CN218124411U - 定子铁芯及使用该定子铁芯的定子和电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种定子铁芯及使用该定子铁芯的定子和电机，包括：定子轭部，其呈环状结构，且具有截面呈圆形的空腔；多个定子齿，用于支撑线圈绕组，其沿定子轭部的周向间隔且均匀地设于空腔中；每个定子齿均为呈沿定子轭部的径向设置的平板状结构；每相邻的两个定子齿远离定子轭部的端部均为燕尾状突起，且每相邻两个定子齿的燕尾状凸起之间成形有开口槽；多个槽口铁芯，多个槽口铁芯适于一对一地装配在定子齿之间的开口槽中。本实用新型可以兼顾降低“齿槽效应”和生产成本可控的问题。

Description

定子铁芯及使用该定子铁芯的定子和电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种定子铁芯及使用该定子铁芯的定子和电机。

背景技术

定子和转子是目前电机中常见的结构，定子上安装有线圈绕组，在电机运行时，定子通过绕组产生磁场，与转子内的永磁体配合带动转子转动，进而实现电机转轴的转动。

对于低转速电机，齿槽转矩产生的脉动转矩会影响电机运行且降低其效率，为了解决齿槽转矩带来的弊端，现有技术中一般采用例如公开号为CN 114825679A公开的一种无刷直流力矩电动机用定子铁芯及其安装方法，其包括呈圆筒状的内环，用于支撑定子齿，这种结构下由于不存在定子齿之间的槽口，因此可以不用影响电机的齿槽转矩。但是由于其采用了整体呈圆筒状的内环，这种结构一方面从材料的使用本身来说，使得整体的定子铁芯的成本增高；另一方面这种结构也即闭口槽定子铁芯，由于定子铁芯的槽处于被封闭的状态，在对这种结构进行定子绕线时，若采用自动绕线设备进行绕线，其绕线工艺复杂，实施困难；若采用人工绕线方式，则操作效率低且费时费力成本较高。故而上述公开文件中的定子铁芯对染降低了电机的“齿槽效应”，却也不可避免带来整体成本增高的问题。故而对于电机本身的生产加工来说，在解决齿槽转矩带来的弊端的问题上，还需要进一步优化整体结构来兼顾有效控制整体结构的生产成本的问题。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种定子铁芯，以解决兼顾降低“齿槽效应”和生产成本可控的技术问题。

本实用新型的第二目的是提供一种定子，以解决兼顾降低“齿槽效应”和生产成本可控的技术问题。

本实用新型的第二目的是提供一种电机，以解决兼顾降低“齿槽效应”和生产成本可控的技术问题。

本实用新型的定子铁芯是这样实现的：

一种定子铁芯，包括：定子轭部，其呈环状结构，且具有截面呈圆形的空腔；

多个定子齿，用于支撑线圈绕组，其沿定子轭部的周向间隔且均匀地设于所述空腔中；每个定子齿均为呈沿定子轭部的径向设置的平板状结构；每相邻的两个定子齿远离定子轭部的端部均为燕尾状突起，且每相邻两个定子齿的燕尾状凸起之间成形有开口槽；

多个槽口铁芯，多个槽口铁芯适于一对一地装配在定子齿之间的开口槽中。

在本实用新型可选的实施例中，多个定子齿的燕尾状凸起与多个槽口铁芯背离定子轭部的侧端面为共圆周的弧形面。

在本实用新型可选的实施例中，所述燕尾状突起沿定子轭部的圆周方向的两个侧端分别凹设有用于配合槽口铁芯的弧形凹槽；以及

所述槽口铁芯沿定子轭部的圆周方向的两个侧端分别成形有用于适配弧形凹槽的弧形凸起。

在本实用新型可选的实施例中，所述弧形凸起的半径不大于弧形凹槽的半径。

在本实用新型可选的实施例中，所述燕尾状突起沿定子轭部的圆周方向的两个侧端分别成形有用于配合槽口铁芯的弧形凸起；以及

所述槽口铁芯沿定子轭部的圆周方向的两个侧端分别凹设有用于适配弧形凸起的弧形凹槽。

在本实用新型可选的实施例中，所述燕尾状突起沿定子轭部的圆周方向的两个侧端中的一个侧端凹设有用于配合槽口铁芯的弧形凹槽，且另一个侧端成形有用于配合槽口铁芯的弧形凸起；以及

所述槽口铁芯沿定子轭部的圆周方向的两个侧端中的一个侧端凹设有用于配合弧形凸起的弧形凹槽，且另一个侧端成形有用于配合弧形凹槽的弧形凸起。

在本实用新型可选的实施例中，所述定子轭部采用无取向硅钢制成；以及

所述定子齿和槽口铁芯均采用取向硅钢片制成；

在每相邻的两个定子齿之间成型有取向槽。

在本实用新型可选的实施例中，所述定子轭部的外圆壁面成型有至少一个呈凹陷状的限位槽。

本实用新型的定子是这样实现的：

一种定子，包括：所述定子铁芯。

本实用新型的电机是这样实现的：

一种电机，包括：所述定子。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：本实用新型的定子铁芯及使用该定子铁芯的定子和电机，采用定子齿与槽口铁芯配合的结构，且多个定子齿的燕尾状凸起与多个槽口铁芯背离定子轭部的侧端面为共圆周的弧形面，如此结构下，一定程度上保证了定子铁芯的内圆圆度，解决了定子齿之间不同心带来的齿槽转矩过大问题。其中的开口槽远小于定子齿的燕尾槽凸起的宽度，如此可减小开口槽带来的齿槽效应，减低齿槽转矩；再通过与开口槽配合的槽口铁芯的设计可以减小漏磁效应。并且这种结构下的定子齿采用了多个槽口铁芯的结构相比现有技术中整体式的定子齿来说，不仅材料本身的成本可控，而且由于开口槽的设计，方便了自动绕线设备进行绕线，从而可以提高绕线效率而降低绕线操作的成本。

此外，定子齿采用有取向硅钢片制成，相较于无取向硅钢片来说，有取向硅钢片的磁性具有强烈的方向性，在易磁化的轧制方向上具有优越的高磁导率与低损耗特性，可有效提高定子齿的饱和磁密，在提高电机转矩密度的同时还可削弱因定子齿饱和导致的齿槽转矩。

附图说明

图1为本实用新型的定子铁芯的整体结构示意图；

图2为本实用新型的定子铁芯的定子齿和定子轭部的结构示意图；

图3为本实用新型的定子铁芯的槽口铁芯在第一种可选实施情况下的结构示意图；

图4为本实用新型的定子铁芯的槽口铁芯在第二种可选实施情况下的结构示意图；

图5为本实用新型的定子铁芯的槽口铁芯在第三种可选实施情况下的结构示意图。

图中：定子轭部1、限位槽11、定子齿2、燕尾状突起21、弧形凹槽22、取向槽3、开口槽4、槽口铁芯5、弧形凸起51。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1：

请参阅图1至图5所示，本实施例提供了一种定子铁芯，包括：定子轭部1、与定子轭部1配接的定子齿2和与定子齿2配接的槽口铁芯5。

接下来首先来说，定子轭部1，从整体结构来说，其呈环状结构，且具有截面呈圆形的空腔。从加工材质来说，定子轭部1采用无取向硅钢制成。

此外，需要加以说明的是，定子轭部1的外圆壁面成型有至少一个呈凹陷状的限位槽11。此处限位槽11的设计是为了实现定子铁芯应用到定子中时与其它部件装配。

再来说多个定子齿2，用于支撑线圈绕组。多个定子齿2沿定子轭部1的周向间隔且均匀地设于空腔中。定子齿2采用取向硅钢片制成；在每相邻的两个定子齿2之间成型有取向槽3。

此处一种可选的实施情况下，对于制成定子齿2的取向硅钢片来说，其由正向取向硅钢片和反向取向硅钢片交错叠加而成，这样的结构可以提升定子齿2的轴向平面度，增强定子齿2的均一性、整体性和牢固性。具体来说，制成定子齿2的取向硅钢片由正向取向硅钢片和反向取向硅钢片交错叠加粘结而成；也可以取两片正向取向硅钢片、一片反向取向硅钢片的方式进行叠加，使得正向取向硅钢片的数量是反向取向硅钢片数量的2倍。取向硅钢片沿轧制方向磁导率最高，在轧制方向±20°范围内，性能远优于无取向硅钢的磁特性，基于这一特效取向硅钢单齿构成一个单元，提高取向硅钢片的材料利用率，进而发挥取向硅钢的最优特性。

具体来说，取向硅钢片的特点是，取向钢带在轧制方向的铁损仅为横向的1/3，磁导率之比为6：1，其铁损约为热轧带的1/2，磁导率为热轧带的2.5倍。因此，将取向硅钢片作定子齿2，可以一定程度上提高电机输出扭矩和效率，但取向硅钢存在的问题是切向方向磁导率比传统无取向低，铁损较大，铁耗较高，因此本实施例才考虑将无取向硅钢制成定子轭部1来配合取向硅钢制成定子轭部1，两种不同的硅钢材料进行组合，制成本实施例的定子铁芯，这种组合可以提高磁导率，降低磁漏和磁损。

更为具体的，每个定子齿2均为呈沿定子轭部1的径向设置的平板状结构；每相邻的两个定子齿2远离定子轭部1的端部均为燕尾状突起21，且每相邻两个定子齿2的燕尾状凸起之间成形有开口槽4。

另外，一种便于加工的可选的实施情况下，关于本实施例的定子齿2与定子轭部1的配合，可以采用齿轭分离的结构，分离的定子轭部1与定子齿2再装配成一个整体式结构。此处采用齿轭分离的结构，可对定子齿2单独进行绕线加工工序，适用于工业化自动生产，从而提高绕线操作效率。同时，在需要维修时可以将定子齿2与定子轭部1分离，即使在部分结构出现报废需要更替时，也可以有针对性地更替，而不需要将整体的定子轭部1和定子齿2同时报废。

关于槽口铁芯5，多个槽口铁芯5适于一对一地装配在定子齿2之间的开口槽4中。槽口铁芯5均采用取向硅钢片制成。

在上述结构的基础上，需要加以说明的是，多个定子齿2的燕尾状凸起与多个槽口铁芯5背离定子轭部1的侧端面为共圆周的弧形面，此处即定子齿2的燕尾状凸起背离定子轭部1的弧形面的半径R1等于槽口铁芯5背离定子轭部1的弧形面的半径r1。如此结构下，一定程度上保证了定子铁芯的内圆圆度，解决了定子齿2之间不同心带来的齿槽转矩过大问题。

此外，关于本实施例的槽口铁芯5与定子齿2之间的配合方式可选采用以下三种情况：

第一种，燕尾状突起21沿定子轭部1的圆周方向的两个侧端分别凹设有用于配合槽口铁芯5的弧形凹槽22；以及槽口铁芯5沿定子轭部1的圆周方向的两个侧端分别成形有用于适配弧形凹槽22的弧形凸起51。

对于上述结构，有必要加以说明的是，弧形凸起51的半径r2不大于弧形凹槽22的半径r1。

第二种，燕尾状突起21沿定子轭部1的圆周方向的两个侧端分别成形有用于配合槽口铁芯5的弧形凸起；以及槽口铁芯5沿定子轭部1的圆周方向的两个侧端分别凹设有用于适配弧形凸起的弧形凹槽。

第三种，燕尾状突起21沿定子轭部1的圆周方向的两个侧端中的一个侧端凹设有用于配合槽口铁芯5的弧形凹槽，且另一个侧端成形有用于配合槽口铁芯5的弧形凸起；以及槽口铁芯5沿定子轭部1的圆周方向的两个侧端中的一个侧端凹设有用于配合弧形凸起的弧形凹槽，且另一个侧端成形有用于配合弧形凹槽的弧形凸起。

关于上述三种情况的燕尾状凸起与槽口铁芯5的结构，弧形凸起51和弧形凹槽22中的弧形还可以替换为其它形状，例如V形或者是矩形，对此本实施例不做绝对限定，即只要能使得燕尾状凸起与槽口铁芯5实现形状的吻合适配即可满足本实施例的使用需求。

另外，无论是对于上述三种情况下的哪一种燕尾状凸起与槽口铁芯5的结构，槽口铁芯5上除了弧形凹槽22和/或弧形凸起51以外的部位的长度w1不大于开口槽4的宽度w0。

综上，本实施例中的定子齿2与槽口铁芯5通过适配的弧形凸起51与弧形凹槽22的配合，限定了定子齿2的位置，使其不滑动或者扭动，且由于弧形凸起51与弧形凹槽22的接触面表面平滑，当定子铁芯整体受到外力冲击时，起到一定的缓冲作用，避免过于尖锐应力集中而导致定子齿2破损。

实施例2：

在实施例1的定子铁芯的基础上，本实施例提供了一种定子，包括：实施例1的定子铁芯。

实施例3：

在实施例2的定子的基础上，本实施例提供了一种电机，包括：实施例2的定子。

以上的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语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设备或元件必须具有特定的方位、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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (10)

1.一种定子铁芯，其特征在于，包括：

定子轭部，其呈环状结构，且具有截面呈圆形的空腔；

多个定子齿，用于支撑线圈绕组，其沿定子轭部的周向间隔且均匀地设于所述空腔中；每个定子齿均为呈沿定子轭部的径向设置的平板状结构；每相邻的两个定子齿远离定子轭部的端部均为燕尾状突起，且每相邻两个定子齿的燕尾状凸起之间成形有开口槽；

多个槽口铁芯，多个槽口铁芯适于一对一地装配在定子齿之间的开口槽中。

2.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，多个定子齿的燕尾状凸起与多个槽口铁芯背离定子轭部的侧端面为共圆周的弧形面。

3.根据权利要求1或2所述的定子铁芯，其特征在于，所述燕尾状突起沿定子轭部的圆周方向的两个侧端分别凹设有用于配合槽口铁芯的弧形凹槽；以及

所述槽口铁芯沿定子轭部的圆周方向的两个侧端分别成形有用于适配弧形凹槽的弧形凸起。

4.根据权利要求3所述的定子铁芯，其特征在于，所述弧形凸起的半径不大于弧形凹槽的半径。

5.根据权利要求1或2所述的定子铁芯，其特征在于，所述燕尾状突起沿定子轭部的圆周方向的两个侧端分别成形有用于配合槽口铁芯的弧形凸起；以及

所述槽口铁芯沿定子轭部的圆周方向的两个侧端分别凹设有用于适配弧形凸起的弧形凹槽。

6.根据权利要求1或2所述的定子铁芯，其特征在于，所述燕尾状突起沿定子轭部的圆周方向的两个侧端中的一个侧端凹设有用于配合槽口铁芯的弧形凹槽，且另一个侧端成形有用于配合槽口铁芯的弧形凸起；以及

所述槽口铁芯沿定子轭部的圆周方向的两个侧端中的一个侧端凹设有用于配合弧形凸起的弧形凹槽，且另一个侧端成形有用于配合弧形凹槽的弧形凸起。

7.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，所述定子轭部采用无取向硅钢制成；以及

所述定子齿和槽口铁芯均采用取向硅钢片制成；

在每相邻的两个定子齿之间成型有取向槽。

8.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，所述定子轭部的外圆壁面成型有至少一个呈凹陷状的限位槽。

9.一种定子，其特征在于，包括：如权利要求1～8任一项所述的定子铁芯。

10.一种电机，其特征在于，包括如权利要求9所述定子。

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