定子和具有其的電機的製作方法
2023-09-23 02:29:10 1
本發明涉及電機技術領域，具體而言，涉及一種定子和具有所述定子的電機。
背景技術：
相關技術中的電機，其定子的軛部、齒部和齒靴的衝片為一體衝裁而成，因此軛部、齒部和齒靴在定子軸向上的尺寸是一致的，對於單位表面積磁場較弱或轉動頻率較低的轉子而言，為節省定子材料同時提高其性能，需要軛部和齒部的尺寸較薄而齒靴的面積較大，但受定子內圓半徑的影響，通過增加齒靴寬度來提高齒靴面積的作用有限，而如果在定子軸向上擴展齒靴，又會加長軛部和齒部的軸向尺寸，從而增加鐵芯和繞組的材耗，導致成本增加。
技術實現要素：
本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的上述技術問題之一。為此，本發明提出一種定子，該定子的各部分的軸向尺寸能夠獨立設置，從而利於調節電機性能，且成本較低。
本發明還提出一種具有所述定子的電機。
為實現上述目的，根據本發明的第一方面的實施例提出一種定子，所述定子包括：軛部，所述軛部由多個軛部衝片疊壓而成；主齒部，所述主齒部由多個齒部衝片疊壓而成，所述主齒部卡裝在所述軛部上且所述齒部衝片與所述軛部衝片垂直設置，所述主齒部上設有沿所述齒部衝片的疊壓方向貫通所述主齒部的閉口槽；齒靴部，所述齒靴部由多個齒靴衝片疊壓而成且所述齒靴衝片與所述齒部衝片垂直設置，所述齒靴部上通過設置開口方向與所述齒部衝片的疊壓方向平行的開口槽以構造有卡舌，所述卡舌卡裝在所述閉口槽內；繞組，所述繞組繞制在所述主齒部上。
根據本發明實施例的定子的各部分的軸向尺寸能夠獨立設置，從而利於調節電機性能，且成本較低。
另外，根據本發明實施例的定子還可以具有如下附加的技術特徵：
根據本發明的一個實施例，所述主齒部的在所述軛部的徑向上朝向內側的一端設有沿所述軛部的軸向延伸且至少一端凸出所述主齒部的伸長部，所述閉口槽設在所述伸長部上。
根據本發明的一個實施例，所述主齒部上設有卡槽，所述軛部卡裝在所述卡槽內。
根據本發明的一個實施例，所述軛部上設有用於在所述軛部的周向上對所述主齒部進行限位的限位槽，所述主齒部卡裝在所述限位槽內。
根據本發明的一個實施例，所述齒靴部的在所述軛部的徑向上朝向內側的表面為平面或弧面。
根據本發明的一個實施例，所述齒靴部的在所述軛部的徑向上朝向內側的表面由平面和弧面組合而成。
根據本發明的一個實施例，所述齒靴部的在所述軛部的徑向上朝向內側的表面由非同心的多個圓弧形面組合而成。
根據本發明的一個實施例，所述齒靴部沿所述軛部的軸向分為側邊在所述軛部的周向上依次錯開設置的多段。
根據本發明的一個實施例，所述軛部沿其周向分為多個節段，多個相鄰所述節段的交接處中的一處扣裝連接且其餘處一體連接。
根據本發明的一個實施例，所述軛部包括沿其周向排列的多個拼接單元，多個相鄰所述拼接單元的交接處分別扣裝連接。
根據本發明的一個實施例，所述主齒部上套設有絕緣套，所述絕緣套的兩端分別設有分隔板，所述繞組繞制在所述絕緣套上。
根據本發明的一個實施例，所述軛部與所述主齒部的交接處和所述主齒部與所述齒靴部的交接處中的至少一處設有絕緣分隔層。
根據本發明的一個實施例，所述軛部與所述主齒部的交接處和所述主齒部與所述齒靴部的交接處中的至少一處包覆有絕緣注塑層。
根據本發明的一個實施例，所述閉口槽和所述齒靴部分別分割為間隔開的多段，多段所述齒靴部分別卡裝在多段所述閉口槽內。
根據本發明的第二方面的實施例提出一種電機，所述電機包括根據本發明的第一方面的實施例所述的定子。
根據本發明實施例的電機，通過利用根據本發明的第一方面的實施例所述的定子，具有性能優異、成本低等優點。
附圖說明
圖1是根據本發明實施例的電機的結構示意圖。
圖2是根據本發明實施例的定子的主齒部和齒靴部的結構示意圖。
圖3是根據本發明實施例的定子的主齒部的結構示意圖。
圖4是根據本發明實施例的定子的齒靴部的結構示意圖。
圖5是根據本發明另一個實施例的定子的齒靴部的結構示意圖。
圖6是根據本發明再一個實施例的定子的齒靴部的結構示意圖。
圖7是根據本發明又一個實施例的定子的齒靴部的結構示意圖。
圖8是根據本發明實施例的定子的軛部的結構示意圖。
圖9是根據本發明另一個實施例的定子的軛部的結構示意圖。
圖10是根據本發明再一個實施例的定子的軛部的結構示意圖。
附圖標記：
電機1、
定子10、轉子20、
軛部100、限位槽110、節段120、拼接單元130、
主齒部200、伸長部210、閉口槽310、卡槽220、
齒靴部300、開口槽211、卡舌212、段320、
繞組400、
絕緣套500、分隔板510。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
下面參考附圖描述根據本發明實施例的電機1。
如圖1所示，根據本發明實施例的電機1包括定子10和轉子20，轉子20可旋轉地配合在定子10內，其中，轉子20可以永磁體磁環轉子。
首先參考附圖描述根據本發明實施例的定子10。
如圖1-圖10所示，根據本發明實施例的定子10包括軛部100、主齒部200、齒靴部300和繞組400。
軛部100由多個軛部衝片疊壓而成。主齒部200由多個齒部衝片疊壓而成，主齒部200卡裝在軛部100上，且所述齒部衝片與所述軛部衝片垂直設置，即齒部衝片沿軛部100的周向疊壓。主齒部200上設有沿所述齒部衝片的疊壓方向貫通主齒部200的閉口槽310。齒靴部300由多個齒靴衝片疊壓而成，且所述齒靴衝片與所述齒部衝片垂直設置，即齒靴衝片沿軛部100的軸向疊壓。齒靴部300上通過設置開口方向與所述齒部衝片的疊壓方向平行的開口槽211以構造有卡舌212，具體地，開口槽211沿軛部100的軸向貫通齒靴部300且開口朝向齒部衝片疊壓方向上的一個方向，開口槽211的鄰近軛部100的側壁構成卡舌212，卡舌212卡裝在閉口槽310內。繞組400繞制在主齒部200上。換言之，軛部100、主齒部200和齒靴部300在卡裝前分別為獨立的模塊。
這裡需要理解地是，主齒部200可以為多個且沿軛部100的周向間隔設置，其中，每個主齒部200的朝向軛部100內側的一端均設有齒靴部300，且每個主齒部200上均繞制有繞組400，為了便於描述，本文只針對一個齒靴部300及其與軛部100、齒靴部300等的連接結構進行描述。
根據本發明實施例的定子10，其定子鐵芯通過由軛部100、主齒部200和齒靴部300三個獨立的模塊卡裝而成，從而可以使軛部100、主齒部200和齒靴部300在定子10軸向上的尺寸參數相互獨立，在保證成本的情況下調節電機1的性能。通過在主齒部200上設置閉口槽310且在齒靴部300上述設置開口槽211，能夠方便齒靴部300與主齒部200的安裝，且連接緊密，結構簡單。
舉例而言，對於轉子磁場單位磁性能較弱或轉速較低的電機，可以將齒靴部300的軸向厚度設置成大於軛部100的軸向厚度和主齒部200的軸向厚度，即單獨擴展齒靴部300的軸向尺寸，這樣可以擴大齒靴部300的表面積，再配合轉子20的軸向長度的加長，從而達到聚磁來提高轉子20總體磁性能的目的，進而又降低了繞組400的長度，以降低電阻，利於改善電機1的能效，並且可以配合低磁密的轉子20，以降低轉子20的成本。
根據本發明實施例的電機1，通過利用根據本發明上述實施例的定子10，具有性能優異、成本低等優點。
下面參考附圖描述根據本發明具體實施例的定子10。
如圖1-圖10所示，根據本發明實施例的定子10包括軛部100、主齒部200、齒靴部300和繞組400。
在本發明的一些具體實施例中，如圖1-圖3所示，主齒部200的在軛部100的徑向上朝向內側的一端，即主齒部200的朝向轉子20的一端，設有沿軛部100的軸向延伸且至少一端凸出主齒部200的伸長部210，閉口槽310設在伸長部210上，閉口槽310在軛部100的軸向上的長度可以略小於伸長部210的在軛部100的軸向上的長度。伸長部210擴展了主齒部200在軛部100的軸向上的長度，在機械強度允許的情況下，伸長部210的軸向尺寸越大則齒靴部300的軸向尺寸也可以越大，配合轉子20軸向長度的增加，更有利於聚磁，提高電磁性能。
其中，附圖中示出了伸長部210兩端均凸出主齒部200的示例，對於電機一端安裝位置有限制或需要提供較大的軸向電磁力的情況，可以採用一端凸出的伸長部210。
本領域的技術人員可以理解地是，主齒部200上的閉口槽310也可以為開口槽，從而方便卡裝。主齒部200上的閉口槽310還可以沿軛部100的軸向分為多段，相應的齒靴部300也分別沿軛部100的軸向分為多段，多段齒靴部300分別卡裝在多段閉口槽310內，這樣可以提高主齒部200的的機械強度，改善力學性能。
在本發明的一些具體示例中，如圖2和圖3所示，主齒部200上設有卡槽220，軛部100卡裝在卡槽220內，從而實現主齒部200與軛部100的卡裝且操作方便。
有利地，如圖6所示，軛部100上設有用於在軛部100的周向上對主齒部200進行限位的限位槽110，限位槽110可以設在軛部100的內周面或外周面上，主齒部200卡裝在限位槽110內，防止主齒部200在軛部100上滑動。
在本發明的一些具體實施例中，齒靴部300的在軛部100的徑向上朝向內側的表面，換言之，齒靴部300的朝向定子定子10的中心的表面，即齒靴部300的朝向轉子20的表面，可以平面或弧面，也可以由平面和弧面組合而成，圖4示出了齒靴部300的朝向轉子20的表面為弧面的示例，由此可以調節與轉子20之間的氣隙，從而提高聚磁效果。
可選地，齒靴部300的朝向轉子20的表面還可以由非同心的多個圓弧形面組合而成，以利於調整氣隙中的各次諧波含量以優化電機1的噪聲振動。
在本發明的一些具體實施例中，如圖5所示，齒靴部300可以構造成斜齒結構以降低齒槽轉矩，具體地，齒靴部300沿軛部100的軸向分為多段320，多段320的側邊在軛部100的周向上依次錯開設置。
舉例而言，如圖6所示，多段320的一側邊沿軛部100的軸向依次縮短，而多段320的另一側邊沿軛部100的軸向依次加長，軛部100周向上所有齒靴部300上的多段320的排列規律一致，即所有齒靴部300在軛部100的周向上向同一方向傾斜，從而構成成斜齒結構。
再例如，如圖7所示，通過將齒靴部300的多段320正反安裝在伸長部210上，即每段320的形狀相同，通過選取多段320中的一個或幾個，沿軛部100的周向上翻轉後安裝在伸長部210上，從而在整體上構成斜齒結構。
在本發明的一些具體示例中，如圖6所示，軛部100沿其周向分為多個節段120，多個相鄰節段120的交接處中的一處扣裝連接且其餘處一體連接，即多個節段120之間具有多個交接處，這些交接處中的一處為扣裝連接，而這些交接處中的其餘處為一體連接。
具體地，軛部衝片經過衝裁後為條形並進行疊壓，形成條形的軛部100，通過例如夾具等工裝的擠壓力，相鄰節段120彼此合攏以將該條形的軛部100折彎，調整為環形結構，條形的軛部100的兩端扣裝，例如利用條形的軛部100兩端的凹凸部扣裝，並且扣裝處的外側焊接，以固定軛部100的形狀，然後將繞制有繞組400且安裝有齒靴部300的主齒部200卡裝在環形的軛部100上。由此軛部100快速成型，工序簡潔，且繞線方便，此外條形的軛部衝片有利於節省材料、降低成本。
在本發明的另一些具體示例中，如圖7和圖8所示，軛部100包括沿其周向排列的多個拼接單元130，多個相鄰拼接單元130的交接處分別扣裝連接，即多個拼接單元130之間具有多個交接處均為扣裝連接。
具體地，軛部衝片經過衝裁後進行疊壓，形成多個拼接單元130，裝配時，先將多個拼接單元130扣裝成條形結構，即多個拼接單元130中的兩個先不扣裝，該兩個不扣裝的拼接單元130位於條形結構的兩端，此時，由於相鄰的拼接單元130可進行相對轉動，通過這種轉動將由多個拼接單元130拼接成的條形結構折彎成環形，並將該條形結構兩端的拼接單元130進行扣裝，形成環形的軛部100。軛部100成型後，多個拼接單元130之間在軛部100的周向上互鎖，形成結構穩定的環狀，然後將繞制有繞組400且安裝有齒靴部300的主齒部200卡裝在環形的軛部100上。由此軛部100快速成型，工序簡潔，且繞線方便，利於節省材料、降低成本。
這裡可以理解地是，相鄰拼接單元130可以通過梯形卡扣進行扣裝(如圖8所示)。相鄰拼接單元130也可以通過拐角處的優弧形卡扣進行扣裝(如圖7所示)，由此無需使用壓機來操作，避免了軛部100的變形。
在本發明的一些具體實施例中，如圖1和圖2所示，主齒部200上套設有絕緣套500，絕緣套500的兩端分別設有分隔板510，兩個分隔板510分別抵在軛部100和齒靴部300上，繞組400繞制在絕緣套500上且位於兩個分隔板510之間，絕緣套500及其上的分隔板510不僅可以起到分隔絕緣的作用，而且可以提高軛部100、主齒部200和齒靴部300的相對位置的穩定性。
在本發明的一些具體實施例中，軛部100與主齒部200的交接處和主齒部200與齒靴部300的交接處中的至少一處設有絕緣分隔層，即絕緣分隔層分隔軛部100與主齒部200和/或主齒部200與齒靴部300，該絕緣層可以為墊入的絕緣膜、噴塗的絕緣漆、塗裝的膠水等有絕緣作用的介質。由此可以減緩或阻斷電機1運行時交變磁場形成的電渦流的傳導，降低電機1運行時的鐵耗，提高定子10的交變頻率，從而適用於高頻率場合。
在本發明的另一些具體示例中，軛部100與主齒部200的交接處和主齒部200與齒靴部300的交接處中的至少一處包覆有絕緣注塑層，優選地，絕緣注塑層可以包覆由軛部100、主齒部200和齒靴部300組成的整個定子鐵芯，由此可以提高定子10的機械強度，有利於改善電機1的噪音和振動性能。
這裡可以理解的是，如採用絕緣注塑層包覆整個定子鐵芯，則可不必設置絕緣套500。
根據本發明實施例的電機1的其他構成以及操作對於本領域普通技術人員而言都是已知的，這裡不再詳細描述。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例進行接合和組合。
儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。