CN112087072A - 一种轴向分段式电机定子总成 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴向分段式电机定子总成，包括第一段定子铁芯、第二段定子铁芯、第三段定子铁芯、电枢绕组；第一段定子铁芯和第三段定子铁芯相同，由冲片叠压而成，对称分布偶数个定子槽，外围对称分布定位槽和偶数个焊接槽，焊接槽的数量是4的倍数；第二段定子铁芯由四块完全相同的铁芯沿周向拼接而成，与第一段定子铁芯具有相同数目的定子槽和焊接槽、相同尺寸的焊接槽和定位槽以及位置对应的焊接槽和定子槽；第二段定子铁芯的冲片外圆两边均有半个焊接槽；电枢绕组绕制在定子铁芯上。通过轴向分段，中间段的定子铁芯可减小端部的高度，降低定子总成成本。

Description

一种轴向分段式电机定子总成
技术领域
本发明属于电机定子绕组领域，涉及一种轴向分段式电机定子总成。
背景技术
电机定子绕组是电机的核心部件，电枢绕组通入电枢电流后形成电枢磁场，实现电能与机械能的转换。绕组的有效部分为定子槽内部分，槽外部分为无效部分，槽外部分的绕组不参与机电能量的转换，同时还会带来以下问题：1、增加绕组漆包线用量，从而增加电机成本；2、增加电机重量和体积，降低电机功率密度；3、增加绕组损耗，降低电机效率。如何降低电机槽外绕组高度是电机制作工艺的热点问题。
传统电机的定子铁芯为轴向整块的定子，绕组直接绕制，槽外绕组高度受工艺限制，很难做低。当前新能源汽车用电机对电机效率和成本提出很高要求，以200mm外径、48定子槽电机为例，传统方法绕制的槽外绕组高度可达到70mm至80mm，对电机的效率和成本带来巨大挑战。
发明内容
本发明目的是：提供一种轴向分段的电机定子总成，中间段的铁芯在绕组绕制完成后再嵌入铁芯中，可以有效降低铁芯槽外绕组的高度。
本发明的技术方案是：一种轴向分段式电机定子总成，包括：第一段定子铁芯、第二段定子铁芯、第三段定子铁芯、电枢绕组；
所述第一段定子铁芯和所述第三段定子铁芯位于所述第二段定子铁芯的两侧；
所述第一段定子铁芯和所述第三段定子铁芯相同，由冲片叠压而成；所述第一段定子铁芯和所述第三段定子铁芯上对称分布偶数个定子槽，外围对称分布有定位槽以及偶数个焊接槽，所述焊接槽的数量是4的倍数；
所述第二段定子铁芯由四块完全相同的铁芯沿周向拼接而成，拼接而成的所述第二段定子铁芯与所述第一段定子铁芯或所述第三段定子铁芯具有相同数目的定子槽和焊接槽、相同尺寸的焊接槽和定位槽以及位置对应的焊接槽和定子槽；所述第二段定子铁芯的冲片外圆两边均有半个焊接槽，用于焊接固定拼接的四块铁芯；
所述电枢绕组按照绕组方案绕制在定子铁芯上。
其进一步的技术方案是：所述第二段定子铁芯的定子槽为开口槽，槽口宽度与槽底宽度相同，所述第二段定子铁芯的定子槽的槽底尺寸与所述第一段定子铁芯或所述第三段定子铁芯的定子槽的槽底尺寸相同。
其进一步的技术方案是：所述轴向分段式电机定子总成的实现方法包括：
将所述第一段定子铁芯和所述第三段定子铁芯沿轴向拼接成一体，确保所述第一段定子铁芯和所述第三段定子铁芯在轴向完全重合；
固定铁芯，进行电枢绕组的绕制；
将所述第一段定子铁芯和所述第三段定子铁芯沿轴向拉开，插入分块的第二段定子铁芯；
沿铁芯轴向焊缝进行焊接，使得三段定子铁芯固定为一体，所述第二段定子铁芯的轴向长度为减小的槽外绕组高度。
本发明的优点是：
通过对定子铁芯进行轴向分段，中间段的第二段定子铁芯在绕组绕制完成后嵌入铁芯中，可以减小端部的高度，有效降低铁芯槽外绕组的高度，不仅降低定子总成成本，而且避免了过多的槽外部分导致电机重量和体积增加以及电机功率密度降低的问题，减少了绕组损耗，提高了电机效率。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1是本申请一个实施例提供的轴向分段式电机定子总成的示意图；
图2是本申请一个实施例提供的轴向分段式电机定子总成的剖视图；
图3是第一段定子铁芯或第三段定子铁芯的冲片图；
图4是第二段定子铁芯的冲片图。
其中：1、第一段定子铁芯；2、第二段定子铁芯；3、第三段定子铁芯；4、定子端部绕组；5、定子槽内绕组；6、焊接槽；7、定位槽。
具体实施方式
实施例：本申请提供了一种轴向分段式电机定子总成，结合参考图1至图4，该轴向分段式电机定子总成包括：第一段定子铁芯1、第二段定子铁芯2、第三段定子铁芯3、电枢绕组。第一段定子铁芯1和第三段定子铁芯3位于第二段定子铁芯2的两侧。
第一段定子铁芯1和第三段定子铁芯3相同，由冲片叠压而成；第一段定子铁芯1和第三段定子铁芯3上对称分布偶数个定子槽，外围对称分布有定位槽7以及偶数个焊接槽6，焊接槽6的数量是4的倍数。
第二段定子铁芯2由四块完全相同的铁芯沿周向拼接而成，拼接而成的第二段定子铁芯2与第一段定子铁芯1或第三段定子铁芯3具有相同数目的定子槽和焊接槽6、相同尺寸的焊接槽6和定位槽7以及位置对应的焊接槽6和定子槽；第二段定子铁芯2的冲片外圆两边均有半个焊接槽6，用于焊接固定拼接的四块铁芯。
由于第二段定子铁芯2由四块1/4圆弧形的铁芯沿周向拼接而成，而焊接槽6的数量是4的倍数，从而可以保证每个圆弧形的冲片外圆的两边均有半个焊接槽6，便于相邻两个圆弧形铁芯冲片的焊接。
定位槽7可以便于三段铁芯的对齐。示例性的，由于圆弧形的铁芯冲片有四块，为了确保第二段定子铁芯2插入时对齐，每块圆弧形的铁芯冲片外围至少有一个定位槽7，整体至少有四个定位槽7。
示例性的，如图3所示，第一段定子铁芯1和第三段定子铁芯3上的定子槽开口较小。
结合参考图4，第二段定子铁芯2的定子槽为开口槽，槽口宽度与槽底宽度相同，第二段定子铁芯3的定子槽的槽底尺寸与第一段定子铁芯1或第三段定子铁芯3的定子槽的槽底尺寸相同。
第二段定子铁芯2的定子槽的槽口宽度与槽底宽度相同，可以便于第二段定子铁芯2的插入。
电枢绕组按照绕组方案绕制在定子铁芯上。
轴向分段式电机定子总成的实现方法包括：
第一步，将第一段定子铁芯1和第三段定子铁芯3沿轴向拼接成一体，确保第一段定子铁芯1和第三段定子铁芯3在轴向完全重合。
可以通过第一段定子铁芯1和第三段定子铁芯3外围的定位槽7进行对齐，使得两段铁芯在轴向重合。
第二步，固定铁芯，进行电枢绕组的绕制。
第三步，将第一段定子铁芯1和第三段定子铁芯3沿轴向拉开，插入分块的第二段定子铁芯2。
第一段定子铁芯1和第三段定子铁芯3沿轴向拉开后，定子端部绕组4在轴向上的长度减少，通过在第一段定子铁芯1和第三段定子铁芯3之间插入第二段定子铁芯2，使得空出来的中间部分与第一段定子铁芯1和第三段定子铁芯3的定子槽内绕制的电枢绕组共同形成完整的定子槽内绕组5。
第四步，沿铁芯轴向焊缝进行焊接，使得三段定子铁芯固定为一体，第二段定子铁芯2的轴向长度为减小的槽外绕组高度。
沿轴向的焊接缝6焊接，由于三段定子铁芯的焊接缝6位置对应，因此焊接不仅可以将轴向上的三段定子铁芯焊接为一体，同时可以将构成第二段定子铁芯2的四块圆弧形冲片沿周向焊接为一体。
综上所述，本申请提供的轴向分段式电机定子总成，通过对定子铁芯进行轴向分段，中间段的第二段定子铁芯在绕组绕制完成后嵌入铁芯中，可以减小端部的高度，有效降低铁芯槽外绕组的高度，不仅降低定子总成成本，而且避免了过多的槽外部分导致电机重量和体积增加以及电机功率密度降低的问题，减少了绕组损耗，提高了电机效率。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或者两个以上。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种轴向分段式电机定子总成，其特征在于，包括：第一段定子铁芯、第二段定子铁芯、第三段定子铁芯、电枢绕组；
所述第一段定子铁芯和所述第三段定子铁芯位于所述第二段定子铁芯的两侧；
所述第一段定子铁芯和所述第三段定子铁芯相同，由冲片叠压而成；所述第一段定子铁芯和所述第三段定子铁芯上对称分布偶数个定子槽，外围对称分布有定位槽以及偶数个焊接槽，所述焊接槽的数量是4的倍数；
所述第二段定子铁芯由四块完全相同的铁芯沿周向拼接而成，拼接而成的所述第二段定子铁芯与所述第一段定子铁芯或所述第三段定子铁芯具有相同数目的定子槽和焊接槽、相同尺寸的焊接槽和定位槽以及位置对应的焊接槽和定子槽；所述第二段定子铁芯的冲片外圆两边均有半个焊接槽，用于焊接固定拼接的四块铁芯；
所述电枢绕组按照绕组方案绕制在定子铁芯上。
2.根据权利要求1所述的轴向分段式电机定子总成，其特征在于，所述第二段定子铁芯的定子槽为开口槽，槽口宽度与槽底宽度相同，所述第二段定子铁芯的定子槽的槽底尺寸与所述第一段定子铁芯或所述第三段定子铁芯的定子槽的槽底尺寸相同。
3.根据权利要求1或2所述的轴向分段式电机定子总成，其特征在于，所述轴向分段式电机定子总成的实现方法包括：
将所述第一段定子铁芯和所述第三段定子铁芯沿轴向拼接成一体，确保所述第一段定子铁芯和所述第三段定子铁芯在轴向完全重合；
固定铁芯，进行电枢绕组的绕制；
将所述第一段定子铁芯和所述第三段定子铁芯沿轴向拉开，插入分块的第二段定子铁芯；
沿铁芯轴向焊缝进行焊接，使得三段定子铁芯固定为一体，所述第二段定子铁芯的轴向长度为减小的槽外绕组高度。
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