CN204258576U - 电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机，其包括机壳、设于机壳内的定子和穿设于定子内的转子，定子包括定子铁芯和定子绕组，定子铁芯包括定子轭和若干个设于定子轭上的定子齿，定子绕组绕设于定子轭上，转子包括转轴、永磁体磁环和粘接件，永磁体磁环通过粘接件粘接固定于转轴上，且永磁体磁环为一对极磁环。本实用新型，通过将定子绕组绕设于定子轭上，解决了小型高速电机的定子绕组不易采用机器进行自动化绕线操作、电机效率难以提高的技术问题；同时，其通过粘接件将永磁体磁环直接粘接固定于转轴上，解决了转子结构复杂、转子组装工艺复杂、转子高速转动的动态性能差的技术问题。

Description

电机

技术领域

本实用新型属于电机领域，尤其涉及电机。

背景技术

如图8所示，现有技术提供的一种小型高速电机包括机壳2＇、定子3＇和转子1＇，定子3＇包括定子铁芯31＇和定子绕组32＇，定子铁芯31＇包括定子轭311＇和定子齿312＇，定子绕组32＇绕设于定子铁芯31＇的定子齿312＇上；转子1＇包括转轴11＇、设于转轴11＇上的转子铁芯13＇、设于转子铁芯13＇上的永磁体12＇和设于永磁体12＇外的保护环14＇，该小型高速电机在具体应用中存在以下不足之处：

1)永磁体12＇由多块瓦片状结构121＇粘结在转子铁芯13＇上形成，且需在永磁体12＇外设置保护环14＇，这样，一方面会增加定子3＇与转子1＇之间的有效气隙长度，另一方面会导致转子1＇的结构比较复杂，并会导致转子1＇的组装工艺比较复杂；再一方面会使得转子1＇高速转动的动态性能较差，且会使得转子1＇的固有频率比较低；

2)定子绕组32＇绕设于定子铁芯31＇的定子齿312＇上，这样，一方面由于小型高速电机体积小、定子3＇内径小、槽内面积小和槽内宽度小的特点，故，使得定子绕组32＇的绕制不易采用机器进行自动化操作；另一方面由于小型高速电机频率高、电磁损耗大、温升高的特点，故使得定子3＇的散热面积较小，风冷散热效果不佳，从而使得电机的效率难以提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了电机，其旨在解决现有小型高速电机的定子绕组绕在定子齿上不易采用机器进行自动化绕线操作、电机效率难以提高、转子结构复杂、转子组装工艺复杂、转子高速转动的动态性能差、定子与转子之间有效气隙长度大的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：电机，包括机壳、设于所述机壳内的定子和穿设于所述定子内的转子，所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯包括定子轭和若干个设于所述定子轭上的定子齿，所述定子绕组绕设于所述定子轭上，所述转子包括转轴、永磁体磁环和粘接件，所述永磁体磁环通过所述粘接件粘接固定于所述转轴上，且所述永磁体磁环为一对极磁环。

具体地，所述定子轭具有内侧壁和外侧壁，各所述定子齿沿圆周方向间隔凸设于所述内侧壁上，所述定子铁芯还包括若干个沿圆周方向间隔凸设于所述外侧壁上并延伸抵顶于所述机壳内壁上的支撑部。

优选地，所述支撑部的设置数量与所述定子齿的设置数量相同或是定子齿数量的一半，且各所述支撑部与各所述定子齿分别两两相对设置；或者，所述支撑部的设置数量为所述定子齿设置数量的一半，且各所述支撑部与一半数量的所述定子齿分别两两相对设置。

优选地，所述支撑部沿所述外侧壁以等周向宽度的形式朝背对所述定子齿的方向延伸。

具体地，任意两相邻所述定子齿与所述内侧壁之间都围合形成一个第一凹槽，任意两相邻所述支撑部与所述外侧壁之间都围合形成一个第二凹槽，所述定子绕组具有位于所述第一凹槽内的内侧绕组和位于所述第二凹槽内的外侧绕组。

优选地，所述定子绕组为三相绕组，所述定子齿的数量为六；或者，所述定子绕组为两相绕组，所述定子齿的数量为四。

优选地，所述定子铁芯由至少两个分割体沿圆周方向拼接围合而成。

更优选地，所述定子铁芯由两个分割体拼接围合而成，两所述分割体为所述定子铁芯沿两相对的所述定子齿对半分成。

优选地，所述粘接件为胶水。

具体地，所述永磁体磁环为一体成型的烧结钕铁硼磁环。

本实用新型提供的电机，将定子绕组绕设于定子轭上，这样，一方面可省去定子绕组绕设于定子齿上需预留供绕线头穿设的空间，提高了定子铁芯的槽面积利用率，且可使定子绕组可以使用比齿绕线方式中线径更大的漆包线，从而有效降低了定子绕组的电阻，减小了定子绕组的线圈损耗；另一方面可利于改善定子绕组的散热系统，从而使得定子绕组的温升减缓，有效减小了定子绕组的发热量，减缓了电阻随电机转矩和电流增加上升的幅度，进而利于使定子绕组的线圈损耗保持较低的水平，利于提高电机的效率，并可减缓定子绕组绝缘部的老化速度，延长了定子绕组绝缘部的使用寿命。同时，其通过粘接件将永磁体磁环直接粘接固定于转轴上，并利用永磁体磁环本身的材料强度抵抗转子高速转动时产生的离心应力，从而使得永磁体磁环外不需设置保护环，进而减小了定子与转子之间的有效气隙长度，并简化了转子的结构，省去了保护环的安装工艺，避免了由于安装保护环造成转子质量分布不均匀的情形发生，提高了转子高速转动的动态性能。同时，由于其不需设计由硅钢片制成的转子铁芯，故，其减少了转子的组成部件数量，从而进一步简化了转子的结构和安装工艺，极大程度地提高了转子的生产效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的转子的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是本实用新型实施例提供的永磁体磁环的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的三相六槽电机的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的三相六槽定子的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的三相六槽定子的分割体的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的两相四槽定子的结构示意图；

图8是现有技术提供的电机的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当一个元件被描述为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被描述为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

如图1～4所示，本实用新型实施例提供的电机，包括机壳2、设于机壳2内的定子3和穿设于定子3内的转子1，定子3包括定子铁芯31和定子绕组32，定子铁芯31包括定子轭311和若干个设于定子轭311上的定子齿312，定子绕组32绕设于定子轭311上，转子1包括转轴11、永磁体磁环12和粘接件(图未示)，各定子齿312围合形成供永磁体磁环12穿设的中心孔301，永磁体磁环12通过粘接件粘接固定于转轴11上，且永磁体磁环12为一对极磁环。本实用新型实施例，将定子绕组32绕设于定子轭311上，这样，一方面可省去定子绕组32绕设于定子齿312上需预留供绕线头穿设的空间，提高了定子铁芯31的槽面积利用率，且即使定子铁芯31槽面积减小的情况下也可以使用比齿绕线方式(定子绕组32绕设于定子齿312上的方式)中线径更大的漆包线，从而有效降低了定子绕组32的电阻，减小了定子绕组32的线圈损耗；另一方面可改善定子绕组32的散热系统，从而使得定子绕组32的温升减缓，有效减小了定子绕组32的发热量，减缓了电阻随电机转矩和电流增加上升的幅度，进而利于使定子绕组32的线圈损耗保持较低的水平，利于提高电机的效率，并可减缓定子绕组32绝缘部的老化速度，延长了定子绕组32绝缘部的使用寿命。同时，其通过粘接件将永磁体磁环12直接粘接固定于转轴11上，并利用永磁体磁环12本身的材料强度抵抗转子1高速转动时产生的离心应力，从而使得永磁体磁环12外不需设置由不导磁金属材料、碳纤维、玻璃丝带等制成的保护环，进而减小了定子3与转子1之间的有效气隙长度，并简化了转子1的结构，省去了保护环的安装工艺，避免了由于安装保护环造成转子1外径增大且有因为安装原因造成质量分布不均匀的风险，提高了转子1高速转动的动态性能，降低了转子1的固有频率。同时，由于其不需设计由硅钢片制成的转子铁芯，故，其减少了转子1的组成部件数量，从而进一步简化了转子1的结构和安装工艺，极大程度地提高了转子1的生产效率。此外，本实施例，将永磁体磁环12设为一对极磁环(极对数为一的磁环)，这样，在相同的转速下可使磁场的转换频率降至最低，从而可将定子铁芯31受磁场转换频率的影响降到最低水平；同时，其还可使与磁场转换频率相对应的控制器电气开通频率降低，进而降低了控制器的开关损耗。

优选地，永磁体磁环12为一体成型的烧结钕铁硼磁环。永磁体磁环12由烧结钕铁硼材料制成，这样，利于保证永磁体磁环12的磁性和材料强度。

具体地，如图4、图5和图7所示，定子轭311具有内侧壁3111和外侧壁3112，各定子齿312沿圆周方向间隔凸设于内侧壁3111上，定子铁芯31还包括若干个沿圆周方向间隔凸设于外侧壁3112上并延伸抵顶于机壳2内壁上的支撑部313。具体安装时，支撑部313之远离外侧壁3112的一端抵顶于机壳2的内壁上，这样，可实现定子3在机壳2内的支撑定位。本实施例，利用支撑部313与机壳2内壁进行支撑定位，这样，在定子铁芯31设计外径不变的前提下，可使得定子轭311朝向定子铁芯31的中心孔301方向缩进，从而在定子轭311厚度不变的前提下，可使得定子轭311的周长减小了，有效减小了定子轭311的质量(重量)，进而利于降低电机的总质量；相对于定子绕组32绕设于定子齿312上的方式，本实施例的定子齿312和定子轭311主磁路的长度均减短了，从而利于进一步减小定子铁芯31的损耗，进而利于提高电机的效率。具体地，如图4、图5和图7所示，任意两相邻定子齿312与内侧壁3111之间都围合形成一个第一凹槽302，任意两相邻支撑部313与外侧壁3112之间都围合形成一个第二凹槽303，定子绕组32绕设于定子轭311上，且定子绕组32具有位于第一凹槽302内的内侧绕组321和位于第二凹槽303内的外侧绕组322。本实施例，第一凹槽302和第二凹槽303可形成内外两侧轴向散热风道，且内侧绕组321和外侧绕组322分别处于内外两侧散热风道中，这样，在电机运转时，散热风道中的空气流动可加速定子绕组32的散热速度，从而使得定子绕组32的温升减缓，有效减小了定子绕组32的发热量，减缓了电阻随电机转矩和电流增加上升的幅度，进而利于使定子绕组32的线圈损耗保持较低的水平，利于提高电机的效率，并可减缓定子绕组32绝缘部的老化速度，延长了定子绕组32绝缘部的使用寿命。

优选地，如图4、图5和图7所示，支撑部313的设置数量与定子齿312的设置数量相同，且各支撑部313与各定子齿312分别两两相对设置，这样，利于保证定子铁芯31的结构对称性和协调性。当然了，具体应用中，支撑部313的设置数量也可少于定子齿312的设置数量，如：支撑部313的设置数量可为定子齿312的设置数量的一半，且各支撑部313与一半数量的定子齿312分别两两相对设置。

具体地，如图4、图5和图7所示，支撑部313沿外环壁3112以等周向宽度(周向宽度为沿圆周方向延伸的宽度)的形式朝背对定子齿312的方向延伸设置，即支撑部313为等周向宽度的部件；定子齿312沿内环壁3111以等周向宽度的形式朝中心孔301的方向延伸设置，即定子齿312为等周向宽度的部件。本实施例，支撑部313和定子齿312均设为等周向宽度的部件，这样，可利于进一步进化定子铁芯31的结构。

优选地，定子铁芯31由至少两个分割体310沿圆周方向拼接围合而成，这样，在具体应用中，可先分别在各分割体310上进行集中绕线，再将各分割体310焊接连接形成一个整体定子铁芯31，从而利于避免由于定子铁芯31内径小而造成定子绕组32绕制时受空间限制的情形发生，进而了利于定子绕组32采用机器进行自动化绕制。分割体310的具体结构根据其围合成定子铁芯31所需数量的不同而不同。

更为优选地，如图5、图6和图7所示，本实施例中，定子铁芯31由两个分割体310拼接围合而成，两分割体310为定子铁芯31沿两相对的定子齿312且沿其一直径方向对半分成，这样，两个分割体310为相互对称的结构，利于简化定子绕组32在各分割体310上绕制的工艺。本实施例，每个分割体310包括半圆周轭部3101，且半圆周轭部3101的两端均具有分割成的半齿3102和半支撑部3103，分割成的半支撑部3103上均设有焊接槽3104。具体生产中，将两个分割体310以半圆周轭部3101端面对接的方式放置，并通过在焊接槽3104处进行焊接，可将两个分割体310焊接成为一个整体定子铁芯31。

优选地，如图4～6所示，定子绕组32可为三相绕组，即定子绕组32包括三组相性不同的绕组，电机三相运行；定子齿312、第一凹槽302和第二凹槽303均设有六个。或者，如图7所示，定子绕组32也可为两相绕组，即定子绕组32包括两组相性不同的绕组，电机两相运行；定子齿312、第一凹槽302和第二凹槽303均设有四个。当然了，在满足设计要求的前提下，定子绕组32的相数、定子齿312的数量、第一凹槽302的数量和第二凹槽303的数量也可设为其它数值。

优选地，粘接件为胶水，其粘结可靠性佳，易于安装。

具体地，如图1和图3所示，永磁体磁环12贯穿设有轴向通孔121，轴向通孔121与转轴11间隙配合设置，胶水设于轴向通孔121内壁与转轴11外壁之间。具体安装时，应将胶水均匀涂抹于轴向通孔121与转轴11的间隙之间，并可采用加热或久置的方式使胶水固化于轴向通孔121与转轴11之间。经过处理之后，永磁体磁环12可利用胶水的粘结作用和自身材料的抗拉能力，在无外加保护环的情形下，在一定范围内有效抵抗转子1高速转动时产生的离心应力，进而有效保证了转子1高速转动的安全可靠性。

优选地，本实施例提供的电机为高速小型电机(如转速大于25000rpm的小型电机)，这样，其取得的简化电机结构、简化电机生产工艺、减小定子3与转子1之间的有效气隙长度、提高电机效率的效果更加显著。

具体地，本实施例提供的电机可应用于吸尘器、离心机、风机、电动工具、小型发电机、主轴电机中。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.电机，包括机壳、设于所述机壳内的定子和穿设于所述定子内的转子，所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯包括定子轭和若干个设于所述定子轭上的定子齿，其特征在于：所述定子绕组绕设于所述定子轭上，所述转子包括转轴、永磁体磁环和粘接件，所述永磁体磁环通过所述粘接件粘接固定于所述转轴上，且所述永磁体磁环为一对极磁环。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于：所述定子轭具有内侧壁和外侧壁，各所述定子齿沿圆周方向间隔凸设于所述内侧壁上，所述定子铁芯还包括若干个沿圆周方向间隔凸设于所述外侧壁上并延伸抵顶于所述机壳内壁上的支撑部。

3.如权利要求2所述的电机，其特征在于：所述支撑部的设置数量与所述定子齿的设置数量相同，且各所述支撑部与各所述定子齿分别两两相对设置；或者，所述支撑部的设置数量为所述定子齿设置数量的一半，且各所述支撑部与一半数量的所述定子齿分别两两相对设置。

4.如权利要求3所述的电机，其特征在于：所述支撑部沿所述外侧壁以等周向宽度的形式朝背对所述定子齿的方向延伸。

5.如权利要求2至4任一项所述的电机，其特征在于：任意两相邻所述定子齿与所述内侧壁之间都围合形成一个第一凹槽，任意两相邻所述支撑部与所述外侧壁之间都围合形成一个第二凹槽，所述定子绕组环绕于定子轭上，位于所述第一凹槽内的内侧和位于所述第二凹槽内的外侧。

6.如权利要求1所述的电机，其特征在于：所述定子绕组为三相绕组，所述定子齿的数量为六；或者，所述定子绕组为两相绕组，所述定子齿的数量为四。

7.如权利要求1至4任一项所述的电机，其特征在于：所述定子铁芯由至少两个分割体沿圆周方向拼接围合而成。

8.如权利要求7所述的电机，其特征在于：所述定子铁芯由两个分割体拼 接围合而成，两所述分割体为所述定子铁芯沿两相对的所述定子齿对半分成。

9.如权利要求1至4任一项所述的电机，其特征在于：所述粘接件为胶水。

10.如权利要求1至4任一项所述的电机，其特征在于：所述永磁体磁环为一体成型的烧结钕铁硼磁环。