CN2485858Y - 组合式的定子结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种组合式的定子结构,它包含有:定子环部、数支齿部面呈弧状面的定子齿部和绝缘线槽座;它将传统硅钢片冲压叠积成型的定子部(外定子部或内定子部)分解为定子齿部、定子环部、线圈部和线槽座,线圈部、线槽座、定子齿部结合成一个体,每一个体的定子齿部的齿根尾端应对应定子环部的嵌镶槽而成形并互为嵌镶结合,组合后整体定子部并能确保同心度的准确性和机械结构的强度并形成一高运转效率、低转子榫转扭矩的电动机或发电机的定子部。

Description

组合式的定子结构

技术领域

本实用新型涉及一种组合式的定子结构，尤其是指一种由定子环部、定子齿部和绝缘线槽座所构成的结构。它以将电动机或发电机的线圈、线槽座单独脱离定子部，其线圈缠绕及压曲折成形的工程可使用较低价格的机械设备制造，并还能维持一种具有高运转效率、低榫转扭矩(CoggingTorgue)和高机械结构强度的电动机或发电机，电动机或发电机因提供动力或电力的来源，其发电或运转效率的要求以及制造技术的经济效益皆不可忽视，本实用新型以降低生产成本以及原物料高度使用为目标，且能确保组合后整体定子部的同心度及真圆度的准确性以及运转工作效率的提高。

背景技术

要制造一个高运转效率的定子部，其制造瓶颈大多发生在线圈绕线的问题上，因为要有高的运转效率，必须要有相对的电装载及磁装载，其中电装载所涉及的问题为定子线圈线径的粗细和匝数，要有高的运转效率就要有较高的电装载也就是有一较高的电流流通于线圈，要有较高的电流也必须要有较粗线径的线圈，同时较粗线径的铜线可以降低线圈的线阻而减少电力消耗于线圈之中(W＝I²R)，其中W是功率消耗、I是马达运转电流、R是线圈铜线阻抗，以上所述，因此必须提高线槽线圈的占积率，以供较粗线径的线圈缠绕于线槽座，提高线圈占积率的最好办法为采用直列排线的整齐绕线，但如图12及图12A所示，公知内、外定子结构71是具有数支齿端面311呈弧状面的定子齿部31，定子齿部31具有齿根端312，线圈部51缠绕于线槽座，但其定子线槽的槽口711须留大于线径2倍以上的绕线信道供CNC(计算机数控)操控的绕线机械的绕线导针进出定子齿部槽口711而完成直列排线的整齐绕线，线槽口须预留线径2倍以上的绕线导针信道，因而必须减少线槽的绕线空间，也就是直列排线的线槽占积率大约只能提高到50％，欲改善此现象因此有一新的制造工程方法，即从定子部的铁心构造下手将各线槽的中心位置向外切割，并使切割部位存有可弯曲的连结构造，使定子部一字排开形成各线槽口门户大开以供高占积率的直列排线，但上述的方法因线槽的齿端比齿根端还要宽，因此绝缘线槽座和线圈不可能预先在外面绕线完成后再套穿入定子齿根端，而是须将一字排开的线槽齿根端完成绝缘工程，再以三根导针进行有CNC装置的导针水平同步绕线进行线圈的缠绕工程，以达到定子部组合后更高的线圈占积率大约为80％；以上所述的二种直列排线的缠绕工程有一共同的现象，皆必须使用有CNC装置的导针绕线机械，线圈导线并经由绕线导针内孔穿出而由CNC机械引导缠绕，结果此一绕线机械的制造工程，造成了下列所述的问题：

1.因是高精密度CNC操控，因此绕线夹具的精度及制造成本将提高。

2.因高精密度CNC操控困难度高，因此操作人员的素质必须提高，并因而造成不易培养以及薪水成本的提高。

3.绕线线径的粗细将影响CNC机械绕线扭力的大小，因此大的绕线扭力将使导针孔壁的机械结构强度发生问题，导致机械设备对于太粗线径的绕线工程产生困难。

4.机械操控绕线导针的绕线速度太慢(60～800rpm)将造成生产效率太低。

5.因CNC精密绕线机械其设备投资成本非常高(1台绕线机械约日币600万～1000万圆)，因此间接反应到马达的制造成本将提高。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种由定子环部、数支齿端面呈弧状面的定子齿部及数个绝缘线槽座所组成的组合式定子结构，它具有能确保组合后整体定子部的同心度及真园度的准确性，提高运转效率并降低了制造成本，从而解决了现有技术所存在的问题。

本实用新型所采用的技术方案在于它包含有：

定子环部，它以导磁硅钢片为材质井以冲压叠积成型，定子环部一环端依定子齿数划分为数个等距圆周角度并向另一环端方向凹陷数个嵌镶槽，这些嵌镶槽的内槽宽度必须大于嵌镶槽的槽口宽度；

数支齿端面呈弧状面的定子齿部，它以导磁硅钢片为材质并以冲压叠积成型，其齿根端的末端向外延伸一齿根尾端，该齿根尾端的里端宽度必须小于齿根尾端的外端宽度，并和定子环部的嵌镶槽相对应成型，两者并互为嵌镶结合，齿根尾端的外端最大宽度不得大于齿根端的宽度；

数个绝缘线槽座，其纵向垂直柱端提供穿套或缠绕线圈部于该端，垂直柱端的内中空端提供一和定子齿部的齿根端互为对应契合，并可供定子齿根端穿套的线槽座中空端。

本实用新型的特点在于：

本实用新型组合式的定子结构不但保有提高运转或发电的效率和降低转子榫转扭矩的性能，并兼顾线圈能以较简单及高效率的绕线及压曲折成形的工法制造，并令硅钢片能用高密度的排列冲压成形，使材料资源高度的有效应用；

本实用新型将传统电动机或发电机的定子部的每一定子齿根端依相邻定子齿部的等角度脱离之，脱离后的齿根尾端的宽度最大不能大于齿根端，也必须在齿根尾端和定子环部的一环端营造对应并可互为镶嵌的结合端，定子部的绝缘线槽座也预先成形于外并可以转轴式绕线机械设备进行高生产效率的绕线及压曲折成形的制造工程，以期大幅度减少前述CNC导针绕线机械昂贵的设备投资，更进一步绕线机械也能以多轴多连绕线的方式进行缠绕线圈，绕线生产效率也可大幅度的向上提高；

本实用新型当电动机或发电机欲应用于低电压大电流的工作环境，此时发电或运转效率如欲提高，则必然须要使用较粗线径的线圈，以期降低线圈的铜线阻抗进而减少电力损耗于线圈之中，但较粗线径的线圈如直接缠绕于槽座时，必然因绕线机械的绕线扭力而使塑料原料成型的线槽座产生变形量，进而影响线槽座整体组合后的机械性精准度，经由本实用新型的提供，其中线圈可经个别缠绕(如转轴卷绕机)及压曲折成形(如弹簧成形制造机)，再和线槽座、定子齿部穿套结合成一个体，另当电动机或发电机应用于高电压低电流的工作环境，线圈部因可使用较细线径的线圈，而且绕线机械的绕线扭力不致使塑料原料成型的线槽座产生变形量，因此可将线圈直接缠绕于线槽座；上述的线圈、线槽座和定子齿部穿套结合成一个体，其中每一个体定子齿部的齿根尾端并应对定子环部的嵌镶槽成型并互为嵌镶结合，组合后整体定子部并能确保机械结构的强度并形成一高运转或高发电效率和转子低榫转扭矩的定子部；

本实用新型更进一步因定子齿部是各自分离，故其齿面端的左、右边和各个相邻者可以缩小间距，定子齿部整体组合后也即减少了线槽槽口的宽度，较小的槽口宽度经对应运转中的转子磁铁时将可降低转子的榫顿扭转矩(Cogging Torgue)。

附图说明

图1和图1A～1C为本实用新型第二实施例内、外定子部组合示意图；

图2和图2A～2F为转轴式线圈绕线制造和组合示意图；

图3和图3A～3E为转轴式线槽座线圈绕线制造示意图；

图4和图4A～4E本实用新型第一实施例内、外定子环部和定子齿部示意图；

图5和图5A为本实用新型第一实施例内、外定子部的结构剖面图；

图6和图6A～6I为本实用新型第二实施例内、外定子环部和定子齿部示意图；

图7和图7A为本实用新型第二实施例内、外定子部的结构剖面图；

图8和图8A～8I为本实用新型第三实施例内、外定子环部和定子齿部示意图；

图9和图9A为本实用新型第三实施例内、外定子部的结构剖面图；

图10为冲压模具的定子齿部排列示意图；

图11为冲压模具的定子环部排列示意图；

图12和图12A为公知内、外定子部的结构剖面图。

具体实施方式

现在结合上述各附图来进一步说明本实用新型的较佳具体实施例。请参阅图1至图11所示，本实用新型组合式的定子结构10，包含有：

定子环部21，它以导磁硅钢片为材质并以冲压叠积成型，定子环部21的一环端依定子齿数划分为数个等距圆周角度并向另一环端方向凹陷数个嵌镶槽213，这些嵌镶槽213的内槽214宽度必须大于嵌镶槽的槽口215宽度；

数支齿端面呈弧状面的定子齿部31，是以导磁硅钢片为材质并以冲压叠积成形，其齿根端312的末端向外延伸一齿根尾端313，该齿根尾端313的里端314宽度必须小于齿根尾端的外端315宽度，并和定子环部21的嵌镶槽213相对应成型，两者并互为嵌镶结合，齿根尾端313的外端315最大宽度不得大于齿根端312的宽度；

数个绝缘线槽座41，其纵向垂直柱端411提供穿套或缠绕线圈部51于该端，如图2和图5所示，该线圈部51由线圈导线511构成，两端分别形成一线圈线头512及一线圈线尾513，垂直柱端411的内中空端413提供一和定子齿部31的齿根端312互为对应契合，并可供定子齿根端312穿套的线槽座中空端413；如图2、图2A～F所示，揭示有转轴绕线夹具61及绕线导引夹具611；

定子环部21与线圈部51之间设有绝缘片412。绝缘线槽座41上、下端面设有导引孔416并供导引座417栽植于其中并凸出。

其中定子是指电动机或发电机的外定子，定子环部21是指外定子环部，其内环端211依定子齿数划分为数个等距圆周角度并向外环端212方向凹陷数个嵌镶槽213，其中外环端形状可为真圆环形、非真圆环形、四边形或多边形，内环端形状可为圆环形或多边形；

其中定子是指电动机或发电机的内定子，定子环部21是指内定子环部，其外环端212依定子齿数划分为数个等距圆周角度并向内环端211方向凹陷数个嵌镶槽213，其中外环端形状可为圆环形或多边形；

其中定子环部21可分解成数个单位个体216，如图6所示，每一单位个体216的左、右两端皆和相邻单位个体216的左、右两端以凹状嵌镶端219、凸状嵌镶端220对应成形，其中凹陷嵌镶端219的内槽宽度必须大于槽口的宽度，并令相邻单位个体216的凸状嵌镶端220对应成形的和其嵌镶接合221后不可横向平移分离；

其中定子环部21可分解成数个单位个体216，每一单位个体216的左、右两端皆和相邻单位个体216的左、右两端以凹状镶接端217、凸状镶接端218对应成形，其中凹状镶接端217的内槽宽度等于或小于槽口的宽度，如图8所示，并令相邻单位个体216的凸状镶接端218对应成形的和其嵌镶接合222后可以横向平移分离；

其中绝缘线槽座41以T型状成形，线圈部51预先以缠绕及压曲折方式成形后再穿套于T型线槽座414的纵向垂直柱端411；

其中绝缘线槽座41以I型状成形，线圈部51是用直列或非直列方式缠绕I型线槽座415的纵向垂直柱端411，如图3和图3A-图3E所示；

其中线圈部51是指电动机的激磁线圈；

其中线圈部51是指发电机的发电感应线圈。

但以上所述的仅为本实用新型的较佳可行实施例，非因此即拘限本实用新型权利要求书的范围，故举凡运用本实用新型说明书及附图内容做的等效结构变化，均同理皆包含于本实用新型权利要求书保护的范围。

Claims (9)

1.一种组合式的定子结构，其特征在于它包含有：

定子环部，它以导磁硅钢片为材质井以冲压叠积成型，定子环部的一环端依定子齿数划分为数个等距圆周角度并向另一环端方向凹陷数个嵌镶槽，这些嵌镶槽的内槽宽度必须大于嵌镶槽的槽口宽度；

数支齿端面呈弧状面的定子齿部，它以导磁硅钢片为材质并以冲压叠积成型，其齿根端的末端向外延伸一齿根尾端，该齿根尾端的里端宽度必须小于齿根尾端的外端宽度，并和定子环部的嵌镶槽相对应成型，两者并互为嵌镶结合，齿根尾端的外端最大宽度不得大于齿根端的宽度；

数个绝缘线槽座，其纵向垂直柱端提供穿套或缠绕线圈部于该端，垂直柱端的内中空端提供一和定子齿部的齿根端互为对应契合，并可供定子齿根端穿套的线槽座中空端。

2.根据权利要求1所述的组合式的定子结构，其特征在于所述的定子，它指电动机或发电机的外定子，定子环部是指外定子环部，其内环端依定子齿数划分为数个等距圆周角度并向外环端方向凹陷数个嵌镶槽，其中外环端形状可为真圆环形、非真圆环形、四边形或多边形，内环端形状可为圆环形或多边形。

3.根据权利要求1所述的组合式的定子结构，其特征在于所述的定子，它是指电动机或发电机的内定子，定子环部是指内定子环部，其外环端依定子齿数划分为数个等距圆周角度并向内环端方向凹陷数个嵌镶槽，其中外环端形状可为圆环形、多边形。

4.根据权利要求1所述的组合式的定子结构，其特征在于所述的定子环部，它可分解成数个单位个体，每一单位个体的左、右两端皆和相邻单位个体的左、右两端以凹、凸状嵌镶端对应成形，其中凹状嵌镶端的内槽宽度必须大于槽口的宽度，并令相邻单位个体的凸状嵌镶端对应成形的和其嵌镶接合后不可横向平移分离。

5.根据权利要求1所述的组合式的定子结构，其特征在于所述的定子环部，它可分解成数个单位个体，每一单位个体的左、右两端皆和相邻单位个体的左、右两端以凹、凸状镶接端对应成形，其中凹状镶接端的内槽宽度等于或小于槽口的宽度，并令相邻单位个体的凸状镶接端对应成形的和其嵌镶接合后可以横向平移分离。

6.根据权利要求1所述的组合式的定子结构，其特征在于所述的绝缘线槽座，它以T型状成形，线圈部预先以缠绕或压曲折方式成形后再穿套于T型绝缘线槽座的纵向垂直柱端。

7.根据权利要求1所述的组合式的定子结构，其特征在于所述的组缘线槽座，它以I型状成形，线圈部是用直列或非直列方式缠绕I型绝缘线槽座的纵向垂直柱端。

8.根据权利要求1所述的组合式的定子结构，其特征在于所述的线圈部，它是指电动机激磁线圈。

9.根据权利要求1所述的组合式的定子结构，其特征在于所述的线圈部，它是指发电机的发电感应线圈。

Images