CN117118104A - 复合型电机定子磁芯及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种复合型电机定子磁芯及其制造方法。所述复合型电机定子磁芯包括：第一磁芯形成部和第二磁芯形成部，所述第一磁芯形成部具有至少一嵌套孔，所述第二磁芯形成部位于所述第一磁芯形成部的嵌套孔内；其中，所述第一磁芯形成部的制成材料与所述第二磁芯形成部的制成材料不同。

Description

复合型电机定子磁芯及其制造方法

技术领域

本发明涉及电机定子领域，具体涉及一种复合型电机定子磁芯及其制造方法。

背景技术

电机是常用的电磁型驱动装置。电机主要包括电机定子和电机转子。通常，电机定子包括圆筒状磁芯和布置于磁芯内的多个绕组，可与外部电源连接。电机转子在圆筒状磁芯内，电机定子的绕组通电后，形成电磁场，电机转子在电磁场的作用下转动。

电机定子是电机的重要组成部分，然而，电机定子现有的生产技术仍存在一些缺陷。具体地，目前，电机定子的磁芯的制成材料多以硅钢为主，且硅钢的生产加工技术成熟，相对易于加工，生产加工稳定性较高，硅钢常被作为制造电机定子的磁芯的首选材料。然而，随着电机应用技术的发展，超高速电机的应用前景越来越广阔，超高速的电机需求越来越迫切，这也为电机带来了越来越大的挑战。理论上，可通过增加电机的励磁频率来提高电机转速，然而，励磁频率的增加会导致磁芯损耗增加，甚至导致电机定子的磁芯无法正常使用。

已有技术提出通过改变电机定子的磁芯的选材来解决超高速电机的磁芯损耗的问题。例如，目前，有技术提出采用非晶软磁合金来制造电机定子的磁芯。非晶软磁合金为一种优异的软磁材料，具有高饱和磁通密度、高磁导率的特点，其对应的磁芯损耗仅为硅钢材料对应的磁芯损耗的1/5左右，在电力电子行业中被广泛应用。

然而，通常，非晶软磁合金的硬度较高，经过加热固化处理后韧性急剧下降，导致其被加工后得到的成品的形状受到限制。目前，国内主要通过线切割、水刀切割、激光切割、冲片、辊剪等方式对用于电机定子的非晶软磁合金进行处理。然而，由于非晶软磁合金的硬度较高、经过热处理后韧性不足的特性，各类用于电机定子的非晶软磁合金的加工技术均出现瓶颈。例如，线切割和激光切割加工效率较低，且在线切割和激光切割加工过程中，非晶软磁合金容易出现层间短路，导致电机定子的磁芯损耗增加；在水刀切割加工工程中，非晶软磁合金容易出现切割端面受损严重，导致电机定子的磁芯的性能恶化；在冲压加工过程中，由于非晶软磁合金的硬度较高，冲压模具容易受损，导致冲压模具无法长时间使用。

例如，1999年12月，联合讯号股份有限公司公开的国际专利WO99066624A1公开了一种用于径向通电电动机的非晶金属定子，提出了采用非晶金属制造定子的磁芯，并提出了齿部和轭部分离的结构设计方案和C形叠加的结构设计方案。然而，齿部和轭部分离的结构设计方案中齿部和轭部的间隙较大，C形叠加的结构设计方案中尺寸无法精准控制。

2004年8月，梅特格拉斯公司公开的美国专利US20040150285A1公开了一种用于电动机的低铁损非晶金属磁性元件，提出了以叠层固化切割的方式加工非晶金属材料，例如，块体切割方式和冲压方式。然而，由于非晶金属材料硬度较大，切割损耗大的问题仍亟待解决。

2010年12月，安泰科技股份有限公司公开的中国专利CN101286676B公开了一种用于高速电机的非晶合金定子铁芯的制备方法，提出了通过对非晶带材依次进行叠片、退火、浸漆、固化、切割的方式制造非晶定子铁芯，其中，切割过程中采用线割，这会增加层间损耗，并且这样的加工方式的加工效率较低。

2013年9月，安泰科技股份有限公司公开的中国专利CN102361374B公开了一种电机用护盒式非晶、微晶或纳米晶合金定子铁芯及其制备方法，提出了采用冲片后叠加退火的方式制造非晶、微晶或纳米晶合金定子铁芯，以提升铁芯的性能。然而，由于非晶材料硬度较大，单层材料较薄，冲压模具无法长时间运行，仍是批量生产的瓶颈。

2020年3月，安泰科技股份有限公司公开的中国专利CN106602754B公开了一种径向磁场电机用非晶-硅钢复合定子铁芯及其制造方法，提出了对非晶片与硅钢片进行叠片，然后采用切割一体成型的方式制造非晶-硅钢复合定子铁芯，这种方式在一定程度上改善了定子铁芯的强度，但是加工效率受限。

因此，需要一种复合型电机定子磁芯设计方案。

发明内容

本申请的一个优势在于提供了一种复合型电机定子磁芯及其制造方法，其中，本申请提供了一种复合型电机定子磁芯的结构设计方案，所述复合型电机定子磁芯中部分结构采用磁性性能较为优异的材料，例如，非晶材料；所述复合型电机定子磁芯能够降低定子的磁芯损耗的同时降低磁芯中非晶材料的结构损耗。

本申请的另一个优势在于提供了一种复合型电机定子磁芯及其制造方法，其中，所述复合型电机定子磁芯中，部分结构采用硅钢材料，部分采用非晶材料，充分地利用了硅钢材料和非晶材料各自的优势，具体地，充分地利用了硅钢材料的结构稳定性高的特点和非晶材料对应的磁芯损耗低的特点，同时，可通过对非晶材料和硅钢材料的结构配置、对非晶材料的加工方式的选择来降低对非晶体的结构损耗。

本申请的又一个优势在于提供了一种复合型电机定子磁芯及其制造方法，其中，在所述复合型电机定子磁芯的制造过程中，对硅钢材料的加工方式和对非晶材料的加工方式不同，相互独立，可以提高硅钢材料和非晶材料各自的加工灵活度，进一步地，可以选择对非晶材料的结构损耗较小的加工方式来加工所述非晶材料。

为了实现上述至少一优势或其他优势和目的，根据本申请的一个方面，提供了一种复合型电机定子磁芯，其包括：

第一磁芯形成部，所述第一磁芯形成部具有至少一嵌套孔；和

第二磁芯形成部，所述第二磁芯形成部位于所述第一磁芯形成部的嵌套孔内；

其中，所述第一磁芯形成部的制成材料与所述第二磁芯形成部的制成材料不同。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，所述第一磁芯形成部的制成材料为硅钢材料，所述第二磁芯形成部的制成材料为非晶材料，其中，所述非晶材料选自非晶合金材料和纳米晶合金材料其中之一。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，所述第一磁芯形成部包括多层第一叠片，多个所述第一叠片沿所述第一叠片所设定的厚度方向相互叠置。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，至少部分所述第一叠片具有嵌套子孔，各个所述第一叠片的所述嵌套子孔在所述第一叠片所设定的厚度方向上相互对应，共同形成所述嵌套孔。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，各个所述第一叠片的所述嵌套子孔的尺寸一致。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，至少部分所述第一叠片的所述嵌套子孔的尺寸不同。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，所述第一磁芯形成部在其所设定的厚度方向上具有相对的第一上表面和第一下表面，所述第一磁芯形成部包括上部、中部和下部，所述第一磁芯形成部的上部的所述第一叠片的所述嵌套子孔从下至上尺寸依次减小，所述第一磁芯形成部的下部的第一叠片的所述嵌套子孔从下至上尺寸依次增大。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，所述第二磁芯形成部包括多层第二叠片，多个所述第二叠片沿所述第二叠片所设定的厚度方向上相互叠置。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，所述第二叠片的叠置方向与所述第一叠片的叠置方向相同。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，所述第二叠片的叠置方向与所述第一叠片的叠置方向不同。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，多个所述第二叠片的叠置方向与所述第一磁芯形成部所设定的切向方向一致。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，多个所述第二叠片的叠置方向与所述第一磁芯形成部所设定的径向方向一致。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，所述第二磁芯形成部包括至少一条第二磁片，所述第二磁片通过卷绕形成相互叠置的多个第二叠片。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，所述第二磁芯形成部为非叠层结构。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，所述第二磁芯形成部具有第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁在所述第一磁芯形成部所设定的周向上相对，所述第三侧壁和所述第四侧壁在所述第一磁芯形成部所设定的径向上相对，所述第三侧壁包括第一转折面和第二转折面，所述第一转折面的一侧边与所述第二转折面的一侧边相接，所述第一转折面的另一侧边与所述第一侧壁的一侧边相接，所述第二转折面的另一侧边与所述第二侧壁的一侧边相接，所述第一转折面与所述第二转折面之间存在夹角，所述第一转折面与所述第一侧壁之间存在夹角，所述第二转折面与所述第二侧壁之间存在夹角。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，所述第一磁芯形成部在其所设定的厚度方向上具有相对的第一上表面和/或第一下表面，所述第二磁芯形成部不超出所述第一上表面和所述第一下表面。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的一实施方式中，所述第一磁芯形成部在所述复合型电机定子磁芯所设定的厚度方向上具有相对的第一上表面和第一下表面，所述第二磁芯形成部超出所述第一上表面和/或所述第一下表面。

根据本申请的另一方面，本申请提出了一种复合型电机定子磁芯的制造方法，其包括：

形成第一磁芯形成部，其中，所述第一磁芯形成部具有至少一嵌套孔；

形成第二磁芯形成部，其中，所述第二磁芯形成部的制成材料与所述第一磁芯形成部的制成材料不同；以及

将所述第二磁芯形成部置于所述第一磁芯形成部的所述嵌套孔内。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的制造方法的一实施方式中，形成第一磁芯形成部，包括：形成多个第一叠片，至少部分所述第一叠片具有嵌套子孔；和沿所述第一叠片所设定的厚度方向叠置多个所述第一叠片，其中，各个所述第一叠片的所述嵌套子孔在所述第一叠片所设定的厚度方向上相互对应，共同形成所述嵌套孔。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的制造方法的一实施方式中，形成第二磁芯形成部，包括：形成多个相互叠置的第二叠片。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的制造方法的一实施方式中，通过切片的方式形成多个相互叠置的第二叠片；或者；通过卷绕的方式形成多个相互叠置的第二叠片。

在根据本申请所述的复合型电机定子磁芯的制造方法的一实施方式中，所述第一磁芯形成部在其所设定的厚度方向上具有相对的第一上表面和第一下表面，所述的复合型电机定子磁芯的制造方法还包括：去除所述第二磁芯形成部的超出所述第一磁芯形成部的第一上表面的部分和/或超出所述第一磁芯形成部的第一下表面的部分。

通过对随后的描述和附图的理解，本申请进一步的目的和优势将得以充分体现。

本申请的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

以下基于附图中所示的实施例来解释本发明，其中相似或相同的元件具有相同的参考标记。

图1图示了根据本申请实施例的复合型电机定子磁芯的一实施方式的拆解示意图。

图2图示了根据本申请实施例的复合型电机定子磁芯的另一实施方式的拆解示意图。

图3图示了根据本申请实施例的复合型电机定子磁芯的又一实施方式的拆解示意图。

图4图示了根据本申请实施例的复合型电机定子磁芯的又一实施方式的拆解示意图。

图5图示了根据本申请实施例的复合型电机定子磁芯的又一实施方式的拆解示意图。

图6图示了根据本申请实施例的复合型电机定子磁芯的制造方法的一实施方式的部分过程示意图。

图7图示了根据本申请实施例的复合型电机定子磁芯的制造方法的流程示意图。

图8图示了根据本申请实施例的复合型电机定子磁芯的制造方法的一实施方式的流程示意图。

具体实施方式

以下说明书和权利要求中使用的术语和词不限于字面的含义，而是仅由发明人使用以使得能够清楚和一致地理解本申请。因此，对本领域技术人员很明显仅为了说明的目的而不是为了如所附权利要求和它们的等效物所定义的限制本申请的目的而提供本申请的各种实施例的以下描述。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

虽然比如“第一”、“第二”等的序数将用于描述各种组件，但是在这里不限制那些组件。该术语仅用于区分一个组件与另一组件。例如，第一组件可以被称为第二组件，且同样地，第二组件也可以被称为第一组件，而不脱离本申请构思的教导。在此使用的术语“和/或”包括一个或多个关联的列出的项目的任何和全部组合。

在这里使用的术语仅用于描述各种实施例的目的且不意在限制。如在此使用的，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地指示例外。另外将理解术语“包括”和/或“具有”当在该说明书中使用时指定所述的特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组合的存在，而不排除一个或多个其它特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组的存在或者附加。

申请概述：硅钢常被作为制造电机定子的磁芯的首选材料。然而，超高速的电机需求越来越迫切。理论上，可通过增加电机的励磁频率来提高电机转速，然而，励磁频率的增加会导致磁芯损耗增加，甚至导致电机定子的磁芯无法正常使用。

目前，有技术提出采用非晶软磁合金来制造电机定子的磁芯。然而，通常，非晶软磁合金的硬度较高，经过加热固化处理后韧性急剧下降，导致其被加工后得到的成品的形状受到限制，非晶软磁合金容易出现层间短路、非晶软磁合金容易出现切割端面受损严重、冲压模具容易受损等。

因此，需要一种复合型电机定子磁芯设计方案。

本申请提出采用两种或两种以上的材料形成电机定子磁芯，充分利用不同材料各自的优势。例如，电机定子磁芯中，部分结构采用硅钢材料，部分采用非晶材料，充分地利用硅钢材料和非晶材料各自的优势。具体地，充分地利用了硅钢材料的结构稳定性高的特点和非晶材料对应的磁芯损耗低的特点。同时，可通过对非晶材料和硅钢材料的结构配置、对非晶材料的加工方式的选择来降低对非晶体的结构损耗。这样，电机定子磁芯能够降低定子的磁芯损耗的同时降低磁芯中非晶材料的结构损耗。

基于此，本申请提出一种复合型电机定子磁芯，其包括：第一磁芯形成部和第二磁芯形成部，所述第一磁芯形成部具有至少一嵌套孔，所述第二磁芯形成部位于所述第一磁芯形成部的嵌套孔内；其中，所述第一磁芯形成部的制成材料与所述第二磁芯形成部的制成材料不同。

示意性复合型电机定子磁芯：如图1至图8所示，根据本申请实施例的复合型电机定子磁芯被阐明。本申请提供了一种复合型电机定子磁芯的结构设计方案，提出采用两种或两种以上的材料形成电机定子磁芯，充分利用不同材料各自的优势。相应地，在本申请实施例中，所述复合型电机定子磁芯包括：第一磁芯形成部 10和第二磁芯形成部 20，所述第一磁芯形成部 10具有至少一嵌套孔 101，所述第二磁芯形成部 20位于所述第一磁芯形成部 10的嵌套孔 101内；其中，所述第一磁芯形成部 10的制成材料与所述第二磁芯形成部20的制成材料不同。

可选地，所述第一磁芯形成部 10的制成材料为硅钢材料，所述第二磁芯形成部20的制成材料为非晶材料。具体地，所述非晶材料可选自以下一种或多种材料：非晶FeSiB系合金材料、纳米晶FeSiBMCu系合金材料，其中，M为Nb、Mo、V等元素。

硅钢材料的生产加工技术成熟，相对易于加工，生产加工稳定性较高，相应地，由硅钢材料加工形成的第一磁芯形成部 10的结构稳定性较高，因此，本申请将由硅钢材料加工形成的第一磁芯形成部 10作为所复合型电机定子磁芯的主框架，即，主体部分。非晶材料的磁性性能优异，具有高饱和磁通密度、高磁导率的特点，能够降低磁芯损耗，然而，非晶材料加热固化后韧性较差，在后续加工过程中容易造成结构损耗。

进一步地，本申请通过对非晶材料和硅钢材料的结构配置、对非晶材料的加工方式的选择来降低对非晶体的结构损耗。

本申请在所述第一磁芯形成部 10中设计所述嵌套孔 101，将由加热固化后韧性较差的非晶材料加工形成的第二磁芯形成部 20嵌套其中，能够在一定程度上对所述第二磁性形成部起到保护作用，提高所复合型电机定子磁芯整体的结构稳定性。这样，本申请充分地利用了硅钢材料的结构稳定性高的特点和非晶材料对应的磁芯损耗低的特点，并通过将硅钢材料形成的第一磁芯形成部 10作为主框架，将非晶材料形成的第二磁芯形成部 20嵌套于第一磁芯形成部 10内的结构配置方式在一定程度上降低磁芯中非晶材料的结构损耗。

具体地，所述第一磁芯形成部 10包括多层第一叠片 11，多个所述第一叠片 11沿所述第一叠片 11所设定的厚度方向相互叠置。在本申请实施例中，所述第一磁芯形成部10所设定厚度方向，以及，所述复合型电机定子磁芯所设定的厚度方向与所述第一叠片 11所设定的厚度方向一致。

所述第一叠片 11具有外周部和从所述外周部向内延伸的内延部，以及，位于所述内延部的中空孔。多个所述第一叠片 11的外周部相互对应，多个所述第一叠片 11的内延部相互对应，多个所述第一叠片 11的中空孔相互对应。多个所述第一叠片 11相互叠置时，多个所述第一叠片 11的外周部形成所述第一磁芯形成部 10的外周部分 110，多个所述第一叠片 11的内延部形成所述第一磁芯形成部 10的内延部分 120，多个所述第一叠片 11的中空孔形成所述第一磁芯形成部 10的中空腔 130，所述第一磁芯形成部 10的中空腔130适于为电机的转子提供容置空间和活动空间。

在本申请实施例中，至少部分所述第一叠片 11的内延部具有嵌套子孔，各个所述第一叠片 11的所述嵌套子孔在所述第一叠片 11所设定的厚度方向上相互对应，共同形成所述嵌套孔 101。

值得一提的是，各个所述第一叠片 11的所述嵌套子孔在所述第一叠片 11所设定的厚度方向上相互对应主要是指：各个所述第一叠片 11的所述嵌套子孔在所述第一叠片11所设定的厚度方向上至少部分重叠，相互连通，并不要求各个所述第一叠片 11的所述嵌套子孔的尺寸和形状完全一致。

相应地，在本申请的一些实施方式中，各个所述第一叠片 11的所述嵌套子孔的尺寸一致；在本申请的另一些实施方式中，至少部分所述第一叠片 11的所述嵌套子孔的尺寸不同。

例如，在本申请的一实施方式中，所述第一磁芯形成部 10在其所设定的厚度方向上具有相对的第一上表面 102和第一下表面 103，所述第一磁芯形成部 10包括上部 140、中部 150和下部 160；如图5所示，所述第一磁芯形成部 10的上部 140的所述第一叠片 11的所述嵌套子孔从下至上尺寸依次减小，所述第一磁芯形成部 10的下部 160的第一叠片11的所述嵌套子孔从下至上尺寸依次增大。

所述第一磁芯形成部 10的形成方式并不为本申请所局限。所述第一磁芯形成部10可通过对硅钢材料进行冲压的方式形成。更具体地，依次对硅钢材料进行冲片、热处理、叠片处理。

如前所述，非晶材料在加热固化后韧性较差，如果将非晶材料层和硅钢材料层相互叠置，一起采用冲压成型，对非晶材料层容易造成结构损耗。

在本申请对复合型电机定子磁芯的结构设计中，硅钢材料形成的第一磁芯形成部10和非晶材料形成的第二磁芯形成部 20在结构上相互独立。相应地，在制造复合型电机定子磁芯的过程中，硅钢材料与非晶材料并无相互叠置的关系，可被分别独立加工。后续，由硅钢材料加工形成的第一磁芯形成部 10和由非晶材料加工形成的第二磁芯形成部 20可组装形成所述复合型电机定子磁芯。

本申请对硅钢材料的加工方式和对非晶材料的加工方式不同，相互独立，可以提高硅钢材料和非晶材料各自的加工灵活度，进一步地，可以选择对非晶材料的结构损耗较小的加工方式来加工所述非晶材料。

应可以理解，非晶材料厚度越薄，涡流越小，材料的损耗越低。原则上采用越薄的材料能改善磁芯损耗。在本申请实施例中，由非晶合金形成的所述第二叠片 21的厚度约25μm，由非晶纳米晶形成的所述第二叠片 21的厚度为14-23μm，优选地，由非晶纳米晶形成的所述第二叠片 21的厚度为14-16μm，具有较低的损耗。由硅钢材料形成的所述第一叠片 11的厚度为100μm-500μm。

还应可以理解，对非晶材料进行卷绕加工相较于切片加工可在一定程度上降低对非晶材料的损耗风险。

相应地，由所述非晶材料加工形成的第二磁芯形成部 20呈块状（如图1至图3所示）、卷绕跑道状（如图4和图5所示），这里，块状是指厚度超过预设阈值的形态，横截面的形状不限，可为矩形，也可为其他形状；跑道状是指400米标准跑道状，两侧部呈半圆形，位于两个半圆形侧部之间的中部 150为直线形。

在本申请实施例中，所述第二磁芯形成部 20可为非叠层结构，并非由两层或者两层以上的叠片形成；所述第二磁芯形成部 20也可为叠层结构，包括多层（即，两层或两层以上）第二叠片 21，多个所述第二叠片 21沿所述第二叠片 21所设定的厚度方向上相互叠置，所述第二磁芯形成部 20所设定的厚度方向与所述第二叠片 21所设定的厚度方向一致。

当所述第二磁芯形成部 20为叠层结构时，多个所述第二叠片 21的叠置方向并不为本申请所局限。例如，在本申请的一些实施方式中，所述第二叠片 21的叠置方向与所述第一叠片 11的叠置方向相同，如图2所示；在申请的另一些实施方式中，所述第二叠片 21的叠置方向与所述第一叠片 11的叠置方向不同。在本申请的一实施方式中，多个所述第二叠片 21的叠置方向与所述第一磁芯形成部 10所设定的切向方向 D2一致，如图1和图3所示；在本申请的另一实施方式中，多个所述第二叠片 21的叠置方向与所述第一磁芯形成部10所设定的径向方向 D1一致，如图4所示；特别地，在该实施方式中，所述第二磁芯形成部20包括至少一条第二磁片，所述第二磁片通过卷绕形成相互叠置的多个第二叠片 21；应可以理解，也可将结构上相互独立的第二叠片 21相互叠置形成所述第二磁芯形成部 20，并在将所述第二磁芯形成部 20置于所述第一磁芯形成部 10的嵌套孔 101时，以所述第二叠片 21的叠置方向与所述第一磁芯形成部 10所设定的径向方向 D1一致的方式摆放所述第二磁芯形成部 20。

如前所述，所述第二磁芯形成部 20的整体形状并不为本申请所局限。在本申请的一实施方式中，所述第二磁芯形成部 20整体呈现长方体状。在本申请的另一实施方式中，所述第二磁芯形成部 20整体为异形立方体状，如图3所示。

具体地，呈异形立方体状的第二磁芯形成部 20具有第一侧壁 210、第二侧壁220、第三侧壁 230和第四侧壁 240，所述第一侧壁 210和所述第二侧壁 220在所述第一磁芯形成部 10所设定的周向上相对，所述第三侧壁 230和所述第四侧壁 240在所述第一磁芯形成部 10所设定的径向上相对，所述第三侧壁 230延伸于所述第一侧壁 210的一侧边和所述第二侧壁 220的一侧边之间，所述第四侧壁 240延伸于所述第一侧壁 210的另一侧壁和所述第二侧壁 220的另一侧边之间。所述第三侧壁 230包括相互连接的第一转折面231和第二转折面 232，所述第四侧面包括相互连接的第三转折面 241和第四转折面 242。

所述第一转折面 231的一侧边与所述第二转折面 232的一侧边相接，所述第一转折面 231的另一侧边与所述第一侧壁 210的一侧边相接，所述第二转折面 232的另一侧边与所述第二侧壁 220的一侧边相接，所述第一转折面 231与所述第二转折面 232之间存在夹角，所述第一转折面 231与所述第一侧壁 210之间存在夹角，所述第二转折面 232与所述第二侧壁 220之间存在夹角。所述第三转折面 241的一侧边与所述第四转折面 242的一侧边相接，所述第三转折面 241的另一侧边与所述第一侧壁 210的另一侧边相接，所述第四转折面 242的另一侧边与所述第二侧壁 220的另一侧边相接，所述第三转折面 241和所述第四转折面 242之间存在夹角，所述第三转折面 241与所述第一侧壁 210之间存在夹角，所述第四转折面 242与所述第二侧壁 220之间存在夹角。

所述第一转折面 231与所述第二转折面 232之间的夹角、所述第一转折面 231与所述第一侧壁 210之间的夹角、所述第二转折面 232与所述第二侧壁 220之间的夹角、所述第三转折面 241和所述第四转折面 242之间的夹角，所述第三转折面 241与所述第一侧壁 210之间的夹角，所述第四转折面 242与所述第二侧壁 220之间的夹角并不为本申请所局限。在本申请实施例中，所述第一转折面 231与所述第一侧壁 210之间的夹角、所述第三转折面 241与所述第一侧壁 210之间的夹角、所述第二转折面 232与所述第二侧壁 220之间的夹角、所述第四转折面 242与所述第二侧壁 220之间的夹角不为90度，即，大于90度或小于90度。在本申请的一实施方式中，所述第一转折面 231与所述第二转折面 232之间的夹角为90度，所述第一转折面 231与所述第一侧壁 210之间的夹角为45度，所述第二转折面 232与所述第二侧壁 220之间的夹角为45度，所述第三转折面 241和所述第四转折面242之间的夹角为90度，所述第三转折面 241与所述第一侧壁 210之间的夹角为135度，所述第四转折面 242与所述第二侧壁 220之间的夹角为135度。

值得一提的是，所述第一转折面 231、所述第二转折面 232、所述第三转折面 241和所述第四转折面 242使得磁路方向与所述嵌套孔 101内壁之间存在角度，能够有效降低磁芯损耗。

还值得一提的是，所述嵌套孔 101的形状和尺寸与所述第二磁芯形成部 20的形状和尺寸相匹配，例如，当所述第二磁芯形成部 20整体呈长方体状时，所述嵌套孔 101的形状为长方体状；当所述第二磁芯形成部 20整体呈跑道状时，所述嵌套孔 101的形状可为长方体状，也可为接近跑道状的形状；当所述嵌套孔 101的形状为接近跑道状的形状时，所述第一磁芯形成部 10的上部 140的所述第一叠片 11的所述嵌套子孔从下至上尺寸依次减小，用于容纳所述第二磁芯形成部 20的一半圆形侧部，所述第一磁芯形成部 10的下部160的第一叠片 11的所述嵌套子孔从下至上尺寸依次增大，用于容纳所述第二磁芯形成部20的另一半圆形侧部。

所述第二磁芯形成部 20在所述复合型电机定子磁芯所设定的厚度方向上具有相对的第二上表面 201和第二下表面 202。可选择所述第二上表面 201不超出所述第一上表面 102，和/或，所述第二下表面 202不超出所述第一下表面 103；也可选择所述第二上表面 201超出所述第一上表面 102，和/或，所述第二下表面 202超出所述第一下表面 103。

值得一提的是，当所述第二磁芯形成部 20置于所述嵌套孔 101后，如果所述第二磁芯形成部 20超出所述第一磁芯形成部 10的第一上表面 102和/或所述第一下表面103，可将超出部分切割掉，形成新的第二磁芯形成部 20，如图6所示。

示意性复合型电机定子磁芯的制造方法：根据本申请的复合型电机定子磁芯的结构设计原理，本申请提出一种复合型电机定子磁芯的制造方法，如图7所示，所述复合型电机定子磁芯的制造方法包括：S110，形成第一磁芯形成部 10，其中，所述第一磁芯形成部10具有至少一嵌套孔 101；S120，形成第二磁芯形成部 20，其中，所述第二磁芯形成部 20的制成材料与所述第一磁芯形成部 10的制成材料不同；以及，S130，将所述第二磁芯形成部 20置于所述第一磁芯形成部 10的所述嵌套孔 101内。

在步骤S110中，形成第一磁芯形成部 10。具体地，可通过冲压的方式形成所述第一磁芯形成部 10。如图8所示，在本申请的一实施方式中，依次对硅钢材料进行冲片、热处理、叠片处理。更具体地，在形成第一磁芯形成部 10的过程中，先形成多个第一叠片 11，其中，至少部分所述第一叠片 11具有嵌套子孔；然后沿所述第一叠片 11所设定的厚度方向叠置多个所述第一叠片 11，其中，各个所述第一叠片 11的所述嵌套子孔在所述第一叠片11所设定的厚度方向上相互对应，共同形成所述嵌套孔 101。

在步骤S120中，形成第二磁芯形成部 20。具体地，选用非晶材料作为第二磁芯形成部 20的制成材料。可设计所述第二磁芯形成部 20为非叠层结构，也可设计所述第二磁芯形成部 20为叠层结构。当设计所述第二磁芯形成部 20为叠层结构时，在形成第二磁芯形成部 20的过程中，形成多个相互叠置的第二叠片 21。具体地，如图8所示，可通过切片的方式形成多个相互叠置的第二叠片 21；或者；通过卷绕的方式形成多个相互叠置的第二叠片 21。

在步骤S130中，将所述第二磁芯形成部 20置于所述第一磁芯形成部 10的所述嵌套孔 101内，通过这样的方式将所述第二磁芯形成部 20组装于所述第一磁芯形成部 10，以形成所述复合型电机定子磁芯。具体地，在此过程中，可以所述第二叠片 21的叠置方向与所述第一磁芯形成部 10的第一叠片 11的叠置方向一致的方式摆放所述第二磁芯形成部 20；也可以所述第二叠片 21的叠置方向与所述第一磁芯形成部 10所设定的径向方向D1一致的方向摆放所述第二磁芯形成部 20；还可以所述第二叠片 21的叠置方向与所述第一磁芯形成部 10所设定的切向方向 D2一致的方向摆放所述第二磁芯形成部 20。

所述第一磁芯形成部 10在其所设定的厚度方向上具有相对的第一上表面 102和第一下表面 103。在本申请的一些实施方式中，在将所述第二磁芯形成部 20置于所述第一磁芯形成部 10的所述嵌套孔 101内后，所述第二磁芯形成部 20至少部分超出所述第一磁芯形成部 10的第一上表面 102和/或所述第一磁芯形成部 10的第一下表面 103，可选择切除所述第二磁芯形成部 20的超出所述第一磁芯形成部 10的第一上表面 102的部分和/或超出所述第一磁芯形成部 10的第一下表面 103的部分，以形成新的第二磁芯形成部20，使得新的第二磁芯形成部 20不超出所述第一磁芯形成部 10的第一上表面 102，和/或，新的第二磁芯形成部 20不超出所述第一下表面 103。

相应地，在本申请的一些实施方式中，所述复合型电机定子磁芯的制造方法还包括S140，切除所述第二磁芯形成部 20的超出所述第一磁芯形成部 10的第一上表面 102的部分和/或超出所述第一磁芯形成部 10的第一下表面 103的部分。

综上，基于本申请实施例的复合型电机定子磁芯及其制造方法被阐明。本申请提供了一种复合型电机定子磁芯的结构设计方案，所述复合型电机定子磁芯中，部分结构采用硅钢材料，部分采用非晶材料，充分地利用了硅钢材料的结构稳定性高的特点和非晶材料对应的磁芯损耗低的特点，同时，可通过对非晶材料和硅钢材料的结构配置、对非晶材料的加工方式的选择来降低对非晶体的结构损耗。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

Claims (22)

1.一种复合型电机定子磁芯，其特征在于，包括：

第一磁芯形成部，所述第一磁芯形成部具有至少一嵌套孔；和

第二磁芯形成部，所述第二磁芯形成部位于所述第一磁芯形成部的嵌套孔内；

其中，所述第一磁芯形成部的制成材料与所述第二磁芯形成部的制成材料不同。

2.根据权利要求1所述的复合型电机定子磁芯，其中，所述第一磁芯形成部的制成材料为硅钢材料，所述第二磁芯形成部的制成材料为非晶材料，其中，所述非晶材料选自非晶合金材料和纳米晶合金材料其中之一。

3.根据权利要求1所述的复合型电机定子磁芯，其中，所述第一磁芯形成部包括多层第一叠片，多个所述第一叠片沿所述第一叠片所设定的厚度方向相互叠置。

4.根据权利要求3所述的复合型电机定子磁芯，其中，至少部分所述第一叠片具有嵌套子孔，各个所述第一叠片的所述嵌套子孔在所述第一叠片所设定的厚度方向上相互对应，共同形成所述嵌套孔。

5.根据权利要求4所述的复合型电机定子磁芯，其中，各个所述第一叠片的所述嵌套子孔的尺寸一致。

6.根据权利要求4所述的复合型电机定子磁芯，其中，至少部分所述第一叠片的所述嵌套子孔的尺寸不同。

7.根据权利要求5所述的复合型电机定子磁芯，其中，所述第一磁芯形成部在其所设定的厚度方向上具有相对的第一上表面和第一下表面，所述第一磁芯形成部包括上部、中部和下部，所述第一磁芯形成部的上部的所述第一叠片的所述嵌套子孔从下至上尺寸依次减小，所述第一磁芯形成部的下部的第一叠片的所述嵌套子孔从下至上尺寸依次增大。

8.根据权利要求3所述的复合型电机定子磁芯，其中，所述第二磁芯形成部包括多层第二叠片，多个所述第二叠片沿所述第二叠片所设定的厚度方向上相互叠置。

9.根据权利要求8所述的复合型电机定子磁芯，其中，所述第二叠片的叠置方向与所述第一叠片的叠置方向相同。

10.根据权利要求8所述的复合型电机定子磁芯，其中，所述第二叠片的叠置方向与所述第一叠片的叠置方向不同。

11.根据权利要求10所述的复合型电机定子磁芯，其中，多个所述第二叠片的叠置方向与所述第一磁芯形成部所设定的切向方向一致。

12.根据权利要求10所述的复合型电机定子磁芯，其中，多个所述第二叠片的叠置方向与所述第一磁芯形成部所设定的径向方向一致。

13.根据权利要求8所述的复合型电机定子磁芯，其中，所述第二磁芯形成部包括至少一条第二磁片，所述第二磁片通过卷绕形成相互叠置的多个第二叠片。

14.根据权利要求3所述的复合型电机定子磁芯，其中，所述第二磁芯形成部为非叠层结构。

15.根据权利要求1所述的复合型电机定子磁芯，其中，所述第二磁芯形成部具有第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁在所述第一磁芯形成部所设定的周向上相对，所述第三侧壁和所述第四侧壁在所述第一磁芯形成部所设定的径向上相对，所述第三侧壁包括第一转折面和第二转折面，所述第一转折面的一侧边与所述第二转折面的一侧边相接，所述第一转折面的另一侧边与所述第一侧壁的一侧边相接，所述第二转折面的另一侧边与所述第二侧壁的一侧边相接，所述第一转折面与所述第二转折面之间存在夹角，所述第一转折面与所述第一侧壁之间存在夹角，所述第二转折面与所述第二侧壁之间存在夹角。

16.根据权利要求1所述的复合型电机定子磁芯，其中，所述第一磁芯形成部在其所设定的厚度方向上具有相对的第一上表面和/或第一下表面，所述第二磁芯形成部不超出所述第一上表面和所述第一下表面。

17.根据权利要求1所述的复合型电机定子磁芯，其中，所述第一磁芯形成部在所述复合型电机定子磁芯所设定的厚度方向上具有相对的第一上表面和第一下表面，所述第二磁芯形成部超出所述第一上表面和/或所述第一下表面。

18.一种复合型电机定子磁芯的制造方法，其特征在于，包括：

形成第一磁芯形成部，其中，所述第一磁芯形成部具有至少一嵌套孔；

形成第二磁芯形成部，其中，所述第二磁芯形成部的制成材料与所述第一磁芯形成部的制成材料不同；以及

将所述第二磁芯形成部置于所述第一磁芯形成部的所述嵌套孔内。

19.根据权利要求19所述的复合型电机定子磁芯的制造方法，其中，形成第一磁芯形成部，包括：

形成多个第一叠片，至少部分所述第一叠片具有嵌套子孔；和

沿所述第一叠片所设定的厚度方向叠置多个所述第一叠片，其中，各个所述第一叠片的所述嵌套子孔在所述第一叠片所设定的厚度方向上相互对应，共同形成所述嵌套孔。

20.根据权利要求19所述的复合型电机定子磁芯的制造方法，其中，形成第二磁芯形成部，包括：

形成多个相互叠置的第二叠片。

21.根据权利要求21所述的复合型电机定子磁芯的制造方法，其中，

通过切片的方式形成多个相互叠置的第二叠片；或者；通过卷绕的方式形成多个相互叠置的第二叠片。

22.根据权利要求19所述的复合型电机定子磁芯的制造方法，其中，所述第一磁芯形成部在其所设定的厚度方向上具有相对的第一上表面和第一下表面，所述的复合型电机定子磁芯的制造方法还包括：

去除所述第二磁芯形成部的超出所述第一磁芯形成部的第一上表面的部分和/或超出所述第一磁芯形成部的第一下表面的部分。