CN208691029U

CN208691029U - 电动机的定子以及电动机

Info

Publication number: CN208691029U
Application number: CN201690001591.7U
Authority: CN
Inventors: 增本浩二
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2019-04-02
Anticipated expiration: 2026-03-08
Also published as: JPWO2017154087A1; WO2017154087A1; JP6598978B2

Abstract

本实用新型涉及电动机的定子以及电动机，电动机的定子具备：铁芯片，其由具有铁芯背部和从铁芯背部向内周面突出的齿部的层叠的多个电磁钢板构成；和接合带，其将多个电磁钢板沿层叠方向紧固，在接合带的外周面设置有开口部。

Description

电动机的定子以及电动机

技术领域

本实用新型涉及在压缩机、风扇马达等使用的电动机的定子以及电动机。

背景技术

现有的电动机的定子的铁芯是将通过冲压等一体地冲裁而成的电磁钢板层叠而形成的。作为紧固层叠的电磁钢板的方法，一般是通过在冲压模具内对电磁钢板进行部分冲压，由此形成突起部并对上下的电磁钢板进行铆接的方法(冲裁铆接)、或焊接的方法(例如参照专利文献1以及2)。另外，考虑到绕组的高密度化以及生产率而提出将铁芯分割为多个铁芯片的方法(例如参照专利文献3)。专利文献3中公开了一种在将分割的铁芯片接合时安装接合带来进行接合的定子，在该情况下也通过铆接等进行接合。

专利文献1：日本特开2008-43102号公报

专利文献2：日本特开平7-7875号公报

专利文献3：日本特开昭59-6736号公报

如专利文献1～3那样，在实施了冲裁铆接、焊接的情况下，层叠的电磁钢板的接合部的电绝缘变差。若接合部的电绝缘变差，则在电磁钢板间导通，并在导通的位置产生涡流。该涡流因铁芯内的电阻而成为热，从而产生电磁能量的损失(涡流损耗)。在为了实现高速运转而高频率化时，涡流损耗显著上升，电动机的效率大幅度降低。

实用新型内容

本实用新型用于解决以上的课题，其目的在于提供一种在层叠的电磁钢板的紧固中抑制涡流的产生，并且能量效率良好的电动机的定子以及电动机。

本实用新型的电动机的定子具备：铁芯片，其由层叠的多个电磁钢板构成，多个电磁钢板分别具有铁芯背部和从铁芯背部向内周面突出的齿部；和接合带，其将多个电磁钢板沿层叠方向紧固，在接合带的外周面设置有开口部。

优选地，所述开口部沿所述层叠方向排列有多个。

优选地，所述开口部沿周向排列有多个。

优选地，所述开口部和非开口部在周向上错开。

优选地，所述开口部具有在所述层叠方向上比周向的宽度长的形状。

优选地，所述开口部具有在周向上比所述层叠方向的宽度长的形状。

优选地，对于所述开口部而言，形成于所述层叠方向的端部部分的开口部在周向上比形成于所述层叠方向的中央部分的开口部大。

优选地，所述接合带由相对导磁率为1.01以下的奥氏体系不锈钢或非铁金属构成。

优选地，所述接合带由工程塑料构成。

本实用新型的电动机具备上述任一项所述的电动机的定子。

根据本实用新型的电动机的定子以及电动机，在接合带的外周面设置有开口部。在开口部不存在磁性体，因而该部分的导磁率较小，相对于磁通流动的阻力(磁阻)较大。因此，磁通在开口部迂回地流动，在接合带的外周面处磁通流动的区域变窄。而且磁通流动的区域变窄，因而涡流的产生区域也变窄，能够抑制涡流。另外，涡流在低频下沿导体整体流动，但在高频下大多沿导体的表面流动。另外，一般情况下产生的涡流在电绝缘阻力高的部分变小。根据本实用新型的电动机的定子以及电动机，相对于高频时的涡流，利用接合带的外周面的开口部增大阻力，能够使涡流难以流动。因此抑制涡流损耗，从而电动机的能量损失减少，效率良好。

附图说明

图1是使用本实用新型的实施方式1的电动机的定子的电动机的俯视图。

图2是本实用新型的实施方式1的电动机的定子的俯视图。

图3是本实用新型的实施方式1的电动机的定子的铁芯片的俯视图。

图4是本实用新型的实施方式1的电动机的定子的铁芯片的主视图。

图5是插入有本实用新型的实施方式1的电动机的定子的接合带的铁芯片的俯视图。

图6是插入有本实用新型的实施方式1的电动机的定子的接合带的铁芯片的主视图。

图7是插入有本实用新型的实施方式1的电动机的定子的接合带的铁芯片的左侧视图。

图8是说明现有的电动机的定子的磁通流动的图。

图9是说明本实用新型的实施方式1的电动机的定子的磁通的流动的图。

图10是说明本实用新型的实施方式2的电动机的定子的磁通的流动的图。

图11是说明本实用新型的实施方式3的电动机的定子的磁通的流动的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本实用新型的实施方式进行说明。

实施方式1.

图1是使用本实用新型的实施方式1的电动机的定子的电动机的俯视图。电动机300具有定子100和转子150。转子150具有磁铁151，定子 100具有绕组2。电动机300是永磁铁式电动机，但也可以是电磁铁式、磁阻式、磁滞式等其他种类的电动机。

图2是本实用新型的实施方式1的电动机的定子的俯视图。图3是本实用新型的实施方式1的电动机的定子的铁芯片的俯视图。图4是本实用新型的实施方式1的电动机的定子的铁芯片的主视图。图2～图4的定子 100将圆弧形状的多个铁芯片101接合为圆环状。另外，在图2中9个铁芯片101接合于圆环上，但构成圆环的铁芯片的数量任意，另外也可以是未分割的一个圆环状的铁芯片。

铁芯片101是将多个电磁钢板104沿上下方向(图4的Z轴方向)层叠而形成的。铁芯片101具有：铁芯背部103，其位于定子100的外周侧并在形成定子100时成为铁芯背；和齿部102，其从铁芯背部103向内周面突出。

在齿部102经由绝缘部件1卷绕有绕组2(参照图1以及图2)。铁芯背部103的外周形成有沿电磁钢板104的层叠方向(图4的Z轴方向)延伸的槽105。另外，图2以及图3所示的槽105为矩形槽，但并不限定于此，只要能够发挥相同的功能，则能够变更为U字槽、V字槽、半圆状的圆槽等各种剖面形状的槽。

图5是插入有本实用新型的实施方式1的电动机的定子的接合带的铁芯片的俯视图。图6是插入有本实用新型的实施方式1的电动机的定子的接合带的铁芯片的主视图。图7是插入有本实用新型的实施方式1的电动机的定子的接合带的铁芯片的左侧视图。图5～图7是在图3以及图4的铁芯片101的槽105插入有接合带3的图。接合带3是沿电磁钢板104的层叠方向(图4以及图6的Z轴方向)延伸的棱柱，形成为层叠方向的上端部4以及下端部5向内周面方向突出的大致“コ”字形状。接合带3插入至图3所示的槽105，通过上端部4以及下端部5将构成铁芯片101的层叠的电磁钢板104铆接并紧固。

在接合带3的外周面部6的表面形成有开口部7。具体而言，开口部 7的配置沿电磁钢板104的层叠方向(图6的Z轴方向)排列有多个。另外，开口部7的配置在周向(图6的X轴方向)上为单数。此外开口部7 具有在层叠方向上比周向的宽度长的形状。另外，开口部7的配置、形状并不限定于附图所记载的情形，只要能够发挥相同的功能，则能够变更为各种形状。例如，开口部7的配置在电磁钢板104的层叠方向(图6的Z 轴方向)上可以为单数。另外，可以在周向(图6的X轴方向)上排列有多个。此外，开口部7也可以具有在周向上比层叠方向的宽度长的形状。另外，层叠方向的宽度与周向的宽度可以相同。此外，开口部7只要在接合带3的外周面部6的表面有开口即可，开口可以是向内周面方向凹陷的凹部，也可以是贯通孔。

接合带3优选由相对导磁率为1.01以下的奥氏体系不锈钢或非铁金属构成。例如，接合带3优选由SUS304板、铜板、黄铜板、铝板等构成。若由这样的相对导磁率为1.01以下的材料构成接合带3，则相对于电磁钢板，磁阻十分高，在接合带3磁通不流动。而且上述金属具有适当的强度以及耐热性，因而能够构成为不需要增加接合带3的厚度、宽度。

接合带3可以由工程塑料构成。例如接合带3由PPS、PBT、LCP、 PEEK材料构成。这样的工程塑料相对于金属部件，相对导磁率也十分低，相对于电磁钢板，磁阻十分高，在接合带3磁通不流动。而且除此之外，相对于金属而言为轻型，并且电气耐腐蚀性较高，因而也能够获得长寿命且轻型的电动机。

在此，对定子的运转中的磁通的流动以及涡流的流动进行说明。图8 是说明现有的电动机的定子的磁通的流动的图。在定子110流动的磁通具有：从中心朝向圆周的向外径向磁通111、沿周向流动的周向磁通112、以及从圆周朝向中心方向的向内径向磁通113。施加于电动机的电压的“+”和“-”发生变化，由此磁通的方向改变，另外，空间上N极与S极的配置移动，产生旋转磁场。而且，因旋转磁场的产生而产生使转子(未图示)旋转的扭矩。此时，以与磁通流动的方向正交的方式产生涡流。在接合带33中，因周向磁通112和向内径向磁通113等而产生与该磁通正交的周向涡流122以及向内径向涡流123。另外虽未图示，但同样相对于向外径向磁通111产生向外径向涡流。

图9是说明本实用新型的实施方式1的电动机的定子的磁通的流动的图。在定子100流动的磁通具有：从中心朝向圆周的向外径向磁通11、沿周向流动的周向磁通12、以及从圆周朝向中心方向的向内径向磁通13。周向涡流22是在接合带3因周向磁通12而产生的涡流，向内径向涡流 23是因向内径向磁通13而产生的涡流。另外虽未图示，但同样相对于向外径向磁通11产生向外径向涡流。

在本实用新型的实施方式1的电动机的定子中，在接合带3设置有开口部7。在开口部7不存在磁性体，因而该部分的导磁率较小，相对于周向磁通12的流动的阻力(磁阻)较大。因此，周向磁通12在开口部7迂回并在非开口部8流动，在接合带3中周向磁通12流动的区域变窄。而且由于周向磁通12流动的区域变窄，因而周向涡流22的产生区域也变窄，能够抑制周向涡流22的产生。另外，涡流在低频下沿导体整体流动，但在高频下大多沿导体的表面流动。另外，一般情况下，产生的涡流在电绝缘阻力较高的部分变小。在本实用新型的实施方式1的电动机的定子中，通过在接合带3设置开口部7而制造出相对于高频时的涡流电绝缘阻力较高的部分。因此即便因周向磁通12、向外径向磁通11以及向内径向磁通 13而产生的周向涡流22、向内径向涡流23以及向外径向涡流(未图示) 产生，在电绝缘阻力较高的开口部7也难以流动，能够抑制涡流。因此抑制涡流损耗，从而电动机的能量损失减少，效率良好。

另外，通过在铁芯片101的槽105插入接合带3来固定电磁钢板104 的位置，从而电磁钢板104的偏移难以产生。因此层叠有电磁钢板104的铁芯片101不产生倾倒、弯曲，能够使铁芯片101的层叠方向的形状精度良好。因此因形状精度引起的绕组等的生产率良好，另外，能够减少电动机的机械式振动、噪声且使之稳定。因此能够获得高效率、低振动、低噪声且生产率高的电动机。

实施方式2.

图10是说明本实用新型的实施方式2的电动机的定子的磁通的流动的图。在图10中，对具有与图2～图9的定子相同的结构的部位标注相同的附图标记并省略其说明。如图10所示，在定子120流动的磁通具有：从中心朝向圆周的向外径向磁通211、周向磁通212、以及从圆周朝向中心方向的向内径向磁通213。

如图10所示，在接合带43处成为开口部17沿周向排列有多个，并且开口部17与非开口部18错开的构造。这样配置开口部17，因而通往周向的路径被截断，周向磁通212进一步难以流动，能够抑制周向涡流 222。另外，错开地具有电绝缘阻力较高的开口部17，能够截断多个电流所流动的位置，因而也能够进一步阻碍相对于向内径向磁通213的向内径向涡流223的流动，抑制涡流。另外虽未图示，但也同样能够抑制相对于向外径向磁通211的向外径向涡流。因此抑制涡流损耗，从而电动机的能量损失减少，效率良好。

另外，与本实用新型的实施方式1的电动机的定子同样，因形状精度引起的绕组等的生产率良好，另外，能够减少电动机的机械式振动、噪声并且使之稳定化。因此能够获得高效率、低振动、低噪声且生产率高的电动机。

实施方式3.

图11是说明本实用新型的实施方式3的电动机的定子的磁通的流动的图。在图11中，对在具有与图2～图9的定子相同的结构的部位标注相同的附图标记并省略其说明。

图11的绕组2具有从铁芯片101的上表面以及下表面凸出的线圈端部9。在线圈端部9不存在电磁钢板，但在线圈端部9的周围也产生磁通 14。线圈端部的磁通14通过正下方的电磁钢板，也有助于产生旋转磁场。因此，在各铁芯片101的上表面以及下表面产生沿径向通过接合带53的磁通15。

对于本实用新型的实施方式3的电动机的定子130而言，在电磁钢板的层叠方向上，形成于接合带53的端部部分的开口部27在周向上比形成于接合带53的中央部分的开口部7形成得大。

接合带53的端部部分形成的开口部27在周向上比形成于中央部部分的开口部7形成得大，因而能够减少因在线圈端部9产生的磁通14引起的涡流损耗。

另外，与本实用新型的实施方式1的电动机的定子100同样，在接合带53的周向上磁通难以流动，因而能够减少涡流损耗。此外即便产生径向磁通，与其正交的涡流也因开口部7以及开口部27而难以流动，同样能够减少涡流。

另外，与本实用新型的实施方式1的电动机的定子100同样，因形状精度引起的绕组等的生产率良好，另外，能够减少电动机的机械式振动、噪声并且使之稳定化。因此能够获得高效率、低振动、低噪声且生产率高的电动机。

另外，本实用新型的实施方式并不限定于上述实施方式1～3，能够施加各种变更。例如，接合带的外周面可以由曲面形成。另外，开口部7的表面形状可以是矩形状、圆形状、椭圆形状、长圆形状等各种形状，可以从层叠方向向周向具有角度。

附图标记说明：1…绝缘部件；2…绕组；3…接合带；4…上端部；5…下端部；6…外周面部；7…开口部；8…非开口部；9…线圈端部；11…向外径向磁通；12…周向磁通；13…向内径向磁通；14…磁通；15…磁通； 17…开口部；18…非开口部；22…周向涡流；23…向内径向涡流；27…开口部；33…接合带；43…接合带；53…接合带；100…定子；101…铁芯片；102…齿部；103…铁芯背部；104…电磁钢板；105…槽；110…定子；111…向外径向磁通；112…周向磁通；113…向内径向磁通；120…定子；122…周向涡流；123…向内径向涡流；130…定子；150…转子；151…磁铁；211…向外径向磁通；212…周向磁通；213…向内径向磁通；222…周向涡流； 223…向内径向涡流；300…电动机。

Claims

1.一种电动机的定子，其中，具备：

铁芯片，其由层叠的多个电磁钢板构成，所述多个电磁钢板分别具有铁芯背部和从所述铁芯背部向内周面突出的齿部；和

接合带，其将所述多个电磁钢板沿层叠方向紧固，

在所述接合带的外周面设置有开口部。

2.根据权利要求1所述的电动机的定子，其中，

所述开口部沿所述层叠方向排列有多个。

3.根据权利要求1或2所述的电动机的定子，其中，

所述开口部沿周向排列有多个。

4.根据权利要求3所述的电动机的定子，其中，

所述开口部和非开口部在周向上错开。

5.根据权利要求1或2所述的电动机的定子，其中，

所述开口部具有在所述层叠方向上比周向的宽度长的形状。

6.根据权利要求3所述的电动机的定子，其中，

所述开口部具有在所述层叠方向上比周向的宽度长的形状。

7.根据权利要求4所述的电动机的定子，其中，

所述开口部具有在所述层叠方向上比周向的宽度长的形状。

8.根据权利要求1或2所述的电动机的定子，其中，

所述开口部具有在周向上比所述层叠方向的宽度长的形状。

9.根据权利要求3所述的电动机的定子，其中，

所述开口部具有在周向上比所述层叠方向的宽度长的形状。

10.根据权利要求4所述的电动机的定子，其中，

所述开口部具有在周向上比所述层叠方向的宽度长的形状。

11.根据权利要求2所述的电动机的定子，其中，

对于所述开口部而言，形成于所述层叠方向的端部部分的开口部在周向上比形成于所述层叠方向的中央部分的开口部大。

12.根据权利要求3所述的电动机的定子，其中，

13.根据权利要求4所述的电动机的定子，其中，

14.根据权利要求5所述的电动机的定子，其中，

15.根据权利要求6所述的电动机的定子，其中，

16.根据权利要求7所述的电动机的定子，其中，

17.根据权利要求8所述的电动机的定子，其中，

18.根据权利要求9所述的电动机的定子，其中，

19.根据权利要求10所述的电动机的定子，其中，

20.根据权利要求1或2所述的电动机的定子，其中，

所述接合带由相对导磁率为1.01以下的奥氏体系不锈钢或非铁金属构成。

21.根据权利要求1或2所述的电动机的定子，其中，

所述接合带由工程塑料构成。

22.一种电动机，其中，

具备权利要求1～21中的任一项所述的电动机的定子。