一种齿部采用有取向硅钢材料的分块式定子铁心的制作方法

本发明涉及一种齿部采用有取向硅钢材料的分块式定子铁心，属于电机定子铁心结构的技术领域。

背景技术：

转向性能是汽车行驶过程中一项重要的性能，为了使汽车在不同车况下转向时能达到操纵稳定、转向轻巧、行驶安全，人们开始在汽车上使用一种电动助力转向装置来实现辅助转向，从而使驾驶员在行车的过程中能有良好的舒适感，该助力装置具备结构精巧、紧凑、节能、环保等特点，是当今汽车助力转向中最人性化的产品。

电动助力转向系统是在传统的机械式助力转向系统的基础上加装转向角及扭矩传感器、电子控制器系统(ecu)、无刷电机等部件通过电动驱动来实现辅助助力的作用，是一种机电一体化的新一代汽车智能助力转向系统，而电机作为该动力总成的关键部件。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种齿部采用有取向硅钢材料的分块式定子铁心，该齿部采用有取向硅钢材料的分块式定子铁心提升了电机性能，降低了制造成本和装配工艺精度要求。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种齿部采用有取向硅钢材料的分块式定子铁心，包括定子轭、定子齿、定子内圆环；所述定子轭和定子内圆环为无取向硅钢材料，定子齿为有取向硅钢材料；所述定子轭为圆环型结构，在定子轭的圆环内开设有若干个燕尾槽；所述定子齿的上端部设有与定子轭的燕尾槽相嵌合的凸出端，下端部设有与定子内圆环嵌合的方槽；所述定子内圆环包括闭口槽冲片和开口槽冲片，定子内圆环由若干个闭口槽冲片和开口槽冲片进行隔片叠压形成；所述闭口槽冲片和开口槽冲片的外圆边缘设有若干个用于与方槽嵌合的凸台；将定子轭、定子齿、定子内圆环进行组装，形成完整的定子铁芯。

所述燕尾槽沿定子轭的圆环内边缘均匀分布。

所述定子齿的个数与燕尾槽的个数相等。

所述定子轭由若干个定子轭冲片叠压后组成。

所述定子齿由若干个定子齿冲片叠压后组成。

所述定子齿冲片的冲片轧制方向与定子齿径向重合。

所述凸台的个数与方槽的个数相等。

所述定子内圆环每间隔一冲片，将齿尖相连处加工去除，形成留有齿尖相连处的闭口槽冲片和去除齿尖相连处的开口槽冲片。

本发明的有益效果在于：采用齿部与轭部分体式结构，保证了电机绕组的高槽满率；采用整体式定子内圆环结构，一定程度上保证了定子内圆圆度，解决了齿块之间不同心带来的齿槽转矩过大问题；定子内圆环采用两种槽结构，闭口槽可减小槽口带来的齿槽效应，减低齿槽转矩，开口槽结构减小漏磁效应；定子齿采用有取向硅钢材料，相较于无取向硅钢材料，该材料的磁性具有强烈的方向性，在易磁化的轧制方向上具有优越的高磁导率与低损耗特性，沿轧制方向磁化曲线的膝点可达1.8t，定子齿冲片采用有取向硅钢材料，可有效提高齿部饱和磁密，在提高电机转矩密度的同时还可削弱因齿部饱和导致的齿槽转矩。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明定子轭冲片的结构示意图；

图3是本发明定子齿冲片的结构示意图；

图4是本发明定子齿的结构示意图；

图5是本发明定子齿取向的结构示意图；

图6是本发明闭口槽冲片冲片的结构示意图；

图7是本发明开口槽冲片冲片的结构示意图；

图8是本发明点焊的分布位置图；

图中：1-定子轭，11-燕尾槽，2-定子齿，21-凸出端，22-方槽，3-定子内圆环，31-闭口槽冲片，311-齿尖相连处，312-凸台，32-开口槽冲片，5-点焊。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1、4、6、7所示，一种齿部采用有取向硅钢材料的分块式定子铁心，包括定子轭1、定子齿2、定子内圆环3；所述定子轭1和定子内圆环3为无取向硅钢材料，定子齿2为有取向硅钢材料(如晶粒取向硅钢材料)；所述定子轭1为圆环型结构，在定子轭1的圆环内开设有若干个燕尾槽11，燕尾槽11与定子齿2的凸出端21嵌合形成完整铁心；所述定子齿2的上端部设有与定子轭1的燕尾槽11相嵌合的凸出端21，便于齿部与轭部互相嵌合，下端部设有与定子内圆环3嵌合的方槽22，便于与定子内圆环3嵌合；所述定子内圆环3包括闭口槽冲片31和开口槽冲片32，定子内圆环3由若干个闭口槽冲片31和开口槽冲片32进行隔片叠压形成，组装后的完整定子铁心将呈现为开口槽冲片与闭口槽冲片交错相叠的结构；所述闭口槽冲片31和开口槽冲片32的外圆边缘设有若干个用于与方槽22嵌合的凸台312；将定子轭1、定子齿2、定子内圆环3进行组装，形成完整的定子铁芯。

进一步地，定子轭1、定子齿2、定子内圆环3由高磁导硅钢片叠压而成，减少了涡流损耗。

优选的，定子齿2为有取向硅钢材料(如晶粒取向硅钢材料)，相较于无取向硅钢，该材料的磁性具有强烈的方向性，在易磁化的轧制方向上具有优越的高磁导率与低损耗特性，且饱和磁密普遍高于无取向硅钢材料；其次，无取向硅钢片在各方向上可视为磁特性相同，其磁化曲线的膝点一般为1.6t，而有取向硅钢片是在生产时通过一定的工艺让材料的晶粒有序排列，使得有取向硅钢片的轧制方向以及垂直于轧制方向(即剪切方向)的磁特性相异，沿轧制方向磁化曲线的膝点可达1.8t，剪切方向约为1.4t。

所述燕尾槽11沿定子轭1的圆环内边缘均匀分布。

所述定子齿2的个数与燕尾槽11的个数相等。

所述定子轭1由若干个定子轭冲片叠压后组成，如图2所示。

所述定子齿2由若干个定子齿冲片叠压后组成，如图3所示。

所述定子齿冲片的冲片轧制方向与定子齿2径向重合，如图5所示，使得定子齿2上的磁力线方向与有取向硅钢材料高磁导方向相一致，从而达到提高电机定子齿饱和磁密的目的，进一步提高电机单位体积下的转矩密度，提升了电机的性能，减少了定子铁心冲片的使用量，降低了电机成本。

所述凸台312的个数与方槽22的个数相等。

所述定子内圆环3每间隔一冲片，将齿尖相连处311加工去除，形成留有齿尖相连处311的闭口槽冲片31和去除齿尖相连处311的开口槽冲片32。

优选的，闭口槽冲片31完整的环形结构保证了定子自身的内圆圆度，但同时也决定了该冲片只可采用无取向的硅钢材料；定子内圆3环叠压完成后，每隔一冲片加工去除掉齿尖相连处311，形成开口槽冲片32。

进一步地，闭口槽冲片31可避免开槽口带来的齿槽效应，相应地削弱齿槽转矩，开口槽冲片32可减少漏磁效应。

具体的，本发明的组装过程如下：

①将注塑成型的槽绝缘分别从叠压好的定子齿2两端装入，该槽绝缘分上、下两块接口；

②在装好绝缘的定子齿2上绕上漆包线，将下线完成的定子齿2采用工装与定子轭1、定子内圆环3嵌合形成完整定子铁芯；

③三部分嵌合完成后，在定子铁心上下两端面齿部与轭部连接处居中的位置进行点焊5，如图8所示，完成三部分轴向固定，不会由于错位从而脱落，保证了定子铁心连接紧密，提高了两者之间的连接强度；

④将定子铁芯装入机壳内，铁心与机壳之间采用过盈配合。

综上所述，本发明将原分块式铁心结构改为组合式定子铁心结构，保证了定子铁心内圆圆度，采用有取向硅钢片提高了电机性能，减少了定子铁心冲片的使用量，并综合利用了两种槽结构优势，使其拥有结构性能更高、结构简单、安装方便、定位精确、性能高、制造成本更低、质量更可靠的特点，同时还解决了电机齿槽转矩等不良影响。