CN208923924U - 盘式电机及定子铁芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种盘式电机的定子铁芯，分段铁芯包括多个首尾相连并层叠布置的铁芯单元，多个铁芯单元为成型于同一铁芯带材的长度方向上，且宽度渐增布置的不等距铁芯单元；任意相邻的两个铁芯单元之间设置有对其翻折位置进行限位的折痕凹槽。多个铁芯单元成型于同一铁芯带材上，并在铁芯带材的长度方向上宽度渐增布置，通过翻折层叠的方式，使得多个铁芯单元层叠后呈梯形结构分段铁芯。在对铁芯带材加工时，可通过冲压预定结构的折痕凹槽，在铁芯带材上加工不等距铁芯单元，经折叠压缩等工序，直接形成梯形结构的分段铁芯，降低了分段铁芯的加工难度，降低了成本。本实用新型还提供了一种盘式电机。

Description

盘式电机及定子铁芯

技术领域

本实用新型涉及电机领域，更具体地说，涉及一种盘式电机及其定子铁芯。

背景技术

盘式电机也叫轴向磁场电机，其电机内部的磁场的方向是沿着轴向，轴向磁场电机一般都呈现扁平状。

对于电机的大多数铁芯的制造，一般使用硅钢片、非晶合金、粉末冶金以及其他种类的导磁合金材料，其中占有较大比例的为硅钢片材质铁芯。对于常规径向磁场电机，电机铁芯都是通过硅钢片冲压、堆叠形成，但是对于盘式电机而言，由于其磁场方向是轴向的，所以不能通过常规的铁芯工艺实现。

盘式电机的铁芯分为整体铁芯和分段铁芯，整体铁芯一般通过硅钢片卷绕的方式来实现，而对于分段铁芯，由于铁芯要求在堆叠方向的截面轮廓一般是类似梯形的形状(也可以是其他不规则形状)，难以直接通过常规的单一冲片冲压堆叠的方法来实现。

现有技术中一种满足截面轮廓为梯形要求的铁芯，通过采用不同形状尺寸的硅钢片叠压，然后绕组围绕该铁芯的圆周轮廓绕制。该方案中，由于采用了多种不同规格的硅钢片，所以需要多种不同的冲片模具对每种不同的形状的冲片进行冲压，增加了冲片模具的制造费用。

其次，多种不同形状规格的硅钢片在后期需要重新按照指定的顺序进行排列和装配，增加了装配的难度。而且，由于铁芯是通过非常有限的多个不同形状的叠片堆叠来近似逼近梯形截面，在铁芯的外圆轮廓是阶梯状。当绕组缠绕在铁芯外表面时，绕组和铁芯外表面存在空隙，造成铁芯截面积利用率不高，降低电机的性能。

现有技术中通过对分段铁芯，采用粉末冶金的工艺加工而成，利用已经进行绝缘包覆的导磁铁粉颗粒(软磁复合材料SMC)进行压制而成，从而获得任意不规则形状的铁芯。

然而，软磁复合材料的成本是硅钢片的3～4倍，另外粉末压制模具的成本也较为昂贵；软磁复合材料的电磁性能比硅钢片差，导致电机的铁芯损耗增加，效率降低。

因此，如何降低盘式电机铁芯的制备难度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种盘式电机的定子铁芯，以降低盘式电机铁芯的制备难度；本实用新型还提供了一种盘式电机；本实用新型还提供了一种盘式电机定子铁芯的制造方法。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种其上设置多个环绕定子铁芯的周向布置的分段铁芯，所述分段铁芯包括多个首尾相连并层叠布置的铁芯单元，多个所述铁芯单元为成型于同一铁芯带材的长度方向上，且宽度渐增布置的不等距铁芯单元；任意相邻的两个所述铁芯单元之间设置有对其翻折位置进行限位的折痕凹槽。

优选地，在上述盘式电机的定子铁芯中，所述折痕凹槽为沿所述铁芯带材的宽度方向布置的条形槽。

优选地，在上述盘式电机的定子铁芯中，所述折痕凹槽包括多个沿所述铁芯带材的宽度方向间隔布置，并贯穿所述铁芯带材厚度方向的分隔槽。

优选地，在上述盘式电机的定子铁芯中，任意相邻的两个所述铁芯单元之间还设置有位于所述铁芯单元宽度方向一侧的极靴，所述铁芯单元的翻折端还设置有围成所述极靴的冲压槽。

优选地，在上述盘式电机的定子铁芯中，所述极靴包括分别位于所述铁芯单元宽度方向两侧的第一极靴和第二极靴，所述冲压槽位于所述铁芯单元翻折端的中部。

优选地，在上述盘式电机的定子铁芯中，所述极靴位于所述铁芯单元宽度方向的一侧，所述冲压槽贯穿沿所述铁芯单元翻折端的另一侧。

优选地，在上述盘式电机的定子铁芯中，所述折痕凹槽设置于所述铁芯带材厚度方向的一侧。

优选地，在上述盘式电机的定子铁芯中，所述折痕凹槽包括分别设置于所述铁芯带材厚度方向两侧的第一折痕凹槽和第二折痕凹槽。

一种盘式电机，包括机壳和设置于所述机壳内的定子铁芯，所述定子铁芯具有如上任意一项所述的盘式电机的定子铁芯。

一种盘式电机定子铁芯的制造方法，包括步骤：

1)沿铁芯带材的长度方向上，按第一预定规格顺序冲压多个沿所述铁芯带材宽度方向伸出的折痕凹槽，获得待翻折的铁芯单元；

2)沿所述折痕凹槽依次翻折待翻折的所述铁芯单元，使得相邻的所述铁芯单元之间相互层叠压紧，获得待固化的铁芯单元；

3)固定连接相邻的将待固化的所述铁芯单元，获得定子铁芯。

优选地，在上述盘式电机定子铁芯的制造方法中，所述步骤1)前还包括，沿所述铁芯带材的长度方向上，按第一预定规格冲压多个围成极靴的冲压槽。

优选地，在上述盘式电机定子铁芯的制造方法中，所述第一预定规格为沿所述铁芯带材的长度方向上，所述铁芯单元的宽度渐增布置。

本实用新型提供的盘式电机的定子铁芯，其上设置多个环绕定子铁芯的周向布置的分段铁芯，分段铁芯包括多个首尾相连并层叠布置的铁芯单元，多个铁芯单元为成型于同一铁芯带材的长度方向上，且宽度渐增布置的不等距铁芯单元；任意相邻的两个铁芯单元之间设置有对其翻折位置进行限位的折痕凹槽。定子铁芯的周向环绕布置多个分段铁芯，每个分段铁芯由层叠布置的铁芯单元组成，相邻的两个铁芯单元之间首尾连接。多个铁芯单元成型于同一铁芯带材上，并在铁芯带材的长度方向上宽度渐增布置，通过制备不等距铁芯单元，通过翻折层叠的方式，使得多个铁芯单元层叠后呈梯形结构分段铁芯。在相邻的两个铁芯单元之间设置折痕凹槽，由折痕凹槽对相邻两个铁芯单元的翻折位置进行限位。通过在同一铁芯带材上冲压成型连续布置并首尾相连的铁芯单元，通过对相邻两个铁芯单元之间冲压折痕凹槽的方式，使得在对铁芯带材加工时，可通过冲压预定结构的折痕凹槽，经折叠压缩等工序，直接形成梯形结构的分段铁芯，通过采用在铁芯带材上加工不等距铁芯单元，通过相同结构的折痕凹槽，即可实现铁芯单元的叠加，降低了分段铁芯的加工难度，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的盘式电机的定子铁芯中分段铁芯的第一展开结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1中B处的局部放大图；

图4为图1中折痕凹槽的一种优选结构示意图；

图5为本实用新型提供的盘式电机的定子铁芯中分段铁芯的第二展开结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种盘式电机的定子铁芯，降低了盘式电机铁芯的制备难度；本实用新型还提供了一种盘式电机；本实用新型还提供了一种盘式电机定子铁芯的制造方法。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图3所示，图1为本实用新型提供的盘式电机的定子铁芯中分段铁芯的第一展开结构示意图；图2为图1中A处的局部放大图；图3为图1中B处的局部放大图。

本案提供了一种盘式电机的定子铁芯，其上设置多个环绕定子铁芯的周向布置的分段铁芯，分段铁芯包括多个首尾相连并层叠布置的铁芯单元1，多个铁芯单元1为成型于同一铁芯带材2的长度方向上，且宽度渐增布置的不等距铁芯单元；任意相邻的两个铁芯单元1之间设置有对其翻折位置进行限位的折痕凹槽3。定子铁芯的周向环绕布置多个分段铁芯，每个分段铁芯由层叠布置的铁芯单元1组成，相邻的两个铁芯单元1之间首尾连接。多个铁芯单元1成型于同一铁芯带材2上，并在铁芯带材2的长度方向上宽度渐增布置，通过制备不等距铁芯单元1，通过翻折层叠的方式，使得多个铁芯单元1层叠后呈梯形结构分段铁芯。在相邻的两个铁芯单元1之间设置折痕凹槽3，由折痕凹槽3 对相邻两个铁芯单元1的翻折位置进行限位。通过在同一铁芯带材2上冲压成型连续布置并首尾相连的铁芯单元1，通过对相邻两个铁芯单元1之间冲压折痕凹槽的方式，使得在对铁芯带材2加工时，可通过冲压预定结构的折痕凹槽 3，经折叠压缩等工序，直接形成梯形结构的分段铁芯，通过采用在铁芯带材上加工不等距铁芯单元1，通过相同结构的折痕凹槽，即可实现铁芯单元的叠加，降低了分段铁芯的加工难度，降低了成本。

在本案一具体实施例中，折痕凹槽3为沿铁芯带材的宽度方向布置的条形槽。折痕凹槽3为条形槽，并沿铁芯带材2的宽度方向布置，即每个铁芯单元1 翻折时，翻折方向为沿铁芯带材2的长度方向上，相邻的铁芯单元1之间交替反向翻折，使得铁芯单元1的层叠方向沿同一方向叠加。折痕凹槽3为条形槽，相邻两个铁芯单元1翻折时，通过条状凹槽3提供相邻两个铁芯单元折叠空间，降低铁芯单元的折叠难度。

在本案一具体实施例中，折痕凹槽3包括多个沿铁芯带材2的宽度方向间隔布置，并贯穿铁芯带材2厚度方向的分隔槽。折痕凹槽3用于对相邻的铁芯单元1之间形成翻折定位，将折痕凹槽3设置为贯穿铁芯带材厚度方向上的分隔槽，并沿铁芯带材的宽度方向布置多个，通过分隔槽在铁芯带材上形成的翻折缺口，降低相邻铁芯单元之间的翻折难度。

在本案一具体实施例中，任意相邻的两个铁芯单元1之间还设置有位于铁芯单元宽度方向一侧的极靴4，铁芯单元的翻折端还设置有围成极靴的冲压槽。极靴，特别针对盘式电机的分段定子铁芯中，是位于分段铁芯的两端，用以实现将铁芯中的磁场均匀分布并扩散到气隙中的导磁结构根据分段铁芯的结构。在铁芯单元1上，极靴4可以位于铁芯带材2宽度方向的两侧，也可以仅布置于一侧，当需要在分段铁芯的上设置极靴时，可通过在相邻的两个铁芯单元1之间冲压成型冲压槽5，冲压槽5位于铁芯带材2的中部，铁芯带材2宽度方向的边缘与冲压槽5之间围成极靴4，折痕凹槽3位于相邻两个铁芯单元1 极靴4的连接端，通过相邻铁芯单元1的翻折，铁芯单元1层叠布置后，极靴位置相互叠加，组成分段铁芯的极靴结构。

在本案一具体实施例中，极靴4包括分别位于铁芯单元1宽度方向两侧的第一极靴41和第二极靴42，冲压槽5位于铁芯单元1翻折端的中部。

根据不同的分段定子铁芯，极靴4可以设置为分布与铁芯单元宽度方向的两个，也可以设置在铁芯带材宽度方向的一侧，当为单侧的极靴时，冲压槽5 贯穿铁芯带材宽度方向的另一侧。

可以理解的是，分段铁芯为沿其宽度方向上的对称结构，因此在极靴冲压成型时，相邻两个铁芯单元1之间的极靴为不对称结构，即沿分段铁芯宽度减小的方向上，下层铁芯单元1的极靴长度大于上层极靴长度，在进行冲压槽的冲压制备时，铁芯单元宽度方向两端的冲压槽冲压方向相反。

如图4和5所示，图4为图1中折痕凹槽的一种优选结构示意图；图5为本实用新型提供的盘式电机的定子铁芯中分段铁芯的第二展开结构示意图。

在本案一具体实施例中，极靴4位于铁芯单元1宽度方向的一侧，冲压槽5 贯穿沿铁芯单元翻折端的另一侧。

同样地，对于仅有一个极靴4的铁芯单元1，极靴4的布置结构与具有两个极靴4的铁芯单元1的冲压方式相同，而在冲压槽制备时，无需冲压于铁芯带材宽度方向的中部，直接贯穿铁芯带材宽度方向的一侧即可。

在本案一具体实施例中，折痕凹槽3设置于铁芯带材2厚度方向的一侧。

折痕凹槽3包括分别设置于铁芯带材2厚度方向两侧的第一折痕凹槽和第二折痕凹槽。折痕凹槽3的布置用于在相邻的两个铁芯单元1翻折时，对翻折位置进行定位，同时降低相邻的铁芯单元1之间的翻折难度。折痕凹槽3可设置于铁芯带材2厚度方向的一侧，也可在铁芯带材厚度方向的两侧均进行布置。

本实施例提供的铁芯单元成型于同一铁芯带材上，通过加工折痕凹槽和冲压槽的方式形成连续布置的多个铁芯单元，并通过层压的方式进行分段铁芯制备。

因此在折痕凹槽和冲压槽的成型时，其冲压结构对分段铁芯的结构具有重要影响。折痕凹槽和冲压槽可通过冲压模具制备，由于相邻铁芯单元的翻折翻折结构相同，可通过一套冲压模具即可进行铁芯带材的加工，无需单独冲压不同规格的铁芯单元，降低了生产成本。

当然，铁芯带材成型过程中，也可以通过线切割、激光切割、水切割或机加工的方式进行处理。

基于上述实施例中提供的盘式电机的定子铁芯，本实用新型还提供了一种盘式电机，包括机壳和设置于机壳内的定子铁芯，该定子铁芯为上述实施例中提供的盘式电机的定子铁芯。

由于该盘式电机采用了上述实施例的盘式电机的定子铁芯，所以该盘式电机由盘式电机的定子铁芯带来的有益效果请参考上述实施例

本实施例还提供了一种盘式电机定子铁芯的制造方法，包括步骤：

1)沿铁芯带材2的长度方向上，按第一预定规格顺序冲压多个沿铁芯带材2宽度方向伸出的折痕凹槽3，获得待翻折的铁芯单元。

铁芯单元1沿铁芯带材2的长度方向上连续布置，通过冲压折痕凹槽3的方法，按照第一预定规格，在铁芯带材上冲压多个折痕凹槽3，折痕凹槽3沿铁芯带材2的宽度方向布置，获得待翻折的铁芯单元。通过在铁芯带材2上顺序冲压多个折痕凹槽3，并将折痕凹槽3的间距按照第一预定规格进行布置，使得铁芯带材2呈多个可层叠布置的铁芯单元2的拉开结构，按照折痕凹槽3的位置进行顺序叠加，即可获得翻折后的分段铁芯。

2)沿折痕凹槽3依次翻折待翻折的铁芯单元1，使得相邻的铁芯单元1之间相互层叠压紧，获得待固化的铁芯单元。

铁芯带材2加工完成后，需要将各个铁芯单元2相互叠加，以折痕凹槽3的位置为翻折支点，使得相邻的铁芯单元1之间相互层叠叠加，并对层叠后的铁芯单元1进行压紧，获得初步成型的待固化的铁芯单元。

3)固定连接相邻的将待固化的铁芯单元，获得定子铁芯。

将层叠后的铁芯单元1相互压紧后，还需要进行压缩处理，将多片处于蓬松状态的铁芯单元1进行压紧，以提高铁芯整体的叠压系数，提高铁芯利用率，可通过焊接、或者胶水连接等方式，使得相邻的两个铁芯单元之间紧固，最终保证整个分段铁芯紧固连接为一体，获得最终的分段铁芯。

在本案一具体实施例中，所述步骤1)前还包括，沿铁芯带材2的长度方向上，按第一预定规格冲压多个围成极靴的冲压槽5。

对于不同的分段铁芯，其上设置极靴结构，通过在铁芯带材2上预先冲压出冲压槽5，当相邻的铁芯单元1层叠叠加时，以折痕凹槽3为翻折支点进行翻折，铁芯带材2围成冲压槽5的宽度方向的边缘形成分段铁芯的极靴结构。同时，以分段铁芯沿梯形结构宽度减小的方向为例，相邻两个铁芯单元1的极靴结构为，宽度大的铁芯单元极靴短，宽度小的铁芯单元极靴长的不对称结构，因此冲压槽在冲压时，以铁芯单元1的中心对称布置，即冲压槽5在铁芯单元1 宽度方向的两个冲压方向相反，通过将冲压槽5之间的间距设置为交替变化的第一预定规格结构，冲压多个围成极靴的冲压槽5，满足极靴的结构布置要求。

在本案一具体实施例中，第一预定规格为沿铁芯带材2的长度方向上，铁芯单元1的宽度渐增布置。由于铁芯单元1相互叠加组成分段铁芯的梯形结构，即铁芯单元1在宽度方向沿铁芯带材2的长度方向上渐增或渐减结构，将第一预定规格适应不同规格的分段铁芯的结构要求，设计不同的铁芯单元的尺寸规格，满足不同分段铁芯的制备需要。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种盘式电机的定子铁芯，其上设置多个环绕定子铁芯的周向布置的分段铁芯，其特征在于，所述分段铁芯包括多个首尾相连并层叠布置的铁芯单元，多个所述铁芯单元为成型于同一铁芯带材的长度方向上，且宽度渐增布置的不等距铁芯单元；任意相邻的两个所述铁芯单元之间设置有对其翻折位置进行限位的折痕凹槽。

2.根据权利要求1所述的盘式电机的定子铁芯，其特征在于，所述折痕凹槽为沿所述铁芯带材的宽度方向布置的条形槽。

3.根据权利要求1所述的盘式电机的定子铁芯，其特征在于，所述折痕凹槽包括多个沿所述铁芯带材的宽度方向间隔布置，并贯穿所述铁芯带材厚度方向的分隔槽。

4.根据权利要求2所述的盘式电机的定子铁芯，其特征在于，任意相邻的两个所述铁芯单元之间还设置有位于所述铁芯单元宽度方向一侧的极靴，所述铁芯单元的翻折端还设置有围成所述极靴的冲压槽。

5.根据权利要求4所述的盘式电机的定子铁芯，其特征在于，所述极靴包括分别位于所述铁芯单元宽度方向两侧的第一极靴和第二极靴，所述冲压槽位于所述铁芯单元翻折端的中部。

6.根据权利要求4所述的盘式电机的定子铁芯，其特征在于，所述极靴位于所述铁芯单元宽度方向的一侧，所述冲压槽贯穿沿所述铁芯单元翻折端的另一侧。

7.根据权利要求2所述的盘式电机的定子铁芯，其特征在于，所述折痕凹槽设置于所述铁芯带材厚度方向的一侧。

8.根据权利要求2所述的盘式电机的定子铁芯，其特征在于，所述折痕凹槽包括分别设置于所述铁芯带材厚度方向两侧的第一折痕凹槽和第二折痕凹槽。

9.一种盘式电机，包括机壳和设置于所述机壳内的定子铁芯，其特征在于，所述定子铁芯具有如权利要求1-8中任意一项所述的盘式电机的定子铁芯。