CN220358890U - 一种定子组件、永磁电机及热泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种定子组件、永磁电机及热泵，定子组件包括定子绕组、定子骨架和定子铁芯，转子组件转动设置于定子铁芯内，定子骨架绕设有定子绕组，定子铁芯包括外圈铁芯和内圈铁芯，内圈铁芯包括定子齿，定子骨架绕设定子绕组后，再套设于定子齿，然后再将套设有定子骨架的内圈铁芯装配于外圈铁芯，外圈铁芯和内圈铁芯围设形成封闭的绕组槽，绕组槽用于容纳定子骨架和定子绕组。定子骨架绕设定子绕组后，再套设于定子齿，定子绕组的绕线不必受空间的限制，加快绕线速度，提高绕线效率和定子生产效率，且绕组槽内不必预留绕线针的空间，提高绕组槽的槽满率，增大定子绕组的线径，减少定子绕组的电阻，减小永磁电机的能耗。

Description

一种定子组件、永磁电机及热泵

技术领域

本实用新型涉及永磁电机技术领域，尤其涉及一种定子组件、永磁电机及热泵。

背景技术

现有技术中，定子铁芯内设置有绕组槽，在绕组槽内安装线架，绕线针从定子铁芯内部移动绕线，以形成定子绕组。绕组槽内需要预留较大空间容纳绕线针，绕组槽的槽满率降低，定子绕组的线径变小，增大了定子绕组的电阻，降低了电机的效率，且在较狭小的绕组槽内绕线针的绕线速度也会受限，影响绕线效率。

因此，亟需一种定子组件、永磁电机及热泵，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提出一种定子组件，以解决上述问题之一。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种定子组件，包括：

定子绕组；

定子骨架，其上绕设有所述定子绕组；

定子铁芯，其包括外圈铁芯和内圈铁芯，所述内圈铁芯包括定子齿，绕设有所述定子绕组的所述定子骨架套设于所述定子齿上，套设有所述定子骨架的所述内圈铁芯装配于所述外圈铁芯上，所述外圈铁芯和所述内圈铁芯围设形成封闭的绕组槽，所述绕组槽用于容纳所述定子骨架和所述定子绕组。

进一步地，所述定子绕组的数量为多个，多个所述定子绕组沿所述定子铁芯的周向间隔设置，所述定子绕组与所述定子齿一一对应设置，相邻的两个所述定子绕组之间的距离B为0.5mm-1mm。

进一步地，所述定子骨架包括绕线部，所述绕线部上绕设有所述定子绕组。

进一步地，所述定子骨架还包括第一弧形部和第二弧形部，所述第一弧形部和所述第二弧形部分设于所述绕线部的两端，所述第一弧形部与所述绕组槽的第一槽壁适配，所述第二弧形部与所述绕组槽的第二槽壁适配。

进一步地，所述定子齿上开设有定位凹槽，所述外圈铁芯包括定位凸台，所述定位凸台与所述定位凹槽过盈配合。

进一步地，所述内圈铁芯还包括定子齿桥，所述定子齿的数量为多个，相邻的两个所述定子齿之间通过所述定子齿桥连接，并形成定子齿槽。

进一步地，所述定子齿槽的宽度L₃为1mm-3mm，所述定子齿桥的厚度H为0.2mm-0.5mm。

进一步地，所述外圈铁芯由多个外圈冲片叠压而成，所述内圈铁芯由多个内圈冲片叠压而成，冲压时，外圈冲片和内圈冲片的错位角Q为20°-40°。

本实用新型的第二个目的在于提出一种永磁电机，以解决上述问题之一。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种永磁电机，包括：

如上述任一项方案所述的定子组件；

转子组件，其可转动地设置于所述定子铁芯内。

本实用新型的第三个目的在于提出一种热泵，以解决上述问题之一。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种热泵，包括如上述方案所述的永磁电机。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的热泵包括永磁电机，永磁电机包括定子组件和转子组件，定子组件包括定子绕组、定子骨架和定子铁芯，转子组件可转动地设置于定子铁芯内，定子骨架上绕设有定子绕组，定子铁芯包括外圈铁芯和内圈铁芯，内圈铁芯包括定子齿，定子骨架绕设定子绕组后，再套设于定子齿上，然后再将套设有定子骨架的内圈铁芯装配于外圈铁芯上，外圈铁芯和内圈铁芯围设形成封闭的绕组槽，绕组槽用于容纳定子骨架和定子绕组。相较于开口的绕组槽，封闭的绕组槽使得永磁电机的磁阻沿周向变化地更均匀，减少齿槽转矩的产生，进而减少因齿槽转矩引起的转矩波动的产生，减少电磁噪声的产生；同时，封闭的绕组槽使得永磁电机的磁阻沿周向变化地更均匀，使得气隙磁密正弦性更好，减少磁场谐波的产生，进而减少因磁场谐波引起的转矩波动的产生，减少电磁噪声的产生。定子骨架绕设定子绕组后，再套设于定子齿上，定子绕组的绕线不必受空间的限制，加快了绕线速度，提高了绕线效率和定子生产效率，且绕组槽内不必预留绕线针的空间，提高了绕组槽的槽满率，增大了定子绕组的线径，减少了定子绕组的电阻，减小了永磁电机的能耗，提高了永磁电机的能效。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的定子组件的剖视图；

图2是本实用新型实施例提供的定子骨架的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的定子骨架另一角度的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的外圈铁芯和内圈铁芯的安装示意图；

图5是本实用新型实施例提供的外圈冲片的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的内圈冲片的结构示意图；

图7是图6中A处的局部放大图；

图8是本实用新型实施例提供的外圈冲片和内圈冲片的冲压示意图；

图9是本实用新型实施例提供的永磁电机的剖视图。

图中：

100、定子组件；200、转子组件；201、转轴；202、塑封料；203、磁环；300、定子屏蔽套；400、转子屏蔽套；

1、定子铁芯；2、定子绕组；3、定子骨架；

11、外圈铁芯；12、内圈铁芯；13、绕组槽；31、绕线部；32、第一弧形部；33、第二弧形部；34、套设孔；

111、外圈主体；112、定位凸台；113、外圈冲片；121、齿本体；122、定子齿尖；123、定子齿桥；124、转子腔；125、定子齿槽；126、定位凹槽；127、内圈冲片；

1131、圆环部；1132、凸台部；1133、外凸圆弧；1271、齿体部；1272、齿尖部；1273、齿桥部；1274、通孔；1275、齿槽部；1276、凹槽部；1277、内凹圆弧。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

本实用新型中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本实用新型保护范围的限制。

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。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图8所示，本实施例提供了一种定子组件100，定子组件100包括定子绕组2、定子骨架3和定子铁芯1，定子骨架3上绕设有定子绕组2，定子铁芯1包括外圈铁芯11和内圈铁芯12，内圈铁芯12包括定子齿，定子骨架3绕设定子绕组2后，再套设于定子齿上，然后再将套设有定子骨架3的内圈铁芯12装配于外圈铁芯11上，外圈铁芯11和内圈铁芯12围设形成封闭的绕组槽13，绕组槽13用于容纳定子骨架3和定子绕组2。相较于具有开口的绕组槽，封闭的绕组槽13使得永磁电机的磁阻沿周向变化地更均匀，减少齿槽转矩的产生，进而减少因齿槽转矩引起的转矩波动的产生，减少电磁噪声的产生；同时，封闭的绕组槽13使得永磁电机的磁阻沿周向变化地更均匀，使得气隙磁密正弦性更好，减少磁场谐波的产生，进而减少因磁场谐波引起的转矩波动的产生，减少电磁噪声的产生。定子骨架3绕设定子绕组2后，再套设于定子齿上，定子绕组2的绕线不必受空间的限制，加快了绕线速度，提高了绕线效率和定子生产效率，且绕组槽13内不必预留绕线针的空间，提高了绕组槽13的槽满率，增大了定子绕组2的线径，减少了定子绕组2的电阻，减小了永磁电机的能耗，提高了永磁电机的能效。

如图1所示，定子绕组2的数量为多个，多个定子绕组2沿定子铁芯1的周向间隔设置，定子绕组2与定子齿一一对应设置，相邻的两个定子绕组2之间的距离B为0.5mm-1mm。相邻的两个定子绕组2之间的距离B的设置，在保证绕组槽13的槽满率较高的同时，也避免相邻的两个定子绕组2的线接触，增强相邻的两个定子绕组2之间的绝缘性。

进一步地，定子骨架3与定子绕组2一一对应设置，也就是说，定子齿和定子骨架3的数量均为多个，定子骨架3一一套设于对应的定子齿上。

如图2和图3所示，定子骨架3包括绕线部31，绕线部31上绕设有定子绕组2。具体地，可通过绕线针将线圈绕设在绕线部31上，形成定子绕组2。由于绕线完成后，才将绕设定子绕组2的定子骨架3套设于定子齿上，因此绕线的过程中不必在绕组槽13内完成，定子绕组2的绕线不必受空间的限制，加快了绕线速度，提高了绕线效率和定子生产效率，且绕组槽13内不必预留绕线针的空间，提高了绕组槽13的槽满率，增大了定子绕组2的线径，减少了定子绕组2的电阻，减小了永磁电机的能耗，提高了永磁电机的能效。

进一步地，定子骨架3还包括第一弧形部32和第二弧形部33，第一弧形部32和第二弧形部33分设于绕线部31的两端，第一弧形部32与绕组槽13的第一槽壁适配，第二弧形部33与绕组槽13的第二槽壁适配。这样的设置，减少定子骨架3在绕组槽13内的占用空间，给定子绕组2提供更大的占用空间，便于减少定子绕组2的电阻，便于减小永磁电机的能耗，便于提高永磁电机的能效。

本实施例中，绕组槽13的第一槽壁指的是第一弧形部32与外圈铁芯11接触的部分，绕组槽13的第二槽壁与内圈铁芯12接触的部分。

进一步地，定子骨架3上开设有套设孔34，定子骨架3通过套设孔34套设于定子齿上。

如图1和图4所示，定子齿上开设有定位凹槽126，外圈铁芯11包括定位凸台112，定位凸台112与定位凹槽126过盈配合。这样的设置，在提高定子铁芯1的刚度的同时，也使得外圈铁芯11和内圈铁芯12装配后形成的绕组槽13为封闭槽，使得永磁电机的磁阻沿周向变化地更均匀，减少齿槽转矩的产生，进而减少因齿槽转矩引起的转矩波动的产生，减少电磁噪声的产生；同时，使得气隙磁密正弦性更好，减少磁场谐波的产生，进而减少因磁场谐波引起的转矩波动的产生，减少电磁噪声的产生。

进一步地，内圈铁芯12还包括定子齿桥123，定子齿的数量为多个，相邻的两个定子齿之间通过定子齿桥123连接，并形成定子齿槽125。

进一步地，定位凸台112的宽度为L₁，定位凹槽126的宽度为L₂，4mm≤0.9L₁≤L₂≤10mm。L₁和L₂的尺寸限定，保证内圈铁芯12和外圈铁芯11的装配合理性。

进一步地，定子齿槽125的宽度L₃为1mm-3mm，定子齿桥123的厚度H为0.2mm-0.5mm。定子齿槽125的宽度L₃过大，会使得永磁电机的齿槽效应的效果变差，定子齿槽125的宽度L₃过小容易产生磁场漏磁，降低气隙磁密。定子齿桥123的厚度H过小，会降低定子齿桥123的强度，定子齿桥123的厚度H过大会增大磁场漏磁，降低气隙磁密。定子齿槽125的宽度L₃和定子齿桥123的厚度H的尺寸限定，可保证良好的气隙磁密的同时，也保证永磁电机的运转良好。

本实施例中的宽度方向指的是与定子铁芯1的径向垂直的方向，厚度方向指的是与定子铁芯1的径向平行的方向。

进一步地，外圈铁芯11包括外圈主体111，外圈主体111内朝向内圈铁芯12的方向上设置有定位凸台112，定位凸台112的数量为多个，定位凸台112与定子齿一一对应设置，多个定位凸台112沿外圈主体111的周向间隔设置。

进一步地，定子齿包括齿本体121和定子齿尖122，齿本体121沿周向的两侧均设置有定子齿尖122，相邻的两个定子齿上的定子齿尖122通过定子齿桥123连接。

进一步地，多个定子齿围设形成转子腔124，转子腔124用于容纳转子组件200。

如图1、图4-图7所示，外圈铁芯11由多个外圈冲片113叠压而成，内圈铁芯12由多个内圈冲片127叠压而成。外圈冲片113叠压成外圈铁芯11，且内圈冲片127叠压形成内圈铁芯12后，再将内圈铁芯12和外圈铁芯11过盈装配在一起。

具体地，外圈冲片113的叠压方向沿外圈铁芯11的轴向，内圈冲片127的叠压方向沿内圈铁芯12的轴向。

如图5所示，外圈冲片113包括圆环部1131，多个圆环部1131叠压形成外圈主体111。

进一步地，外圈冲片113还包括凸台部1132，凸台部1132的数量为多个，多个凸台部1132沿外圈冲片113的周向间隔设置，多个凸台部1132叠压形成定位凸台112。

如图6所示，内圈冲片127包括内圈齿部，内圈齿部叠压形成定子齿，内圈齿部包括齿体部1271，多个齿体部1271叠压形成齿本体121。

进一步地，齿体部1271包括凹槽部1276，多个凹槽部1276叠压形成定位凹槽126，定位凹槽126与定位凸台112过盈配合。

进一步地，内圈齿部还包括齿尖部1272，沿齿体部1271周向的两侧均设置有齿尖部1272，多个齿尖部1272叠压形成定子齿尖122。

进一步地，内圈冲片127还包括齿桥部1273，相邻的两个内圈齿部上的齿尖部1272通过齿桥部1273连接，齿桥部1273的厚度等于定子齿桥123的宽度，即齿桥部1273的厚度也为H。

进一步地，齿桥部1273和齿尖部1272围设形成齿槽部1275，当多个内圈冲片127叠压时，多个齿槽部1275叠压形成定子齿槽125，齿槽部1275的宽度等于定子齿槽125的宽度，即齿槽部1275的宽度也为L₃。

进一步地，多个内圈齿部围设形成通孔1274，多个通孔1274叠压形成转子腔124。

如图5和图6所示，凸台部1132包括外凸圆弧1133，外凸圆弧1133朝向内圈铁芯12的方向凸设于圆环部1131内，凹槽部1276包括内凹圆弧1277，内凹圆弧1277与外凸圆弧1133过盈配合。

具体地，外凸圆弧1133的宽度等于定位凸台112的宽度，即外凸圆弧1133的宽度也为L₁，同理，内凹圆弧1277的宽度等于定位凹槽126的宽度，即内凹圆弧1277的宽度也为L₂。

进一步地，外圈冲片113的圆心为O₁，内圈冲片127的圆心为O₂，O₁到外凸圆弧1133的最小距离为D₁，O₂到外凸圆弧1133的最小距离为D₂，0.01mm≤D₂-D₁≤0.05mm，以实现定位凸台112和定位凹槽126的过盈配合。

进一步地，外凸圆弧1133的半径为R₁，内凹圆弧1277的半径为R₂，5mm≤R₁≤R₂≤12mm。这样的设置，使得内凹圆弧1277的尺寸大于外凸圆弧1133，当二者过盈配合时，二者接触的部分不是整个圆弧，更便于多个定位凸台112和多个定位凹槽126装配。

如图8所示，由于外凸圆弧1133与内凹圆弧1277过盈配合，为了使得内圈冲片127和外圈冲片113在同一张铁板上冲压，提高铁板的利用率，降低定子铁芯1的成本，冲压时，外圈冲片113和内圈冲片127错开冲压。具体地，外圈冲片113和内圈冲片127的错位角Q为20°-40°。这样的设置，冲压出来的外圈冲片113和内圈冲片127满足D₂>D₁，从而保证外凸圆弧1133与内凹圆弧1277过盈配合。

如图9所示，本实施例还提供了一种永磁电机，永磁电机包括定子组件100和转子组件200，转子组件200可转动地设置于定子铁芯1内。具体地，转子组件200可转动地设置于转子腔124内。

进一步地，永磁电机还包括定子屏蔽套300和转子屏蔽套400，定子屏蔽套300设置于内圈铁芯12内，转子屏蔽套400设置于转子组件200上，定子屏蔽套300和转子屏蔽套400起到一定的屏蔽作用。

进一步地，转子组件200包括转轴201，转轴201可转动地设置于转子腔124内。

进一步地，转子组件200还包括塑封料202，塑封料202套设于转轴201上。

进一步地，转子组件200还包括磁环203，磁环203套设于塑封料202上，转子屏蔽套400套设于磁环203上。利用充磁工装可对磁环203进行充磁，使得磁环203形成正弦磁场，可提高转子磁场和气隙磁密正弦性，减少转矩脉动的产生，从而降低永磁电机的电磁噪声。

本实施例还提供了一种热泵，热泵包括永磁电机，永磁电机是热泵的核心部件之一，永磁电机为热泵提供动力。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种定子组件，其特征在于，包括：

定子绕组(2)；

定子骨架(3)，其上绕设有所述定子绕组(2)；

定子铁芯(1)，其包括外圈铁芯(11)和内圈铁芯(12)，所述内圈铁芯(12)包括定子齿，绕设有所述定子绕组(2)的所述定子骨架(3)套设于所述定子齿上，套设有所述定子骨架(3)的所述内圈铁芯(12)装配于所述外圈铁芯(11)上，所述外圈铁芯(11)和所述内圈铁芯(12)围设形成封闭的绕组槽(13)，所述绕组槽(13)用于容纳所述定子骨架(3)和所述定子绕组(2)。

2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述定子绕组(2)的数量为多个，多个所述定子绕组(2)沿所述定子铁芯(1)的周向间隔设置，所述定子绕组(2)与所述定子齿一一对应设置，相邻的两个所述定子绕组(2)之间的距离B为0.5mm-1mm。

3.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述定子骨架(3)包括绕线部(31)，所述绕线部(31)上绕设有所述定子绕组(2)。

4.根据权利要求3所述的定子组件，其特征在于，所述定子骨架(3)还包括第一弧形部(32)和第二弧形部(33)，所述第一弧形部(32)和所述第二弧形部(33)分设于所述绕线部(31)的两端，所述第一弧形部(32)与所述绕组槽(13)的第一槽壁适配，所述第二弧形部(33)与所述绕组槽(13)的第二槽壁适配。

5.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述定子齿上开设有定位凹槽(126)，所述外圈铁芯(11)包括定位凸台(112)，所述定位凸台(112)与所述定位凹槽(126)过盈配合。

6.根据权利要求5所述的定子组件，其特征在于，所述内圈铁芯(12)还包括定子齿桥(123)，所述定子齿的数量为多个，相邻的两个所述定子齿之间通过所述定子齿桥(123)连接，并形成定子齿槽(125)。

7.根据权利要求6所述的定子组件，其特征在于，所述定子齿槽(125)的宽度L₃为1mm-3mm，所述定子齿桥(123)的厚度H为0.2mm-0.5mm。

8.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述外圈铁芯(11)由多个外圈冲片(113)叠压而成，所述内圈铁芯(12)由多个内圈冲片(127)叠压而成，冲压时，外圈冲片(113)和内圈冲片(127)的错位角Q为20°-40°。

9.一种永磁电机，其特征在于，包括：

如权利要求1–8任一项所述的定子组件(100)；

转子组件(200)，其可转动地设置于所述定子铁芯(1)内。

10.一种热泵，其特征在于，包括如权利要求9所述的永磁电机。