CN113746230B - 定子铁芯单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种定子铁芯单元，所述定子铁芯单元包括形成环形阵列结构的多个定子组，每个所述定子组包含两个沿所述环形阵列结构的周向路径对接的定子单齿，一个所述定子组内的两个所述定子单齿通过连接件实现连接；所述定子单齿包括固定部以及绕线部，所述固定部上设有开口背向所述环形阵列结构中心的连接槽；所述绕线部设于所述固定部靠近所述环形阵列结构中心的一侧，用于绕线；所述连接件具有两个相对设置的挤压部，一个所述定子组内，两个所述挤压部分别设于两个所述固定部的所述连接槽内，并对两个所述固定部施加相对的挤压力。本发明提供的定子铁芯单元拆分为多个定子单齿进行单独的安装和绕线，简化安装过程，还能提高绕线的精准度。

Description

定子铁芯单元

技术领域

本发明属于永磁电机技术领域，具体涉及一种定子铁芯单元。

背景技术

电机是实现电能和机械能转换的一种设备，而定子是电机中非常重要的一个部件，定子为静止不动的，主要作用是在三相对称绕组中通入三相对称电流，产生旋转磁场。大型电机的定子通常做成扇形片结构，每个扇形片上有多个槽，定子铁芯通过定子冲片的三分之一叠装或二分之一叠装一层层叠成，对于超大型电机来说，定子超高、超大的体积会给运输和安装带来困难，并且定子冲片模具的制造费用较高，制作周期长。

定子上的绕组为多跨距绕组时，线圈的上下层边跨过多个线槽，且每个线槽上的绕线形式不同，在此情况下，绕线过程复杂，且前一个绕线完成的情况下，会对后一个的绕线过程产生干涉，并且容易绕错影响使用。

发明内容

本发明实施例提供一种定子铁芯单元，旨在实现简化定子绕线过程，提高绕线效率以及精准度，以及降低制造成本和模具的制造周期。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种定子铁芯单元，包括形成环形阵列结构的多个定子组，每个所述定子组包含两个沿所述环形阵列结构的周向路径对接的定子单齿，一个所述定子组内的两个所述定子单齿通过连接件实现连接；

所述定子单齿包括：

固定部，所述固定部上设有开口背向所述环形阵列结构中心的连接槽；以及

绕线部，设于所述固定部靠近所述环形阵列结构中心的一侧，用于绕线；

所述连接件具有两个相对设置的挤压部，一个所述定子组内，两个所述挤压部分别设于两个所述固定部的所述连接槽内，并对两个所述固定部施加相对的挤压力。

在一种可能的实现方式中，所述连接槽为沿所述环形阵列结构的轴向贯通所述固定部的通槽。

在一种可能的实现方式中，同一个所述定子组中，所述连接槽靠近两个所述固定部的对接端的一侧设有凸出部，所述凸出部用于在所述环形阵列结构的径向限定所述定子单齿的位置。

在一种可能的实现方式中，所述连接槽位于所述凸出部的相对侧形成有避让空间。

在一种可能的实现方式中，所述绕线部靠近所述环形阵列结构中心一端还设有极靴，所述极靴的内侧面为圆弧面。

在一种可能的实现方式中，所述极靴的厚度沿固定侧向自由侧的方向逐渐减小。

在一种可能的实现方式中，所述定子铁芯单元还包括两个压圈，两个所述压圈分别设于所述环形阵列结构的轴向两端，用于在所述环形阵列结构的轴向上对所述定子单齿进行固定。

在一种可能的实现方式中，所述压圈上设有多个豁口，所述豁口对应于所述固定部上的所述连接槽；相邻所述豁口之间形成限位部，所述限位部对应于相邻两个所述固定部的对接处。

在一种可能的实现方式中，所述连接件包括两个挤压体，所述挤压体包括：

定位块，所述挤压部凸出设于所述定位块的至少一侧；以及

螺钉，用于贯穿机座并与所述定位块连接。

在一种可能的实现方式中，所述挤压部凸出设于所述定位块的相对两侧。

本申请实施例中，与现有技术相比，本发明定子铁芯单元拆分为多个定子单齿进行单独的绕线和安装，不再限制绕线顺序和安装顺序，不仅减少了模具费用，缩短了模具的制作周期，在绕线的时候相互之间不会发生干涉，简化安装过程，还能提高绕线的精准度；两个定子单齿为一个定子组，通过连接件上的挤压部实现对定子单齿的拉紧，防止定子单齿在安装时造成累计误差使最后一个无法安装；每个定子组内的两个定子单齿通过连接件实现连接，并且连接件还与机座连接，从而完成对定子单齿的固定，每两个定子单齿通过一组连接件进行安装，相比于一个定子单齿对应一个连接件，减少了连接件的使用数量，减少了机座上对应连接件的安装孔的开设，方便安装的同时，节省了安装需在机座上占用的空间，一定程度上降低配重。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的定子铁芯单元的立体结构示意图；

图2为图1中A部的放大结构示意图；

图3为本发明实施例一采用的定子组及连接件的主视结构示意图；

图4为本发明实施例二采用的定子组及连接件的主视结构示意图；

图5为本发明实施例二采用的连接件的立体结构示意图；

图6为本发明实施例三采用的定子组及连接件的主视结构示意图；

图7为本发明实施例三采用的连接件的立体结构示意图；

图8为本发明实施例一采用的定子组的立体结构示意图。

附图标记说明：

10-定子组； 20-连接件； 30-压圈；

11-定子单齿； 21-挤压体； 31-豁口；

12-固定部； 22-定位块； 32-限位部；

13-连接槽； 23-螺钉；

14-绕线部； 24-挤压部；

15-配合面； 25-过渡台阶；

16-凸出部； 26-连接绳；

17-极靴；

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图8，现对本发明提供的定子铁芯单元进行说明。所述定子铁芯单元，包括形成环形阵列结构的多个定子组10，每个定子组10包含两个定子单齿11，一个定子组10内的两个定子单齿11通过连接件20实现连接；

定子单齿11包括固定部12以及绕线部14，固定部12上设有开口背向环形阵列结构中心的连接槽13；绕线部14设于固定部12靠近环形阵列结构中心的一侧，用于绕线；

连接件20具有两个相对设置的挤压部24，一个定子组10内，两个挤压部24分别设于两个固定部12的连接槽13内，并对两个固定部12施加相对的挤压力。

可以理解的是，为了保证定子铁芯单元的稳固性，相邻两个定子单齿11的固定部12是相互接触的，但是相邻两个定子单齿11的绕线部14是间隔分布的，并且相邻两个绕线部14之间的间距要满足线圈绕设后，两个绕线部14上的线圈不产生相互干涉。

本实施例提供的定子铁芯单元分成多个定子单齿11，多个定子单齿11上存在两种绕线形式：左旋绕线和右旋绕线，根据需要的左旋线圈数量和右旋线圈数量，可对指定数量的定子单齿11进行左旋绕线或右旋绕线，绕线完成后，可先将左旋绕线的定子单齿11安装在指定位置，再安装右旋绕线的定子单齿11，也可沿环形阵列结构的周向顺次安装，每两个定子单齿11通过连接件20实现固定并安装在机座上，连接件20不仅能固定一个定子组10内的两个定子单齿11，还用于与机座连接，以此规律形成环形阵列结构，最终形成定子铁芯单元。

与现有技术相比，本发明定子铁芯单元拆分为多个定子单齿11进行单独的绕线和安装，不再限制绕线顺序和安装顺序，不仅减少了模具费用，缩短了模具的制作周期，在绕线的时候相互之间不会发生干涉，简化安装过程，还能提高绕线的精准度；两个定子单齿11为一个定子组10，通过连接件20上的挤压部24实现对定子单齿11的拉紧，防止定子单齿11在安装时造成累计误差使最后一个无法安装；每个定子组10内的两个定子单齿11通过连接件20实现连接，并且连接件20还与机座连接，从而完成对定子单齿11的固定，每两个定子单齿11通过一组连接件20进行安装，相比于一个定子单齿11对应一个连接件20，减少了连接件20的使用数量，减少了机座上对应连接件20的通孔的开设，方便安装的同时，节省了安装需在机座上占用的空间，一定程度上降低配重。

在一些实施例中，上述定子单齿11可以采用如图1至4、图6及图8所示结构。参见图1至4、图6及图8，连接槽13为沿环形阵列结构的轴向贯通固定部12的通槽。连接槽13仅背向环形阵列结构中心开口的话，连接件20需要沿环形阵列结构的径向进行插接，由于连接件20上挤压部24的挤压作用，使得在拆卸的时候需要借助工具从连接槽13的底部将挤压部24撬出；在连接槽13为沿环形阵列结构轴向贯通的情况下，不仅安装时沿环形阵列结构的轴向或径向均可，拆卸的时候从环形阵列结构轴端敲击挤压部24，从而将挤压部24拆除，方便拆卸操作。

在一些实施例中，上述定子单齿11可以采用如图1至4、图6及图8所示结构。参见图1至4、图6及图8，同一个定子组10中，连接槽13靠近两个固定部12对接端的一侧面形成凸出部16，凸出部16用于在环形阵列结构的径向限定定子单齿11的位置。挤压部24与凸出部16的形状是相适应的，在挤压部24处于连接槽13内后，由于挤压部24与凸出部16之间的相互配合，在背向环形阵列结构中心的一端对挤压部24起到限位的作用，防止挤压部24脱出，优化对定子单齿11的固定效果。

为了实现同一个定子组10内两个定子单齿11的固定效果，同一个定子组10内，左边的定子单齿11的凸出部16位于连接槽13的右侧，则右边的定子单齿11的凸出部16位于连接槽13的左侧，从而使得一个挤压部24向左挤压，另一个挤压部24向右挤压，两个挤压部24实现将两个定子单齿11夹紧。此处的术语“左”和术语“右”均为图3或图4中的直观方向。

在一些实施例中，上述定子单齿11可以采用如图1至图3及图6所示结构。参见图1至图3及图6，连接槽13位于凸出部16的相对侧形成有避让空间。可选的，连接槽13位于凸出部16相对侧的侧面与连接槽13的槽底面形成的夹角可以是直角，也可以是钝角。该种情况下，连接件20在安装的时候，连接件20上的挤压部24主要朝向设有凸出部16的一侧进行挤压，则同一个定子组10内的两个定子单齿11对接处形成对接端，两个定子单齿11相互挤压。通过设置避让空间方便连接件20的伸入和拿出，可以在安装时调节连接件20的位置，防止卡住，方便连接件20的安装，进而方便定位单齿11的装卸。

在一些实施例中，上述定子单齿11可以采用如图4所示结构。参见图4，凸出部16分别设于连接槽13的相对两侧。相对设置的两个凸出部16可以使得连接槽13的开口处变窄，连接件20安装的时候沿环形阵列结构的轴向嵌装入连接槽13内，通过连接槽13相对两侧的凸出部16，使得连接件20与定子单齿11之间的连接更加稳固，优化定子单齿11安装效果。

在一些实施例中，上述连接槽13可以采用如图1至4、图6及图8所示结构。参见图1至4、图6及图8，凸出部16为三棱柱，三棱柱的一侧面固定于连接槽13，三棱柱朝向内侧的一侧面形成配合面15，配合面15与连接槽13的槽底面形成有锐角空间。此时的配合面15与连接槽13的槽底面之间夹角为锐角，则连接件20安装后，连接件20对配合面15施加朝外的挤压力，挤压力具有垂直于配合面15的分力，从而在连接件20固定后自动具有使定子单齿11朝向对接端挤压的趋势，不需要调节连接件20朝向对接端挤压定子单齿11即可实现定子单齿11相互之间的挤压作用。

本实施例中，配合面15为斜面，则连接槽13上位于配合面15相对侧的侧面可以与配合面15的倾斜趋势相同，从而形成避让空间。

需要说明的是，配合面15的倾斜趋势为大致的倾斜趋势，即配合面15靠近环形阵列结构中心的一侧与远离环形阵列结构中心的一侧连线为上述倾斜趋势。配合面15可以为光滑的平面，也可以是锯齿状的曲面，当配合面15为锯齿状的曲面时，挤压部24上与之配合的斜面也为相对应的形状，增加了配合面15与挤压部24之间的接触面积，提高了连接件20对定子单齿11固定的稳固性。

在一些实施例中，上述定子单齿11可以采用如图1至4、图6及图8所示结构。参见图1至4、图6及图8，绕线部14靠近环形阵列结构中心一端还设有极靴17，极靴17靠近环形阵列结构中心的一侧面为圆弧面。多个定子单齿11需要环形阵列中心依次排列，极靴17的内侧面为圆弧面，在组装完成后，所有的极靴17上的圆弧面同心和不同心均可，当多个极靴17的圆弧面不同心的时候，可以实现气隙的不均匀设计，使得气隙波形更加正弦，减少谐波含量；当多个极靴17的圆弧面同心的时候，则可以获得磁场较好的磁性分布；并且极靴17分别凸出于绕线部14的两侧，固定部12的宽度也大于绕线部14的宽度，因此在线圈绕设在绕线部14后，固定部12和极靴17在线圈的两头对线圈起到限位作用，防止线圈脱落。

在一些实施例中，上述极靴17可以采用如图1至4、图6及图8所示结构。参见图1至4、图6及图8，极靴17的厚度沿固定侧向自由侧的方向逐渐减小。在安装中，相邻定子单齿11上的极靴17需要不产生相互干涉，当在拼装的过程中需要调整极靴17的长度时，可以通过打磨极靴17的自由侧，从而减小极靴17的长度，该实施例中极靴17的自由侧厚度较小，方便打磨加工，降低劳动强度。

在一些实施例中，上述定子铁芯单元可以采用如图1至图2所示结构。参见图1至图2，定子铁芯单元还包括两个压圈30，两个压圈30分别设于环形阵列结构的轴向两端，用于在环形阵列结构的轴向上对定子单齿11进行固定。在组装的过程中，连接件20实现对定子单齿11在环形阵列结构径向上的定位，压圈30实现对定子单齿11在环形阵列结构轴向上的定位，提高安装后定子单齿11的稳固性。

具体地，压圈30的外径与内径的差值不超过固定部12外径与内径的差值(即在环形阵列结构的径向上，压圈30不凸出于固定部12)，从而不与绕线部14的线圈产生干涉。压圈30可以是多个弧形片组成的一圈，当压圈30包括多个弧形片时，弧形片最少为2个，最多与定子单齿11的数量相等，且一一对应。

在一些实施例中，上述压圈30可以采用如图1至图2所示结构。参见图1至图2，压圈30上设有多个豁口31，豁口31对应于固定部12上的连接槽13；相邻豁口31之间形成限位部32，限位部32对应于相邻两个固定部12的对接处。连接槽13在环形阵列结构的轴向上贯穿固定部12，在此情况下，如果不设置豁口31，压圈30会遮挡在连接槽13的两端，从而只能是先安装连接件20，再安装压圈30。但是在设置豁口31的情况下，不再限制连接件20与压圈30的先后安装顺序，更加方便安装。

在一些实施例中，上述连接件20可以采用如图1至图7所示结构。参见图1至图7，连接件20包括两个挤压体21，挤压体21包括定位块22以及螺钉，挤压部24凸出设于定位块22的至少一侧；螺钉23用于贯穿机座并与定位块22连接。

可以理解的是，定位块22上需要有与螺钉23连接的内螺纹孔，机座上需要有供螺钉23贯穿的通孔。在安装的时候，先将定位块22放置到连接槽13内，定位块22放置好后，安装机座，调节机座上的通孔与定位块22上的内螺纹孔对应，然后安装螺钉23并拧紧即可。该结构可将连接件20分成两部分进行安装，方便安装。

具体地，连接槽13槽底的宽度与定位块22底部(即放置到连接槽13后定位块22位于连接槽13槽底处的宽度)的宽度相等，从而避免定位块22放入连接槽13后调试位置。

在一些实施例中，上述连接件20可以采用如图1至图5所示结构。参见图1至图5，挤压部24凸出设于定位块22的相对两侧。同一个定子组10内，两个定子单齿11上的定位块22互相朝向对方的方向挤压，可见定位块22在不同的定子单齿11上作用的挤压面是不同的，通过在定位块22的两侧分别设置挤压部24，定位块22用于不同的定子单齿11上时不需要再翻转，简化了安装过程，提高了组装效率。

参见图6至图7，挤压部24也可以只在定位块22的一侧设置，该种结构形式在使用的时候，定位块22用于不同的定子单齿11上时需要翻转位置。

在一些实施例中，上述挤压部24与定位块22之间可以采用如图1至图7所示结构。参见图1至图7，挤压部24上的斜面与定位块22的相交处设有过渡台阶25。在凸出部16与挤压部24对接的面为斜面的情况下，由于挤压部24上的斜面适应凸出部16上斜面的倾斜趋势，定位块22为长方体，则挤压部24上的斜面与定位块22的外表面之间具有相交处，在相交处设置过渡台阶25，方便对挤压部24上的斜面进行机加工，防止加工过程中刀头接触定位块22损坏定位块22。

需要说明的是，过渡台阶25的高度低于连接槽13的深度时(即处于连接槽13的内部)，过渡台阶25可以使得凸出部16上斜面与定位块22的外表面之间存在间隔，从而在挤压部24抵接在凸出部16上斜面上时(此时挤压部24的斜面整个抵接在凸出部16上斜面的部分位置)，防止凸出部16上斜面挤压定位块22的外表面，只保证挤压部24对凸出部16上斜面存在挤压力；当过渡台阶25的高度高于连接槽13的深度时(即处于连接槽13的外部)，此时凸出部16上斜面的全部抵接在挤压部24斜面上的部分位置，挤压部24上的斜面即起到防止凸出部16上斜面接触定位块22，过渡台阶25起到方便加工的作用。

在一些实施例中，上述连接件20内的螺钉23之间可以采用如图3、图4及图6所示结构。参见图3、图4及图6，同一个连接件20内的两个挤压体21通过连接绳26连接。在安装的时候，先将定位块22安装在固定部12上，然后装上机座，螺钉23穿过机座与定位块22连接，连接绳26即连接在同一连接件20的两个螺钉23端部。连接绳26可以起到标识作用，在安装的时候，通过一个连接件20固定的两个定子单齿11，通过相互之间的挤压实现的固定，因此在拆卸的时候，只需要拆除其中的一个定子单齿11上螺钉23，即可实现两个定子单齿11均被拆卸下来。机座会盖设在定子单齿11的外周，因此不能判断哪两个定子单齿11是相互连接的，通过连接绳26则可以很好的辨别，在拆卸的时候只需要拧出半数的螺钉23，即可完成所有定子单齿11的拆除，简化了拆除步骤，缩短拆卸时间，提高拆除效率。

作为另一种实施形式，连接绳26也可替换为连接片，连接片可实现两个挤压件21之间的互锁，不仅方便辨识，还能防止松动。

在一些实施例中，上述定位块22可以采用如图1至图4及图6所示结构。参见图1至图4及图6，定位块22远离环形阵列结构中心的一侧凸出于连接槽13设置。即定位块22的高度大于连接槽13的深度，机座需要安装在定子铁芯单元的外周，机座上具有容纳凸出的定位块22的定位槽，先将一个定子组10内的两个定子单齿11上分别装好定位块22，然后将两个定子单齿11装在机座上，机座上的定位槽对定位块22进行定位，实现两个定位块22对两个定子单齿11的挤压作用力，随后用螺钉23进行固定即可。通过机座上的定位槽对定位块22的定位，有利于定位块22上的内螺纹孔和机座上的通孔对应，方便螺钉23的安装。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种定子铁芯单元，其特征在于，包括形成环形阵列结构的多个定子组，每个所述定子组包含两个沿所述环形阵列结构的周向路径对接的定子单齿，一个所述定子组内的两个所述定子单齿通过连接件实现连接；

所述定子单齿包括：

固定部，所述固定部上设有开口背向所述环形阵列结构中心的连接槽；以及

绕线部，设于所述固定部靠近所述环形阵列结构中心的一侧，用于绕线；

所述连接件具有两个相对设置的挤压部，一个所述定子组内，两个所述挤压部分别设于两个所述固定部的所述连接槽内，并对两个所述固定部施加相对的挤压力，两个所述挤压部实现将两个所述定子单齿夹紧；

同一个所述定子组中，所述连接槽靠近两个所述固定部的对接端的一侧设有凸出部，所述凸出部用于在所述环形阵列结构的径向限定所述定子单齿的位置；

所述连接槽位于所述凸出部的相对侧形成有避让空间；

所述凸出部为三棱柱，所述三棱柱的一侧面固定于所述连接槽，所述三棱柱朝向内侧的一侧面形成配合面，所述配合面为锯齿状的曲面，所述挤压部上与所述凸出部相配合的斜面与所述锯齿状的曲面相适应。

2.如权利要求1所述的定子铁芯单元，其特征在于，所述连接槽为沿所述环形阵列结构的轴向贯通所述固定部的通槽。

3.如权利要求1所述的定子铁芯单元，其特征在于，所述绕线部靠近所述环形阵列结构中心一端还设有极靴，所述极靴的内侧面为圆弧面。

4.如权利要求3所述的定子铁芯单元，其特征在于，所述极靴的厚度沿固定侧向自由侧的方向逐渐减小。

5.如权利要求2所述的定子铁芯单元，其特征在于，所述定子铁芯单元还包括两个压圈，两个所述压圈分别设于所述环形阵列结构的轴向两端，用于在所述环形阵列结构的轴向上对所述定子单齿进行固定。

6.如权利要求5所述的定子铁芯单元，其特征在于，所述压圈上设有多个豁口，所述豁口对应于所述固定部上的所述连接槽；相邻所述豁口之间形成限位部，所述限位部对应于相邻两个所述固定部的对接处。

7.如权利要求1所述的定子铁芯单元，其特征在于，所述连接件包括两个挤压体，所述挤压体包括：

定位块，所述挤压部凸出设于所述定位块的至少一侧；以及

螺钉，用于贯穿机座并与所述定位块连接。

8.如权利要求7所述的定子铁芯单元，其特征在于，所述挤压部凸出设于所述定位块的相对两侧。

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