CN117614161A

CN117614161A - 定子铁芯

Info

Publication number: CN117614161A
Application number: CN202410060287.0A
Authority: CN
Inventors: 张铃; 杨丹; 郑广会; 郑金泽; 郑金宇
Original assignee: Tianweilan Electric Drive Technology Jiangsu Co ltd
Current assignee: Tianweilan Electric Drive Technology Jiangsu Co ltd
Priority date: 2024-01-16
Filing date: 2024-01-16
Publication date: 2024-02-27

Abstract

本发明提供一种定子铁芯。其包括位于轭部的外周部分（10）和位于齿部的内周部分（20），所述外周部分（10）和所述内周部分（20）通过拼接的方式连接在一起，所述外周部分（10）包括由软磁粉末制成的主体（11），所述内周部分（20）由片状的取向硅钢叠置而成。根据本发明的定子铁芯铁损低、效率高，且材料利用率高、节约成本。

Description

定子铁芯

技术领域

本发明涉及电机领域，更具体地涉及一种定子铁芯。

背景技术

现有技术中，电机的定子铁芯通常由多片无取向硅钢片叠置而成。其中每片硅钢片均由冲裁工艺形成，且通常使用套冲的方式生产。每片硅钢片在各处的导磁性能是相同的，这限制了电机的输出能力和效率，因为定子铁芯在不同部位的导磁性能要求是不一样的。此外，套冲下定子外径较大，边角材料的利用率不高，浪费现象较为严重。

为了在一定程度上缓解上述问题，近几年也出现了定子铁芯分段拼接的组合方式。然而现有技术中的方案多采用定子轭部与齿部一体的结构，只能使用无取向硅钢材料，虽然提高了材料利用率，但仍然存在转矩脉动问题和定子轭部导磁材料性能过剩的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种结构合理、材料利用率高、性能好的定子铁芯。

本发明提供一种定子铁芯，包括位于轭部的外周部分和位于齿部的内周部分，所述外周部分和所述内周部分通过拼接的方式连接在一起，其中，

所述外周部分包括由软磁粉末制成的主体，所述内周部分由片状的取向硅钢叠置而成。

在至少一个实施方式中，所述外周部分包括主体和在轴向上分别位于所述主体的两个端部的端部叠，所述端部叠由片状的硅钢片叠置而成，

所述端部叠的硬度大于所述主体的硬度。

在至少一个实施方式中，所述端部叠由无取向硅钢片制成。

在至少一个实施方式中，所述外周部分和所述内周部分的彼此拼接的区域形成燕尾槽结构。

在至少一个实施方式中，所述内周部分的每个齿所对应的区域的外周侧形成一个与所述外周部分的燕尾槽相配合的插接结构。

在至少一个实施方式中，所述外周部分和所述内周部分通过连接件拼接在一起。

在至少一个实施方式中，所述外周部分的内周壁形成有在轴向上贯通的第一连接槽，所述内周部分的外周壁形成有在轴向上贯通的第二连接槽，所述连接件的两端能分别插入所述第一连接槽和所述第二连接槽。

在至少一个实施方式中，所述内周部分的相邻的齿在内周侧相连。

在至少一个实施方式中，所述内周部分由长条形的硅钢条片呈螺旋状叠绕而成。

在至少一个实施方式中，所述内周部分包括多个分离的齿部。

根据本发明的定子铁芯铁损低、效率高，且材料利用率高、节约成本。

附图说明

图1是根据本申请的第一实施方式的定子铁芯的立体示意图。

图2是图1的部分放大的示意图。

图3是图1中的内周部分的示意图。

图4是图3的部分放大的示意图。

图5是根据本申请的第一实施方式的定子铁芯的内周部分在螺旋缠绕过程中的示意图。

图6是图1中的外周部分的示意图。

图7是根据本申请的第一实施方式的定子铁芯的一种变型的剖视图。

图8是根据本申请的第二实施方式的定子铁芯的剖视图。

附图标记说明：

10 外周部分

11 主体

12 端部叠

20 内周部分

20’ 硅钢条片

21 齿

210 连接部。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

参照图1至图8，介绍根据本申请的定子铁芯。除非特别说明，参照图1，A表示定子的轴向，R表示定子的径向，C表示定子的周向。

第一实施方式

首先参照图1至图6，介绍根据本申请的第一实施方式的定子铁芯。该定子铁芯包括环状的外周部分10和内周部分20，外周部分10设置在内周部分20的外周，且外周部分10形成为定子铁芯的轭部，内周部分20形成为定子铁芯的齿部。

其中，外周部分10在轴向A上分为三个部分：位于轴向中部的主体11和位于两个轴向端部的端部叠12。

主体11由软磁粉末（简称SMC）制作，例如使用粉末冶金的方式制作，并且使得主体11形成为一体成型件。软磁粉末材料的成型方法简单，且通过合理的模具设计，容易使主体11形成各种所需要的形状，例如使其内部形成冷却液通道，或是使其外周部形成散热结构（例如位于外周的散热流道或散热翅片结构）。此外，软磁粉末制的主体11在轴向上的导热性能优于传统的叠置硅钢片，更有利于铁芯内部热量的导出。

此外，软磁粉末制的主体11相比于叠置的硅钢片，具有更大的振动阻尼，可以使得定子表现出更好的NVH性能。

端部叠12由多片（例如3~10片）片状的硅钢片叠置而成，且形成端部叠12的硅钢片为无取向硅钢片。端部叠12所使用的硅钢片的硬度大于软磁粉末制的主体11的硬度，因此端部叠12在两个端部起到了保护主体11的作用，使得主体11不容易因磕碰等发生损坏，使得外周部分10整体的机械强度得到提高。

并且，外周部分10整体形成为晶粒无取向的状态，能够适应定子轭部磁密低的特性。

内周部分20由取向硅钢片叠置而成。考虑到铁芯齿部的磁力线方向为径向，使取向硅钢的高导磁方向沿着定子的径向R。取向硅钢可以减低齿部磁饱和，使得电机具有更高的效率。

且在本实施方式中，内周部分20所形成的在周向C上相邻的齿21之间在内周侧相连，形成连接部210。这种闭口槽（即绕线槽在连接部210处封闭）的设计结构，可以降低气隙磁密谐波含量，进而使得电机具有更小的转矩脉动。该结构定子所配合的绕组例如为波绕形式的扁线。

可选地，参照图5，本实施方式闭口槽形式的内周部分20例如使用长条形的硅钢条片20’螺旋状叠绕而成。

应当理解，在其它可能的实施方式中，内周部分20也可以使用环形的硅钢片叠置而成。

外周部分10和内周部分20通过燕尾槽形的拼接结构彼此咬合地拼接在一起。拼接过程通过使外周部分10和内周部分20在轴向A上彼此相向运动地套接在一起。

优选地，内周部分20的每个齿21的外周侧形成一个与外周部分10的燕尾槽相配合的插接结构。

应当理解，在其它可能的实施方式中，内周部分20的多个齿21也可以不在内周侧连接，而是形成多个彼此分离的齿，即，不设置连接部210。这些齿各自通过位于外周侧的拼接结构连接到外周部分10。

内周部分20和外周部分10之间可以设有粘接剂以加强连接强度。

应当理解，本申请对燕尾槽的具体形状结构不作限定。并且，参照图7，在一种可能的变型中，齿21外周侧的插接结构表现为内凹的结构。本申请对内周部分20和外周部分10的连接处的凹凸取向不作限定。

第二实施方式

参照图8介绍本申请的第二实施方式。第二实施方式是第一实施方式的变型，对于与第一实施方式中的部件结构或功能相同或相似的部件标注相同的附图标记，并省略对这些部件的具体说明。

本实施方式中，定子铁芯还包括设置在内周部分20和外周部分10之间的连接件30。连接件30呈长条状，沿定子铁芯的轴向延伸。连接件30在垂直于轴向的横截面上呈大致工字型。

外周部分10的内周壁形成有在轴向上贯通的第一连接槽，内周部分20的外周壁形成有在轴向上贯通的第二连接槽，连接件30的在径向R上的两端能分别插入第一连接槽和第二连接槽。从而，连接件30起到桥梁作用将外周部分10和内周部分20锁合在一起。

应当理解，上述实施方式及其部分方面或特征可以适当地组合。

本发明至少具有以下优点中的一个优点：

（i）铁芯外周部分的主体使用软磁粉末制成，材料的利用率高，铁损低；且软磁粉末制品相比于叠置的硅钢片具有轴向导热性能好、振动阻尼大的特性，使得定子铁芯的散热性能好、转矩脉动小。

（ii）内周部分使用取向硅钢片制成，使得电机的效率提高。

（iii）外周部分的主体被硬度更大的硅钢片在轴向两边包围，使得主体不容易发生损伤、掉粉。

（iv）内周部分的相邻齿可以连接在一起，这种闭口槽设计，可以降低气隙磁密谐波含量，进一步降低转矩脉动。

当然，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本发明的范围。例如：

本申请对定子铁芯所适配的绕组不作限制，其可以使用扁线绕组，在不同的实施方式中，扁线绕组的绕制方式可以是不同的。

Claims

1.一种定子铁芯，包括位于轭部的外周部分（10）和位于齿部的内周部分（20），所述外周部分（10）和所述内周部分（20）通过拼接的方式连接在一起，其特征在于，

所述内周部分（20）包括多个片状的叠置在一起的取向硅钢片，

所述外周部分（10）包括主体（11）和两个端部叠（12），所述主体（11）由软磁粉末制成，所述两个端部叠（12）在轴向上分别位于所述主体（11）的两个端部，所述端部叠（12）由片状的硅钢片叠置而成，

所述端部叠（12）的硬度大于所述主体（11）的硬度。

2.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，所述端部叠（12）由无取向硅钢片制成。

3.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，所述主体（11）为一体成型件。

4.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，所述外周部分（10）和所述内周部分（20）彼此拼接的区域形成燕尾槽结构。

5.根据权利要求4所述的定子铁芯，其特征在于，所述内周部分（20）的每个齿（21）所对应的区域的外周侧形成一个与所述外周部分（10）的燕尾槽相配合的插接结构。

6.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，所述外周部分（10）和所述内周部分（20）通过连接件（30）拼接在一起。

7.根据权利要求6所述的定子铁芯，其特征在于，所述外周部分（10）的内周壁部分地向径向外侧凹陷而形成有在轴向上贯通的第一连接槽，所述内周部分（20）的外周壁部分地向径向内侧凹陷而形成有在轴向上贯通的第二连接槽，所述连接件（30）的两端能分别插入所述第一连接槽和所述第二连接槽。

8.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，所述内周部分（20）的相邻的齿（21）在内周侧相连。

9.根据权利要求8所述的定子铁芯，其特征在于，所述内周部分（20）由长条形的硅钢条片呈螺旋状叠绕而成。

10.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，所述内周部分（20）包括多个分离的齿部。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的定子铁芯，其特征在于，所述主体（11）内部形成有冷却液通道，和/或所述主体（11）的外周面上形成散热结构。