CN115333262A - 轴向磁通定子组件和电机 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种轴向磁通定子组件和电机,属于电机工艺领域。该轴向磁通定子组件包括:机座、多个定子轭、多个定子齿、以及多个定子绕组;机座具有圆筒状结构;多个定子轭位于机座内,且沿机座的内壁的圆周方向等间距分布,且分别与机座的内壁相连,多个定子轭两两之间不相连;定子齿具有条形结构,多个定子齿分别位于相邻的两个定子轭之间,且每个定子齿的中部分别与两侧的定子轭相连;多个定子绕组分别缠绕在每个定子齿靠近两端的部分。轴向磁通电机采用本方案提供的轴向磁通定子组件时,可以降低发生局部涡流的概率,有利于降低定子的涡流损耗,进而,有利于提高轴向磁通电机的工作效率。
Description
技术领域
本申请涉及电机工艺领域,特别涉及一种轴向磁通定子组件和电机。
背景技术
随着科技的发展,双定子电机应运而生。双定子电机凭借控制精度高、加速度大、过载能力强、机械集成程度高等优点,在人们的生产生活中得到广泛应用。
当前,双定子电机中的轴向磁通定子组件通常包括一个定子轭、多个定子齿和多个定子绕组,定子齿具有条形结构。通常,定子轭具有多个通孔,多个定子齿分别穿过定子轭的多个通孔,并且定子齿的两端突出于通孔的两端,定子绕组则缠绕在定子齿突出于通孔的部分。
然而,相关技术中,双定子电机在工作时,在定子齿的磁路和定子轭的磁路的交汇区域容易引起局部涡流,从而使定子齿和定子轭发生涡流损耗,进而导致双定子电机的工作效率降低。
发明内容
本申请实施例提供了一种轴向磁通定子组件和电机,能解决相关技术中由于局部涡流导致的双定子电机的工作效率降低的问题。
技术方案如下:
第一方面,本申请提供了一种轴向磁通定子组件,所述轴向磁通定子组件包括:机座、多个定子轭、多个定子齿、以及多个定子绕组;
所述机座具有圆筒状结构;
所述多个定子轭位于所述机座内,且沿所述机座的内壁的圆周方向等间距分布,且分别与所述机座的内壁相连,所述多个定子轭两两之间不相连;
所述定子齿具有条形结构,所述多个定子齿分别位于相邻的两个所述定子轭之间,且每个所述定子齿的中部分别与两侧的定子轭相连;
所述多个定子绕组分别缠绕在每个所述定子齿靠近两端的部分。
在一种可能的实现方式中,所述机座的内表面上具有多个条形限位凸起,所述多个条形限位凸起沿所述机座的内壁的圆周方向等间距分布,所述条形限位凸起的长度方向与所述机座的轴线平行;
所述定子轭靠近所述机座的内壁的表面上具有限位通槽,每个所述定子轭通过所述限位通槽卡在一个所述条形限位凸起上。
在一种可能的实现方式中,所述机座的内表面具有环形限位凸起,所述环形限位凸起分别与每个条形限位凸起相连,所述环形限位凸起靠近所述条形限位凸起的侧面与所述定子轭相贴合。
在一种可能的实现方式中,所述定子轭与所述定子齿相连的每个表面上均具有第一凸起和第二凸起,所述第一凸起靠近所述机座的轴线,所述第二凸起远离所述机座的轴线,且所述第一凸起与所述第二凸起在所述机座的径向上的距离等于所述定子齿在所述机座的径向上的高度。
在一种可能的实现方式中,所述定子轭包括第一定子轭、轭部隔磁块、以及第二定子轭,所述第一定子轭、所述轭部隔磁块和所述第二定子轭依次层叠布置呈块状结构。
在一种可能的实现方式中,所述定子齿包括定子齿根、第一齿体、第二齿体、第一极靴、以及第二极靴;
所述第一齿体、所述第二齿体分别位于所述定子齿根相对的第一侧面处和第二侧面处,且分别与所述第一侧面和所述第二侧面相连;
所述第一极靴位于所述第一齿体远离所述定子齿根的一端,且与所述第一齿体相连;
所述第二极靴位于所述第二齿体远离所述定子齿根的一端,且与所述第二齿体相连。
在一种可能的实现方式中,所述定子齿根相对的第三侧面和第四侧面分别用于与相邻的两个定子轭相连,所述第一齿体和所述第二齿体上均缠绕有所述定子绕组。
在一种可能的实现方式中,在垂直于所述第三侧面的方向上,所述第三侧面和所述第四侧面之间的距离,大于所述第一齿体的宽度,且大于所述第二齿体的宽度。
在一种可能的实现方式中,所述第三侧面上具有第三凸起和第四凸起,所述第三凸起和所述第四凸起沿所述机座的轴线方向分布,且所述第三凸起与所述第四凸起在所述机座的轴线方向上的距离等于所述定子轭在所述机座的轴线方向上的厚度。
在一种可能的实现方式中,所述第四侧面上具有第五凸起和第六凸起,所述第五凸起和所述第六凸起沿所述机座的轴线方向分布,且所述第五凸起与所述第六凸起在所述机座的轴线方向上的距离等于所述定子轭在所述机座的轴线方向上的厚度。
在一种可能的实现方式中,所述定子齿还包括齿部隔磁块;
所述定子齿根的第五侧面上具有通孔,所述通孔位于所述第五侧面的中部,所述齿部隔磁块位于所述通孔内,且与所述通孔的内壁相连。
第二方面,本申请提供了一种电机,所述电机包括如第一方面及其可能的实现方式中任一项所述的轴向磁通定子组件。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
本申请实施例提供的方案中,轴向磁通定子组件包括:机座、多个定子轭、多个定子齿、以及多个定子绕组,其中,多个定子轭两两之间不相连,多个定子齿分别位于相邻的两个定子轭之间。电机采用方案提供的轴向磁通定子组件时,定子齿沿机座的径向的两侧不存在定子轭,因此,在定子齿沿机座的径向的两侧不会产生垂直于定子轭的硅钢片平面的漏磁场,而且,在定子齿沿机座的圆周方向的两侧、定子齿和定子轭磁路交汇的区域附近的边缘磁场和漏磁场均平行于定子齿的硅钢片平面和定子轭的硅钢片平面,从而,可以降低发生局部涡流的风险,有利于降低定子的涡流损耗,进而,有利于提高电机的工作效率。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是相关技术中的轴向磁通定子组件的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的一种轴向磁通定子组件的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的一种轴向磁通定子组件的局部结构示意图;
图4是本申请实施例提供的一种机座的结构示意图;
图5是本申请实施例提供的一种轴向磁通定子组件的局部结构示意图;
图6是本申请实施例提供的一种轴向磁通定子组件的局部结构示意图;
图7是本申请实施例提供的一种定子轭的结构示意图;
图8是本申请实施例提供的一种定子齿的结构示意图;
图9是本申请实施例提供的一种定子齿的侧视图;
图10是本申请实施例提供的一种轴向磁通定子组件的局部结构的爆炸图;
图11是本申请实施例提供的一种轴向磁通定子组件的局部结构的爆炸图;
图12是本申请实施例提供的一种定子齿的结构示意图;
图13是本申请实施例提供的一种电机的结构示意图。
图例说明
1、机座;11、条形限位凸起;12、环形限位凸起;
2、定子轭;2A、限位通槽;2B、第一凸起;2C、第二凸起;21、第一定子轭;22、轭部隔磁块;23、第二定子轭;
3、定子齿;31、定子齿根;32、第一齿体;33、第二齿体;34、第一极靴;35、第二极靴;36、齿部隔磁块;31A、第一侧面;31B、第二侧面;31C、第三侧面;31D、第四侧面;31E、第三凸起;31F、第四凸起;31G、第五凸起;31H、第六凸起;31I、第五侧面;31J、通孔;
4、定子绕组;
01、轴向磁通定子组件;02、第一转子;03、第二转子。
具体实施方式
除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则所述相对位置关系也可能相应地改变。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
双定子电机凭借控制精度高、加速度大、过载能力强、机械集成程度高等优点,在人们的生产生活中得到广泛应用。图1是相关技术中的轴向磁通定子组件的结构示意图,如图1所示,双定子电机中的轴向磁通定子组件通常包括一个定子轭、多个定子齿和多个定子绕组,定子轭为环形结构,定子齿具有条形结构。其中,定子轭具有多个通孔,多个定子齿分别穿过定子轭的多个通孔,且定子齿的侧面垂直于定子轭部表面,且定子齿的两端突出于通孔的两端,定子绕组则缠绕在定子齿突出于通孔的部分。
然而,相关技术中,由于定子轭是一个环形的整体,在定子轭的径向会产生同时垂直于定子齿和定子轭硅钢片平面的漏磁场,而在定子轭的周向会产生垂直于定子轭硅钢片平面的边缘磁场和漏磁场,会在定子齿和定子轭磁路交汇的区域附近引起局部涡流,使定子齿和定子轭发生涡流损耗,从而导致双定子电机的工作效率降低。本申请实施例提供了一种轴向磁通定子组件,使用该轴向磁通定子组件能够解决上述相关技术中由于局部涡流导致的双定子电机的工作效率降低的问题。
此外,本申请提供的轴向磁通定子组件还通过采用呈水平和竖直方向对称的“回”字形柱状定子齿根结构,并在定子齿根内部填充呈扁平柱状的齿部隔磁块,不仅能够实现定子齿的一体加工,简化工艺,还能够和设置于定子轭正中间的轭部隔磁块一起作用,实现背靠背式定子结构两侧的磁路隔离。
下面,对本申请实施例提供的一种轴向磁通定子组件进行详细说明。
图2是本申请实施例提供的一种轴向磁通定子组件的结构示意图,图3是本申请实施例提供的一种轴向磁通定子组件的局部结构示意图。如图2和图3所示,轴向磁通定子组件包括:机座1、多个定子轭2、多个定子齿3、以及多个定子绕组4,其中,机座1具有圆筒状结构,每个定子轭2和每个定子齿3均由硅钢片叠压制成。
多个定子轭2位于机座1内,并且,多个定子轭2沿机座1的内壁的圆周方向等间距分布,例如,当该轴向磁通定子组件包括12个定子轭2时,相邻两个定子轭2的中心线的夹角为30度,再例如,当该轴向磁通定子组件包括6个定子轭2时,相邻两个定子轭2的中心线的夹角为60度,等等。每个定子轭2均与机座1的内壁相连,并且,多个定子轭2两两之间互不相连。
作为示例,定子轭2具有扇形块状结构,扇形块状结构具有两个相对的弧形面,这两个弧形面在机座1的径向界面内的正投影为两条弧线,弧长较长的弧线对应的弧形面与机座1的内壁相连,弧长较短的弧线对应的弧形面靠近机座1的轴线。当然,定子轭2也可以具有梯形块状结构、椭圆形块状结构等等,换言之,定子轭2在机座1的径向截面上的正投影可以是梯形、椭圆形等等。对于定子轭2的形状,此处不进行任何限定。
定子齿3具有条形结构,多个定子齿3分别位于相邻的两个定子轭2之间,换言之,多个定子齿3位于机座1内,且沿机座1的圆周方向等间距分布。每个定子齿3的中部分别与两侧的定子轭2相连,多个定子齿3两两之间互不相连。后文会对定子齿3的具体结构进行说明。
在机座1的轴线方向上,定子齿3的长度大于定子轭2的长度,而且,定子齿3突出于定子轭2的两侧。作为示例,在定子轭2沿机座1的轴线方向上的两侧上,定子齿3突出于定子轭2的长度可以相同,也可以不同,可以根据实际产品需求进行设计,此处不进行任何限定。定子齿3突出于定子轭2的两端均缠绕有定子绕组4,换言之,多个定子绕组4分别缠绕在每个定子齿3靠近两端的部分。
采用该方案,轴向磁通定子组件包括:机座1、多个定子轭2、多个定子齿3、以及多个定子绕组4,其中,多个定子轭2两两之间不相连,多个定子齿3分别位于相邻的两个定子轭之间。采用本申请实施例提供的轴向磁通定子组件的电机中,相比于相关技术来说,在定子齿3沿机座1的径向的两侧不会产生垂直于定子轭2的硅钢片平面的漏磁场,而且,在定子齿3沿机座1的圆周方向的两侧,定子,3和定子轭2磁路交汇的区域附近的边缘磁场和漏磁场均平行于定子齿3的硅钢片平面和定子轭2的硅钢片平面,从而,可以降低发生局部涡流的风险,有利于降低定子的涡流损耗,进而,有利于提高电机的工作效率。
下面,对本申请实施例提供的轴向磁通定子组件的各个部件以及各个部件之间的联系进行详细说明。
机座1
图4是本申请实施例提供的一种机座的结构示意图,图5是本申请实施例提供的一种轴向磁通定子组件的局部结构示意图。
在一些示例中,如图4和图5所示,机座1的内表面上具有多个条形限位凸起11,条形限位凸起11的数量等于定子轭2数量,即条形限位凸起11的数量等于该轴向磁通定子组件的定子槽数,条形限位凸起11的长度方向与机座1的轴线平行。多个条形限位凸起11沿机座1的内壁的圆周方向等间距分布,且多个条形限位凸起11均与机座1的内壁相连。
此种情况下,每个定子轭2靠近机座1的内壁的表面上具有限位通槽2A,每个定子轭2通过限位通槽2A卡在一个条形限位凸起11上。作为示例,该限位通槽2A可以贯穿定子轭2在机座1的轴线方向上的相对的两个表面,安装时,只需将定子轭2的一个表面上的槽口与条形限位凸起11的一端相对,然后将定子轭2沿机座1的轴线方向推动,使得限位通槽2A完全卡在条形限位凸起11上,即完成安装。
定子轭2与条形限位凸起11之间可以采用过盈配合的方式固定相连,即条形限位凸起11的轮廓的尺寸略大于限位通槽2A的内壁轮廓的尺寸。采用该方案,可以保证定子轭2在机座1上的稳定性,从而,保证使用该轴向磁通定子组件的电机工作时的可靠性。而且,采用过盈配合的方式,无需设置用于连接的其他部件,有利于降低整个轴向磁通定子组件的成本。可选地,定子轭2与条形限位凸起11之间也可以通过胶接或其他方式固定相连,对于定子轭2与条形限位凸起11之间的固定方式,此处进行任何限定。
作为示例,在机座1的轴线方向上,条形限位凸起11的长度可以大于或等于限位通槽2A的长度,有利于提高定子轭2在机座1上的稳定性。可选地,在机座1的轴线方向上,条形限位凸起11的长度也可以小于限位通槽2A的长度,这样,有利于降低机座1的加工难度,有利于降低整个轴向磁通定子组件的生产成本。
作为示例,条形限位凸起11可以具有梯形结构,换言之,在机座1的径向截面上,条形限位凸起11的正投影可以近似认为是一个梯形,而且,梯形的上底与机座1相连。相应的,定子轭2上的限位通槽2A具有梯形结构,用于与条形限位凸起11配合。
可选地,条形限位凸起11在机座1的径向截面上的正投影的形状可以是半圆形、正方形、三角形、椭圆等,相应的,在机座1的径向截面上,限位通槽2A的正投影的形状与条形限位凸起11的正投影的形状相同。
在一些示例中,如图4和图5所示,机座1的内表面具有环形限位凸起12,环形限位凸起12的轴线与机座1的轴线重合,即环形限位凸起12位于机座1内,且环形限位凸起12的外表面与机座1的内表面相连。环形限位凸起12位于上述多个条形限位凸起11的一侧,并分别与每个条形限位凸起11相连。在轴向磁通定子组件中,环形限位凸起12靠近条形限位凸起11的侧面与定子轭2相贴合,以限制定子轭2沿机座1的轴线方向的运动。条形限位凸起11和环形限位凸起12配合使用,可以进一步提高定子轭2在机座1上的稳定性。
作为示例,在机座1的轴线方向上,条形限位凸起11的长度和环形限位凸起12的长度相同,并且,条形限位凸起11的长度与环形限位凸起12的长度之和可以等于机座1的轴向长度。在机座1的径向上,环形限位凸起12的高度可以小于或等于条形限位凸起11的高度。
可选地,在机座1的轴线方向上,条形限位凸起11的长度和环形限位凸起12的长度可以不相同。在机座1的轴线方向上,条形限位凸起11的长度与环形限位凸起12的长度之和可以不等于机座1的轴向长度。在机座1的径向上,环形限位凸起12的高度可以大于条形限位凸起11的高度。对于上述条形限位凸起11的尺寸和上述环形限位凸起12的尺寸,可以根据实际产品需求经设计,此处不进行任何限定。
可选地,机座1可以不具有上述环形限位凸起12,而是具有多个具有条形结构的限位凸起,限位凸起沿机座1的内壁的圆周方向分布,并且,每个限位凸起均与机座1的内壁相连。限位凸起可以分布在上述条形限位凸起11沿机座1的内壁的圆周方向的两侧,只需要保证当定子轭2安装在机座1内时,限位凸起与定子轭的表面相接触即可,从而,对定子轭2在机座1的轴线方向起到限制运动的作用。
在一些示例中,机座1还可以包括环形辅助限位凸起,环形辅助限位凸起的轴线与机座1的轴线重合,即环形辅助限位凸起位于机座1内,且环形限位凸起12的外表面与机座1的内表面相连。环形辅助限位凸起与机座1之间可拆卸相连。当定子轭2和定子齿3安装在机座1上之后,可以将环形辅助限位凸起安装在定子轭2远离环形限位凸起12的一侧,保证环形辅助限位凸起与定子轭2远离环形限位凸起12的表面相贴合,然后再将环形辅助限位凸起与机座1的内表面可拆卸相连。采用该方案,可以进一步增加定子轭2与基座1之间的稳定性,而且,环形辅助限位凸起与机座1采用可拆卸的方式相连,便于轴向磁通定子组件的安装。
可选地,机座1的内壁上可以具有多个安装槽,多个安装槽沿机座1的内壁的圆周方向等间距分布,多个安装槽的槽口位于机座1的一端,而且,并未贯穿整个机座1。在机座1的径向截面上,安装槽的正投影与定子轭2的正投影的部分相匹配,换言之,安装槽的正投影与定子轭2的正投影的部分相重合。这样,在安装定子轭2时,可以先将定子轭2与安装槽的槽口相对,然后沿机座1的轴线方向推动定子轭2,使定子轭2的一个表面和安装槽上与槽口相对的表面相贴合,完成定子轭2的安装。
可选地,每个定子轭2靠近机座1的表面上具有安装凸起,在机座1的径向截面上,安装槽的正投影与定子轭2的安装凸起的正投影相匹配,即定子轭2可以通过安装凸起安装在安装槽内,从而,完成定子轭2对机座1的安装。对于定子轭2与机座1之间的连接方式,此处不进行任何限定,只需要保证定子轭2与机座1之间的稳定性即可。
定子轭2
图6是本申请实施例提供的一种轴向磁通定子组件的局部结构示意图。如图5和图6所示,在机座1的径向截面上,定子轭2的正投影可以近似的认为是一个扇形,定子轭2中与扇形的两条侧边对应的两个侧面用于与定子齿3相连。
定子轭2与定子齿3相连的每个表面上均具有第一凸起2B和第二凸起2C,在这两个表面的其中一个上,第一凸起2B位于定子轭2靠近机座1的轴线的一侧,第二凸起2C位于定子轭2远离机座1的轴线的一侧,相应结构正如图5或图6所示。位于同一表面上的第一凸起2B和第二凸起2C在机座1的径向上的距离D1等于定子齿3在机座1的径向上的高度H1,其中,第一凸起2B和第二凸起2C之间的距离D1为第一凸起2B和第二凸起2C上相对的两个面之间的距离。采用该方案,定子齿3刚好可以卡在第一凸起2B和第二凸起2C之间,从而,实现定子齿3相对于机座1的固定。
可选地,上述第一凸起2B和第二凸起2C之间的距离D1可以稍小于定子齿3的高度H1,这样,在对定子轭2和定子齿3进行装配时,可以采用过盈配合的方式将两者固定,从而,有利于提升定子轭2与定子齿3之间的稳定性。当然,定子轭2和定子齿3的表面可以涂有胶水,定子轭2和定子齿3可以在胶水的作用的保持稳定,这样,能够更好地保证定子轭2与定子齿3之间的稳定性。对于定子轭2与定子齿3之间的连接方式,此处不进行任何限定。
图7是本申请实施例提供的一种定子轭的结构示意图。如图7所示,定子轭2可以包括第一定子轭21、轭部隔磁块22、以及第二定子轭23。第一定子轭21、轭部隔磁块22和第二定子轭23依次层叠布置呈块状结构,以形成本申请实施例提供的轴向磁通定子组件中的定子轭2。
采用该方案,如图3所示,将机座1、多个定子轭2和多个定子齿3组装成轴向磁通定子组件后,每个定子轭2的轭部隔磁块22位于机座1的同一个径向截面上,这样可以在该径向截面沿机座1的轴线方向的两侧形成两个定子轭分块。其中,一个定子轭分块由多个第一定子轭21组成,另一个定子轭分块由多个第二定子轭23组成,这两个定子轭分块可以分别用于驱动不同的电机转子运动。而且,多个轭部隔磁块22可以实现这两个定子轭分块之间的磁路隔离,从而,进一步保证驱动不同电机转子工作时的可靠性。
在一些示例中,上述第一定子轭21的厚度和上述第二定子轭23的厚度可以相同,这样,可以使两个轴向磁通定子组件对称分布,有利于保证两侧的定子对转子具有相同的驱动能力。而且,采用该结构有利于降低对第一定子轭21和第二定子轭23的加工难度,从而,提高生产效率。可选地,第一定子轭21的厚度和上述第二定子轭23的厚度可以不相同,采用该方案,可以使轴向磁通定子组件的结构更加灵活,以便于适应多种不同的使用场景,有利于提高采用该轴向磁通定子组件的电机的适用性。
在一些示例中,如图6和图7所示,定子轭2可以由多个硅钢片叠压制成,换言之,多个硅钢片层叠布置呈块状结构,以形成定子轭2。多个硅钢片可以先通过叠压分别形成上述第一定子轭21和上述第二定子轭23,然后,再将上述第一定子轭21、上述轭部隔磁块22和上述第二定子轭23层叠放置,最终形成定子轭2,每个硅钢片之间、第一定子轭21与轭部隔磁块22之间、以及轭部隔磁块22与第二定子轭23之间,均可以通过胶接等方式固定,从而,保证定子轭2内部结构的稳定性。
其中,每个硅钢片具有扇形板状结构,硅钢片的厚度可以采用0.1毫米、0.2毫米、0.5毫米、1毫米、2毫米,等等。对于硅钢片的厚度,可以根据实际产品需求进行设定,此处不进行任何限定。
定子轭2由多个硅钢片叠压制成的方案,有利于降低定子轭2的加工工艺的难度,并降低定子轭2的装配工艺的难度,有利于实现大批量生产,从而,有利于提高定子轭2的生产效率。
定子齿3
图8是本申请实施例提供的一种定子齿的结构示意图,图9是本申请实施例提供的一种定子齿的侧视图。如图8和图9所示,定子齿3包括定子齿根31、第一齿体32、第二齿体33、第一极靴34、以及第二极靴35,定子齿3整体呈块状结构。
定子齿根31具有长方体结构。第一齿体32、第二齿体33分别位于定子齿根31相对的第一侧面31A处和第二侧面31B处,并且,第一齿体32、第二齿体33分别与第一侧面31A和第二侧面31B相连。例如,第一齿体32与第一侧面31A相连,第二齿体33与第二侧面31B相连,或者,第一齿体32与第二侧面31B相连,第二齿体33与第一侧面31A相连。第一极靴34位于第一齿体32远离定子齿根31的一端,且第一极靴34与第一齿体32相连。第二极靴35位于第二齿体33远离定子齿根31的一端,且与第二齿体33相连。
在一些示例中,在垂直于第三侧面31C的方向上,即图9中示出的长度方向O上,第三侧面31C和第四侧面31D之间的距离D2,大于第一齿体32的宽度W1,且大于第二齿体33的宽度W2。采用该方案,可以有效保证在该轴线磁通定子组件的定子轭2和定子齿3的磁路交互的区域附近,漏磁场平行于定子轭2的硅钢片平面,也平行于定子齿3的硅钢片平面,并且,漏磁场由定子齿3的齿体在机座1的圆周方向上的两侧进入定子齿根31在机座1轴线方向上的两侧面(即第一侧面31A和第二侧面31B),因此,不会在定子轭2产生局部涡流损耗,同时也不会影响电机主磁路。
在一些示例中,第一齿体32的长度可以等于第二齿体33的长度,换言之,第一极靴34与定子齿根31之间的距离可以定于第二极靴35与定子齿根31之间的距离。可选地,第一齿体32的长度与第二齿体33的长度可以不相等,对于定子齿2各部分的形状和尺寸,此处不进行任何限定。
在一些示例中,定子齿3可以由多个硅钢片叠压制成,换言之,多个硅钢片层叠布置呈块状结构,以形成定子齿3。其中,每个硅钢片具有板状结构,硅钢片的厚度可以采用0.1毫米、0.2毫米、0.5毫米、1毫米、2毫米,等等。对于硅钢片的厚度,此处不进行任何限定。定子齿3中硅钢片的厚度可以与定子轭2中硅钢片的厚度相同,定子齿3中硅钢片的厚度也可以与定子轭2中硅钢片的厚度不相同,此处不进行任何限定。
每个硅钢片均具有定子齿根31、第一齿体32、第二齿体33、第一极靴34、以及第二极靴35,同一硅钢片中的定子齿根31、第一齿体32、第二齿体33、第一极靴34、以及第二极靴35一体成型。当多个硅钢片层叠布置时,形成图8中所示的定子齿根31、第一齿体32、第二齿体33、第一极靴34、以及第二极靴35,从而,形成上述定子齿3。
定子齿3由多个硅钢片叠压制成的方案,有利于降低定子齿3的加工工艺的难度,并降低定子齿3的装配工艺的难度,有利于实现大批量生产,从而,有利于提高定子齿3的生产效率。
作为示例,如图9所示,定子齿3在具有王字形结构。在沿图9中示出的长度方向O上,定子齿根31的长度大于第一齿体32的长度,第二齿体33的长度等于第一齿体32的长度,第一极靴34的长度等于第二极靴35的长度,第一极靴34的长度大于第一齿体32的长度。采用该方案,在沿图9中示出的长度方向O上,第一齿体32的长度和第二齿体33的长度相对短一些,一方面,有利于降低定子绕组4缠绕在齿体上之后的尺寸,另一方面,在定子绕组4缠绕在齿体上之后,极靴和齿根可以对定子绕组起到限位的作用,以防止定子绕组4从齿体上脱落。
图10是本申请实施例提供的一种轴向磁通定子组件的局部结构的爆炸图。如图10所示,定子齿3的定子齿根31还具有相对的第三侧面31C和第四侧面31D,第三侧面31C和第四侧面31D分别用于与相邻的两个定子轭2相连;定子齿3的第一齿体32和第二齿体33上均缠绕有定子绕组4。
图11是本申请实施例提供的一种轴向磁通定子组件的局部结构的爆炸图。如图11所示,定子齿根31的第三侧面31C具有第三凸起31E和第四凸起31F,且第三凸起31E靠近第一侧面31A、第四凸起31F远离第一侧面31A,第三凸起31E和第四凸起31F分别与第三侧面31C相连,第三凸起31E与第四凸起31F在所述机座1的轴线方向上的距离D3等于定子轭2在机座1的轴线方向上的厚度T1。第三凸起31E与第四凸起31F之间的距离D3,即第三凸起31E与第四凸起31F相对的两个面之间的距离。
如图11所示,定子齿根31的第四侧面31D具有第五凸起31G和第六凸起31H,且第五凸起31G靠近第一侧面31A、第六凸起31H远离第一侧面31A,第五凸起31G和第六凸起31H分别与第四侧面31D相连,第五凸起31G与第六凸起31H在机座1的轴线方向上的距离D4等于定子轭2在机座1的轴线方向上的厚度T1。第五凸起31G与第六凸起31H之间的距离D4,即第五凸起31G与第六凸起31H相对的两个面之间的距离。
采用该方案定子轭2刚好可以卡在第三凸起31E和第四凸起31F之间,或者,刚好可以卡在第五凸起31G和第六凸起31H之间,从而,实现定子齿3相对于定子轭2、以及机座1的固定。
可选地,第三凸起31E与第四凸起31F的距离D3可以略小于定子轭2的厚度T1,第五凸起31G与第六凸起31H之间的距离D3也可以略小于定子轭2的厚度T1,这样,定子轭2与第三侧面31C、第四侧面31D之间均为过盈配合,有利于提高定子轭2与定子齿3之间的稳定性。当然,定子轭2与第三侧面31C、第四侧面31D之间也可以通过胶接的方式固定,此处不进行赘述。
图12是本申请实施例提供的一种定子齿的结构示意图。如图12所示,定子齿根31还具有相对的第五侧面31I和第六侧面(图12中未示出),定子齿3还包括齿部隔磁块36。
定子齿根31的第五侧面31I上具有垂直于第五侧面31I的通孔31J,通孔31J由第五侧面31I贯穿至第六侧面,使定子齿根31形成“回”字形柱状结构。通孔31J位于第五侧面31I的中部,通孔31J靠近第三侧面31C的内壁与第三侧面31C之间具有一定的间隔,通孔31J靠近第四侧面31D的内壁与第四侧面31D之间也具有一定的间隔,通过上述间隔可以保证第一齿体32和第二齿体33的整体性。在一些示例中,定子齿根31的第五侧面31I在水平方向上和竖直方向上均对称。
齿部隔磁块36则位于通孔31J内,且与通孔31J的内壁相连。在一些示例中,齿部隔磁块36与通孔31J过盈配合,以保证齿部隔磁块36在通孔31J的稳定性。在另一些示例中,齿部隔磁块36与通孔31J可以通过胶接等方式固定连接,从而,保证齿部隔磁块36在通孔中的稳定性。
如图3所示,将机座1、多个定子轭2和多个定子齿3组装成轴向磁通定子组件后,齿部隔磁块36位于具有“回”字形柱状结构的定子齿根31的通孔31J中,每个定子齿3的齿部隔磁块36和每个定子轭2的轭部隔磁块22位于机座1的同一个径向截面上,这样,可以在该径向截面沿机座1的轴线方向的两侧形成两个定子齿,以驱动不同的电机转子运动。采用该方案,不仅能够实现定子齿3的一体加工,简化工艺,还能够和设置于定子轭正中间的轭部隔磁块22一起作用,实现背靠背式定子结构两侧的磁路隔离。从而,进一步保证驱动不同电机转子工作时的可靠性。
定子绕组4
本申请实施例提供的轴向磁通定子组件中,定子绕组4可以采用集中式绕组,每个定子绕组4可以缠绕在上述定子齿3的第一齿体32或第二齿体33上。定子绕组4可以由多个线圈或线圈组组成。定子绕组4可以选用铜线等。可选地,每个定子绕组4也可以缠绕在多个第一齿体32或多个第二齿体33上。对于定子绕组4,此处不进行任何限定。
采用该方案,轴向磁通定子组件包括:机座1、多个定子轭2、多个定子齿3、以及多个定子绕组4,其中,多个沿机座1的内壁的圆周方向等间距分布,并且多个定子轭2两两之间互不相连。电机采用方案提供的轴向磁通定子组件时,定子齿沿机座的径向的两侧不存在定子轭,因此,在定子齿沿机座的径向的两侧不会产生垂直于定子轭的硅钢片平面的漏磁场,而且,在定子齿沿机座的圆周方向的两侧、定子齿和定子轭磁路交汇的区域附近的边缘磁场和漏磁场均平行于定子齿的硅钢片平面和定子轭的硅钢片平面,从而,可以降低发生局部涡流的风险,有利于降低定子的涡流损耗,进而,有利于提高电机的工作效率。
此外,本申请提供的轴向磁通定子组件还通过采用呈水平和竖直方向对称的“回”字形柱状定子齿根结构,并在定子齿根内部填充呈扁平柱状的齿部隔磁块,不仅能够实现定子齿的一体加工,简化工艺,还能够和设置于轭部主体轴向正中间的轭部隔磁块一起作用,实现背靠背式定子结构两侧的磁路隔离。
基于相同的技术构思,本申请实施例提供了一种电机,图13是本申请实施例提供的一种电机的结构示意图。如图13所示,电机包括本申请实施例提供的任一示例中的轴向磁通定子组件01、第一转子02和第二转子03。第一转子02、第二转子03分别位于轴向磁通定子组件01的机座1的轴线方向的两侧,并且,第一转子02、第二转子03分别与轴向磁通定子组件01相对布置。第一转子02与轴向磁通定子组件01之间具有气隙,第二转子02与轴向磁通定子组件02之间也具有气隙,这样,就能降低转子与轴向磁通定子组件之间的磨损,又能在转子与轴向磁通定子组件之间进行磁路隔离,有利于保证电机工作时的可靠性。第一转子02、第二转子03可以分别连接一个输出轴,第一转子02、第二转子03和轴向磁通定子组件01配合使用,以通过输出轴向外部输出动力。
该电机还可以包括壳体,轴向磁通定子组件01、第一转子02和第二转子03均位于壳体内,轴向磁通定子组件01的机座1可以与壳体内壁固定相连。在机座1的轴线方向的上,壳体的两侧分别具有一个安装孔,安装孔的轴线与第一转子02或第二转子03的轴线重合,第一转子02连接的输出轴、第二转子03连接的输出轴分别通过两个安装孔突出于壳体,用于与外部部件相连。而且,第一转子02连接的输出轴与壳体之间、第二转子03连接的输出轴与壳体之间均转动相连。具体结构与相关技术中的电机结构相似,此处不进行赘述。
采用该方案,该电机可以实现双输出轴同时输出,有利于增强电机的适用性,并有利于提高电机的工作效率。而且,采用该轴向磁通定子组件可以降低定子齿和定子轭的涡流损耗,有利于降低维护成本,并有利于提高电机的工作效率。此外,该轴向磁通定子组件中定子齿根采用呈水平和竖直方向对称的“回”字形柱状结构不仅能够实现定子齿的一体化加工,简化加工工艺,还能够和设置于轭部主体轴向正中间的轭部隔磁块一起作用,实现背靠背式定子结构两侧的磁路隔离。
以上所述仅为本申请的可选实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种轴向磁通定子组件,其特征在于,所述轴向磁通定子组件包括:机座(1)、多个定子轭(2)、多个定子齿(3)、以及多个定子绕组(4),其中,每个所述定子轭(2)和每个所述定子齿(3)均由多个硅钢片叠压制成;
所述机座(1)具有圆筒状结构;
所述多个定子轭(2)位于所述机座(1)内,且沿所述机座(1)的内壁的圆周方向等间距分布,且分别与所述机座(1)的内壁相连,所述多个定子轭(2)两两之间不相连;
所述定子齿(3)具有条形结构,所述多个定子齿(3)分别位于相邻的两个所述定子轭(2)之间,且每个所述定子齿(3)的中部分别与两侧的定子轭(2)相连;
所述多个定子绕组(4)分别缠绕在每个所述定子齿(3)靠近两端的部分。
2.根据权利要求1所述的轴向磁通定子组件,其特征在于,所述机座(1)的内表面上具有多个条形限位凸起(11),所述多个条形限位凸起(11)沿所述机座(1)的内壁的圆周方向等间距分布,所述条形限位凸起(11)的长度方向与所述机座(1)的轴线平行;
所述定子轭(2)靠近所述机座(1)的内壁的表面上具有限位通槽(2A),每个所述定子轭(2)通过所述限位通槽(2A)卡在一个所述条形限位凸起(11)上。
3.根据权利要求2所述的轴向磁通定子组件,其特征在于,所述机座(1)的内表面具有环形限位凸起(12),所述环形限位凸起(12)分别与每个条形限位凸起(11)相连,所述环形限位凸起(12)靠近所述条形限位凸起(11)的侧面与所述定子轭(2)相贴合。
4.根据权利要求1所述的轴向磁通定子组件,其特征在于,所述定子轭(2)与所述定子齿(3)相连的每个表面上均具有第一凸起(2B)和第二凸起(2C),所述第一凸起(2B)靠近所述机座(1)的轴线,所述第二凸起(2C)远离所述机座(1)的轴线,且所述第一凸起(2B)与所述第二凸起(2C)在所述机座(1)的径向上的距离(D1)等于所述定子齿(3)在所述机座(1)的径向上的高度(H1)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的轴向磁通定子组件,其特征在于,所述定子轭(2)包括第一定子轭(21)、轭部隔磁块(22)、以及第二定子轭(23),所述第一定子轭(21)、所述轭部隔磁块(22)和所述第二定子轭(23)依次层叠布置呈块状结构。
6.根据权利要求1所述的轴向磁通定子组件,其特征在于,所述定子齿(3)包括定子齿根(31)、第一齿体(32)、第二齿体(33)、第一极靴(34)、以及第二极靴(35);
所述第一齿体(32)、所述第二齿体(33)分别位于所述定子齿根(31)相对的第一侧面(31A)处和第二侧面(31B)处,且分别与所述第一侧面(31A)和所述第二侧面(31B)相连;
所述第一极靴(34)位于所述第一齿体(32)远离所述定子齿根(31)的一端,且与所述第一齿体(32)相连;
所述第二极靴(35)位于所述第二齿体(33)远离所述定子齿根(31)的一端,且与所述第二齿体(33)相连。
7.根据权利要求6所述的轴向磁通定子组件,其特征在于,所述定子齿根(31)相对的第三侧面(31C)和第四侧面(31D)分别用于与相邻的两个定子轭(2)相连,所述第一齿体(32)和所述第二齿体(33)上均缠绕有所述定子绕组(4)。
8.根据权利要求7所述的轴向磁通定子组件,其特征在于,在垂直于所述第三侧面(31C)的方向上,所述第三侧面(31C)和所述第四侧面(31D)之间的距离(D2),大于所述第一齿体(32)的宽度(W1),且大于所述第二齿体(33)的宽度(W2)。
9.根据权利要求7所述的轴向磁通定子组件,其特征在于,所述第三侧面(31C)上具有第三凸起(31E)和第四凸起(31F),所述第三凸起(31E)和所述第四凸起(31F)沿所述机座(1)的轴线方向分布,且所述第三凸起(31E)与所述第四凸起(31F)在所述机座(1)的轴线方向上的距离(D3)等于所述定子轭(2)在所述机座(1)的轴线方向上的厚度(T1)。
10.根据权利要求7所述的轴向磁通定子组件,其特征在于,所述第四侧面(31D)上具有第五凸起(31G)和第六凸起(31H),所述第五凸起(31G)和所述第六凸起(31H)沿所述机座(1)的轴线方向分布,且所述第五凸起(31G)与所述第六凸起(31H)在所述机座(1)的轴线方向上的距离(D4)等于所述定子轭(2)在所述机座(1)的轴线方向上的厚度(T1)。
11.根据权利要求6-10任一项所述的轴向磁通定子组件,其特征在于,所述定子齿(3)还包括齿部隔磁块(36);
所述定子齿根(31)的第五侧面(31I)上具有通孔(31J),所述通孔(31J)位于所述第五侧面(31I)的中部,所述齿部隔磁块(36)位于所述通孔(31J)内,且与所述通孔(31J)的内壁相连。
12.一种电机,其特征在于,所述电机包括如权利要求1-11任一项所述的轴向磁通定子组件(01)。
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