TWM619679U - 電機裝置及定子結構 - Google Patents

Abstract

一種電機裝置包含一轉子以及一定子。其中定子的結構包含一定子軛部以及一定子齒部。定子軛部包含複數個軛塊。各軛塊由複數個無取向矽鋼片堆疊而成。複數個軛塊相互連接成環形。定子齒部由複數個取向矽鋼片堆疊而成。定子齒部包含複數個定子齒以及複數個定子槽，其中複數個定子齒與複數個定子槽間隔排列成環形。定子軛部連接於定子齒部且遮蓋複數個定子槽。

Description

電機裝置及定子結構

本創作關於一種電機裝置及一種定子結構，尤指一種可有效提升性能之電機裝置及定子結構。

定子與轉子是電機中的重要元件。電機係將電流輸入定子的線圈以產生磁場來驅動轉子轉動。一般而言，定子與轉子係由矽鋼材料製成。根據材料特性，矽鋼材料分爲取向矽鋼和無取向矽鋼。取向矽鋼晶粒是有序排列，磁性具有各向異性，軋製方向導磁性能好，鐵磁損耗小，偏離軋製方向後性能下降很大。無取向矽鋼晶粒是無序排列，磁性具有各向同性，導磁性能各方向基本一致。目前，電機大都採用無取向矽鋼材料，由於無取向矽鋼材料的飽和磁密相對較低，鐵損相對較大，限制了電機的輸出能力及效率的提升。

請參閱第1圖，第1圖為先前技術以矽鋼板材1沖壓出定子2與轉子3的示意圖。如第1圖所示，為了節省材料，先前技術係以矽鋼板材1沖壓出定子2與轉子3。沖壓帶來的缺點主要有兩方面。第一，用於電機的定子2與轉子3對矽鋼材料的強度、導磁性能等要求不一樣，但定子2與轉子3又必須採用相同的矽鋼材料進行沖壓，使得電機的輸出能力和效率受到了較大的限制。第二，沖壓下的定子2外徑較大，造成邊角材料的浪費。此外，定子2的軛部與齒部為一體的結構，只能使用無取向矽鋼材料，且定子2的齒部爲開口槽或半閉口槽，存在齒槽效應，導致轉矩脈動和噪音問題。

本創作提供一種可有效提升性能之電機裝置及定子結構，以解決上述問題。

根據一實施例，本創作之定子結構包含一定子軛部以及一定子齒部。定子軛部包含複數個軛塊。各軛塊由複數個無取向矽鋼片堆疊而成。複數個軛塊相互連接成環形。定子齒部由複數個取向矽鋼片堆疊而成。定子齒部包含複數個定子齒以及複數個定子槽，其中複數個定子齒與複數個定子槽間隔排列成環形。定子軛部連接於定子齒部且遮蓋複數個定子槽。

根據一實施例，本創作之電機裝置包含一轉子以及上述定子結構。

綜上所述，本創作的定子結構採用取向矽鋼片和無取向矽鋼片的拼接形成。定子軛部採用無取向矽鋼片，由多個軛塊組成。定子齒部採用取向矽鋼片，取向矽鋼片可由取向矽鋼板材沖壓形成長條形，堆疊後再繞製成環形，磁力線為定子結構之徑向方向，提升了電機的導磁性能，降低了電機損耗。此外，定子軛部遮蓋定子槽，使得定子槽為閉口槽形式，無齒槽效應，降低了轉矩脈動和噪音。再者，定子齒部和定子軛部分開，製造方法簡單，便於自動化生産。

關於本創作之優點與精神可以藉由以下的創作詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱第2圖至第5圖，第2圖為根據本創作一實施例之定子結構4的示意圖，第3圖為第2圖中的軛塊400的示意圖，第4圖為複數個取向矽鋼片420堆疊後的示意圖，第5圖為第4圖中的取向矽鋼片420繞製成第2圖中的定子齒部42的示意圖。

如第2圖所示，定子結構4包含一定子軛部40以及一定子齒部42。定子軛部40包含複數個軛塊400。如第3圖所示，各軛塊400由複數個無取向矽鋼片402堆疊而成。在無取向矽鋼片402堆疊後，可採用扣點、點膠、焊接等方式進行固定。在本實施例中，無取向矽鋼片402可由無取向矽鋼板材沖壓形成。複數個軛塊400相互連接成環形，以形成定子軛部40。在本實施例中，各無取向矽鋼片402之二側具有一第一卡合部404以及一第一卡槽406。因此，在複數個無取向矽鋼片402堆疊成軛塊400後，各軛塊400之二側即具有第一卡合部404以及第一卡槽406。複數個軛塊400可藉由第一卡合部404與第一卡槽406卡合而相互連接成環形。在實際應用中，相鄰的兩個軛塊400之間連接的橫截面可呈直線、曲線或不規則線段形式，不以圖中所繪示的實施例為限。

如第4圖與第5圖所示，定子齒部42由複數個取向矽鋼片420堆疊而成。在本實施例中，取向矽鋼片420可由取向矽鋼板材沖壓形成長條形，如第4圖所示。接著，將複數個取向矽鋼片420堆疊後再繞製成環形，且將複數個取向矽鋼片420之頭尾相接，以形成定子齒部42，如第5圖所示。在取向矽鋼片420堆疊後，可採用扣點、點膠、焊接等方式進行固定。在實際應用中，取向矽鋼片420之頭尾相接處可採用焊接、黏接、卡合等形式進行固定。定子齒部42包含複數個定子齒422以及複數個定子槽424，其中複數個定子齒422與複數個定子槽424間隔排列成環形。在實際應用中，線圈即是纏繞於定子齒422上，且容置於定子槽424中。本創作的定子齒部42最薄處位於定子槽424底面，便於取向矽鋼片420繞製成環形的過程中，變形集中在此部位，使得變形對電機性能的影響降為最小。在實際應用中，定子槽424底面的橫截面（徑向向內的截面）可為直線、曲線或不規則線段。

在形成定子軛部40與定子齒部42後，本創作即可將定子軛部40連接於定子齒部42，以形成定子結構4，如第2圖所示。當定子軛部40連接於定子齒部42時，定子軛部40會遮蓋定子齒部42之複數個定子槽424，使得定子槽424為閉口槽形式。在實際應用中，定子軛部40與定子齒部42的連接可採用卡合、黏接、過盈配合等形式。此外，定子齒部42之軋製方向（如第2圖所示之箭頭A方向）可為定子結構4之徑向方向，使得得到定子齒部42之磁力線方向為定子結構4之徑向方向，進而提升了電機的導磁性能，且降低了電機損耗。

在本實施例中，各軛塊400可具有複數個弧形槽408，如第3圖所示。當定子軛部40連接於定子齒部42時，複數個弧形槽408即會分別與複數個定子槽424對應接合，如第2圖所示。因此，定子軛部40與定子齒部42之定子槽424之接合面可為曲線。在實際應用中，可在弧形槽408通冷卻介質，以對電機進行散熱，進而提升電機的散熱能力。在另一實施例中，各軛塊400亦可不具有弧形槽408。此時，定子軛部40與定子齒部42之定子槽424之接合面可為直線。

請參閱第6圖至第11圖，第6圖為根據本創作另一實施例之定子結構4'的示意圖，第7圖為第6圖中的軛塊400的示意圖，第8圖為第6圖中的定子齒部42的示意圖，第9圖為無壓塊的取向矽鋼片420a的示意圖，第10圖為有壓塊428的取向矽鋼片420b的示意圖，第11圖為壓塊428將絕緣紙44與線圈46限位於定子槽424中的示意圖。

定子結構4'與上述的定子結構4的主要不同之處在於，定子結構4'之各定子齒422具有一第二卡合部426，且定子結構4'之各軛塊400具有複數個第二卡槽410，如第6圖至第8圖所示。在本實施例中，各軛塊400之複數個第二卡槽410可與各定子齒422之第二卡合部426卡合，使得定子軛部40連接於定子齒部42。換言之，定子軛部40與定子齒部42可藉由第二卡槽410與第二卡合部426的卡合而連接在一起。在本實施例中，各軛塊400不具有上述之弧形槽408。因此，定子軛部40與定子齒部42之定子槽424之接合面可為直線。

在本實施例中，各定子齒422可具有至少一壓塊428，如第8圖與第10圖所示。本創作可提供無壓塊的取向矽鋼片420a（如第9圖所示）以及有壓塊428的取向矽鋼片420b（如第10圖所示）。在本實施例中，取向矽鋼片420a、420b可分別由取向矽鋼板材沖壓形成長條形。接著，再將取向矽鋼片420a、420b按一定比例堆疊後再繞製成環形，且將取向矽鋼片420a、420b之頭尾相接，以形成定子齒部42。在取向矽鋼片420a、420b堆疊後，可採用扣點、點膠、焊接等方式進行固定。如第11圖所示，在將絕緣紙44與線圈46設置於定子槽424後，壓塊428可朝定子槽424彎折，以將絕緣紙44與線圈46限位於定子槽424中。

請參閱第12圖，第12圖為根據本創作另一實施例之定子齒部42'的示意圖。定子齒部42'與上述的定子齒部42的主要不同之處在於，定子齒部42'之各定子槽424之底部430為弧形，如第12圖所示。由於定子槽424之底部430為弧形，不僅可減小矽鋼片420繞製過程中的應力集中，還可減小定子齒部42'漏磁，減小電機損耗，提高電機效率。

請參閱第13圖，第13圖為根據本創作一實施例之定子結構之製造方法的流程圖。第13圖中的製造方法用以製造上述之定子結構。首先，執行步驟S10，提供複數個無取向矽鋼片以及複數個取向矽鋼片。接著，執行步驟S12，將複數個無取向矽鋼片堆疊成複數個軛塊，且將複數個軛塊相互連接成環形，以形成定子軛部。同時，執行步驟S14，將複數個取向矽鋼片堆疊後再繞製成環形，且將複數個取向矽鋼片之頭尾相接，以形成定子齒部。接著，執行步驟S16，將定子軛部連接於定子齒部，以形成定子結構。定子結構之詳細實施例係如上所述，在此不再贅述。

上述實施例所述的定子結構以及定子結構之製造方式可用於本創作之一電機裝置上，並與一轉子互相作用產生動力。

綜上所述，本創作的定子結構採用取向矽鋼片和無取向矽鋼片的拼接形成。定子軛部採用無取向矽鋼片，由多個軛塊組成。定子齒部採用取向矽鋼片，取向矽鋼片可由取向矽鋼板材沖壓形成長條形，堆疊後再繞製成環形，磁力線為定子結構之徑向方向，提升了電機的導磁性能，降低了電機損耗。此外，定子軛部遮蓋定子槽，使得定子槽為閉口槽形式，無齒槽效應，降低了轉矩脈動和噪音。再者，定子齒部和定子軛部分開，製造方法簡單，便於自動化生産。

以上所述僅為本創作之較佳實施例，凡依本創作申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本創作之涵蓋範圍。

1:矽鋼板材 2:定子 3:轉子 4,4':定子結構 40:定子軛部 42,42':定子齒部 44:絕緣紙 46:線圈 400:軛塊 402:無取向矽鋼片 404:第一卡合部 406:第一卡槽 408:弧形槽 410:第二卡槽 420,420a,420b:取向矽鋼片 422:定子齒 424:定子槽 426:第二卡合部 428:壓塊 430:底部 A:箭頭 S10,S12,S14:步驟

第1圖為先前技術以矽鋼板材沖壓出定子與轉子的示意圖。 第2圖為根據本創作一實施例之定子結構的示意圖。 第3圖為第2圖中的軛塊的示意圖。 第4圖為複數個取向矽鋼片堆疊後的示意圖。 第5圖為第4圖中的取向矽鋼片繞製成第2圖中的定子齒部的示意圖。 第6圖為根據本創作另一實施例之定子結構的示意圖。 第7圖為第6圖中的軛塊的示意圖。 第8圖為第6圖中的定子齒部的示意圖。 第9圖為無壓塊的取向矽鋼片的示意圖。 第10圖為有壓塊的取向矽鋼片的示意圖。 第11圖為壓塊將絕緣紙與線圈限位於定子槽中的示意圖。 第12圖為根據本創作另一實施例之定子齒部的示意圖。 第13圖為根據本創作一實施例之定子結構之製造方法的流程圖。

4:定子結構

40:定子軛部

42:定子齒部

400:軛塊

402:無取向矽鋼片

404:第一卡合部

406:第一卡槽

408:弧形槽

420:取向矽鋼片

422:定子齒

424:定子槽

A:箭頭

Claims (16)

1. 一種定子結構，包含： 一定子軛部，包含複數個軛塊，各該軛塊由複數個無取向矽鋼片堆疊而成，該複數個軛塊相互連接成環形；以及 一定子齒部，由複數個取向矽鋼片堆疊而成，該定子齒部包含複數個定子齒以及複數個定子槽，該複數個定子齒與該複數個定子槽間隔排列成環形，該定子軛部連接於該定子齒部且遮蓋該複數個定子槽。
2. 如請求項1所述之定子結構，其中該定子齒部之軋製方向為該定子結構之徑向方向。
3. 如請求項1所述之定子結構，其中各該軛塊之二側具有一第一卡合部以及一第一卡槽，該複數個軛塊藉由該第一卡合部與該第一卡槽卡合而相互連接成環形。
4. 如請求項1所述之定子結構，其中各該軛塊具有複數個弧形槽，該複數個弧形槽分別與該複數個定子槽對應。
5. 如請求項1所述之定子結構，其中各該定子齒具有一第二卡合部，各該軛塊具有複數個第二卡槽，各該軛塊之該複數個第二卡槽與各該定子齒之該第二卡合部卡合，使得該定子軛部連接於該定子齒部。
6. 如請求項1所述之定子結構，其中各該定子齒具有至少一壓塊，該至少一壓塊朝該定子槽彎折，以將一絕緣紙限位於該定子槽中。
7. 如請求項1所述之定子結構，其中該複數個取向矽鋼片為長條形，該複數個取向矽鋼片堆疊後再繞製成環形。
8. 如請求項1所述之定子結構，其中各該定子槽之底部為弧形。
9. 一種電機裝置，包含一轉子以及一定子，其中該定子的結構包含： 一定子軛部，包含複數個軛塊，各該軛塊由複數個無取向矽鋼片堆疊而成，該複數個軛塊相互連接成環形；以及 一定子齒部，由複數個取向矽鋼片堆疊而成，該定子齒部包含複數個定子齒以及複數個定子槽，該複數個定子齒與該複數個定子槽間隔排列成環形，該定子軛部連接於該定子齒部且遮蓋該複數個定子槽。
10. 如請求項9所述之電機裝置，其中該定子齒部之軋製方向為該定子結構之徑向方向。
11. 如請求項9所述之電機裝置，其中各該軛塊之二側具有一第一卡合部以及一第一卡槽，該複數個軛塊藉由該第一卡合部與該第一卡槽卡合而相互連接成環形。
12. 如請求項9所述之電機裝置，其中各該軛塊具有複數個弧形槽，該複數個弧形槽分別與該複數個定子槽對應。
13. 如請求項9所述之電機裝置，其中各該定子齒具有一第二卡合部，各該軛塊具有複數個第二卡槽，各該軛塊之該複數個第二卡槽與各該定子齒之該第二卡合部卡合，使得該定子軛部連接於該定子齒部。
14. 如請求項9所述之電機裝置，其中各該定子齒具有至少一壓塊，該至少一壓塊朝該定子槽彎折，以將一絕緣紙限位於該定子槽中。
15. 如請求項9所述之電機裝置，其中該複數個取向矽鋼片為長條形，該複數個取向矽鋼片堆疊後再繞製成環形。
16. 如請求項9所述之電機裝置，其中各該定子槽之底部為弧形。

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