CN113809856B

CN113809856B - 一种电机定子

Info

Publication number: CN113809856B
Application number: CN202111112855.XA
Authority: CN
Inventors: 李平; 朱勇; 王伟红; 王红敏
Original assignee: SHENZHEN JINGQUANHUA ELECTRONICS CO LTD
Current assignee: SHENZHEN JINGQUANHUA ELECTRONICS CO LTD
Priority date: 2021-09-18
Filing date: 2021-09-18
Publication date: 2022-12-09
Anticipated expiration: 2041-09-18
Also published as: CN113809856A

Abstract

本发明公开了一种电机定子，包括由若干个齿部沿周排列形成的电机定子芯，以及插入所述齿部的绕组，所述绕组由扁平导体围着所述齿部卷绕形成，所述扁平导体包括卷绕部，以及位于所述卷绕部末端向外延伸形成的延伸部；所述卷绕部包括导电片以及贴附于所述导电片表面的绝缘片。本发明提高了每一个绕组的单层导电率，在同样的体型下，定子能够容纳更多绕组以及提供更高的导电率。

Description

一种电机定子

技术领域

本发明涉及电子器件，特别涉及一种电机定子。

背景技术

电动机的静止部分被称为电机定子，包括电机定子芯、绕组等部分。电机定子芯是电机磁路的一部分，在其上放置电机定子绕组。电机定子芯的厚度一般在0.35～0.5mm，由表面涂有绝缘漆的环状冲片槽的硅钢片叠压而成。绕组是电动机的电路部分，线圈缠绕在电机定子铁芯的周围，通入电流，产生旋转磁场。定绕组圈一般由导体层绕而成，最常用的导体为被绝缘材料包裹的导线。导线形成的一层由多根导线组成。

随着对机器精密性以及灵活性要求的提高，例如，在机器人领域，常常需要微型且大功率的电动机。目前主要做法是将电机定子的齿部的缩小并增加绕组的数量。当由于导线表面的绝缘材料导致导线本身有一定的厚度，齿部能容纳的导线有限，若继续缩小齿部，绕组的导线数量减少，导电率下降，也无法实现工作的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于现在的电机定子无法满足精密仪器的需求，针对现有技术的不足，提供一种电机定子。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种电机定子，包括由若干个齿部沿周排列形成的电机定子芯，以及插入所述齿部的绕组，所述绕组由扁平导体围着所述齿部卷绕形成，所述扁平导体包括卷绕部，以及位于所述卷绕部末端向外延伸形成的延伸部；

所述卷绕部包括导电片以及贴附于所述导电片表面的绝缘片。

所述电机定子，其中，所述延伸部包括延伸方向不同的外侧延伸端以及内侧延伸端。

所述电机定子，其中，所述绝缘片包括位于所述导电片中的单个表面的第一绝缘层。

所述电机定子，其中，所述第一绝缘层位于所述导电片中远离所述齿部的表面；

所述齿部与所述绕组之间设有绝缘件。

所述电机定子，其中，所述绝缘件的材质与所述绝缘片的材质相同。

所述电机定子，其中，所述第一绝缘层位于所述导电片中接近所述齿部的表面；

所述绝缘片还包括贴附于所述绕组最外层的导电片中外表面的第二绝缘层。

所述电机定子，其中，所述导电片为铜片。

所述电机定子，其中，所述铜片为紫铜皮。

所述电机定子，其中，所述绝缘片的宽度大于或等于所述导电片的宽度。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种电机定子，所述电机定子包括电机定子芯和绕组，绕组插在电机定子芯的齿部，绕组是有扁平导体围着电机定子芯的齿部卷绕而成。相较于现有包裹绝缘涂层或绝缘套的导线，采用扁平导体卷绕取代导线层绕，在同样的厚度的绕组情形下，本方案的导电材料的填充量更多，因此导通率更高。此外，扁平导体采用的是薄层的导电片，导电片表面贴附用于使导电片之间彼此绝缘的绝缘片，进一步提高单层的导电材料的填充量。

附图说明

图1为本发明提供的电机定子中一个套有绕组的齿部的正视图。

图2为本发明提供的电机定子中一个套有绕组的齿部的侧视图。

图3为本发明提供的电机定子中一个套有绕组的齿部的剖视图。

图4为图3中区域A的局部方法图。

图5为本发明提供的电机定子中套有绕组的齿部的尺寸示意图。

图中标注的含义为：

100，铁芯；200，绕组；210，扁平导体；211，卷绕部；2111，导电片；2112，绝缘片；212，延伸部；2121，外侧延伸端；2111，内侧延伸端。

具体实施方式

本发明提供一种电机定子，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

经过研究发现，精密仪器所需要的电机定子的体型越来越小，而现在的电机定子无法满足精密仪器的需求。

为了解决上述问题，在本发明实施例中，采用扁平导体卷绕形成绕组，代替原有的导线层绕形成的绕组，并且扁平导体采用导电片以及贴附于导电片表面的绝缘片，在同样的齿部情形下，提高单层绕组的导电率。

下面结合附图，通过对实施例的描述，对发明内容作进一步说明。

本实施提供了一种电机定子，所述电机定子包括由若干个齿部沿周排列形成的电机定子芯，以及插入所述齿部的绕组200。本实施例采用的齿部为铁芯100。由于每一个齿部套有的绕组200都是相同的，因此为方便说明，本实施例的附图仅以一个铁芯100及其绕组200作为对象。

如图1和图2所示，线组由扁平导体210加工形成，扁平导体210围着所述齿部进行卷绕。扁平导体210即主要由具有扁平界面的铜等具有较强导电性的导电材料组成的导体结构。扁平导体210包括用于直接进行卷绕的卷绕部211，以及在卷绕部211末端设有的延伸部212。在扁平导体210卷绕后，延伸部212分别位于卷绕的起点部分以及卷绕的结束部分。扁平导体210形成的一层绕组200与导线形成的一层绕组200相比，同样大小的截面上，扁平导体210几乎全部为导电材料，而导线中，绝缘材料也占有相当大的面积，因此，在其他条件相同的情形下，扁平导体210形成的绕组200的导电率具有更好的导电率。

如图3和图4所示，本实施例采用的卷绕部211包括为导电片2111以及绝缘片2112，绝缘片2112贴附于导电片2111的表面。由于扁平导体210中的导电材料为片状结构，因此，绝缘片2112所贴附的表面是至导电片2111的上下表面，而非狭窄的侧面。因此，相较于常规的扁平导体210而言，本实施例中的扁平导体210，两侧不存在绝缘材料，进一步增加单层的导电率。由于延伸部212需要与其他器件连接，因此，延伸部212虽然由卷绕部211末端向外延伸形成，但其与卷绕部211的侧壁存在间隙。延伸部212的方向可以相同也可以不同，但是为了避免卷绕后发生两个延伸部212重叠的现象，扁平导体210的延伸部212为延伸方向不同的外侧延伸段以及内侧延伸端2122。外侧延伸端2121即远离电机定子的中轴那侧的延伸部212，而内侧延伸端2122即靠近电机定子的中轴那侧的延伸部212。

为了直观体现本实施例中绕组200的情形，对其进行模拟实验，扁平导体210中的导电片2111为铜片，优选为紫铜片。紫铜片具有良好的导电率，且具有耐腐蚀性，可经冷、热塑性。如图2所示，本实施例采用高度为0.1mm，宽度为4mm的紫铜片作为导电片2111，导电面积为0.4mm²。绝缘片2112优选采用树脂材料制成的薄膜，例如模拟实验中采用的是丙烯酸脂聚酯的薄膜，厚度仅为0.008mm，该膜能够耐电压1.7kV。

在本实施例的第一种卷绕部211中，单层卷绕部211的扁平导体210中绝缘片2112包含两个绝缘层，两个绝缘层分别贴附于导电片2111的上表面以及下表面。这种方式虽然不影响工作，但是在两个导电片2111之间，会存在两个绝缘层，造成空间浪费。

因此，本实施例的第二种卷绕部211中，绝缘片2112包括位于导电片2111中单个表面的第一绝缘层。针对某一个当面覆盖第一绝缘层，本实施例提出两种方案。

在第一种方案中，电机定子还包括绝缘件，绝缘件可以位于齿部与绕组200之间，从齿部为起点，由内到外，依次为齿部、绝缘件以及绕组200。第一绝缘层位于导电片2111中远离齿部的一面。因此，当扁平导体210卷绕形成绕组200后，绝缘件插入绕组200与齿部之间，将齿部与绕组200绝缘。绝缘件可采用夹设于齿部与绕组200之间的片状结构，可以采用套设于齿部周边的绝缘套等。进一步地，绝缘件可采用与绝缘片2112采用同一种材料，例如都为丙烯酸脂聚酯的薄膜。因此，当绕组200的圈数为2时，绕组200的截面从上到下分别为第一绝缘层、导电片2111、第一绝缘层、导电片2111。

在第二种方案中，第一绝缘层位于导电片2111接近所述齿部的那一面，而绝缘片2112还包括在贴附于绕组200最外层的导电片2111的外表面，也就是没有覆盖第一绝缘层的表面，的第二绝缘层。因此，当绕组200的圈数为2时，绕组200的截面从上到下分别为第二绝缘层、导电片2111、第一绝缘层、导电片2111、第一绝缘层。值得注意的是，第二绝缘层可以在卷绕之前就贴附于导电片2111上，也可以是卷绕完成后将绝缘材料喷涂才绕组200的最外层表面形成，或者卷绕完成后将薄膜状的绝缘材料贴附与绕组200的外表面，只要能够实现在绕组200的外表面形成绝缘片2112即可。

以第二种方案为例，如图5所示，设齿部窗口的面积为9.93mm²，单边窗宽为1.1mm，扁平导体210缠绕次数为9次，因此，导电材料的填充高度为0.1×9＝0.9mm，而由绝缘材料组成的绝缘片2112的填充高度为0.008×10＝0.08mm。因此，总窗口的填充率为：(0.9+0.08)/1.1mm×100％≈89.1％。考虑到绕组200无法完全贴合铁芯100，经测量，本例中铁芯100与绕组200之间还有0.05mm的间隔。此外，安装于齿部后的绕组200与绕组200之间还可有0.07mm的间隔，保证了绕组200与绕组200之间不存在干扰。本实施例采用的绕组200组成的电机定子能够实现导电材料的高填充率，从而满足精密仪器的需求。

此外，为了较好的将延伸部212与其他层的导电片2111间隔开，本实施例中，绝缘片2112的宽度要大于导电片2111的宽度，绝缘片2112就分为直接与导电片2111贴附的中间部，以及未与导电片2111接触的边缘部，通过边缘部，延伸部212与导电片2111被分隔开。

Claims

1.一种电机定子，包括由若干个齿部沿周排列形成的电机定子芯，以及插入所述齿部的绕组，其特征在于，

所述绕组由扁平导体围着所述齿部卷绕形成，所述扁平导体包括卷绕部，以及位于所述卷绕部末端向外延伸形成的延伸部，所述延伸部包括延伸方向不同的外侧延伸端以及内侧延伸端；

所述卷绕部包括导电片以及贴附于所述导电片表面的绝缘片，所述绝缘片包括位于所述导电片中的单个表面的第一绝缘层和贴附于所述绕组最外层的导电片中外表面的第二绝缘层，所述第一绝缘层位于所述导电片中接近所述齿部的表面，所述导电片的单个表面为扁平面，所述绕组的截面从上到下分别为第二绝缘层、间隔重复的导电片和第一绝缘层，其中，所述绝缘片的宽度大于或等于所述导电片的宽度，所述第一绝缘层位于所述导电片中远离所述齿部的表面；所述齿部与所述绕组之间设有绝缘件。

2.根据权利要求1所述电机定子，其特征在于，所述绝缘件的材质与所述绝缘片的材质相同。

3.根据权利要求1～2中任意一项所述电机定子，其特征在于，所述导电片为铜片。

4.根据权利要求3所述电机定子，其特征在于，所述铜片为紫铜皮。