CN207098774U - U型定子铁芯及应用该铁芯的电机及水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种U型定子铁芯，由若干U型定子铁芯冲片叠成，每片U型定子铁芯冲片由两臂及连接于两臂后端的底构成U字型，两臂前端具有相对的内凹圆弧共同构成用于容纳转子的半围合空间，内凹圆弧的圆心连线与底内端面间的距离为A，臂端至底外端面的长度为D，臂宽为B，底宽为C，A/D为60～65％，B/D为15～20％，C/D为18～23％。经本实用新型改进后的定子铁芯增大了磁路截面积，缩短了铁芯长度，有效利用了铁芯的磁导率，减少了在空气中的漏磁通，一方面使应用本定子铁芯的电机的效率得到提升，另一方面也提高了材料的利用率，冲片材料利用率可达到73％以上，线圈绕线量也减小，降低了成本。

Description

U型定子铁芯及应用该铁芯的电机及水泵

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及定子铁芯。

背景技术

目前在洗衣机上使用的排水泵多数为永磁交流同步微型电机，电机所用的定子铁芯为U型铁芯，如图1所示为现有的定子铁芯，以两臂前端内凹圆弧的圆心连线与底内端面间的距离为A，臂端至底外端面的长度为D，臂宽为B，底宽为C，可见B的尺寸大于C，U型铁芯显得细长，材料利用率低，废料率较高，支撑线圈的骨架也做得比较长，绕线多，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于在实现定子铁芯效率优化的基础上同时提高U型定子铁芯在加工制造过程中的材料利用率。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用了以下技术方案：

U型定子铁芯，由若干U型定子铁芯冲片叠成，每片U型定子铁芯冲片由两臂及连接于两臂后端的底构成U字型，两臂前端具有相对的内凹圆弧共同构成用于容纳转子的半围合空间，内凹圆弧的圆心连线与底内端面间的距离为A，臂端至底外端面的长度为D，臂宽为B，底宽为C，A/D为60～65％，B/D为15～20％，C/D为18～23％。

进一步来说，骨架支撑的线圈排列长度为E，E/A为52～61％。

优选地，U型定子铁芯冲片采用硅钢片或冷轧板料带材料。

优选地，C≥B，或B-C≤2mm。一般情况下，C不大于13mm。

一种永磁交流同步电机，使用如上任一所述的U型定子铁芯。

一种交流永磁水泵，包括泵盖、包裹电机的泵壳、设于泵盖与泵壳之间的泵体压盖、由电机驱动的风叶，所述电机采用如上所述的永磁交流同步电机。

所述泵壳包裹于装配好的转子、线圈及定子铁芯的表面并在转子、线圈与定子铁芯之间形成环形或半环形水冷腔，水冷腔的内环面由沿转子外表面及定子铁芯外表面轴线延伸的泵壳所构成，水冷腔的外环面为圆周面，外环面与内环面在底部相互延伸形成水冷腔的腔底，泵体压盖封闭于水冷腔的开口，使水冷腔成为封闭水腔，泵体压盖开设有上下贯通的透水孔。

本实用新型重新设计定子铁芯冲片的尺寸，增大了磁路截面积，缩短了铁芯长度，有效利用了铁芯的磁导率，减少了在空气中的漏磁通，一方面使应用本定子铁芯的电机的效率得到提升，另一方面也提高了材料的利用率，冲片材料利用率可达到73％以上，线圈绕线量也减小，降低了成本。

附图说明

图1是现有的定子铁芯平面图。

图2是图1的M向剖示图。

图3是现有的定子铁芯冲片的排布图。

图4是本实用新型的定子铁芯平面图。

图5是图4的N向剖示图。

图6是本实用新型的定子铁芯冲片的排布图。

图7是定子铁芯装配了转子及线圈骨架后的结构示意图。

图8是使用该定子铁芯的排水泵的结构示意图。

图9a是其中一种实施方式下的排水泵爆炸图。

图9b是另一种实施方式下的排水泵爆炸图。

图10是排水泵剖开后的示意图，图中可见冷水腔。

图11是排水泵揭开泵体压盖后的俯视图。

其中，转子组件1，泵体压盖2.1，超声波焊接压盖2.2，泵壳3，螺丝孔位3.1，调整后的螺丝孔位3.2，塑封线圈4，塑封线圈顶部平面4.1，定子铁芯5，线圈骨架6，水冷腔7，外环面7.1，内环面7.2，水冷腔的腔底7.3

具体实施方式

应理解，本说明书中的上、下、左、右、向上、向下、向左、向右等方向性术语是针对附图中所示的方位的描述，这些方位并不是限制性的，也并非设备在实际应用中所处的方位。如果没有特定说明，本文中的术语向内、向外、内、外、内侧、外侧是指相对于部件中心的范围，例如以电机轴线作为参照，内和内侧指更靠近或指向电机轴线的位置或取向，外和外侧是指更远离电机中心部位。此外，术语水平、竖起、悬垂等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而允许可以稍微倾斜。如水平仅是指其方向相对竖直而言更加水平，并不是表示该结构要完全水平，而是可以稍微倾斜。

如图4～5所示，是本实用新型的U型定子铁芯，其由若干U型定子铁芯冲片叠成，U型定子铁芯冲片可以采用硅钢片或冷轧板料带材料。每片U型定子铁芯冲片由两臂及连接于两臂后端的底构成U字型，两臂前端具有相对的内凹圆弧共同构成用于容纳转子的半围合空间，内凹圆弧的圆心连线与底内端面间的距离为A，臂端至底外端面的长度为D，臂宽为B，底宽为C，臂厚为H，A/D为60～65％，B/D为15～20％，C/D为18～23％。如图7所示，骨架支撑的线圈排列长度为E，E/A为52～61％。

如图6所示，是U型定子铁芯冲片的排布图，冲片材料的宽度为G，相互交错排布的两块相邻冲片的总宽度为F。在一个具体的实施例中，A＝38.2,B＝11,C＝13,D＝60.5,E＝22.5,F＝51,G＝76.9,H＝16.4,得到：

A/D＝63.1％,B/D＝18.2％,C/D＝21.5％。

此时的材料利用率为两片冲片的底面积/(FXG)＝73.6％。

如图1～图3所示的则为现有技术中冲片尺寸及排布方式，其各尺寸如下：

A＝48.2,B＝9,C＝8,D＝65.5,E＝32.5,F＝46,G＝76.9,H＝20,此时的材料利用率为两片冲片的底面积/(FXG)＝66.5％.

可见本实用新型的材料利用率明显优于现有技术中的材料利用率。

线圈骨架上线组的使用量与现有技术中线圈骨架的使用量之比近似为38.2/48.2＝79.3％，明显节省了线圈的材料。

对硅钢片或冷轧板料带按如图6所示的排布方式在高速冲床中经过冲压后形成如图4所示的冲片，然后将若干冲片叠成厚度为H的定子铁芯5，按图7所示安装至线圈骨架6并绕上线圈，然后应用于如图8所示的电机及水泵上。

如图9a所示，为水泵的一种装配方式，该水泵包括泵盖、泵壳3、含永磁转子和转子轴的转子组件1及转子组件外的安装有线圈的定子铁芯5及泵体压盖2.1，泵体压盖2.1位于泵壳及泵盖之间，采用扣合装配的方式与泵壳顶部连接固定。泵壳包裹于装配好的转子组件1、塑封线圈4及定子铁芯5的表面并在转子组件、塑封线圈与定子铁芯之间形成环形或半环形水冷腔7，水冷腔的内环面7.2由沿转子外表面及定子铁芯外表面向下延伸的泵壳所构成，水冷腔的外环面7.1为圆周面，外环面7.1与内环面7.2在底部相互延伸形成水冷腔的腔底7.3，泵体压盖封闭于水冷腔的开口，使水冷腔成为封闭水腔，泵体压盖开设有上下贯通的透水孔，水流可通过透水孔进入水冷腔。水冷腔的底部高度等于或高于4.1塑封线圈顶部平面，这样可以最大程度增加水冷腔的冷却面积，水冷腔分别贴合塑封线圈4、定子铁芯5进行冷却。

如图9b所示，为水泵的另一种装配方式，该水泵包括泵盖、泵壳3、含永磁转子和转子轴的转子组件1及转子组件外的安装有线圈的定子铁芯5及超声波焊接压盖2.2，压盖以超声波焊接的方式与泵壳顶部连接固定。

Claims (7)

1.U型定子铁芯，由若干U型定子铁芯冲片叠成，每片U型定子铁芯冲片由两臂及连接于两臂后端的底构成U字型，两臂前端具有相对的内凹圆弧共同构成用于容纳转子的半围合空间，其特征在于：内凹圆弧的圆心连线与底内端面间的距离为A，臂端至底外端面的长度为D，臂宽为B，底宽为C，A/D为60～65％，B/D为15～20％，C/D为18～23％。

2.根据权利要求1所述的U型定子铁芯，其特征在于：骨架支撑的线圈排列长度为E，E/A为52～61％。

3.根据权利要求1所述的U型定子铁芯，其特征在于：U型定子铁芯冲片采用硅钢片或冷轧板料带材料。

4.根据权利要求1所述的U型定子铁芯，其特征在于：C≥B，或B-C≤2mm。

5.一种永磁交流同步电机，其特征在于，使用如权利要求1～4任一所述的U型定子铁芯。

6.一种交流永磁水泵，包括泵盖、包裹电机的泵壳、设于泵盖与泵壳之间的泵体压盖、由电机驱动的风叶，其特征在于：所述电机采用如权利要求5所述的永磁交流同步电机。

7.根据权利要求6所述的交流永磁水泵，其特征在于：所述泵壳包裹于装配好的转子、线圈及定子铁芯的表面并在转子、线圈与定子铁芯之间形成环形或半环形水冷腔，水冷腔的内环面由沿转子外表面及定子铁芯外表面轴线延伸的泵壳所构成，水冷腔的外环面为圆周面，外环面与内环面在底部相互延伸形成水冷腔的腔底，泵体压盖封闭于水冷腔的开口，使水冷腔成为封闭水腔，泵体压盖开设有上下贯通的透水孔。