CN219181251U - 一种异步电机的冲片组件和异步电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种异步电机的冲片组件和具有该冲片组件的异步电机，其中冲片组件包括：定子冲片，定子冲片上设有多个定子槽，定子槽的靠近定子内孔的一侧延伸有第一收窄槽，定子槽的远离定子内孔的一侧设有第一外侧边，第一外侧边为直线段，第一外侧边垂直于定子冲片的径向方向；转子冲片，转子冲片上设有多个转子槽，转子槽的远离轴孔的一侧延伸有第二收窄槽，第二收窄槽的远离轴孔的一侧封闭。本技术方案中定子槽和转子槽的设置能够使磁场分布更均匀，可降低局部磁场饱和损耗，提高电机的磁场利用率，经过试验对比可知，在减少用铜量的情况下，异步电机也能获得更高的效率，在满足性能的同时使用更少的绕制匝数，大大提高了绕制效率。

Description

一种异步电机的冲片组件和异步电机

技术领域

本实用新型涉及异步电机技术领域，特别涉及一种异步电机的冲片组件和异步电机。

背景技术

异步电机是由定子提供气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。定子包括多个依次叠加的定子冲片，转子包括多个依次叠加的转子冲片。目前市面上的异步电机的定子冲片和转子冲片的结构和磁场磁路不合理，磁场分布不均匀，局部磁场饱和损耗大，导致磁场利用率不高，电机效率不够高，用铜量较大。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种异步电机的冲片组件，旨在解决现有技术中的定子冲片和转子冲片的结构和磁场磁路不合理，磁场利用率不高，电机效率不够高，用铜量较大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种异步电机的冲片组件，包括：

定子冲片，所述定子冲片的中部设有定子内孔，所述定子冲片上设有多个定子槽，多个所述定子槽绕所述定子内孔周向均布，所述定子槽靠近所述定子内孔设置，所述定子槽的远离所述定子内孔的一侧的宽度小于靠近所述定子内孔的一侧的宽度，所述定子槽的靠近所述定子内孔的一侧延伸有第一收窄槽，所述第一收窄槽与所述定子内孔连通，第一收窄槽的宽度小于所述定子槽的宽度，所述定子槽的远离所述定子内孔的一侧设有第一外侧边，所述第一外侧边为直线段，所述第一外侧边垂直于所述定子冲片的径向方向；

转子冲片，其设于所述定子内孔内，所述转子冲片的中部设有轴孔，所述转子冲片上设有多个转子槽，多个所述转子槽绕所述轴孔周向均布，所述转子槽靠近所述转子冲片的外周设置，所述转子槽的靠近所述轴孔的一侧的宽度小于远离所述轴孔的一侧的宽度，所述转子槽的远离所述轴孔的一侧延伸有第二收窄槽，所述第二收窄槽的宽度小于所述转子槽的宽度，所述第二收窄槽的远离所述轴孔的一侧封闭。

定子冲片上定子槽的第一外侧边为直线段，使得定子槽更靠近转子冲片，以及定子槽的宽度形状和第一收窄槽的设置，转子冲片上转子槽的宽度形状和第二收窄槽的设置，能够使磁场磁路更合理，磁场分布更均匀，可降低局部磁场饱和损耗，提高电机的磁场利用率，经过试验对比可知，本技术方案的定子冲片和转子冲片可增加电机效率，减少用铜量，在减少用铜量的情况下，异步电机也能获得更高的效率，在满足性能的同时使用更少的绕制匝数，大大提高了绕制效率。

优选地，所述定子槽和所述第一收窄槽均沿定子槽中线对称设置，所述第一外侧边到所述定子内孔的距离H1为9.3~9.7mm，所述第一收窄槽的长度H2为0.78~0.82mm，所述第一收窄槽的宽度W2为1.8~2.0mm，所述定子槽在宽度方向的侧边称为第二侧边，所述第二侧边与所述第一收窄槽之间设有第一连接边，所述第二侧边靠近所述定子内孔的端点到所述第一收窄槽远离所述定子内孔的端点的距离H3为0.58~0.62mm，所述第二侧边远离所述定子内孔的一侧与所述第一外侧边之间设有第一圆弧段，所述第一圆弧段的半径R1为1.8~2.2mm，两个所述第二侧边远离所述定子内孔的一侧的距离W1为6.2~6.6mm，两个所述第二侧边靠近所述定子内孔的一侧的距离W3为4.7~5.1mm。

优选地，所述转子槽和所述第二收窄槽均沿转子槽中线对称设置，所述转子槽的靠近所述轴孔的侧边称为第二外侧边，所述第二外侧边到所述转子冲片的外边缘的距离H4为8.0~8.4mm，所述转子槽在宽度方向的侧边称为第三侧边，所述第三侧边靠近所述轴孔的一侧与所述第二外侧边之间设有第二圆弧段，所述第二圆弧段的半径R2为0.4~0.6mm，两个所述第三侧边靠近所述轴孔的一侧的距离W4为1.5~1.7mm，所述第三侧边与所述第二收窄槽之间设有第二连接边，所述第三侧边远离所述轴孔的一侧的距离W5为3.0~3.2mm，所述第三侧边远离所述轴孔的端点到所述转子冲片的外边缘的距离H5为1.5~1.8mm，所述第二连接边与所述第二收窄槽的连接点到转子冲片的外边缘的距离H6为1.0~1.1mm，所述第二收窄槽的宽度W6为0.75~0.85mm，所述第二收窄槽远离所述轴孔的一侧设有第三圆弧边，所述第三圆弧边的中点到所述转子冲片的外边缘的距离H7为0.3~0.4mm，所述第三圆弧边的半径R3为0.5~0.6mm。

优选地，所述转子冲片的外径与所述定子冲片的外径的比值为0.58~0.66。在该比值内具有较好的转子力矩，高速运行时更稳定。

优选地，所述定子槽的数量为24或34个，所述转子槽的数量为26、30或34个。

优选地，所述定子冲片的外周设有若干个定子切边。在把定子安装在电机外壳内时，定子切边可避让电机外壳的结构，或者设置定子切边可减少定子冲片的材料，减少耗材。

优选地，所述定子冲片上设有多个螺杆孔，所述螺杆孔用于穿过螺杆。所述螺杆孔可避让螺杆孔，方便电机的其他结构的安装，提高生产安装效率。

优选地，所述转子冲片上设有若干个通风孔。通风孔的设置有利于加快转子的散热。

优选地，所述定子冲片和所述转子冲片均为硅钢片。

本实用新型另一方面，还提出一种具有上述冲片组件的异步电机。通过采用上述的冲片组件，可提高电机的磁场利用率，增加电机效率，减少用铜量。

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的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本实用新型冲片组件的结构示意图；

图2为本实用新型的定子冲片的结构示意图；

图3为本实用新型的定子槽的结构示意图；

图4为本实用新型的转子冲片的结构示意图；

图5为本实用新型的转子槽的结构示意图。

附图中：1-定子冲片、11-定子内孔、12-定子槽、121-第一外侧边、122-第二侧边、123-第一连接边、124-定子槽中线、13-第一收窄槽、14-定子切边、15-螺杆孔、2-转子冲片、21-轴孔、22-转子槽、221-第二外侧边、222-第三侧边、223-第二连接边、224-转子槽中线、23-第二收窄槽、24-通风孔。

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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示，诸如上、下、左、右、前、后等，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态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，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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。另外，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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1至图5所示，一种异步电机的冲片组件，包括定子冲片1和转子冲片2。

定子冲片1的中部设有定子内孔11，定子冲片1上设有多个定子槽12，多个定子槽12绕定子内孔11周向均布，定子槽12靠近定子内孔11设置，定子槽12的远离定子内孔11的一侧的宽度小于靠近定子内孔11的一侧的宽度，定子槽12的靠近定子内孔11的一侧延伸有第一收窄槽13，第一收窄槽13与定子内孔11连通，第一收窄槽13的宽度小于定子槽12的宽度，定子槽12的远离定子内孔11的一侧设有第一外侧边121，第一外侧边121为直线段，第一外侧边121垂直于定子冲片1的径向方向。

转子冲片2设于定子内孔11内，转子冲片2的中部设有轴孔21，转子冲片2上设有多个转子槽22，多个转子槽22绕轴孔21周向均布，转子槽22靠近转子冲片2的外周设置，转子槽22的靠近轴孔21的一侧的宽度小于远离轴孔21的一侧的宽度，转子槽22的远离轴孔21的一侧延伸有第二收窄槽23，第二收窄槽23的宽度小于转子槽22的宽度，第二收窄槽23的远离轴孔21的一侧封闭。定子冲片1和转子冲片2均为硅钢片。

定子冲片1上定子槽12的第一外侧边121为直线段，使得定子槽12更靠近转子冲片2，以及定子槽12的宽度形状和第一收窄槽13的设置，转子冲片2上转子槽22的宽度形状和第二收窄槽23的设置，能够使磁场磁路更合理，磁场分布更均匀，可降低局部磁场饱和损耗，提高电机的磁场利用率，经过试验对比可知，本技术方案的定子冲片1和转子冲片2可增加电机效率，减少用铜量，在减少用铜量的情况下，异步电机也能获得更高的效率，在满足性能的同时使用更少的绕制匝数，大大提高了绕制效率。

在一些具体实施例中，参照图2和图3，定子冲片1的外径为110mm，定子槽12的数量为24个，定子槽12和第一收窄槽13均沿定子槽12中线对称设置，第一外侧边121到定子内孔11的距离H1为9.5mm，第一收窄槽13的长度H2为0.8mm，第一收窄槽13的宽度W2为2.0mm，定子槽12在宽度方向的侧边称为第二侧边122，第二侧边122与第一收窄槽13之间设有第一连接边123，第二侧边122靠近定子内孔11的端点到第一收窄槽13远离定子内孔11的端点的距离H3为0.6mm，第二侧边122远离定子内孔11的一侧与第一外侧边121之间设有第一圆弧段，第一圆弧段的半径R1为2.0mm，两个第二侧边122远离定子内孔11的一侧的距离W1为6.4mm，两个第二侧边122靠近定子内孔11的一侧的距离W3为4.9mm。定子冲片1的外周设有4个定子切边14，4个定子切边14周向均布。

参照图4和图5，转子冲片2的外径为72mm，转子槽22的数量为30个，转子槽22和第二收窄槽23均沿转子槽22中线对称设置，转子槽22的靠近轴孔21的侧边称为第二外侧边221，第二外侧边221到转子冲片2的外边缘的距离H4为8.2mm，转子槽22在宽度方向的侧边称为第三侧边222，第三侧边222靠近轴孔21的一侧与第二外侧边221之间设有第二圆弧段，第二圆弧段的半径R2为0.5mm，两个第三侧边222靠近轴孔21的一侧的距离W4为1.6mm，第三侧边222与第二收窄槽23之间设有第二连接边223，第三侧边222远离轴孔21的一侧的距离W5为3.1mm，第三侧边222远离轴孔21的端点到转子冲片2的外边缘的距离H5为1.65mm，第二连接边223与第二收窄槽23的连接点到转子冲片2的外边缘的距离H6为1.05mm，第二收窄槽23的宽度W6为0.80mm，第二收窄槽23远离轴孔21的一侧设有第三圆弧边，第三圆弧边的中点到转子冲片2的外边缘的距离H7为0.35mm，第三圆弧边的半径R3为0.55mm。

另一方面，一种具有上述冲片组件的异步电机。通过采用上述的冲片组件，可提高电机的磁场利用率，增加电机效率，减少用铜量。多个定子冲片1依次叠放，并在定子槽12内放入定子绕组，形成定子。多个转子冲片2依次叠放，并往转子槽22内注入铝，形成转子，封闭的第二收窄槽23还可使铸铝时铝水保持在转子的内部，减少铝材损耗，同时方便成型提高生产效率。本异步电机可应用于小功率电机，可在空调电机、静音风机等分马力电机上使用。

下面对由本实施例的定子冲片1和转子冲片2形成的异步电机和现有的异步电机作对比，均采用外径为110mm的定子，定子冲片1和转子冲片2采用40叠厚，测试数据如下表1。

表1

测试内容	现有的异步电机	本实施例的异步电机
			主绕组铜重量(kg)	0.300348	0.164766
辅助绕组铜重量(kg)	0.229151	0.143658
			定子线电流(A)	1.40897	1.44583
主相电流(A)	1.2978	0.873562
			辅助相电流(A)	0.954142	0.86489
主电流和辅助电流之间的相移(degrees)	105.977	68.403
			电容器电压(V)	303.713	275.303
电容器损耗(W)	10.9246	8.97642
			定子绕组铜损耗(W)	76.6861	98.1982
转子绕组铜损耗(W)	27.7976	25.2484
			铁芯损耗(W)	8.55151	4.88149
摩擦和风力损失(W)	1.5	1.5
			总损失(W)	125.46	138.805
输入功率(W)	298.387	313.974
			输出功率(W)	172.927	175.169
机械轴扭矩(N.m)	1.27026	1.28672
			效率(%)	57.954	55.791
功率因数	0.962622	0.987081
			额定滑移率	0.133333	0.133333
额定轴转速(rpm)	1300	1300
			定子齿磁通密度(Tesla)	1.63907	1.09884
转子齿磁通密度(Tesla)	1.4631	1.05926
			定子轭磁通密度(Tesla)	1.37882	1.16503
转子轭磁通密度(Tesla)	0.753186	0.574683
			气隙通量密度(Tesla)	0.696278	0.510619
主绕组电流密度(A/mm^2)	8.16008	11.5739
			辅助绕组电流密度(A/mm^2)	7.22696	11.459
特定电气负载(A/mm)	20.9494	15.8659
			平均定子热负荷(A^2/mm^3)	162.787	182.756

从表1的测试数据对比可知，异步电机在转速1300rpm、输出功率175W、温升相同情况下，现有的异步电机计算用铜量529g，实际用铜量574g，本实施例的异步电机计算用铜量307g，实际用铜量333g，理论用铜量和实际用铜量减少约42%；同时定子齿磁通密度从1.6降到1.0，定子轭磁通密度从1.3降到1.1，转子齿磁通密度从1.4降到1.0，转子轭磁通密度从0.7降到0.5，大大降低了定子冲片1和转子冲片2间的磁场饱和度，在性能提高的基础上降低了漆包线的使用量，降低了设计成本；且减少用铜量后，本实施的异步电机的效率与现有的异步电机的效率基本相同，如果在现有的异步电机上使用本实施例相同的用铜量时，现有的异步电机的效率必定大大降低，达不到性能要求。

在一些具体实施例中，定子冲片1上设有多个螺杆孔15，螺杆孔15用于穿过螺杆，螺杆孔15设置在定子冲片1的外边缘上。螺杆孔15可避让螺杆孔15，方便电机的其他结构的安装，提高生产安装效率。进一步地，螺杆孔15的数量为3、4或6个，还可根据实际需要设置需要的数量。

在一些具体实施例中，转子冲片2上设有若干个通风孔24。通风孔24的设置有利于加快转子的散热。

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的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型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的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种异步电机的冲片组件，其特征在于，包括：

定子冲片(1)，所述定子冲片(1)的中部设有定子内孔(11)，所述定子冲片(1)上设有多个定子槽(12)，多个所述定子槽(12)绕所述定子内孔(11)周向均布，所述定子槽(12)靠近所述定子内孔(11)设置，所述定子槽(12)的远离所述定子内孔(11)的一侧的宽度小于靠近所述定子内孔(11)的一侧的宽度，所述定子槽(12)的靠近所述定子内孔(11)的一侧延伸有第一收窄槽(13)，所述第一收窄槽(13)与所述定子内孔(11)连通，所述第一收窄槽(13)的宽度小于所述定子槽(12)的宽度，所述定子槽(12)的远离所述定子内孔(11)的一侧设有第一外侧边(121)，所述第一外侧边(121)为直线段，所述第一外侧边(121)垂直于所述定子冲片(1)的径向方向；

转子冲片(2)，其设于所述定子内孔(11)内，所述转子冲片(2)的中部设有轴孔(21)，所述转子冲片(2)上设有多个转子槽(22)，多个所述转子槽(22)绕所述轴孔(21)周向均布，所述转子槽(22)靠近所述转子冲片(2)的外周设置，所述转子槽(22)的靠近所述轴孔(21)的一侧的宽度小于远离所述轴孔(21)的一侧的宽度，所述转子槽(22)的远离所述轴孔(21)的一侧延伸有第二收窄槽(23)，所述第二收窄槽(23)的宽度小于所述转子槽(22)的宽度，所述第二收窄槽(23)的远离所述轴孔(21)的一侧封闭。

2.如权利要求1所述的异步电机的冲片组件，其特征在于，所述定子槽(12)和所述第一收窄槽(13)均沿定子槽(12)中线对称设置，所述第一外侧边(121)到所述定子内孔(11)的距离H1为9.3～9.7mm，所述第一收窄槽(13)的长度H2为0.78～0.82mm，所述第一收窄槽(13)的宽度W2为1.8～2.0mm，所述定子槽(12)在宽度方向的侧边称为第二侧边(122)；

所述第二侧边(122)与所述第一收窄槽(13)之间设有第一连接边(123)，所述第二侧边(122)靠近所述定子内孔(11)的端点到所述第一收窄槽(13)远离所述定子内孔(11)的端点的距离H3为0.58～0.62mm，所述第二侧边(122)远离所述定子内孔(11)的一侧与所述第一外侧边(121)之间设有第一圆弧段，所述第一圆弧段的半径R1为1.8～2.2mm，两个所述第二侧边(122)远离所述定子内孔(11)的一侧的距离W1为6.2～6.6mm，两个所述第二侧边(122)靠近所述定子内孔(11)的一侧的距离W3为4.7～5.1mm。

3.如权利要求2所述的异步电机的冲片组件，其特征在于，所述转子槽(22)和所述第二收窄槽(23)均沿转子槽(22)中线对称设置，所述转子槽(22)的靠近所述轴孔(21)的侧边称为第二外侧边(221)，所述第二外侧边(221)到所述转子冲片(2)的外边缘的距离H4为8.0～8.4mm，所述转子槽(22)在宽度方向的侧边称为第三侧边(222)，所述第三侧边(222)靠近所述轴孔(21)的一侧与所述第二外侧边(221)之间设有第二圆弧段，所述第二圆弧段的半径R2为0.4～0.6mm，两个所述第三侧边(222)靠近所述轴孔(21)的一侧的距离W4为1.5～1.7mm；

所述第三侧边(222)与所述第二收窄槽(23)之间设有第二连接边(223)，所述第三侧边(222)远离所述轴孔(21)的一侧的距离W5为3.0～3.2mm，所述第三侧边(222)远离所述轴孔(21)的端点到所述转子冲片(2)的外边缘的距离H5为1.5～1.8mm，所述第二连接边(223)与所述第二收窄槽(23)的连接点到转子冲片(2)的外边缘的距离H6为1.0～1.1mm，所述第二收窄槽(23)的宽度W6为0.75～0.85mm，所述第二收窄槽(23)远离所述轴孔(21)的一侧设有第三圆弧边，所述第三圆弧边的中点到所述转子冲片(2)的外边缘的距离H7为0.3～0.4mm，所述第三圆弧边的半径R3为0.5～0.6mm。

4.如权利要求1所述的异步电机的冲片组件，其特征在于，所述转子冲片(2)的外径与所述定子冲片(1)的外径的比值为0.58～0.66。

5.如权利要求1所述的异步电机的冲片组件，其特征在于，所述定子槽(12)的数量为24或34个，所述转子槽(22)的数量为26、30或34个。

6.如权利要求1所述的异步电机的冲片组件，其特征在于，所述定子冲片(1)的外周设有若干个定子切边(14)。

7.如权利要求1所述的异步电机的冲片组件，其特征在于，所述定子冲片(1)上设有多个螺杆孔(15)，所述螺杆孔(15)用于穿过螺杆。

8.如权利要求1所述的异步电机的冲片组件，其特征在于，所述转子冲片(2)上设有若干个通风孔(24)。

9.如权利要求1所述的异步电机的冲片组件，其特征在于，所述定子冲片(1)和所述转子冲片(2)均为硅钢片。

10.一种异步电机，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的冲片组件。

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