CN210693581U - 一种“u”型定子拼块式电机 - Google Patents

Abstract

一种“U”型定子拼块式电机，包括机座、定子铁心、定子绕组和转子；所述定子铁心设置在机座内；所述定子绕组嵌入定子铁心内；所述转子设置在定子铁心所围成的空腔内；其特征在于：所述定子铁心由多个定子铁芯模块和隔磁连接块组合而成，定子铁芯模块的形状为U形，构成容纳线圈的齿槽，U形的顶部为定子轭、两侧为定子齿，所述定子齿的端部向两侧弯折，形成槽口；相邻定子铁芯模块之间用隔磁连接块连接。本实用新型能够减少生产定子铁心所需要的材料，提升定子铁心的绕线速度，其不仅简化了电机结构，而且还降低了转子涡流损耗。

Description

一种“U”型定子拼块式电机

技术领域

本实用新型涉及一种同步电机，特别是一种定子轭可分段拼装的电机，属于电机技术领域。

背景技术

随着世界大力发展新能源电动汽车，永磁同步电机也得到了快速发展，在同步电机中，分数槽集中绕组内置式永磁同步电机由于具有效率高、功率密度高和转矩电流比大等优点，在新能源汽车和工业驱动领域得到了广泛的应用；同步电机包括转子和定子，而目前的永磁电机一般采用的定子是一体式铁心结构，在制造、运输、组装和维护上具有一定困难，特别是在永磁同步电机快速发展的情况下，单机容量不断增加，电机的运输、装配和维护的难度也会随之增加，一体式铁心结构的定子不仅会使得电机需要越来越大的体型，还会增加电机在运行的过程中的铁耗，这会降低电机的运行效率；其次，电机的生产制造过程十分复杂，除了常规的机械加工之外，还需要对铁心和绕组等部件进行加工，虽然目前已经采用绕线机来进行绕组绕线作业，但也仅限于小规格大批量的电机生产线使用，大部分电机仍然依靠手工绕线，这会导致加工效率低下，不能满足加工需求；现有的一体式定子铁心结构具有绕线不便和槽满率低等缺点，特别是在电动汽车等对空间场合要求较高的领域，限制了电机的性能，不能够满足性能要求，因此有必要对一体式定子铁心结构进行改进，使其满足现生产的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于一种“U”型定子拼块式电机，它简化了电机结构，使其便于绕线，提高了线圈的槽满率，并且，分块后的定子铁心减少了漏磁现象，减小了相间的互感，从而提高了容错能力。

本实用新型所述问题是通过以下技术方案解决的：

一种“U”型定子拼块式电机，包括机座、定子铁心、定子绕组和转子；所述定子铁心设置在机座内；所述定子绕组嵌入定子铁心内；所述转子设置在定子铁心所围成的空腔内；所述定子铁心由多个定子铁芯模块和隔磁连接块组合而成，定子铁芯模块的形状为U形，构成容纳线圈的齿槽，U形的顶部为定子轭、两侧为定子齿，所述定子齿的端部向两侧弯折，形成槽口；相邻定子铁芯模块之间的间距相等，并用隔磁连接块固接在一起。

上述“U”型定子拼块式电机，所述隔磁连接块的两端设有燕尾榫；所述定子轭的两端设有凹槽；所述隔磁连接块通过燕尾榫和定子轭上的凹槽榫卯连接，首尾相连构成一个整圆。

上述“U”型定子拼块式电机，所述定子轭内弧边的两端对称设置有定子齿；所述定子齿的中心线所指向的方向为定子轭弧边的向心方向。

上述“U”型定子拼块式电机，所述定子铁心由多片单体铁心冲片组成。

本实用新型通过将一体式定子铁心改进为分块式定子铁心，达到了简化生产、快速绕线、模块化安装和提高槽满率的目的，避免了以往的一体式定子铁心所带来的诸多不便，以往的一体式定子铁心在生产过程中，由于一体化，故有生产难度高、工人劳动强度大和效率低下的缺点；分块后的定子铁心绕线方便，提高了绕线效率，改进后的分块式定子铁心简化了电机结构，降低了电机在运输、安装和维修等步骤上的难度，提高了电机的容错能力。

另外，相对现有的一体式定子轭，通过交替移除齿间的定子轭减少了制造定子铁心所需要的材料，节约了成本，而且，定子轭被移除部分的改变了气隙磁动势谐波，降低了转子涡流损耗。

附图说明

图1为本实用新型分块式定子铁心结构示意图；

图2为本实用新型分块式定子铁心主视结构示意图；

图3为一体式的定子结构槽电动势星型图；

图4为本实用新型分块式定子铁心槽电动势星型图；

图5为一体式12槽10极的定子结构电机磁路；

图6为本实用新型12槽10极的分块式定子铁心电机磁路；

图7为本实用新型径向气隙磁密变化示意图。

图中各标号分别表示为：1.定子轭，2.定子齿，3.隔磁连接块。

具体实施方式

参看图1、2、3、4、5、6和图7，本实用新型包括机座、定子铁心、定子绕组和转子；所述定子铁心设置在机座内；所述定子绕组嵌入定子铁心内；所述转子设置在定子铁心所围成的空腔内；所述定子铁心由多个定子铁芯模块和隔磁连接块3组合而成，定子铁芯模块的形状为U形，构成容纳线圈的齿槽，U形的顶部为定子轭1、两侧为定子齿2，所述定子齿2的端部向两侧弯折，形成槽口；相邻定子铁芯模块之间的间距相等，并用隔磁连接块3固接在一起。所述定子齿2设置在定子轭1上，定子绕组缠绕在定子齿2上；所述定子轭1为弧形，且其两端设有凹槽；所述隔磁连接块3为弧形，且其两端设有燕尾榫；所述隔磁连接块3通过燕尾榫和定子轭1上的凹槽榫卯连接，首尾相连构成一个整圆；所述隔磁连接块3采用的材质为SUS304不锈钢；相比现有定子铁心，分块式定子铁心不仅提高了槽满率以及功率密度，还减少了冲压浪费，简化了维修程序；目前拼块式定子结构主要有“E”型和“T”型，其中，“E”型定子拼块结构是在定子齿插入定子间隙进行分块，“T”型定子拼块结构是在定子轭插入定子间隙进行分块；但“E”型定子拼块结构只能与单层绕组结合使用，拼块的限制条件多，只能对槽数为12及12倍数的电机进行拼块化处理；“T”型定子拼块结构多与双层绕组结合使用，但“T”型定子拼块结构没有改进电机的磁路结构，增加的间隙导致电机的性能下降；而本实用新型的“U”型定子铁心不存在拼块之间间距大小的问题，由于隔磁材料在电磁性能上可等效为气隙，因此每两个拼块之间的等效气隙长度不会有明显的差异，可视为均匀的，从而避免了拼块间气隙不均匀而导致的齿槽谐波问题；拼块后的定子铁心相比一体式的定子铁心减少了漏磁现象，减小了相间的互感，从而提高了容错能力。

拼块式结构的定子铁心使得同一拼块下相邻线圈的相位相同，比如12槽10极的一体式定子铁心和分块式定子铁心的槽电动势星形图，参照图4和5可知，分块式的定子铁心的相邻线圈的相位相同。

对于一体式定子铁心而言，整个定子铁心的磁动势之和为零；对于分块式定子铁心而言，在假设每个齿的气隙磁导率相等的情况下，分块式定子铁心的两个齿的磁动势大小相等，方向相反，磁动势幅值为拼块式磁动势幅值的一半，故拼块式的定子铁心改变了磁动势的空间位置，影响了气隙磁密和绕组因数。根据图7可观察到，定子铁心拼块化后径向气隙磁密减小，可得气隙磁动势谐波也将有所减小，谐波与转子旋转速度不同，因此会在转子上产生感应电动势，产生转子损耗，故此拼块式定子结构改变了气隙磁动势谐波，减少了转子损耗。

所述定子轭1内弧边的两端对称设置有定子齿2；所述定子齿2的中心线所指向的方向为定子轭1弧边的向心方向。

所述定子铁心由多片堆叠在一起的单体铁心冲片组成；由于分块式定子铁心去除了一部分定子轭，减少了冲压的叠片数，从而减少了冲压浪费，有效避免了不必要的浪费。

Claims (4)

1.一种“U”型定子拼块式电机，包括机座、定子铁心、定子绕组和转子；所述定子铁心设置在机座内；所述定子绕组嵌入定子铁心内；所述转子设置在定子铁心所围成的空腔内；其特征在于：所述定子铁心由多个定子铁芯模块和隔磁连接块(3)组合而成，定子铁芯模块的形状为U形，构成容纳线圈的齿槽，U形的顶部为定子轭(1)、两侧为定子齿(2)，所述定子齿(2)的端部向两侧弯折，形成槽口；相邻定子铁芯模块之间的间距相等，并用隔磁连接块(3)固接在一起。

2.根据权利要求1所述的“U”型定子拼块式电机，其特征在于：所述隔磁连接块(3)的两端设有燕尾榫；所述定子轭(1)的两端设有凹槽；所述隔磁连接块(3)通过燕尾榫和定子轭(1)上的凹槽榫卯连接，首尾相连构成一个整圆。

3.根据权利要求2所述的“U”型定子拼块式电机，其特征在于：所述定子轭(1)内弧边的两端对称设置有定子齿(2)；所述定子齿(2)的中心线所指向的方向为定子轭(1)弧边的向心方向。

4.根据权利要求3所述的“U”型定子拼块式电机，其特征在于：所述定子铁心由多片单体铁心冲片组成。

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