CN112152338A - 电机定子及具有其的电机、电机定子的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机定子及具有其的电机、电机定子的制作方法。所述电机定子包括定子铁芯，所述定子铁芯包括多个沿周向配合的分块铁芯，每个所述分块铁芯具有沿所述定子铁芯的径向向内伸出的定子齿，相邻的所述定子齿之间形成线槽，所述线槽的槽口的宽度L满足：1.5mm＜L＜2.4mm。本发明实施例的电机定子，其定子铁芯既可以在分块铁芯拼装后利用绕线机以内绕的方式进行绕线以形成定子绕组，也可以在分块铁芯拼装前以外绕的方式形成线圈，待分块铁芯拼装后再将线圈进一步连接成定子绕组，从而使得本实施例中的电机定子满足两种不同的生产方式，进而能够提高设备利用率、提高生产效率。

Description

电机定子及具有其的电机、电机定子的制作方法

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种电机定子及具有其的电机、电机定子的制作方法。

背景技术

相关技术中，电机定子的定子铁芯主要有整体式和分块式两种形式。整体式的定子铁芯，定子齿之间的槽口尺寸较大，定子绕线采用内绕的方式，对于两相或多相电机，每相绕组可采用连绕的方式，形成较少的线头和线尾，方便接线。相对于整体式的定子铁芯而言，分块式的定子铁芯由分块铁芯拼装而成，分块式的定子铁芯具有制造时材料利用率高、节省材料的优点，但是由于拼装后定子齿之间的槽口尺寸较小，分块式的定子铁芯只能对单个分块铁芯以外绕的方式分别绕线，之后再对单个分块铁芯进行拼接。也就是说，现有的分块式的定子铁芯只能以单一的加工方式进行绕线，设备利用率低，导致生产效率低。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有分块式的定子铁芯绕线方式单一所导致的设备利用率低、生产效率低的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种电机定子，包括定子铁芯，所述定子铁芯包括多个沿周向配合的分块铁芯，每个所述分块铁芯具有沿所述定子铁芯的径向向内伸出的定子齿，相邻的所述定子齿之间形成线槽，所述线槽的槽口的宽度L满足：1.5mm＜L＜2.4mm。

根据本发明实施例的电机定子，其定子铁芯包括多个沿周向配合的分块铁芯，即定子铁芯为分块式的结构，因此定子铁芯在制造时具有材料利用率高、节省材料的优点。另一方面，定子铁芯的线槽的槽口的宽度L大于1.5mm而小于2.4mm，将槽口的宽度L设置为大于1.5mm，可以使槽口的宽度L满足定子绕组的内绕要求(如果槽口的宽度L小于或等于1.5mm，则无法利用绕线机以内绕的方式进行绕线)，因此，本实施例中的定子铁芯既可以在分块铁芯拼装后利用绕线机以内绕的方式进行绕线以形成定子绕组，也可以在分块铁芯拼装前以外绕的方式形成线圈，待分块铁芯拼装后再将线圈进一步连接成定子绕组，从而使得本实施例中的电机定子满足两种不同的生产方式，进而能够提高设备利用率、提高生产效率。此外，将槽口的宽度L设置为小于2.4mm，则可以保证不会对定子和转子之间的气隙磁场分布的均匀性造成明显的破坏，如果槽口的宽度L达到2.4mm及以上，会导致定子和转子之间的气隙磁场分布明显不均匀，从而显著增加齿槽转矩脉动，进而导致电机振动大以及噪音大。综上，将槽口的宽度L控制在1.5mm至2.4mm的范围内，既可以满足定子绕组的内绕要求，又不至于明显增加电机的振动和噪音。

另外，根据本发明实施例的电机定子，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述分块铁芯由分块式定子冲片叠压而成。

在本发明的一些实施例中，所述电机定子还包括至少一相定子绕组，每一相所述定子绕组均是在多个所述分块铁芯拼装成定子铁芯后以内绕的方式形成的。

在本发明的一些实施例中，所述电机定子还包括至少一相定子绕组，每一相所述定子绕组包括以外绕的方式绕制在所述分块铁芯上的线圈，同一相所述定子绕组中的所述线圈通过导线或接线板连接。

在本发明的一些实施例中，相邻的分块铁芯之间通过焊接的方式进行连接。

本发明的第二方面提出了一种电机，其包括上述任一实施例的电机定子。

根据本发明实施例的电机，其电机定子的定子铁芯包括多个沿周向配合的分块铁芯，即定子铁芯为分块式的结构，因此定子铁芯在制造时具有材料利用率高、节省材料的优点，另一方面，定子铁芯的线槽的槽口的宽度L大于1.5mm而小于2.4mm，此数值范围相比于常规的分块式的定子铁芯上的线槽的槽口宽度的数值要明显大，上述L值满足定子绕组的内绕要求，因此，本实施例中的定子铁芯既可以在分块铁芯拼装后利用绕线机以内绕的方式进行绕线以形成定子绕组，也可以在分块铁芯拼装前以外绕的方式形成线圈，待分块铁芯拼装后再将线圈进一步连接成定子绕组，从而使得本实施例中的电机定子满足两种不同的生产方式，进而能够提高设备利用率、提高生产效率。

本发明的第三方面提出了一种电机定子的制作方法，该制作方法包括以下步骤：制作具有预定尺寸的定子齿的多个分块铁芯，其中，所述定子齿的预定尺寸选取为使得所述多个分块铁芯拼装后的相邻的定子齿之间的线槽的槽口的宽度L满足：1.5mm＜L＜2.4mm；将分块铁芯拼装成定子铁芯并在定子铁芯上绕线形成定子绕组，或者，在分块铁芯上绕线形成线圈，再将分块铁芯拼装成定子铁芯并将线圈用导线或接线板连接以形成定子绕组。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例的电机定子的示意图(应用于单相异步电机时)；

图2是本发明实施例的电机定子的示意图(应用于三相电机时)；

图3是本发明实施例的定子铁芯的示意图；

图4是本发明实施例的分块铁芯的示意图。

附图中各标记表示如下：

100：电机定子；

10：定子铁芯、11：分块铁芯、111：定子齿、112：线槽、113：齿冠、12：中心孔；

20：定子绕组。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1至图4所示，本发明第一方面的实施例提出了一种电机定子100，其包括定子铁芯10，定子铁芯10包括多个沿周向配合的分块铁芯11，每个分块铁芯11具有沿定子铁芯10的径向向内伸出的定子齿111，相邻的定子齿111之间形成线槽112，线槽112的槽口的宽度L满足：1.5mm＜L＜2.4mm。

根据本发明实施例的电机定子100，其定子铁芯10包括多个沿周向配合的分块铁芯11，即定子铁芯10为分块式的结构，因此定子铁芯10在制造时具有材料利用率高、节省材料的优点。另一方面，定子铁芯10的线槽112的槽口的宽度L大于1.5mm而小于2.4mm，将槽口的宽度L设置为大于1.5mm，可以使槽口的宽度L满足定子绕组的内绕要求(如果槽口的宽度L小于或等于1.5mm，则无法利用绕线机以内绕的方式进行绕线)，因此，本实施例中的定子铁芯10既可以在分块铁芯11拼装后利用绕线机以内绕的方式进行绕线以形成定子绕组，也可以在分块铁芯11拼装前以外绕的方式形成线圈，待分块铁芯11拼装后再将线圈进一步连接成定子绕组，从而使得本实施例中的电机定子100满足两种不同的生产方式，进而能够提高设备利用率、提高生产效率。此外，将槽口的宽度L设置为小于2.4mm，则可以保证不会对定子和转子之间的气隙磁场分布的均匀性造成明显的破坏，如果槽口的宽度L达到2.4mm及以上，会导致定子和转子之间的气隙磁场分布明显不均匀，从而显著增加齿槽转矩脉动，进而导致电机振动大以及噪音大。因此，将槽口的宽度L控制在1.5mm至2.4mm的范围内，既可以满足定子绕组的内绕要求，又不至于明显增加电机的振动和噪音。

进一步地，分块铁芯11由分块式定子冲片叠压而成，各分块式定子冲片具有相同的形状和尺寸，将预设数量的多个分块式定子冲片上下叠摞后进行冲压，即可形成分块铁芯11，这种由分块式定子冲片经叠压而加工出分块铁芯11的方式，具有材料利用率高、节省材料的特点，并且有利于大批量生产制造。

在本发明的一些实施例中，定子齿111的末端形成有沿周向延伸的齿冠113，齿冠113的内表面共同确定一中心孔12，中心孔12用于容纳电机转子，相邻的两个齿冠113之间的空隙形成线槽112的槽口。

在本发明的一些实施例中，电机定子100还包括至少一相定子绕组20，每一相定子绕组20均是在多个分块铁芯11拼装成定子铁芯10后以内绕的方式形成的。形成后的每一相定子绕组20仅具有一个线头和一个线尾，从而使得电机定子100具有较少的线头和线尾。并且，每一相定子绕组20均可以以连绕的方式形成，无需使用PCB板进行连接，进而可以降低电机定子100的制作成本。

在本发明的另外一些实施例中，电机定子100还包括至少一相定子绕组20，每一相定子绕组20包括以外绕的方式绕制在分块铁芯11上的线圈，同一相定子绕组20中的线圈通过导线或接线板连接，在本实施例中，分块铁芯11上的线圈是在将分块铁芯11拼装成定子铁芯10之前绕制的。

在本发明的一些实施例中，相邻的分块铁芯11之间可以通过焊接的方式进行连接，由此可以保证分块铁芯11之间的连接稳固性，从而保证定子铁芯10具有很好的结构强度和结构刚度。

本发明第二方面的实施例提出了一种电机，该电机包括上述任一实施例的电机定子100。

根据本发明实施例的电机，其电机定子100的定子铁芯10包括多个沿周向配合的分块铁芯11，即定子铁芯10为分块式的结构，因此定子铁芯10在制造时具有材料利用率高、节省材料的优点，另一方面，定子铁芯10的线槽112的槽口的宽度L大于1.5mm而小于2.4mm，此数值范围相比于常规的分块式的定子铁芯上的线槽的槽口宽度的数值要明显大，上述L值满足定子绕组的内绕要求，因此，本实施例中的定子铁芯10既可以在分块铁芯11拼装后利用绕线机以内绕的方式进行绕线以形成定子绕组，也可以在分块铁芯11拼装前以外绕的方式形成线圈，待分块铁芯11拼装后再将线圈进一步连接成定子绕组，从而使得本实施例中的电机定子100满足两种不同的生产方式，进而能够提高设备利用率、提高生产效率。

本发明第三方面的实施例提出了一种电机定子的制作方法，该制作方法包括以下步骤：

制作具有预定尺寸的定子齿111的多个分块铁芯11，其中，定子齿111的预定尺寸选取为使得多个分块铁芯11拼装后的相邻的定子齿111之间的线槽112的槽口的宽度L满足：1.5mm＜L＜2.4mm；

将分块铁芯拼装成定子铁芯并在定子铁芯上绕线形成定子绕组，或者，在分块铁芯上绕线形成线圈，再将分块铁芯拼装成定子铁芯并将线圈用导线或接线板连接以形成定子绕组。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种电机定子，其特征在于，包括定子铁芯，所述定子铁芯包括多个沿周向配合的分块铁芯，每个所述分块铁芯具有沿所述定子铁芯的径向向内伸出的定子齿，相邻的所述定子齿之间形成线槽，所述线槽的槽口的宽度L满足：1.5mm＜L＜2.4mm。

2.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述分块铁芯由分块式定子冲片叠压而成。

3.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，还包括至少一相定子绕组，每一相所述定子绕组均是在多个所述分块铁芯拼装成定子铁芯后以内绕的方式形成的。

4.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，还包括至少一相定子绕组，每一相所述定子绕组包括以外绕的方式绕制在所述分块铁芯上的线圈，同一相所述定子绕组中的所述线圈通过导线或接线板连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电机定子，其特征在于，相邻的分块铁芯之间通过焊接的方式进行连接。

6.一种电机，其特征在于，包括根据权利要求1至5中任一项所述的电机定子。

7.一种电机定子的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

制作具有预定尺寸的定子齿的多个分块铁芯，其中，所述定子齿的预定尺寸选取为使得所述多个分块铁芯拼装后的相邻的定子齿之间的线槽的槽口的宽度L满足：1.5mm＜L＜2.4mm；

将分块铁芯拼装成定子铁芯并在定子铁芯上绕线形成定子绕组，或者，在分块铁芯上绕线形成线圈，再将分块铁芯拼装成定子铁芯并将线圈用导线或接线板连接以形成定子绕组。

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