CN216016550U - 电机定子、电机及叶片泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机定子、电机及叶片泵。所述电机定子包括：定子铁芯、绝缘架和定子绕组；定子铁芯由条状的定子芯条卷曲形成，所述定子芯条具有多个依次相连的轭部以及多个形成于所述轭部上的齿部；绝缘架包覆于所述齿部的外周；定子绕组缠绕于所述绝缘架上。本实用新型提供的电机定子，其定子铁芯由条状的定子芯条卷曲形成，定子绕组绕线步骤可以在条状的定子芯条上进行，其相较于现有的绕线方式能够降低绕线难度，缩短绕线时间，提高生产效率和槽满率，减少铜线的浪费，降低生产成本。

Description

电机定子、电机及叶片泵

技术领域

本实用新型是关于电机领域，特别是关于一种电机定子、电机及具有该电机的叶片泵。

背景技术

现有的旋转电机其定子铁芯通常是直接由冲压成型的环状硅钢片堆叠形成，然后在环状的定子铁芯的绕线齿上卷绕铜线形成定子绕组。由于定子铁芯呈环状结构，绕线齿之间的间距较小，导致铜线的绕线难度较大，存在绕线时间长、槽满率低、铜线浪费大、生产效率低的缺点。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新的电机定子。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电子定子，其能够降低绕线难度，提高生产效率。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

第一方面，本实用新型提供了一种电机定子，其包括：定子铁芯、绝缘架和定子绕组；其中，定子铁芯具有由条状的定子芯条卷曲形成的环状结构，所述定子芯条具有多个依次相连的轭部以及多个形成于所述轭部上的齿部，各个所述齿部被配置成在所述定子芯条卷曲成环状结构后向该环状结构的中心凸伸；绝缘架包覆于各个所述齿部的外周，所述绝缘架具有覆盖于所述齿部周向的两侧面上的第一绝缘部分和覆盖于所述齿部轴向的两端面上的第二绝缘部分；定子绕组卷绕于所述绝缘架上，所述定子绕组与所述定子铁芯间通过所述绝缘架绝缘。

在一个或多个实施方式中，任意相邻的两个所述轭部的连接处形成有沟槽，所述沟槽能够在所述定子芯条卷曲时提供避位空间。

在一个或多个实施方式中，所述定子芯条的两端分别形成有能够配合卡接的凸条和卡槽，所述凸条和卡槽能够在所述定子芯条卷曲形成所述定子铁芯时将所述定子芯条的两端卡合。

在一个或多个实施方式中，任意相邻的两个所述齿部之间形成有线槽，所述定子绕组收容于所述线槽内。

第二方面，本实用新型提供了一种电机，其包括如前所述的电机定子以及可相对所述电机定子转动的电机转子，所述电机转子包括转子铁芯和套设于所述转子铁芯外周的永磁环。

在一个或多个实施方式中，所述永磁环具有多个沿其周向均匀排布的第一磁极和第二磁极，所述第一磁极和所述第二磁极极性相反且交替排布。

在一个或多个实施方式中，所述第一磁极和所述第二磁极之间具有未进行充磁的间隔区，所述间隔区的延伸方向与所述永磁环的轴线方向之间形成有夹角。

在一个或多个实施方式中，所述间隔区所对应的弧度为0～16°。

在一个或多个实施方式中，所述第一磁极的同一侧面上的顶部边线和底部边线之间的夹角为0～21°，所述第二磁极的同一侧面上的顶部边线和底部边线之间的夹角为0～21°。

第三方面，本实用新型提供了一种叶片泵，用于提供流体的位移，所述叶片泵包括泵头组件和如前所述的电机，所述泵头组件包括壳体、衬套、泵头转子和多个叶片。

其中，所述壳体中形成有流体入口和流体出口；所述衬套容置于所述壳体中，并具有呈圆柱形的内表面。

所述泵头转子设于所述衬套内并被配置成能够绕其旋转轴旋转，所述泵头转子具有呈圆柱形的外表面，该外表面与所述衬套的内表面之间界定形成工作空间，所述工作空间具有绕泵头转子的旋转轴而变化的径向横截面面积，所述泵头转子的外表面上形成有多个径向的狭槽。

多个所述叶片接纳于所述狭槽中并且能够相对于所述泵头转子沿径向方向滑动，所述叶片的外边缘被配置成与衬套的内表面接触，以将所述工作空间划分为多个工作腔室。

所述电机用于驱动所述泵头转子旋转，以将流体从所述流体入口吸入到所述工作腔室中，并且将流体从所述工作腔室喷射到所述流体出口中。

与现有技术相比，本实用新型提供的电机定子，其定子铁芯由条状的定子芯条卷曲形成，定子绕组绕线步骤可以在条状的定子芯条上进行，其相较于现有的绕线方式能够降低绕线难度，缩短绕线时间，提高生产效率和槽满率，减少铜线的浪费，降低生产成本。而且本实用新型提供的电机的电机转子通过对永磁环充磁方式的改进，在使用时能够显著提高电机效率和降低了噪音，从而改善用户体验。

附图说明

图1是本实用新型一实施方式中叶片泵的分解示意图；

图2是本实用新型一实施方式中泵头组件的端部剖视图；

图3是本实用新型一实施方式中定子芯条的结构示意图；

图4是图3所示定子芯条注塑绝缘架后的结构示意图；

图5是图4所示定子芯条缠绕定子绕组后的结构示意图；

图6是图5所示定子芯条卷曲形成圆柱状的定子铁芯后的结构示意图；

图7是本实用新型一实施方式中永磁环的结构示意图；

图8是图7所示永磁环在轴向视角下的透视图。

主要附图标记说明：

1-电机，11-电机定子，12-电机转子，13-机壳，14-转轴，15-端盖，16-注塑件，17-绝缘纸，18-波形垫片，19-轴承，110-定子芯条，111-定子铁芯，112- 绝缘架，113-定子绕组，114-轭部，115-齿部，116-沟槽，117-凸条，118-卡槽， 119-线槽，121-转子铁芯，122-永磁环，123-第一磁极，124-第二磁极，125-间隔区，2-泵头组件，21-壳体，22-衬套，23-泵头转子，24-叶片，25-驱动轴， 26-机械密封件，27-密封板，28-泵盖，29-销杆，211-流体入口，212-流体出口， 213-定位销，231-狭槽，261-动态构件，262-静态构件，263-弹簧构件，3-工作腔室，41-第一密封圈，42-第二密封圈。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1所示，本实用新型一实施方式中的叶片泵，其可用于提供诸如水、咖啡等流体的位移，该叶片泵包括电机1和泵头组件2。其中，电机1包括电机定子11以及可相对该电机定子11转动的电机转子12。泵头组件2包括壳体21、衬套22、泵头转子23和多个叶片24。

一示例性的实施例中，请参照图3至图6所示，电机定子11包括定子铁芯111、绝缘架112和定子绕组113。其中，定子铁芯111具由条状的定子芯条110卷曲形成的环状结构，该定子芯条110具有多个依次相连的轭部114以及多个形成于该轭部114上的齿部115，各个齿部115被配置成在定子芯条 110卷曲成环状结构后向该环状结构的中心凸伸。绝缘架112包覆于各个齿部 115的外周，绝缘架112具有覆盖于齿部115周向的两侧面上的第一绝缘部分1121和覆盖于齿部115轴向的两端面上的第二绝缘部分1122。定子绕组113 卷绕于绝缘架112上，定子绕组113与定子铁芯111间通过绝缘架112绝缘。

定子芯条110可以由多片条状的硅钢片层叠焊接而成。条状的硅钢片可以通过级进式冲压模具由条料冲压而成，并在模具冲压的同时可在模具内部将条状的硅钢片通过激光焊接成有一定厚度的条状的定子芯条110(如图2所示)。绝缘架112可以通过注塑工艺包覆形成于条状的定子芯条110上(如图 3所示)，再将铜线缠绕于绝缘架112上以形成定子绕组113(如图4所示)。绕线完成后，再将条状的定子芯条110卷曲整形成环状的定子铁芯111(如图 5所示)。由于绕线步骤可以在条状的定子芯条110上进行，其相较于现有的绕线方式绕线难度降低，可以缩短绕线时间，提高生产效率，减少铜线的浪费。

一示例性的实施例中，定子芯条110任意相邻的两个轭部114的连接处形成有沟槽116，该沟槽116能够在定子芯条110卷曲时提供避位空间。由于定子芯条110需要经过卷曲整形工艺来形成环状的定子铁芯111，考虑到在卷曲整形过程中材料会发生形变，可以通过沟槽116的设置来为材料形变提供避位空间。该沟槽116大体上呈楔形，以使得定子芯条110卷曲成环状定子铁芯111后，沟槽116的两侧面能够相互贴合以封闭该沟槽116。

一示例性的实施例中，定子芯条110的两端分别形成有能够配合卡接的凸条117和卡槽118，该凸条117和卡槽118能够在定子芯条110卷曲形成定子铁芯111时将定子芯条110的两端卡合，以形成环状的定子铁芯111。凸条 117和卡槽118的卡合一方面能够阻碍卷曲后定子芯条110恢复成条状，另一方面能够卷曲定子芯条110时提供定位对齐作用。在凸条117和卡槽118完全卡合后，可以通过激光焊接工艺将凸条117焊接于卡槽118中，以避免使用过程中凸条117和卡槽118发生脱扣。

一示例性的实施例中，任意相邻的两个齿部115之间形成有线槽119，定子绕组113收容于该线槽119内。在定子芯条110为条状状态时，相邻的两个齿部115之间界定形成的线槽119具有较大的空间，从而能够便于绕线降低绕线难度，而且可获得较高的槽满率。

一示例性的实施例中，电机转子12包括转子铁芯121和套设于该转子铁芯121外周的永磁环122。请参照图7和图8所示，该永磁环122具有多个沿其周向均匀排布的第一磁极123和第二磁极124，第一磁极123和第二磁极 124极性相反且交替排布。优选地，该永磁环122采用钕铁硼永磁材料制成。

一示例性的实施例中，第一磁极123和第二磁极124之间具有未进行充磁的间隔区125，该间隔区125的延伸方向与永磁环122的轴线方向之间形成有夹角。即，该间隔区125相对于永磁环122的轴线方向来说是倾斜设置的。

一示例性的实施例中，间隔区125所对应的弧度α为0～16°，即间隔区 125在永磁环122的内周面和外周面上界定形成的弧面所对应的弧度为0～16°。第一磁极123的同一侧面上的顶部边线和底部边线之间的夹角β为0～21°，第二磁极124的同一侧面上的顶部边线和底部边线之间的夹角γ为0～21°。其中，弧度α优选为15°，夹角β优选为20°，夹角γ优选为20°。第一磁极123 的侧面的顶部边线和底部边线及第二磁极124的侧面的顶部边线和底部边线均沿永磁环122的径向设置。通过将永磁环122以前述方式设置，能够显著提高电机1效率和降低了噪音，从而改善用户体验。

一示例性的实施例中，电机1还包括机壳13、转轴14、轴承19和端盖 15。机壳13具有一收容空间，以及允许电机定子11通过的开口。电机定子 11通过定子注塑件16固定于机壳13中，电机定子11的底部与壳体21之间设有绝缘纸17。轴承19安装于机壳13中，并且轴承19和机壳13之间设有波形垫片18。转轴14可旋转的支承于轴承19上，电机转子12的转子铁芯 121套接于转轴14上。端盖15盖设于机壳13的开口处，以将电机定子11、电机转子12、轴承19等部件限定于机壳13中。

一示例性的实施例中，请参照图1和图2所示，泵头组件2的壳体21中形成有流体入口211和流体出口212，该流体入口211和流体出口212从壳体 21的内部向壳体21的外部延伸，该流体入口211和流体出口212可用于与外部的管道接合，以实现流体的输送。

一示例性的实施例中，衬套22容置于壳体21中，并具有大致呈圆柱形的内表面，该圆柱形内表面的半径沿着圆周方向是变化的，即衬套22的内表面和外表面之间界定的径向厚度是变化的。衬套22还具有大体上呈圆柱状的外表面，壳体21具有与衬套22的外表面相匹配的大体呈圆柱状的内表面。衬套22的外表面形成有用于连通流体入口211和流体出口212的通道。优选地，衬套22可以由石墨或者陶瓷材料制成。

一示例性的实施例中，壳体21和衬套22之间通过定位销213进行定位，该定位销213能够限定衬套22相对于壳体21的位移。

一示例性的实施例中，泵头转子23设于衬套22内并被配置成能够绕其旋转轴旋转，泵头转子23具有大致呈圆柱形的外表面，该外表面与衬套22的内表面之间界定形成工作空间，该工作空间具有绕泵头转子23的旋转轴而变化的径向横截面面积，并且该工作空间通过形成于衬套22的外表面的通道与流体入口211和流体出口212连通。泵头转子23的外表面上形成有多个大致径向的狭槽231。在本实施例中，大致呈圆柱形是指该形状并非必须为标准的圆柱形，例如可以是在圆柱形圆周面的局部区域形成有平面或与圆周面曲率不一致的弧面等，只要不影响泵头转子23在衬套22的转动即可。大致径向是指该方向并非必须严格指向圆心，可以是略微偏离圆心的方向，并且其相对于径向的偏离角度限定在10°以内。

一示例性的实施例中，多个叶片24接纳于狭槽231中并且能够相对于泵头转子23沿径向方向滑动，叶片24的外边缘被配置成与衬套22的内表面接触，以将工作空间划分为多个工作腔室3。电机1用于驱动泵头转子23旋转，以将流体从流体入口211吸入到工作腔室3中，并且将流体从工作腔室3喷射到流体出口212中。

一示例性的实施例中，多个叶片24被配置成两两成对设置，每对成对的叶片24均在同一径向方向上。在成对的两片叶片24之间设有穿设于泵头转子23中的销杆29，该销杆29能够相对于泵头转子23沿径向方向滑动，销杆 29能够传递成对的叶片24之间的挤压力，以使得成对的两个叶片24能够沿同一方向移动。

在使用时，随着泵头转子23的旋转，能够带动叶片24旋转，叶片24沿着衬套22的内表面旋转，在衬套22内表面的挤压作用下沿径向往复运动；流体入口211处的流体在叶片24的旋转下被吸入到工作腔室3中，然后在叶片24的带动下工作腔室3中的流体喷射到流体出口212中。

一示例性的实施例中，泵头组件2还包括与泵头转子23传动连接的驱动轴25，该驱动轴25与电机1的转轴14连接，该驱动轴25能够在电机1的驱动下驱使泵头转子23旋转。

一示例性的实施例中，泵头组件2还包括套设于驱动轴25上的机械密封件26，该机械密封件26位于泵头转子23与壳体21的端部之间，并用于防止流体沿着驱动轴25泄漏到壳体21端部之外。机械密封件26包括套设于驱动轴25上的可旋转的动态构件261和固定连接于壳体21上的静态构件262。动态构件261具有密封面，该密封面通过弹簧构件263被回弹性地偏压成与静态构件262密闭接合。

一示例性的实施例中，泵头组件2还包括密封板27、泵盖28、第一密封圈41和第二密封圈42。其中，泵盖28盖设于壳体21的端部用于将壳体21 内部的部件限定于壳体21中。密封板27和第一密封圈41分别设于泵盖28 的两侧，用以密封泵盖28和壳体21间的气隙。第二密封圈42设于机械密封件26与壳体21之间，用以封闭机械密封件26与壳体21之间的气隙。

综上所述，本实用新型提供的电机定子11，其定子铁芯111由条状的定子芯条110卷曲形成，定子绕组113绕线步骤可以在条状的定子芯条110上进行，其相较于现有的绕线方式能够降低绕线难度，缩短绕线时间，提高生产效率和槽满率，减少铜线的浪费，降低生产成本。而且本实用新型提供的电机 1的电机转子12具有采用前述充磁方式形成的永磁环122，在使用时能够显著提高电机1效率和降低了噪音，从而改善用户体验。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种电机定子，其特征在于，包括：

定子铁芯(111)，具有由条状的定子芯条(110)卷曲形成的环状结构，所述定子芯条(110)具有多个依次相连的轭部(114)以及多个形成于所述轭部(114)上的齿部(115)，各个所述齿部(115)被配置成在所述定子芯条(110)卷曲成环状结构后向该环状结构的中心凸伸；

绝缘架(112)，包覆于各个所述齿部(115)的外周，所述绝缘架(112)具有覆盖于所述齿部(115)周向的两侧面上的第一绝缘部分(1121)和覆盖于所述齿部(115)轴向的两端面上的第二绝缘部分(1122)；

定子绕组(113)，卷绕于所述绝缘架(112)上，所述定子绕组(113)与所述定子铁芯(111)间通过所述绝缘架(112)绝缘。

2.如权利要求1所述的电机定子，其特征在于，任意相邻的两个所述轭部(114)的连接处形成有沟槽(116)，所述沟槽(116)能够在所述定子芯条(110)卷曲时提供避位空间。

3.如权利要求2所述的电机定子，其特征在于，所述定子芯条(110)的两端分别形成有能够配合卡接的凸条(117)和卡槽(118)，所述凸条(117)和卡槽(118)能够在所述定子芯条(110)卷曲形成所述定子铁芯(111)时将所述定子芯条(110)的两端卡合。

4.如权利要求1所述的电机定子，其特征在于，任意相邻的两个所述齿部(115)之间形成有线槽(119)，所述定子绕组(113)收容于所述线槽(119)内。

5.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1～4中任一项所述的电机定子(11)以及可相对所述电机定子(11)转动的电机转子(12)，所述电机转子(12)包括转子铁芯(121)和套设于所述转子铁芯(121)外周的永磁环(122)。

6.如权利要求5所述的电机，其特征在于，所述永磁环(122)具有多个沿其周向均匀排布的第一磁极(123)和第二磁极(124)，所述第一磁极(123) 和所述第二磁极(124)极性相反且交替排布。

7.如权利要求6所述的电机，其特征在于，所述第一磁极(123)和所述第二磁极(124)之间具有未进行充磁的间隔区(125)，所述间隔区(125)的延伸方向与所述永磁环(122)的轴线方向之间形成有夹角。

8.如权利要求7所述的电机，其特征在于，所述间隔区(125)所对应的弧度为0～16°。

9.如权利要求8所述的电机，其特征在于，所述第一磁极(123)的同一侧面上的顶部边线和底部边线之间的夹角为0～21°，所述第二磁极(124)的同一侧面上的顶部边线和底部边线之间的夹角为0～21°。

10.一种叶片泵，用于提供流体的位移，其特征在于，所述叶片泵包括泵头组件(2)和如权利要求5所述的电机(1)，所述泵头组件(2)包括壳体(21)、衬套(22)、泵头转子(23)和多个叶片(24)；其中

所述壳体(21)中形成有流体入口(211)和流体出口(212)；

所述衬套(22)容置于所述壳体(21)中，并具有呈圆柱形的内表面；

所述泵头转子(23)设于所述衬套(22)内并被配置成能够绕其旋转轴旋转，所述泵头转子(23)具有呈圆柱形的外表面，该外表面与所述衬套(22)的内表面之间界定形成工作空间，所述工作空间具有绕所述泵头转子(23)的旋转轴而变化的径向横截面面积，所述泵头转子(23)的外表面上形成有多个径向的狭槽(231)；

多个所述叶片(24)接纳于所述狭槽(231)中并且能够相对于所述泵头转子(23)沿径向方向滑动，所述叶片(24)的外边缘被配置成与衬套(22)的内表面接触，以将所述工作空间划分为多个工作腔室(3)；

所述电机(1)用于驱动所述泵头转子(23)旋转，以将流体从所述流体入口(211)吸入到所述工作腔室(3)中，并且将流体从所述工作腔室(3)喷射到所述流体出口(212)中。

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