CN207603313U - 同步有刷发电机四极定转子铁芯冲片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种同步有刷发电机四极定转子铁芯冲片，包括环形的定子冲片和圆形的转子冲片本体，所述转子冲片本体设有轴孔，所述转子冲片本体设有四个绕线槽，形成四个分别位于上下左右方向的T型转子齿部，转子齿部的T型头部设置有配重孔，用于安装配重块，转子齿部的T型头部的顶端为圆弧，四个转子齿部的T型头部的顶端圆弧位于同一圆周上，与转子冲片本体的轴孔同圆心。其使得铁心叠厚较短、整机结构体积及质量较小，且四极结构转速低噪音小、波形畸变率降低、温升降低和产品输出性能较好，转换效率较高，提高产品电源输出质量及性价比。
Description
技术领域
本实用新型涉及小型交流同步发电机领域，特别涉及一种同步有刷发电机四极定转子铁芯冲片。
背景技术
现有技术的定子冲片和转子冲片，其采用的结构设计和尺寸设计存在以下问题：叠厚较长，整机结构的体积、质量较大，波形畸变率高，产品输出性能低，转换效率低，产品电源输出质量及性价比低；目前小型同步发电机定转子中转子结构主要为二极，二极结构的发电机在工作运行时转速较高（如60Hz=3600转/分钟），运行时振动及噪音皆较大。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种同步有刷发电机四极定转子铁芯冲片，使得铁心叠厚较短、整机结构体积及质量较小，且四极结构转速低噪音小、波形畸变率降低、温升降低和产品输出性能较好，转换效率较高，提高产品电源输出质量及性价比。
本实用新型的目的是采用下述方案实现的：一种四极转子铁芯冲片，包括圆形的转子冲片本体，所述转子冲片本体设有轴孔，所述转子冲片本体设有四个绕线槽，形成四个分别位于上下左右方向的T型转子齿部，上、下T型转子齿部的中心线为同一直线，且该直线经过转子冲片本体圆心，左、右T型转子齿部的中心线为同一直线，且该直线经过转子冲片本体圆心，上、下T型转子齿部的中心线与左、右T型转子齿部的中心线垂直，转子齿部的T型头部设置有配重孔，用于安装配重块，转子齿部的T型头部的顶端为圆弧，四个转子齿部的T型头部的顶端圆弧位于同一圆周上，与转子冲片本体的轴孔同圆心。
所述转子冲片本体设置四个绕线槽后使得中间用于设置轴孔的实体部分为正方形、圆形等，且为了避免出现尖角，一般对尖角部分进行圆弧倒角。
所述配重孔设置在转子齿部的T型头部的顶端圆弧边缘，且开有缺口。
所述配重块与配重孔过盈配合，所述配重孔为圆形孔，所述配重块的外圆周设有防转齿。
每个转子齿部的T型头部均设有两个配重孔，两个配重孔对称分布在转子齿部的T型头部上；所述配重孔的直径为9.754±2mm。
所述转子冲片本体的外周直径φ1为160±5mm；所述转子冲片本体的轴孔孔径φ2为43±3mm；转子轭部宽度L为36±3mm。
所述转子齿部的T型头部的顶端圆弧为同心圆弧，所述转子齿部的T型头部左右两侧设有与该转子齿部的中心线平行的平面，转子齿部的T型头部左右两侧的平面与该转子齿部的中心线之间的距离相等，所述转子齿部的T型头部的顶端圆弧的两端分别与左右两侧的平面之间设有第一圆弧过渡面，转子齿部的T型头部左右两侧的平面之间的距离即T型头部的宽度大于转子齿部的T型杆部即转子轭部的宽度L。
所述转子齿部的T型头部的底端为平面，与该转子齿部的中心线垂直；转子齿部的T型杆部的左右两边与T型头部的底端平面之间设有第二圆弧过渡面；所述转子齿部的T型头部的底端两侧分别设有用于安装压线板的安装槽。
安装压线板时，将压线板的两端沿转子铁芯轴向方向分别插入两相邻的转子齿部的安装槽中。转子铁芯的一个绕线槽对应一个压线板，防止绕线槽（转子槽）内的绕线飞出。
一种同步有刷发电机四极定转子铁芯冲片，包括环形的定子冲片，以及上述所述的四极转子铁芯冲片，所述定子冲片的外周设有四段平切边，定子冲片的第一平切边与第三平切边平行，且长度相等，定子冲片的第二平切边与第四平切边平行，且长度相等，并与第一平切边、第三平切边垂直，定子冲片的第一平切边与第三平切边之间的距离小于定子冲片的外周直径；定子冲片的第二平切边与第四平切边之间的距离小于定子冲片的外周直径；定子冲片的第一平切边与第三平切边之间的距离为222±8mm，定子冲片的第二平切边与第四平切边之间的距离为222±8mm，定子冲片的外周直径φ为239±8mm；定子冲片的内孔孔径φ为162±3mm mm；定子冲片的内缘分别沿其圆周方向设置有30～36个嵌线槽。
当嵌线槽沿定子冲片的内缘均匀分布时，此时定子冲片的内缘所有嵌线槽中相邻的两嵌线槽中心线之间夹角均相同；当定子冲片的上下左右方向均留有一定区域不设置嵌线槽时，上下左右方向相邻的两嵌线槽中心线之间夹角是其他部分相邻的两嵌线槽中心线之间夹角的两倍；所述嵌线槽为梯形槽或梨形槽；定子冲片位于同一直径上的两梯形槽的槽底之间的距离φ为192.4±3mm；定子冲片的梨形槽分度圆φ为182.5±3mm。
定子冲片的所有定子齿部的中心线均经过定子冲片的圆心，定子冲片的嵌线槽为开口槽，相邻的两嵌线槽之间形成径向设置的T型定子齿部，定子齿部的宽度L为4.5-7.5mm；所述定子冲片的外周沿圆周方向设有多个沿径向设置的V型缺口，V型缺口的底部设有沿径向设置并向外凸出的弧形凸起，弧形凸起的两侧分别与V型缺口的两侧圆滑过渡。弧形凸起即凸出圆弧是作为焊点使用，将定子冲片焊接到一起。
本实用新型具有的优点是：由于本实用新型采用四极转子铁芯冲片，包括圆形的转子冲片本体，所述转子冲片本体设有轴孔，所述转子冲片本体设有四个绕线槽，形成四个分别位于上下左右方向的T型转子齿部，上、下T型转子齿部的中心线为同一直线，且该直线经过转子冲片本体圆心，左、右T型转子齿部的中心线为同一直线，且该直线经过转子冲片本体圆心，上、下T型转子齿部的中心线与左、右T型转子齿部的中心线垂直，转子齿部的T型头部设置有配重孔，用于安装配重块，转子齿部的T型头部的顶端为圆弧，四个转子齿部的T型头部的顶端圆弧位于同一圆周上，与转子冲片本体的轴孔同圆心。本专利申请的上述四极结构转速低，噪音小，波形畸变率降低，启动能力强，温升降低且产品输出性能较好，转换效率较高，同时可有效的降低产品直材成本，提高了产品电源输出质量及性价比。
使用本专利申请的上述结构的定子冲片和转子冲片配合使用可以有效的减短电机定转子铁心高度，减少产品重量及直接材料成本，同时，铁心高度的减短，其他辅料用量也会随之减少，如转子轴、绝缘纸、槽楔、绝缘漆等，在节约产品成本的同时，产品性能并未降低，部分性能得以优化和提升。
由于本实用新型铁心叠厚较短、整机结构体积及质量较小，因此采用本实用新型的方案还可以降低客户机组的长度尺寸，减少客户使用成本，降低包装费用和运输费用（因为电机缩短了，其他部件对应可以缩短一部分）。
本专利申请的定转子铁心冲片设计方案组合使用时，工作转速低噪音小，既可以节省产品钢材、降低产品成本及重量，也可以有效的减少辅料使用数量（如绝缘纸、绝缘漆等），电机感性负载起动能力可得到明显提升，同时也可以改善发电机输出电源质量。
附图说明
图1为本实用新型的定子冲片的结构示意图（36个梨形槽按10°均布）；
图2为本实用新型的定子冲片的结构示意图（30个梨形槽按12°均布）；
图3为本实用新型的定子冲片的结构示意图（32个梨形槽按10°分布）；
图4为本实用新型的定子冲片的结构示意图（36个梯形槽按10°均布）；
图5为本实用新型的定子冲片的结构示意图（30个梯形槽按12°均布）；
图6为本实用新型的定子冲片的结构示意图（32个梯形槽按10°分布）；
图7为本实用新型的定子冲片的四极绕组、辅助绕组布局位置示意图；
图8为本实用新型的转子冲片的实施例一结构示意图；
图9为本实用新型的转子冲片的实施例二结构示意图。
附图中，1为转子冲片本体，1-1为轴孔，2为绕线槽，3为转子齿部，31为T型头部，32为T型杆部，33为第一圆弧过渡面，34为第二圆弧过渡面，4为配重孔，5为缺口，6为安装槽，8为定子冲片，9为嵌线槽，9-1为梯形槽，9-2为梨形槽，10为第一平切边，11为第二平切边，12为第三平切边，13为第四平切边，14为V型缺口，15为弧形凸起。
具体实施方式
参见图8和图9，一种四极转子铁芯冲片，包括圆形的转子冲片本体1，所述转子冲片本体设有轴孔1-1，所述转子冲片本体设有四个绕线槽2，形成四个分别位于上下左右方向的T型转子齿部3，上、下T型转子齿部3的中心线为同一直线，且该直线经过转子冲片本体圆心，左、右T型转子齿部3的中心线为同一直线，且该直线经过转子冲片本体圆心，上、下T型转子齿部3的中心线与左、右T型转子齿部3的中心线垂直，转子齿部3的T型头部31设置有配重孔4，用于安装配重块，转子齿部3的T型头部31的顶端为圆弧，四个转子齿部3的T型头部31的顶端圆弧位于同一圆周上，与转子冲片本体的轴孔同圆心。
所述转子冲片本体设置四个绕线槽2后使得中间用于设置轴孔的实体部分7为正方形、圆形等，且为了避免出现尖角，一般对实体部分7的尖角部分（直角）进行圆弧倒角。
所述配重孔4设置在转子齿部3的T型头部31的顶端圆弧边缘，且开有缺口5。电机配重孔4的圆弧顶部设置有一缺口5，配重块与配重孔4为过盈配合，因配重块配合部分为机械加工形成存在一定的加工公差，因此设置此开口可以保证在配合时，因过盈量较大时开口处可发生弹性形变，以保证配重块顺利装配的同时不影响连接可靠性。
所述配重块与配重孔4过盈配合，所述配重孔4为圆形孔，所述配重块的外圆周设有防转齿。
每个转子齿部3的T型头部31均设有两个配重孔4，两个配重孔4对称分布在转子齿部3的T型头部31上；所述配重孔4的直径为9.754±2mm。
所述转子冲片本体的外周直径φ1为160±5mm；所述转子冲片本体的轴孔孔径φ2为43±3mm；转子轭部宽度L为36±3mm。
所述转子齿部3的T型头部31的顶端圆弧为同心圆弧，所述转子齿部3的T型头部31左右两侧设有与该转子齿部3的中心线平行的平面，转子齿部3的T型头部31左右两侧的平面与该转子齿部3的中心线之间的距离相等，所述转子齿部3的T型头部31的顶端圆弧的两端分别与左右两侧的平面之间设有第一圆弧过渡面33，转子齿部3的T型头部31左右两侧的平面之间的距离即T型头部31的宽度大于转子齿部3的T型杆部32即转子轭部的宽度L。
所述转子齿部3的T型头部31的底端为平面，与该转子齿部3的中心线垂直；转子齿部3的T型杆部32的左右两边与T型头部31的底端平面之间设有第二圆弧过渡面34；所述转子齿部3的T型头部31的底端两侧分别设有用于安装压线板的安装槽6。
安装压线板时，将压线板的两端沿转子铁芯轴向方向分别插入两相邻的转子齿部3的安装槽6中。转子铁芯的一个绕线槽2对应一个压线板。
参见图1至图8，一种同步有刷发电机四极定转子铁芯冲片，包括环形的定子冲片8，以及四极转子铁芯冲片，所述定子冲片8的外周设有四段平切边，定子冲片8的第一平切边10与第三平切边12平行，且长度相等，定子冲片8的第二平切边11与第四平切边13平行，且长度相等，并与第一平切边10、第三平切边12垂直，定子冲片8的第一平切边10与第三平切边12之间的距离小于定子冲片8的外周直径；定子冲片8的第二平切边11与第四平切边13之间的距离小于定子冲片8的外周直径；定子冲片8的第一平切边10与第三平切边12之间的距离为222±8mm，定子冲片8的第二平切边11与第四平切边13之间的距离为222±8mm，定子冲片8的外周直径φ为239±8mm；定子冲片8的内孔孔径φ为162±3mm mm；定子冲片8的内缘分别沿其圆周方向设置有30～36个嵌线槽9。
当嵌线槽9沿定子冲片8的内缘均匀分布时，此时定子冲片8的内缘所有嵌线槽9中相邻的两嵌线槽9中心线之间夹角均相同；当定子冲片8的上下左右方向均留有一定区域不设置嵌线槽9时，上下左右方向相邻的两嵌线槽9中心线之间夹角是其他部分相邻的两嵌线槽9中心线之间夹角的两倍，参见图3和图6；所述嵌线槽9为梯形槽9-1或梨形槽9-2；定子冲片8位于同一直径上的两梯形槽9-1的槽底之间的距离φ为192.4±3mm；定子冲片8的梨形槽9-2分度圆φ为182.5±3mm。
定子冲片8的所有定子齿部的中心线均经过定子冲片8的圆心，定子冲片8的嵌线槽9为开口槽，相邻的两嵌线槽9之间形成径向设置的T型定子齿部，定子齿部的宽度L为4.5-7.5mm；所述定子冲片8的外周沿圆周方向设有多个沿径向设置的V型缺口14，V型缺口14的底部设有沿径向设置并向外凸出的弧形凸起15，弧形凸起15的两侧分别与V型缺口14的两侧圆滑过渡。
参见图1，本实施例为36个梨形槽9-2按10°均布。本实施例的梨形线槽分度圆基本尺寸为φ182.5mm。本实施例的定子内径φ为162mm，定子齿宽为6.0mm。本实施例的定子冲片8设计方案外形为φ239×222×222mm。同时可以采取堵槽方式设计（即将36组线槽减少为32组），参见图2，从而增加轭部宽度，可以有效增加铁心片的磁感应强度及磁通，以满足及适用不同型号产品的电气性能要求。本实施例为32个梨形槽9-2按10°分布。参见图3，本实施例为30个梨形槽9-2按12°均布。梯形线槽时直接按照梨形线槽底部直径尺寸进行延伸，即梯形槽9-1底基本直径为φ192.4mm。定子冲片8宽度222mm方向，最小轭部尺寸为14.8mm。参见图4，本实施例为36个梯形槽9-1按12°均布。参见图5，本实施例为30个梯形槽9-1按12°均布。参见图6，本实施例为32个梯形槽9-1按10°分布。四极绕组布局位置参见图7，实线部分表示主输出绕组，虚线表示辅助绕组。此处图示为绕组嵌线分布示意图，绕组线圈之间的相对位置为图示所述，该图示绕组线圈间相对位置不能改变，整体布局可沿中心点圆周方向任意变化。该定子冲片8设计为四极绕组，工作转速为1500rpm或者1800rpm，运行平稳且噪音小。使用此种设计，可以有效的减短电机定转子铁心高度，减少产品重量及直接材料成本，以10.0KW产品为例，常规10.0KW产品方案为φ270×120mm，钢材重量为276*265*120*7.854/1000000=68.93Kg，使用此方案，以基本尺寸为核算参照，则为φ239×117mm（铁心厚度），222*222*117*7.854/1000000=45.29Kg，单台电机可以节约钢材23.64Kg（此处节省材料含转子铁心），同时，铁心高度的减短，其他辅料用量也会随之减少，如转子轴、绝缘纸、槽楔、绝缘漆等，在节约产品成本的同时，产品性能并未降低，部分性能得以优化和提升。
参见图8，本实施例的转子冲片设计方案外形为Φ160mm，采用四极绕组结构形式进行设计，外圆圆周方向为同心圆弧设计，转子内孔为φ43mm，转子轭部宽度为36mm，在转子每极的圆弧顶部设置有两个圆形配重孔4进行动平衡增重处理，配重孔4基本尺寸φ9.754mm。采用四极结构设计时，可以有效的改善此种状况，利用电机极对数增加，绕组数量增加，减少电机运行转速（如60Hz=1800转/分钟），通过增加绕组数量实现设计功率输出的同时降低电机运行过程中的振动及噪音，达到降低整机体积、降低产品直材、改善用户使用环境的目的。
使用此种设计，可以有效的减短电机定转子铁芯高度，减少产品重量，降低钢材总使用量，以10.0KW产品为例，若使用常规结构片形进行生产，常规10.0KW铁心叠厚为φ157×120mm，钢材重量为（158/2）*（158/2）*3.14*120*7.854/1000000=18.47Kg，使用此方案后，以基本尺寸为核算参照，则为φ160×117mm，钢材重量为（160/2）*（160/2）*3.14*117*7.854/1000000=18.47Kg，转子钢材使用量相同，但铁芯的高度减短，其他辅材用量也会随之减少，如转子轴、绝缘纸、槽楔等长度及绝缘漆、包装物料，在节约产品成本的同时，产品性能并未降低，部分性能得以优化和提高。
该组定转子铁心冲片设计方案组合使用时，工作转速低噪音小，既可以节省产品钢材、降低产品成本及重量，也可以有效的减少辅料使用数量（如绝缘纸、绝缘漆等），电机感性负载起动能力可得到明显提升，同时也可以改善发电机输出电源质量。（附对比数据）
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种四极转子铁芯冲片，其特征在于：包括圆形的转子冲片本体，所述转子冲片本体设有轴孔，所述转子冲片本体设有四个绕线槽，形成四个分别位于上下左右方向的T型转子齿部，上、下T型转子齿部的中心线为同一直线，且该直线经过转子冲片本体圆心，左、右T型转子齿部的中心线为同一直线，且该直线经过转子冲片本体圆心，上、下T型转子齿部的中心线与左、右T型转子齿部的中心线垂直，转子齿部的T型头部设置有配重孔，用于安装配重块，转子齿部的T型头部的顶端为圆弧，四个转子齿部的T型头部的顶端圆弧位于同一圆周上，与转子冲片本体的轴孔同圆心。
2.根据权利要求1所述的四极转子铁芯冲片，其特征在于：所述配重孔设置在转子齿部的T型头部的顶端圆弧边缘，且开有缺口。
3.根据权利要求1所述的四极转子铁芯冲片，其特征在于：所述配重块与配重孔过盈配合，所述配重孔为圆形孔，所述配重块的外圆周设有防转齿。
4.根据权利要求1或2所述的四极转子铁芯冲片，其特征在于：每个转子齿部的T型头部均设有两个配重孔，两个配重孔对称分布在转子齿部的T型头部上；所述配重孔的直径为9.754±2mm。
5.根据权利要求1所述的四极转子铁芯冲片，其特征在于：所述转子冲片本体的外周直径φ1为160±5mm；所述转子冲片本体的轴孔孔径φ2为43±3mm；转子轭部宽度L为36±3mm。
6.根据权利要求1所述的四极转子铁芯冲片，其特征在于：所述转子齿部的T型头部的顶端圆弧为同心圆弧，所述转子齿部的T型头部左右两侧设有与该转子齿部的中心线平行的平面，转子齿部的T型头部左右两侧的平面与该转子齿部的中心线之间的距离相等，所述转子齿部的T型头部的顶端圆弧的两端分别与左右两侧的平面之间设有第一圆弧过渡面，转子齿部的T型头部左右两侧的平面之间的距离即T型头部的宽度大于转子齿部的T型杆部即转子轭部的宽度L。
7.根据权利要求1所述的四极转子铁芯冲片，其特征在于：所述转子齿部的T型头部的底端为平面，与该转子齿部的中心线垂直；转子齿部的T型杆部的左右两边与T型头部的底端平面之间设有第二圆弧过渡面；所述转子齿部的T型头部的底端两侧分别设有用于安装压线板的安装槽。
8.一种同步有刷发电机四极定转子铁芯冲片，其特征在于：包括环形的定子冲片，以及权利要求1至7任一所述的四极转子铁芯冲片，所述定子冲片的外周设有四段平切边，定子冲片的第一平切边与第三平切边平行，且长度相等，定子冲片的第二平切边与第四平切边平行，且长度相等，并与第一平切边、第三平切边垂直，定子冲片的第一平切边与第三平切边之间的距离小于定子冲片的外周直径；定子冲片的第二平切边与第四平切边之间的距离小于定子冲片的外周直径；定子冲片的第一平切边与第三平切边之间的距离为222±8mm，定子冲片的第二平切边与第四平切边之间的距离为222±8mm，定子冲片的外周直径φ为239±8mm；定子冲片的内孔孔径φ为162±3mm mm；定子冲片的内缘分别沿其圆周方向设置有30～36个嵌线槽。
9.根据权利要求8所述的定转子铁芯冲片，其特征在于：当嵌线槽沿定子冲片的内缘均匀分布时，此时定子冲片的内缘所有嵌线槽中相邻的两嵌线槽中心线之间夹角均相同；当定子冲片的上下左右方向均留有一定区域不设置嵌线槽时，上下左右方向相邻的两嵌线槽中心线之间夹角是其他部分相邻的两嵌线槽中心线之间夹角的两倍；所述嵌线槽为梯形槽或梨形槽；定子冲片位于同一直径上的两梯形槽的槽底之间的距离φ为192.4±3mm；定子冲片的梨形槽分度圆φ为182.5±3mm。
10.根据权利要求8所述的定转子铁芯冲片，其特征在于：定子冲片的所有定子齿部的中心线均经过定子冲片的圆心，定子冲片的嵌线槽为开口槽，相邻的两嵌线槽之间形成径向设置的T型定子齿部，定子齿部的宽度L为4.5-7.5mm；所述定子冲片的外周沿圆周方向设有多个沿径向设置的V型缺口，V型缺口的底部设有沿径向设置并向外凸出的弧形凸起，弧形凸起的两侧分别与V型缺口的两侧圆滑过渡。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115473359A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-12-13 | 苏州博特蒙电机有限公司 | 一种高效低噪音无刷永磁电机及其制备方法 |
| WO2022267011A1 (zh) * | 2021-06-25 | 2022-12-29 | 华为数字能源技术有限公司 | 一种转子、电机、动力总成以及车辆 |
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2017
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