CN113162268A - 一种定子组件及电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定子组件及电机，其属于电机技术领域，包括定子铁芯，呈筒状且定子铁芯的内壁沿周向设有多个定子齿，相邻两个定子齿之间形成定子槽；多个定子绕组，多个定子绕组与多个定子齿一一对应，且定子绕组绕设于其对应的定子齿上；固定基座，固定基座中开设有多条冷却通道且固定基座的端部开设有汇流通道，多条冷却通道分别连通于汇流通道，多条冷却通道与多个定子槽一一对应，冷却通道位于其对应的定子槽中，且冷却通道位于相邻两个定子绕组之间。本发明提供的定子组件具有较好的散热效果，且定子绕组的电流承载能力较高，电机能够具有较高的输出功率。

Description

一种定子组件及电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种定子组件及电机。

背景技术

定子是电机静止不动的部分，并且，定子由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。定子的主要作用是产生旋转磁场，而转子的主要作用是在旋转磁场中被磁力线切割进而产生电流。

为了保证定子绕组能够在预设温度范围内工作，需要采用冷却结构对定子绕组进行冷却。现有技术中，对定子绕组的冷却方式为在基座外绕设冷却管，冷却管内具有冷却剂，定子绕组产生的热量通过定子铁芯及基座传递至冷却管中的冷却剂，以使冷却剂将热量带走。可见，定子绕组与冷却剂之间存在的结构较多，导致定子绕组与冷却剂之间的热阻较大，进而导致定子绕组的散热效率较低，冷却剂无法有效地对定子绕组进行散热，导致定子绕组的电流承载能力较低，从而导致电机的输出功率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定子组件及电机，具有较好的散热效果，且定子绕组的电流承载能力较高，电机能够具有较高的输出功率。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种定子组件，包括：

定子铁芯，呈筒状且所述定子铁芯的内壁沿周向设有多个定子齿，相邻两个所述定子齿之间形成定子槽；

多个定子绕组，多个所述定子绕组与多个所述定子齿一一对应，且所述定子绕组绕设于其对应的所述定子齿上；

固定基座，所述固定基座中开设有多条冷却通道且所述固定基座的端部开设有汇流通道，多条所述冷却通道分别连通于所述汇流通道，多条所述冷却通道与多个所述定子槽一一对应，所述冷却通道位于其对应的所述定子槽中，且所述冷却通道位于相邻两个所述定子绕组之间。

可选地，相邻两个所述定子槽形成一个定子槽组，位于每个所述定子槽组中的两个所述冷却通道形成一个冷却回路。

可选地，所述汇流通道包括第一汇流环和第二汇流环，所述第一汇流环的一端连通于所述固定基座上的冷却剂入口，所述第二汇流环的一端连通于所述固定基座上的冷却剂出口，每个所述冷却回路的一端连通于所述第一汇流环，另一端连通于所述第二汇流环。

可选地，所述冷却回路还包括两端分别与两个所述冷却通道连通的转向段，且转向段位于所述固定基座的一端，所述第一汇流环及所述第二汇流环位于所述固定基座的另一端。

可选地，所述固定基座包括主体座及连接于所述主体座一端的盖体，所述冷却通道及所述汇流通道分别设置于所述主体座中，所述盖体上具有凹槽，所述凹槽与所述主体座的端面形成所述转向段。

可选地，所述主体座包括围设于所述定子铁芯外壁的保护壳及位于所述保护壳内部的多个冷却块，多个所述冷却块与多个所述定子槽一一对应，所述冷却块位于其对应的所述定子槽中，且每个所述冷却块具有一条所述冷却通道。

可选地，所述保护壳与所述冷却块注塑成型为一体结构。

可选地，多个所述冷却回路依次串联。

可选地，所述定子铁芯的材料为非晶合金材料，所述固定基座的材料为树脂或聚醚醚酮。

一种电机，包括如上所述的定子组件。

本发明至少具有如下有益效果：

本发明提供的定子组件，固定基座直接设置位于定子槽中的冷却通道，且冷却通道能位于相邻的两个定子绕组之间，使得冷却通道中的冷却剂能够将位于所在定在槽中的部分定子绕组产生的热量带走，由于定子绕组与冷却通道之间仅存在形成冷却通道的部分固定基座，使得定子绕组与冷却通道之间的热阻可以较小，进而使得定子绕组的散热效率较高，从而使得定子绕组的电流承载能力较高，以能够提高使用该定子组件的电机的输出功率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的定子组件的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的定子组件的分解示意图；

图3是本发明实施例提供的定子铁芯与冷却通道、汇流通道的装配示意图；

图4是本发明实施例提供的定子铁芯的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的冷却通道、汇流通道及转向段的示意图；

图6是本发明实施例提供的定子组件的侧视图；

图7是本发明图6所示的A-A剖视图；

图8是本发明图6所示的B-B剖视图；

图9是本发明图6所示的C-C剖视图；

图10是本发明实施例提供的主体座的俯视图；

图11是本发明图10所示的D-D剖视图。

图中：

1、定子铁芯；11、定子齿；12、定子槽；2、定子绕组；3、固定基座；31、主体座；311、保护壳；312、冷却块；32、盖体；321、凹槽；33、容置间隙；301、冷却剂入口；302、冷却剂出口；41、冷却通道；42、汇流通道；421、第一汇流环；422、第二汇流环；43、转向段。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

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”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供了一种定子组件，能够应用于电机或电动机中，具有较好的散热效果，且定子绕组的电流承载能力较高。

如图1至图11所示，定子组件包括定子铁芯1、多个定子绕组2及固定基座3。

其中，如图4所示，定子铁芯1呈筒状，具体为空心筒状，并且，定子铁芯1的内壁沿周向设有多个定子齿11，相邻两个定子齿11之间形成定子槽12，也即是，定子铁芯1中具有多个定子槽12。多个定子绕组2与多个定子齿11一一对应，且如图2所示，定子绕组2绕设于其对应的定子齿11上。

上述固定基座3中开设有多条冷却通道41，每条冷却通道41均用于供冷却剂流过。其中，固定基座3中可以开设有孔结构，每个孔结构可以形成一条冷却通道41。并且，如图3所示，固定基座3的端部开设有汇流通道42，多条冷却通道41分别连通于汇流通道42，使得汇流通道42能够对多条冷却通道41中的冷却剂进行汇流。

请参考图8，多条冷却通道41与多个定子槽12一一对应，每条冷却通道41位于其对应的定子槽12中，且冷却通道41的延伸方向平行于定子铁芯1的长度方向，使得冷却通道41能够由定子槽12的一端延伸至定子槽12的另一端。每个定子槽12中具有一个定子绕组2的一部分及另一个定子绕组2的一部分，该定子槽12中的冷却通道41位于该相邻的两个定子绕组2之间，以能够带走定子绕组2产生的热量。

本实施例提供的定子组件，固定基座3直接设置位于定子槽12中的冷却通道41，且冷却通道41能位于相邻的两个定子绕组2之间，使得冷却通道41中的冷却剂能够将位于所在定在槽12中的部分定子绕组2产生的热量带走，由于定子绕组2与冷却通道41之间仅存在形成冷却通道41的部分固定基座3，使得定子绕组2与冷却通道41之间的热阻可以较小，进而使得定子绕组2的散热效率较高，从而使得定子绕组2的电流承载能力较高，以能够提高使用该定子组件的电机的输出功率。

可选地，相邻两个定子槽12形成一个定子槽组，示例地，当定子铁芯1具有十二个定子槽12时，该十二个定子槽12形成6个定子槽组。并且，位于每个定子槽组中的两个冷却通道41形成一个冷却回路。请参考图5，在一个定子槽组中，冷却剂由一个定子槽12中的冷却通道41的一端流入，并由该一个定子槽12中的冷却通道41的另一端流至另一个定子槽12中的冷却通道41的一端，进而从该另一个定子槽12中的冷却通道41的另一端流出，进而形成一个冷却回路。其中，一个定子槽12中的冷却通道41的一端及另一个定子槽12中的冷却通道41的另一端分别连通于汇流通道42。需要说明的是，图3及图5中的汇流通道42及冷却通道41均为示意通道形状的示意图，并不是具体的结构。

进一步地，如图5或图9所示，汇流通道42包括第一汇流环421和第二汇流环422。其中，第一汇流环421的一端连通于固定基座3一端端面上的冷却剂入口301，通过该冷却剂入口301能够向第一汇流环421输入冷却剂。第二汇流环422的一端连通于固定基座3一端端面上的冷却剂出口302，第二汇流环422中的冷却剂能够通过冷却剂出口302流出。每个冷却回路的一端连通于第一汇流环421，另一端连通于第二汇流环422，也即是，每个冷却回路中的一个冷却通道41连通于第一汇流环421，另一个冷却通道41连通于第二汇流环421，此时，多个冷却回路之间并联连接，使得进入第一汇流环421中的冷却剂能够较均匀地分配至多个冷却回路中，从而能够提高冷却定子绕组2的效率。可选地，多个冷却回路之间还可以通过串联的方式连接，也即是，多个冷却回路依次串联，由一个冷却回路流出的冷却剂能够直接流入其相邻的下一个冷却回路中，第一个冷却回路及最后一个冷却回路与回流通道42连通。

本实施例中，如图5所示，冷却回路还包括两端分别与两个冷却通道41连通的转向段43，也即是，一个冷却回路中的两个冷却通道41通过转向段43连通。并且，转向段43位于固定基座3的一端，第一汇流环421及第二汇流环422位于固定基座3的另一端。

可选地，如图2所示，固定基座3包括主体座31及连接于主体座31一端的盖体32。其中，冷却通道41及汇流通道42分别设置于主体座31中，盖体32上具有多个凹槽321，每个凹槽321对应一个冷却回路，且冷却回路中的两个冷却通道41分别与凹槽321连通，每个凹槽321与主体座31的端面形成一个转向段43。示例地，主体座31与盖体32通过螺栓进行连接，且两者之间还可以粘接有密封胶以保证形成的转向段43的密封性。

进一步地，如图8所示，主体座31包括围设于定子铁芯1外壁的保护壳311及位于保护壳311内部的多个冷却块312。多个冷却块312与多个定子槽12一一对应，每个冷却块312位于其对应的定子槽12中，且每个冷却块312中具有一条冷却通道41，也即是，冷却块312中开设有冷却通道41，冷却通道41中的冷却剂与定子绕组2之间仅存在冷却块312。可选地，请结合图7和图11，保护壳311与冷却块312之间存在容置间隙33，定子铁芯1除去定子齿11的部分嵌设于容置间隙33中，以实现固定基座3能够对定子铁芯1的固定。

进一步地，本实施例中的保护壳311与冷却块312通过注塑成型的方式形成为一体结构，冷却通道41及汇流通道42可以直接在注塑的过程中形成，以降低形成冷却通道41及汇流通道42的难度。

可选地，本实施例中的定子铁芯1的材料为非晶合金材料，并且，本实施例中的固定基座3的材料为树脂或聚醚醚酮等热传导性能优异的电绝缘材料，可实现定子绕组2与冷却剂高效的散热，同时要求电绝缘以具有良好的流动性。相对于常规的硅钢材料的定子铁芯，非晶合金材料的定子铁芯1最大的优势在于其损耗显著降低，尤其在电机工作频率达到400Hz以上时，非晶合金材料的定子铁芯1损耗仅为硅钢材料定子铁芯的1/3。

但是，非晶材料的定子铁芯1硬度高而脆，加工制造后的定子铁芯1难以装配到电机壳体中，导致其工艺性不足。并且，非晶合金材料存在应力应变较大、磁致伸缩系数较大等缺点，导致电机振动噪声增加。而本实施例中的固定基座3的材料为树脂或聚醚醚酮，通过树脂或聚醚醚酮进行固定非晶合金材料的定子铁芯1，弥补了非晶合金材料的定子铁芯1机械强度低的不足，而且树脂或聚醚醚酮封装增加了结构阻尼，使非晶合金材料的定子铁芯1的应变敏感度降低，削弱了与电机壳体的振动传递，抑制了电机噪音。

本实施例还提供了一种电机，该电机包括上述的定子组件。本实施例提供的电机具有较高的输出功率。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种定子组件，其特征在于，包括：

定子铁芯(1)，呈筒状且所述定子铁芯(1)的内壁沿周向设有多个定子齿(11)，相邻两个所述定子齿(11)之间形成定子槽(12)；

多个定子绕组(2)，多个所述定子绕组(2)与多个所述定子齿(11)一一对应，且所述定子绕组(2)绕设于其对应的所述定子齿(11)上；

固定基座(3)，所述固定基座(3)中开设有多条冷却通道(41)且所述固定基座(3)的端部开设有汇流通道(42)，多条所述冷却通道(41)分别连通于所述汇流通道(42)，多条所述冷却通道(41)与多个所述定子槽(12)一一对应，所述冷却通道(41)位于其对应的所述定子槽(12)中，且所述冷却通道(41)位于相邻两个所述定子绕组(2)之间。

2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，相邻两个所述定子槽(12)形成一个定子槽组，位于每个所述定子槽组中的两个所述冷却通道(41)形成一个冷却回路。

3.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，所述汇流通道(42)包括第一汇流环(421)和第二汇流环(422)，所述第一汇流环(421)的一端连通于所述固定基座(3)上的冷却剂入口(301)，所述第二汇流环(422)的一端连通于所述固定基座(3)上的冷却剂出口(302)，每个所述冷却回路的一端连通于所述第一汇流环(421)，另一端连通于所述第二汇流环(422)。

4.根据权利要求3所述的定子组件，其特征在于，所述冷却回路还包括两端分别与两个所述冷却通道(41)连通的转向段(43)，且所述转向段(43)位于所述固定基座(3)的一端，所述第一汇流环(421)及所述第二汇流环(422)位于所述固定基座(3)的另一端。

5.根据权利要求4所述的定子组件，其特征在于，所述固定基座(3)包括主体座(31)及连接于所述主体座(31)一端的盖体(32)，所述冷却通道(41)及所述汇流通道(42)分别设置于所述主体座(31)中，所述盖体(32)上具有凹槽(321)，所述凹槽(321)与所述主体座(31)的端面形成所述转向段(43)。

6.根据权利要求5所述的定子组件，其特征在于，所述主体座(31)包括围设于所述定子铁芯(1)外壁的保护壳(311)及位于所述保护壳(311)内部的多个冷却块(312)，多个所述冷却块(312)与多个所述定子槽(12)一一对应，所述冷却块(312)位于其对应的所述定子槽(12)中，且每个所述冷却块(312)具有一条所述冷却通道(41)。

7.根据权利要求6所述的定子组件，其特征在于，所述保护壳(311)与所述冷却块(312)注塑成型为一体结构。

8.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，多个所述冷却回路依次串联。

9.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述定子铁芯(1)的材料为非晶合金材料，所述固定基座(3)的材料为树脂或聚醚醚酮。

10.一种电机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的定子组件。

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