CN112491168A - 一种电机定子及驱动电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种电机定子及驱动电机。电机定子包括定子本体、定子齿、第一齿尖和第二齿尖，定子齿的一端与定子本体连接，另一端与第一齿尖和第二齿尖连接，任一定子齿具有两个相邻的定子齿，第一齿尖朝向其中一个相邻的定子齿，第二齿尖朝向其中另一个相邻的定子齿，在定子齿两端之间的方向上，第一齿尖的高度大于第二齿尖的高度。由于第一齿尖的高度大于第二齿尖的高度，垂直于电机定子轴线的截面中，第一齿尖的面积大于第二齿尖的面积，能够提升一个旋转方向的输出扭矩，将该旋转方向用于旋转峰值扭矩需求较大的旋转方向，能够减少驱动电机旋转扭矩输出能力的浪费。

Description

一种电机定子及驱动电机

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驱动电机。

背景技术

电机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。电机的主要作用是产生驱动扭矩，作为用电器或各种机械的动力源，如用于汽车的动力源的驱动电机。驱动电机在使用时，会存在正向旋转和反向旋转之一旋转峰值扭矩需求较大，正向旋转和反向旋转另一旋转峰值扭矩需求较小的情况，现有技术中，驱动电机正向旋转峰值扭矩与反向旋转峰值扭矩相等，这会造成驱动电机旋转扭矩输出能力浪费的问题。

发明内容

因此，本发明提供一种电机定子及驱动电机，解决或者部分解决现有技术中驱动电机旋转扭矩输出能力浪费的问题。

本发明提供一种电机定子，包括定子本体、定子齿、第一齿尖和第二齿尖，所述定子齿的一端与所述定子本体连接，另一端与所述第一齿尖和所述第二齿尖连接，任一所述定子齿具有两个相邻的定子齿，所述第一齿尖朝向其中一个相邻的所述定子齿，所述第二齿尖朝向其中另一个相邻的所述定子齿，在所述定子齿两端之间的方向上，所述第一齿尖的高度大于所述第二齿尖的高度。

可选地，同一所述定子齿中，所述第一齿尖位于所述第二齿尖的顺时针方向。

可选地，所述定子齿包括两个相对设置的侧壁，所述第一齿尖和所述第二齿尖分别与两个所述侧壁连接。

可选地，相邻两个所述定子齿之间形成定子槽，所述第一齿尖和所述第二齿尖位于所述定子槽的槽口处，所述定子槽用于设置电机绕组。

可选地，所述第一齿尖(31)高度和所述第二齿尖(32)高度平均值为设定高度，所述设定高度与所述第一齿尖(31)高度的差值为预制常数；所述设定高度为a，所述预制常数为b，所述第一齿尖(31)的高度为h1，所述第二齿尖(32)的高度为h2，h1-b＝h2+b＝a。

可选地，所述定子齿平行于所述定子本体的轴线，且绕所述定子本体的轴线均布排列，所述第一齿尖远离所述定子本体的侧壁、所述第二齿尖远离所述定子本体的侧壁、所述定子齿远离所述定子本体的侧壁均为同一圆上的弧。

可选地，所述第一齿尖远离所述定子本体的侧壁和所述第二齿尖远离所述定子本体的侧壁的弧度相等。

可选地，所述定子齿与所述定子本体的外圈侧壁连接。

可选地，所述定子本体包括中空腔体，所述定子齿与所述中空腔体的腔壁连接。

本发明还提供一种驱动电机，包括上述的电机定子。

本发明的电机定子，电机转子由第一齿尖向第二齿尖方向旋转为第一旋转方向，电机转子由第二齿尖向第一齿尖方向旋转为第二旋转方向。第一旋转方向旋转时，第一齿尖比第二齿尖磁场密度更饱和，第一齿尖是电机定子磁场密度最饱和点。反之，第二旋转方向旋转时，第二齿尖比第一齿尖的磁场密度更饱和，第二齿尖是电机定子磁场密度最饱和点。由于所述第一齿尖的高度大于所述第二齿尖的高度，垂直于电机定子轴线的截面中，所述第一齿尖的面积大于所述第二齿尖的面积，能够降低第一方向旋转时磁场饱和程度，提升第一旋转方向的输出扭矩，提升扭矩密度，将第一旋转方向用于旋转峰值扭矩需求较大的旋转方向，能够减少驱动电机旋转扭矩输出能力的浪费。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明垂直于电机定子轴线截面的部分结构示意图；

图2为图1中A部分的放大图；

附图标记说明：

1-定子本体；2-定子齿；31-第一齿尖；32-第二齿尖；4-定子槽；5-中空腔体。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1和图2所示，本申请一实施例公开了一种电机定子，包括定子本体1、定子齿2、第一齿尖31和第二齿尖32，所述定子齿2的一端与所述定子本体1连接，另一端与所述第一齿尖31和所述第二齿尖32连接，任一所述定子齿2具有两个相邻的定子齿2，所述第一齿尖31朝向其中一个相邻的所述定子齿2，所述第二齿尖32朝向其中另一个相邻的所述定子齿2，在所述定子齿2两端之间的方向上，所述第一齿尖31的高度大于所述第二齿尖32的高度。

具体而言，电机包括电机定子和电机转子，电机定子为静止的部分，作用是产生磁场和作为电机的机械支撑；电机转子为旋转的部分，作用是感应电势实现能量转换，电机定子和电机转子为对应设置。本实施例中，电机定子包括定子本体1、定子齿2、第一齿尖31、第二齿尖32和定子绕组，其中，定子本体1为电机定子的机械支撑结构，定子齿2用于设置定子绕组，定子绕组是由多个线圈或线圈组构成一相或整个电磁电路的统称。

所述定子齿2两端之间的方向为图1所示的箭头方向，也即定子齿2的高度方向。

电机转子由第一齿尖31向第二齿尖32方向旋转为第一旋转方向，其中该第一齿尖31和该第二齿尖32与同一定子齿2连接；电机转子由第二齿尖32向第一齿尖31方向旋转为第二旋转方向，其中该第一齿尖31和该第二齿尖32与同一定子齿2连接。电机转子在第一旋转方向和第二旋转方向旋转时，电机定子的磁场密度分布不同，磁场密度最饱和位置与电机转子旋转方向有关。第一旋转方向旋转时，第一齿尖31比第二齿尖32磁场密度更饱和，第一齿尖31是电机定子磁场密度最饱和点。反之，第二旋转方向旋转时，第二齿尖32比第一齿尖31的磁场密度更饱和，第二齿尖32是电机定子磁场密度最饱和点。由于所述第一齿尖31的高度大于所述第二齿尖32的高度，垂直于电机定子轴线的截面中，所述第一齿尖31的面积大于所述第二齿尖32的面积，能够降低第一方向旋转时磁场饱和程度，提升第一旋转方向的输出扭矩，提升扭矩密度，将第一旋转方向用于旋转峰值扭矩需求较大的旋转方向，能够减少驱动电机旋转扭矩输出能力的浪费。

如图1和图2所示，在一实施例中，同一所述定子齿2中，所述第一齿尖31位于所述第二齿尖32的顺时针方向。

第一旋转方向为逆时针旋转方向，第二旋转方向为顺时针旋转方向。电机定子应用于车辆的驱动电机时，驱动电机逆时针旋转为前进工况，为主要工作工况，驱动电机顺时针旋转主要为倒车工况。驱动电机逆时针旋转的扭矩大于顺时针旋转的扭矩，提高车辆前进时的扭矩，能够满足车辆的使用需求，且减少驱动电机旋转扭矩输出能力的浪费。

如图1和图2所示，在一实施例中，所述定子齿2包括两个相对设置的侧壁，所述第一齿尖31和所述第二齿尖32分别与两个所述侧壁连接。

如图2所示，第一齿尖31与定子齿2的连接面积大于第二齿尖32与定子齿2的连接面积。

如图1所示，在一实施例中，相邻两个所述定子齿2之间形成定子槽4，所述第一齿尖31和所述第二齿尖32位于所述定子槽4的槽口处，所述定子槽4用于设置电机绕组。

所述第一齿尖31和所述第二齿尖32位于所述定子槽4的槽口处，第一齿尖31和第二齿尖32封闭部分定子槽4的槽口，优化磁通路径。

如图2所示，在一实施例中，所述第一齿尖31高度和所述第二齿尖32高度平均值为设定高度，所述设定高度与所述第一齿尖31高度的差值为预制常数；所述设定高度为a，所述预制常数为b，所述第一齿尖31的高度为h1，所述第二齿尖32的高度为h2，h1-b＝h2+b＝a。

垂直于电机定子轴线的截面中，定子绕组下线时占用定子槽4的面积相对固定，定子槽4的面积减去该定子槽4槽口处第一齿尖31和第二齿尖32的面积为定子绕组下线时需要的面积，设定高度为第一齿尖31和第二齿尖32为满足定子绕组下线时的平均高度。本实施例中，通过h1-b＝h2+b＝a，满足了定子绕组的下线要求；同时，通过升高第一齿尖31的高度，降低第二齿尖32的高度，改变了第一旋转方向和第二旋转方向输出时磁场密度饱和程度，相当于将第二旋转方向扭矩输出能力转移至第一旋转方向，在不改变定子绕组下线情况提升第一旋转方向的扭矩输出能力，进一步提升扭矩密度。

如图1所示，在一实施例中，所述定子齿2平行于所述定子本体1的轴线，且绕所述定子本体1的轴线均布排列，所述第一齿尖31远离所述定子本体1的侧壁、所述第二齿尖32远离所述定子本体1的侧壁、所述定子齿2远离所述定子本体1的侧壁均为同一圆上的弧。

所述第一齿尖31远离所述定子本体1的侧壁、所述第二齿尖32远离所述定子本体1的侧壁、所述定子齿2远离所述定子本体1的侧壁均为同一圆上的弧能够提高电机的转矩。

如图1和图2所示，在一实施例中，所述第一齿尖31远离所述定子本体1的侧壁和所述第二齿尖32远离所述定子本体1的侧壁的弧度相等。

在一实施例中，所述定子齿2与所述定子本体1的外圈侧壁连接。

此时电机定子适用于外转子电机。

如图1所示，在一实施例中，所述定子本体1包括中空腔体5，所述定子齿2与所述中空腔体5的腔壁连接。

此时电机定子适用于内转子电机，中空腔体5用于设置电机转子。

在一实施例中，所述定子本体1、所述定子齿2、所述第一齿尖31和所述第二齿尖32为一体成型结构，且所述定子本体1、所述定子齿2、所述第一齿尖31、所述第二齿尖32之间的连接处平滑过渡。所述定子本体1、所述定子齿2、所述第一齿尖31和所述第二齿尖32为一体成型结构的结构稳定性强，强度高，且加工工艺简单。

本申请一实施例还公开了一种驱动电机，包括上述的电机定子。

电机定子通过设置不同高度的第一齿尖31和第二齿尖32来提高一个旋转方向的驱动电机输出扭矩，降低另一个旋转方向的驱动电机输出扭矩，在保持定子绕组下线不变的情况下增加了一个旋转方向的输出扭矩，提高驱动电机的最大输出能力，满足驱动电机两个旋转方向输出能力要求不同的场合。例如，驱动电机应用于车辆上时，驱动电机输出扭矩大的旋转方向应用于车辆前进工况，驱动电机输出扭矩小的旋转方向应用于倒车工况。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电机定子，其特征在于，包括定子本体(1)、定子齿(2)、第一齿尖(31)和第二齿尖(32)，所述定子齿(2)的一端与所述定子本体(1)连接，另一端与所述第一齿尖(31)和所述第二齿尖(32)连接，任一所述定子齿(2)具有两个相邻的定子齿(2)，所述第一齿尖(31)朝向其中一个相邻的所述定子齿(2)，所述第二齿尖(32)朝向其中另一个相邻的所述定子齿(2)，在所述定子齿(2)两端之间的方向，所述第一齿尖(31)的高度大于所述第二齿尖(32)的高度。

2.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，同一所述定子齿(2)中，所述第一齿尖(31)位于所述第二齿尖(32)的顺时针方向。

3.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述定子齿(2)包括两个相对设置的侧壁，所述第一齿尖(31)和所述第二齿尖(32)分别与两个所述侧壁连接。

4.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，相邻两个所述定子齿(2)之间形成定子槽(4)，所述第一齿尖(31)和所述第二齿尖(32)位于所述定子槽(4)的槽口处，所述定子槽(4)用于设置电机绕组。

5.根据权利要求4所述的电机定子，其特征在于，所述第一齿尖(31)高度和所述第二齿尖(32)高度平均值为设定高度，所述设定高度与所述第一齿尖(31)高度的差值为预制常数；

所述设定高度为a，所述预制常数为b，所述第一齿尖(31)的高度为h1，所述第二齿尖(32)的高度为h2，h1-b＝h2+b＝a。

6.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述定子齿(2)平行于所述定子本体(1)的轴线，且绕所述定子本体(1)的轴线均布排列，所述第一齿尖(31)远离所述定子本体(1)的侧壁、所述第二齿尖(32)远离所述定子本体(1)的侧壁、所述定子齿(2)远离所述定子本体(1)的侧壁均为同一圆上的弧。

7.根据权利要求6所述的电机定子，其特征在于，所述第一齿尖(31)远离所述定子本体(1)的侧壁和所述第二齿尖(32)远离所述定子本体(1)的侧壁的弧度相等。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电机定子，其特征在于，所述定子齿(2)与所述定子本体(1)的外圈侧壁连接。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的电机定子，其特征在于，所述定子本体(1)包括中空腔体(5)，所述定子齿(2)与所述中空腔体(5)的腔壁连接。

10.一种驱动电机，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的电机定子。

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