CN217789413U - 一种电机及其电机定子组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电机及其电机定子组件。该电机定子组件包括定子铁芯和绕组，沿定子铁芯的周向方向开设有多个径向定向的定子槽，定子槽包括：绕组容纳部，用于容纳绕组；冷却剂通道部，作为冷却剂流动的通道；过渡通道，其宽度窄于绕组容纳部和冷却剂通道部的宽度，过渡通道沿定子铁芯的径向连通绕组容纳部和冷却剂通道部；其中，定子槽为一体地形成在定子铁芯内的周边封闭的结构。本实用新型提出了一种电机及其电机定子组件，能避免冷却剂从定子铁芯的内侧泄漏，且能对电机定子组件产生的热量进行有效散热。

Description

一种电机及其电机定子组件

技术领域

本实用新型涉及电机制造技术领域，尤其涉及一种电机及其电机定子组件。

背景技术

电机定子组件中产生的功率损失以热量的形式释放，并导致温度升高。温度的升高会导致有用功率的降低，在极端情况下，还会损坏电机。图1示出了现有技术的电机定子组件的径向截面图。图2是图1的A部放大示意图。如图所示，电机包括电机定子组件100及设置在电机定子组件100内部的电机转子组件(图未示意)。其中，电机定子组件100包括定子铁芯101和电机绕组102。在定子铁芯101的径向上开设有多个定子槽103，每个定子槽103在定子铁芯101的内侧形成径向开口104。在定子铁芯101的径向外侧端部开设有冷却剂通道105。在冷却剂通道105内通入冷却剂，冷却剂用于对电机定子组件100进行冷却，由于冷却剂并非直接与定子槽103发生热交换，因此该种冷却方式效果较差。此外，在其它现有技术中有将冷却剂导入到径向开口104位置以对定子槽103内绕组102产生的热量进行耗散。但因为径向开口104的存在，冷却剂存在向定子铁芯101内侧泄漏的可能。需要从定子铁芯101的内侧沿径向向内封堵该径向开口104，以避免冷却剂通过径向开口104从定子铁芯101的内侧流出，降低冷却效果。而封堵该径向开口104会提升电机定子组件100的整体工艺制造难度。

实用新型内容

针对现有技术的上述问题，本实用新型提出了一种电机及其电机定子组件，能对电机定子组件产生的热量进行有效散热。

具体地，本实用新型提出了一种电机定子组件，包括定子铁芯和绕组，沿所述定子铁芯的周向方向开设有多个径向定向的定子槽，所述定子槽包括：

绕组容纳部，用于容纳所述绕组；

冷却剂通道部，作为冷却剂流动的通道；

过渡通道，其宽度窄于所述绕组容纳部和冷却剂通道部的宽度，所述过渡通道沿所述定子铁芯的径向连通所述绕组容纳部和冷却剂通道部；

其中，所述定子槽为一体地形成在所述定子铁芯内的周边封闭的结构。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷却剂通道部位于所述定子铁芯的径向内侧端部。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷却剂通道部的径向尺寸小于所述绕组容纳部的径向尺寸，所述冷却剂通道部的宽度与所述绕组容纳部的宽度相同。

根据本实用新型的一个实施例，所述绕组为扁线绕组，且在每个所述定子槽的绕组容纳部内沿径向设置多层扁线。

根据本实用新型的一个实施例，在每个所述定子槽的绕组容纳部内设置6层扁线。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷却剂通道部的径向尺寸在一层到两层扁线的径向尺寸之间。

根据本实用新型的一个实施例，所述定子铁芯由堆叠的硅钢片构成。

根据本实用新型的一个实施例，在所述定子槽的绕组容纳部内设置有至少部分地包围所述绕组的绝缘部。

本实用新型还提供了一种电机，包括电机转子组件及前述的电机定子组件，所述电机转子组件设置在所述电机定子组件的内部，在所述电机转子组件和电机定子组件之间形成有间隙。

根据本实用新型的一个实施例，所述电机转子组件包括转子铁芯，在所述转子铁芯上开设有多个转子槽。

本实用新型提供的一种电机及其电机定子组件，改变了定子槽的结构，从而避免冷却剂从定子铁芯的内侧流出，且能对电机产生热量进行有效散热。

应当理解，本实用新型以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本实用新型提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本实用新型进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本实用新型的实施例，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。附图中：

图1示出了现有技术的电机定子组件的径向截面图。

图2是图1的A部放大示意图。

图3示出了本实用新型一个实施例的电机定子组件的径向截面图。

图4是图3的B部放大示意图。

图5示出了本实用新型一个实施例的电机的径向截面图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

电机定子组件 100、300

定子铁芯 101、301

电机绕组 102

定子槽 103、303

径向开口 104

冷却剂通道 105

绕组 302

绕组容纳部 304

冷却剂通道部 305

过渡通道 306

绝缘部 307

电机 500

电机转子组件 501

间隙 502

转子铁芯 503

转子槽 504

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

图3示出了本实用新型一个实施例的电机定子组件的径向截面图。图4是图3的B部放大示意图。如图所示，本实用新型提供了一种电机定子组件300。该电机定子组件300包括定子铁芯301和绕组302。沿定子铁芯301的周向方向开设有多个径向定向的定子槽303。定子槽303主要包括绕组容纳部304、冷却剂通道部305和过渡通道306。

其中，绕组容纳部304用于容纳绕组302。

冷却剂通道部305作为冷却剂流动的通道。容易理解的，冷却剂通道部305的长度方向可以与定子铁芯301的轴线平行，贯穿整个定子铁芯301，在定子铁芯301内部形成一封闭的通道。冷却剂通道部305可以与电机定子组件300外的冷却设备连通，冷却设备用于降低冷却液的温度并使冷却液回流至冷却剂通道部305，以提升对电机定子组件300的冷却作用。

过渡通道306的宽度窄于绕组容纳部304和冷却剂通道部305的宽度。过渡通道306、绕组容纳部304和冷却剂通道部305的宽度指的是其在定子铁芯周向方向上的尺寸。过渡通道306沿定子铁芯301的径向连通绕组容纳部304和冷却剂通道部305。收窄的过渡通道306用于定位设置在绕组容纳部304内的绕组302，并实现冷却液通道部305的良好形成。

在冷却剂通道部305内通入冷却剂，冷却剂能带走电机定子组件300内部，特别是定子槽303产生的热量，提升了冷却效果。需要说明的是，冷却剂可以选用油或水。

与现有技术相比，本实用新型提供的电机定子组件300在其定子铁芯301上开设有封闭的定子槽303。经过模具设计，通过机械加工和热处理，保证在定子铁芯301上开设的定子槽303形成完全封闭的结构。即，定子槽为一体地形成在所述定子铁芯内的周边封闭的结构，不需要另外的部件将定子槽封闭。使得定子槽303无朝向定子铁芯301内侧的开口，能避免冷却剂从开口处泄漏，保证冷却效果。

较佳地，冷却剂通道部305位于定子铁芯301的内侧端部。由于冷却剂通道部305设置在定子铁芯301的内侧端部，使得绕组容纳部304往定子铁芯301的径向外侧移动了相当于冷却剂通道部305的径向尺寸的距离，有效减少了绕组302的涡流效应。因为绕组302越靠近定子铁芯301的内侧其涡流效应越强，该种结构能进一步改进电机定子组件300的效率和连续性能。

较佳地，冷却剂通道部305的径向尺寸小于绕组容纳部304的径向尺寸，冷却剂通道部305的宽度与绕组容纳部304的宽度相同。

绕组302可以采用扁线绕组或圆线绕组，优选为扁线绕组。

在扁线绕组的情形中，在每个定子槽303的绕组容纳部304内沿径向设置多层扁线。更佳地，在每个定子槽303的绕组容纳部304内设置6层扁线。在图3和图4中，在每个定子槽303的绕组容纳部304内设置有一列6层的扁线，然而也可以在绕组容纳部304内设置超过一列的扁线。

较佳地，冷却剂通道部305的径向尺寸大致上与在一层到两层扁线的径向尺寸之间。收窄的过渡通道306的形成主要是为了定位绕组302并实现冷却液通道部305的形成，因此过渡通道306的径向尺寸应当在制造模具和工艺允许的情况下越短越好。

较佳地，在定子槽的绕组容纳部内设置有至少部分地包围绕组的绝缘部307。绝缘部307用于分隔定子槽303和绕组302，防止两者直接接触。绝缘部307可以是绝缘纸或绝缘层。冷却剂通道部305的冷却液通过过渡通道306与绝缘部307直接接触,提供更好的冷却表现。

较佳地，定子铁芯301由堆叠的硅钢片构成。

本实用新型还提供了一种电机。图5示出了本实用新型一个实施例的电机的径向截面图。该电机500包括电机转子组件501及前述的任一种电机定子组件300。电机转子组件501设置在电机定子组件300的内部，在电机转子组件501和电机定子组件300之间形成有间隙502。采用前述的电机定子组件300能有效防止冷却剂进入到间隙502中，提升电机500的效率。若电机500为电动机的情况下，当绕组302通电后，电机转子组件501产生扭矩。

电机可以是但不限于永磁同步电机或异步电机。

在永磁同步电机的情形中，电机转子组件501包括转子铁芯503，在转子铁芯503上开设有多个用于容纳永磁体的转子槽504。容易理解的，作为举例而非限制，除了图5中所示意的转子槽504形状，还可以采用其它形状的转子槽504。

较佳地，转子铁芯503也由堆叠的硅钢片构成。绕组302由绝缘金属线构成，优选漆绝缘铜线构成。

本实用新型提供的一种电机及其电机定子组件，在其定子铁芯上开设了多个定子槽，定子槽由绕组容纳部、冷却剂通道部及连接两者的过渡通道构成。其优点在于：

1.取消了定子槽的径向开口，能避免冷却液泄漏，提升冷却效果；

2.绕组径向外移，减少了绕组的涡流效应；

3.冷却液与绝缘部直接接触,提供更好的冷却表现。

本领域技术人员可显见，可对本实用新型的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本实用新型的精神和范围。因此，旨在使本实用新型覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本实用新型的修改和变型。

Claims (10)

1.一种电机定子组件，包括定子铁芯和绕组，沿所述定子铁芯的周向方向开设有多个径向定向的定子槽，其特征在于，所述定子槽包括：

绕组容纳部，用于容纳所述绕组；

冷却剂通道部，作为冷却剂流动的通道；

过渡通道，其宽度窄于所述绕组容纳部和冷却剂通道部的宽度，所述过渡通道沿所述定子铁芯的径向连通所述绕组容纳部和冷却剂通道部；

其中，所述定子槽为一体地形成在所述定子铁芯内的周边封闭的结构。

2.如权利要求1所述的电机定子组件，其特征在于，所述冷却剂通道部位于所述定子铁芯的径向内侧端部。

3.如权利要求2所述的电机定子组件，其特征在于，所述冷却剂通道部的径向尺寸小于所述绕组容纳部的径向尺寸，所述冷却剂通道部的宽度与所述绕组容纳部的宽度相同。

4.如权利要求1所述的电机定子组件，其特征在于，所述绕组为扁线绕组，且在每个所述定子槽的绕组容纳部内沿径向设置多层扁线。

5.如权利要求4所述的电机定子组件，其特征在于，在每个所述定子槽的绕组容纳部内设置6层扁线。

6.如权利要求4所述的电机定子组件，其特征在于，所述冷却剂通道部的径向尺寸在一层到两层扁线的径向尺寸之间。

7.如权利要求1所述的电机定子组件，其特征在于，所述定子铁芯由堆叠的硅钢片构成。

8.如权利要求1所述的电机定子组件，其特征在于，在所述定子槽的绕组容纳部内设置有至少部分地包围所述绕组的绝缘部。

9.一种电机，其特征在于，包括电机转子组件及权利要求1至8任一所述的电机定子组件，所述电机转子组件设置在所述电机定子组件的内部，在所述电机转子组件和电机定子组件之间形成有间隙。

10.如权利要求9所述的电机，其特征在于，所述电机转子组件包括转子铁芯，在所述转子铁芯上开设有多个转子槽。

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