定子铁芯、定子和电机的制作方法

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种定子铁芯、具有该定子铁芯的定子以及具有该定子的电机。

背景技术：

相关技术中的电机，其定子的轭部、齿部和齿靴的冲片为一体冲裁而成，因此轭部、齿部和齿靴在定子轴向上的尺寸是一致的，对于单位表面积磁场较弱或转动频率较低的转子而言，为节省定子材料同时提高其性能，需要轭部和齿部的尺寸较薄而齿靴的面积较大，但受定子内圆半径的影响，通过增加齿靴宽度来提高齿靴面积的作用有限，而如果在定子轴向上扩展齿靴，又会加长轭部和齿部的轴向尺寸，从而增加铁芯和绕组的材耗，导致成本增加。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出了一种定子铁芯，所述定子铁芯可以提高聚磁能力，降低成本。

本发明还提出了一种具有上述定子铁芯的定子。

本发明还提出了一种具有上述定子的电机。

根据本发明实施例的定子铁芯，所述定子铁芯设在转子的外周，所述定子铁芯包括沿所述转子的周向间隔设置的多个定子单体，每个所述定子单体包括：轭部，所述轭部由多个沿所述转子的周向延伸的轭部冲片沿所述转子的轴向叠压而成；两个主齿部，两个所述主齿部分别卡接在所述轭部的周向两端，每个所述主齿部由多个与所述轭部冲片垂直且沿所述轭部的径向延伸的齿部冲片叠压而成，所述主齿部的内端设有沿所述轭部的轴向延伸且至少一端凸出所述主齿部的伸长部；齿靴部，所述齿靴部由多个齿靴冲片叠压而成，所述齿靴部上设有开口方向与所述齿部冲片的叠压方向平行的开口槽，所述伸长部卡装在所述开口槽内。

根据本发明实施例的定子铁芯可以提高聚磁能力，降低成本。

另外，根据本发明上述实施例的定子铁芯还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述伸长部的两端分别凸出所述主齿部，所述齿靴部包括：第一齿靴部，所述第一齿靴部由多个第一齿靴冲片叠压而成，所述第一齿靴部上设有用于卡装所述伸长部的一端的第一开口槽且所述第一齿靴冲片与所述齿部冲片垂直设置；第二齿靴部，所述第二齿靴部由多个第二齿靴冲片叠压而成，所述第二齿靴部上设有用于卡装所述伸长部的另一端的第二开口槽且所述第二齿靴冲片与所述齿部冲片垂直设置。

根据本发明的一些实施例，所述伸长部上设有在所述轭部的轴向上位于所述第一齿靴部和所述第二齿靴部之间的止挡凸台。

根据本发明的一些实施例，所述主齿部上设有卡槽，所述轭部卡装在所述卡槽内。

根据本发明的一些实施例，所述轭部上设有用于在所述轭部的周向上对所述主齿部进行限位的限位槽，所述主齿部卡装在所述限位槽内。

根据本发明的一些实施例，所述周向限位卡槽设在所述轭部的内周面或外周面面上。

根据本发明的一些实施例，所述齿靴部的朝向所述转子的一侧表面形成为弧形面和平面中的其中一个或两个的组合。

根据本发明的一些实施例，所述弧形面包括至少一段圆弧面。

根据本发明的一些实施例，至少两个所述齿靴部沿所述转子的轴向延伸的长度不相等。

根据本发明的一些实施例，所述轭部和所述齿靴部中的至少一个通过绝缘结构与所述主齿部绝缘。

可选地，所述绝缘结构形成为绝缘分隔层，所述绝缘分隔层形成为绝缘膜、绝缘漆或绝缘胶。

可选地，所述绝缘结构形成为绝缘注塑层。

根据本发明的一些实施例，所述主齿部和所述伸长部为一体件。

根据本发明实施例的定子，包括：根据本发明实施例的定子铁芯；定子绕组，所述定子绕组绕设在所述主齿部和所述轭部的至少一个上。

根据本发明实施例的电机，包括：转子；根据本发明实施例的定子，所述定子设在所述转子的外周。

根据本发明的一些实施例，所述转子的极对数与所述定子单体的数量相同。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的电机的结构示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的电机的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的定子的结构示意图；

图4是根据本发明另一个实施例的定子的结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的定子的部分结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的定子铁芯的定子单体的结构示意图；

图7是根据本发明另一个实施例的定子铁芯的定子单体的结构示意图；

图8是根据本发明实施例的定子铁芯的轭部的结构示意图；

图9是根据本发明实施例的定子铁芯的主齿部和齿靴部的装配示意图；

图10是根据本发明实施例的定子铁芯的主齿部的结构示意图；

图11是根据本发明实施例的定子铁芯的齿靴部的结构示意图。

附图标记：

电机1；

定子10；转子20；定子铁芯101；定子单体102；

轭部100；限位槽110；

主齿部200；伸长部210；卡槽220；止挡凸台213；

齿靴部300；第一齿靴部301；第二齿靴部302；；开口槽311；第一开口槽311a；第二开口槽311b；

定子绕组400；

绝缘结构500。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

下面结合附图详细描述根据本发明实施例的电机及其定子。

参照图1至图11所示，根据本发明实施例的电机1可包括转子10和定子20，定子10设在转子20的外周，转子20可旋转地配合在定子10内，其中，转子20可以为永磁体磁环转子。如图1至图5所示，定子10可包括定子铁芯101和定子绕组400，定子绕组400可绕设在定子铁芯101上。

定子铁芯101设在转子20的外周，定子铁芯101可包括两个定子单体102，两个定子单体102可以沿转子20的周向间隔设置。较优选地，两个定子单体102可以沿转子20的周向均匀间隔开，也就是说，两个定子单体102可以相对设置在转子20的两侧。

可以理解的是，在本发明中，定子铁芯101所包含的定子单体102的数量不限于为两个，还可以多于两个，例如，三个、四个或者多于四个等，即在本发明中，定子铁芯101包括多个定子单体102，多个定子单体102可以沿转子20的周向间隔开设置。

每个定子单体102可包括轭部100、两个主齿部200和齿靴部300，每个定子单体102形成为开口朝向转子20的大体U形。定子绕组400可绕设在主齿部200和轭部100的至少一个上。也就是说，可以仅在主齿部200上绕制定子绕组400，也可以仅在轭部100上绕制定子绕组400，还可以同时在主齿部200和轭部100上绕制定子绕组400，以提高槽利用率。在实际制造中，可以使转子的极对数与定子单体的数量相同，以方便绕线，提高电机1的性能。

轭部100由多个轭部冲片沿转子20的轴向叠压而成，每个轭部冲片沿转子20的周向延伸。两个主齿部200分别卡接在轭部100的周向两端，每个主齿部200由多个齿部冲片叠压而成，每个齿部冲片与轭部冲片垂直并且沿轭部的径向延伸。齿靴部300由多个齿靴冲片叠压而成，齿靴冲片与齿部冲片垂直设置，即齿靴冲片沿轭部100的轴向叠压。

主齿部200的内端(即邻近转子20的一端)设有伸长部210，伸长部210可沿轭部100的轴向延伸，并且伸长部210的至少一端凸出主齿部200。也就是说，在轭部101的轴向上，伸长部210可以一端向外延伸超过主齿部200，也可以两端均向外延伸超过主齿部200。这些凸出结构可以达到延长齿靴聚磁的目的，相比而言，两端凸出的结构聚磁效果更好，一端伸凸出的结构可以在轴向安装空间受限时使用。

齿靴部300上设有开口方向与齿部冲片的叠压方向平行的开口槽311，伸长部210可卡装在开口槽311内。具体地，开口槽311沿轭部100的轴向贯通齿靴部300并且开口朝向齿部冲片的叠压方向上的一个方向，伸长部210可以从一侧卡装到开口槽311内。由此，可以通过伸长部210与开口槽311的配合，实现齿靴部300与主齿部200的卡接，连接紧密，强度高，齿靴部300的耗材少。

根据本发明实施例的定子铁芯101，轭部100、主齿部200和齿靴部300在卡装前分别为独立的模块，轭部100与主齿部200相互独立、主齿部200与齿靴部300相互独立，各部分均分别制作，然后相互卡扣组合在一起构成开口朝向转子20的大体U形，主齿部200与轭部100卡接，齿靴部300与主齿部200卡接，可以使轭部100、主齿部200和齿靴部300在定子10轴向上的尺寸参数相互独立，方便齿靴部300扩展轴向长度和宽度，相对于传统结构，采用本结构的聚磁能力更强且能实现轭部100减少铁芯，降低电机1的整体质量，在保证成本的情况下调节电机1的性能。根据本发明实施例的电机1具有性能优异、成本低等优点。

根据本发明的一些实施例，伸长部210的两端分别凸出主齿部200，齿靴部300可包括第一齿靴部301和第二齿靴部302。第一齿靴部301由多个第一齿靴冲片叠压而成，第一齿靴冲片与齿部冲片垂直设置。第二齿靴部302由多个第二齿靴冲片叠压而成，第二齿靴冲片与齿部冲片垂直设置。可选地，第一齿靴冲片和第二齿靴冲片可以为同一种冲片，也可以为不同的冲片，可以根据情况进行灵活选择。

第一齿靴部301上设有第一开口槽311a，伸长部210的一端可卡装到第一开口槽311a内。第二齿靴部302上设有第二开口槽311b，伸长部210的另一端可以卡装到第二开口槽311b内。该结构的定子铁芯101装配方便且连接牢固，磁性能较好。

如图9和图10所示，伸长部210上可设有在轭部100的轴向上位于第一齿靴部301和第二齿靴部302之间的止挡凸台213。换言之，第一齿靴部301和第二齿靴部302在轭部100的轴向上间隔设置，伸长部210上设有在轭部100的径向上向内凸出的止挡凸台213，即止挡凸台213从伸长部210向转子20凸出，以隔开第一齿靴部301和第二齿靴部302。

由此，可以提高第一齿靴部301和第二齿靴部302的位置稳定性，而且可以提高转子20的端部聚磁，降低磁阻，使转子20的磁场更加容易地被引导到定子10中，进一步提高电机1的性能。

其中，止挡凸台213与第一齿靴部301和第二齿靴部302中的每一个在轭部100的径向上的落差可以不大于3毫米，即止挡凸台213的朝向转子20的表面、第一齿靴部301的朝向转子20的表面和第二齿靴部302的朝向转子20的表面在轭部100的径向上的距离小于或等于3毫米，以保证更好的聚磁能力。

在本发明中，主齿部200和伸长部210可以分别制造形成，然后再装配在一起，也可以是一体形成结构，即主齿部200和伸长部210为一体件。由此，不仅可提高定子铁芯101的整体强度和结构稳定性，并且方便成型、制造简单，可以省去多余的装配件以及连接工序，组装更方便，更易于工业化生产，提高了定子铁芯101的装配效率以及寿命。

根据本发明的一些实施例，至少两个齿靴部300沿转子20的轴向延伸的长度不相等。由此，更便于单相电机的启动。

在本发明的一些具体示例中，如图1至图10所示，主齿部200上设有卡槽220，轭部100卡装在卡槽220内，从而实现主齿部200与轭部100的卡装且操作方便，可以提高连接牢固性。如图9和图10所示，卡槽220可形成为设在主齿部200的一侧的开口槽，由此，更方便进行装配操作。

有利地，如图1至图8所示，轭部100上设有用于在轭部100的周向上对主齿部200进行限位的限位槽110，主齿部200卡装在限位槽110内，以防止主齿部200与轭部100发生相对滑动，进一步提高连接效果。可选地，限位槽110可以设在轭部100的内周面或外周面上。

根据本发明的一些实施例，齿靴部300的朝向转子20的一侧表面形成为弧形面和平面中的其中一个或两个的组合。换言之，齿靴部300的在轭部100的径向上朝向内侧的表面包括平面和弧形面中的至少一个，可以为平面或者弧形面，或者平面与弧形面的组合。图11示出了齿靴部300的朝向转子20的表面为弧形面的示例，由此更便于调节与转子20之间的气隙，降低磁场谐波，减少转矩波动，提高聚磁效果。

这里，所述弧形面可包括至少一段圆弧面，弧形面可以为一段圆弧面，也可以是多段相连的圆弧面，例如，齿靴部300的朝向转子20的一侧表面由非同心的多个圆弧面组合而成。由此，进一步利于调整气隙中的各次谐波含量，以优化电机1的噪声振动。

参照图1至图5所示，根据本发明的一些实施例，轭部100和齿靴部300中的至少一个可通过绝缘结构500与主齿部200绝缘，以利于提高电机1的运行频率，扩大运行范围，降低涡流损耗。

例如，在本发明的一些具体示例中，绝缘结构500可形成为绝缘分隔层，轭部100与主齿部200的交接处和主齿部200与齿靴部300的交接处中的至少一处设有绝缘分隔层，绝缘分隔层可以分隔轭部100与主齿部200和/或主齿部200与齿靴部300，起到较好的绝缘效果。由此，可以减缓或阻断电机1运行时交变磁场形成的电涡流的传导，降低电机1运行时的铁耗，提高定子10的交变频率，从而适用于高频率场合。

可选地，绝缘分隔层可以为垫入的绝缘膜、喷涂的绝缘漆、绝缘胶等有绝缘作用的介质。喷涂的绝缘漆可以采用喷涂或涂刷等方式设置，绝缘胶可以采用涂装方式设置，可以根据具体情况进行灵活操作。

再例如，在本发明的另一些具体示例中，绝缘结构500可形成为绝缘注塑层。具体地，轭部100与主齿部200的交接处和主齿部200与齿靴部300的交接处中的至少一处包覆有绝缘注塑层，优选地，绝缘注塑层可以包覆由轭部100、主齿部200和齿靴部300组成的整个定子铁芯，由此也可以提高定子10的机械强度，有利于改善电机1的噪音和振动性能。

根据本发明实施例的电机1的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。