电机、定子铁芯及其定子冲片的制作方法

本实用新型涉及电机设备技术领域，特别是涉及一种电机、定子铁芯及其定子冲片。

背景技术：

在目前的永磁电机中，永磁体和有槽电枢铁芯相互作用，不可避免的产生齿槽转矩，导致转矩波动，引起震动和噪声，影响系统的控制精度。齿槽转矩是永磁电机特有的问题之一，是高性能永磁电机设计和制造中必须考虑和解决的关键问题。

通常情况下，电机定子电枢槽的槽口宽度都是相同的。这样在永磁电机的旋转过程中，会产生周期性的齿槽转矩，但该齿槽转矩含有较大的振幅值，会引起电机的噪音大以及过程中的性能如稳定性与控制精度等差问题，影响电机的使用。

技术实现要素：

基于此，有必要针对目前因永磁电机转动时产生周期性齿槽转矩导致电机噪音及性能问题，提供一种可以降低齿槽转矩以降低噪音的定子冲片，同时还提供一种含有上述定子冲片的定子铁芯，以及提供一种含有上述定子铁芯的电机。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种定子冲片，包括：

环状的轭部；以及

多个齿部，与所述轭部的内侧连接，并沿径向方向延伸，相邻的两个所述齿部围设成齿槽，且相邻两个所述齿槽的槽口的周向尺寸相异。

在其中一个实施例中，各所述齿槽的槽口的周向尺寸均相异。

在其中一个实施例中，各所述齿槽中，其中几个所述齿槽的槽口的周向尺寸相同，且周向尺寸相同的所述槽口间隔设置。

在其中一个实施例中，周向尺寸相同的所述槽口之间存在至少一个所述槽口的间隔。

在其中一个实施例中，各所述齿槽中具有至少两种周向尺寸的所述槽口，且至少两种所述槽口交替布置或交错布置。

在其中一个实施例中，所述槽口的周向尺寸与相间隔至少两个齿距的所述槽口的周向尺寸相同。

在其中一个实施例中，所述齿部包括顺次连接的齿顶部、连接部及齿根部，所述齿顶部与所述轭部连接，所述齿根部沿周向方向延伸，相邻的两个所述齿根部围设成所述槽口；

所述齿根部包括延伸方向相反的第一齿根与第二齿根，所述第一齿根与所述第二齿根的周向长度相异。

在其中一个实施例中，所述齿部远离所述轭部的一端还具有辅助槽，所述辅助槽的周向尺寸与相邻的所述齿槽的槽口的周向尺寸相异。

在其中一个实施例中，所述辅助槽的数量一个，或者，所述辅助槽的数量为至少两个，且相邻的所述辅助槽的周向尺寸相异。

在其中一个实施例中，各所述辅助槽的周向尺寸均相异，并与各所述槽口的周向尺寸相异。

在其中一个实施例中，所述辅助槽的周向尺寸与相间隔的所述辅助槽和/或所述槽口的周向尺寸相同。

在其中一个实施例中，周向尺寸相同的所述槽口和/或所述辅助槽之间存在至少一个所述辅助槽和/或所述槽口的间隔。

在其中一个实施例中，各所述辅助槽具有至少两种周向尺寸，且至少两种周向尺寸的所述辅助槽交替布置或交错布置。

在其中一个实施例中，各所述齿部上的所述辅助槽数量相同或相异。

在其中一个实施例中，所述轭部与所述齿部为一体结构。

一种定子铁芯，包括多个如上述任一技术特征所述定子冲片，多个所述定子冲片冲压形成所述定子铁芯。

一种电机，包括转子及如上述技术特征所述的定子铁芯，所述转子设置于绕线后的所述定子铁芯中。

采用上述技术方案后，本实用新型至少具有如下技术效果：

本实用新型的电机、定子铁芯及其定子冲片，多个齿部分布于环状轭部的内周后，相邻的两个齿槽的槽口的周向尺寸相异。任意相邻的两个槽口之间的宽度不同，可以将幅值大的谐波消除。有效的解决目前因永磁电机转动时产生周期性齿槽转矩导致电机噪音及性能问题。实现降低电机整体的齿槽转矩，以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的定子冲片的示意图；

图2为图1所示的定子冲片上设置辅助槽的示意图；

图3为图2所示的A处的局部放大图；

图4为本实用新型的电机采用一实施例的定子冲片与目前等宽槽口电机的齿槽转矩模拟对比图。

其中：

100-定子冲片；

110-轭部；

120-齿部；

121-齿顶部；

122-连接部；

123-齿根部；1231-第一齿根；1232-第二齿根；

130-槽口；

131-第一槽口；

132-第二槽口；

140-辅助槽；

141-第一辅助槽；

142-第二辅助槽。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型的电机、定子铁芯及其定子冲片进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”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。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参见图1至图3，本实用新型提供一种定子冲片100。多片该定子冲片100冲压后形成定子铁芯，定子铁芯绕线后与转子装配形成电机。采用本实用新型的定子冲片100制作电机后，可以将幅值大的谐波消除，实现降低电机整体的齿槽转矩，以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

在一实施例中，定子冲片100包括轭部110以及多个齿部120。轭部110呈环状设置，多个齿部120与轭部110的内侧连接，并沿径向方向延伸，相邻的两个齿部120围设成齿槽，且相邻两个齿槽的槽口130的周向尺寸相异。

可以理解的，多个齿部120设置于环形的轭部110内侧，各齿部120的一端与轭部110内侧表面连接，各齿部120的另一端远离轭部110，并沿径向方向延伸。示例的，各齿部120均匀分布于轭部110的内侧。在其他实施方式中，各齿部120也可以非均匀方式分布于轭部110的内侧。

相邻的两个齿部120之间围设成齿槽，齿槽远离轭部110的一侧具有开口，该开口为齿槽的槽口130。相邻两个齿槽的槽口130的周向尺寸相异，即任意相邻的两个齿槽的槽口130宽度不同。可以理解的，相邻齿部120的槽口130宽度相同时，电机运行会产生幅值不同的多种谐波，产生周期性的齿槽转矩，进而引起电机的噪音大及性能差问题。因此，本实用新型一实施例将定子冲片100相邻齿槽的槽口130的周向尺寸相异设置。

相邻齿槽的槽口130的周向尺寸相异设置后，相异宽度的槽口130会消除幅值大的谐波，以降低周期性齿槽转矩的最大幅值，达到降低整体齿槽转矩的目的。齿槽转矩的幅值降低后，可以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

在一实施例中，轭部110与齿部120为一体结构。这样可以提高定子冲片100的结构强度，保证使用性能，同时还可以简化加工工艺，提高生产效率。

在一实施例中，各齿槽的槽口130的周向尺寸均相异。也就是说，各个齿槽的槽口130宽度均不相同。这样可以保证任意相邻的两个齿槽的槽口130宽度不同，以降低周期性齿槽转矩的最大幅值，达到降低整体齿槽转矩的目的，进而可以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

在一实施例中，各齿槽中，其中几个齿槽的槽口130的周向尺寸相同，且周向尺寸相同的槽口130间隔设置。也就是说，其中几个齿槽的槽口130宽度相同，并与其余齿槽的槽口130宽度不同，各周向尺寸相同的槽口130被其余槽口130分隔开。这样也可以保证任意相邻的两个槽口130的宽度不同，以降低周期性齿槽转矩的最大幅值，达到降低整体齿槽转矩的目的，进而可以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

可选地，周向尺寸相同的槽口130之间存在至少一个槽口130的间隔。可以理解，其中几个齿槽的槽口130的周向尺寸相同，其余齿槽的槽口130的周向尺寸均不相同。在此基础上，不同周向尺寸的槽口130将相同周向尺寸的槽口130分隔开，并且，周向尺寸相同的两个槽口130之间至少存在一个其余周向尺寸的槽口130。这样也可以保证任意相邻的两个槽口130的宽度不同，以降低周期性齿槽转矩的最大幅值，达到降低整体齿槽转矩的目的，进而可以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。示例的，周向尺寸相同的槽口130之间存在一个周向尺寸不同的槽口130。当然，在其他实施方式中，周向尺寸相同的槽口130之间存在两个、三个、甚至更多个周向尺寸不同的槽口130。

在一实施例中，各齿槽中具有至少两种周向尺寸的槽口130，且至少两种槽口130交替布置或交错布置。也就是说，各槽口130的周向尺寸具有多种，各种周向尺寸的槽口130可以混合搭配，也可以按照预定规律搭配，只要保证任意相邻的两个槽口130的宽度不同，即可达到降低周期性齿槽转矩的最大幅值的目的。

可选的，当槽口130的周向尺寸只有两种时，两个周向尺寸的槽口130一一交替设置。可选的，当槽口130的周向尺寸有三种、四种、甚至更多种时，各种周向尺寸的槽口130可以按照循环的方式交替排布，当然，各种周向尺寸的槽口130也可混合交错排布，只要能够保证任意相邻的两个槽口130的宽度不同即可。

示例的，当槽口130的周向尺寸为三种时，且分别为第一开口、第二开口及第三开口，且第一开口的周向尺寸大于第二开口的周向尺寸，第二开口的周向尺寸大于第三开口的周向尺寸。此时，可以将第一开口、第二开口、第三开口作为基本组，多个基本组沿定子冲片100的内部分布。

可以理解的，基本组内的顺序原则上不受限制，只要保证相邻的两个槽口130的周向尺寸不同即可。也就是说，基本组内第一开口、第二开口、第三开口的顺序可以随意排布，并且，多个基本组中的第一开口、第二开口、第三开口的顺序可以相同，也可以不同。只要能够实现任意相邻的两个槽口130的宽度不同即可。这样就可以降低周期性齿槽转矩的最大幅值，达到降低整体齿槽转矩的目的，进而可以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

在其他实施方式中，第一开口、第二开口及第三开口可以随意混合分布，即不按照某个规律进行排布，如相邻的两个第二开口之间存在一个第一开口，第三开口或第一开口分别与第一开口远离第一开口的一侧等等。只要能够实现任意相邻的两个槽口130的宽度不同即可。这样就可以降低周期性齿槽转矩的最大幅值，达到降低整体齿槽转矩的目的，进而可以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

可以理解的，当槽口130的周向尺寸为更多种时，其排布原理和三种周向尺寸的槽口130相似，在此不一一赘述。

在一实施例中，槽口130的周向尺寸与相间隔至少两个齿距的槽口130的周向尺寸相同。可以理解的，相邻的两个齿部120之间存在一个齿部120，即为一个齿距。本实用新型的定子冲片100要求相邻的槽口130宽度不同，即相距一个齿距的两个槽口130宽度不同。而且，相距至少两个齿距的两个槽口130的周向尺寸可以相同。也就是说，相同周向尺寸的槽口130可以相距两个齿距、三个齿距、甚至更多个齿距，以保证相邻的两个槽口130的周向尺寸不同，以降低齿槽转矩的幅值。

在一实施例中，齿部120包括顺次连接的齿顶部121、连接部122及齿根部123，齿顶部121与轭部110连接，齿根部123沿周向方向延伸，相邻的两个齿根部123围设成槽口130。齿根部123包括延伸方向相反的第一齿根1231与第二齿根1232，第一齿根1231与第二齿根1232的周向长度相异。相邻两个齿部120的第一齿根1231与第二齿根1232形成槽口130。而且，由于第一齿根1231与第二齿根1232的长度相异，两个齿部120的第一齿根1231朝向彼此，两个齿部120的第二齿根1230远离彼此。这样，其中一个槽口130由两个第一齿根1231形成，相邻的槽口130由两个第二齿根1230形成，以使相邻的两个槽口130宽度不同，进而达到降低齿槽转矩的目的。可以理解的，相邻齿槽的宽度可以相同。

本实施例中，各齿根部123的第一齿根1231的长度相同，各齿根部123的第二齿根1232的长度相同，且第一齿根1231的长度与第二齿根1232的长度不同。可以理解的，在其他实施方式中，各齿根部123的第一齿根1231的长度均不同或者某几个/组相同，各齿根部123的第二齿根1232的长度均不同或者某几个/组相同，且，各第一齿根1231的长度与各第二齿根1232的长度也不同。

本实用新型的一实施例中，仅以槽口130的周向尺寸为两种进行说明。两种尺寸的槽口130分别记为第一槽口131和第二槽口132。第一槽口131与第二槽口132交替布置于定子冲片100的内侧，以满足相邻槽口130宽度尺寸不同的要求。

而且，可以根据计算选取较优的槽口130宽度，相距两个齿距的槽口130宽度相一致。当nz/4p为整数，且n为偶数时，可以保证齿槽转矩降低，以使电机性能达到较佳的效果。其中，n为系数，Z是指定子冲片100的齿槽的数量，P是指极对数。电机设计时，可以根据电机的级数配合进行槽口130宽度的选取。可以理解的，P是电机级数的一半。

可以理解的，槽口130的周向尺寸呈弧形设置，可以用圆心角对应的弧长表示。因此，定子冲片100的槽口130宽度的设计与选取通过圆心角体现。具体的，定义第一槽口131对应的圆心角为β，第二槽口132对应的圆心角为θ，β与θ的计算公式包括但不限于如下两种：

或者

当然，也可为其他可以计算β与θ的公式。其中，LCM是指最小公倍数。

在一实施例中，齿部120远离轭部110的一端还具有辅助槽140，辅助槽140的周向尺寸与相邻的齿槽的槽口130的周向尺寸相异。增加辅助槽140后，辅助槽140的作用槽口130的作用相同，可以达到类似增加槽口130的作用，其效果等同于增加槽口130，并且，还不会增加定子冲片100的尺寸。增加辅助槽140后，可以消除更多中谐波，降低齿槽转矩，使得齿槽转矩整体效果有一定的平衡，保证齿槽转矩更加稳定。

而且，设置辅助槽140后，辅助槽140的周向尺寸与相邻的齿槽的槽口130的周向尺寸相异。也就是说，辅助槽140的宽度与相邻的槽口130宽度不同。这样就可以降低周期性齿槽转矩的最大幅值，在很大程度上削弱电机的齿槽转矩，达到降低整体齿槽转矩的目的，进而可以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

在一实施例中，辅助槽140的数量一个，或者，辅助槽140的数量为至少两个，且相邻的辅助槽140的周向尺寸相异。可以理解的，辅助槽140的数量可以根据实际需求进行选择，辅助槽140的数量可以为一个、两个、三个甚至更多个。

当辅助槽140的数量为一个时，辅助槽140的周向尺寸与相邻的两个槽口130的周向宽度相异。当辅助槽140的数量为两个及两个以上时，需要保证辅助槽140的周向宽度与相邻的辅助槽140和/或槽口130的周向宽度相异。这样就可以降低周期性齿槽转矩的最大幅值，在很大程度上削弱电机的齿槽转矩，达到降低整体齿槽转矩的目的，进而可以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

在一实施例中，各齿部120上的辅助槽140数量相同或相异。也就是说，每个齿部120上的辅助槽140的数量可以相同，也可以不同，可以根据实际需要进行调整。只要能够实现任意相邻的两个槽口130、相邻的辅助槽140、相邻的辅助槽140与槽口130的宽度不同即可。这样就可以降低周期性齿槽转矩的最大幅值，达到降低整体齿槽转矩的目的，进而可以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

在一实施例中，各辅助槽140的周向尺寸均相异，并与各槽口130的周向尺寸相异。也就是说，各个辅助槽140的宽度都不相同，并且，各个辅助槽140的宽度和槽口130的宽度也不相同。这样可以保证任意相邻的槽口130和/或辅助槽140宽度不同，以降低周期性齿槽转矩的最大幅值，达到降低整体齿槽转矩的目的，进而可以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

在一实施例中，辅助槽140的周向尺寸与相间隔的辅助槽140和/或槽口130的周向尺寸相同。也就是说，宽度相同的辅助槽140之间被宽度不同的辅助槽140和/或槽口130间隔开。这样也可以保证任意相邻的槽口130和/或辅助槽140的宽度不同，以降低周期性齿槽转矩的最大幅值，达到降低整体齿槽转矩的目的，进而可以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

在一实施例中，周向尺寸相同的槽口130和/或辅助槽140之间存在至少一个辅助槽140和/或槽口130的间隔。也就是说，宽度相同的辅助槽140之间被一个、两个甚至更多个宽度不同的辅助槽140和/或槽口130间隔开。这样也可以保证任意相邻的槽口130和/或辅助槽140的宽度不同，以降低周期性齿槽转矩的最大幅值，达到降低整体齿槽转矩的目的，进而可以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

在一实施例中，各辅助槽140具有至少两种周向尺寸至少两种周向尺寸交替布置或交错布置。也就是说，各辅助槽140的周向尺寸具有多种，各种周向尺寸的辅助槽140可以混合搭配，也可以按照预定规律搭配，只要保证任意相邻的两个辅助槽140的宽度不同，即可达到降低周期性齿槽转矩的最大幅值的目的。

并且，辅助槽140的周向尺寸的种类可以和槽口130周向尺寸的种类不同，此时可以按照槽口130的排布原理进行排布即可，在此不一一赘述。当辅助槽140的周向尺寸的种类可以和槽口130周向尺寸的种类相同时，可以将辅助槽140当成槽口130，只是数量不同，也可按照槽口130的排布原理进行排布，在此不一一赘述。

本实用新型的一实施例中，每个齿部120上辅助槽140的数量为两个，且辅助槽140的周向尺寸的种类和槽口130的种类相同，均为两种，并记两种辅助槽140分别为第一辅助槽14:1和第二辅助槽142，且第一辅助槽141的宽度与第一槽口131的宽度相一致，第二辅助槽142的宽度与第二槽口132的宽度相一致。辅助槽140宽度的计算方式与槽口130宽度的计算公式相一致，在此不一一赘述。

并且，第一辅助槽141、第二辅助槽142、第一槽口131、第二槽口132交替分布，使得定子冲片100任意相邻的槽口130和/或辅助槽140的宽度不同，以降低周期性齿槽转矩的最大幅值，达到降低整体齿槽转矩的目的，进而可以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

如图4所示，图4为本实用新型一实施例的电机采用上述定子冲片100后，与目前等宽槽口130电机的齿槽转矩模拟对比图。从图中可以看出，采用电机采用等宽槽口130的定子冲片100后，会产生较大的振幅，进而产生较大齿槽转矩。而本申请的电机采用相邻槽口130宽度相异的定子冲片100后，可以消除振幅较大的谐波，以达到降低齿槽转矩的目的。

参见图1至图3，本实用新型的定子冲片100的多个齿部120分布于环状轭部110的内周后，相邻的两个齿槽的槽口130的周向尺寸相异。任意相邻的两个槽口130之间的宽度不同，可以将幅值大的谐波消除。有效的解决目前因永磁电机转动时产生周期性齿槽转矩导致电机噪音及性能问题。实现降低电机整体的齿槽转矩，以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

本实用新型一实施例还提供一种定子铁芯，包括多个上述实施例中的定子冲片100，多个定子冲片100冲压形成定子铁芯。定子铁芯采用上述定子冲片100冲压制成后，可以将幅值大的谐波消除，实现降低电机整体的齿槽转矩，以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

本实用新型一实施例还提供一种电机，包括转子及上述实施例中的定子铁芯，转子设置于绕线后的定子铁芯中。电机采用上述定子冲片100制成的定子铁芯后，可以将幅值大的谐波消除，实现降低电机整体的齿槽转矩，以有效的降低电机运行时的噪音，提高电机的稳定性与控制精度，保证电机的使用性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书的记载范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。