CN206698032U - 单齿冲片、单齿模块、定子模块和电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单齿冲片、单齿模块、定子模块和电机。所述单齿冲片包括齿身部和位于所述齿身部的长度方向两端的齿冠部与轭部，所述齿身部、所述齿冠部和所述轭部一体形成，所述齿冠部的最小宽度大于所述齿身部的最大宽度，所述轭部的最大宽度小于或等于所述齿身部的最小宽度，并且所述轭部的侧部设置有槽楔槽口；根据本实用新型的实施例的单齿模块便于人工安装和维护；根据本实用新型的实施例的定子模块的各个单齿冲片叠压模块的线圈绕组之间、铁心轭部之间存在较大的间隙和空间，便于人工操作；根据本实用新型的实施例的电机采用轴向通风设计，可直接冷却线圈绕组，冷却性能优异。

Description

单齿冲片、单齿模块、定子模块和电机

技术领域

本实用新型涉及单齿冲片，具体地讲，本实用新型涉及单齿冲片、包括该单齿冲片的单齿模块、包括该单齿模块的定子模块以及包括该定子模块的电机。

背景技术

定子铁芯是构成电机磁通回路和固定定子上缠绕的线圈的重要部件。

定子铁芯可通过利用各种紧固件压紧多个单齿冲片而形成，定子铁芯在导磁性能、损耗、刚度、振动、通风等方面均具有较高的要求。

定子铁芯有多种槽型结构，主要包括开口槽、半开口槽和半闭口槽等。开口槽结构的槽口尺寸与槽宽相等，这样的槽型结

构会导致磁场在定子铁芯的齿部和槽部的分布非常不均匀，易产生脉动损耗和表面损耗，而脉动损耗和表面损耗会导致铁芯和线圈绕组的温度升高，从而影响电机的绝缘寿命。并且，定子铁芯采用开口槽结构会使电机的有效气隙长度增加，这会导致电机的功率因数和电机效率降低，噪声增大。

从结构设计的角度来看，半开口槽或半闭口槽结构设计可以减少气隙磁阻，提高电机效率和功率因数。然而，半开口槽或半闭口槽结构会使线圈绕组的绝缘和嵌线工艺复杂。

此外，对于预制绕组而言，可能存在无法嵌线的问题。对于满足电机线圈绕组的维护和更换功能的模块化电机而言，模块化定子铁芯采用半开口槽或半闭口槽结构设计也会导致线圈绕组无法嵌线等问题，且无法保证各个模块之间的牢固连接。

因此，需要提供一种新型的定子铁芯结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够简化线圈绕组的嵌线工艺的单齿冲片。

本实用新型的另一目的在于提供一种便于安装和更换的单齿模块。

本实用新型的另一目的在于提供一种操作方便的定子模块。

本实用新型的另一目的在于提供一种具有优异的冷却性能的电机。

根据本实用新型的一方面，提供一种单齿冲片，该单齿冲片可包括齿身部和位于齿身部的长度方向两端的齿冠部与轭部，齿身部、齿冠部和轭部可一体形成，齿冠部的最小宽度可大于齿身部的最大宽度，轭部的最大宽度可小于或等于齿身部的最小宽度，并且轭部的侧部可设置有槽楔槽口。

根据本实用新型的实施例，槽楔槽口可对称设置在轭部的两侧。

根据本实用新型的实施例，轭部的根部可设置有楔键槽口，或者轭部的根部可设置有楔键部。

根据本实用新型的实施例，齿身部和轭部可分别形成有连接孔。

根据本实用新型的另一方面，提供一种单齿模块，该单齿模块包括通过堆叠多个上述单齿冲片而形成的单齿冲片叠压模块。

根据本实用新型的实施例，单齿模块还可包括预制绕组，预制绕组可套在多个单齿冲片的齿身部堆叠而成的叠压齿身部上。

根据本实用新型的实施例，单齿模块还可包括槽楔，槽楔可设置在多个单齿冲片的槽楔槽口堆叠而成的叠压槽楔槽口中。

根据本实用新型的实施例，单齿冲片的轭部的根部可设置有楔键槽口，且单齿模块还可包括楔键，楔键可设置在多个单齿冲片的楔键槽口堆叠而成的第一叠压楔键槽口中，或者单齿冲片的轭部的根部可设置有楔键部，单齿模块可具有堆叠而成的叠压楔键部。

根据本实用新型的另一方面，提供一种定子模块，该定子模块可包括上述单齿模块和模块连接支架，模块连接支架可包括支架主体和连接部，支架主体可支撑连接部，单齿模块可连接到连接部。

根据本实用新型的实施例，单齿冲片的轭部的根部可设置有楔键槽口，且单齿模块还可包括楔键，楔键可设置在多个单齿冲片的楔键槽口堆叠而成的第一叠压楔键槽口中，且连接部上可形成有第一安装孔，单齿模块可通过贯穿楔键的第一连接孔和第一安装孔的第一紧固件连接到模块连接支架。

根据本实用新型的实施例，单齿冲片的轭部的根部可设置有楔键部，连接部上可形成有第一安装孔，定子模块还可包括轭部冲片，轭部冲片在面向单齿模块的一面可设置有连接燕尾槽，在面向模块连接支架的一面可设置有轭部燕尾槽，在轭部燕尾槽中可设置有楔键，楔键中可设置有第一连接孔，单齿模块可通过楔键部和连接燕尾槽连接到轭部冲片，轭部冲片可通过贯穿第一连接孔和第一安装孔的第二紧固件连接到模块连接支架。

根据本实用新型的另一方面，提供一种电机，该电机可包括上述定子模块。这种电机例如是可用于风力发电机组中的发电机。

根据本实用新型的实施例的单齿冲片可实现线圈绕组的一次性嵌线。

根据本实用新型的实施例的单齿模块便于人工安装和维护。

根据本实用新型的实施例的定子模块的各个单齿冲片叠压模块的线圈绕组之间、铁心轭部之间存在较大的间隙和空间，便于人工操作。

根据本实用新型的实施例的电机采用轴向通风设计，可直接冷却线圈绕组，冷却性能优异。

附图说明

图1是根据本实用新型的第一实施例的单齿冲片的主视图；

图2是根据本实用新型的第一实施例的单齿冲片叠压模块的主视图；

图3是根据本实用新型的第一实施例的槽楔的主视图；

图4是根据本实用新型的第一实施例的楔键的截面图；

图5是根据本实用新型的第一实施例的单齿模块；

图6是根据本实用新型的第一实施例的模块连接支架的主视图；

图7是根据本实用新型的第一实施例的定子模块的主视图；

图8是根据本实用新型的第二实施例的单齿冲片的主视图；

图9是根据本实用新型的第二实施例的单齿模块的主视图；

图10是根据本实用新型的第二实施例的轭部冲片的主视图；

图11是示出根据本实用新型的轭部冲片与模块连接支架的连接的主视图；

图12是根据本实用新型的第二实施例的定子模块的主视图。

附图标号说明：

10：第一单齿冲片；10’：第一齿身部；11：第一齿冠部；12：第一槽楔槽口；13：楔键槽口；14：第一齿身部连接孔；15：第一轭部连接孔；16：第一轭部；20：第一单齿冲片叠压模块；20’：第一叠压齿身部；21：第一叠压齿冠部；22：第一叠压槽楔槽口；23：第一叠压楔键槽口；24：第一齿身部螺杆；25：第一轭部螺杆；26：第一叠压轭部；30：槽楔；31：燕尾凸台；32：压紧部；33：贴合面；40：楔键；41：第一连接孔；50：第一单齿模块；51：预制绕组；60：模块连接支架；61：支架主体；62：连接部；63：第一安装孔；70：第一定子模块；71：第一紧固件；80：第二单齿冲片；80’：第二齿身部；81：第二齿冠部；82：第二槽楔槽口；83：第二轭部；84：第二齿身部连接孔；85：第二轭部连接孔；86：楔键部；90：第二单齿模块；90’：第二叠压齿身部；91：第二叠压齿冠部；92：第二叠压轭部；93：第二叠压槽楔槽口；94：第二齿身部螺杆；95：第二轭部螺杆；96：叠压楔键部；100：轭部冲片；101：连接燕尾槽；102：轭部燕尾槽；103：冲片定位部；111：第二紧固件；114：凸起部；120：第二定子模块。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更好地理解本实用新型的技术构思，下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述，在附图中，相同的标号始终表示相同的部件。

下面以内定子为例说明本实用新型的技术方案，但是本实用新型也可应用于外定子。

图1是根据本实用新型的第一实施例的单齿冲片的主视图。

如图1所示，根据本实用新型的第一单齿冲片10可包括第一齿身部10’和位于第一齿身部10’的长度方向两端的第一齿冠部11和第一轭部16，第一齿身部10’、第一齿冠部11和第一轭部16可一体形成。

第一齿冠部11的最小宽度可大于第一齿身部10’的最大宽度，第一轭部16的最大宽度可小于或等于第一齿身部10’的最小宽度。

第一轭部16的侧部可设置有第一槽楔槽口12，第一齿身部10’和第一轭部16中的至少一个上可设置有连接孔，该连接孔是用于叠压或堆叠单齿冲片的固定孔。

如图1所示，第一齿身部10’上可设置有第一齿身部连接孔14，第一轭部16上可设置有第一轭部连接孔15。然而，本实用新型不限于此，本实用新型可采用其它的方式堆叠并固定多个单齿冲片，而不限于此通过上述连接孔和紧固件实现固定。

第一槽楔槽口12可呈燕尾型，并且可对称地设置在第一轭部16的两侧，第一槽楔槽口12可用于安装槽楔30(见图3)，槽楔30可以使套在第一齿身部10’上的线圈绕组(例如，预制绕组51或成型集中绕组)保持固定，下文将对此进行详细描述。

第一齿冠部11和第一齿身部10’可具有T形形状。如上所述，第一齿冠部11的最小宽度可大于第一齿身部10’的最大宽度，第一轭部16的最大宽度可小于或等于第一齿身部10’的最小宽度，即，W2可以小于W1，优选两者偏差量为1mm至4mm。

第一轭部16的根部可设置有楔键槽口13，楔键槽口13在第一单齿冲片10被组装成定子时面朝定子的径向内侧敞开，并且楔键槽口13可呈燕尾型。

虽然本实用新型的凹槽多采用燕尾型结构，但本实用新型不限于此，只要凹槽可固定设置在凹槽中的部件，防止其运动即可。

图2是根据本实用新型的第一实施例的单齿冲片叠压模块的主视图。

如图2所示，可通过堆叠多个第一单齿冲片10形成第一单齿冲片叠压模块20。

根据本实用新型的第一单齿冲片叠压模块20可包括堆叠形成的第一叠压齿冠部21、第一叠压齿身部20’、第一叠压轭部26、第一叠压槽楔槽口22和第一叠压楔键槽口23。

如图1和图2所示，可通过第一齿身部螺杆24和第一齿身部连接孔14压紧第一叠压齿身部20’，可通过第一轭部螺杆25和第一轭部连接孔15压紧第一叠压轭部26。

图3是根据本实用新型的第一实施例的槽楔的主视图。

根据本实用新型的实施例的槽楔30可包括燕尾凸台31和压紧部32，压紧部32可具有贴合面33，燕尾凸台31可被安装在第一叠压槽楔槽口22中，压紧部32可将套在第一叠压齿身部20’上的预制绕组压紧，以使贴合面33紧贴预制绕组的底部。

图4是根据本实用新型的第一实施例的楔键的截面图。

根据本实用新型的实施例的楔键40可具有第一连接孔41，第一连接孔41可以是贯穿楔键40的固定连接孔，楔键40可以大致呈燕尾型。楔键40可被安装在第一叠压楔键槽口23中，下面将结合图5对此进行详细描述。

图5是根据本实用新型的第一实施例的单齿模块。

根据本实用新型的第一单齿模块50可包括堆叠形成的第一单齿冲片叠压模块20。另外，第一单齿模块50还可包括槽楔30、楔键40和预制绕组51等，预制绕组51能够从第一叠压轭部26(见图2)套在第一叠压齿身部20’上。

如图5所示，槽楔30可被安装在第一叠压槽楔槽口22(见图2)中，楔键40可被安装在第一叠压楔键槽口23中，在将第一单齿模块50组装成定子时，第一叠压楔键槽口23可面朝定子的径向内侧敞开。

图6是根据本实用新型的第一实施例的模块连接支架的主视图。

如图6所示，根据本实用新型的实施例的模块连接支架60可包括支架主体61和连接部62，连接部62上可设置有第一安装孔63，支架主体61可支撑连接部62。

模块连接支架60可以呈扇形，连接部62可用于固定第一单齿模块50。另外，可通过贯穿第一安装孔63和第一连接孔41的第一紧固件71(见图7)将楔键40(或第一单齿模块50)固定至模块连接支架60。

支架主体61可通过焊接的方式与连接部62形成为整体，或可通过其他连接部件连接为整体。连接部62不仅可连接单齿模块，同时还可以作为铁芯的部分轭部，这种结构不再需要单独叠压铁心轭部，但需要满足电磁设计要求。另外，连接部62的材质可以与单齿冲片的材质相同，从而使连接部62可作为铁芯的部分轭部。

模块连接支架60还需要设置有与电机的中心部件(例如，定子支架或定子框架)等连接的结构，例如，法兰和螺栓(图中未示出)等，以满足定子模块的安装。例如，支架主体61可以通过螺栓等紧固件连接到定子支架。

图7是根据本实用新型的第一实施例的定子模块的主视图。

根据本实用新型的第一定子模块70可包括第一单齿模块50和模块连接支架60，第一单齿模块50可以直接或间接连接到模块连接支架60的连接部62。

如图7所示，可通过第一紧固件71将第一单齿模块50的楔键40固定至模块连接支架60。即，可通过贯穿第一连接孔41和第一安装孔63的第一紧固件71将第一单齿模块50与模块连接支架60连接。

第一单齿模块50的数量取决于模块化电机整体设计方案，图7中所示的单个第一定子模块70包含8个第一单齿模块50，但本实用新型不限于此。

第一定子模块70的各个第一单齿模块50的预制绕组51之间、铁心的轭部之间存在较多的间隙和空间，由此可直接形成电机的轴向通风道，从而可以直接冷却线圈绕组，冷却性能优异。

图8是根据本实用新型的第二实施例的单齿冲片的主视图。

如图8所示，根据本实用新型的第二单齿冲片80可包括第二齿身部80’和位于第二齿身部80’的长度方向两端的第二齿冠部81和第二轭部83，第二齿身部80’、第二齿冠部81和第二轭部83可一体形成。

第二齿冠部81的最小宽度可大于第二齿身部80’的最大宽度，第二轭部83的最大宽度可小于或等于第二齿身部80’的最小宽度。

第二轭部83的侧部可设置有第二槽楔槽口82，第二齿身部80’和第二轭部83中的至少一个上可设置有连接孔，该连接孔是用于叠压或堆叠单齿冲片的固定孔。

如图8所示，第二齿身部80’上可设置有第二齿身部连接孔84，第二轭部83上可设置有第二轭部连接孔85。然而，本实用新型不限于此，本实用新型的实施例可采用其他的方式堆叠并固定多个单齿冲片，而不限于此通过上述连接孔和紧固件实现固定。

如图8所示，第二轭部83的根部未设置楔键槽口，第二轭部83的根部可设置有楔键部86，楔键部86可呈燕尾型，以利于磁场在轭部的传输。

第二槽楔槽口82可呈燕尾型，并且可对称地设置在第二轭部83的两侧，第二槽楔槽口82用于安装槽楔30(见图3)，槽楔30可以使套在第二齿身部80’上的线圈绕组(例如，预制绕组51或成型集中绕组)保持固定，下文将对此进行详细描述。

第二齿冠部81和第二齿身部80’可具有T形形状，如上所述，第二齿冠部81的最小宽度可大于第二齿身部80’的最大宽度，第二轭部83的最大宽度可小于或等于第二齿身部80’的最小宽度。为了便于预制绕组的安装，第二齿身部80’与第二轭部83的宽度偏差量可以优选为1mm至4mm。

图9是根据本实用新型的第二实施例的单齿模块的主视图。

与根据本实用新型的第一实施例类似，可通过堆叠第二单齿冲片80来形成第二单齿冲片叠压模块。

第二单齿冲片叠压模块可包括第二叠压齿冠部91、第二叠压轭部92和第二叠压槽楔槽口93，第二叠压轭部92可具有叠压楔键部96。

如图9所示，根据本实用新型的第二单齿模块90可包括叠压形成的第二单齿冲片叠压模块。另外，第二单齿模块90还可包括预制绕组51和槽楔30。预制绕组51能够从第二叠压轭部92套在第二叠压齿身部90’上。

如图9所示，槽楔30可被设置在第二叠压槽楔槽口93中，在将第二单齿模块90组装成定子时，第二叠压轭部92与另外叠压形成的轭部冲片(例如，图10中的轭部冲片100)连接，第二叠压轭部92可呈燕尾型，或者第二叠压轭部92的根部可呈燕尾型，即，叠压楔键部96可呈燕尾型。

图10是根据本实用新型的第二实施例的轭部冲片的主视图，图11是示出根据本实用新型的轭部冲片与模块连接支架的连接的主视图。

如图10所示，根据本实用新型的实施例的轭部冲片100可包括连接燕尾槽101和轭部燕尾槽102，连接燕尾槽101设置在面向第二单齿模块90的一面，轭部燕尾槽102设置在面向模块连接支架60的一面。轭部冲片100还可包括冲片定位部103，单个轭部冲片100可呈扇形，多个轭部冲片100可形成圆环，堆叠形成的轭部冲片100可用作连接部，并可用于连接单齿模块。

如图11所示，楔键40可被安装在轭部燕尾槽102中，可通过第二紧固件111将轭部冲片100和模块连接支架60固定在一起。即，可通过贯穿第一安装孔63和第一连接孔41的第二紧固件111将轭部冲片100连接到模块连接支架60。可通过楔键部86和连接燕尾槽101将第二单齿模块90连接到轭部冲片100，即，第二单齿冲片叠压模块或第二单齿模块90的叠压楔键部96可安装在连接燕尾槽101中，从而将第二单齿模块90固定至轭部冲片100。

冲片定位部103可以是半圆孔，模块连接支架60上可设置有与冲片定位部103对应的部件。例如，模块连接支架60上可设置有凸起部114，因此可利用冲片定位部103和凸起部114将轭部冲片100定位在模块连接支架60上的对应位置。

如上所述，模块连接支架60还需要设计有与电机的中心部件(例如，定子支架或定子框架)等连接的结构，例如法兰和螺栓(图中未示出)等，以满足定子模块的安装。

图12是根据本实用新型的第二实施例的定子模块的主视图。

根据本实用新型的第二定子模块120可包括第二单齿模块90和模块连接支架60。另外，第二定子模块120还可包括轭部冲片100。

如图12所示，可通过第二紧固件111将轭部冲片100固定至模块连接支架60，可通过轭部冲片100的连接燕尾槽101和第二单齿模块90或第二单齿冲片叠压模块的第二叠压轭部92将第二单齿模块90连接到轭部冲片100。即，第二单齿模块90可通过第二叠压轭部92和连接燕尾槽101连接到轭部冲片100，轭部冲片100可通过贯穿第一连接孔41和第一安装孔63的第二紧固件111连接到模块连接支架60。

为了保证连接可靠性和防止第二单齿模块90的振动，需要尽可能减小第二叠压轭部92与连接燕尾槽101之间的间隙。

第二定子模块120的各个第二单齿模块90的预制绕组51之间、铁心的轭部之间存在较多的间隙和空间，可以直接形成电机的轴向通风道，从而可以直接冷却线圈绕组，冷却性能优异。

在定子模块完成后，可对定子模块进行浸漆烘焙处理(VPI)，以满足绝缘和防腐的要求。

另外，浸漆可以完全填充叠压轭部与燕尾槽之间的安装间隙，经过定子模块浸漆烘培后，各个单齿模块完全固定，不会出现单齿模块晃动和位置变化的问题，提高电机的可靠性。

根据本实用新型的实施例的电机可包括上述单齿冲片、单齿冲片叠压模块、单齿模块和定子模块中的至少一种。

根据本实用新型的实施例的单齿冲片可简化线圈绕组的嵌线工艺；根据本实用新型的实施例的单齿冲片叠压模块可简化安装和更换操作；根据本实用新型的实施例的电机可直接冷却线圈绕组，冷却性能优异。

上面对本实用新型的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行组合、修改和完善(例如，可以对本实用新型的不同技术特征进行组合以得到新的技术方案)。这些组合、修改和完善也应在本实用新型的保护范围内。

Claims (12)

1.一种单齿冲片，其特征在于，包括齿身部(10’、80’)和位于所述齿身部(10’、80’)的长度方向两端的齿冠部(11、81)与轭部(16、83)，所述齿身部(10’、80’)、所述齿冠部(11、81)和所述轭部(16、83)一体形成，所述齿冠部(11、81)的最小宽度大于所述齿身部(10’、80’)的最大宽度，所述轭部(16、83)的最大宽度小于或等于所述齿身部(10’、80’)的最小宽度，并且所述轭部(16、83)的侧部设置有槽楔槽口(12、82)。

2.根据权利要求1所述的单齿冲片，其特征在于，所述槽楔槽口(12、82)对称设置在所述轭部(16、83)的两侧。

3.根据权利要求1或2所述的单齿冲片，其特征在于，所述轭部(16)的根部设置有楔键槽口(13)，或者所述轭部(83)的根部设置有楔键部(86)。

4.根据权利要求1所述的单齿冲片，其特征在于，所述齿身部(10’、80’)和所述轭部(16、83)分别形成有连接孔。

5.一种单齿模块，其特征在于，所述单齿模块包括通过堆叠多个根据权利要求1、2和4中任一项所述的单齿冲片而形成的单齿冲片叠压模块。

6.根据权利要求5所述的单齿模块，其特征在于，所述单齿模块还包括预制绕组(51)，所述预制绕组(51)套在多个所述单齿冲片的所述齿身部(10’、80’)堆叠而成的叠压齿身部(20’、90’)上。

7.根据权利要求6所述的单齿模块，其特征在于，所述单齿模块还包括槽楔(30)，所述槽楔(30)设置在多个所述单齿冲片的所述槽楔槽口(12、82)堆叠而成的叠压槽楔槽口(22、93)中。

8.根据权利要求5所述的单齿模块，其特征在于，所述单齿冲片的所述轭部(16)的根部设置有楔键槽口(13)，且所述单齿模块还包括楔键(40)，所述楔键(40)设置在多个所述单齿冲片的所述楔键槽口(13)堆叠而成的第一叠压楔键槽口(23)中，或者所述单齿冲片的所述轭部(83)的根部设置有楔键部(86)，所述单齿模块具有堆叠而成的叠压楔键部(96)。

9.一种定子模块，其特征在于，包括根据权利要求5至7中任一项所述的单齿模块和模块连接支架(60)，所述模块连接支架(60)包括支架主体(61)和连接部(62)，所述支架主体(61)支撑所述连接部(62)，所述单齿模块连接到所述连接部(62)。

10.根据权利要求9所述的定子模块，其特征在于，所述单齿冲片的所述轭部(16)的根部设置有楔键槽口(13)，且所述单齿模块还包括楔键(40)，所述楔键(40)设置在多个所述单齿冲片的所述楔键槽口(13)堆叠而成的第一叠压楔键槽口(23)中，且所述连接部(62)上形成有第一安装孔(63)，所述单齿模块通过贯穿所述楔键(40)的第一连接孔(41)和所述第一安装孔(63)的第一紧固件(71)连接到所述模块连接支架(60)。

11.根据权利要求9所述的定子模块，其特征在于，

所述单齿冲片的所述轭部(83)的根部设置有楔键部(86)，

所述连接部(62)上形成有第一安装孔(63)，

所述定子模块还包括轭部冲片(100)，所述轭部冲片(100)在面向所述单齿模块的一面设置有连接燕尾槽(101)，在面向所述模块连接支架(60)的一面设置有轭部燕尾槽(102)，在所述轭部燕尾槽(102)中设置有楔键(40)，所述楔键(40)中设置有第一连接孔(41)，

所述单齿模块通过所述楔键部(86)和所述连接燕尾槽(101)连接到所述轭部冲片(100)，所述轭部冲片(100)通过贯穿所述第一连接孔(41)和所述第一安装孔(63)的第二紧固件(111)连接到所述模块连接支架(60)。

12.一种电机，其特征在于，包括根据权利要求9至11中任一项所述的定子模块。