CN116937831A - 定子组件及具有其的电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定子组件及具有其的电机，其中的定子组件包括绝缘骨架具有护齿，护齿包括连接部，护齿具有插接结构，定子铁芯具有定子齿，定子齿包括绕线部，沿定子铁芯的轴向，定子齿具有端面，端面上设置有插接配合结构，插接结构用于和插接配合结构插接配合以使绝缘骨架装配在定子铁芯上，沿定子铁芯的周向，连接部的宽度小于等于绕线部的宽度。根据本发明，当插接结构与插接配合结构插接配合时，可实现绝缘骨架装配在定子铁芯上，而且护齿的连接部的宽度小于等于定子齿的绕线部的宽度，因此当绝缘骨架装配在定子铁芯上时，能够减少绝缘骨架对定子齿两侧的定子槽有效槽面积的占用。

Description

定子组件及具有其的电机

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种定子组件及具有其的电机。

背景技术

电机绝缘骨架主要使绕组和定子铁芯之间保持绝缘，同时支撑较多的绕组缠绕在定子铁芯上，且不影响转子正常旋转。绝缘骨架在与定子铁芯装配时需要使绝缘骨架固定在定子铁芯上，通常使用齿部嵌入结构或者在绝缘骨架的外环壁边缘设置卡扣完成固定。然而，绝缘骨架采用齿部嵌入结构从两端卡在定子铁芯的定子齿上时会额外占用电机有效槽面积(如图10所示)，在绝缘骨架的外环壁设置卡扣(如图12所示)与定子铁芯上的卡接配合部卡扣连接时容易拉扯骨架，使骨架受到径向拉力，导致骨架内径圆度发生改变，影响骨架绕线。

发明内容

因此，本发明提供一种定子组件，能够解决绝缘骨架采用齿部嵌入结构从两端卡在定子铁芯的定子齿上时会额外占用电机有效槽面积的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种定子组件，包括：定子铁芯和绝缘骨架，所述绝缘骨架具有护齿，所述护齿包括连接部，所述护齿具有插接结构，所述定子铁芯具有定子齿，所述定子齿包括绕线部，沿所述定子铁芯的轴向，所述定子齿具有端面，所述端面上设置有插接配合结构，所述插接结构用于和所述插接配合结构插接配合以使所述绝缘骨架装配在所述定子铁芯上，沿所述定子铁芯的周向，所述连接部的宽度小于等于所述绕线部的宽度。

在一些实施方式中，所述插接配合结构为构造在所述端面上的凹槽，所述插接结构为沿所述护齿向靠近所述定子铁芯一侧延伸的插体。

在一些实施方式中，所述定子齿还包括处于所述绕线部一侧的靴部，所述靴部具有背离所述绕线部的径向内侧面，所述凹槽构造于所述靴部，且所述凹槽具有处于所述径向内侧面上的开口，所述护齿还包括处于所述连接部一端的挡线部，所述插体处于所述挡线部朝向所述靴部的一侧。

在一些实施方式中，沿所述定子铁芯的径向，所述凹槽的第一深度为t，所述插体的厚度为t1，0.43≤t1/t≤0.71。

在一些实施方式中，所述插体与所述凹槽过盈配合。

在一些实施方式中，所述凹槽的宽度为w，所述插体的宽度为w1，0.08mm≤w1-w≤0.12mm。

在一些实施方式中，所述绝缘骨架的数量为两个，两个所述绝缘骨架分别装配在所述定子铁芯的轴向两端。

本发明还提供一种电机，包括上述的定子组件。

在一些实施方式中，所述电机还包括转子铁芯，沿所述转子铁芯的轴向，所述转子铁芯的高度高于所述定子铁芯的高度，所述转子铁芯与定子铁芯的单侧高度差为△h，所述插体的高度为h，0.46≤h/△h≤0.76。

在一些实施方式中，5mm≤△h≤10mm。

本发明提供的一种定子组件及具有其的电机，具有以下有益效果：

通过在定子铁芯的定子齿的端面上设置插接配合结构，在绝缘骨架的护齿上设置插接结构，当插接结构与插接配合结构插接配合时，可实现绝缘骨架装配在定子铁芯上，而且护齿的连接部的宽度小于等于定子齿的绕线部的宽度，因此当绝缘骨架装配在定子铁芯上时，能够减少绝缘骨架对定子齿两侧的定子槽有效槽面积的占用。同时采用插接结构与插接配合结构插接配合也可以使绝缘骨架不受径向拉力，这样也可以解决现有技术中边缘卡扣固定连接对绝缘骨架内径圆度的影响，为电机方案设计提供更多可能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例的定子组件的爆炸示意图；

图2为本发明实施例的定子组件的结构示意图；

图3为本发明实施例的定子组件的上绝缘骨架的结构示意图；

图4为本发明实施例的定子组件的下绝缘骨架的结构示意图；

图5为本发明实施例的定子组件的部分结构的爆炸示意图；

图6为图5中本发明实施例的定子组件的另一视角示意图；

图7为本发明实施例的定子组件的局部结构的示意图；

图8为本发明实施例的定子组件的定子铁芯的部分结构的俯视图；

图9为本发明实施例的定子组件的绝缘骨架的部分结构的侧视图；

图10为现有技术的绝缘骨架采用齿部嵌入结构从两侧卡在定子铁芯的定子齿上时的俯视图；

图11为图10中现有技术的绝缘骨架采用齿部嵌入结构从两侧卡在定子铁芯的定子齿上时的A处放大示意图；

图12为现有技术的绝缘骨架的外环壁设置卡扣的结构示意图；

图13为本发明实施例的定子组件的有效槽面积与现有技术的定子组件的有效槽面积的对比示意图；

图14为本发明实施例的绝缘骨架与现有技术的绝缘骨架缠绕绕组后的形变量对比示意图；

图15为本发明实施例的电机的定子铁芯的磁密变化与现有技术的电机的定子铁芯的磁密变化的对比示意图。

附图标记表示为：

1、定子铁芯；11、绕线部；12、靴部；13、定子轭环；2、绝缘骨架；21、连接部；22、插体；23、挡线部；24、外环壁；3、凹槽；4、进出线槽口；5、凸台；6、绑线柱；7、齿部嵌入结构；8、卡扣。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

结合参见图1至图15所示，根据本发明的实施例，提供一种定子组件，包括：定子铁芯1和绝缘骨架2，绝缘骨架2具有护齿，护齿包括连接部21，护齿具有插接结构，定子铁芯1具有定子齿，定子齿包括绕线部11，沿定子铁芯1的轴向，定子齿具有端面，端面上设置有插接配合结构，插接结构用于和插接配合结构插接配合以使绝缘骨架2装配在定子铁芯1上，沿定子铁芯1的周向，连接部21的宽度小于等于绕线部11的宽度。该技术方案中，通过在定子铁芯1的定子齿的端面上设置插接配合结构，在绝缘骨架2的护齿上设置插接结构，当插接结构与插接配合结构插接配合时，可实现绝缘骨架2装配在定子铁芯1上，而且护齿的连接部21的宽度小于等于定子齿的绕线部11的宽度，因此当绝缘骨架2装配在定子铁芯1上时，能够减少绝缘骨架2对定子齿两侧的定子槽有效槽面积的占用。同时采用插接结构与插接配合结构插接配合也可以使绝缘骨架2不受径向拉力，这样也可以解决现有技术中边缘卡扣固定连接对绝缘骨架内径圆度的影响，为电机方案设计提供更多可能。优选的，护齿的连接部21的宽度等于定子齿的绕线部11的宽度。关于绕组在定子槽内的绝缘，可以考虑在定子槽内铺设绝缘纸。

图10为现有技术的绝缘骨架采用齿部嵌入结构7从两端卡在定子铁芯1的定子齿上时的俯视图，从图中可以看出，现有技术中的绝缘骨架占用了定子齿两侧形成的定子槽的空间，使得定子槽的容纳空间有所减少，因此定子槽的有效槽面积被占用。

图12为现有技术的绝缘骨架的外环壁设置卡扣8的结构示意图，由于采用卡扣连接时往往存在着相互拉拽，因此绝缘骨架会受到径向拉力，径向拉力会使得骨架内径圆度发生改变，从而影响骨架绕线，降低电机试制效率。

结合参见图1和图5所示，插接配合结构为构造在端面上的凹槽3，插接结构为沿护齿向靠近定子铁芯1一侧延伸的插体22。

在本实施例中，绝缘骨架2为注塑结构，其本身结构强度较低，如果将凹槽3构造在绝缘骨架2上会使得其结构强度更低，因此在绝缘骨架2的护齿上增设插体22，在定子铁芯1的定子齿上构造凹槽3更合适。

结合参见图1和图5所示，定子齿还包括处于绕线部11一侧的靴部12，靴部12具有背离绕线部11的径向内侧面，凹槽3构造于靴部12，且凹槽3具有处于径向内侧面上的开口，护齿还包括处于连接部21一端的挡线部23，插体22处于挡线部23朝向靴部12的一侧。

该技术方案中，通过将凹槽3构造在靴部12，且凹槽3具有处于靴部12的径向内侧面上的开口，将插体22设置在挡线部23朝向靴部12的一侧，当插体22插在凹槽3内时，能够阻挡定子铁芯1端部的部分磁力线，使磁力线更多地向定子铁芯1的中间段分布，使整体定子铁芯1的磁密更加均匀，减小损耗。其中，护齿的连接部21参与支撑每相绕组，护齿的挡线部23用于阻挡每相绕组以使每相绕组被固定在定子槽内。

进一步，由于本申请的绝缘骨架2不占用电机有效槽面积，因此绝缘骨架2的挡线部23可以进行适当加厚设计，这样可以提高绝缘骨架2的结构强度，防止电机绕组匝数较多使得绝缘骨架2的护齿的径向形变量大于定转子间气隙，阻碍电机转子旋转，提高电机整体试制效率。

结合参见图8和图9所示，沿定子铁芯1的径向，凹槽3的第一深度为t，插体22的厚度为t1，0.43≤t1/t≤0.71。

该技术方案中，插体22的厚度较小时不能保证绝缘骨架的结构强度，增加零件加工难度，插体22的厚度较大时护齿的厚度超过定子铁芯内径，造成定转子间气隙减小，影响电机正常运转，优选地，0.43≤t1/t≤0.71。

在一种具体的实施方式中，沿定子铁芯1的轴向，插体22的高度小于等于凹槽3的第二深度，这样能够使插体22完全容纳在凹槽3内，从而保证定子铁芯1和绝缘骨架2之间配合的紧密性。优选的，插体22与挡线部23一体成型，插体22的高度与凹槽3的第二深度相同。

更为具体的，为了保证定子铁芯1与绝缘骨架2之间装配的牢固性和稳定性，插体22与凹槽3过盈配合。

结合参见图7所示，凹槽3的宽度为w，插体22的宽度为w1，0.08mm≤w1-w≤0.12mm。

在本实施例中，使插体22的宽度大于凹槽3的宽度，从而形成过盈配合，当插体22的宽度较大也就是过盈量较大时，容易对绝缘骨架嵌入结构造成一定的破坏，插体22的宽度较小也就是过盈量较小时，会降低绝缘骨架与定子铁芯之间的配合稳定性，优选地，使0.08≤w1-w≤0.12，方便后续绕线，提高电机试制效率。

具体的，绝缘骨架2的数量为两个，两个绝缘骨架2分别装配在定子铁芯1的轴向两端。

在本实施例中，其中一个绝缘骨架2为上绝缘骨架，另一个绝缘骨架2为下绝缘骨架，上绝缘骨架主要作用是汇总三相绕组，下绝缘骨架的主要作用是方便每相绕组绕制时的排布和跨线。上绝缘骨架和下绝缘骨架还均包括外环壁24，护齿处于外环壁24的径向内侧，下绝缘骨架的外环壁24为绕组的跨线提供路径和空间。更具体的，上绝缘骨架的外环壁24具有避让口，避让口处设置有绑线柱6，当绕组都绕制完成后，将所有相的引出线进行汇总，固定在绑线柱上，防止转子旋转时刮到引出线。下绝缘骨架的外环壁24上构造有进出线槽口4，进出线槽口4的位置靠近定子铁芯1和绝缘骨架2的齿部，方便每相绕组在齿部进出；下绝缘骨架的外环壁24的外圆周面上设置有凸台5，用来规划每相绕组的排布。图2所示为本申请的上下绝缘骨架与定子铁芯1装配在一起的结构示意图，上下绝缘骨架固定在定子铁芯1上，方便后续绕线。

本发明还提供一种电机，包括上述的定子组件。

结合参见图7所示，电机还包括转子铁芯，沿转子铁芯的轴向，转子铁芯的高度高于定子铁芯1的高度，转子铁芯与定子铁芯1的单侧高度差为△h，插体22的高度为h，优选地，0.46≤h/△h≤0.76，在此范围内，能够进一步减小两端定子铁芯的端部磁密，改善磁力线走向，使更多磁力线分布在中间段定子铁芯，改善电机铁耗。

具体的，转子铁芯与定子铁芯1的高度差主要影响定子铁芯1两端的磁密分布，△h越大，两端定子铁芯的磁密值越大，整体定子铁芯磁密越不均匀，在铁氧体电机设计中往往使5mm≤△h≤10mm。

图13为本申请的绝缘骨架和现有技术的绝缘骨架的仿真显示，本申请的绝缘骨架的有效槽面积相比原骨架增加8.8％，为电机设计提供更多空间。

图14为本申请的绝缘骨架和现有技术的绝缘骨架的结构强度的仿真显示，本申请的绝缘骨架的形变量相比原骨架减小22.1％，提高了电机试制效率。

图15为本申请的电机和现有技术的电机的电磁仿真结果显示，本申请电机的定子铁芯两端的最大磁密值相对原电机平均减小2.96％，中间段定子铁芯的最大磁密值相对原电机增加11.75％，使整体定子铁芯磁密更加均匀，明显提高了定子铁芯的铁磁材料利用率。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各方式的有利技术特征可以自由地组合、叠加。

以上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。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种定子组件，其特征在于，包括定子铁芯(1)和绝缘骨架(2)，所述绝缘骨架(2)具有护齿，所述护齿包括连接部(21)，所述护齿具有插接结构，所述定子铁芯(1)具有定子齿，所述定子齿包括绕线部(11)，沿所述定子铁芯(1)的轴向，所述定子齿具有端面，所述端面上设置有插接配合结构，所述插接结构用于和所述插接配合结构插接配合以使所述绝缘骨架(2)装配在所述定子铁芯(1)上，沿所述定子铁芯(1)的周向，所述连接部(21)的宽度小于等于所述绕线部(11)的宽度。

2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述插接配合结构为构造在所述端面上的凹槽(3)，所述插接结构为沿所述护齿向靠近所述定子铁芯(1)一侧延伸的插体(22)。

3.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，所述定子齿还包括处于所述绕线部(11)一侧的靴部(12)，所述靴部(12)具有背离所述绕线部(11)的径向内侧面，所述凹槽(3)构造于所述靴部(12)，且所述凹槽(3)具有处于所述径向内侧面上的开口，所述护齿还包括处于所述连接部(21)一端的挡线部(23)，所述插体(22)处于所述挡线部(23)朝向所述靴部(12)的一侧。

4.根据权利要求3所述的定子组件，其特征在于，沿所述定子铁芯(1)的径向，所述凹槽(3)的第一深度为t，所述插体(22)的厚度为t1，0.43≤t1/t≤0.71。

5.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，所述插体(22)与所述凹槽(3)过盈配合。

6.根据权利要求5所述的定子组件，其特征在于，所述凹槽(3)的宽度为w，所述插体(22)的宽度为w1，0.08mm≤w1-w≤0.12mm。

7.根据权利要求1至6任一项所述的定子组件，其特征在于，所述绝缘骨架(2)的数量为两个，两个所述绝缘骨架(2)分别装配在所述定子铁芯(1)的轴向两端。

8.一种电机，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的定子组件。

9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，还包括转子铁芯，沿所述转子铁芯的轴向，所述转子铁芯的高度高于所述定子铁芯(1)的高度，所述转子铁芯与定子铁芯(1)的单侧高度差为△h，所述插体(22)的高度为h，0.46≤h/△h≤0.76。

10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，5mm≤△h≤10mm。