CN212033842U - 定子组件和电机结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种定子组件和电机结构，其中，定子组件包括：定子铁芯，包括多个定子片，所述定子片包括多个定子齿，每个所述定子齿的齿顶设有至少一个辅助槽，其中，所述齿顶的极靴角的范围为36°～45°，所述辅助槽由所述齿顶向内凹陷形成。通过本实用新型的技术方案，一方面在保证电机输出扭矩以及发热正常的基础上，有效减少齿槽转矩和转矩波动，从而降低振动噪音，另一方面更利于绕线，提高用户在组装电机以及使用电机的使用体验。

Description

定子组件和电机结构

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种定子组件和一种电机结构。

背景技术

目前，一些电机在使用过程中由于电机的转矩存在一定的波动，可产生振动噪音，现有技术中，通常采用在电机上设置斜槽或斜极予以避免，然而上述处理方式会降低电机的输出功率，且加工成本也有所提高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本实用新型的一个目的在于提供一种定子组件。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电机结构。

为了实现上述至少一个目的，根据本实用新型第一方面的技术方案，提出了一种定子组件，包括：定子铁芯，包括多个定子片，所述定子片包括多个定子齿，每个所述定子齿的齿顶设有至少一个辅助槽，其中，所述齿顶的极靴角的范围为36°～45°，所述辅助槽由所述齿顶向内凹陷形成。

根据本实用新型提出的定子组件，包括由多个定子片组合而成的定子铁芯，其中，每个定子片包括多个定子齿，通过在定子齿的齿顶上设置内凹的辅助槽，可在保证电机输出扭矩以及发热正常的基础上，有效减少齿槽转矩和转矩波动，从而降低振动噪音，提高用户在使用电机的使用体验。

需要强调的是，通过限定齿顶的极靴角的角度范围，即限定齿顶的两端相对于轴心的夹角为36°～45°，在齿顶距轴心的距离一定时，齿顶的弧长和定子齿的宽度也通过夹角限定，由于相邻的两个定子齿之间形成有定子槽，故而通过上述角度限定可便于电机绕线，也利于电机的正常运行。

其中，每个定子齿的齿顶上设置的辅助槽的形状或数量可以相同，也可以不同，辅助槽相对于齿顶的设置位置可以相同，也可以为不同。

需要说明的是，辅助槽的形状包括但不限于矩形、梯形、弧形等。

在上述技术方案中，任意两个相邻的所述定子齿之间形成定子槽，所述定子组件还包括绕设于所述定子齿上的定子绕组。

在该技术方案中，通过限定在相邻的两个定子齿之间形成定子槽，为定子绕组提供空间，具体而言，定子绕组是通过线圈绕设于定子齿上形成的，在每个定子槽内均设有分别绕设于两侧的定子齿上的部分定子绕组，从而以实现电机的正常运行。

在上述技术方案中，所述辅助槽的宽度与所述定子槽的槽口宽度的比值范围为0.5～0.75。

在该技术方案中，通过限定辅助槽和定子槽槽口的宽度比例为0.5～0.75，即限定在周向上，定子槽的槽口宽度和辅助槽的宽度不同，更利于对原定子铁芯所形成的磁场产生影响，以减少齿槽转矩和转矩波动，从而实现减振的效果。

特别地，由于相邻的两个定子齿可以平行设置，也可以存在一定的夹角设置，故而需要限定辅助槽的宽度和定子槽的槽口宽度之间的比例，以便于控制转矩波动。

在上述技术方案中，所述辅助槽的深度与所述齿顶的径向尺寸的比值范围为0.3～0.6。

在该技术方案中，通过限定辅助槽的深度和齿顶的径向尺寸之间的比值，即辅助槽伸入齿顶的程度，可有效控制齿槽力矩，从而利于降低在运行过程中的转矩波动。

需要说明的，齿顶的径向尺寸即为齿顶沿定子铁芯的径向方向上的尺寸，而辅助槽的深度方向与定子铁芯的径向相对应，更利于对二者之间比值的确定，便于控制转矩波动。

在上述技术方案中，还包括：在所述定子片的端面上，每个所述定子齿中任一所述辅助槽的投影的中心线和所述定子齿的投影的中心线不重合。

在该技术方案中，通过限定辅助槽和定子齿在定子片的端面上的投影的中心线不重合，即辅助槽偏心设置，以利于降低齿槽转矩和转矩波动，从而降低振动噪音。

进一步地，辅助槽在定子片端面上投影的中心和定子齿在定子片的端面上投影的中心之间的夹角，即定子齿中心线与辅助槽中心线之间的夹角为8°～14°，以增强减振效果。

在上述技术方案中，所述定子片中每个所述定子槽沿周向方向两侧的所述辅助槽，关于所述定子槽的中心线对称设置。

在该技术方案中，通过限定多个辅助槽相对于定子槽的中心线对称设置，由于每个定子槽均由两个相邻的定子齿合围形成，对应于每个定子槽的多个辅助槽关于定子槽的中心线对称，一方面便于加工，另一方面由于多个定子槽非均匀设置，从而可对磁场产生影响，以降低齿槽转矩。

在上述技术方案中，每个所述定子齿上设有多个所述辅助槽。

在该技术方案中，在一个定子齿上可设置多个辅助槽，便于根据实际应用环境和使用需求灵活设置。

进一步地，同个定子齿上的辅助槽关于定子齿的中心线对称，一方面便于加工，另一方面对于每个定子齿而言，多个槽对称设计可保证定子片的强度。

在上述技术方案中，所有所述辅助槽中，任意两个所述辅助槽的槽深的比例范围

任意两个所述辅助槽的槽宽的比例范围为

在该技术方案中，在定子片上设置多个辅助槽时，通过限定任意两个辅助槽的槽深的比例和槽宽的比例，缩小多个辅助槽之间的尺寸差距，以使定子铁芯整体的中心不会发生较大变化，以防止破坏动平衡的可能性。

在上述技术方案中，至少两个相邻的所述定子片上的辅助槽在所述定子铁芯的端面上的投影至少存在部分重合；或至少两个相邻的所述定子片上的辅助槽在所述定子铁芯的端面上的投影相互独立。

在该技术方案中，定子铁芯由多个定子片叠压形成，在多个定子片堆叠时，可根据定子片上辅助槽的位置进行排列，具体地，在相邻的两个定子片上，可将相邻的两个定子片上的辅助槽在端面上的投影部分重合，还可以地，将相邻的两个定子片上的辅助槽的投影完全重合，当然，也可以将相邻的两个定子片上的辅助槽的投影不重合，即相互独立，以实现多个定子片的不同堆叠方式，可根据实际使用需求确定加工时的堆叠方式。

本实用新型第二方面技术方案提出了一种电机结构，包括上述第一方面技术方案中任一定子组件；转子结构，与定子组件同轴设置。

根据本实用新型第二方面的电机结构，包括上述第一方面技术方案的定子组件以及同轴设置的转子结构，故而具有上述第一方面的技术方案中任一技术效果，在此不再赘述。

其中，需要说明的是，转子结构与定子组件同轴设置，可使得转子结构在定子组件通电产生磁场的基础上发生转动，以带动负载运行。

进一步地，转子结构可以为钕铁硼磁环结构。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的定子组件的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的定子组件的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的定子组件的结构示意图；

图4示出了根据本实用新型的一个实施例的定子组件的结构示意图；

图5示出了根据本实用新型的一个实施例的定子组件的齿槽转矩的波形示意图；

图6示出了根据本实用新型的一个实施例的定子组件的负载转矩的波形示意图。

其中，图1至图4中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1定子铁芯，12定子片，14定子齿，142齿顶，144齿身，146齿底，148辅助槽，148a第一辅助槽，148b第二辅助槽，16定子槽。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图6描述本实用新型的一些实施例。

实施例1

如图1所示，根据本实用新型的一个实施例提出了一种定子组件，包括由多个定子片12组合而成的定子铁芯1，其中，每个定子片12包括多个定子齿14，相邻的两个定子齿14之间形成定子槽16，定子绕组可通过定子槽16绕设于定子齿14上，通过在定子齿14的齿顶142上设置内凹的辅助槽148，同时设置齿顶的极靴角的范围为36°～45°，可便于电机绕线，也利于电机的正常运行。而在电机运行过程中，由于辅助槽148仅开设于齿顶142上，对定子齿14的齿身144并未造成可在保证电机输出扭矩以及发热正常的基础上，有效减少齿槽转矩和转矩波动，从而降低振动噪音，提高用户在使用电机的使用体验。

其中，齿顶的极靴角可以为36°、38°、40°、43°、45°。

其中，每个定子齿14的齿顶142上设置的辅助槽148的形状或数量可以相同，也可以不同，辅助槽148相对于齿顶142的设置位置可以相同，也可以为不同。

需要说明的是，辅助槽148的形状包括但不限于矩形、梯形、弧形等。

在一个具体地实施例中，定子片12选用硅钢作为材料，定子铁芯1由多个硅钢片沿轴向叠压形成。

实施例2

在实施例1的基础上，定子片12呈环状，定子齿14沿径向由外向内分为齿底146、齿身144和齿顶142，多个定子齿14沿周向相连形成定子片12的外环，齿身144由齿底146沿径向向内延伸，齿顶142上形成一个或多个偏心的辅助槽148，以利于降低齿槽转矩和转矩波动，从而降低振动噪音。

其中，如图1所示，定子齿14的齿顶142的两端相对于轴心的夹角，即每个定子齿14的极靴角A的范围为36°～45°。

进一步地，辅助槽148的宽度W2和定子槽16槽口的宽度W1比例为0.5～0.75，即在宽度尺寸上，辅助槽148为定子槽16槽口的0.5～0.75倍，比值可以为0.5、0.6、0.7、0.75。

同样，对于径向尺寸，也即辅助槽148深入定子齿14的尺寸，可限定辅助槽148的深度H2和齿顶142的径向尺寸H1之间的比值为0.3～0.6，比值可以为0.3、0.4、0.5、0.6。

进一步地，辅助槽148在定子片12端面上投影的中心和定子齿14在定子片12的端面上投影的中心之间的夹角，即定子齿14中心线与辅助槽148中心线之间的夹角B的范围为8°～14°，以增强减振效果。

实施例3

根据本实用新型的一个实施例提出了一种定子组件，包括多个定子片12，每个定子片12上设有六个定子齿14，且形成六个定子槽16，每个定子齿14的齿顶142上设有一个与定子齿14的中心线偏离的辅助槽148，多个定子片12在沿轴向叠压时，将辅助槽148沿轴向对准，以形成如图2所示的定子铁芯1。

实施例4

根据本实用新型的一个实施例提出了一种定子组件，包括多个定子片12，每个定子片12上设有六个定子齿14，且形成六个定子槽16，每个定子齿14的齿顶142上设有一个与定子齿14的中心线偏离的辅助槽148，多个定子片12在沿轴向叠压时，将多个定子片12分为两摞，其中一摞将辅助槽148沿轴向对准，另一摞定子片12在沿轴向对准后翻转180°，再与正常对准的一摞一同进行轴向叠压，以形成如图3所示的定子铁芯1。

实施例5

如图4所示，根据本实用新型的一个实施例提出了一种定子组件，包括多个定子片12，每个定子片12上设有六个定子齿14，且形成六个定子槽16，每个定子齿14的齿顶142上设有一个与定子齿14的中心线偏离的第一辅助槽148a，且相邻的两个第一辅助槽148a关于定子槽16的中心线对称，此外，在六个定子齿14中相间隔的三个定子齿14上还设有与定子齿14上偏心的第一辅助槽148a相对称的一个第二辅助槽148b。

其中，多个第一辅助槽148a的形状、宽度、深度均相同，而第二辅助槽148b的深度H3与第一辅助槽148a的深度H2的比值为0.75～1，第二辅助槽148b的宽度W3与第一辅助槽148a的宽度W2的比值为0.75～1。

此外，对于设置在同一定子齿14上的第一辅助槽148a和第二辅助槽148b而言，二者的中心线相对于轴心的夹角C的范围为16°～25°，更进一步地，夹角C的取值可以为16°、18°、20°、23°和25°。

实施例6

根据本实用新型的一个具体实施例提出了一种电机结构，包括：上述任一实施例的定子组件，以及与定子组件同轴设置的转子结构，转子结构内不设置铁芯，而采用4极钕铁硼磁环结构，定子组件和转子结构之间存在0.5mm的间隙。

通过本方案增加辅助槽148，和不增加辅助槽148分别进行齿槽转矩仿真和负载转矩仿真的仿真结果如图5和图6所示，其中，增加辅助槽148为虚线波形，不增加辅助槽148为实线波形，增加辅助槽后对削弱转矩波动效果明显，电机齿槽转矩可降低51％，转矩波动可降低25.2％。

通过本实用新型提出的定子组件和电机结构，可在保证电机输出扭矩以及发热正常的基础上，有效减少齿槽转矩和转矩波动，从而降低振动噪音，提高用户在使用电机的使用体验。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定子组件，其特征在于，包括：

定子铁芯，包括多个定子片，所述定子片包括多个定子齿，每个所述定子齿的齿顶设有至少一个辅助槽，

其中，所述齿顶的极靴角的范围为36°～45°，所述辅助槽由所述齿顶向内凹陷形成。

2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，任意两个相邻的所述定子齿之间形成定子槽，所述定子组件还包括绕设于所述定子齿上的定子绕组。

3.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，还包括：

所述辅助槽的宽度与所述定子槽的槽口宽度的比值范围为0.5～0.75。

4.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，还包括：

所述辅助槽的深度与所述齿顶的径向尺寸的比值范围为0.3～0.6。

5.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，还包括：

在所述定子片的端面上，每个所述定子齿中任一所述辅助槽的投影的中心线和所述定子齿的投影的中心线不重合。

6.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，所述定子片中每个所述定子槽沿周向方向两侧的所述辅助槽，关于所述定子槽的中心线对称设置。

7.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，每个所述定子齿上设有多个所述辅助槽。

8.根据权利要求7所述的定子组件，其特征在于，所有所述辅助槽中，任意两个所述辅助槽的槽深的比例范围

任意两个所述辅助槽的槽宽的比例范围为

9.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，至少两个相邻的所述定子片上的辅助槽在所述定子铁芯的端面上的投影至少存在部分重合；或

至少两个相邻的所述定子片上的辅助槽在所述定子铁芯的端面上的投影相互独立。

10.一种电机结构，其特征在于，包括：

权利要求1至9中任一项所述的定子组件；

转子结构，与所述定子组件同轴设置。

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