CN221929415U - 电机定子及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机技术领域，涉及一种电机定子及电机，在定子轭部的内周壁和定子齿部中的一个设置插槽，另一个设置插接凸部，插接凸部和插槽沿定子铁芯的轴向插接，以将定子齿部和定子轭部相连，提高定子齿部和定子轭部的连接稳定性，防止多个定子铁芯散架。沿定子铁芯的轴向，插槽仅一端开口，在能够使插槽和插接凸部沿定子铁芯的轴向插接的情况下，缩短插槽的长度，减小冲裁插槽时的冲裁损失，减小插槽和插接凸部插接位置处的漏磁量。由于沿定子铁芯的轴向，插槽仅一端开口，可以通过插槽面朝该开口的槽壁对定子齿部进行限位，此时仅需在机壳上设置一个对定子齿部进行轴向限位的限位结构即可，简化了机壳的结构，降低了电机成本。

Description

电机定子及电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机定子及电机。

背景技术

电机的电机定子包括用于绕设导线如铜线的定子铁芯，定子铁芯包括一体式铁芯和分体式铁芯，对于一体式铁芯而言，为了满足绕线需求需要设置更大的槽口宽度，但如此设置会导致电机的齿槽转矩较大，影响控制精度，而且导线的槽满率较低，输出转矩小。

分体式铁芯是由多块定子齿部周向依次相接围成的铁芯，可以解决一体式铁芯存在的上述问题，提高电机的输出转矩。为了提高多个定子齿部之间的稳定性，保证多个定子齿部拼接而成的定子铁芯不散，分体式定子铁芯还包括定子轭，定子轭与定子齿部轴向插接。

具体地，在定子轭的内周壁设置与定子齿部一一对应的插槽，将定子齿部沿定子铁芯的轴向插入插槽内。目前的插槽均沿定子铁芯轴向贯通设置，漏磁量大；在定子轭的内周壁冲裁插槽时的冲裁损失较大。此外，为了防止定子齿部与定子轭脱离，需要在机壳内壁设置两个限位结构，以将定子齿部设于两个限位结构之间，对定子齿部进行轴向限位，增加机壳的复杂程度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种电机定子及电机，能够减少漏磁，减小冲裁插槽时的冲裁损失，简化电机结构。

为达此目的，一方面，本实用新型提供了一种电机定子，包括定子铁芯，所述定子铁芯包括定子轭部，沿所述定子轭部的周向间隔分布的多个定子齿部，及与所述定子齿部一一对应的连接结构；

所述定子齿部通过对应的连接结构连接于所述定子轭部，所述连接结构包括：

插槽，设于所述定子轭部的内周壁和所述定子齿部中的一个上；

插接凸部，设于所述定子轭部的内周壁和所述定子齿部中的另一个；

沿所述定子铁芯的轴向，所述插槽仅一端开口，所述插槽与所述插接凸部沿所述定子铁芯的轴向插接。

作为上述电机定子的一种优选技术方案，所述定子轭部为一体式圆环结构。

作为上述电机定子的一种优选技术方案，所述电机定子还包括绝缘骨架，所述绝缘骨架注塑于每个所述定子齿部外，所述定子轭部套设于所述绝缘骨架外。

作为上述电机定子的一种优选技术方案，所述绝缘骨架包括环状骨架和与多个所述定子齿部一一对应的多个线圈骨架，多个所述线圈骨架沿所述环状骨架的周向间隔设于所述环状骨架的外周壁；

相邻两个所述线圈骨架之间形成一个定子槽，沿所述定子铁芯的径向，所述定子槽远离所述定子铁芯中心的一端设置有槽口，所述槽口沿所述定子铁芯的轴向贯通设置。

作为上述电机定子的一种优选技术方案，沿所述定子铁芯的周向，所述定子槽靠近所述定子铁芯中心一端的相对两侧壁之间的周向长度最小为S1，所述定子槽远离所述定子铁芯中心一端的两侧壁之间的周向长度为S2，S2大于S1。

作为上述电机定子的一种优选技术方案，所述环状骨架与所有的所述线圈骨架一体成型。

作为上述电机定子的一种优选技术方案，所述插接凸部的横截面为三角形、矩形、梯形、圆弧形或燕尾形，所述横截面为垂直于所述定子轭部轴向的截面。

作为上述电机定子的一种优选技术方案，所述定子齿部面朝所述定子铁芯中心的端面为平面；

或，所述定子齿部面朝所述定子铁芯中心的端面为与所述定子铁芯同轴的弧形面。

另一方面，本实用新型还提供了一种电机，包括上述任一方案所述的电机定子，及：

转子铁芯，所述转子铁芯位于多个所述定子齿部围成的空间内且与所述定子铁芯同轴，所述转子铁芯能够相对于所述电机定子绕所述定子铁芯的中心轴线转动；

永磁体，所述永磁体安装于所述转子铁芯的外周壁；所述永磁体为与所述转子铁芯同轴的磁环，或所述永磁体包括多个沿所述转子铁芯的周向间隔分布的磁钢。

作为上述电机的一种优选技术方案，所述永磁体为磁环时，所述定子齿部面朝所述定子铁芯中心的端面为平面；

所述永磁体包括多个沿所述转子铁芯的周向间隔分布的磁钢时，所述磁钢具有背对所述转子铁芯的第一壁面，所述定子齿部具有面朝所述转子铁芯的第二壁面，所述第一壁面和所述第二壁面中的一个为平面，另一个为与所述转子铁芯同轴的弧形面。

作为上述电机的一种优选技术方案，所述电机还包括机壳，所述电机定子、转子铁芯和所述永磁体均设于所述机壳内；

所述机壳内设有限位结构，所述插槽和所述插接凸部沿所述定子铁芯的轴向插接配合以从所述定子齿部的轴向一端对所述定子齿部进行轴向限位，所述限位结构用于从所述定子齿部的轴向另一端对所述定子齿部进行轴向限位。

本实用新型有益效果：本实用新型提供的电机定子，在定子轭部的内周壁和定子齿部的其中一个上设置插槽，在另一个上设置插接凸部，插接凸部和插槽沿定子铁芯的轴向插接，以将定子齿部和定子轭部相连，提高定子齿部和定子轭部的连接稳定性，防止多个定子铁芯散架。

沿定子铁芯的轴向，插槽仅一端开口，在能够插槽和插接凸部沿定子铁芯的轴向插接的情况下，缩短插槽的长度，减小冲裁插槽时的冲裁损失，减小插槽和插接凸部插接位置处的漏磁量。

本实用新型提供的电机，包括上述的电机定子，由于沿定子铁芯的轴向，插槽仅一端开口，可以通过插槽面朝该开口的槽壁对定子齿部进行轴向限位，此时仅需在机壳上设置一个对定子齿部进行轴向限位的限位结构即可，简化了机壳的结构，降低了电机成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的定子铁芯的俯视图；

图2是本实用新型实施例提供的定子轭部的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的定子齿部的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的电机定子的结构示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是本实用新型实施例提供的绝缘骨架的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的电机定子、转子铁芯和磁钢的装配示意图；

图8是本实用新型实施例提供的磁钢和定子齿部的位置关系图。

图中：

1、定子铁芯；11、定子轭部；111、插槽；1111、限位槽壁；12、定子齿部；121、插接凸部；122、第二壁面；13、定子槽；

2、绝缘骨架；21、线圈骨架；211、骨架主体；212、外挡板；22、环状骨架；23、安装孔；

3、转子铁芯；

4、磁钢；41、第一壁面；

5、导线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。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结构。

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。

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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

现有技术中，对于将定子轭和定子齿部插接的电机定子而言，实现二者插接的插槽沿定子铁芯的轴向贯通设置时，漏磁量大，加工插槽的冲裁损失大；电机的机壳上需设置两个限位结构，分别从定子齿部的轴向两端对进行限位与防治定子齿部与定子轭分离，增加了机壳的复杂程度。为此，本实施例提供了一种电机定子，能够减少漏磁，减小冲裁插槽时的冲裁损失，简化电机结构。

为此，如图1至图3所示，本实施例提供的电机定子包括定子铁芯1，定子铁芯1包括定子轭部11，沿定子轭部11的周向间隔分布的多个定子齿部12，及与定子齿部12一一对应的连接结构，定子齿部12通过对应的连接结构连接于定子轭部11。对于定子齿部12的个数，在此不再进行限定，可以根据实际需求进行设置。

连接结构包括插槽111和插接凸部121，其中，插槽111设于定子轭部11的内周壁和定子齿部12中的一个上，插接凸部121设于定子轭部11的内周壁和定子齿部12中的另一个，插槽111与插接凸部121沿定子铁芯1的轴向插接，以将定子齿部12和定子轭部11相连，提高定子齿部12和定子轭部11的连接稳定性，防止多个定子铁芯1散架。本实施例中，定子轭部11上设有沿其轴向延伸的插槽111，定子齿部12的一端形成有插接凸部121，插接凸部121与插槽111插接。于其他实施例中，还可以在定子轭部11的内周壁设置插接凸部，在定子齿部12上设置与插接凸部插接的插槽。

沿定子铁芯1的轴向，插槽111仅一端开口，具体地，插槽111沿定子轭部11轴向的长度为L1，定子轭部11沿其轴向的长度为L2，L1＜L2，换言之，沿定子轭部11的轴向，插槽111并非通槽，减小了定子齿部12的裁切长度，减小漏磁，冲裁损失小。

沿定子铁芯1的轴向，插槽111仅一端开口时，插槽111具有平行于定子轭部11的轴向端面的限位槽壁1111，沿定子轭部11的轴向，插接凸部121从插槽111的敞口端插入插槽111内，直至插接凸部121抵接于限位槽壁1111，由限位槽壁1111对插接凸部121进行轴向限位。

在能够插槽111和插接凸部121沿定子铁芯1的轴向插接的情况下，缩短插槽111的长度，减小冲裁插槽111时的冲裁损失，减小插槽111和插接凸部121插接位置处的漏磁量。

可选地，插接凸部121的横截面为三角形、矩形、梯形、圆弧形或燕尾形，横截面为垂直于定子轭部11轴向的截面。优选采用插接凸部121的侧面为平面且选用尽可能减少侧面个数，以减少漏磁和磁损耗。示例性地，插接凸部121的横截面为三角形，插槽111的形状与插接凸部121的形状匹配。

进一步地，如图4至图6所示，电机定子还包括绝缘骨架2，绝缘骨架2注塑于每个定子齿部12外，定子轭部11套设于绝缘骨架2外。具体地，绝缘骨架2包括环状骨架22和多个与定子齿部12一一对应的线圈骨架21，多个线圈骨架21沿环状骨架22的周向间隔设于环状骨架22的外周壁，线圈骨架21包覆于对应的定子齿部12外。线圈骨架21用于绕设导线5如铜线以实现定子铁芯1和导线5之间绝缘。

可选地，绝缘骨架2与定子齿部12一体注塑成型，可以减少电机的零部件数量，简化绝缘骨架2和定子齿部12的安装，提高绝缘骨架2和定子齿部12的安装效率，提高绝缘骨架2和定子齿部12的连接稳定性。而且可以在将绝缘骨架2与定子齿部12一体注塑成型之后，再进行绕线，只需一次装夹即可，简化了绕线工艺，提高了电机的生产效率；可以取消插针，降低生产成本。示例性地，对多个定子齿部12进行注塑形成绝缘骨架2。此外，通过绝缘骨架2连接多个定子齿部12的同时，利用定子轭部11连接多个定子齿部12，能够防止定子齿部12散架，无需对多个定子齿部12再进行焊接等工序。

具体地，相邻两个线圈骨架21和环状骨架22的外周壁围成一个定子槽13；沿定子铁芯1的径向，定子槽13靠近定子铁芯1中心的一端被环状骨架22完全封闭；沿定子铁芯1的径向，定子槽13远离定子铁芯1中心的一端设置有槽口，槽口沿定子铁芯1的轴向贯通设置。如此设置，可以通过该槽口使导线5进入定子槽13内，并将导线5绕设在线圈骨架21上，简化了绕线工艺；而且可以在将导线5绕设于绝缘骨架2后，直接沿定子铁芯1的轴向与定子轭部11插接，即可完成电机定子的组装，装配效率高。于其他实施例中，还可以将定子轭部11分为多个周向依次相连的定子轭分部，相比于本实施例而言，将多个定子轭分部依次相连如焊接形成定子轭部11，会增大电机定子的制备工艺及制备成本。

绝缘骨架2上设有沿定子铁芯1的径向贯通的安装孔23，安装孔23与定子齿部12一一对应；定子齿部12的一端从安装孔23的外端穿出后形成插接凸部121，另一端位于安装孔23内。线圈骨架21包括骨架主体211，及连接于骨架主体211一端的外挡板212，环状骨架22上形成有与外挡板212一一对应的内挡板；导线5被限位于外挡板212和内挡板之间。示例性地，线圈骨架21为T字形结构。

可选地，定子铁芯1与定子轭部11均采用可磁化的金属材料制成。优选地，定子齿部12和定子轭部11均为多个铁芯冲片叠压而成。铁芯冲片可以采用硅钢片。

可选地，定子轭部11为一体式圆环结构，如此设置能够实现沿定子铁芯1的径向，定子齿部12的靠近定子铁芯1中心的一端通过绝缘骨架2相连，定子齿部12远离定子铁芯1中心的一端与定子齿部12插接，可以确保多个定子齿部12围成的定子铁芯1与定子轭部11的同轴度。

上述电机定子的制备过程如下：

(1)、将多个定子齿部12周向依次间隔分布拼接为一个定子铁芯1；

(2)、对步骤(1)拼接形成的定定子铁芯1进行注塑形成绝缘骨架2；

(3)、对绝缘骨架2进行夹紧定位，在依次在绝缘骨架2的每个线圈骨架21外绕设导线5；

(4)、将步骤(3)得到的产品与定子轭部11沿定子铁芯1的轴向插接，得到电机定子。

进一步地，如图6所示，沿定子铁芯1的周向，定子槽13靠近定子铁芯1中心一端的相对两侧壁之间的周向长度最小为S1，定子槽13远离定子铁芯1中心一端的两侧壁之间的周向长度为S2，S2大于S1，S2即为定子槽13远离定子铁芯1中心一端的槽口沿定子铁芯1周向的长度。如此设置，便于绕线时导线5通过槽口进入定子绕槽，相比现有技术将定子槽13靠近定子铁芯1中心一端的槽口而言，可以采用更大直径的导线5，减少电机发热，提高槽满率。

如图7和图8所示，本实施例还提供了一种电机，包括上述的电机定子和转子铁芯3，转子铁芯3位于定子铁芯1内且与定子铁芯1同轴，转子铁芯3能够相对于电机定子绕定子铁芯1的中心轴线转动。示例性地，本实施例提供的电机为无刷电机，可以应用于机电液伺服制动系统。

电机还包括永磁体，永磁体安装于转子铁芯3的外周壁，永磁体包括多个沿转子铁芯3的周向间隔分布的磁钢4。对于磁钢4的个数，在此不再进行具体限定，可以根据实际需求进行设置。示例性地，磁钢4的一端嵌入设于转子铁芯3内部，有利于保证磁钢4与转子铁芯3之间牢固连接，避免磁钢4掉落，而且便于磁钢4的装配。于其他实施例中，还可以永磁体还可以采用与转子铁芯3同轴的磁环，结构简单，易加工，成本低；此时，定子齿部12面朝定子铁芯1中心的端面为平面，有利于在形成正弦型或接近正弦型的气隙磁密，从而提高电机性能。

现有技术中，为了降低定子槽转矩以及谐波含量，需要通过修正磁钢表面圆弧如将磁钢两边变薄以得到不均匀气隙，但该种方式会导致工艺复杂，对磁钢的表面进行冲裁修正时会导致磁损耗及漏磁，降低电机力矩输出，还会导致磁钢本身的抗退磁能力变差。为此，本实施例中，磁钢4具有背对转子铁芯3的第一壁面41，定子齿部12具有面朝转子铁芯3的第二壁面122，其中，第一壁面41为与转子铁芯3同轴的弧形面，第二壁面122为平面。于其他实施例中，还可以将第一壁面41采用平面，第二壁面122采用与转子铁芯3同轴的弧形面。如此设置，有利于简化磁钢4的结构，降低磁钢4的加工成本，提高磁钢4的抗退磁能力，降低磁钢4加工时的磁损耗和漏磁量，提高电机性能。

进一步地，电机还包括机壳，电机定子、转子铁芯3和永磁体均设于机壳内。沿定子铁芯1的轴向，插槽111仅一端开口时，机壳内设有限位结构，限位槽壁1111从定子齿部12的轴向一端对定子齿部12进行轴向限位，通过限位结构从插槽111的开口端对定子齿部12进行轴向限位，以防止定子齿部12从插槽111的开口端脱出。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种电机定子，其特征在于，包括定子铁芯(1)，所述定子铁芯(1)包括定子轭部(11)，沿所述定子轭部(11)的周向间隔分布的多个定子齿部(12)，及与所述定子齿部(12)一一对应的连接结构；

所述定子齿部(12)通过对应的连接结构连接于所述定子轭部(11)，所述连接结构包括：

插槽(111)，设于所述定子轭部(11)的内周壁和所述定子齿部(12)中的一个上；

插接凸部(121)，设于所述定子轭部(11)的内周壁和所述定子齿部(12)中的另一个；

沿所述定子铁芯(1)的轴向，所述插槽(111)仅一端开口，所述插槽(111)与所述插接凸部(121)沿所述定子铁芯(1)的轴向插接。

2.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述定子轭部(11)为一体式圆环结构。

3.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述电机定子还包括绝缘骨架(2)，所述绝缘骨架(2)注塑于每个所述定子齿部(12)外，所述定子轭部(11)套设于所述绝缘骨架(2)外。

4.根据权利要求3所述的电机定子，其特征在于，所述绝缘骨架(2)包括环状骨架(22)和与多个所述定子齿部(12)一一对应的多个线圈骨架(21)，多个所述线圈骨架(21)沿所述环状骨架(22)的周向间隔设于所述环状骨架(22)的外周壁；

相邻两个所述线圈骨架(21)之间形成一个定子槽(13)，沿所述定子铁芯(1)的径向，所述定子槽(13)远离所述定子铁芯(1)中心的一端设置有槽口，所述槽口沿所述定子铁芯(1)的轴向贯通设置。

5.根据权利要求4所述的电机定子，其特征在于，沿所述定子铁芯(1)的周向，所述定子槽(13)靠近所述定子铁芯(1)中心一端的相对两侧壁之间的周向长度最小为S1，所述定子槽(13)远离所述定子铁芯(1)中心一端的两侧壁之间的周向长度为S2，S2大于S1。

6.根据权利要求4所述的电机定子，其特征在于，所述环状骨架(22)与所有的所述线圈骨架(21)一体成型。

7.根据权利要求1至6任一所述的电机定子，其特征在于，所述插接凸部(121)的横截面为三角形、矩形、梯形、圆弧形或燕尾形，所述横截面为垂直于所述定子轭部(11)轴向的截面。

8.根据权利要求1至6任一项所述的电机定子，其特征在于，所述定子齿部(12)面朝所述定子铁芯(1)中心的端面为平面；

或，所述定子齿部(12)面朝所述定子铁芯(1)中心的端面为与所述定子铁芯(1)同轴的弧形面。

9.电机，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的电机定子，及：

转子铁芯(3)，所述转子铁芯(3)位于多个所述定子齿部(12)围成的空间内且与所述定子铁芯(1)同轴，所述转子铁芯(3)能够相对于所述电机定子绕所述定子铁芯(1)的中心轴线转动；

永磁体，所述永磁体安装于所述转子铁芯(3)的外周壁；所述永磁体为与所述转子铁芯(3)同轴的磁环，或所述永磁体包括多个沿所述转子铁芯(3)的周向间隔分布的磁钢(4)。

10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述永磁体为磁环时，所述定子齿部(12)面朝所述定子铁芯(1)中心的端面为平面；

所述永磁体包括多个沿所述转子铁芯(3)的周向间隔分布的磁钢(4)时，所述磁钢(4)具有背对所述转子铁芯(3)的第一壁面(41)，所述定子齿部(12)具有面朝所述转子铁芯(3)的第二壁面(122)，所述第一壁面(41)和所述第二壁面(122)中的一个为平面，另一个为与所述转子铁芯(3)同轴的弧形面。

11.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述电机还包括机壳，所述电机定子、转子铁芯(3)和所述永磁体均设于所述机壳内；

所述机壳内设有限位结构，所述插槽(111)和所述插接凸部(121)沿所述定子铁芯(1)的轴向插接配合以从所述定子齿部(12)的轴向一端对所述定子齿部(12)进行轴向限位，所述限位结构用于从所述定子齿部(12)的轴向另一端对所述定子齿部(12)进行轴向限位。