定子铁芯、绕线式定子、集中绕组电机及生产方法与流程

[0001]
本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种定子铁芯、绕线式定子、集中绕组电机及生产方法。


背景技术：

[0002]
电机可以具有分布式绕组或集中式绕组，这些绕组之间的区别对普通技术人员来说是公知的。现有变频空调所使用的集中式绕组电机中的定子为卷绕式变频电机定子，该卷绕式电机定子是由定子铁芯和漆包线绕组线圈组成，通过在定子铁芯上卷绕绕组线圈后制成。所述定子铁芯呈整圆环形结构，在整圆环形结构的定子铁芯上开设有一定数量的凹槽用于容置卷绕的漆包线绕组线圈。该整圆环形结构的定子铁芯采用冲压工艺制备而成，或者采用卷绕技术，以硅钢片带料替代传统的硅钢片板料为原料，并通过如下几个步骤制备而成：冲制齿形带、螺旋卷绕、叠压、焊接和挤压成型。如图1所示，上述定子铁芯具有齿部20和轭部10，且所述齿部20和轭部10一体成型，生产该定子铁芯需要采用无取向硅钢片材料，该材料价格昂贵点，增加了定子铁芯的生产成本。
[0003]
并且，由于在集中式绕组电机在运行过程中，其轭部磁密(磁密也就是磁通密度，是指垂直通过单位面积的磁力线的数量，也称磁感应强度)较小，齿部磁密较大，而磁密与铁损(铁损指每单位质量的铁磁材料在交变和脉动磁场中的磁滞损耗和涡流损耗之和)成正比，磁密越大，其产生的铁损越大，由此可知，现有技术中的电机定子铁芯存在定子铁芯生产成本高以及电机铁损高，从而导致电机性能降低的问题。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种定子铁芯、绕线式定子、集中绕组电机及生产方法，以解决现有技术中电机定子铁芯所存在定子铁芯生产成本高以及电机铁损高，从而导致电机性能降低的问题。
[0005]
为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：
[0006]
一种定子铁芯，包括：轭部结构和若干个齿部结构，所述轭部结构分为与所述齿部结构数量相同的若干个轭部结构段，采用榫卯连接方式将每个所述轭部结构段与每个所述齿部结构连接，若干所述轭部结构段依次首尾连接，构成圆环形的所述轭部结构，若干个所述齿部结构位于同一圆周线上。
[0007]
优选地，每个所述轭部结构段上设有一个凹槽，每个所述齿部结构对应设置在所述凹槽上，相邻的两个所述齿部结构之间具有间隙。
[0008]
优选地，所述齿部结构包括第一结构段和第二结构段，所述第一结构段的第一端安装于所述凹槽内部，所述第一结构段的第二端与所述第二结构段的第一端连接；所述第二结构段的第二端靠近所述轭部结构的中心。
[0009]
优选地，所述第一结构段呈矩形，所述第二结构段呈梯形。
[0010]
优选地，所述第一结构段从靠近所述轭部结构中心到远离所述轭部结构中心扩
大；
[0011]
所述第二结构段从靠近所述轭部结构中心到远离所述轭部结构中心缩小。
[0012]
优选地，所述第一结构段呈梯形，所述第二结构段呈梯形。
[0013]
优选地，所述第二结构段包括一个底边以及分别用于连接所述底边的两个腰构成；所述底边靠近所述轭部结构中心，所述底边为圆弧形，所述腰为直线形，所述腰与所述底边的夹角为锐角。
[0014]
优选地，所述第一结构段与所述凹槽构成互锁结构并相互卡接。
[0015]
优选地，所述第二结构段的第二端底边的长度与所述第一结构段的第二端的长度的比值大于或等于2。
[0016]
优选地，所述齿部结构还包括：第三结构段，所述第三结构段位于所述第一结构段和第二结构段之间，并与所述第一结构段和第二结构段一体成型。
[0017]
优选地，所述第三结构段呈矩形。
[0018]
优选地，所述轭部结构段的材料为硅钢材料或合金材料；所述齿部结构的材料为硅钢材料或合金材料。
[0019]
另一方面，一种绕线式定子，包括如上文所述的定子铁芯，每一所述齿部结构上环绕设置有若干个线圈，若干个所述线圈具有两个引线端，两个所述引线端按相位分别接入电源或作为中性点。
[0020]
再一方面，一种集中绕组电机，包括：机座、转子和如上文所述的绕线式定子，所述绕线式定子安装于机座上，所述转子位于所述绕线式定子的若干所述齿部结构围成的中心轴孔内，所述绕线式定子的齿部结构的第二结构段与所述转子外表面之间具有间隙。
[0021]
其他方面，一种绕线式定子的生产方法，所述绕线式定子为上文所述的绕线式定子，包括：制备与所述轭部结构段相匹配的模具，提供第一板材，根据所述模具对所述第一板材进行加工，分别得到若干所述轭部结构段；
[0022]
提供第二板材，根据预设的所述齿部结构的形状，切割所述第二板材，得到若干所述齿部结构。
[0023]
进一步的，将每一所述齿部结构对应与一个所述轭部结构段榫卯连接，所述齿部结构与所述轭部结构段构成“t”字型结构；
[0024]
对构成“t”字型结构中的所述齿部结构进行绕线，形成若干个线圈；
[0025]
将所有所述“t”字型结构中相邻的两个所述“t”字型结构中的所述轭部结构段依次进行首尾连接，构成圆环形的所述轭部结构，所有所述齿部结构位于同一圆周线上。
[0026]
进一步的，所述齿部结构包括第一结构段和第二结构段，所述第一结构段的第一端安装于所述轭部结构段上设有的凹槽内部，所述第一结构段的第二端与所述第二结构段的第一端连接；所述第二结构段的第二端靠近所述轭部结构的中心；若干个所述线圈均位于所述齿部结构的第二结构段上；
[0027]
或者，所述齿部结构包括第一结构段、第二结构段和第三结构段，所述第三结构段位于所述第一结构段和第二结构段之间，并与所述第一结构段和第二结构段一体成型；所述第一结构段的第一端安装于所述轭部结构段上设有的凹槽内部，所述第一结构段的第二端与所述第二结构段的第一端连接；所述第二结构段的第二端靠近所述轭部结构的中心；若干个所述线圈均位于所述齿部结构的所述第二结构段和所述第三结构段上。
[0028]
进一步的，所述齿部结构进行绕线完成后，其具有两个引线端；将所有齿部结构分为u相组，v相组和w相组，将u相组中的各个所述齿部结构的线圈进行并联或串联后，所述u相组整体具有两个引线端，其中一个引线端接入电源，另一个所述引线端作为中性点；
[0029]
依此类推，将v相组中的各个所述齿部结构的线圈进行并联或串联后，所述v相组整体具有两个引线端，其中一个引线端接入电源，另一个所述引线端作为中性点；
[0030]
将w相组中的各个所述齿部结构的线圈进行并联或串联后，所述w相组整体具有两个引线端，其中一个引线端接入电源，另一个所述引线端作为中性点；
[0031]
将所述作为中性点的所有引线端进行连接，作为集中绕组电机的中性点。
[0032]
本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0033]
1.本发明提供了一种定子铁芯，其包括：轭部结构和若干个齿部结构，所述轭部结构分为与所述齿部结构数量相同的若干个轭部结构段，采用榫卯连接方式将每个所述轭部结构段与每个所述齿部结构连接，若干所述轭部结构段依次首尾连接，构成圆环形的所述轭部结构，若干个所述齿部结构位于同一圆周线上。其通过将所述绕线式定子的齿部结构与轭部结构为分离结构，可拆卸安装，采用现有的冲压工艺制备上述的轭部结构其降低了现有制备所述一体成型的定子铁芯的工艺难度，减少了制备其材料的报废量，降低了生产成本。
[0034]
2.当将所述轭部结构分为两个相互对称的轭部结构段时，其可以采用对称式冲压工艺制备所述轭部结构段，其进一步的降低了现有制备所述一体成型的定子铁芯的工艺难度，减少了制备其材料的报废量，降低了生产成本。
[0035]
3.对于所述齿部结构，本发明可以采用低铁损、高磁导的铁芯材料进行制备，由于该类材料具有材料脆，其延展性与柔韧性较低并且其厚度较薄的特性，因此，其不适用采用现有的冲压工艺对其进行冲压来制备所述一体成型的定子铁芯，采用冲压工艺会导致该类材料碎裂，成品率较低，浪费材料，提成制备成本，而本发明中的所述齿部结构可以采用切割工艺对该类材料进行切割进行制备，采用此类材料所制备出的齿部结构有效的降低了齿部结构上的磁密，从而降低了绕组式电机的铁损，进而实现提高了所述绕组式电机性能的目的。
[0036]
4.本发明所述的齿部结构具有第一结构段和第二结构段，所述所述第二结构段的靠近所述轭部结构的中心的底边长度与所述第一结构段的与所述凹槽相接触的矩形边的长度的比值大于或等于2，其减小了缠绕至所述齿部结构上的线圈的脱落风险。
[0037]
5.进一步的，本发明所述的齿部结构具有位于所述第一结构段和第二结构段之间的第三结构段，所述线圈位于所述第三结构段和/或所述第二结构段上，所述第三结构段的存在，进一步的减小了缠绕至所述齿部结构上的线圈脱落的风险。
[0038]
6.对于所述轭部结构包括多个轭部结构段的技术方案，即通过将每一所述齿部结构中的第一结构段对应与一个所述轭部结构段上的所述凹槽连接，并采用胶黏剂进行固定，所述齿部结构与所述轭部结构段构成“t”字型结构，此时，采用一根漆包线对构成“t”字型结构中的所述齿部结构进行绕线，形成若干个线圈，所述齿部结构进行绕线完成后，再对所述轭部结构段进行拼接，由此可知，此种对所述“t”字型结构进行单独绕线后进行拼接的安装方式与现有技术中的先形成一体成型的定子再对其进行绕线的安装方式相比，本发明可以增加每个所述齿部结构上所能缠绕的线圈数量，进一步提高所述绕组式电机的性能。
[0039]
7.对于上述所述轭部结构包括多个轭部结构段的技术方案，即通过将每一所述齿部结构中的第一结构段对应与一个所述轭部结构段上的所述凹槽连接，所述齿部结构与所述轭部结构段构成“t”字型结构，其中，对于所述轭部结构段以及所述齿部结构均可以采用有取向硅钢材料或低铁损、高磁导率材料进行制备，而现有技术中的所述一体成型的定子只能采用无取向硅钢材料进行制备，而众所周知，无取向硅钢材料的价格比有取向的硅钢材料的价格贵，由此可知，本发明可以进一步降低所述定子铁芯或绕线式定子的成本。
附图说明
[0040]
图1为现有技术中的绕线式定子的主要结构示意图；
[0041]
图2为本发明第一实施例提供的定子铁芯中的轭部结构的主要结构示意图；
[0042]
图3为本发明第一实施例提供的定子铁芯中的齿部结构的主要结构示意图；
[0043]
图4为本发明第一实施例提供的定子铁芯的整体结构示意图；
[0044]
图5为本发明第二实施例提供的定子铁芯中的齿部结构的主要结构示意图；
[0045]
图6为本发明第二实施例提供的定子铁芯中的轭部结构的主要结构示意图；
[0046]
图7为本发明第二实施例提供的定子铁芯的整体结构示意图；
[0047]
图8为本发明第三实施例提供的定子铁芯中的齿部结构的主要结构示意图；
[0048]
图9为本发明第三实施例提供的定子铁芯的整体结构示意图；
[0049]
图10为本发明第三实施例提供的定子铁芯中齿部结构中第一结构段和第二的结构段各自具有的夹角示意图；
[0050]
图11为本发明第四实施例提供的定子铁芯中的齿部结构与轭部结构段拼接后的结构示意图；
[0051]
图12为本发明第四实施例提供的定子铁芯的整体结构示意图。
具体实施方式
[0052]
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0053]
为了清楚，不描述实际一实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际一实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个一实施例改变为另一个一实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0054]
需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明一实施例的目的。在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，
并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0055]
本发明的核心思想在于提供一种定子铁芯、绕线式定子、集中绕组电机及生产方法，所述定子铁芯包括：轭部结构和若干个齿部结构，所述轭部结构分为与所述齿部结构数量相同的若干个轭部结构段，采用榫卯连接方式将每个所述轭部结构段与每个所述齿部结构连接，若干所述轭部结构段依次首尾连接，构成圆环形的所述轭部结构，若干个所述齿部结构位于同一圆周线上；其通过将所述绕线式定子的齿部结构与轭部结构为分离结构，可拆卸安装，采用现有的冲压工艺制备上述的轭部结构其降低了现有制备所述一体成型的定子铁芯的工艺难度，减少了制备其材料的报废量，降低了生产成本。当将所述轭部结构分为两个相互对称的轭部结构段时，其可以采用对称式冲压工艺制备所述轭部结构段，其进一步的降低了现有制备所述一体成型的定子铁芯的工艺难度，减少了制备其材料的报废量，降低了生产成本。对于所述齿部结构，本发明可以采用低铁损、高磁导的铁芯材料进行制备，由于该类材料具有材料脆，其延展性与柔韧性较低并且其厚度较薄的特性，因此，其不适用采用现有的冲压工艺对其进行冲压来制备所述一体成型的定子铁芯，采用冲压工艺会导致该类材料碎裂，成品率较低，浪费材料，提成制备成本，而本发明中的所述齿部结构可以采用切割工艺对该类材料进行切割进行制备，采用此类材料所制备出的齿部结构有效的降低了齿部结构上的磁密，从而降低了绕组式电机的铁损，进而实现提高了所述绕组式电机性能的目的。
[0056]
实施例一
[0057]
结合图2～图4所示，本实施例提供了一种定子铁芯，包括：轭部结构100 和若干个齿部结构200，所述轭部结构100分为若干个轭部结构段102，若干个所述轭部结构段102依次首尾连接，所述齿部结构200匹配连接在所述轭部结构100朝向所述轭部结构100中心的一侧上，每个所述轭部结构段102上通过榫卯连接方式连接若干所述齿部结构200。
[0058]
若干个所述轭部结构段102首尾连接，使得所述轭部结构呈圆环状；在每个所述轭部结构段102上开设若干凹槽101，所述齿部结构200的数量与所述凹槽101数量相同，每一所述齿部结构200对应嵌入所述凹槽101内，所述齿部结构200位于同一圆周线上，相邻的两个所述齿部结构200之间具有间隙(图中未标出)。
[0059]
请继续参考图2，在本实施例中，所述轭部结构100分为相互对称的两个所述轭部结构段102，每一所述轭部结构段102的首部(第一端部)设有一凸起部1010，其尾部(第二端部)设有一与所述凸起部1010相匹配的凹陷部1011，两个所述轭部结构段102中的一个所述轭部结构段102首部的凸起部1010与另一所述轭部结构段102的尾部的凹陷部1011相互卡接，所述凸起部1010位于所述凹陷部1011内部；两个所述轭部结构段102中的一个所述轭部结构段102尾部的凹陷部1011与另一所述轭部结构段102的首部的凸起部1010相互卡接，所述凸起部1010位于所述凹陷部1011内部，请继续参考图4，由此可知，两个所述轭部结构段102首尾连接，构成一个呈圆环形的所述轭部结构100。本实施例可以采用对称式冲压工艺制备所述轭部结构段，其进一步的降低了现有制备所述一体成型的绕线式定子的工艺难度，减少了制备其材料的报废量，降低了生产成本。在一些其他的实施例中，可以采用连接件将两个所述轭部结构段102 相互接触的首部与尾部进行固定连接。
[0060]
请继续参考图3，如图3所示，为了描述方便本实施例中以图3中所示的虚线为界，将所述齿部结构分为第一结构段201和第二结构段202，所述第一结构段201的第一端安装
于所述凹槽101内部，所述第一结构段201的第二端与所述第二结构段202的第一端连接(即实际上第一结构段201与第二结构段为一体化设置，两者位于同一平面内)；所述第二结构段202的第二端靠近所述轭部结构100的中心(即呈圆环状的轭部结构100的圆心)。
[0061]
在本实施例中，所述第一结构段201呈矩形，所述第二结构段202呈梯形；所述第二结构段202的靠近所述轭部结构100的中心的底边长度l2与所述第一结构段201的与所述凹槽101相接触的矩形边的长度l1的比值大于或等于2。其减小了后续缠绕至所述齿部结构上的线圈的脱落风险。在本实施例中，所述轭部结构100的材料为无取向硅钢材料，所述齿部结构200的材料为低铁损、高磁导的铁芯材料，所述低铁损、高磁导的铁芯材料包括但不限于为非晶合金材料，所述非晶合金材料包含但不限于为铁基、铁镍基、钴基非晶合金以及铁基纳米晶合金。采用此类材料所制备出的齿部结构有效的降低了齿部结构上的磁密，从而降低了绕组式电机的铁损，进而实现提高了所述绕组式电机性能的目的。在一些其他的实施例中，所述第二结构段202的靠近所述轭部结构100 的中心的底边可以是直线形或向内凹陷(所述圆弧形的中心靠近所述轭部结构 100的中心)的圆弧形。
[0062]
实施例二
[0063]
结合图5～图7所示，本实施例提供了一种定子铁芯，包括：轭部结构100 和若干个齿部结构200，所述轭部结构100分为若干个轭部结构段102，若干个所述轭部结构段102依次首尾连接，所述齿部结构200匹配连接在所述轭部结构100朝向所述轭部结构100中心的一侧上，每个所述轭部结构段102上通过榫卯连接方式连接若干所述齿部结构200。
[0064]
若干个所述轭部结构段102首尾连接，使得所述轭部结构呈圆环状；在每个所述轭部结构段102上开设若干凹槽101，所述齿部结构200的数量与所述凹槽101数量相同，每一所述齿部结构200对应嵌入所述凹槽101内，所述齿部结构200位于同一圆周线上，相邻的两个所述齿部结构200之间具有间隙(图中未标出)。
[0065]
请继续参考图6，在本实施例中，所述轭部结构100分为相互对称的两个所述轭部结构段102，每一所述轭部结构段102的首部(第一端部)设有一凸起部 1010，其尾部(第二端部)设有一与所述凸起部1010相匹配的凹陷部1011，两个所述轭部结构段102中的一个所述轭部结构段102首部的凸起部1010与另一所述轭部结构段102的尾部的凹陷部1011相互卡接，所述凸起部1010位于所述凹陷部1011内部；两个所述轭部结构段102中的一个所述轭部结构段102尾部的凹陷部1011与另一所述轭部结构段102的首部的凸起部1010相互卡接，所述凸起部1010位于所述凹陷部1011内部，请继续参考图7，由此可知，两个所述轭部结构段102首尾连接，构成一个呈圆环形的所述轭部结构100。本实施例可以采用对称式冲压工艺制备所述轭部结构段，其进一步的降低了现有制备所述一体成型的绕线式定子的工艺难度，减少了制备其材料的报废量，降低了生产成本。在一些其他的实施例中，可以采用连接件将两个所述轭部结构段102 相互接触的首部与尾部进行固定连接。
[0066]
请继续参考图5，如图5所示，为了描述方便本实施例中以图5中所示的虚线为界，将所述齿部结构分为第一结构段201和第二结构段202，所述第一结构段201的第一端安装于所述凹槽101内部，所述第一结构段201的第二端与所述第二结构段202的第一端连接(即实际上第一结构段201与第二结构段为一体化设置，两者位于同一平面内)；所述第二结构段202的第二端靠近所述轭部结构100的中心(即呈圆环状的轭部结构100的圆心)。
[0067]
在本实施例中，所述第一结构段201从靠近所述轭部结构100中心到远离所述轭部
结构100中心扩大；所述第二结构段202从靠近所述轭部结构100中心到远离所述轭部结构100中心缩小。所述第一结构段201呈梯形，所述第二结构段202呈梯形；所述第一结构段201反向设置于所述第二结构段202上，即所述第一结构段201的上底边与所述第二结构段202的上底边相连接(所述第一结构段的上底边的长度与所述第二结构段的上底边的长度相等或两者共用一个上底边，具体参考如图5所示的虚线部分，此处仅为了描述方便，说明所述第一结构段201和第二结构段202均具有上底边，实际上两者的相接触的部分是一体化设置的，并不存在该上底边)，所述第一结构段201的下底边与所述凹槽101内部接触，所述第二结构段202的下底边靠近所述轭部结构中心。优选地，所述第一结构段201与所述凹槽101构成互锁结构并相互卡接，使得两者之间的连接更加稳固。
[0068]
所述第二结构段202的下底边的长度l2与所述第一结构段的上底边的长度 l1的比值大于或等于2。其减小了后续缠绕至所述齿部结构上的线圈的脱落风险。在本实施例中，所述轭部结构100的材料为无取向硅钢材料，所述齿部结构200的材料为低铁损、高磁导的铁芯材料，所述低铁损、高磁导的铁芯材料包括但不限于为非晶合金材料，所述非晶合金材料包含但不限于为铁基、铁镍基、钴基非晶合金以及铁基纳米晶合金。采用此类材料所制备出的齿部结构有效的降低了齿部结构上的磁密，从而降低了绕组式电机的铁损，进而实现提高了所述绕组式电机性能的目的。在一些其他的实施例中，所述第二结构段202 的靠近所述轭部结构100的中心的底边可以是直线形或向内凹陷(所述圆弧形的中心靠近所述轭部结构100的中心)的圆弧形。
[0069]
实施例三
[0070]
结合图8～10所示，本实施例提供了一种定子铁芯，包括：轭部结构100和若干个齿部结构200，所述轭部结构100分为若干个轭部结构段102，若干个所述轭部结构段102依次首尾连接，所述齿部结构200匹配连接在所述轭部结构 100朝向所述轭部结构100中心的一侧上，每个所述轭部结构段102上通过榫卯连接方式连接若干所述齿部结构200。
[0071]
若干个所述轭部结构段102首尾连接，使得所述轭部结构呈圆环状；在每个所述轭部结构段102上开设若干凹槽101，所述齿部结构200的数量与所述凹槽 101数量相同，每一所述齿部结构200对应嵌入所述凹槽101内，所述齿部结构 200位于同一圆周线上，相邻的两个所述齿部结构200之间具有间隙(图中未标出)。
[0072]
请继续参考图9，在本实施例中，所述轭部结构100分为相互对称的两个所述轭部结构段102，每一所述轭部结构段102的首部(第一端部)设有一凸起部 (图中未标出)，其尾部(第二端部)设有一与所述凸起部相匹配的凹陷部(图中未标出)，两个所述轭部结构段102中的一个所述轭部结构段102首部的凸起部与另一所述轭部结构段102的尾部的凹陷部相互卡接，所述凸起部位于所述凹陷部内部；两个所述轭部结构段102中的一个所述轭部结构段102尾部的凹陷部与另一所述轭部结构段102的首部的凸起部相互卡接，所述凸起部位于所述凹陷部内部，请继续参考图9，由此可知，两个所述轭部结构段102首尾连接，构成一个呈圆环形的所述轭部结构100。本实施例可以采用对称式冲压工艺制备所述轭部结构段，其进一步的降低了现有制备所述一体成型的绕线式定子的工艺难度，减少了制备其材料的报废量，降低了生产成本。在一些其他的实施例中，可以采用连接件将两个所述轭部结构段102相互接触的首部与尾部进行固定连接。
[0073]
请继续参考图8，为了描述方便本实施例中利用以图8中所示的两个虚线为界，将
所述齿部结构分为第一结构段201、第二结构段202和第三结构段203，
[0074]
所述第三结构段203位于所述第一结构段201和第二结构段202之间，并与所述第一结构段201和第二结构段202一体成型。在本实施例中，所述第三结构段203呈矩形。
[0075]
所述第一结构段201的第一端安装于所述凹槽101内部，所述第一结构段 201的第二端与所述第三结构段203的第一端连接；所述第三结构段203的第二端与所述第二结构段202的第一端连接，所述第二结构段202的第二端靠近所述轭部结构100的中心(即呈圆环状的轭部结构100的圆心)。
[0076]
在本实施例中，所述第一结构段201从靠近所述轭部结构100中心到远离所述轭部结构100中心扩大；所述第二结构段202从靠近所述轭部结构100中心到远离所述轭部结构100中心缩小。所述第一结构段201呈梯形，所述第二结构段202呈梯形；所述第一结构段201反向设置于所述第三结构段203上，即所述第一结构段201的上底边与所述第三结构段203的第一矩形边相连接(所述第一结构段的上底边的长度与所述第三结构段的第一矩形边的长度相等具体参考如图8所示的虚线部分)，所述第一结构段201的下底边与所述凹槽101内部接触，所述第三结构段203的与所述第一矩形边相对的第二矩形边与所述第二结构段202的上底边相连接，所述第二结构段202的下底边靠近所述轭部结构中心。优选地，所述第一结构段201与所述凹槽101构成互锁结构并相互卡接，使得两者之间的连接更加稳固。
[0077]
请继续参考图10，呈梯形的所述第一结构段201的两个腰分别与所述下底边的夹角α的取值范围为：0
°
<α<45
°
，呈梯形的所述第二结构段202的两个腰分别与所述第三结构段203的与所述第一矩形边垂直的第三矩形边的延长线的夹角β的取值范围为：0
°
<β<γ，其中，γ表示当相邻的两个第二结构段202的相接触时(即用于容纳线圈的线圈凹槽没有线圈凹槽开口，线圈凹槽开口为0时)，所述夹角β所能达到的极限值。此时，如果此夹角β继续增大就会出现拼接后相邻的两个第二结构段202相接触的现象。正常情况下，相邻的两个第二结构段202是不能接触的。
[0078]
在一些其他的实施例中，所述第一结构段201可以是矩形，其与所述第三结构段203共用同一矩形边。
[0079]
所述第二结构段202的下底边的长度l2与所述第一结构段的上底边的长度 l1的比值大于或等于2。其减小了后续缠绕至所述齿部结构上的线圈的脱落风险。在本实施例中，所述轭部结构100的材料为无取向硅钢材料，所述齿部结构200的材料为低铁损、高磁导的铁芯材料，所述低铁损、高磁导的铁芯材料包括但不限于为非晶合金材料，所述非晶合金材料包含但不限于为铁基、铁镍基、钴基非晶合金以及铁基纳米晶合金。采用此类材料所制备出的齿部结构有效的降低了齿部结构上的磁密，从而降低了绕组式电机的铁损，进而实现提高了所述绕组式电机性能的目的。
[0080]
实施例四
[0081]
结合图11～图12所示，本实施例提供了一种定子铁芯，包括：轭部结构100 和若干个齿部结构200，所述轭部结构100分为与所述齿部结构200数量相同的若干个轭部结构段102，采用榫卯连接方式将每个所述轭部结构段102与每个所述齿部结构200连接，若干所述轭部结构段102依次首尾连接，构成圆环形的所述轭部结构100，若干个所述齿部结构200位于同一圆周线上。
[0082]
每个所述轭部结构段102上设有一个凹槽101，每个所述齿部结构200对应设置在
所述凹槽101上；所述齿部结构200与所述轭部结构段102构成“t”字型结构；多个“t”字型结构的所述轭部结构段102首尾连接，使得所述轭部结构100 呈圆环状；相邻的两个所述齿部结构100之间具有间隙(图中未标出)，该间隙是用于容纳线圈的线圈凹槽。
[0083]
请继续参考图11和图12，在本实施例中，所述轭部结构100分为相互对称的多个所述轭部结构段102，每一所述轭部结构段102的首部(第一端部)设有一凸起部1010，其尾部(第二端部)设有一与所述凸起部1010相匹配的凹陷部 1011，相邻的两个所述轭部结构段102中的一个所述轭部结构段102首部的凸起部1010与另一所述轭部结构段102的尾部的凹陷部1011相互卡接，所述凸起部1010位于所述凹陷部1011内部；相邻的两个所述轭部结构段102中的一个所述轭部结构段102尾部的凹陷部1011与另一所述轭部结构段102的首部的凸起部1010相互卡接，所述凸起部1010位于所述凹陷部1011内部，请继续参考图12，由此可知，多个所述轭部结构段102首尾连接，构成一个呈圆环形的所述轭部结构100。本实施例可以采用对称式冲压工艺制备所述轭部结构段，其进一步的降低了现有制备所述一体成型的绕线式定子的工艺难度，减少了制备其材料的报废量，降低了生产成本。在一些其他的实施例中，可以采用连接件将两个所述轭部结构段102相互接触的首部与尾部进行固定连接。
[0084]
所述齿部结构200可以是如实施例一～实施例三中任意一实施例所述的齿部结构，在此不再赘述。
[0085]
优选地，所述轭部结构段102的材料为取向硅钢材料或低铁损、高磁导的铁芯材料；所述齿部结构200的材料为硅钢材料或低铁损、高磁导的铁芯材料；所述低铁损、高磁导的铁芯材料包括但不限于为合金材料，所述合金材料包括非晶合金材料，所述非晶合金材料包含但不限于为铁基、铁镍基、钴基非晶合金以及铁基纳米晶合金；所述硅钢材料包括取向硅钢材料和无取向硅钢材料。
[0086]
其中，由于所述轭部结构段102中的磁场为横向流通磁场以及所述齿部结构中的磁场为纵向流通的磁场，由此，所述轭部结构段和所述齿部结构均可以采用有取向硅钢材料或低铁损、高磁导率材料进行制备，而现有技术中的所述一体成型的定子只能采用无取向硅钢材料进行制备，而众所周知，无取向硅钢材料的价格比有取向的硅钢材料的价格贵，由此可知，本发明可以进一步降低所述绕线式定子的成本，并减少所述齿部结构和/或轭部结构中的磁密，从而降低绕组式电机铁损，从而提高绕组式电机性能。
[0087]
基于同一发明构思，本发明还提供一种绕线式定子，包括如上文实施例一至实施例四中任意一实施例所述的定子铁芯，该定子铁芯中的每一所述齿部结构上环绕设置有若干个线圈(图中未示出)，若干个所述线圈具有两个引线端，两个所述引线端按相位分别接入电源(图中未示出)或作为中性点。
[0088]
基于同一发明构思，本发明还提供一种集中绕组电机，包括：机座、如上文所述的实施例一～实施例四中任意一实施例所述的绕线式定子和转子，所述绕线式定子安装于机座上，所述转子位于所述绕线式定子的中心处，所述绕线式定子的齿部结构的第二结构段与所述转子外表面之间具有间隙。
[0089]
基于上述实施例，本发明还提供一种绕线式定子的生产方法，包括：当所述轭部结构包括如上文实施例一～实施例三所述的两个相互对称的轭部结构段时，制备与所述轭部结构段相匹配的模具，提供一无取向硅钢材料板材，采用冲压工艺根据所述模具对所述无取向硅钢材料板材进行冲压，得到所述轭部结构段；提供一低铁损、高磁导的铁芯材料板
材，根据预设的所述齿部结构的形状，采用切割工艺切割所述低铁损、高磁导的铁芯材料板材，得到所述齿部结构。
[0090]
将所述齿部结构中的第一结构段与所述凹槽连接，并采用胶黏剂进行固定；将全部所述齿部结构安装完成后，将两个所述轭部结构段首尾连接，构成圆环形的所述轭部结构，并采用固定件分别将两个所述轭部结构段首尾处进行固定；采用一根漆包线对一个所述齿部结构进行绕线，形成若干个线圈，若干个所述线圈均位于所述齿部结构的所述第二结构段和/或所述第三结构段上；所述齿部结构进行绕线完成后，其具有两个引线端；对所有所述齿部结构完成绕线后，每个经绕线的所述齿部结构均具有两个所述引线端；将所述齿部结构分为u相组，v相组和w相组，将u相组中的各个所述齿部结构的线圈进行并联或串联后，所述u相组整体具有两个引线端，其中一个引线端接入电源，另一个所述引线端作为中性点。依此类推，将v相组中的各个所述齿部结构的线圈进行并联或串联后，所述v相组整体具有两个引线端，其中一个引线端接入电源，另一个所述引线端作为中性点。将w相组中的各个所述齿部结构的线圈进行并联或串联后，所述w相组整体具有两个引线端，其中一个引线端接入电源，另一个所述引线端作为中性点。将所述作为中性点的所有引线端进行连接，作为集中绕组电机的中性点。
[0091]
优选地，当所述轭部结构包括如上文实施例四所述的多个轭部结构段时，制备与所述轭部结构段相匹配的模具，提供第一板材，根据所述模具对所述第一板材进行加工，分别得到若干所述轭部结构段；具体的，采用冲压工艺根据所述模具对所述第一板材进行冲压，得到所述轭部结构段；
[0092]
提供第二板材，根据预设的所述齿部结构的形状，切割所述第二板材，得到若干所述齿部结构。具体的，采用切割工艺切割所述第二板材，得到所述齿部结构。
[0093]
将每一所述齿部结构对应与一个所述轭部结构段榫卯连接和/或采用胶黏剂固定，所述齿部结构与所述轭部结构段构成“t”字型结构；
[0094]
采用一根漆包线对构成“t”字型结构中的所述齿部结构进行绕线，形成若干个线圈；
[0095]
将所有所述“t”字型结构中相邻的两个所述“t”字型结构中的所述轭部结构段依次进行首尾连接，构成圆环形的所述轭部结构，所有所述齿部结构位于同一圆周线上。
[0096]
所述齿部结构包括如上文所述的第一结构段和第二结构段时，所述第一结构段的第一端安装于所述轭部结构段上设有的凹槽内部，所述第一结构段的第二端与所述第二结构段的第一端连接；所述第二结构段的第二端靠近所述轭部结构的中心；若干个所述线圈均位于所述齿部结构的第二结构段上；
[0097]
或者，所述齿部结构包括如上文所述的第一结构段、第二结构段和第三结构段时，所述第三结构段位于所述第一结构段和第二结构段之间，并与所述第一结构段和第二结构段一体成型；所述第一结构段的第一端安装于所述轭部结构段上设有的凹槽内部，所述第一结构段的第二端与所述第二结构段的第一端连接；所述第二结构段的第二端靠近所述轭部结构的中心；若干个所述线圈均位于所述齿部结构的所述第二结构段和所述第三结构段上。
[0098]
所述第一板材的材料为无取向硅钢材料、取向硅钢材料或非晶合金材料；所述第二板材的材料为取向硅钢材料或非晶合金材料，其中，当所述第一板材的材料为非晶合金
材料时，所述轭部结构段采用切割工艺制备。
[0099]
将所有所述“t”字型结构中的齿部结构分为u相组，v相组和w相组，将u 相组中的各个所述齿部结构的线圈进行并联或串联后，所述u相组整体具有两个引线端，其中一个引线端接入电源，另一个所述引线端作为中性点。
[0100]
依此类推，将v相组中的各个所述齿部结构的线圈进行并联或串联后，所述v相组整体具有两个引线端，其中一个引线端接入电源，另一个所述引线端作为中性点。
[0101]
将w相组中的各个所述齿部结构的线圈进行并联或串联后，所述w相组整体具有两个引线端，其中一个引线端接入电源，另一个所述引线端作为中性点。
[0102]
将所述作为中性点的所有引线端进行连接，作为集中绕组电机的中性点。
[0103]
综上所述，本发明提供了一种定子铁芯，其包括：轭部结构和若干个齿部结构，所述轭部结构分为与所述齿部结构数量相同的若干个轭部结构段，采用榫卯连接方式将每个所述轭部结构段与每个所述齿部结构连接，若干所述轭部结构段依次首尾连接，构成圆环形的所述轭部结构，若干个所述齿部结构位于同一圆周线上。其通过将所述绕线式定子的齿部结构与轭部结构为分离结构，可拆卸安装，采用现有的冲压工艺制备上述的轭部结构其降低了现有制备所述一体成型的定子铁芯的工艺难度，减少了制备其材料的报废量，降低了生产成本。当将所述轭部结构分为两个相互对称的轭部结构段时，其可以采用对称式冲压工艺制备所述轭部结构段，其进一步的降低了现有制备所述一体成型的定子铁芯的工艺难度，减少了制备其材料的报废量，降低了生产成本。对于所述齿部结构，本发明可以采用低铁损、高磁导的铁芯材料进行制备，由于该类材料具有材料脆，其延展性与柔韧性较低并且其厚度较薄的特性，因此，其不适用采用现有的冲压工艺对其进行冲压来制备所述一体成型的定子铁芯，采用冲压工艺会导致该类材料碎裂，成品率较低，浪费材料，提成制备成本，而本发明中的所述齿部结构可以采用切割工艺对该类材料进行切割进行制备，采用此类材料所制备出的齿部结构有效的降低了齿部结构上的磁密，从而降低了绕组式电机的铁损，进而实现提高了所述绕组式电机性能的目的。本发明所述的齿部结构具有第一结构段和第二结构段，所述所述第二结构段的靠近所述轭部结构的中心的底边长度与所述第一结构段的与所述凹槽相接触的矩形边的长度的比值大于或等于2，其减小了缠绕至所述齿部结构上的线圈的脱落风险。进一步的，本发明所述的齿部结构具有位于所述第一结构段和第二结构段之间的第三结构段，所述线圈位于所述第三结构段和/或所述第二结构段上，所述第三结构段的存在，进一步的减小了缠绕至所述齿部结构上的线圈脱落的风险。对于所述轭部结构包括多个轭部结构段的技术方案，即通过将每一所述齿部结构中的第一结构段对应与一个所述轭部结构段上的所述凹槽连接，并采用胶黏剂进行固定，所述齿部结构与所述轭部结构段构成“t”字型结构，此时，采用一根漆包线对构成“t”字型结构中的所述齿部结构进行绕线，形成若干个线圈，所述齿部结构进行绕线完成后，再对所述轭部结构段进行拼接，由此可知，此种对所述“t”字型结构进行单独绕线后进行拼接的安装方式与现有技术中的先形成一体成型的定子再对其进行绕线的安装方式相比，本发明可以增加每个所述齿部结构上所能缠绕的线圈数量，进一步提高所述绕组式电机的性能。对于上述所述轭部结构包括多个轭部结构段的技术方案，即通过将每一所述齿部结构中的第一结构段对应与一个所述轭部结构段上的所述凹槽连接，所述齿部结构与所述轭部结构段构成“t”字型结构，其中，对于所述轭部结构段以及所述齿部结构均可以采用有取向硅钢材料或低铁损、
高磁导率材料进行制备，而现有技术中的所述一体成型的定子只能采用无取向硅钢材料进行制备，而众所周知，无取向硅钢材料的价格比有取向的硅钢材料的价格贵，由此可知，本发明可以进一步降低所述绕线式定子的成本，并减少所述齿部结构和/或轭部结构中的磁密，从而降低绕组式电机铁损，提高绕组式电机性能。
[0104]
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。