CN210957940U - 一种组合式电机铁芯结构 - Google Patents

Abstract

本专利提供一种转矩脉动小、方便组装的组合式电机铁芯结构，包括齿部组件和轭部组件，齿部组件包括在铁芯的轴向间隔设置的至少两组整体环形硅钢片组及位于两组整体环形硅钢片组之间的分体环形硅钢片组；每组整体环形硅钢片组至少包括一片整体环形硅钢片，每片整体环形硅钢片包括环形圈和设置在环形圈上的至少两个整体齿；分体环形硅钢片组由多片分体环形硅钢片叠摞形成；每片分体环形硅钢片由多个在铁芯周向排列的分体硅钢片单元组成，每个分体硅钢片单元包括弧形部和一个分体齿，弧形部的两端均超出分体齿；相邻两个弧形部的端部之间有间隙；各整体齿之间的空间和各分体齿之间的空间形成线槽，所述间隙形成线槽封闭侧的缺口。

Description

一种组合式电机铁芯结构

技术领域

本专利涉及电机铁芯。

背景技术

随着动力电机的发展，高性能电机和低工艺成本兼备的电机是追求的目标，电机绕组的制作工艺成为电机改进的重要研究内容。常规的一体式硅钢片铁芯，它是由多片图1所示的硅钢片在轴向叠摞形成，这种铁芯由于绕组装入铁芯时工艺复杂，为了实现自动化，只好以牺牲效率和材料为代价使用低性能的同心绕组结构，而具有较高性能和较高材料利用率的链式绕组，则不能实现自动化下线，只能用人工下线，工艺成本高。作为改进，人们发明了分瓣式铁芯结构和工艺，参见图2，将绕组2预先制作好，然后把一个个硅钢片瓣101插入到绕组之间的空隙中，最后在周向形成整个环形的硅钢片瓣外面套一个加强圈102，形成定子，相邻硅钢片瓣101之间的间隙形成的线槽103在靠近铁芯轴线的侧部具有线槽开口104，但是这种工艺决定了硅钢片瓣上不能有在周向伸入到线槽开口104内的弧形部（否则硅钢片瓣101不能插入绕组之间），线槽开口104是敞开的，具有较大的漏磁通，因此，采用这种结构工艺的电机，转矩脉动大（线槽开口104是敞开的结构不合理），不能作为高性能电机使用。因此，需要一种既能满足工艺要求，又具有高性能的电机铁芯结构。

发明内容

本专利的目的是提供一种转矩脉动小、方便组装的组合式电机铁芯结构。

本专利所述的组合式电机铁芯结构，包括具有线槽的齿部组件和位于齿部组件外周的无线槽的轭部组件，齿部组件包括在铁芯的轴向间隔设置的至少两组整体环形硅钢片组及位于两组整体环形硅钢片组之间的分体环形硅钢片组；每组整体环形硅钢片组至少包括一片整体环形硅钢片，每片整体环形硅钢片包括环形圈和设置在环形圈上的至少两个整体齿；

分体环形硅钢片组由多片分体环形硅钢片在铁芯轴向叠摞形成；每片分体环形硅钢片由多个在铁芯周向排列的分体硅钢片单元组成，每个分体硅钢片单元包括弧形部和设置在弧形部上的一个分体齿，在铁芯周向方向上弧形部的两端均超出分体齿；在铁芯周向每片分体环形硅钢片中相邻两个弧形部的端部之间有间隙；

每个分体齿与一个整体齿在轴向相对；周向相邻的各整体齿之间的空间和周向相邻的各分体齿之间的空间形成线槽，周向相邻的各弧形部之间的间隙形成线槽封闭侧的缺口。

上述的组合式电机铁芯结构，整体环形硅钢片和分体硅钢片单元的两侧表面均具有突起和凹入部；沿铁芯轴向方向，相邻的两片整体环形硅钢片之间、相邻的两个分体硅钢片单元之间、相邻的整体环形硅钢片与分体硅钢片单元之间，突起部嵌入凹入部内。

上述的组合式电机铁芯结构，沿铁芯轴向方向，相邻的两片整体环形硅钢片之间、相邻的两个分体硅钢片单元之间、相邻的整体环形硅钢片与分体硅钢片单元之间相焊接。

上述的组合式电机铁芯结构，在铁芯径向方向，分体硅钢片单元中的分体齿位于弧形部的外周；齿部组件的线槽在远离铁芯轴线的一侧为线槽开口侧。

上述的组合式电机铁芯结构，每个分体硅钢片单元中的弧形部有两个即内弧形部和外弧形部，在铁芯径向方向上，分体齿的内外两侧分别与内弧形部、外弧形部相连；周向相邻的各内弧形部之间的间隙形成线槽内封闭侧的内缺口；周向相邻的各外弧形部之间的间隙形成线槽外封闭侧的外缺口。

本专利的有益效果：

在分体环形硅钢片组两端的每组整体环形硅钢片组有加固分体环形硅钢片组在径向方向的齿端部（包括内齿端部和外齿端部）强度的作用，使该组合式铁芯具有很高的机械强度。

当绕组制作完成后，在齿部组件的外周，装配轭部组件（硅钢片圈），形成完整的电机定子。

由于每片整体环形硅钢片上周向相邻的各整体齿之间的空间和周向相邻的各分体硅钢片单元上的分体齿之间的空间形成线槽，周向相邻的各分体硅钢片单元上的各弧形部之间的间隙形成线槽封闭侧的缺口，线槽封闭侧漏磁较少，电机转矩脉动较小。

采用分体式的齿部组件和轭部组件，便于组装。尤其是对于齿部组件的线槽在远离铁芯轴线的一侧是线槽开口侧时的铁芯，绕组可以从线槽开口侧直接进入线槽，方便生产。

突起部嵌入凹入部内的结构用来连接硅钢片（整体环形硅钢片、分体环形硅钢片）和传递扭矩，也可以在组合后的齿部组件的某个位置进行焊接以使分体硅钢片单元可靠连接在一起，也可以是突起部嵌入凹入部内的结构与焊接的组合。

附图说明

图1是常规的一体式硅钢片铁芯中的硅钢片示意图；

图2是分瓣式铁芯结构示意图；

图3是实施例1的组合式电机铁芯结构示意图；

图4是图3中的轭部组件示意图；

图5是实施例1的齿部组件示意图；

图6是图5的A-A剖视图；

图7是实施例1的整体环形硅钢片示意图；

图8是图7的B-B剖视图；

图9是实施例1的分体环形硅钢片示意图；

图10是实施例1的分体硅钢片单元示意图；

图11是图10的左视图；

图12是实施例2的组合式电机铁芯结构示意图；

图13是实施例2的齿部组件示意图；

图14是图13的C-C剖视图；

图15是实施例2的整体环形硅钢片示意图；

图16是图15的D-D剖视图；

图17是实施例2的分体环形硅钢片示意图；

图18是实施例2的分体硅钢片单元示意图；

图19是图18的左视图。

图中，硅钢片瓣101，加强圈102，线槽103，线槽开口104，

齿部组件100，轭部组件200，

整体环形硅钢片组10，分体环形硅钢片组20，

整体环形硅钢片1，环形圈11，整体齿12，

分体环形硅钢片2，分体硅钢片单元21，内弧形部（内齿端部）22，分体齿23，内弧形部的端部24，内弧形部端部之间的间隙25，

外弧形部（外齿端部）52，外弧形部的端部54，外弧形部端部之间的间隙55，外侧线槽封闭侧53，外侧线槽封闭侧的缺口56。

线槽30，内侧线槽封闭侧31，内侧线槽封闭侧的缺口32，线槽开口侧33。

突起41，凹入部42。

具体实施方式

实施例1（齿部组件上的线槽开口侧在外侧）

参见图3所示的组合式电机铁芯结构，包括具有线槽30的齿部组件100和位于齿部组件外周的无线槽的轭部组件200。

齿部组件100包括在铁芯的轴向间隔设置的5组整体环形硅钢片组10；每组整体环形硅钢片组至少包括一片整体环形硅钢片1，每片整体环形硅钢片包括环形圈11和均布在环形圈上的多个整体齿12。

两组整体环形硅钢片组之间是由多片分体环形硅钢片2在铁芯轴向叠摞形成的分体环形硅钢片组20；每片分体环形硅钢片2由多个在铁芯周向排列的分体硅钢片单元21组成。每个分体硅钢片单元包括内弧形部22和设置在内弧形部外周上的一个分体齿23，在铁芯周向方向上内弧形部的两端均超出分体齿；在铁芯周向每片分体环形硅钢片中相邻两个内弧形部的端部24之间有间隙25。

在周向方向，分体齿与整体齿数量相等。每个分体齿与一个整体齿在轴向相对；周向相邻的各整体齿之间的空间和周向相邻的各分体齿之间的空间形成齿部组件的线槽30，在铁芯径向方向，齿部组件的线槽30在远离铁芯轴线的一侧为线槽开口侧33，靠近铁芯轴线的一侧为内侧线槽封闭侧31。周向相邻的各内弧形部之间的间隙25形成内侧线槽封闭侧31的缺口32。

整体环形硅钢片和分体硅钢片单元的两侧表面均具有相对应的突起41和凹入部42；沿铁芯轴向方向，相邻的两片整体环形硅钢片之间、相邻的两个分体硅钢片单元之间、相邻的整体环形硅钢片与分体硅钢片单元之间，突起部嵌入凹入部内。

实施例2：（齿部组件上的线槽内外侧均封闭）

参见图12所示的组合式电机铁芯结构，包括具有线槽30的齿部组件100和位于齿部组件外周的无线槽的轭部组件200。

齿部组件100包括在铁芯的轴向间隔设置的5组整体环形硅钢片组10；每组整体环形硅钢片组至少包括一片整体环形硅钢片1，每片整体环形硅钢片包括环形圈11和均布在环形圈上的多个整体齿12。

两组整体环形硅钢片组之间是由多片分体环形硅钢片2在铁芯轴向叠摞形成的分体环形硅钢片组20；每片分体环形硅钢片2由多个在铁芯周向排列的分体硅钢片单元21组成。每个分体硅钢片单元包括内弧形部22、外弧形部52、分体齿23，在铁芯径向方向上，分体齿的内外两侧分别与内弧形部、外弧形部相连。在铁芯周向方向上内弧形部的两端和外弧形部均超出分体齿；在铁芯周向每片分体环形硅钢片中，相邻两个内弧形部22的端部24之间有间隙25，相邻两个外弧形部52的端部54之间有间隙55。

在周向方向，分体齿与整体齿数量相等。每个分体齿与一个整体齿在轴向相对。周向相邻的各整体齿之间的空间和周向相邻的各分体齿之间的空间形成齿部组件的线槽30，在铁芯径向方向，齿部组件的线槽30在远离铁芯轴线的外侧为外侧线槽封闭侧53，靠近铁芯轴线的内侧为内侧线槽封闭侧31。周向相邻的各内弧形部22之间的间隙25形成内侧线槽封闭侧31的缺口32，周向相邻的各外弧形部52之间的间隙55形成外侧线槽封闭侧53的缺口56。

整体环形硅钢片和分体硅钢片单元的两侧表面均具有相对应的突起41和凹入部42；沿铁芯轴向方向，相邻的两片整体环形硅钢片之间、相邻的两个分体硅钢片单元之间、相邻的整体环形硅钢片与分体硅钢片单元之间，突起部嵌入凹入部内。

本专利将铁芯的轭部和齿部分开，形成两个组件。其中的齿部组件，由至少2组整体环形硅钢片组和分体环形硅钢片组组成，整体环形硅钢片组至少1片整体环形硅钢片（齿间连接的环形硅钢片），整体环形硅钢片具有至少2个整体齿；分体环形硅钢片组由多个具有单个分体齿的分体硅钢片单元构成。整体环形硅钢片和分体硅钢片单元，可至少设置一个用来连接硅钢片和传递扭矩的凸起（该凸起的形状不影响专利的权利要求保护范围），也可以在组合后的齿部组件的某个位置进行焊接以使硅钢片可靠连接在一起，也可以是两种工艺的组合。在铁芯齿部组件的外面设置硅钢片圈（轭部组件）。

对于实施例1中的线槽开口侧向外的铁芯齿部组件，可以方便的将绕组导线放入齿部组件的线槽内，可大大降低绕组制作的工艺难度和成本，同时提高可靠性，另外，铁芯齿组件的齿部（即有缺口32的内侧线槽封闭侧31），具有与常规一体式铁芯相同的电磁特性。齿端部的整体环形硅钢片组，还具有加固齿端部强度的作用，使该组合式铁芯具有很高的机械强度。

当绕组制作完成后，在铁芯齿部组件的外面，装配硅钢片圈（轭部组件），形成完整的电机定子。

所述的硅钢片圈与铁芯齿部组件之间的连接形式（圆弧连接、槽嵌合、梯形或矩形槽等），所述的绕组的结构形式等，所述的硅钢片之间的连接形式，所述的线槽形状和结构尺寸所述的铁芯齿部形状，所述的铁芯齿部组件结构也可以作为铁芯齿端部的组件与铁芯齿部的连接形式（圆弧连接、槽嵌合、梯形或矩形槽等），所述的绕组制作工艺，都不影响本专利的权利要求保护范围。

Claims (5)

1.一种组合式电机铁芯结构，包括具有线槽的齿部组件和位于齿部组件外周的无线槽的轭部组件，其特征是：齿部组件包括在铁芯的轴向间隔设置的至少两组整体环形硅钢片组及位于两组整体环形硅钢片组之间的分体环形硅钢片组；每组整体环形硅钢片组至少包括一片整体环形硅钢片，每片整体环形硅钢片包括环形圈和设置在环形圈上的至少两个整体齿；

分体环形硅钢片组由多片分体环形硅钢片在铁芯轴向叠摞形成；每片分体环形硅钢片由多个在铁芯周向排列的分体硅钢片单元组成，每个分体硅钢片单元包括弧形部和设置在弧形部上的一个分体齿，在铁芯周向方向上弧形部的两端均超出分体齿；在铁芯周向每片分体环形硅钢片中相邻两个弧形部的端部之间有间隙；

每个分体齿与一个整体齿在轴向相对；周向相邻的各整体齿之间的空间和周向相邻的各分体齿之间的空间形成线槽，周向相邻的各弧形部之间的间隙形成线槽封闭侧的缺口。

2.如权利要求1所述的组合式电机铁芯结构，其特征是：整体环形硅钢片和分体硅钢片单元的两侧表面均具有突起和凹入部；沿铁芯轴向方向，相邻的两片整体环形硅钢片之间、相邻的两个分体硅钢片单元之间、相邻的整体环形硅钢片与分体硅钢片单元之间，突起部嵌入凹入部内。

3.如权利要求1所述的组合式电机铁芯结构，其特征是：沿铁芯轴向方向，相邻的两片整体环形硅钢片之间、相邻的两个分体硅钢片单元之间、相邻的整体环形硅钢片与分体硅钢片单元之间相焊接。

4.如权利要求1所述的组合式电机铁芯结构，其特征是：在铁芯径向方向，分体硅钢片单元中的分体齿位于弧形部的外周；齿部组件的线槽在远离铁芯轴线的一侧为线槽开口侧。

5.如权利要求1所述的组合式电机铁芯结构，其特征是：每个分体硅钢片单元中的弧形部有两个即内弧形部和外弧形部，在铁芯径向方向上，分体齿的内外两侧分别与内弧形部、外弧形部相连；周向相邻的各内弧形部之间的间隙形成线槽内封闭侧的内缺口；周向相邻的各外弧形部之间的间隙形成线槽外封闭侧的外缺口。

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