定子铁芯和电机的制作方法

本发明涉及电机设备技术领域，具体而言，涉及一种定子铁芯和电机。

背景技术：

目前，市场上对高转速小功率风扇电机需求增加，而传统电机多为整圆多槽结构，加工工序复杂，成本过高。此外，由于高转速风扇要求电机转速在2000转以上，传统的四级电机同步转速为1500转，因此达不到其高转速要求，必须采用二级结构。现有铁芯为16槽，适用于四级电机，若在此铁芯上进行二级布线，则需采用大小圈或其他布线方式，使用漆包线如铜线重量相对较多，造成成本增加。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种定子铁芯和电机，可以使用二级布线提高电机转速。进一步地，可以减少漆包线的用量，节省成本。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种定子铁芯，包括外轭铁芯和内轭铁芯，外轭铁芯设置有内孔，内轭铁芯嵌设于外轭铁芯的内孔内，内轭铁芯的长宽不等，且内轭铁芯的宽度方向与外轭铁芯之间形成主绕组线槽。

优选地，外轭铁芯对应内轭铁芯的长度方向的两端设置有弧形的定位凹槽，内轭铁芯的长度方向的两端嵌入定位凹槽内。

优选地，外轭铁芯对应内轭铁芯的宽度方向的两端设置有平直内壁，平直内壁与内轭铁芯之间形成主绕组线槽。

优选地，外轭铁芯的定位凹槽与内轭铁芯的长度方向的至少一端凹凸配合。

优选地，外轭铁芯的一个定位凹槽内设置有弧形凸起，内轭铁芯的长度方向上对应该定位凹槽的一端设置有与弧形凸起配合的弧形凹槽。

优选地，弧形凸起偏离定位凹槽的中心设置。

优选地，内轭铁芯的宽度方向的至少一端设置有凹弧形的第一磁桥，第一磁桥的开口朝向外轭铁芯。

优选地，外轭铁芯的内壁上对应第一磁桥设置有凸弧，凸弧与第一磁桥均为圆弧，且凸弧的直径大于第一磁桥的直径。

优选地，内轭铁芯的宽度方向的至少一端设置有凹弧形的第二磁桥，第一磁桥位于内轭铁芯的长度方向的中心位置，第二磁桥与第一磁桥间隔设置。

优选地，内轭铁芯还包括中心孔，内轭铁芯还包括设置在内轭铁芯的中心孔侧的副绕组槽，副绕组槽连通至中心孔，两个副绕组槽绕内轭铁芯的中心对称设置。

优选地，外轭铁芯的外壁包括弧边和直边，弧边和直边在外轭铁芯的外周交错设置。

根据本发明的另一方面，提供了一种电机，包括定子铁芯，该定子铁芯为上述的定子铁芯。

应用本发明的定子铁芯，包括外轭铁芯和内轭铁芯，外轭铁芯设置有内孔，内轭铁芯嵌设于外轭铁芯的内孔内，内轭铁芯的长宽不等，且内轭铁芯的宽度方向与外轭铁芯之间形成主绕组线槽。由于本发明中将定子铁芯分开为外轭铁芯和内轭铁芯，并在两者之间形成主绕组线槽，因此可以在两铁芯中间放置主绕组，不用再使用先绕线再槽内嵌线的工序，可以直接将漆包线绕在骨架上，与内轭铁芯一起压在外轭铁芯内，能够节省漆包线用量，降低材料成本，同时提高铁芯的利用效率，也更加方便形成二级结构，能够更好地满足电机的高速转动需求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的定子铁芯的结构示意图；

图2是本发明实施例的定子铁芯的外轭铁芯的结构示意图；

图3是本发明实施例的定子铁芯的内轭铁芯的结构示意图。

附图标记说明：1、外轭铁芯；2、内轭铁芯；3、内孔；4、主绕组线槽；5、定位凹槽；6、平直内壁；7、弧形凸起；8、弧形凹槽；9、第一磁桥；10、凸弧；11、第二磁桥；12、副绕组槽；13、中心孔；14、弧边；15、直边。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，定子铁芯包括外轭铁芯1和内轭铁芯2，外轭铁芯1设置有内孔3，内轭铁芯2嵌设于外轭铁芯1的内孔3内，内轭铁芯2的长宽不等，且内轭铁芯2的宽度方向与外轭铁芯1之间形成主绕组线槽4。

由于本发明中将定子铁芯分开为外轭铁芯1和内轭铁芯2，并在两者之间形成主绕组线槽4，因此可以在两铁芯中间的主绕组线槽4内放置主绕组，不用再使用先绕线再槽内嵌线的工序，可以直接将漆包线绕在骨架上，与内轭铁芯一起压在外轭铁芯内，能够节省漆包线用量，降低材料成本，同时提高铁芯的利用效率，也更加方便形成二级结构，能够更好地满足电机的高速转动需求。

内孔3应该与内轭铁芯2配合形成防转结构，使得内轭铁芯2能够稳定定位在内孔3内，且不会发生相对转动，因此可以使内孔3的长宽不一，且内轭铁芯2的长宽不等，内轭铁芯2的长度与内孔3的长度方向一致，内轭铁芯2的宽度与内孔3的宽度方向一致，且内轭铁芯2的长度两端卡入内孔3的长度方向的两端，从而形成紧密配合。

在本实施例中，外轭铁芯1对应内轭铁芯2的长度方向的两端设置有弧形的定位凹槽5，内轭铁芯2的长度方向的两端嵌入定位凹槽5内。定位凹槽5相对于外轭铁芯1的整个内周面内凹，从而使得能够嵌入该定位凹槽5内的内轭铁芯2的长度比位于定位凹槽5之外部分的内孔3的长度都长，因此可以使内轭铁芯2定位在定位凹槽5内，并且不会从定位凹槽5内转出，从而提高了外轭铁芯1与内轭铁芯2之间配合结构的稳定性，有效防止两者之间发生相对转动。

传统的铁芯结构为圆形或方形带绕线槽的结构，嵌线方式为先绕线，后嵌入定槽内；本发明使用的定子铁芯直接在内轭铁芯2上进行绕线，再与内轭铁芯2一起压入外轭铁芯1，省去了嵌线工序。由于外轭铁芯1和内轭铁芯2分开加工之后嵌合在一起，因此能够简化定子的加工工序，通过磁轭分离实现机械化手嵌一体，提高外轭铁芯1与内轭铁芯2的加工和组装效率。

优选地，外轭铁芯1对应内轭铁芯2的宽度方向的两端设置有平直内壁6，平直内壁6与内轭铁芯2之间形成主绕组线槽4。将与内轭铁芯2的宽度方向的侧边相配合的外轭铁芯1的内壁设置为平直内壁，更加便于将内轭铁芯2压入到外轭铁芯1中。在将内轭铁芯2压入到外轭铁芯1的过程中，可以将骨架套在内轭铁芯2的两边然后放置在外轭铁芯1上，然后使用工装将铁芯和骨架一同压入。

外轭铁芯1的定位凹槽5与内轭铁芯2的长度方向的至少一端凹凸配合，可以通过外轭铁芯1的定位凹槽5与内轭铁芯2之间的凹凸配合对两者之间的位置进行进一步的定位，从而更加有效地确定罩极环偏向方向，保证电机转向固定。

优选地，外轭铁芯1的一个定位凹槽5内设置有弧形凸起7，内轭铁芯2的长度方向上对应该定位凹槽5的一端设置有与弧形凸起7配合的弧形凹槽8。仅在外轭铁芯1的一个定位凹槽5内设置有弧形凸起7，可以通过弧形凸起7与弧形凹槽8之间的凹凸配合对内轭铁芯2在外轭铁芯1内的安装起到防呆的作用，防止内轭铁芯2的安装方向错误，提高两者之间配合安装的准确性，也能够提高内轭铁芯2与外轭铁芯1之间的安装效率。

优选地，弧形凸起7偏离定位凹槽5的中心设置。

内轭铁芯2的宽度方向的至少一端设置有凹弧形的第一磁桥9，第一磁桥9的开口朝向外轭铁芯1。第一磁桥9的引入增大了外轭铁芯1与内轭铁芯2之间的极间漏磁，虽然降低了励磁电抗、使得励磁电流增大，最大转矩减小，但增加了主、副绕组的互磁通，使得一个极下的气隙磁通由矩形变为梯形，减小了气隙磁通的谐波分量，因此能够使得电机的运行可靠性更高，抗谐波能力更强。

优选地，外轭铁芯1的内壁上对应第一磁桥9设置有凸弧10，凸弧10的直径大于第一磁桥9的直径。由于外轭铁芯1上有端盖固定孔，若内壁对应第一磁桥9处设置为直边，则可能导致外轭铁芯1的强度不够，容易在运输过程中由于振动出现变形，此外，凸弧10也可以固定绝缘骨架，从而防止其上下窜动。

优选地，内轭铁芯2的宽度方向的至少一端设置有凹弧形的第二磁桥11，第一磁桥9位于内轭铁芯2的长度方向的中心位置，第二磁桥11与第一磁桥9间隔设置。第二磁桥11与第一磁桥9相配合，可以进一步增大外轭铁芯1与内轭铁芯2之间的极间漏磁，减小气隙磁通的谐波分量，可以尽可能好的形成气隙磁通分布曲线，使该曲线形状最大程度的接近正弦，抑制电机电磁噪音。

内轭铁芯2还包括中心孔13，内轭铁芯2还包括设置在内轭铁芯2的中心孔侧的副绕组槽12，副绕组槽12连通至中心孔13，两个副绕组槽12绕内轭铁芯2的中心对称设置。副绕组槽12可以用来安装副绕组，优选其宽度约为1.2至2mm。副绕组槽12与内轭铁芯2的长度方向的中心线之间的夹角例如为10到30度，优选地，该角度为15度，其目的是为了尽可能好的形成气隙磁通分布曲线，使该曲线形状最大程度的接近正弦，抑制电机电磁噪音。

在本实施例中，外轭铁芯1的外壁包括弧边14和直边15，弧边14和直边15在外轭铁芯1的外周交错设置。由于主绕组分布的位置在两极，此结构可以使更多的磁力线沿铁芯分布，使得铁芯的漏磁少，效率高，而且冲片面积小，可以降低冲片成本，提高冲片利用率。

优选地，弧边14和直边15各为四个，在外轭铁芯1的外周交错设置形成圆形切方形状。优选地，外轭铁芯1的外圆直径为58mm，切方尺寸为54mm×55.1mm，外轭铁芯1上具有内孔，内孔总长度为49mm，内孔圆径为45～48mm，与内轭铁芯2配合的定位凹槽5的圆弧半径为14mm。

优选地，内轭铁芯2长度与外轭铁芯1长度相同，为49mm；内轭铁芯2上有中心孔13，中心孔13直径为25mm，弧形凹槽8用于配合弧形凸起7确定罩极环偏向方向，保证电机转向固定，优选为圆弧且圆弧半径为1～2mm；优选地，第二磁桥半径为1.5～2mm，第一磁桥半径为2～3.5mm；副绕组槽12宽度为1.2～2mm，可容纳方形罩环。

根据本发明的实施例，提供了一种电机，包括定子铁芯，该定子铁芯为上述的定子铁芯。

本发明的定子铁芯由于采用了二级绕组方案，能够提高电机的转速，同时负载转矩较低，适用于高转速、转动惯量小的负载。该电机运行方式稳定，绕组电流变化不大，由于二级的结构使得输出转矩较小，因此负载堵转运行时也不致发生问题，所以运行比较可靠。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。