定子鐵芯、定子總成及電機的製作方法
2023-05-30 22:27:13 4
本發明涉及電機
技術領域：
，尤其涉及一種定子鐵芯、定子總成及電機。
背景技術：
：電機定子是電機中的重要部件之一，主要由定子鐵芯和定子繞組組成，用於產生勵磁磁場。目前，小功率感應電機定子鐵芯的定子槽通常採用24槽設計，且定子外徑一般設計尺寸為112至115毫米左右，這種尺寸設計主要用於定頻電機。但是，配合三相定子繞組作為變頻調速電機使用時，其定子的尺寸設計並不匹配，工作時，定子軛部和定子齒部的磁密較大，導致定子磁路容易飽和，使電機在低頻運行時，勵磁電流增大，電機繞組損耗增加，電機效率降低，且間接導致驅動控制器功率模塊溫升居高不下，通常只能採用更高溫度等級的功率模塊和更大結構的散熱片來滿足控制器的控制和散熱要求，增加控制和散熱成本；並且，定子磁路容易飽和，還會使得電機在高頻調速時，力矩輸出不足，加速響應較慢。技術實現要素：本發明的主要目的在於提供一種定子鐵芯，旨在改善電機定子鐵芯的結構，減少電機定子磁路的磁飽和，提高電機輸出性能。為實現上述目的，本發明提出一種定子鐵芯，該定子鐵芯包括定子本體，所述定子本體具有定子內孔及36個環繞所述定子內孔的定子槽；所述定子本體的外切圓的直徑ФD1的取值範圍為[118，125]毫米，所述定子內孔的直徑Фd的取值範圍為[73，80]毫米。優選地，所述定子槽的槽口寬度Bs的取值範圍為[2.0，2.6]毫米。優選地，所述定子本體由多個定子衝片沿其軸向疊壓形成，各所述定子衝片包括定子軛及多個定子齒，多個所述定子齒從所述定子軛沿該定子軛的徑向向內延伸，且沿該定子軛的周向間隔布置；多個所述定子衝片的定子齒疊壓後形成所述定子內孔，且相鄰兩所述定子齒之間形成所述定子槽。優選地，所述定子齒具有對應其相鄰定子槽的兩側邊，所述兩側邊平行，所述兩側邊的寬度Ht的取值範圍為[3.0，4.0]毫米。優選地，所述定子本體沿所述定子內孔軸向方向的厚度的取值範圍為[22，55]毫米。優選地，各所述定子衝片的厚度的取值範圍為[0.3，0.5]毫米。優選地，所述定子軛的外邊緣沿其徑向向外延伸有外輪廓呈矩形的安裝部，呈矩形的所述安裝部上間隔設置有多個圓弧邊，所述圓弧邊所組成的圓周的直徑ФD2的取值範圍為[126，135]毫米。本發明還提出一種定子總成，該定子總成包括三相定子繞組及如上所述的定子鐵芯，所述定子鐵芯包括定子本體，所述定子本體具有定子內孔及36個環繞所述定子內孔的定子槽；所述定子本體的外切圓的直徑ФD1的取值範圍為[118，125]毫米，所述定子內孔的直徑Фd的取值範圍為[73，80]毫米；所述三相定子繞組設置在所述定子鐵芯的36個定子槽內。本發明還提出一種電機，該電機包括轉子總成、支架總成及上述定子總成，所述轉子總成安裝在所述定子總成上，所述定子總成安裝在所述支架總成上。其中，轉子總成與上述定子鐵芯的實施例及所達到的技術效果一樣，此處不再贅述。本發明通過對定子鐵芯的尺寸以及定子槽的槽數進行合理的設計，相對於傳統的定子鐵芯，增大了內徑和外切圓直徑，由此在採用三相繞組配合使用時，可形成最佳電磁負荷，在同等條件下減小氣隙磁密，減少電機定子磁路的磁飽和，降低電機繞組損耗，提高電機輸出性能。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。圖1為本發明電機的組裝分解圖；圖2為圖1所示電機組裝後的結構示意圖；圖3為本發明定子總成的結構示意圖；圖4為本發明定子衝片一實施例的結構示意圖；圖5為圖4中局部A的放大圖；圖6為本發明電機一實施例的軸向視圖；圖7為圖6所示電機處於低頻工作狀態時的磁密分布示意圖；圖8為圖6所示電機處於高頻工作狀態時的磁密分布示意圖。附圖標號說明：標號名稱標號名稱100支架總成202定子槽200定子總成230定子衝片300轉子總成2301定子軛210三相定子繞組2302定子齒220定子鐵芯2303安裝部201定子內孔2304圓弧槽本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。具體實施方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。需要說明，本發明實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、後……)僅用於解釋在某一特定姿態(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關係、運動情況等，如果該特定姿態發生改變時，則該方向性指示也相應地隨之改變。另外，在本發明中涉及「第一」、「第二」等的描述僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示其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至少一個該特徵。另外，各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎，當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本發明要求的保護範圍之內。本發明提出一種電機、定子總成及定子鐵芯。參照圖1及圖2，本發明電機主要包括支架總成100、定子總成200及轉子總成300，轉子總成300安裝在定子總成200上，定子總成200安裝在所述支架總成100上。參照圖3，定子總成200主要包括三相定子繞組210及定子鐵芯220，所述三相定子繞組210設置在所述定子鐵芯220上。需要說明的是，本發明主要對定子鐵芯220的結構進行改進，並與相應的三相定子繞組210配合，而實現減少電機定子磁路的磁飽和，降低電機繞組損耗，並提高高低速輸出性能，降低成本。參照圖3至圖6，在本發明一實施例中，定子鐵芯220包括定子本體(圖未標示)，所述定子本體具有定子內孔201及36個環繞所述定子內孔201的定子槽202；所述定子本體的外切圓的直徑ФD1的取值範圍為[118，125]毫米，所述定子內孔201的直徑Фd的取值範圍為[73，80]毫米。本實施例上述結構的定子鐵芯220，相對於傳統的定子鐵芯220，增大了內徑和外切圓直徑，由此在採用相應的三相繞組(例如同心繞組)配合使用時，可形成最佳電磁負荷，在同等條件下減小氣隙磁密，減少電機定子磁路的磁飽和，降低電機繞組損耗，提高電機輸出性能，具體效果可參照圖7和圖8所示的磁密分布圖，其中t表示取樣時間，由圖7可以看出電機工作於低頻時，其定子齒部最大磁密為1.64T，定子軛部最大磁密為1.84T，轉子齒部最大磁密為1.60T，定子內孔201最大磁密為1.15T，磁密基本較小。另外，由圖8可以看出電機工作於高頻時，其定子齒部最大磁密為0.48T，定子軛部最大磁密為0.48T，轉子齒部最大磁密為0.43T，定子內孔201最大磁密為1.15T，即整體磁密非常小。需要說明的是，採用此種定子鐵芯220配合相應的繞組方案，還能夠提高電機的高低速輸出性能，降低成本，適合作為家用電器尤其是作為洗衣機的驅動電機。具體地，為了更好的說明該定子鐵芯220的作用及效果，以該定子鐵芯220應用於洗衣機的驅動電機為例，進行詳細說明：在該實例中，電機參數配置如下表：當洗衣機處於洗滌狀態時，電機處於低頻，頻率為22.7Hz，電機轉速為600rpm，測得線電壓45.7V工況下本發明電機的性能參數如下表所示(氣隙0.325mm，考慮3％的雜散損耗)：由該表可以看出，在低頻運行時，電機電磁/轉矩較大，輸出能力較強，同時鐵耗較低，工作效率較高。當洗衣機處於脫水狀態時，電機處於高頻，頻率為550Hz，電機轉速為16300rpm，測得線電壓220V工況下本發明電機的性能參數如下表所示(氣隙0.325mm，考慮13％的雜散損耗)：由該表可以看出，在高頻運行時，電機輸出功率較高、鐵耗也降低，工作效率較高。上述實施例中，優選地，所述定子槽202的槽口寬度Bs的取值範圍為[2.0，2.6]毫米。此種結構的定子槽202，能夠降低用銅量，可採用鋁線繞組和銅線繞組實現，從而提高了材料利用率。上述實施例中，優選地，定子本體由多個定子衝片230沿其軸向疊壓形成，各所述定子衝片230包括定子軛2301及多個定子齒2302，多個所述定子齒2302從所述定子軛2301沿該定子軛2301的徑向向內延伸，且沿該定子軛2301的周向間隔布置；多個所述定子衝片230的定子齒2302疊壓後以形成所述定子內孔201，且相鄰兩定子齒2302之間形成所述定子槽202。本實施例中，設置定子衝片230的外徑ФD1的取值範圍為[118，125]毫米，則多個定子衝片230沿其軸向疊壓後形成的定子本體的外切圓的直徑ФD1的取值範圍相應為[118，125]毫米。該實施例中，定子齒2302可採用任意適用的結構實現，優選地，所述定子齒2302具有對應其相鄰定子槽202的兩側邊，所述兩側邊平行，所述兩側邊的寬度Ht的取值範圍為[3.0，4.0]毫米。本實施例中採用平行齒，且寬度在3至4毫米之間，保證了齒部寬度，增大了電機力矩。上述實施例中，優選地，所述定子本體沿所述定子內孔201軸向方向的厚度的取值範圍為[22，55]毫米。其中，單片的定子衝片230的厚度的取值範圍優選為[0.3，0.5]毫米。這種尺寸的定子本體適用範圍廣，便於與更多轉子配合安裝，同時該尺寸電機還可減少電機軸向長度，降低電機的整機體積，適用於空間比較窄的工作環境。為了方便安裝，所述定子本體的外邊緣沿其徑向向外延伸有外輪廓呈方形的安裝部2303，呈方形的所述安裝部2303上間隔設置有多個圓弧邊，所述圓弧邊所組成的圓周的直徑ФD2的取值範圍為[126，135]毫米，以降低耗材，降低電機成本，並減輕電機重量。這種尺寸大小的定子鐵芯220，適於用作洗衣機的驅動電機。其中，圓弧邊可通過對方形的所述安裝部2303環切實現，並可進一步在定子本體的周壁上設置圓弧槽2304，進一步減輕電機重量。此外，需要說明的是，由於本發明電機及轉子總成均採用了上述轉子鐵芯全部實施例的全部技術方案，因此至少具有上述轉子鐵芯全部實施例的技術方案所帶來的所有有益效果，在此不再一一贅述。以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是在本發明的發明構思下，利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的
技術領域：
均包括在本發明的專利保護範圍內。當前第1頁1 2 3