CN111953093A - 一种轴向磁场电机及其定子结构、定子铁芯结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴向磁场电机及其定子结构、定子铁芯结构，该定子铁芯结构包括多个分体构件，各个分体构件的形状可以相同，也可以不同，各个分体构件沿周向拼接构成定子铁芯结构，分体构件包括多片处于无应力状态的导磁片，各个导磁片沿厚度方向相互叠压构成分体构件，此处无应力状态指不受外力、没有发生弹性变形的自然状态，上述定子铁芯结构不再采用硅钢片冲卷成型工艺，而是采用分体构件周向拼装式的结构，且各分体构件均处于无应力状态，不存在由于内部应力影响而产生的磁性能劣化的问题，从而能够最大限度地利用硅钢片的磁性能，与现有技术相比，能够在定子铁芯体积不变的情况下，提高电机的性能。

Description

一种轴向磁场电机及其定子结构、定子铁芯结构

技术领域

本发明涉及轴向磁场电机技术领域，特别涉及一种轴向磁场电机及其定子结构、定子铁芯结构。

背景技术

现有轴向磁场电机中，定子铁芯采用硅钢片冲卷成型的工艺制成。如图1所示，将硅钢片01带先冲出方形槽02，再卷绕成圆饼，起始和终止位置焊接固定，得到定子铁芯03，如图2所示，通过上述工艺获得的定子铁芯，硅钢片01的所有位置均处于弯曲状态，内部一直存在应力，这对其磁性能有很大的影响。实际测试表明，弯曲状态下的硅钢片比自然状态下更容易饱和，这就意味着为了达到设计要求，必须使用更多的材料，增加成本及体积。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种定子铁芯结构，以消除硅钢片内部应力影响而产生的磁性能劣化，最大限度地利用硅钢片的磁性能。

本发明的第二个目的在于提供一种采用上述定子铁芯结构的定子结构以及轴向磁场电机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种定子铁芯结构，所述定子铁芯结构包括多个分体构件，各个所述分体构件沿周向拼接构成所述定子铁芯结构，所述分体构件包括多片处于无应力状态的导磁片，各个所述导磁片沿厚度方向相互叠压构成所述分体构件。

优选地，所述分体构件包括基体部以及设置于所述基体部上的至少一个齿部，各个所述分体构件的基体部通过拼接结构拼接构成所述定子铁芯结构的轭部。

优选地，所述分体构件包括基体部以及设置于所述基体部上两侧边上的齿部分体，各个所述分体构件的基体部通过拼接结构拼接构成所述定子铁芯结构的轭部，相邻两个所述分体构件上的齿部分体拼接构成一个所述定子铁芯结构的齿部。

优选地，所述拼接结构包括插条以及分别设置于所述基体部两侧的配合面上的配合槽，相邻两个所述基体部上的配合槽拼接构成与所述插条配合的插槽，各个所述分体构件沿周向拼接后在各个所述插槽内插入所述插条构成所述定子铁芯结构。

优选地，所述基体部与所述插条之间设置有用于阻止所述基体部沿所述定子铁芯结构的轴向脱离所述插条的限位配合面。

优选地，所述插槽的横截面呈倒梯形，所述插条为与所述插槽适配的梯形插条，所述插槽底部形成有用于将所述插条底面露出的开口，所述插条的底面与所述基体部的底面齐平。

优选地，所述插条上设置有用于螺纹紧固件配合将所述定子铁芯结构固定于电机机壳内的安装孔。

优选地，所述配合槽沿厚度方向贯穿所述基体部，所述插条的长度大于所述配合槽的长度且所述插条的两端分别设置有所述安装孔。

一种定子结构，所述定子结构包括如上任意一项所述的定子铁芯结构。

一种轴向磁场电机，包括如上所述的定子结构。

为实现上述目的，本发明提供了一种定子铁芯结构，该定子铁芯结构包括多个分体构件，各个分体构件的形状可以相同，也可以不同，各个分体构件沿周向拼接构成定子铁芯结构，分体构件包括多片处于无应力状态的导磁片，各个导磁片沿厚度方向相互叠压构成分体构件，此处无应力状态指不受外力、没有发生弹性变形的自然状态，上述定子铁芯结构不再采用硅钢片冲卷成型工艺，而是采用分体构件周向拼装式的结构，且各分体构件均处于无应力状态，不存在由于内部应力影响而产生的磁性能劣化的问题，从而能够最大限度地利用硅钢片的磁性能，与现有技术相比，能够在定子铁芯体积不变的情况下，提高电机的性能。

本发明还提供了一种定子结构以及轴向磁场电机，该定子结构以及轴向磁场电机的定子铁芯采用上述定子铁芯结构，由于上述定子铁芯结构具有上述技术效果，则采用该定子铁芯结构的定子结构以及轴向磁场电机也应具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中定子铁芯成型过程示意图；

图2为现有技术中定子铁芯结构示意图；

图3为本发明实施例提供的定子铁芯结构的示意图；

图4为本发明实施例提供的定子铁芯结构的分体构件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的定子铁芯结构的分体构件拼装前示意图；

图6为本发明实施例提供的定子铁芯结构的分体构件拼装后示意图；

图7为本发明实施例提供的定子铁芯结构的分体构件拼装后的局部剖视图；

图8为本发明实施例提供的定子铁芯结构的插条的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的定子结构的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的定子结构的爆炸图；

图11为本发明实施例提供的定子结构的局部剖视图。

图1和图2中：

01为硅钢片；02为方形槽；03为定子铁芯；

图3-图11中：

10为分体构件；11为导磁片；12为基体部；13为齿部；14为配合槽；20为插条；21为安装孔；30为插槽；40为机壳；41为螺纹孔；50为螺纹紧固件。

具体实施方式

本发明的核心之一在于提供一种定子铁芯结构，该定子铁芯结构能够消除硅钢片内部应力影响而产生的磁性能劣化，最大限度地利用硅钢片的磁性能。

本发明的另一核心在于提供一种基于上述定子铁芯结构的定子结构以及轴向磁场电机。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图3和图4，图3为本发明实施例提供的定子铁芯结构的示意图，图4为本发明实施例提供的定子铁芯结构的分体构件的结构示意图。

本发明实施例提供的一种定子铁芯结构，该定子铁芯结构包括多个分体构件10，各个分体构件10的形状可以相同，也可以不同，各个分体构件10沿周向拼接构成定子铁芯结构，分体构件10包括多片处于无应力状态的导磁片11，各个导磁片11沿厚度方向相互叠压构成分体构件10，各个导磁片11的厚度可以相同或不同，由于各分体构件10沿周向拼接，所以分体构件10的各个导磁片11的宽度沿分体构件10的厚度方向从一端到另一端逐渐增加，以使分体构件10从俯视方向上呈梯形或者扇形，以便于各个分体构件10沿周向拼接，此处无应力状态指不受外力、没有发生弹性变形的自然状态。

与现有技术相比，本发明提供的定子铁芯结构不再采用硅钢片冲卷成型工艺，而是采用分体构件10周向拼装式的结构，且各分体构件10均处于无应力状态，不存在由于内部应力影响而产生的磁性能劣化的问题，从而能够最大限度地利用硅钢片的磁性能，能够在定子铁芯体积不变的情况下，提高电机的性能。

进一步地，上述分体构件10包括基体部12以及设置于基体部12上的至少一个齿部13，各个分体构件10的基体部12通过拼接结构拼接构成定子铁芯结构的轭部，图4所示实施例中，基体部12上仅设置有一个齿部13，在其他实施例中，基体部12上也可以不设置完整的齿部13，而是在基体部12的两侧边分别设置齿部分体，或者既设置有完整的齿部13，同时在基体部12的两端还设置有齿部分体，两个基体部12上的齿部分体能够拼接构成一个完整的齿部13。

如图4-图7所示，在本发明实施例中，分体构件10之间的拼接结构包括插条20以及分别设置于基体部12两侧的配合面上的配合槽14，相邻两个基体部12上的配合槽14拼接构成与插条20配合的插槽30，各个分体构件10沿周向拼接后在各个插槽30内插入插条20构成定子铁芯结构，上述配合槽14可以为通槽，沿分体构件10的厚度方向贯穿分体构件10，也可以为非通槽，且配合槽14可以沿其开设方向从前到后任意位置横截面形状相同，也可以采用台阶状设计，从而在两个配合槽14配合形成插槽30后，该插槽30为台阶槽。

为了提高插条20与分体构件10之间的连接强度，拼装时，插条20与分体构件10各接触面上均涂覆胶水。

进一步地，上述基体部12与插条20之间设置有用于阻止基体部12沿定子铁芯结构的轴向脱离插条20的限位配合面，该限位配合面包括但不限于平面、斜面以及弧面。

具体地，如图7所示，插槽30的横截面呈倒梯形，插条20为与插槽30适配的梯形插条20，插槽30底部形成有用于将插条20底面露出的开口，插条20的底面与基体部12的底面齐平。

当然，分体构件10之间的拼接方式并不局限于上述结构，在其他实施例中，也可以采用其他的方式拼接，比如可以在分体构件10的两侧分别设置插头或者插槽30。

定子铁芯结构需要与电机机壳40固定连接，通常情况下两者通过螺纹紧固件50连接，为此上述插条20上设置有用于螺纹紧固件50配合将定子铁芯结构固定于电机机壳40内的安装孔21。

进一步地，如图8所示，在本发明实施例中，配合槽14沿厚度方向贯穿基体部12，插条20的长度大于配合槽14的长度且插条20的两端分别设置有安装孔21。

请参阅图9-图11，本发明实施例还提供了一种基于上述定子铁芯结构的定子结构以及基于上述定子结构的轴向磁场电机，其中，该定子结构包括机壳40以及如上任意一项的定子铁芯结构，具体地，如图10所示，机壳40上设置有螺纹孔41，插条20两端设置有作为安装孔21的通孔，定子铁芯结构组装完成后，螺纹紧固件50穿过插条20两端的通孔与机壳40上的螺纹孔41配合将定子铁芯结构固定在机壳40内，由于上述定子结构以及轴向磁场电机均采用了上述实施例中的定子铁芯结构，因此定子结构以及轴向磁场电机的技术效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种定子铁芯结构，其特征在于，所述定子铁芯结构包括多个分体构件，各个所述分体构件沿周向拼接构成所述定子铁芯结构，所述分体构件包括多片处于无应力状态的导磁片，各个所述导磁片沿厚度方向相互叠压构成所述分体构件。

2.根据权利要求1所述的定子铁芯结构，其特征在于，所述分体构件包括基体部以及设置于所述基体部上的至少一个齿部，各个所述分体构件的基体部通过拼接结构拼接构成所述定子铁芯结构的轭部。

3.根据权利要求1所述的定子铁芯结构，其特征在于，所述分体构件包括基体部以及设置于所述基体部上两侧边上的齿部分体，各个所述分体构件的基体部通过拼接结构拼接构成所述定子铁芯结构的轭部，相邻两个所述分体构件上的齿部分体拼接构成一个所述定子铁芯结构的齿部。

4.根据权利要求2或3所述的定子铁芯结构，其特征在于，所述拼接结构包括插条以及分别设置于所述基体部两侧的配合面上的配合槽，相邻两个所述基体部上的配合槽拼接构成与所述插条配合的插槽，各个所述分体构件沿周向拼接后在各个所述插槽内插入所述插条构成所述定子铁芯结构。

5.根据权利要求4所述的定子铁芯结构，其特征在于，所述基体部与所述插条之间设置有用于阻止所述基体部沿所述定子铁芯结构的轴向脱离所述插条的限位配合面。

6.根据权利要求5所述的定子铁芯结构，其特征在于，所述插槽的横截面呈倒梯形，所述插条为与所述插槽适配的梯形插条，所述插槽底部形成有用于将所述插条底面露出的开口，所述插条的底面与所述基体部的底面齐平。

7.根据权利要求5或6所述的定子铁芯结构，其特征在于，所述插条上设置有用于螺纹紧固件配合将所述定子铁芯结构固定于电机机壳内的安装孔。

8.根据权利要求7所述的定子铁芯结构，其特征在于，所述配合槽沿厚度方向贯穿所述基体部，所述插条的长度大于所述配合槽的长度且所述插条的两端分别设置有所述安装孔。

9.一种定子结构，其特征在于，所述定子结构包括如权利要求1-8任意一项所述的定子铁芯结构。

10.一种轴向磁场电机，其特征在于，包括如权利要求9所述的定子结构。

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