一種低齒槽轉矩電機定子的製作方法
2023-07-12 06:39:31 2
專利名稱：一種低齒槽轉矩電機定子的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種低齒槽轉矩電機定子，屬於直流無刷永磁電機領域。
背景技術：
與感應電機相比，直流無刷永磁電機具有很好的可控制性，以及大起動轉矩，低速直接驅動，高功率因素和密度等特點， 但其齒槽轉矩較大一直是直流無刷永磁電機固有的不足，齒槽轉矩是在電樞繞組不通電的情況下，由永磁體磁場與電樞鐵芯的齒槽相互作用而在圓周方向上產生的轉矩。齒槽轉矩常常成為引起電機振動、噪聲和限制提高控制精度的基本原因，特別是當齒槽轉矩頻率與定子或轉子的機械共振頻率一致時，齒槽轉矩產生的振動和噪聲將被放大。傳統已有較多關於降低齒槽轉矩的方法，主要由分數槽法、減小槽口寬度、增大氣隙磁密、改善氣隙磁場分布、斜槽、斜極或磁極分段錯位等，雖然這些方法對降低齒槽轉矩均有一定的效果，但由於這些均為改變電磁或尺寸參數，降低齒槽轉矩的效果有限，不能滿足實際要求。目前也有多項關於降低齒槽轉矩的技術公開，如授權公告號為CN201781395U的中國專利公開了一種低齒槽轉矩的直流無刷電機定、轉子裝置，由定子鐵芯、定子磁極、磁瓦、轉子軸和轉子構成，定子鐵芯的中間開有裝置轉子的內孔，在該內孔的周圍開有至少三個以上的齒槽，每個齒槽形成一個定子磁極，每兩個相鄰的定子磁極的寬度不等。此方法雖然在消除齒槽轉矩上有一定效果，但製造工藝複雜，且由於其複雜的結構導致電機基本性能很難滿足實際要求。因此，尋求一種低齒槽轉矩電機一直是直流無刷永磁電機領域急待解決的技術難題。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種低齒槽轉矩電機定子，滿足電機基本性能的同時，大大降低齒槽轉矩。本實用新型的技術方案為—種低齒槽轉矩電機定子,包括定子鐵芯、定子線圈,其中定子鐵芯內圓周一體延伸出間隔分布的多個定子齒，定子齒末端設有極靴，各相鄰定子齒之間形成定子槽，定子線圈置於定子槽內，所述的每個極靴兩側側面均設有I個或I個以上的若干個臺階，所述的臺階與其相鄰極靴上的臺階對應配合，形成彎折形狀的槽口。優選地，所述的對應配合的臺階的高度不相等。優選地，所述的定子鐵芯上設有絕緣骨架，所述的定子線圈置於定子槽內是通過絕緣骨架將定子線圈嵌繞在定子齒上得到的。本實用新型所述的絕緣骨架用於確保定子線圈與定子鐵芯之間的絕緣。為了提高絕緣效果，本實用新型所述的絕緣骨架可包括上絕緣骨架和下絕緣骨架組成，當然可採用其他方式進行絕緣。優選地，所述的定子鐵芯由定子衝片疊壓而成，定子衝片內圓周一體延伸出間隔分布的多個定子齒，定子齒末端設有極靴，所述的臺階是由具有不同極靴寬度的定子衝片疊壓後形成的。優選地，為了簡化定子線圈繞線工藝，同時提交定子線圈的槽滿率，所述的定子包括若干個定子單元，定子單元與定子單元之間通過拼接而成，定子單元兩側均設有拼接結構。優選地，為了使定子單元之間配合穩定，所述的拼接結構是指定子單元一側設有與其相鄰定子單元拼接的凸起，另一側設有與其相鄰定子單元拼接的凹槽。優選地，所述的定子單元包括定子鐵芯單元、定子線圈單元，定子鐵芯單元內圓周一體延伸出I個或間隔分布的多個定子齒，定子齒末端設有極靴，各相鄰定子齒之間形成定子槽，定子線圈單元置於定子槽內。優選地，所述的拼接結構是指定子鐵芯單元一側設有與相鄰定子鐵芯單元拼接的凸起，另一側設有與相鄰定子鐵芯單元拼接的凹槽。優選地，所述的定子鐵芯單元上設有絕緣骨架單元，所述的定子線圈單元置於定子槽內是通過絕緣骨架單元將定子線圈單元嵌繞在定子齒上得到的。優選地，所述的定子鐵芯單元由定子衝片單元疊壓而成，定子衝片單元內圓周一體延伸出I個或間隔分布的多個定子齒，定子齒末端設有極靴，所述的臺階是由具有不同 極靴寬度的定子衝片單元疊壓後形成的。一種低齒槽轉矩電機定子的裝配方法，其中其操作步驟為(I)將具有不同極靴寬度的定子衝片疊壓成兩側側面具有I個或I個以上的若干個臺階的定子鐵芯，所述的臺階與其相鄰極靴上的臺階對應配合，形成彎折形狀的槽口 ；(2)將定子線圈設置在定子槽內，完成定子裝配。優選地，一種低齒槽轉矩電機定子的裝配方法，其中其操作步驟為(I)將具有不同極靴寬度的定子衝片單元疊壓成兩側側面具有I個或I個以上的若干個臺階的定子鐵芯單元，所述的臺階與其相鄰極靴上的臺階對應配合，形成彎折形狀的槽口 ；(2)將定子線圈單元設置在定子槽內得到定子單元；(3)將定子單元與定子單元進行拼接得到定子，完成定子裝配。優選地，在第(2)步驟前增加步驟在定子鐵芯上安裝絕緣骨架，通過絕緣骨架將定子線圈嵌繞在定子齒上實現將定子線圈設置在定子槽內。優選地，在第(2)步驟前增加步驟在定子鐵芯單元上安裝絕緣骨架單元；通過絕緣骨架單元將定子線圈單元嵌繞在定子齒上實現將定子線圈單元設置在定子槽內。本實用新型具有以下優點I.通過在極靴兩側側面均設有I個或I個以上的若干個臺階，所述的臺階與其相鄰極靴上的臺階對應配合，形成彎折形狀的槽口，在不影響電機基本性能的同時，大大了消除了齒槽轉矩，與常規的電機相比，齒槽轉矩至少可降低20% ；2.採用定子單元拼接式的定子，不僅極大方便了繞線工序，同時定子線圈的槽滿率可達到90%或以上；此外定子單元拼接式的定子結構使得定子槽口可以實現小槽口設計，在消除齒槽效果上接近於現有的無槽口電機定子的效果，但相對於現有的無槽口電機定子，本實用新型的製造工藝簡單，製造成本低，非常適合在生產中進行推廣應用。
[0026]附圖I是本實用新型一種實施例的結構示意圖；附圖2是附圖I的部分分解結構示意圖；附圖3是附圖I的定子鐵芯結構示意圖；附圖4是附圖2中定子單元的結構示意圖；附圖5是附圖4中定子鐵芯單元的結構示意圖；附圖6是附圖2中A處結構示意圖；附圖7是附圖2中B處結構示意圖；附圖8是附圖3中C處結構示意圖；附圖標記定子鐵芯100、定子線圈200、絕緣骨架300、定子齒110、極靴120、定子槽130、臺階121、槽口 131、定子衝片111、111-1、111_2、定子鐵芯單元100a、定子線圈單元200a、絕緣骨架單元300a、定子衝片單元llla、llla_l、llla_2、凹槽112、凸起113。
具體實施方式
實施例I、一種低齒槽轉矩電機定子，包括定子鐵芯100、定子線圈200，其中定子鐵芯100內圓周一體延伸出間隔分布的多個定子齒110，定子齒110末端設有極靴120，各相鄰定子齒110之間形成定子槽130，定子線圈200置於定子槽130內，所述的每個極靴120兩側側面均設有I個臺階121，所述的臺階121與其相鄰極靴120上的臺階121對應配合，形成彎折形狀的槽口 131。實施例2、一種低齒槽轉矩電機定子，包括定子鐵芯100、定子線圈200，其中所述的每個極靴120兩側側面均設有2個間隔分布的臺階121，所述的臺階121與其相鄰極靴120上的臺階121對應配合，形成彎折形狀的槽口 131，其餘同實施例I。實施例3、一種低齒槽轉矩電機定子，包括定子鐵芯100、定子線圈200，其中所述的每個極靴120兩側側面均設有3個間隔分布的臺階121，所述的臺階121與其相鄰極靴120上的臺階121對應配合，形成彎折形狀的槽口 131，其餘同實施例I。實施例4、一種低齒槽轉矩電機定子，包括定子鐵芯100、定子線圈200，其中所述的每個極靴120兩側側面均設有4個間隔分布的臺階121，所述的臺階121與其相鄰極靴120上的臺階121對應配合，形成彎折形狀的槽口 131，其餘同實施例I。實施例5、一種低齒槽轉矩電機定子，包括定子鐵芯100、定子線圈200，其中所述的每個極靴120兩側側面均設有5個間隔分布的臺階121，所述的臺階121與其相鄰極靴120上的臺階121對應配合，形成彎折形狀的槽口 131，其餘同實施例I。實施例6、一種低齒槽轉矩電機定子，其中所述的對應配合的臺階121的高度不相等，其餘同實施例1-5中的任意一種實施例。實施例7、一種低齒槽轉矩電機定子，其中所述的定子鐵芯100上設有絕緣骨架300，所述的定子線圈200置於定子槽130內是通過絕緣骨架300將定子線圈200嵌繞在定子齒110上得到的，其餘同實施例1-6中的任意一種實施例。實施例8、一種低齒槽轉矩電機定子，其中所述的定子鐵芯100由定子衝片111疊壓而成，定子衝片111內圓周一體延伸出間隔分布的多個定子齒110,定子齒110末端設有極靴120，所述的臺階121是由具有不同極靴寬度的定子衝片111-1、111-2疊壓後形成的，其餘同實施例1-7中的任意一種實施例。[0043]實施例9、一種低齒槽轉矩電機定子，其中所述的定子包括若干個定子單元，定子單元與定子單元之間通過拼接而成，定子單元兩側均設有拼接結構，所述的拼接結構是指定子單元一側設有與其相鄰定子單元拼接的凸起113，另一側設有與其相鄰定子單元拼接的凹槽112，其餘同實施例1-8中的任意一種實施例。實施例10、一種低齒槽轉矩電機定子，其中所述的定子單元包括定子鐵芯單元100a、定子線圈單元200a，定子鐵芯單元IOOa內圓周一體延伸出I個定子齒110，定子齒110末端設有極靴120,各相鄰定子齒110之間形成定子槽130,定子線圈單元200a置於定子槽130內，其餘同實施例9。實施例11、一種低齒槽轉矩電機定子，其中所述的定子鐵芯單元IOOa內圓周一體延伸出2個間隔分布的定子齒110，其餘同實施例10。實施例12、一種低齒槽轉矩電機定子，其中所述的拼接結構是指定子鐵芯單元IOOa —側設有與相鄰定子鐵芯單元IOOa拼接的凸起113，另一側設有與相鄰定子鐵芯單元IOOa拼接的凹槽112，其餘同實施例10或實施例11。 實施例13、一種低齒槽轉矩電機定子，其中所述的定子鐵芯單元IOOa上設有絕緣骨架單元300a，所述的定子線圈單元200a置於定子槽130內是通過絕緣骨架單元300a將定子線圈單元200a嵌繞在定子齒110上得到的，其餘同實施例10或實施例11或實施例12。實施例14、一種低齒槽轉矩電機定子，其中所述的定子鐵芯單元IOOa由定子衝片單元Illa疊壓而成，定子衝片單元Illa內圓周一體延伸出I個定子齒110，定子齒110末端設有極靴120，所述的臺階121是由具有不同極靴寬度的定子衝片單元llla-l、llla-2疊壓後形成的，其餘同實施例10-13中的任意一種實施例。實施例15、一種低齒槽轉矩電機定子,其中所述的定子衝片單元Illa內圓周一體延伸出2個間隔分布的定子齒110，其餘同實施例14。實施例16、一種低齒槽轉矩電機定子的裝配方法，其中其操作步驟為(I)將具有不同極靴寬度的定子衝片111疊壓成兩側側面具有I個或I個以上的若干個臺階121的定子鐵芯100，所述的臺階121與其相鄰極靴120上的臺階121對應配合，形成彎折形狀的槽口 131 ；(2)將定子線圈200設置在定子槽130內，完成定子裝配。其餘同實施例1_15中的任意一種實施例。實施例17、一種低齒槽轉矩電機定子的裝配方法，其中其操作步驟為(I)將具有不同極靴寬度的定子衝片單元Illa疊壓成兩側側面具有I個或I個以上的若干個臺階的定子鐵芯單元100a，所述的臺階121與其相鄰極靴120上的臺階121對應配合，形成彎折形狀的槽口 131 ；(2)將定子線圈單元200a設置在定子槽130內得到定子單元；(3)將定子單元與定子單元進行拼接得到定子，完成定子裝配。其餘同實施例16。實施例18、一種低齒槽轉矩電機定子的裝配方法，其中在第(2)步驟前增加步驟在定子鐵芯100上安裝絕緣骨架300，通過絕緣骨架300將定子線圈200嵌繞在定子齒110上實現將定子線圈200設置在定子槽130內，其餘同實施例16。實施例19、一種低齒槽轉矩電機定子的裝配方法，其中在第(2)步驟前增加步驟在定子鐵芯單元IOOa上安裝絕緣骨架單元300a，通過絕緣骨架單元300a將定子線圈單元200a嵌繞在定子齒110上實現將定子線圈單元200a設置在定子槽130內。其餘同實施例17。本實用新型並不局限於上述具體的實施例，它還有很多變化或改型，如臺階或定子齒個數的變化等，都不脫離 本實用新型的實質精神和範圍，均屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種低齒槽轉矩電機定子，包括定子鐵芯(100)、定子線圈(200)，其特徵在於定子鐵芯(100)內圓周一體延伸出間隔分布的多個定子齒(110)，定子齒(110)末端設有極靴(120)，各相鄰定子齒(110)之間形成定子槽(130)，定子線圈(200)置於定子槽(130)內，所述的每個極靴(120)兩側側面均設有I個或I個以上的若干個臺階(121)，所述的臺階(121)與其相鄰極靴(120)上的臺階(121)對應配合，形成彎折形狀的槽口(131)。
2.如權利要求I所述的一種低齒槽轉矩電機定子，其特徵在於所述的對應配合的臺階(121)的高度不相等。
3.如權利要求I或2所述的一種低齒槽轉矩電機定子，其特徵在於所述的定子鐵芯(100)上設有絕緣骨架(300)，所述的定子線圈(200)置於定子槽(130)內是通過絕緣骨架(300)將定子線圈(200)嵌繞在定子齒(110)上得到的。
4.如權利要求I或2所述的一種低齒槽轉矩電機定子，其特徵在於所述的定子鐵芯(100)由定子衝片(111)疊壓而成，定子衝片(111)內圓周一體延伸出間隔分布的多個定子齒(110)，定子齒(110)末端設有極靴(120)，所述的臺階(121)是由具有不同極靴寬度的定子衝片(111-1、111_2)疊壓後形成的。
5.如權利要求I或2所述的一種低齒槽轉矩電機定子，其特徵在於所述的定子包括若干個定子單元，定子單元與定子單元之間通過拼接而成，定子單元兩側均設有拼接結構。
6.如權利要求5所述的一種低齒槽轉矩電機定子，其特徵在於所述的定子單元包括定子鐵芯單元(100a)、定子線圈單元(200a)，定子鐵芯單元(IOOa)內圓周一體延伸出I個或間隔分布的多個定子齒(110)，定子齒(110)末端設有極靴(120)，各相鄰定子齒(110)之間形成定子槽(130)，定子線圈單元(200a)置於定子槽(130)內。
7.如權利要求6所述的一種低齒槽轉矩電機定子，其特徵在於所述的定子鐵芯單元(IOOa)由定子衝片單元(Illa)疊壓而成，定子衝片單元(Illa)內圓周一體延伸出I個或間隔分布的多個定子齒(110)，定子齒(110)末端設有極靴(120)，所述的臺階(121)是由具有不同極靴寬度的定子衝片單元(llla-l、llla-2)疊壓後形成的。
專利摘要本實用新型涉及一種低齒槽轉矩電機定子，包括定子鐵芯、定子線圈，其中定子鐵芯內圓周一體延伸出間隔分布的多個定子齒，定子齒末端設有極靴，各相鄰定子齒之間形成定子槽，定子線圈置於定子槽內，所述的每個極靴兩側側面均設有1個或1個以上的若干個臺階，所述的臺階與其相鄰極靴上的臺階對應配合，形成彎折形狀的槽口，本實用新型在滿足電機基本性能的同時，大大降低了齒槽轉矩。
文檔編號H02K1/14GK202475049SQ20122007697
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月3日 優先權日2012年3月3日
發明者張詠玉 申請人:常州新亞電機有限公司