一種內定子電機的定子鐵芯結構及其製造方法與流程

2023-10-21 05:34:02

本發明涉及一種內定子電機的定子鐵芯結構及其製造方法。

背景技術：

目前定子鐵心在結構上大多為整體結構，模具尺寸大，結構複雜，模具投入成本高，生產和維護難度較高。在製造工藝上，衝片大多採用整體衝壓落料加工而成，結構簡單但材料利用率很低，造成材料消耗過大，材料成本較高，雖然也有採用單瓣或多瓣分瓣式拼接結構，和整體衝裁相比會節省一定的材料，但是利用率仍然很低，電機成本較高；製作上，部分採用卷繞式，會造成槽口大，影響電機性能和槽滿率，即使在犧牲性能的前提下節材，並且卷繞工藝受電機定子衝片大小影響，不能普遍適用。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題和提出的技術任務是對現有技術方案進行完善與改進，提供一種內定子電機的定子鐵芯結構及其製造方法，以提升鐵芯衝片材料利用率、降低電機成本為目的。為此，本發明採取以下技術方案。

一種內定子電機的定子鐵芯結構，包括由多個衝片單元周向排列而成的圓形衝片，所述的衝片單元包括設於圓形衝片外周的齒、設於圓形衝片內周的齒軛、連接齒和齒軛的齒體，相鄰齒體之間為槽位，其特徵在於：所述的圓形衝片包括第一衝片和第二衝片，所述的第一衝片設於鐵芯上端、中部和下端三個位置，第一衝片的相鄰衝片單元之間的齒軛斷開，第一衝片的相鄰衝片單元之間的齒通過連接橋連接，所述的第二衝片疊壓設於上述的三處第一衝片之間，第二衝片的相鄰衝片單元的齒軛間斷開，相鄰圓形衝片間通過定位件在軸向方向定位疊壓。通過對鐵芯上、中、下三個部位的第一衝片的齒軛斷開，齒間相連，形成籠型結構，對第二衝片的可作齒間做斷裂處理，解決了電機的漏磁問題，並且有利於衝片排料時的優化排列，可以提升對料帶排料的利用率，通過在疊加方向上設置定位件，能夠精確快捷的進行衝片的疊壓。

作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發明還包括以下附加技術特徵。

所述的第一衝片在鐵芯上端、中部和下端的疊壓數量為一片或多片。 根據鐵芯直徑及高度的不同，可以合理地採用第一衝片的疊壓數量，使之符合鐵芯的電氣特性。

所述的定位件為2個圓形定位凸起，分別設於衝片單元徑向中心線上。通過把定位凸起設置於衝片單元徑向的中心線上，使結構整體的平衡性和電氣穩定性較好。

所述的連接橋的寬度小於連接橋所連接齒的寬度的1/2。連接橋的寬度較窄，降低了直衝片卷圓時的阻礙作用。

第二衝片的相鄰衝片單元間的部分或全部齒斷開。斷開的齒不但可以提升電氣性能，而且方便衝片時的排料優化，可以提升材料的利用效率。

一種內定子電機的定子鐵芯結構的製造方法，包括如下步驟：

1） 根據圓形衝片展平後的形狀進行料帶的排料，衝片單元平行設置使圓形衝片的胚料設於直條形料帶上，兩圓形衝片的胚料相對並錯位設置使兩圓形衝片的齒軛相嵌，衝壓後在同一直條形料帶上形成兩分離的展平的圓形衝片；展平的圓形衝片為中部設有定位凸起的半成品衝片；半成品衝片分為相鄰齒連接的第一直衝片和相鄰齒部分或全部斷開的第二直衝片；

2）相鄰的半成品衝片間通過定位件進行軸向的定位，先疊壓鐵芯下端的第一直衝片，然後在直衝片之上根據定位凸起定位，疊壓第二直衝片，在鐵芯的中部再疊壓第一直衝片，然後在鐵芯中部的第一直衝片之上疊壓第二直衝片，最後在鐵芯上部疊壓第一直衝片；

3）對疊壓後的半成品衝片進行繞線；

4）繞線完成後，對直衝片進行卷圓，使同一半成品衝片的相鄰齒軛相抵；

5）卷圓後，第一直衝片的首端的衝片單元和末端的衝片單元的固定連接。

第一衝片和第二衝片進行直線形的排料時，第一直衝片或第二直衝片的相鄰衝片單元之間的槽位寬度大於齒軛的寬度，第一直衝片和第二直衝片上每兩個相鄰衝片單元的齒軛之間的距離大於齒體寬度。槽位寬度大於齒軛的寬度和齒軛之間的間距大於齒體寬度，便於實現排料時齒和齒體插入槽位，優化排料。

通過在料帶上把一個直衝片的齒和齒軛插入到另一個直衝片的槽位中，實現2個直衝片的對稱錯位穿插排列。對稱錯位穿插排列的排料方式能夠幾乎成倍的提升料帶的利用率，大大降低了材料成本。

所述的第一直衝片的兩端設有對應的凹凸槽結構，所述的第一直衝片卷圓後，通過凹凸槽結構連接。凹凸槽結構連接穩定，不會發生側向移位。

所述的凹凸槽結構包括燕尾槽、T型槽、直槽。燕尾槽、T型槽、直槽是比較常用的凹凸槽結構，製造工藝成熟。

有益效果：從結構上有效的保證電機性能，提升衝片對衝壓材料的利用率，提高繞線速度，降低了人工成本。

附圖說明

圖1是本發明圓形衝片結構示意圖。

圖2是圖1的A部放大示意圖。

圖3是本發明衝片單元排料示意圖。

圖4是本發明直衝片排料示意圖。

圖中：1-衝片單元；2-凹凸槽結構； 3-槽位；4-連接橋；5-第一直衝片；6-料帶；7-第二直衝片；101-齒；102-齒體；103-齒軛；104-定位凸起。

具體實施方式

以下結合說明書附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明。

如圖1、2所示，一種內定子電機的定子鐵芯結構，包括由衝片單元1組成的圓形衝片，衝片單元1包括設於圓形衝片外周的齒101、設於圓形衝片內周的齒軛103、連接齒101和齒軛103的齒體102，相鄰齒體102之間為槽位3，圓形衝片包括第一衝片和第二衝片，第一衝片設於鐵芯上端、中部和下端三個位置，第一衝片和第二衝片的相鄰衝片單元1之間的齒軛103斷開，第一衝片的相鄰衝片單元1之間的齒101通過連接橋4連接，第二衝片疊壓設於上述的三處第一衝片之間，第二衝片的相鄰衝片單元1的齒101間斷開，第一衝片之間、第一衝片和第二衝片之間、第二衝片之間在軸向均通過定位件定位疊壓。

為了適應不同直徑和高度的鐵芯結構強度和電氣特性，第一衝片在鐵芯上端、中部和下端的疊壓數量為多片。根據鐵芯直徑及高度的不同，可以合理地採用第一衝片的疊壓數量，使之符合鐵芯的電氣特性。

為了方便疊壓時的定位，定位件為2個圓形定位凸起104，分別設於衝片單元1徑向中心線的齒軛103中心和齒101與齒體102相連部位的中心。通過把定位凸起104設置於衝片單元1徑向的中心線上，使結構整體的平衡性和電氣穩定性較好。通過把定位凸起104設置於衝片單元1徑向的中心線上，使結構整體的平衡性和電氣穩定性較好。

如圖2所示，為了方便直衝片5的卷圓，連接橋4的寬度為連接橋4所連接齒101的側端寬度的1/3。連接橋4的寬度較窄，降低了直衝片卷圓時的阻礙作用。

為了提升電氣性能和便於優化排料，第二衝片相鄰衝片單元1的齒101間均斷開。斷開的齒101不但可以提升電氣性能，而且方便衝片時的排料優化，可以提升材料的利用效率。

製造方法過程如下：

1 ）如圖3、4所示，對第一衝片和第二衝片進行料帶6的排料設計，根據第一衝片的特點設計成直線形的第一直衝片5，對第二衝片的衝片單元1也排列成直線形，形成第二直衝片7，然後對第一直衝片5和第二直衝片7進行衝壓落片；

2）通過定位凸起104定位，先疊壓鐵芯下端的第一直衝片5，然後在直衝片之上根據定位凸起104定位，疊壓第二直衝片7，在鐵芯的中部再疊壓第一直衝片5，然後在鐵芯中部的第一直衝片5之上疊壓第二直衝片7，最後在鐵芯上部疊壓第一直衝片5；

3）對疊壓後的衝片進行繞線；

4）繞線完成後，對直衝片進行卷圓；

5）卷圓完成後，對第一衝片由第一直衝片5卷圓相連的部位進行焊接固定。卷圓後的第一衝片如圖1所示。

本實例中，第一衝片和第二衝片進行直線形的排料設計後，第一直衝片5或第二直衝片7的相鄰衝片單元1之間的槽位3寬度大於齒軛103的寬度，第一直衝片5或第二直衝片7上每兩個相鄰衝片單元1的齒軛103之間的間距大於齒體102寬度，便於在料帶6排料設計上把一個直衝片的齒101和齒軛103插入到另一個直衝片的槽位3中，實現2個直衝片的對稱錯位穿插排列，能夠幾乎成倍的提升料帶6的利用率，大大降低了材料成本。

本實例中，第一直衝片5的兩端設有對應的燕尾槽形狀的凹凸槽結構2。結構連接穩定，不會發生側向移位。

以上圖1-4所示的一種內定子電機的定子鐵芯結構及其製造方法是本發明的具體實施例，已經體現出本發明實質性特點和進步，可根據實際的使用需要，在本發明的啟示下，對其進行形狀、結構等方面的等同修改，均在本方案的保護範圍之列。