CN113258690A - 一种轴向磁通电机定子及其制造方法 - Google Patents

一种轴向磁通电机定子及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种轴向磁通电机定子及其制造方法，该轴向磁通电机定子包括固定支持组件、分段铁芯以及定子线圈，固定支持组件包括上板、下板以及连接筒，连接筒一端与下板固定连接，另一端与上板可拆卸连接，下板上开设有下安装槽，上板上一一对应开设有上安装槽，分段铁芯两端分别插设于上安装槽与下安装槽内，定子线圈缠绕于分段铁芯侧面；每个分段铁芯包括一个中间部件以及分别与中间部件两侧面固定连接的铁芯段。实施本发明实施例，具有如下有益效果：本轴向磁通电机定子的分段铁芯通过组合的方式来制造，同时使用了硅钢片和SMC两种材料，其电磁性能比单纯使用SMC材料高，铁芯利用率比单纯使用叠片铁芯高。

Description

一种轴向磁通电机定子及其制造方法
技术领域
本发明涉及电机定子技术领域，尤其涉及一种轴向磁通电机定子及其制造方法。
背景技术
轴向磁通电机的定子铁芯分为整体铁芯和分段铁芯两种，其中多以分段铁芯为主。目前，分段铁芯一般采用多种不同截面尺寸的硅钢片堆叠而成或者SMC(Soft MagneticComposites，软磁复合材料)一体成型的方法。采用多种不同截面尺寸硅钢片叠压的方法，因为需要较多规格的硅钢片种类，导致需要较多规格的模具，增加了工艺难度；采用SMC一体成型的方法虽然能够满足结构成型的要求，但SMC材料的电磁性能较差，磁导率不高同时损耗较大。
如CN111756125A中所述的一种分段铁芯的制作方法，该发明中的分段铁芯，通过多种不同截面尺寸的硅钢片堆叠后与两个SMC软磁套拼接形成分段铁芯外形，然后多个分段铁芯通过卡具拼接成完整的定子铁芯，该方法虽然能够有效固定分段铁芯且满足性能的要求，但是结构组件过于复杂，需要多种不同截面尺寸的硅钢片，工艺难度较大。
如CN111181261A中所述的一种分段铁芯的制作方法，该发明中的分段铁芯，底板、定子齿与导磁块可以单独进行生产制造，然后再拼装成轴向磁通电机定子，定子齿可以选用多层硅钢片叠压成型或者SMC材料一体成型，该方法降低了定子铁芯的生产难度，但是分段铁芯之间的间隙呈扇形分布，间隙过大，电机工艺密度较低。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种轴向磁通电机定子及其制造方法，用以解决现有技术中采用硅钢片叠压制造定子制造工艺复杂，采用SMC一体成型制成的定子电磁性能不好的技术问题。
本发明提供一种轴向磁通电机定子，该轴向磁通电机定子包括：固定支持组件、分段铁芯以及定子线圈，固定支持组件包括上板、下板以及连接筒，连接筒一端与下板固定连接，另一端与上板可拆卸连接，下板上开设有下安装槽，上板上一一对应开设有上安装槽，分段铁芯两端分别插设于上安装槽与下安装槽内，定子线圈缠绕于分段铁芯侧面；每个分段铁芯包括一个中间部件以及分别与中间部件两侧面固定连接的铁芯段。
进一步的，分段铁芯两端为扇形，上安装槽以及下安装槽的形状尺寸分别与分段铁芯两端相匹配。
进一步的，中间部件横截面为等腰三角形，铁芯段横截面为矩形，铁芯段贴合等腰三角形的腰所在的侧面并与中间部件固定连接。
进一步的，中间部件与铁芯段粘接或铆接。
进一步的，连接筒为圆筒型结构，上板与下板上对应开设有圆形的上通孔与下通孔，连接筒两端分别连通上通孔与下通孔。
进一步的，下安装槽排列成一圈，环绕连接筒等间距布置。
进一步的，铁芯段由多个硅钢片堆叠组成。
进一步的，中间部件的材料为SMC。
进一步的，上板与下板上开设有连接孔，用于与电机外壳连接。
本发明还提供一种轴向磁通电机定子的制造方法，该方法包括如下步骤：S1、使用硅钢片堆叠得到铁芯段，使用SMC材料一体成型得到中间部件；S2、将铁芯段贴靠安装在中间部件两侧，并通过粘接或铆接的方式进行预紧固，得到分段铁芯；S3、在分段铁芯上缠绕定子线圈，然后对其进行灌封处理得到绕组铁芯；S4、组装固定支持组件，使得绕组铁芯两端插入到上安装槽与下安装槽内，得到轴向磁通电机定子。
与现有技术相比，本轴向磁通电机定子的分段铁芯，采用相同截面尺寸的硅钢片叠压成铁芯段和SMC一体成型的结构件组合而成，将不易加工的外形进行分割，通过组合的形式得到复杂的结构外形，由于硅钢片使用同一截面尺寸，固只需要一种硅钢片的模具，大大降低了硅钢片制造的成本：并且分段铁芯结构简单，降低了该分段铁芯的制造工艺难度；
并且分段铁芯通过组合的方式来制造，同时使用了硅钢片和SMC两种材料，其电磁性能比单纯使用SMC材料高，铁芯利用率比单纯使用叠片铁芯高。
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，并可依照说明书的内容予以实施，以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如下。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明提供的轴向磁通电机定子的爆炸图；
图2为图1中分段铁芯的爆炸图；
图3为本发明提供的轴向磁通电机定子制造方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
请参见图1与图2，本轴向磁通电机定子包括固定支持组件、分段铁芯2以及定子线圈3，其中定子线圈3缠绕在分段铁芯2上组成绕组铁芯，固定支持组件用于连接固定绕组铁芯。
固定支持组件包括上板11、下板12以及连接筒13，连接筒13一端与下板12固定连接，另一端与上板11可拆卸连接。在下板12上开设有下安装槽，上板11上一一对应开设有上安装槽，分段铁芯2两端分别插设于上安装槽与下安装槽内，固定支持组件从两端夹紧分段铁芯2。定子线圈3缠绕于分段铁芯2侧面，与分段铁芯2组成绕组铁芯。上板11与下板12上开设有连接孔，用于与电机外壳连接。
在本实施例中，为了便于安装转子，连接筒13优选采用圆筒型结构，并且在上板11与下板12上对应开设有圆形的上通孔与下通孔，连接筒13两端分别连通上通孔与下通孔，形成一个圆柱型的空腔。为了获得更好的电学性能，下安装槽排列成一圈，环绕连接筒13等间距布置。即各个下安装槽距离连接筒13的距离相等，相邻两个下安装槽之间的距离也相等。由于上安装槽与下安装槽一一对应，因此上安装槽也是排列成一圈，环绕连接筒13等间距布置。
为了使得相邻两个分段铁芯2之间的间隙均匀，分段铁芯2的截面优选采用扇形结构，环绕连接筒13布置。相应地，上安装槽以及下安装槽也为扇形，并且尺寸分别与分段铁芯2两端相匹配，使得分段铁芯2两端能够正好安装于上安装槽与下安装槽内。
为了降低分段铁芯2的制造工艺难度，在本实施例中，每个分段铁芯2包括一个中间部件21以及分别与中间部件21两侧面固定连接的铁芯段22。其中中间部件21横截面为等腰三角形，铁芯段22横截面为矩形，铁芯段22贴合等腰三角形的腰所在的侧面并与中间部件21固定连接。该固定连接方式可以采用粘接或是铆接。
在本实施例中，中间部件21采用SMC一体成型得到，铁芯段22由多个硅钢片堆叠组成。利用硅钢片和SMC进行组合，能够获得较好的电磁性能和铁芯利用率。
请参见图3，该轴向磁通电机定子的制造方法,包括如下步骤：S1、使用硅钢片堆叠得到铁芯段22，使用SMC材料一体成型得到中间部件21。
S2、将铁芯段22贴靠安装在中间部件21两侧，并通过粘接或铆接的方式进行预紧固，得到分段铁芯。
S3、在分段铁芯上缠绕定子线圈3，然后对其进行灌封处理得到绕组铁芯。
S4、组装固定支持组件，使得绕组铁芯两端插入到上安装槽与下安装槽内，得到本轴向磁通电机定子。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：本轴向磁通电机定子的分段铁芯，采用相同截面尺寸的硅钢片叠压成铁芯段和SMC一体成型的结构件组合而成，将不易加工的外形进行分割，通过组合的形式得到复杂的结构外形，由于硅钢片使用同一截面尺寸，固只需要一种硅钢片的模具，大大降低了硅钢片制造的成本：并且分段铁芯结构简单，降低了该分段铁芯的制造工艺难度；
并且分段铁芯通过组合的方式来制造，同时使用了硅钢片和SMC两种材料，其电磁性能比单纯使用SMC材料高，铁芯利用率比单纯使用叠片铁芯高。
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。

Claims (10)

1.一种轴向磁通电机定子，其特征在于，其包括：固定支持组件、分段铁芯以及定子线圈，所述固定支持组件包括上板、下板以及连接筒，所述连接筒一端与所述下板固定连接，另一端与所述上板可拆卸连接，所述下板上开设有下安装槽，所述上板上一一对应开设有上安装槽，所述分段铁芯两端分别插设于所述上安装槽与所述下安装槽内，所述定子线圈缠绕于所述分段铁芯侧面；每个所述分段铁芯包括一个中间部件以及分别与所述中间部件两侧面固定连接的铁芯段。
2.根据权利要求1所述的轴向磁通电机定子，其特征在于，所述分段铁芯两端为扇形，所述上安装槽以及所述下安装槽的形状尺寸分别与所述分段铁芯两端相匹配。
3.根据权利要求2所述的轴向磁通电机定子，其特征在于，所述中间部件横截面为等腰三角形，所述铁芯段横截面为矩形，所述铁芯段贴合所述等腰三角形的腰所在的侧面并与所述中间部件固定连接。
4.根据权利要求3所述的轴向磁通电机定子，其特征在于，所述中间部件与所述铁芯段粘接或铆接。
5.根据权利要求1所述的轴向磁通电机定子，其特征在于，所述连接筒为圆筒型结构，所述上板与所述下板上对应开设有圆形的上通孔与下通孔，所述连接筒两端分别连通所述上通孔与所述下通孔。
6.根据权利要求5所述的轴向磁通电机定子，其特征在于，所述下安装槽排列成一圈，环绕所述连接筒等间距布置。
7.根据权利要求1所述的轴向磁通电机定子，其特征在于，所述铁芯段由多个硅钢片堆叠组成。
8.根据权利要求6所述的轴向磁通电机定子，其特征在于，所述中间部件的材料为SMC。
9.根据权利要求1所述的轴向磁通电机定子，其特征在于，所述上板与所述下板上开设有连接孔，用于与电机外壳连接。
10.一种轴向磁通电机定子的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、使用硅钢片堆叠得到铁芯段，使用SMC材料一体成型得到中间部件；
S2、将所述铁芯段贴靠安装在所述中间部件两侧，并通过粘接或铆接的方式进行预紧固，得到分段铁芯；
S3、在所述分段铁芯上缠绕定子线圈，然后对其进行灌封处理得到绕组铁芯；
S4、组装固定支持组件，使得绕组铁芯两端插入到上安装槽与下安装槽内，得到所述轴向磁通电机定子。
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