CN206932089U - 电机定子、电机转子和电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机领域，公开了一种电机定子、电机转子和电机，其中，所述电机定子包括定子铁芯(1)、绕装在所述定子铁芯(1)上的定子绕组(3)、以及设置在所述定子绕组(3)与所述定子铁芯(1)之间以使所述定子铁芯(1)与所述定子绕组(3)绝缘的定子绝缘架(2)，其中，所述定子绝缘架(2)将所述定子绕组(3)产生的热量传导至所述定子铁芯(1)，所述定子绝缘架(2)的导热系数≥1W/mk。本实用新型提供的技术方案能够提高电机的散热效果。

Description

电机定子、电机转子和电机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，具体地涉及一种电机定子、一种电机转子、以及一种电机。

背景技术

电机在使用中，绕组的温升通常会被作为一项重要的性能指标，温度越高漆包线绕组寿命越低，温度越高，绕组的电阻越高，带来的铜耗越高，电机的效率越低。在电机的诸多使用工况中，绕组的温升大小，会用来确定电机可承担的使用功率大小。

在电机的定子或转子中，绝缘架作为隔离铁芯与绕组的关键部件，起着承担固定支撑绕组、隔离绝缘铁芯和绕组的作用。本申请文件的发明人在研究中发现：现有技术中的绝缘架一般为工程塑料绝缘架，例如PP、ABS等塑料制成的绝缘架，绝缘架的导热系数较低，一般为0.02～0.4w/mK，绝缘架基本不能对电机绕组起到散热作用，人们更多地将电机散热的焦点集中在电机的外壳散热或气流散热的研究上，而忽略了绝缘架的导热作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的上述技术问题，提供一种能够提高电机的散热效果的技术方案。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供一种电机定子，其中，所述电机定子包括定子铁芯，绕装在所述定子铁芯上的定子绕组、以及设置在所述定子绕组与所述定子铁芯之间以使所述定子铁芯与所述定子绕组绝缘的定子绝缘架，其中，所述定子绝缘架将所述定子绕组产生的热量传导至所述定子铁芯，所述定子绝缘架的导热系数≥1W/mk。

优选地，所述定子绝缘架为导热塑料绝缘架；和/或，

所述定子铁芯包括沿着定子铁芯的轴线方向层叠而成的硅钢片，每片硅钢片均具有硅钢片轭部和硅钢片齿部以使所述硅钢片层叠形成在径向方向上具有铁芯轭部和铁芯齿部的定子铁芯，所述定子绕组绕装在所述铁芯齿部；和/或，

所述定子绕组为漆包线，所述漆包线包括导线和包敷在所述导线外部的绝缘层，所述导线为铜导线。

优选地，所述导热塑料绝缘架的导热系数≥2W/mk且≤100W/mk。

优选地，所述定子绝缘架的形状与所述定子铁芯相适应，以能够沿着所述定子铁芯的轴向两端部套装在所述定子铁芯上，或，所述定子绝缘架由导热绝缘材料在所述定子铁芯的表面注塑而成。

本实用新型第二方面提供一种电机转子，其中，所述电机转子包括转子铁芯、绕装在所述转子铁芯上的转子绕组、以及设置在所述转子绕组与所述转子铁芯之间以使所述转子铁芯与所述转子绕组绝缘的转子绝缘架，其中，所述转子绝缘架将所述转子绕组产生的热量传导至所述转子铁芯，所述转子绝缘架的导热系数≥1W/mk。

优选地，所述转子绝缘架为导热塑料绝缘架；和/或，

所述转子铁芯包括沿着转子铁芯的轴线方向层叠而成的硅钢片，每片硅钢片均具有硅钢片轭部和硅钢片齿部以使所述硅钢片层叠形成在径向方向上具有铁芯轭部和铁芯齿部的转子铁芯，所述转子绕组绕装在所述铁芯齿部；和/或，

所述转子绕组为漆包线，所述漆包线包括导线和包敷在所述导线外部的绝缘层，所述导线为铜导线。

优选地，所述导热塑料绝缘架的导热系数≥2W/mk且≤100W/mk。

优选地，所述转子绝缘架的形状与所述转子铁芯相适应，以能够沿着所述转子铁芯的轴向两端部套装在所述转子铁芯上，或，所述转子绝缘架由导热绝缘材料在所述转子铁芯的表面注塑而成。

本实用新型第三方面提供一种电机，包括设置为能够实现电能与机械能之间的转换的定子和转子，其中，所述定子为根据本实用新型第一方面所述的电机定子，和/或，所述转子为根据本实用新型第二方面所述的电机转子。

优选地，所述电机为直流无刷电机。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

本实用新型提供的电机的定子或转子中的绝缘架的导热系数大于或等于1W/mk，如此，绝缘架在绝缘隔离绕组和铁芯的同时，还可以起到一定的散热作用。具体地，绝缘架将绕组产生的热量传递到铁芯，由于铁芯由金属制成，具有良好的导热性能，而铁芯与外界热交换的接触面积较大，从而可以有效地分担绕组产生的热量，进而提高电机的散热效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的电机定子的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电机定子的端部视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为本实用新型实施例提供的电机定子的横截面视图；

图5为图4的B-B剖视图。

附图标记说明

1 定子铁芯 2 定子绝缘架

3 定子绕组

具体实施方式

在本实用新型实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图的上、下、左、右。“内、外”是指相对于部件本身轮廓的内、外。

请参阅图1-图5，本实用新型实施例第一方面提供一种电机定子，所述电机定子包括定子铁芯1、定子绕组3和定子绝缘架2。其中定子绕组3绕装在定子铁芯1上，定子绝缘架2设置在定子铁芯1与定子绕组3之间。为了将定子铁芯1与定子绕组3隔离绝缘，定子绝缘架2敷设在定子铁芯1的表面，而定子绕组3敷设在定子绝缘架2表面。现有技术中的定子绝缘架2一般采用普通工程塑料制作，热传导率或导热系数很低，一般在0.02-0.4W/mk之间，定子绝缘架2的导热作用通常被本领域技术人员所忽略。本申请文件的发明人在研究中发现，若对定子绝缘架2的导热性能进行改进，采用导热系数更高的导热定子绝缘架2，则良好导热性能的定子绝缘架2能够将绕组产生的热量快速传递至定子铁芯1，由于铁芯与外界热交换的接触面积较大，进而可以有效分担绕组产生的热量，显著提高电机的散热能力。因此，本实施例提供的电机定子中的定子绝缘架2的导热系数≥1W/mk。具有该导热系数的定子绝缘架能够将绕组产生的热量良好地传递至定子铁芯1，满足绕组的散热需求。

在一优选实施例中，定子绝缘架2的导热系数与定子绝缘架2的制作成本相关。通常，导热系数高的定子绝缘架2，其制作成本也相对更高。本实施例选用导热系数≥1W/mk且≤10W/mk的定子绝缘架，具有该导热系数的定子绝缘架能够在尽可能降低定子绝缘架2制作成本的同时，使得定子绝缘架2的导热作用满足电机绕组的散热需求。

所述定子绝缘架的制作材料具有多种。优选地，所述定子绝缘架选用导热塑料绝缘架。导热塑料绝缘架的收缩性能较强，例如与所述定子铁芯1的形状相适应的导热塑料绝缘架可以沿着定子铁芯1的轴向两端套装在定子铁芯1上，并与定子铁芯1紧密贴合。另外，导热塑料绝缘架还可以采用导热塑料材料直接注塑在定子铁芯1的外表面。因此，选用导热塑料绝缘架能够便于定子绝缘架在定子铁芯1上的安装。

为了提高导热塑料绝缘架的导热特性，本实施例中，所述导热塑料绝缘架的材质选用经过热传导改性的导热塑料。该导热塑料以PP、ABS、PC、PA、PPA、PBT、LCP、PPS、PEI、PEEK等通用塑料或工程塑料为基材，将高导热材料例如金属氧化物氧化铝、氧化铋或氧化镁等添加在塑料基材中共混复合、通过热传导改性而成的新型高性能塑料。经过热传导改性的导热塑料可以大大提高其热传导率或导热系数，其导热系数一般≥2W/mk，最高可达100W/mk。

定子绝缘架通过将绕组产生的热量传导至定子铁芯1而实现对绕组的散热作用。因此，定子铁芯1的导热性能也起着重要的作用，定子铁芯1的导热性能越强时，散热能力越高。为了实现绕组更好的散热作用，本实施例中，所述定子铁芯1优选为包括沿着定子铁芯1的轴线方向层叠而成的硅钢片，每片硅钢片均具有硅钢片轭部和硅钢片齿部以使所述硅钢片层叠形成在径向方向上具有铁芯轭部和铁芯齿部的定子铁芯1，定子铁芯1的铁芯齿部在径向方向上与铁芯轭部相比更靠近定子铁芯1的轴线。所述定子绕组3绕装在所述铁芯齿部。具体地，相邻的铁芯齿部之间形成嵌线槽，定子绕组3绕装在嵌线槽内；定子绝缘架2嵌套在嵌线槽内，位于定子铁芯1与定子绕组3之间，用于隔离绝缘定子绕组3和定子铁芯1。由于硅钢片具有良好的导热性能，通过硅钢片制成所述定子铁芯1可以将定子绕组3产生的热量较好地传导至定子铁芯1，再通过定子铁芯1发散到其他介质例如空气中，可以提高定子铁芯1的散热效果。当然，所述定子铁芯1还可以采用其他能够满足定子铁芯1制作需求的导磁材料例如导磁合金例如铁镍合金一体成型。

所述定子绕组3的具体结构可以有多种，在一具体实施例中，所述定子绕组3为漆包线，所述漆包线包括导线和包覆在所述导线外部的绝缘层，所述导线为铜线。

本实用新型实施例第二方面提供一种电机转子(图中未示出)，该电机转子包括转子铁芯、绕装在所述转子铁芯上的转子绕组、以及设置在所述转子绕组与所述转子铁芯之间以使所述转子铁芯与所述转子绕组绝缘的转子绝缘架。现有技术中的转子绝缘架一般采用普通工程塑料制作，热传导率或导热系数很低，一般在0.02-0.4W/mk之间，转子绝缘架的导热作用通常被本领域技术人员所忽略。本申请文件的发明人在研究中发现，若对转子绝缘架的导热性能进行改进，采用导热系数更高的转子绝缘架，则良好导热性能的转子绝缘架能够将绕组产生的热量快速传递至转子铁芯，由于转子铁芯与外界热交换的接触面积较大，进而可以有效分担绕组产生的热量，显著提高电机的散热能力。因此，本实施例提供的电机转子中的转子绝缘架采用导热系数≥1W/mk的转子绝缘架。具有该导热系数的转子绝缘架能够将绕组产生的热量良好地传递至转子铁芯，满足绕组的散热需求。

在一优选实施例中，转子绝缘架的导热系数与转子绝缘架的制作成本相关。通常，导热系数高的转子绝缘架，其制作成本也相对更高。本实施例选用导热系数≥1W/mk且≤10W/mk的转子绝缘架，具有该导热系数的转子绝缘架能够在尽可能降低转子绝缘架制作成本的同时，使得转子绝缘架的导热作用满足电机绕组的散热需求。

所述转子绝缘架的制作材料具有多种。优选地，所述转子绝缘架选用导热塑料绝缘架。导热塑料绝缘架的收缩性能较强，例如与所述转子铁芯的形状相适应的导热塑料绝缘架可以沿着转子铁芯的轴向两端套装在转子铁芯上，并与转子铁芯紧密贴合。另外，导热塑料绝缘架还可以采用导热塑料材料直接注塑在转子铁芯的外表面。因此，选用导热塑料绝缘架能够便于转子绝缘架在转子铁芯上的安装。

为了提高导热塑料绝缘架的导热特性，本实施例中，所述导热塑料绝缘架的材质选用经过热传导改性的导热塑料。该导热塑料以PP、ABS、PC、PA、PPA、PBT、LCP、PPS、PEI、PEEK等通用塑料或工程塑料为基材，将高导热材料例如金属氧化物氧化铝、氧化铋或氧化镁等添加在塑料基材中共混复合、通过热传导改性而成的新型高性能塑料。经过热传导改性的导热塑料可以大大提高其热传导率或导热系数，其导热系数一般≥2W/mk，最高可达100W/mk。

转子绝缘架通过将绕组产生的热量传导至转子铁芯而实现对绕组的散热作用。因此，转子铁芯的导热性能也起着重要的作用，转子铁芯的导热性能越强时，散热能力越高。为了实现绕组更好的散热作用，本实施例中，所述转子铁芯优选为包括沿着转子铁芯的轴线方向层叠而成的硅钢片，每片硅钢片均具有硅钢片轭部和硅钢片齿部以使所述硅钢片层叠形成在径向方向上具有铁芯轭部和铁芯齿部的转子铁芯，转子铁芯的铁芯轭部在径向方向上与其铁芯齿部相比更靠近转子铁芯的轴线。所述转子绕组绕装在所述铁芯齿部。具体地，相邻的铁芯齿部之间形成嵌线槽，转子绕组绕装在嵌线槽内；转子绝缘架嵌套在嵌线槽内，位于转子铁芯与转子绕组之间，用于隔离绝缘转子绕组和转子铁芯。由于硅钢片具有良好的导热性能，通过硅钢片制成所述转子铁芯可以将转子绕组产生的热量较好地传导至转子铁芯，再通过转子铁芯发散到其他介质例如空气中，提高转子铁芯的散热效果。当然，所述转子铁芯还可以采用其他能够满足转子铁芯制作需求的导磁材料例如导磁合金例如铁镍合金一体成型。

所述转子绕组的具体结构可以有多种，在一具体实施例中，所述转子绕组为漆包线，所述漆包线包括导线和包覆在所述导线外部的绝缘层，所述导线为铜线。

本实用新型实施例第三方面提供一种电机，该电机包括设置为能够实现电能与机械能之间的转换的定子和转子，其中，所述定子可以为根据本实用新型实施例第一方面提供的电机定子，所述转子可以为本实用新型实施例第二方面提供的电子转子。由于定子和转子中的绝缘架分别可以采用转子绝缘架，能够将绕组产生的热量快速传导至铁芯上，再通过铁芯发散到其他介质例如空气当中，有效地降低了电机的温升，提高了电机的散热效果，延长的电机的使用寿命，提高了电机的工作可靠性。其中，所述电机例如可以为直流无刷电机。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机定子，其特征在于，所述电机定子包括定子铁芯(1)，绕装在所述定子铁芯(1)上的定子绕组(3)、以及设置在所述定子绕组(3)与所述定子铁芯(1)之间以使所述定子铁芯(1)与所述定子绕组(3)绝缘的定子绝缘架(2)，其中，所述定子绝缘架(2)将所述定子绕组(3)产生的热量传导至所述定子铁芯(1)，所述定子绝缘架(2)的导热系数≥1W/mk。

2.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述定子绝缘架为导热塑料绝缘架；和/或，

所述定子铁芯(1)包括沿着定子铁芯(1)的轴线方向层叠而成的硅钢片，每片硅钢片均具有硅钢片轭部和硅钢片齿部以使所述硅钢片层叠形成在径向方向上具有铁芯轭部和铁芯齿部的定子铁芯(1)，所述定子绕组(3)绕装在所述铁芯齿部；和/或，

所述定子绕组(3)为漆包线，所述漆包线包括导线和包敷在所述导线外部的绝缘层，所述导线为铜导线。

3.根据权利要求2所述的电机定子，其特征在于，所述导热塑料绝缘架的导热系数≥2W/mk且≤100W/mk。

4.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述定子绝缘架的形状与所述定子铁芯(1)相适应，以能够沿着所述定子铁芯(1)的轴向两端部套装在所述定子铁芯(1)上，或，所述定子绝缘架由导热绝缘材料在所述定子铁芯(1)的表面注塑而成。

5.一种电机转子，其特征在于，所述电机转子包括转子铁芯、绕装在 所述转子铁芯上的转子绕组、以及设置在所述转子绕组与所述转子铁芯之间以使所述转子铁芯与所述转子绕组绝缘的转子绝缘架，其中，所述转子绝缘架将所述转子绕组产生的热量传导至所述转子铁芯，所述转子绝缘架的导热系数≥1W/mk。

6.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于，所述转子绝缘架为导热塑料绝缘架；和/或，

所述转子铁芯包括沿着转子铁芯的轴线方向层叠而成的硅钢片，每片硅钢片均具有硅钢片轭部和硅钢片齿部以使所述硅钢片层叠形成在径向方向上具有铁芯轭部和铁芯齿部的转子铁芯，所述转子绕组绕装在所述铁芯齿部；和/或，

所述转子绕组为漆包线，所述漆包线包括导线和包敷在所述导线外部的绝缘层，所述导线为铜导线。

7.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，所述导热塑料绝缘架的导热系数≥2W/mk且≤100W/mk。

8.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于，所述转子绝缘架的形状与所述转子铁芯相适应，以能够沿着所述转子铁芯的轴向两端部套装在所述转子铁芯上，或，所述转子绝缘架由导热绝缘材料在所述转子铁芯的表面注塑而成。

9.一种电机，包括设置为能够实现电能与机械能之间的转换的定子和转子，其特征在于，所述定子为根据权利要求1-4中任意一项所述的电机定子，和/或，所述转子为根据权利要求5-8中任意一项所述的电机转子。

10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述电机为直流无刷电机。