CN209282943U - 一种闭口槽定子铁芯、电机定子以及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种闭口槽定子铁芯、电机定子以及电机。该闭口槽定子铁芯，包括装配在一起的多个独立的定子齿；其中，所述定子齿包括齿部，所述齿部上绕制有线圈，所述齿部具有相对设置的第一端、第二端，所述第一端向齿部的一侧延伸形成第一连接部，所述第二端向齿部的另一侧延伸形成第二连接部；多个定子齿装配呈环状结构，相邻两个定子齿之间形成定子槽，多个定子齿的第一连接部依次装配在一起围成第一环状平面，多个定子齿的第二连接部依次装配在一起围成第二环状平面，第一环状平面和第二环状平面分别用于封闭各定子槽的槽口、槽底。本实用新型的一个技术效果是可以降低齿槽效应。

Description

一种闭口槽定子铁芯、电机定子以及电机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，更具体地，涉及一种闭口槽定子铁芯、电机定子以及电机。

背景技术

永磁体同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机。永磁体同步电机因具有损耗低、效率高、质量轻、转速恒定以及运行平稳可靠等诸多优点，现已经被广泛应用于多种自动化的机械设备、机器人、电动汽车等领域。

通常，永磁体同步电机内的定子铁芯为齿槽结构。定子铁芯上的齿用来引导磁力线，以降低磁阻，而定子铁芯上的槽则用来容纳定子绕组，并与齿中的磁力线铰链。然而，由于定子铁芯的定子齿与定子槽的不同导磁性会使得动子在不同位置有着数量不等的磁力线，在磁极对准定子铁芯齿的位置，磁铁相吸，以至于会阻碍永磁体同步电机的转动，而这一现象就被称之为永磁体同步电机的“齿槽效应”。实际上，在对电机的长期应用中发现：“齿槽效应”会引起电机速度的波动，从而导致电机出现位置控制误差以及振动等不良现象，最终会影响电机运行的平稳性等性能。而为了降低电机的“齿槽效应”，市面上出现了一种闭口槽定子铁芯。闭口槽定子铁芯在使用中可以有效的降低，甚至可以避免出现“齿槽效应”。但闭口槽的结构在进行定子绕线时存在一个较大的问题是：采用自动绕线设备绕线这一过程实施起来比较困难，所以对于闭口槽的定子铁芯目前只能采用人工绕线的方式，然而人工绕线方式存在成本较高但效率极低的缺陷。

并且，对于现有的闭口槽定子铁芯而言，在定子齿上绕制定子绕组时，每个定子齿上绕制的定子绕组的结构是一致的，这就会造成相邻的两个线圈隆起区对应在一起后，定子槽内依然会留有大部分的空隙，这样会造成槽满率低的问题。

由此可见，非常有必要研究出新的闭口槽定子铁芯结构，以解决现有技术中存在的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于闭口槽定子铁芯的新技术方案。

根据本实用新型的第一个方面，提供一种闭口槽定子铁芯，包括装配在一起的多个独立的定子齿；其中，所述定子齿包括齿部，所述齿部上绕制有线圈，所述齿部具有相对设置的第一端、第二端，所述第一端向齿部的一侧延伸形成第一连接部，所述第二端向齿部的另一侧延伸形成第二连接部；多个定子齿装配呈环状结构，相邻两个定子齿之间形成定子槽，多个定子齿的第一连接部依次装配在一起围成第一环状平面，多个定子齿的第二连接部依次装配在一起围成第二环状平面，第一环状平面和第二环状平面分别用于封闭各定子槽的槽口、槽底。

可选地，各齿部上绕制的线圈具有缠绕形成的隆起区，相邻两个线圈上的隆起区相互错开。

可选地，所述第一环状平面位于所述第二环状平面的外侧，所述第一环状平面用于封闭各定子槽的槽口，所述第二环状平面用于封闭各定子槽的槽底。

可选地，所述第一连接部、第二连接部均呈圆弧状。

可选地，所述多个定子齿的第一连接部之间均通过第一定位结构装配在一起；所述多个定子齿的第二连接部之间均通过第二定位结构装配在一起。

可选地，所述第一定位结构包括分别设置在各个第一连接部两端部的第一凸缘和第一凹槽；所述第二定位结构包括分别设置在各个第二连接部两端部的第二凸缘和第二凹槽。

可选地，所述第一凸缘和第二凸缘的截面形状为半圆弧形、矩形、正方形、三角形、梯形、U形或者M形；所述第一凹槽的截面形状与所述第一凸缘的截面形状相匹配；所述第二凹槽的截面形状与所述第二凸缘的截面形状相匹配。

可选地，所述定子齿由多个定子冲片叠压形成，且所述定子齿预先经绝缘处理。

根据本实用新型的第二个方面，提供一种电机定子，包括上述的任一种闭口槽定子铁芯。

根据本实用新型的第三个方面，提供一种电机，包括上述的电机定子，以与所述电机定子配合的电机动子。

本实用新型实施例提供的定子铁芯，将多个独立的定子齿装配在一起形成了定子铁芯，基于该定子铁芯的结构特点，可以使定子铁芯形成槽口和槽底均封闭的闭口槽结构，该结构有利于降低齿槽效应。而且，各定子齿是独立设计的，可以在其齿部上预先缠绕线圈，解决了现有闭口槽定子铁芯绕线困难的问题。将该结构的定子铁芯应用于电机中，还可以有效的提高电机的效率和整体性能。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型实施例提供的定子铁芯的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的定子齿的结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的定子齿的立体图。

图4是本实用新型实施例提供的缠绕有线圈的定子铁芯的结构示意图。

图5是本实用新型实施例提供的缠绕有线圈的两个定子齿之间的配合关系图。

附图标记说明：

1-定子齿，101-齿部，102-第一连接部，103-第二连接部，2-第一凸缘，3-第一凹槽，4-线圈，401-隆起区，5-定子槽，6-第二凸缘，7-第二凹槽。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实用新型实施例提供了一种定子铁芯，参考图1以及图2所示，包括：装配在一起的多个独立的定子齿1。其中，参考图4以及图5所示，所述定子齿1可以包括齿部101，在该齿部101上缠绕有线圈4，齿部101具有相对设置的第一端、第二端，第一端向齿部101的一侧延伸形成第一连接部102，第二端向齿部101的另一侧延伸形成第二连接部103。多个定子齿1装配在一起形成环状结构。多个定子齿1之间被配置为：当多个定子齿1装配在一起时，相邻两个定子齿1之间形成定子槽5，多个定子齿1的第一连接部102依次装配在一起围成第一环状平面，多个定子齿1的第二连接部103依次装配在一起围成第二环状平面，第一环状平面和第二环状平面分别用于封闭各定子槽5的槽口、槽底。

本实用新型实施例提供的定子铁芯，省去了定子轭部，其由相互独立的多个定子齿1装配在一起而构成的。而且多个定子齿1之间可以拆卸，非常灵活。其中的定子齿1并非是传统直齿结构，而是在齿部101的两端分别延伸出方向相反的第一连接部102、第二连接部103，利用第一连接部102和第二连接部103来封闭定子槽5的槽口和槽底，以形成一种闭口槽式定子铁芯。基于闭口槽式的结构有利于降低齿槽效应。并且，由于各个定子齿1之间是相互独立的，在将各个定子齿1装配之前，可以预先在其齿部101上缠绕线圈4，解决了现有闭口槽定子铁芯绕线困难的问题。将该结构的定子铁芯应用于电机中，可以有效的提高电机的效率和整体性能，避免电机在运行中出现位置控制误差，以及振动等不良现象。

本实用新型实施例提供的闭口槽定子铁芯，参考图1以及图4所示，其定子槽5的截面近似呈梯形结构或者扇形结构。因此，当在定子齿1的齿部101上缠绕线圈4时必须以不等厚的方式进行缠绕，而这一缠绕方式必然形成隆起区401。

对于传统的定子铁芯而言，在定子齿上绕制线圈时，线圈缠绕结构是一致的，这就会使相邻两个线圈隆起区401会对应在一起后，定子槽中依然存在大部分的空隙没有得到有效利用。

为了更好的解决定子槽中大部分的空隙没有得到有效利用的问题，本实用新型中，参考图4以及图5所示，当在各定子齿1的齿部101上绕制线圈4时，各齿部101上绕制的线圈4具有缠绕形成的隆起区401，相邻两个线圈4上的隆起区401相互错开。该设计可以使相邻定子齿上形成不同的线圈排列方式，可以显著提高闭口槽定子绕线的槽满率。进而可以提高电机功率密度。另外，由于该线圈的缠绕方式更紧凑，可以适当减小电机的体积，利于实现电机的小型化。

本实用新型的定子铁芯，由多个定子齿1的第一连接部102围成第一环状平面，由多个定子齿1的第二连接部103围成第二环状平面。其中，第一环状平面位于第二环状平面的外侧。第一环状平面被配置为：用于封闭各定子槽5的槽口，第二环状平面被配置为：用于封闭各定子槽5的槽底。从而使定子铁芯上的各定子槽5全部被封闭住，这样的设计可以省去定子轭部。

其中，第一连接部102可以呈圆弧状结构。当多个定子齿1的第一连接部102装配在一起后可以使整个定子铁芯呈圆环状结构。

其中，第二连接部103也可以呈圆弧状结构。当多个定子齿1的第二连接部103装配在一起后可以使定子铁芯的中孔呈圆环状结构。

当然，第一连接部102和第二连接部103可以根据对电机的结构要求，设计为其它的结构形式，以利于将定子铁芯装配到电机中，本实用新型对此不作限制。

参考图3所示，将多个相互独立的定子齿1装配在一起形成定子铁芯时，可以采用定位结构。具体地，多个定子齿1的第一连接部102之间均通过第一定位结构装配在一起。多个定子齿1的第二连接部103之间均通过第二定位结构装配在一起。

在本实用新型的一个具体实施方式中，第一定位结构包括分别设置在各个第一连接部102两端部的第一凸缘2和第一凹槽3。第二定位结构包括分别设置在各个第二连接部103两端部的第二凸缘6和第二凹槽7。采用凸缘与凹槽配合在一起的形式，具有装配方式方便以及装配后稳定性好的特点。当然，定位机构也可以采用本领域熟知的其它结构形式，本实用新型对此不作限制。

其中，第一凸缘2的截面形状例如可以为半圆弧形、矩形、正方形、三角形、梯形、U形或者M形等本领域熟知的形状，本实用新型对此不作限制。为了实现稳定的装配，第一凹槽3的截面形状应当与第一凸缘2的截面形状相匹配。

其中，第二凸缘6的截面形状例如可以为半圆弧形、矩形、正方形、三角形、梯形、U形或者M形等本领域熟知的形状，本实用新型对此不作限制。为了实现稳定的装配，第二凹槽7的截面形状与第二凸缘6的截面形状也应当相匹配。

其中，第一凸缘2与第二凸缘6的形状可以相同，也可以不同，本实用新型对此不作限制。

其中，参考图3所示，定子齿1可以由多个定子冲片叠压形成。在进行叠压时，多片定子冲片之间可以采用固定件进行固定。固定件例如可以采用铆钉、螺钉、螺栓等部件。多片定子冲片之间也可以采用焊接的方式结合在一起。当然，多片定子冲片之间也可以采用其它的方式结合在一起，本实用新型对此不做限制。

在本实用新型的一个具体实施方式中，定子齿可以采用多片硅钢片叠压而成。其中，硅钢片可以采用厚度较薄的硅钢片，这样的设计可以有效减少涡流损耗和磁滞损耗，降低定子铁芯发热的情况。但是硅钢片也不易过薄，否则不易加工，会增加生产成本。

其中，定子齿1可以预先经绝缘处理，然后再在其上绕制线圈4，以使线圈4不会接触到导电件。在对定子齿1进行绝缘处理时例如可以采用在定子齿1上涂抹绝缘漆的方式，以在定子齿1的外壁上形成绝缘层。当然，对于定子齿1也可以采用本领域熟知的其它绝缘处理方式，以使定子齿具有良好的绝缘性。

另外，本实用新型中，对于定子齿的设置数量不作限制，可以根据实际需要灵活选择。

本实用新型实施例提供的定子铁芯，具有结构简单的特点。与现有的定子铁芯相比：本实用新型实施例提供的定子铁芯，各个定子齿之间为彼此独立的设计，可以通过组合装配的方式结合在一起。可以单独在定子齿上缠绕线圈，有效降低了绕线难度。并且，在各定子齿的齿部上缠绕线圈时，相邻两个线圈上的隆起区可以呈相互错开设置。该设计可以使相邻定子齿上形成不同的线圈排列方式，可以显著提高闭口槽定子绕线的槽满率。

另一方面，本实用新型还提供了一种电机定子，包括上述的任一种闭口槽定子铁芯。

当将本实用新型的定子铁芯应用于电机中时，可以有效降低齿槽效应。而由于其具有槽满率较高的特点，可以提高电机功率密度。

本实用新型实施例提供的电机定子，可以应用于多种电机中，特别是可应用于永磁体同步电机中。最终能有效提高电机的整体性能。

又一方面，本实用新型还提供了一种电机，包括上述的电机定子，以与所述电机定子配合的电机动子。

根据本实用新型实施例的电机的其它构成部件，例如：动子等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，本实用新型在此不做具体的限定。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种闭口槽定子铁芯，其特征在于，包括装配在一起的多个独立的定子齿；

其中，所述定子齿包括齿部，所述齿部上绕制有线圈，所述齿部具有相对设置的第一端、第二端，所述第一端向齿部的一侧延伸形成第一连接部，所述第二端向齿部的另一侧延伸形成第二连接部；

多个定子齿装配呈环状结构，相邻两个定子齿之间形成定子槽，多个定子齿的第一连接部依次装配在一起围成第一环状平面，多个定子齿的第二连接部依次装配在一起围成第二环状平面，第一环状平面和第二环状平面分别用于封闭各定子槽的槽口、槽底。

2.根据权利要求1所述的闭口槽定子铁芯，其特征在于，各齿部上绕制的线圈具有缠绕形成的隆起区，相邻两个线圈上的隆起区相互错开。

3.根据权利要求1所述的闭口槽定子铁芯，其特征在于，所述第一环状平面位于所述第二环状平面的外侧，所述第一环状平面用于封闭各定子槽的槽口，所述第二环状平面用于封闭各定子槽的槽底。

4.根据权利要求1所述的闭口槽定子铁芯，其特征在于，所述第一连接部、第二连接部均呈圆弧状。

5.根据权利要求1所述的闭口槽定子铁芯，其特征在于，所述多个定子齿的第一连接部之间均通过第一定位结构装配在一起；

所述多个定子齿的第二连接部之间均通过第二定位结构装配在一起。

6.根据权利要求5所述的闭口槽定子铁芯，其特征在于，所述第一定位结构包括分别设置在各个第一连接部两端部的第一凸缘和第一凹槽；

所述第二定位结构包括分别设置在各个第二连接部两端部的第二凸缘和第二凹槽。

7.根据权利要求6所述的闭口槽定子铁芯，其特征在于，所述第一凸缘和第二凸缘的截面形状为半圆弧形、矩形、正方形、三角形、梯形、U形或者M形；

所述第一凹槽的截面形状与所述第一凸缘的截面形状相匹配；

所述第二凹槽的截面形状与所述第二凸缘的截面形状相匹配。

8.根据权利要求1所述的闭口槽定子铁芯，其特征在于，所述定子齿由多个定子冲片叠压形成，且所述定子齿预先经绝缘处理。

9.一种电机定子，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的闭口槽定子铁芯。

10.一种电机，其特征在于，包括如权利要求9所述的电机定子，以与所述电机定子配合的电机动子。