CN112564336B - 定子结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种定子结构及其制造方法，在每一个H型结构齿的外侧槽孔和内侧槽孔共同组成的嵌线槽内分别绕线组成绕组，一个H型结构齿上绕制一个绕组线圈，当向绕组通电时，一个H型结构齿的空间位置形成定子圆周切向的N/S两个磁极；即当轭部存在4个齿部（H型结构齿）时，可以产生8个磁极，能够获得传统8齿型定子结构相当的转矩和转速，且材料用量小，尺寸比传统结构减小近一倍；与分布式绕组定子相比，不需要槽楔。

Description

定子结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是一种定子结构及其制造方法。

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。按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机。直流电机具有响应快速、起动转矩大的优点，且从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，在各领域得到广泛应用。

无刷直流电动机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。位置传感器按转子位置的变化，沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流，即检测转子磁极相对定子绕组的位置，并在确定的位置处产生位置传感信号，经信号转换电路处理后去控制功率开关电路，按一定的逻辑关系进行绕组电流切换。定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。

根据电机的性能不同，电机定子的结构可以是多种多样的。目前电机定子绕组按照右手定则，一般在一槽中只能产生沿圆周法向方向N/S两极，若需多极绕组定子，则布置空间较大。

电机多极绕组定子结构是电机磁路中重要的组成部分，传统的电机多极绕组定子结构如图1所示，主要包括定子冲片、绝缘卡和电机绕组。传统定子冲片一般由表面涂有硅涂层的薄硅钢片叠压而成，冲片一般为圆形，冲片内圆有均匀分布的4个槽口，用来嵌放绝缘卡和定子绕组。根据右手定则，电机绕组的线圈通电后产生的磁极如图1所示，一对绕组产生一对圆周法向的N/S磁极，图中电机定子通电后在定子圆周产生4个磁极，如需产生8个磁极，则必须在定子冲片内圆开设如图2所示的8个槽口。即如需在圆周方向产生多极磁场，则需要在定子冲片内圆开设多个槽口，结合考虑定子冲片的强度，则必须加大电机冲片尺寸，进而造成电机绕组用量大，发热量大，电机整体尺寸大和重量重的问题。

发明内容

本发明提供一种定子结构，采用H型绕组槽，绕组缠绕正对槽中心线，以实现一槽空间位置形成圆周切向N/S两极功能，节约硅钢片和绕组铜线用量，节约电机空间，缩小电机体积，解决电机布置多极绕组空间有限的问题。

本发明技术方案如下：

一种定子结构，包括轭部和沿所述轭部中心对称分布的多个齿部，所述齿部为沿所述轭部的径向布置的H型结构齿，一个所述H型结构齿的外侧槽孔和内侧槽孔共同组成一个绕组线圈的嵌线槽。

作为优选，所述H型结构齿外侧槽孔的尾端与所述轭部的外表面相重合，且所述外侧槽孔的尾端在轭部的周向上相互内勾设有成对的上卡齿；所述H型结构齿内侧槽孔的尾端构成所述定子结构的中心孔，且所述内侧槽孔的尾端在所述中心孔的周向上相互内勾设有成对的下卡齿。

作为优选，一个所述H型结构齿的两个下卡齿之间的距离等于该述H型结构齿一个下卡齿与相邻H型结构齿的相邻下卡齿之间的距离。

作为优选，所述定子结构，包括多个沿轴向相互堆叠的定子冲片，每个所述定子冲片均包括所述轭部和所述齿部，每个所述定子冲片的H型结构齿对应重叠组成嵌线槽。

作为优选，所述嵌线槽内设有对插式绝缘卡，所述对插式绝缘卡分别沿轴向对插入所述H型结构齿的外侧槽孔和内侧槽孔内；所述绝缘卡的外侧形成用于沿轴向缠绕所述绕组线圈的卡槽。

作为优选，包括轭部和沿所述轭部中心对称分布的4个齿部。

一种上述定子结构的制造方法，包括如下步骤，在整圆结构的柱体或板体或薄片上冲制出H型结构齿。

作为优选，在每个H型结构齿的外侧槽孔和内侧槽孔内沿其轴向相对插入对插式绝缘卡，然后在每一个所述对插式绝缘卡的环形卡槽内沿所述定子结构的轴向缠绕一个绕组。

本发明相对于现有技术优势在于：

1、本发明所述的定子结构及其制造方法，在每一个H型结构齿的外侧槽孔和内侧槽孔共同组成的嵌线槽内分别绕线组成绕组，一个H型结构齿上绕制一个绕组线圈，当向绕组通电时，一个H型结构齿的空间位置形成定子圆周切向的N/S两个磁极；即当轭部存在4个齿部（H型结构齿）时，可以产生8个磁极，能够获得传统8齿型定子结构相当的转矩和转速，且材料用量小，尺寸比传统结构减小近一倍；与分布式绕组定子相比，不需要槽楔。

2、本发明所述的定子结构及其制造方法，设置有所述对插式绝缘卡，无需单独引出插接线，在定子上并联的多个绕组线圈可直接与控制板对应触点焊接，无需在定子结构的端面走线，绕组浪费较少，也无需设置绝缘端板，绕组端部短铜线用量少，电阻小，发热量小，电机重量小，损耗降低。

3、本发明所述的定子结构及其制造方法，其对插式绝缘卡采用对插结构，既能保护定子绕组线圈，又能对堆叠的定子冲片起到骨架支撑的作用，同时对插压紧定子铁心，亦保证定子冲片不分片。

4、本发明所述的定子结构及其制造方法，制造时整体或每个定子冲片采用整圆结构与电机圆柱形外壳体配合，强度更好，整圆结构位置容易保证，冲制步骤少，定子组装工艺简单。

附图说明

图1是传统的4槽口电机多极绕组定子结构及其磁极示意图；

图2是传统的8槽口电机多极绕组定子结构及其磁极示意图；

图3是发明所述定子结构一种实施方式的截面结构示意图；

图4是发明所述定子结构一种实施方式的三维结构示意图；

图5是发明所述定子结构的定子冲片结构示意图；

图6发明所述定子结构一种实施方式的截面结构及其磁极示意图。

附图标记列示如下：1—轭部，2—齿部，21—外侧槽孔，211—上卡齿，22—内侧槽孔，221—下卡齿，3—电机绕组,31—绕组线圈，4—中心孔，5—嵌线槽，6—对插式绝缘卡，61—第一绝缘卡，62—第二绝缘卡，7—环形卡槽。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图3-6和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。

实施例1

一种定子结构，如图3所示，包括轭部1和沿所述轭部1中心对称分布的四个齿部2，所述齿部2为沿所述轭部1的径向布置的H型结构齿2，一个所述H型结构齿2的外侧槽孔21和内侧槽孔22共同组成一个绕组线圈31的嵌线槽5。在每一个H型结构齿2的外侧槽孔21和内侧槽孔22共同组成的嵌线槽5内分别绕线，组成电机绕组3，即一个H型结构齿2上绕制一个绕组线圈31，4个绕组线圈31共同组成电机绕组3，当向电机绕组3通电时，一个H型结构齿2的空间位置形成定子结构圆周切向的N和S两个磁极；即当轭部1存在4个齿部2（H型结构齿）时，可以产生8个磁极，能够获得传统8齿型定子结构相当的转矩和转速，且材料用量小，尺寸比传统结构减小近一倍；与分布式绕组定子相比，不需要槽楔。

作为优选，所述齿部2外侧槽孔21的尾端与所述轭部1的外表面相重合，且所述外侧槽孔21的尾端在轭部1的周向上相互内勾设有成对的上卡齿211；所述齿部2内侧槽孔22的尾端构成所述定子结构的中心孔4，且所述内侧槽孔22的尾端在所述中心孔4的周向上相互内勾设有成对的下卡齿221。

作为优选，一个所述H型结构齿2的两个下卡齿221之间的距离等于该述H型结构齿2一个下卡齿221与相邻H型结构齿2’的相邻下卡齿221’间的距离。

作为优选，所述嵌线槽5内设有对插式绝缘卡6，所述对插式绝缘卡6包括第一绝缘卡61和第二绝缘卡62；所述第一绝缘卡61和第二绝缘卡62均为U型结构，分别沿轴向相对插入所述H型结构齿的外侧槽孔21和内侧槽孔22内，且第一绝缘卡61的U型结构的底部卡接在定子结构顶端的H型结构齿2的中间横杠上，第二绝缘卡62的U型结构的底部卡接在定子结构底部的H型结构齿2的中间横杠上；所述第一绝缘卡61和第二绝缘卡62对接后，刚好完全包裹所述外侧槽孔21和内侧槽孔22的接近横杠位置的区域，且所述第一绝缘卡61和第二绝缘卡62对接后，其外侧形成用于沿轴向缠绕所述绕组的环形卡槽7。由于设置有所述对插式绝缘卡6，无需单独引出插接线，在定子结构上并联的多个绕组线圈31可直接与控制板对应触点焊接，无需在定子结构的端面走线，绕组浪费较少，也无需设置绝缘端板，绕组端部短铜线用量少，电阻小，发热量小，电机重量小，损耗降低。

作为优选，所述轭部1上中心对称分布有三个或五个或六个或八个所述齿部2。

实施例2

一种上述定子结构的制造方法，包括如下步骤，在整圆结构的柱体或板体上冲制出H型结构齿2，或直接铸造成型。

成型后，优选在每个H型结构齿2的外侧槽孔21和内侧槽孔22内沿其轴向相对插入对插式绝缘卡6，然后在每一个所述对插式绝缘卡6的环形卡槽内沿所述定子结构的轴向缠绕一个绕组；最后将每个绕组线圈焊接到控制板的对应位置。

实施例3

与上述实施例不同地是，所述的定子结构，包括多个沿定子结构的轴向相互堆叠的定子冲片，每个所述定子冲片均包括所述轭部1和所述齿部2，每个所述定子冲片的H型结构齿2对应重叠组成嵌线槽5。

一种上述定子结构的制造方法，包括如下步骤，在整圆结构的薄片（如硅钢片）上冲制出H型结构齿2和所述轭部1，形成定子冲片；去多片形状相同的定子冲片堆叠，且将每个定子冲片的H型结构齿2相互重叠放置，然后在所述H型结构齿2的外侧槽孔21和内侧槽孔22内沿其轴向相对插入对插式绝缘卡6后，在每一个所述对插式绝缘卡6的环形卡槽内沿所述定子结构的轴向均缠绕一个绕组。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改变，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。

Claims (8)

1.一种定子结构，包括轭部和沿所述轭部中心对称分布的多个齿部，其特征在于，所述齿部为沿所述轭部的径向布置的H型结构齿，一个所述H型结构齿的外侧槽孔和内侧槽孔共同组成一个绕组线圈的嵌线槽；所述H型结构齿外侧槽孔的外部尾端与所述轭部的外表面相重合；一个H型结构齿的嵌线槽内绕制一个绕组线圈，当向绕组通电时，一个H型结构齿的空间位置形成定子圆周切向的N/S两个磁极。

2.根据权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述外侧槽孔的尾端在轭部的周向上相互内勾设有成对的上卡齿；所述H型结构齿内侧槽孔的尾端构成所述定子结构的中心孔，且所述内侧槽孔的尾端在所述中心孔的周向上相互内勾设有成对的下卡齿。

3.根据权利要求2所述的定子结构，其特征在于，一个所述H型结构齿的两个下卡齿之间的距离等于该述H型结构齿一个下卡齿与相邻H型结构齿的相邻下卡齿之间的距离。

4.根据权利要求1-3之一所述的定子结构，其特征在于，包括多个沿轴向相互堆叠的定子冲片，每个所述定子冲片均包括所述轭部和所述齿部，每个所述定子冲片的H型结构齿对应重叠组成嵌线槽。

5.根据权利要求1-3之一所述的定子结构，其特征在于，所述嵌线槽内设有对插式绝缘卡，所述对插式绝缘卡分别沿轴向对插入所述H型结构齿的外侧槽孔和内侧槽孔内；所述绝缘卡的外侧形成用于沿轴向缠绕所述绕组线圈的卡槽。

6.根据权利要求5所述的定子结构，其特征在于，包括轭部和沿所述轭部中心对称分布的4个齿部。

7.一种定子结构的制造方法，其特征在于，在整圆结构的柱体或板体或薄片上冲制出权利要求1-6之一所述定子结构的H型结构齿。

8.根据权利要求7所述定子结构的制造方法，其特征在于，还包括如下步骤，在每个H型结构齿的外侧槽孔和内侧槽孔内沿其轴向相对插入对插式绝缘卡，然后在每一个所述对插式绝缘卡的环形卡槽内沿所述定子结构的轴向缠绕一个绕组。

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