CN215528717U - 电动机定子组件及伺服电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电动机定子组件及伺服电动机，所述电动机定子组件包括：定子铁芯，所述定子铁芯的内周面开设有嵌放线圈的定子槽，所述定子槽的数量为十二；以及，线圈绕组，所述线圈绕组为三相线圈绕组，每一相线圈绕组包括两个并联的支路，每一个并联的支路包括两个线圈，每一个所述线圈的两个边分别嵌设在相邻的两个所述定子槽内，每一个所述定子槽内均嵌设有两个边，且每一个所述线圈的两个边中择一作为有效边，以实现所述线圈绕组的双层叠绕。本实用新型提供一种电动机定子组件及伺服电动机，解决了现有的电机在低速运转时平稳性欠佳的技术问题。

Description

电动机定子组件及伺服电动机

技术领域

本实用新型涉及电动机领域，尤其涉及一种电动机定子组件及伺服电动机。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，自动化领域需要更加方便快捷的传动方式，而采用蓄电池供电的传动系统可以大大提高传动系统的灵活性和适应能力，因此，低压伺服电机的需求接踵而来。

低压伺服电机包括永磁同步电机和励磁电机，永磁同步电机是近年来发展的新型电机，但是现有的永磁同步电机在低速运转时的平稳性和精度欠佳。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种电动机定子组件及伺服电动机，旨在解决现有的电机在低速运转时平稳性欠佳的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种电动机定子组件，所述电动机定子组件包括：

定子铁芯，所述定子铁芯的内周面开设有嵌放线圈的定子槽，所述定子槽的数量为十二；以及，

线圈绕组，所述线圈绕组为三相线圈绕组，每一相线圈绕组包括两个并联的支路，每一个并联的支路包括两个线圈，每一个所述线圈的两个边分别嵌设在相邻的两个所述定子槽内，每一个所述定子槽内均嵌设有两个边，且每一个所述线圈的两个边中择一作为有效边，以实现所述线圈绕组的双层叠绕。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述线圈的有效边在所述定子槽中的排列，依次对应第一相、第二相、第二相、第三相、第三相、第一相、第一相、第二相、第二相、第三相、第三相、第一相。

可选地，在本实用新型一实施例中，相邻的两个同相的所述线圈为一个并联支路。

可选地，在本实用新型一实施例中，两个同相的并联支路的所述线圈中，彼此靠近的两个同相的所述线圈为串联。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述定子槽具有两个相对且间隔设置的第一侧面，以及连接两个所述第一侧面的第二侧面，两个所述第一侧面和所述第二侧面围成一个供嵌设所述线圈的腔体，以及与所述腔体连通的供所述线圈显露的槽口，其中，所述第一侧面和所述第二侧面之间为圆滑过渡。

可选地，在本实用新型一实施例中，每一个所述第一侧面远离所述第二侧面的一端设置有延伸部，所述延伸部朝靠近另一个所述第一侧面的方向延伸，两个所述延伸部之间形成所述槽口，其中，所述延伸部朝向所述腔体的侧面向远离所述腔体的方向倾斜设置。

可选地，在本实用新型一实施例中，相邻的两个所述定子槽之间为齿，所述延伸部和所述齿共同围成一用于安装转子的安装腔，其中，所述延伸部和所述齿面向所述安装腔的侧面为弧形。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述定子铁芯为硅钢片冲压叠压焊接成型。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述定子铁芯的外周面开设有定位槽，所述定位槽位于两个相邻的所述定子槽之间。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种伺服电动机，所述伺服电动机包括转子以及以上描述的电动机定子组件，所述定子铁芯套设在所述转子的外部，所述转子的外周面设置有十个磁铁，所述磁铁按照N-S极性交替顺序分布。

相对于现有技术，本实用新型提出的技术方案中，通过在定子铁芯上开设十二个定子槽，用来安装线圈绕组，与转子上设置的十个磁极作用，在线圈绕组通入正弦波电流的时候，可以产生旋转磁场，使得转子不停的转动。另外，每一相的线圈绕组都包括两个并联的支路，而每一个并联的支路都包括两个串联的线圈，可以为电机运转提供稳定持续的电流。而且，为了适应电机在运行时低电压的需求，在不改变电机额定功率的情况下，对线圈绕组的结构进行改进，即每一个线圈的两个边置于相邻的两个定子槽中，且选择其中一个作为有效边，而每一个定子槽中嵌入有属于不同线圈的两个边，从而实现线圈绕组的双层叠绕，如此设置，一方面降低了电机的齿槽作转矩，另一方面使得电机反电势得到适当的提高，进而保证电机的平稳运行。

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实施例的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电动机定子组件实施例的结构示意图；

图2为图1中A部分的局部放大结构示意图；

图3为线圈绕组的绕线展开示意图一；

图4为线圈绕组的绕线展开示意图二。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	定子铁芯	2	定子槽
21	第一侧面	22	第二侧面
				23	腔体	24	槽口
25	延伸部	3	线圈
				4	齿	5	定位槽

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型实施例保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型实施例中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实施例中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型实施例要求的保护范围之内。

如图1、图4所示，本实用新型实施例提出的一种电动机定子组件，电动机定子组件包括：

定子铁芯1，定子铁芯1的内周面开设有嵌放线圈的定子槽2，定子槽2的数量为十二；以及，

线圈绕组，线圈绕组为三相线圈绕组，每一相线圈绕组包括两个并联的支路，每一个并联的支路包括两个线圈3，每一个线圈3的两个边分别嵌设在相邻的两个定子槽2内，每一个定子槽2内均嵌设有两个边，且每一个线圈3的两个边中择一作为有效边，以实现线圈绕组的双层叠绕。

在该实施例采用的技术方案中，通过在定子铁芯1上开设十二个定子槽2，用来安装线圈绕组，与转子上设置的十个磁极作用，在线圈绕组通入正弦波电流的时候，可以产生旋转磁场，使得转子不停的转动。另外，每一相的线圈绕组都包括两个并联的支路，而每一个并联的支路都包括两个串联的线圈3，可以为电机运转提供稳定持续的电流。而且，为了适应电机在运行时低电压的需求，在不改变电机额定功率的情况下，对线圈绕组的结构进行了改进，即每一个线圈3的两个边置于相邻的两个定子槽2中，且选择其中一个作为有效边，而每一个定子槽2中嵌入有属于不同线圈的两个边，从而实现线圈绕组的双层叠绕，如此设置，一方面降低了电机的齿槽作转矩，另一方面使得电机反电势得到适当的提高，进而保证电机的平稳运行。

具体的，电动机的定子一般包括定子铁芯1和线圈3，线圈3嵌设在定子铁芯1的定子槽2中，线圈3通常设置有多组，多组线圈3可以串联、并联而形成线圈绕组。在本实施例中，线圈绕组为三相，即包括第一相、第二相和第三相线圈绕组，而每一相线圈绕组都包括两个并联的支路，而每一个并联的支路包括两个串联的线圈3。也就是说，每一相线圈绕组都包括四个线圈3，可以为线圈绕组通入正弦波电流，与转子上的磁极配合作用，从而产生旋转磁场，使得转子不停的旋转。

另外，为了适应电机在运行时低电压的需求，在不改变电机额定功率的情况下，对线圈绕组的结构进行了改进。具体的，上文提到每一相线圈绕组都包括四个线圈3，每一个线圈3置于两个不同的定子槽2中，而定子槽2是十二个，可以理解的是，所有的线圈3在定子槽2中是呈双层排列的，另外，同一个线圈3的两个边，只能选择一个作为有效边。举例来说，参照图3、图4，第一个线圈3的两个边在第一个定子槽2和第十二个定子槽2中，第二个线圈3的两个边在第一个定子槽2和第二个定子槽2中，第三个线圈3的两个边在第二个定子槽2和第三个定子槽2中，那么，第一个定子槽2中的有效边可以是第一个线圈3，对应的，第二个定子槽2中的有效边是第二个线圈3，第三个定子槽2中的有效边是第三个线圈3，第十二个定子槽2中有效边不是第一个线圈3；或者，第一个定子槽2中的有效边可以是第二个线圈3，对应的，第二个定子槽2中的有效边是第三个线圈3，第三个定子槽2中的有效边不是第三个线圈3，第十二个定子槽2中的有效边是第一个线圈3……依次类推，不再详述。如此，实现了线圈绕组的双层叠绕，一方面可以降低电机的齿槽作转矩，另一方面可提高电机反电势，进而保证电机的平稳运行。

进一步的，在本实用新型一实施例中，线圈3的有效边在定子槽2中的排列，依次对应第一相、第二相、第二相、第三相、第三相、第一相、第一相、第二相、第二相、第三相、第三相、第一相。

在该实施例采用的技术方案中，线圈绕组中的十二个线圈3都有且仅有一个边作为有效边，而所有的线圈3构成整个三相线圈绕组，每一个有效边对应的线圈3所属的相依次是第一相、第二相、第二相、第三相、第三相、第一相、第一相、第二相、第二相、第三相、第三相、第一相，相应的，不起作用的边对应的相依次是第二相、第二相、第三相、第三相、第一相、第一相、第二相、第二相、第三相、第三相、第一相、第一相。如此设置，有利于形成稳定的旋转磁场，保证转子的有效旋转，提高电机运行的稳定性。

进一步的，在本实用新型一实施例中，相邻的两个同相的线圈3为一个并联支路，两个同相的并联支路的线圈3中，彼此靠近的两个同相的线圈3为串联。

在该实施例采用的技术方案中，三相线圈绕组一共包括十二个线圈3，每一相有四个线圈3，每一相中的四个线圈3分成两个并联的支路，而每一个并联的支路包括两个线圈3，为了方便线圈绕组的绕线，且保证线圈绕组在通电时能够产生稳定的旋转磁场，相邻的两个同相的线圈3为一个并联支路，两个同相的并联支路的线圈3中，彼此靠近的两个同相的线圈3为串联。具体的，如果第一个～第十二个定子槽2中有效边对应的相分别是第一相、第二相、第二相、第三相、第三相、第一相、第一相、第二相、第二相、第三相、第三相、第一相，那么第一个定子槽2和第十二个定子槽2中的线圈3是并联的，第六个定子槽2和第七个定子槽2中的线圈3是并联的，而第一个定子槽2和第六个定子槽2中的线圈3是串联的，第七个定子槽2和第十二个定子槽2中的线圈3是串联的；第二个定子槽2和第三个定子槽2中的线圈3是并联的，第八个定子槽2和第九个定子槽2中的线圈3是并联的，而第二个定子槽2和第九个定子槽2中的线圈3是串联的，第三个定子槽2和第八个定子槽2中的线圈3是串联的……依次类推，不再详述。如此设置，方便线圈绕组的布设，可以提高工作效率，能够形成稳定的旋转磁场，保证电机的平稳运行。

进一步的，在本实用新型一实施例中，定子槽2具有两个相对且间隔设置的第一侧面21，以及连接两个第一侧面21的第二侧面22，两个第一侧面21和第二侧面22围成一个供嵌设线圈3的腔体23，以及与腔体23连通的供线圈3显露的槽口24，其中，第一侧面21和第二侧面22之间为圆滑过渡。

在该实施例采用的技术方案中，在嵌装线圈3的时候，可以将线圈3从槽口24伸入腔体23内，方便线圈3的拆装。另外，第一侧面21和第二侧面22之间的圆滑曲面，可以避免对线圈3造成损伤，保证旋转磁场的稳定性。优选的，圆滑曲面为弧面。在本实施例中，槽口24与第二侧面22位于第一侧面21的相对两端，也就是说，两个第一侧面21的两个相对的端部设置有第二侧面22，而另外两个相对的端部开设有槽口24。

进一步的，在本实用新型一实施例中，每一个第一侧面21远离第二侧面22的一端设置有延伸部25，延伸部25朝靠近另一个第一侧面21的方向延伸，两个延伸部25之间形成槽口24，其中，延伸部25朝向腔体23的侧面向远离腔体23的方向倾斜设置。

在该实施例采用的技术方案中，延伸部25可以对线圈3提供支撑，避免线圈25从腔体23中脱离。另外，延伸部25向远离腔体23的方向倾斜设置，能够降低线圈3与转子上的磁极之间的距离，有利于磁极与线圈3产生电磁作用。延伸部25朝向腔体23的侧面向远离腔体23的方向倾斜设置，可以理解为，延伸部25靠近槽口24的一端至第二侧面22的距离大于延伸部25远离槽口24的一端至第二侧面22的距离。

进一步的，在本实用新型一实施例中，相邻的两个定子槽2之间为齿4，延伸部25和齿4共同围成一用于安装转子的安装腔，其中，延伸部25和齿4面向安装腔的侧面为弧形。

在该实施例采用的技术方案中，延伸部25和齿4面向安装腔的侧面为弧形，使得所有的延伸部25和齿4围成一个圆形的安装腔，与转子的形状适配，方便转子的安装，也有利于转子上的磁极与线圈3发生电磁作用。

进一步的，在本实用新型一实施例中，定子铁芯1为硅钢片冲压叠压焊接成型。

在该实施例采用的技术方案中，线圈中的交变电流可产生的交变的磁通，这个变化的磁通在定子铁芯1中会产生感应电流，该感应电流在垂直于磁通方向的平面内环流着，因此称作涡流。涡流损耗会使定子铁芯1发热，为了减小涡流损耗，定子铁芯1用彼此绝缘的硅钢片叠成，使涡流在狭长形的回路中，通过较小的截面，以增大涡流通路上的电阻；同时，硅钢中的硅使材料的电阻率增大，也起到减小涡流的作用。

进一步的，在本实用新型一实施例中，定子铁芯1的外周面开设有定位槽5，定位槽5位于两个相邻的定子槽2之间。

在该实施例采用的技术方案中，通过设置的定位槽5可以方便的对定子进行定位，而定位槽5位于两个相邻的定子槽2之间，也就是齿4上，可以保证定子铁芯1的强度。定位槽5可以为方形槽，可以沿定子铁芯1的轴向延伸。定位槽5也可以设置为多个，优选的，相邻的两个定子槽2之间均设置一个所述定位槽5。

本实用新型实施例还提出一种伺服电动机，该伺服电动机包括转子和如上描述的电动机定子组件，定子铁芯1套设在转子的外部，转子的外周面设置有十个磁铁，磁铁按照N-S极性交替顺序分布。具体的，电动机定子组件的具体结构参照上述实施例，由于该伺服电动机采用了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型实施例的专利范围，凡是在本实用新型实施例的发明构思下，利用本实用新型实施例说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型实施例的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动机定子组件，其特征在于，所述电动机定子组件包括：

定子铁芯，所述定子铁芯的内周面开设有嵌放线圈的定子槽，所述定子槽的数量为十二；以及，

线圈绕组，所述线圈绕组为三相线圈绕组，每一相线圈绕组包括两个并联的支路，每一个并联的支路包括串联的两个线圈，每一个所述线圈的两个边分别嵌设在相邻的两个所述定子槽内，每一个所述定子槽内均嵌设有两个边，且每一个所述线圈的两个边中择一作为有效边，以实现所述线圈绕组的双层叠绕。

2.如权利要求1所述的电动机定子组件，其特征在于，所述线圈的有效边在所述定子槽中的排列，依次对应第一相、第二相、第二相、第三相、第三相、第一相、第一相、第二相、第二相、第三相、第三相、第一相。

3.如权利要求2所述的电动机定子组件，其特征在于，相邻的两个同相的所述线圈为一个并联支路。

4.如权利要求3所述的电动机定子组件，其特征在于，两个同相的并联支路的所述线圈中，彼此靠近的两个同相的所述线圈为串联。

5.如权利要求1-4任一项所述的电动机定子组件，其特征在于，所述定子槽具有两个相对且间隔设置的第一侧面，以及连接两个所述第一侧面的第二侧面，两个所述第一侧面和所述第二侧面围成一个供嵌设所述线圈的腔体，以及与所述腔体连通的供所述线圈显露的槽口，其中，所述第一侧面和所述第二侧面之间为圆滑过渡。

6.如权利要求5所述的电动机定子组件，其特征在于，每一个所述第一侧面远离所述第二侧面的一端设置有延伸部，所述延伸部朝靠近另一个所述第一侧面的方向延伸，两个所述延伸部之间形成所述槽口，其中，所述延伸部朝向所述腔体的侧面向远离所述腔体的方向倾斜设置。

7.如权利要求6所述的电动机定子组件，其特征在于，相邻的两个所述定子槽之间为齿，所述延伸部和所述齿共同围成一用于安装转子的安装腔，其中，所述延伸部和所述齿面向所述安装腔的侧面为弧形。

8.如权利要求5所述的电动机定子组件，其特征在于，所述定子铁芯为硅钢片冲压叠压焊接成型。

9.如权利要求5所述的电动机定子组件，其特征在于，所述定子铁芯的外周面开设有定位槽，所述定位槽位于两个相邻的所述定子槽之间。

10.一种伺服电动机，其特征在于，所述伺服电动机包括转子以及如权利要求1-9任一项所述的电动机定子组件，所述定子铁芯套设在所述转子的外部，所述转子的外周面设置有十个磁铁，所述磁铁按照N-S极性交替顺序分布。

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