子，齿部和轭部通过接合部拼接起来，且齿部和 轭部均通过沿无取向硅钢片的轧制方向冲压或剪切而来。最终组成的定子中绝 大部分的电磁工作区域处于轧制方向，其中齿部100％的电磁工作区域处于轧制 方向，轭部60-80％的电磁工作区域处于轧制方向，因此可降低铁损和提高磁性 能。

应当理解，本申请说明书中公开的结构和程序本身是示例性的，且具体实 施例不应理解为限制的意思，因为可能存在多种变型。

以上所述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 (21)

1.一种用于电机的定子，包括：

在轴向上相邻设置的第一叠片和第二叠片，

所述第一叠片包括多个第一子轭部和多个第一齿部，所述多个第一子轭部通过第一轭部接合部拼接形成基本环形的第一轭部，所述多个第一齿部通过第一齿部接合部拼装在所述第一轭部的内边缘上；

所述第二叠片包括多个第二子轭部和多个第二齿部，所述多个第二子轭部通过第二轭部接合部拼接形成基本环形的第二轭部，所述多个第二齿部通过第二齿部接合部拼装在所述第二轭部的内边缘上；

其中,所述第一齿部接合部和所述第二齿部接合部在所述轴向叠加且所述第一齿部接合部不同于所述第二齿部接合部。

2.如权利要求1所述的定子，其中,所述第一子轭部和第二子轭部由同一硅钢片冲压形成且基本为弧形，所述第一子轭部的弧形顶点处的第一切向与所述硅钢片的轧制方向一致，所述第二子轭部的弧形顶点处的第二切向与所述硅钢片的轧制方向一致。

3.如权利要求1所述的定子，其中,所述第一齿部具有基本与所述定子的径向平行的第一长度方向，所述第二齿部具有基本与所述定子的径向平行的第二长度方向，所述第一齿部和所述第二齿部由同一硅钢片冲压而成，所述第一齿部的第一长度方向和所述第二齿部的第二长度方向与所述硅钢片的轧制方向一致。

4.如权利要求1所述的定子，其中,所述第一齿部具有基本与所述定子的径向平行的第一长度方向，所述第二齿部具有基本与所述定子的径向平行的第二长度方向；所述第一子轭部和所述第二子轭部基本为弧形；所述第一齿部、所述第二齿部、所述第一子轭部和所述第二子轭部由同一硅钢片冲压而成；所述第一子轭部的弧形顶点处的第一切向和所述第二子轭部的弧形顶点处的第二切向均与所述硅钢片的轧制方向一致，所述第一齿部的第一长度方向和所述第二齿部的第二长度方向均与所述硅钢片的轧制方向一致。

5.如权利要求1所述的定子，其中,所述第一子轭部包括位于其内边缘的第一开口，所述第一齿部包括位于其端部的第一凸起，所述第一开口和所述第一凸起组成所述第一齿部接合部，所述第一凸起容纳于所述第一开口。

6.如权利要求5所述的定子，其中,所述第一开口由从所述第一子轭部内边缘径向延伸并间隔开的两个L型第一支腿限定，所述两个第一支腿具有朝向彼此延伸的第一突出部并且两个第一支腿镜像对称形成第一凹槽，其中，所述第一齿部的第一凸起位于第一齿部面向第一子轭部的端部，包括分别位于第一齿部长度方向的两个侧边的两个第一凹槽和位于第一凹槽之上的第一齿部突出部，所述第一齿部突出部容纳于所述第一子轭部的第一开口且所述第一子轭部的第一突出部容纳于第一凹槽。

7.如权利要求6所述的定子，其中,所述第二齿部包括位于其端部的第二开口，所述第二子轭部包括位于其内边缘的第二凸起，所述第二子轭部的第二凸起和所述第二齿部的第二开口组成所述第二齿部接合部，所述第二凸起容纳于所述第二开口。

8.如权利要求7所述的定子，其中,所述第二齿部的第二开口由从所述第二齿部端部径向延伸并间隔开的两个C形第二支腿限定，第二支腿具有第二凸出部并且两个第一支腿镜像对称形成第二凹槽，所述第二子轭部的第二凸起包括两个第二子轭部突出部，所述两个第二子轭部突出部与所述第二子轭部的内边缘间隔开形成两个第二凹槽，所述第二子轭部突出部可容纳于第二齿部的第二开口且所述第二齿部的第二突出部可容纳于所述第二子轭部的第二凹槽。

9.如权利要求1所述的定子，其中,所述第一子轭部包括从其内边缘凹进的两个第一凹口，所述第一齿部包括从其端部突出的两个第一耳片，所述两个第一凹口和所述两个第一耳片组成所述第一齿部接合部，所述第一齿部的两个第一耳片分别容纳于所述第一子轭部的两个第一凹口。

10.如权利要求9所述的定子，其中,所述第二子轭部包括从其内边缘突出的两个第二耳片，所述第二齿部包括从其端部凹进的两个第二凹口，所述第二子轭部的两个第二耳片和所述第二齿部的两个第二凹口组成所述第二齿部接合部，所述第二子轭部的两个第二耳片分别容纳于所述第二齿部的两个第二凹口。

11.如权利要求1所述的定子，其中,第一子轭部的数量与第一齿部的数量相同，一个第一齿部拼接于一个第一子轭部的内边缘；第二子轭部的数量与第二齿部的数量相同，一个第二齿部拼接于一个第二子轭部的内边缘。

12.如权利要求1所述的定子，其中,第一子轭部的数量少于第一齿部的数量，多个第一齿部拼接于一个第一子轭部的内边缘；第二子轭部的数量少于第二齿部的数量，多个第二齿部拼接于一个第二子轭部的内边缘。

13.如权利要求1所述的定子，其中,所述定子包括多个第一叠片和多个第二叠片，第一叠片和第二叠片沿所述轴向交替设置。

14.如权利要求1所述的定子，其中,所述第一轭部接合部不同于所述第二轭部接合部。

15.一种用于电机的定子，包括：

第一叠片，所述第一叠片包括多个第一子轭部和多个第一齿部，所述多个第一子轭部通过第一轭部接合部拼接形成基本环形的第一轭部，所述第一子轭部包括位于其内边缘上的第一轭部开口，所述第一齿部包括位于其端部的第一齿部凸起，所述第一齿部凸起容纳于第一轭部开口；和

与所述第一叠片在轴向上相邻设置的第二叠片，所述第二叠片包括多个第二子轭部和多个第二齿部，所述多个第二子轭部通过第二轭部接合部拼接形成基本环形的第二轭部，所述第二子轭部包括位于其内边缘上的第二轭部凸起，所述第二齿部包括位于其端部的第二齿部开口，所述第二轭部凸起容纳于所述第二齿部开口；

其中,所述第一齿部凸起和所述所述第二子轭部凸起在所述轴向至少部分重叠。

16.如权利要求15所述的定子，其中，所述第一轭部开口和所述第一齿部凸起设置为干涉配合，所述第二轭部凸起和所述第二齿部开口设置为干涉配合。

17.如权利要求15所述的定子，其中,所述第一子轭部开口由从所述第一子轭部内边缘径向延伸并间隔开的两个第一支腿限定，所述第一支腿具有向所述第一齿部延伸的L型第一凸出部，所述两个第一支腿镜像对称与部分第一子轭部内边缘共同形成第一凹槽，所述第一齿部的两个侧面分别具有凹进以形成所述第一齿部凸起，所述第一齿部凸起容纳于所述第一子轭部的第一凹槽；及

其中,所述第二齿部开口由从所述第二齿部端部径向延伸并间隔开的两个第二支腿限定，所述第二支腿从所述第二齿部端部朝向所述第二侧面延伸出并近似C型，所述两个第二支腿镜像对称与齿部端部共同形成第二凹槽，所述第二轭部凸起容纳于所述第二齿部的第二凹槽。

18.如权利要求15所述的定子，其中,所述第一轭部开口包括从所述第一子轭部内边缘凹进的两个第一凹口，所述第一齿部凸起包括从端部的突出的两个第一耳片，所述第一齿部的两个第一耳片分别容纳于所述第一子轭部的两个第一凹口；

所述第二轭部凸起包括位于从所述第二子轭部内边缘突出的两个第二耳片，所述第二齿部开口包括从端部凹进的两个第二凹口，所述第二子轭部的两个第二耳片容纳于所述第二齿部的两个第二凹口。

19.一种制造电机的定子的方法，包括：

在一个轧制方向轧制硅钢块形成硅钢片；

冲压所述硅钢片形成多个第一子轭部、多个第二子轭部、多个第一齿部、多个第二齿部，第一子轭部和第二子轭部基本为弧形，第一齿部和第二齿部基本为矩形，其中，第一子轭部的弧形顶点处的切向与所述轧制方向平行，第二子轭部的弧形顶点处的切向与所述轧制方向平行，第一齿部的长度方向与所述轧制方向平行，第二齿部的长度方向与所述轧制方向平行；

通过第一轭部接合部将多个第一子轭部拼接成基本环形的第一轭部，通过第一齿部接合部将多个第一齿部拼接在所述第一轭部的内边缘上，形成第一叠片；

通过第二轭部接合部将多个第二子轭部拼接成基本环形的第二轭部，通过第二齿部接合部将多个第二齿部拼接在所述第二轭部的内边缘上，形成第二叠片；和

沿轴向叠加所述第一叠片和所述第二叠片，所述第一齿部接合部和所述第二齿部接合部在所述轴向对齐，其中第一齿部接合部不同于所述第二齿部接合部。

20.如权利要求19所述的方法，其中，

在所述硅钢片上，多个第一子轭部位于第一行,对个第二子轭部位于第二行,多个第一齿部位于第三行，多个第二齿部位于第四行，其中，所述第一行、所述第二行、所述第三行和所述第四行的方向基本与所述轧制方向相同。

21.如权利要求19所述的方法，其中，在所述硅钢片上，多个第一子轭部沿平行于轧制方向的长度方向的第一行排列，多个第一齿部位于所述第一子轭部的弧形区域内，多个第二子轭部沿平行于轧制方向Z的长度方向的第二行排列，多个第二齿部位于所述第二子轭部的弧形区域内。

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