CN203206003U - 定子冲片和包括该定子冲片的电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及定子冲片，定子冲片包括：定子芯，其具有环形的边、从边向内径向延伸的多个齿，多个齿中的每个相邻齿对限定了定子槽；绕组，绕组布置在定子槽中并且缠绕在定子芯的多个齿的至少三个齿周围；定子芯和绕组形成四极、六极或八极的磁极；其中，定子芯的外直径在从110mm到140mm的范围内；且其中，定子芯的内直径小于74mm。由于本实用新型增加了定子槽面积，所以可以使用直径更粗的铜线绕组，在保证电机性能基本保持不变的前提下实现了电机的低成本。本实用新型还涉及一种包括上述定子冲片的电机。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械领域，尤其涉及定子冲片和包括该定子冲片的电机。
背景技术
电机典型地包括安装在外壳内部的定子以及支撑在外壳中以便相对于定子旋转的转子。电机的定子和/或转子具有包含导线线圈的绕组。在电机中，电通过这些线圈传送以便产生磁场，使得转子旋转。不同的导电材料可用于制造绕组，在过去，这些绕组用铜或铜合金制造。电机常常集成到例如空气处理设备、洗衣机等设备中。在进行采购决策时，含有电机的设备的尺寸、性能和成本可能是重要的因素。电机的尺寸、性能和成本常常对于设备的总体尺寸和成本具有重要影响。
当前的家电电机市场竞争非常激烈，竞争主要体现在价格和电机能耗上。由于使用铜线绕组的电机成本相对较高，因而该种电机在价格敏感的家用电机市场逐渐失去了优势，现在市场非常欢迎低成本的电机，当然还是要保证电机能耗方面需求。
铝线绕组的电机在成本上要较铜线方案电机有明显的优势，但是铝线绕组的电阻率明显大于铜线绕组，因而，如果直接使用铝线绕组制作电机的话，为了保证电机的性能保持基本不变，就必须增加电机铁芯的厚度，从而使得电机体积变大，这种结果是不希望的。因此，需要一种新的定子冲片来解决这个问题。
现有技术的电机定子冲片的定子槽面积较小，不适合通过使用铝线绕组来降低电机成本，同时由于较小的槽面积，现有技术的电机冲片也无法使用直径更粗的铜线绕组来做出效率更高的电机。
实用新型内容
为了解决以上问题，本实用新型通过在定子冲片上实现较大的定子槽面积，从而实现铝线绕组方案的电机。另外，由于本实用新型增加了定子槽面积，所以可以使用直径更粗的铜线绕组。
在本实用新型的第一实施例中，提供了一种定子冲片，其适于用在电机中，所述定子冲片包括：定子芯，其具有环形的边、从边向内径向延伸的多个齿、外直径、槽底直径和内直径，所述多个齿中的每个齿具有根部、从根部向内延伸的颈部、与根部相对的头部、从所述根部向所述头部测量得到的齿长度以及从所述颈部的一侧至另一侧测量得到的齿宽度，所述多个齿中的每对相邻齿限定了定子槽；绕组，所述绕组布置在所述定子槽中并且缠绕在所述定子芯的所述多个齿的至少三个齿周围；其中，所述定子芯和所述绕组形成四极、六极或八极的磁极；其中，所述定子芯的外直径在从110mm到140mm的范围内；且其中，所述定子芯的内直径小于74mm。
在一个优选实施方式中，所述定子芯的内直径与所述定子芯的外直径的比率小于0.6167。
在一个优选实施方式中，所述定子芯的齿宽度与齿长度的比率小于0.236。
在一个优选实施方式中，所述定子槽的总截面积与整个所述定子芯的截面积的比率在从0.22到0.27的范围内。
在一个优选实施方式中，所述绕组为铝线绕组或铜线绕组。
在本实用新型的第二实施例中，提供了一种定子冲片，其适于用在电机中，所述定子冲片包括：定子芯，其具有环形的边、从边向内径向延伸的多个齿、外直径、槽底直径和内直径，所述多个齿中的每个齿具有根部、从根部向内延伸的颈部、与根部相对的头部，所述多个齿中的每对相邻齿限定了定子槽；绕组，所述绕组布置在所述定子槽中并且缠绕在所述定子芯的所述多个齿的至少三个齿周围；其中，所述定子芯和所述绕组形成四极、六极或八极的磁极；其中，所述定子芯的外直径在从110mm到135mm的范围内；且其中，所述定子芯的内直径与所述定子芯的外直径的比率小于0.6167。
在一个优选实施方式中，所述定子芯的齿宽度与齿长度的比率小于0.236。
在本实用新型的第三实施例中，提供了一种定子冲片，其适于用在电机中，所述定子冲片包括：定子芯，其具有环形的边、从边向内径向延伸的多个齿、外直径、槽底直径和内直径，所述多个齿中的每个齿具有根部、从根部向内延伸的颈部、与根部相对的头部、从所述根部向所述头部测量得到的齿长度以及从所述颈部的一侧至另一侧测量得到的齿宽度，所述多个齿中的每对相邻齿限定了定子槽；绕组，所述绕组布置在所述定子槽中并且缠绕在所述定子芯的所述多个齿的至少三个齿周围；其中，所述定子芯和所述绕组形成四极、六极或八极的磁极；其中，所述定子芯的外直径在从110mm到140mm的范围内；且其中，所述定子芯的齿宽度与齿长度的比率小于0.236。
在一个优选实施方式中，所述定子芯的外直径为120mm。
在一个优选实施方式中，所述定子芯的内直径为72.136mm。
在一个优选实施方式中，所述定子芯的齿宽度与齿长度的比率约为0.1717。
在一个优选实施方式中，所述定子芯的内直径与所述定子芯的外直径的比率小于0.6167。
在本实用新型的第四实施例中，提供了一种定子冲片，其适于用在电机中，所述定子冲片包括：定子芯，其具有环形的边、从边向内径向延伸的多个齿、外直径、槽底直径和内直径，所述多个齿中的每个齿具有根部、从根部向内延伸的颈部、与根部相对的头部、所述多个齿中的每对相邻齿限定了定子槽；绕组，所述绕组布置在所述定子槽中并且缠绕在所述定子芯的所述多个齿的至少三个齿周围；其中，所述定子芯和所述绕组形成四极、六极或八极的磁极；其中，所述定子芯的外直径在从110mm到140mm的范围内；且其中，所述定子槽的总截面积与整个所述定子芯的截面积的比率在从0.22到0.27的范围内。
在一个优选实施方式中，所述定子芯的外直径为120mm,定子芯内直径为72.136mm；且所述定子芯的齿宽度与齿长度的比率约为0.1717；定子槽的总截面积与整个所述定子芯的截面积的比率约为0.2552。
在一个优选实施方式中，所述定子芯的内直径小于74mm。
在一个优选实施方式中，所述定子芯的内直径与所述定子芯的外直径的比率小于0.6167。
在一个优选实施方式中，所述定子芯的齿宽度与齿长度的比率小于0.236。
在本实用新型的第五实施例中，提供了一种定子冲片，其适于用在电机中，所述定子冲片包括：定子芯，其具有环形的边、从边向内径向延伸的36个齿、外直径、槽底直径和内直径，36个齿中的每个齿具有根部、从根部向内延伸的颈部、与根部相对的头部、36个齿中的每对相邻齿限定了定子槽；绕组，所述绕组布置在所述定子槽中并且缠绕在所述定子芯的至少三个齿周围；其中，所述定子芯和所述绕组形成四极、六极或八极的磁极；且其中，所述定子槽的总截面积与整个所述定子芯的截面积的比率为0.2552。
在本实用新型的第六实施例中，提供了一种定子冲片，其适于用在电机中，所述定子冲片包括：定子芯，其具有环形的边、从边向内径向延伸的36个齿、外直径、槽底直径和内直径，36个齿中的每个齿具有根部、从根部向内延伸的颈部、与根部相对的头部、36个齿中的每对相邻齿限定了定子槽；绕组，所述绕组布置在所述定子槽中并且缠绕在所述定子芯的至少三个齿周围；其中，所述定子芯和所述绕组形成四极、六极或八极的磁极；且其中，所述定子芯的外直径在从110mm到140mm的范围内；所述定子芯的槽底直径在从102mm到132mm的范围内。
在一个优选实施方式中，所述定子芯的槽底直径为107.54mm。
在本实用新型的第七实施例中，提供了一种电机，所述电机可以包含上述各实施例中的任意一种定子冲片。
在一个优选实施方式中，所述电机包含具有小于1kw的连续负荷轴输出功率的电动机。
通过本实用新型的技术方案，可以使用直径更粗的电阻率较大的绕组（如铝线绕组）来进行电机的设计，在保证电机性能同现有电机（如铜线绕组）基本保持不变的前提下实现了电机的低成本，从而极大的提高了电机市场竞争力。另外，通过本实用新型的技术方案，也可以采用直径更粗的铜线绕组方案来进一步降低电机的绕组损耗，从而可实现电机的更高效率来提高市场竞争力。
附图说明
图1为由根据本实用新型一实施例的电机驱动的设备的示意图；
图2为根据本实用新型的带绕组定子的局部立体图；
图3为根据本实用新型的定子冲片的截面图；
图4为根据本实用新型的的定子冲片的局部放大的截面图。
具体实施方式
现在参照附图，电气设备整体用参考标号10表示。在一个实施例中，设备10包含用于驱动装置22的电机20。在某些实施例中，该驱动装置22可以包含鼓风机、叶轮、滑轮、齿轮、泵和/或风扇。另外，在某些实施例中，电机20具有小于大约1千瓦的连续负荷轴输出功率。电机20包含转子组件26，转子组件26由安装在定子组件30中的轴承28可旋转地支撑。转子组件26包含转子体32，其具有邻近转子体的外表面36成角度地分布的感应转子线棒34。在不脱离本发明的实施例的范围的情况下，感应线棒34也可成角度地分布在转子体的外表面或成角度地分布在转子体外表面之下。转子组件26还包含转子组件在其周围旋转的轴38。轴38安装在轴承28上，并将电动机20耦合到装置22。转子组件26是现有技术中所公知的，不再对之进行进一步的详细阐释。
定子组件30包含定子芯40，定子芯40包含堆叠的叠层42。在一个实施例中，定子芯40具有从大约19mm到大约100mm的范围内的总厚度。在一个实施例中，构成所述定子芯的每个叠层具有从大约0.35mm到大约0.81mm的范围内的厚度。本领域技术人员将会明了，在不脱离本发明的范围的情况下，取决于电动机设计和性能要求，可使用不同类型的材料和具有不同厚度的材料。
定子芯40具有环形的边50以及从边50向内径向延伸的多个齿52。尽管在不脱离本发明的范围的情况下定子芯40可具有其他数量的齿，在一个实施例中，定子芯具有36个齿。本领域技术人员可以了解，绕组54被缠绕在齿52的组上，例如两个、三个、四个或更多的齿的组。这种类型的绕组被称为同心绕组。在不脱离本实用新型的实施例的范围的情况下，也可使用其他的绕组方案和技术。尽管在不脱离本发明的范围的情况下绕组导线可具有其他的截面形状，在一个实施例中，绕组导线具有圆形截面。电流流经绕组54，产生与在感应转子线棒34中感应的电流互相作用的旋转磁场，以便驱动转子组件26相对于定子组件30旋转。如本领域技术人员将会明了，定子芯40和绕组可以形成具有四个、六个或八个极的磁极。
如图3与4所示，定子芯40（以及构成定子芯的每个叠层42）具有外直径60、槽底直径62、内直径64。尽管在不脱离本发明的范围的情况下定子芯40可具有其他的尺寸，在某些实施例中，定子芯具有在从110mm到大约140mm的范围内的外直径60。另外，在某些实施例中，定子芯40具有在从大约102mm到大约132mm的范围内的槽底直径62，在某些更进一步的实施例中，定子芯具有大约107.54mm的槽底直径。另外，在某些实施例中，定子芯40具有小于大约74mm的内直径64。在某些实施例中，定子芯40具有小于大约0.6167的定子芯内直径64与定子芯外直径60的比率。小于大约0.6167的比率允许使用较低电导率的材料，例如铝，同时保持与例如铜等较高电导率材料相当的性能。特别地，这种比率提供了用于在定子芯40中将附加的导线添加到绕组54的附加定子面积。这种比率也允许在保持性能的同时使用低电导率材料。
另外，各个齿52具有根部70、从根部向内延伸的颈部72、与根部相对的头部74、从根部向头部测量得到的长度76（或齿长度）。各个颈部72具有宽度78（或齿宽度），各个相邻的齿52限定定子槽80，每个定子槽80具有截面积82。尽管在不脱离本发明的范围的情况下齿52可具有其他的尺寸，在某些实施例中，各个齿具有在从大约15mm到大约35mm的范围内的长度76。在某些实施例中，各个齿具有在大约2.794mm到大约3.40mm的范围内的宽度78。尽管在不脱离本发明的范围的情况下齿52可具有其他的尺寸，在某些实施例中，各个齿具有小于大约0.186的齿宽度与齿长度的比率。这个小于0.186的比率能够实现利用较低导电率的材料如铝漆包线制作电机绕组，通过此方案可以实现相对于现有技术中导电率较好的材料如铜漆包线制成的电机相当的性能参数。具体而言，与传统的齿宽与齿长比率设计的定子芯相比，这种更大的齿宽与齿长比率设计提供了具有更大的延长形态比率的齿，由此在齿之间以及沿着齿的长度提供了附加的空间，以便在定子芯40中向绕组54添加更多的附加导线。
尽管在不脱离本发明的范围的情况下定子芯40可具有其他的尺寸，在某些实施例中，定子芯具有在从大约110mm到大约140mm的范围内的外直径60，槽80具有在从大约2490mm2到大约3542.4mm2的范围内的总复合面积82。从大约2490mm2到大约3542.4mm2的此范围允许使用较低电导率材料，例如铝，同时，保持与例如铜等较高电导率材料相当的性能。具体而言，与传统的定子芯相比，此范围提供了更多的槽空间，以便在定子芯40中向绕组54添加附加的导线。
另外，在例如图3所示的实施例中，定子芯40具有36个定子槽80。在其它实施例中，定子芯40也可以具有24个或其它数量的定子槽80。全部定子槽80的截面积82组成定子槽的总截面积。在某些实施例中，定子槽的总截面积与整个定子芯的截面积的比率在从大约0.22到大约0.27的范围内，优选地为约0.2552。与传统的定子芯相比，具有上述比率的定子芯提供了更多的定子槽空间，以便在定子芯40中向绕组54添加附加的导线。
通过本实用新型的技术方案，可以使用直径更粗的电阻率较大的绕组（如铝线绕组）来进行电机的设计，在保证电机性能同原来电机（如铜线绕组）基本保持不变的前提下实现了电机的低成本，从而极大的提高了电机市场竞争力。另外，通过本实用新型的技术方案，也可以采用线径更粗的铜线绕组方案来进一步降低电机的绕组损耗，从而可实现电机的更高效率来提高市场竞争力。
在介绍本实用新型或其实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”、“所述”旨在表示存在一个或一个以上的该元件。术语“包含”、“包括”以及“具有”是包括性的，并旨在表示可能存在除所列元件以外的其它元件。
由于在不脱离本实用新型的范围的情况下可对上述构造进行多种修改，上面的说明书所包含以及附图所示的所有主题将被解释为说明性的，而不是限制性的。
以上对本实用新型的实施例进行了详细的说明，以上所述仅为本实用新型的实施例，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有多种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改或等同替换等均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (22)
1.一种定子冲片，其特征在于，所述定子冲片包括：
定子芯，其具有环形的边、从边向内径向延伸的多个齿、外直径、槽底直径和内直径，所述多个齿中的每个齿具有根部、从根部向内延伸的颈部、与根部相对的头部、从所述根部向所述头部测量得到的齿长度以及从所述颈部的一侧至另一侧测量得到的齿宽度，所述多个齿中的每对相邻齿限定了定子槽；
绕组，所述绕组布置在所述定子槽中并且缠绕在所述定子芯的所述多个齿的至少三个齿周围；
其中，所述定子芯和所述绕组形成四极、六极或八极的磁极；
其中，所述定子芯的外直径在从110mm到140mm的范围内；且
其中，所述定子芯的内直径小于74mm。
2.根据权利要求1所述的定子冲片，其特征在于，所述定子芯的内直径与所述定子芯的外直径的比率小于0.6167。
3.根据权利要求1所述的定子冲片，其中，所述定子芯的齿宽度与齿长度的比率小于0.236。
4.根据权利要求1所述的定子冲片，其中，所述定子槽的总截面积与整个所述定子芯的截面积的比率在从0.22到0.27的范围内。
5.根据权利要求1所述的定子冲片，其中，所述绕组为铝线绕组或铜线绕组。
6.一种定子冲片，其特征在于，所述定子冲片包括：
定子芯，其具有环形的边、从边向内径向延伸的多个齿、外直径、槽底直径和内直径，所述多个齿中的每个齿具有根部、从根部向内延伸的颈部、与根部相对的头部，所述多个齿中的每对相邻齿限定了定子槽；
绕组，所述绕组布置在所述定子槽中并且缠绕在所述定子芯的所述多个齿的至少三个齿周围；
其中，所述定子芯和所述绕组形成四极、六极或八极的磁极；
其中，所述定子芯的外直径在从110mm到135mm的范围内；且
其中，所述定子芯的内直径与所述定子芯的外直径的比率小于0.6167。
7.根据权利要求6所述的定子冲片，其中，所述定子芯的齿宽度与齿长度的比率小于0.236。
8.一种定子冲片，其特征在于，所述定子冲片包括：
定子芯，其具有环形的边、从边向内径向延伸的多个齿、外直径、槽底直径和内直径，所述多个齿中的每个齿具有根部、从根部向内延伸的颈部、与根部相对的头部、从所述根部向所述头部测量得到的齿长度以及从所述颈部的一侧至另一侧测量得到的齿宽度，所述多个齿中的每对相邻齿限定了定子槽；
绕组，所述绕组布置在所述定子槽中并且缠绕在所述定子芯的所述多个齿的至少三个齿周围；
其中，所述定子芯和所述绕组形成四极、六极或八极的磁极；
其中，所述定子芯的外直径在从110mm到140mm的范围内；且
其中，所述定子芯的齿宽度与齿长度的比率小于0.236。
9.根据权利要求8所述的定子冲片，其中，所述定子芯的外直径为120mm。
10.根据权利要求8所述的定子冲片，其中，所述定子芯的内直径为72.136mm。
11.根据权利要求8所述的定子冲片，其中，所述定子芯的齿宽度与齿长度的比率约为0.1717.
12.根据权利要求8所述的定子冲片，其中，所述定子芯的内直径与所述定子芯的外直径的比率小于0.6167。
13.一种定子冲片，其特征在于，所述定子冲片包括：
定子芯，其具有环形的边、从边向内径向延伸的多个齿、外直径、槽底直径和内直径，所述多个齿中的每个齿具有根部、从根部向内延伸的颈部、与根部相对的头部、所述多个齿中的每对相邻齿限定了定子槽；
绕组，所述绕组布置在所述定子槽中并且缠绕在所述定子芯的所述多 个齿的至少三个齿周围；
其中，所述定子芯和所述绕组形成四极、六极或八极的磁极；
其中，所述定子芯的外直径在从110mm到140mm的范围内；且
其中，所述定子槽的总截面积与整个所述定子芯的截面积的比率在从0.22到0.27的范围内。
14.根据权利要求13所述的定子冲片，其中，
所述定子芯的外直径为120mm；且
所述定子槽的总截面积与整个所述定子芯的截面积的比率约为0.2552。
15.根据权利要求13所述的定子冲片，其中，所述定子芯的内直径小于74mm。
16.根据权利要求13所述的定子冲片，其中，所述定子芯的内直径与所述定子芯的外直径的比率小于0.6167。
17.根据权利要求13所述的定子冲片，其中，所述定子芯的齿宽度与齿长度的比率小于0.236。
18.一种定子冲片，其特征在于，所述定子冲片包括：
定子芯，其具有环形的边、从边向内径向延伸的36个齿、外直径、槽底直径和内直径，36个齿中的每个齿具有根部、从根部向内延伸的颈部、与根部相对的头部、36个齿中的每对相邻齿限定了定子槽；
绕组，所述绕组布置在所述定子槽中并且缠绕在所述定子芯的至少三个齿周围；
其中，所述定子芯和所述绕组形成四极、六极或八极的磁极；且
其中，所述定子槽的总截面积与整个所述定子芯的截面积的比率为0.2552。
19.一种定子冲片，其特征在于，所述定子冲片包括：
定子芯，其具有环形的边、从边向内径向延伸的多个齿、外直径、槽底直径和内直径，所述多个齿中的每个齿具有根部、从根部向内延伸的颈部、与根部相对的头部、从所述根部向所述头部测量得到的齿长度以及从 所述颈部的一侧至另一侧测量得到的齿宽度，所述多个齿中的每对相邻齿限定了定子槽；
绕组，所述绕组布置在所述定子槽中并且缠绕在所述定子芯的所述多个齿的至少三个齿周围；
其中，所述定子芯和所述绕组形成四极、六极或八极的磁极；
其中，所述定子芯的外直径在从110mm到140mm的范围内；且
其中，所述定子芯的槽底直径在从102mm到132mm的范围内。
20.根据权利要求19所述的定子冲片，其中，所述定子芯的槽底直径为107.54mm。
21.一种电机，其特征在于，所述电机包含根据权利要求1-19中任意一项所述的定子冲片。
22.根据权利要求21所述的电机，其中，所述电机包含具有小于1kw的连续负荷轴输出功率的电动机。
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