拼块铁芯、定子、电机及定子的制造方法与流程

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种拼块铁芯、定子、电机及定子的制造方法。

背景技术：

定子内芯是定子的重要部件，也是电机磁路的主要组成部分。它是由扇形片等零件组成。定子内芯是用硅钢片冲成扇形片叠装而成，同时内芯也是安放绕组的部分。

传统的永磁同步电机内芯冲片采用整圆式冲片结构，该结构冲片材料利用率低，且整圆式冲片体积较大，对于冲压设备要求更高，同时传统的磁芯绕线采用人工绕线，工作效率不高。

技术实现要素：

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种可提高材料利用率及绕线效率的拼块铁芯、定子、电机及定子的制造方法。

其技术方案如下：

一种拼块铁芯，包括线圈、骨架及内芯，所述内芯由多块硅钢片叠压形成，所述内芯包括绕卷端及拼接端，所述拼接端的两侧边缘处分别设有内凹部与凸出部，所述骨架套设于所述绕卷端外，所述线圈绕卷于所述骨架外。

上述拼块铁芯，可通过将不同拼块铁芯的凸出部与内凹部拼接，形成电机的定子结构，由于内芯是利用多块硅钢片叠压形成，冲片所需的模具简单，成本低，相比于整圆式冲片，可提高对冲片材料的利用率，同时由于利用骨架套设于绕卷端外，在将线圈绕圈于骨架外时，线圈不会直接与内芯接触，对线圈的保护效果更好，因此可采用自动绕卷的方式，提高绕线效率及绕线质量。

在其中一个实施例中，所述骨架为绝缘件。

一种定子，包括第一限位环、固定件及多个如上述任一项所述的拼块铁芯，所述拼块铁芯沿周向依次设置，前一个所述拼块铁芯的凸出部与后一个所述拼块铁芯的内凹部匹配，所述拼接端或所述绕卷端上设有穿孔，所述固定件与所述拼块铁芯对应设置，所述固定件穿设所述穿孔并与所述第一限位环连接。

上述定子，在多个拼块铁芯拼装完成后，可通过将固定件穿设穿孔并与第一限位环连接，对拼块铁芯进行辅助安装，实现多个拼块铁芯的可靠连接，由于拼块铁芯可采用自动绕线，提高了绕线质量，同时多个拼块铁芯的连接稳定，可提高定子的性能。

在其中一个实施例中，所述凸出部远离所述拼接端的侧面为斜面，所述斜面与所述绕卷端的长度方向之间的夹角大于0°。

在其中一个实施例中，上述定子还包括第二限位环，所述第一限位环与所述第二限位环分别设于所述拼块铁芯的两侧，所述固定件的两端分别与所述第一限位环及所述第二限位环连接。

在其中一个实施例中，所述绕卷端的两侧均向内凹设，所述骨架上设有供所述绕卷端穿过的通过口，所述骨架远离所述拼接端的一端向外翻折或平齐设置。

在其中一个实施例中，所述骨架靠近所述拼接端的一端包括分别向所述内芯的两侧弯折的第一挡板及第二挡板，所述穿孔在所述内芯上的两端开口分别位于所述第一挡板、所述第二挡板的内侧。

在其中一个实施例中，所述骨架上设有第一接线柱及第二接线柱，所述线圈的一端设于所述第一接线柱上，所述线圈的另一端设于所述第二接线柱上，所述第一接线柱与所述第二接线柱均设于所述第一挡板上。

一种如上述任一项所述的定子的制造方法，包括以下步骤：

将带有装配孔的硅钢片叠压，形成带有所述穿孔的所述内芯；

在所述内芯上注塑形成包围所述绕卷端的所述骨架；

在所述骨架外与所述绕卷端对应的位置处绕卷所述线圈；

将多个所述拼块铁芯依次首尾连接，前一个所述拼块铁芯的凸出部插入后一个所述拼块铁芯的内凹部；

将所述固定件穿设所述穿孔并分别与所述第一限位环连接；

对所述内芯进行焊接。

上述定子的制造方法，由于是通过多个拼块铁芯拼接形成，因此在冲片时可提高材料利用率，内芯上注塑形成包围绕卷端的骨架，可对绕卷端形成充分的保护，则在绕卷线圈时，线圈不会与内芯发生直接接触，因此可采用自动绕线的方式，可提高绕线效率及绕线质量，同时采用固定件穿设穿孔并与第一限位环连接的方式对多个拼块铁芯拼接后的结构进行辅助固定，提高整体结构的可靠性，进而提高定子的工作性能。

一种电机，包括如上述任一项所述的定子。

上述电机，由于利用了多个拼块铁芯拼接的结构，同时拼块铁芯带有骨架，可采用自动绕线的方式生产，且多个拼块铁芯拼接时可利用固定件及第一限位环辅助固定，提高了定子的稳定性及工作性能，使上述电机的性能更好。

附图说明

图1为本发明实施例所述的拼块铁芯的斜视图；

图2为本发明实施例所述的内芯的斜视图；

图3为本发明实施例所述的硅钢片的正视图；

图4为本发明实施例所述的定子的装配示意图；

图5为图4中a处的放大示意图；

图6为图4中b处的放大示意图；

图7为本发明实施例所述的内芯的正视图；

图8为本发明实施例所述的骨架的斜视图。

附图标记说明：

100、线圈，200、骨架，201、通过口，210、第一挡板，220、第二挡板，230、第一端，240、第二端，250、第一接线柱，260、第二接线柱，300、内芯，310、绕卷端，320、拼接端，321、内凹部，322、凸出部，322a、斜面，330、穿孔，400、第一限位环，500、固定件，600、第二限位环，10、硅钢片，11、装配孔。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1至图3所示，一实施例公开了一种拼块铁芯，包括线圈100、骨架200及内芯300，内芯300由多块硅钢片10叠压形成，内芯300包括绕卷端310及拼接端320，拼接端320的两侧边缘处分别设有内凹部321与凸出部322，骨架200套设于绕卷端310外，线圈100绕卷于骨架200外。

上述拼块铁芯，可通过将不同拼块铁芯的凸出部322与内凹部321拼接，形成电机的定子结构，由于内芯300是利用多块硅钢片10叠压形成，冲片所需的模具简单，成本低，相比于整圆式冲片，可提高对冲片材料的利用率，同时由于利用骨架200套设于绕卷端310外，在将线圈100绕圈于骨架200外时，线圈100不会直接与内芯300接触，对线圈100的保护效果更好，因此可采用自动绕卷的方式，提高绕线效率及绕线质量。

具体地，当线圈100直接绕卷在内芯300上时，由于内芯300为多块硅钢片10叠压形成，相邻的硅钢片10之间可能会凹凸不平，若采用自动绕卷，则在绕卷的过程中，线圈100与内芯300之间可能发生摩擦导致线圈100上的绝缘层磨损，进而造成线圈100与内芯300之间导通，通电后可能会烧坏内芯300或线圈100，因此一般采用手工绕线的方式，但此时绕线效率较低，且绕线时排线不齐，会影响拼块铁芯的性能，而上述拼块铁芯，由于采用骨架200套设于内芯300外，可隔离内芯300与线圈100，同时线圈100在绕线过程中可减少摩擦，因此可采用自动绕线的方式，提高绕线效率及绕线质量。

可选地，绕卷端310可为一个或多个，当绕卷端310为多个时，不同的绕卷端310因此间隔设置，且相邻的两个绕卷端310之间存在夹角。

具体地，内凹部321与凸出部322的形状匹配。可方便拼接。

在其中一个实施例中，骨架200为绝缘件。此时可防止线圈100发生破损导致线圈100与内芯300之间导通，保证拼块铁芯的正常工作。

如图4至图6所示，一实施例公开了一种定子，包括第一限位环400、固定件500及多个如上述的拼块铁芯，拼块铁芯沿周向依次设置，前一个拼块铁芯的凸出部322与后一个拼块铁芯的内凹部321匹配，拼接端320或绕卷端310上设有穿孔330，固定件500与拼块铁芯对应设置，固定件500穿设穿孔330并与第一限位环400连接。

上述定子，在多个拼块铁芯拼装完成后，可通过将固定件500穿设穿孔330并与第一限位环400连接，对拼块铁芯进行辅助安装，实现多个拼块铁芯的可靠连接，由于拼块铁芯可采用自动绕线，提高了绕线质量，同时多个拼块铁芯的连接稳定，可提高定子的性能。

在其中一个实施例中，如图7所示，凸出部322远离拼接端320的侧面为斜面322a，斜面322a与绕卷端310的长度方向之间的夹角大于0°。此时在将不同的拼块铁芯拼接时，相邻的两个拼块铁芯之间可形成一定夹角，随着拼块铁芯数量的增加，可使拼块铁芯沿周向分布，且此时相邻的两个拼块铁芯之间的配合更稳定，可提高拼块铁芯拼接完成后工作的可靠性。具体地，内凹部321的底面与斜面322a平行设置。在相邻的两个拼块铁芯拼接时，内凹部321的底面与斜面322a可对应设置，保证多个拼块铁芯能够沿周向依次设置。

具体地，如图7所示，绕卷端310的长度方向为a方向。

在其中一个实施例中，如图4所示，上述定子还包括第二限位环600，第一限位环400与第二限位环600分别设于拼块铁芯的两侧，固定件500的两端分别与第一限位环400及第二限位环600连接。此时可通过第一限位环400及第二限位环600的协同配合，对拼块铁芯进行限位，进一步提高拼块铁芯连接固定的可靠性。

具体地，固定件500包括相互配合的螺栓及螺母，螺栓的两端穿设穿孔330并分别穿设第一限位环400、第二限位环600，并分别与螺母螺纹配合。此时连接固定的效果更好。

在其中一个实施例中，如图1、图7及图8所示，绕卷端310的两侧均向内凹设，骨架200上设有供绕卷端310穿过的通过口201，骨架200远离拼接端320的一端向外翻折或平齐设置。此时骨架200远离拼接端320的一端与绕卷端310的端部匹配，可对绕卷端310的端部进行保护。防止相邻的两个绕卷端310之间发生接触。

在其中一个实施例中，如图1及图4所示，骨架200靠近拼接端320的一端包括分别向内芯300的两侧弯折的第一挡板210及第二挡板220，穿孔330在内芯300上的两端开口分别位于第一挡板210、第二挡板220的内侧。此时第一挡板210、第二挡板220分别与拼接端320的两侧形成用于安装第一挡板210、第二挡板220的阶梯状结构，第一限位环400及第二限位环600在安装时位于第一挡板210及第二挡板220的内侧，第一限位环400及第二限位环600的位置不凸出，使上述定子的整体结构更紧凑，且此时第一限位环400、第二限位环600也被上述阶梯状结构限位，可进一步提高连接的可靠性。

可选地，第一挡板210向远离绕卷端的方向凸出设置。此时第一挡板210与骨架200的一端面之间形成另一个台阶结构，可与拼接端320的一侧面靠设，保证拼块铁芯结构的稳定。具体地，第一挡板210的厚度大于第二挡板220的厚度，此时第一挡板210相对骨架200的端面凸出设置。

可选地，当多个拼块铁芯沿周向依次拼接时，第一挡板210围成一圆形结构，圆形结构的内径为r1，第一限位环400的外径为r2，则r2<r1。第二挡板220、第二限位环600之间的配合与第一挡板210、第一限位环400之间的配合相同。

具体地，如图8所示，骨架200包括第一端230及第二端240，第一端230向外翻折，在水平投影上，第一端230的投影覆盖绕卷端310的端部的投影，第一挡板210、第二挡板220均位于第二端240。

在其中一个实施例中，如图1及图8所示，骨架200上设有第一接线柱250及第二接线柱260，线圈100的一端设于第一接线柱250上，线圈100的另一端设于第二接线柱260上，第一接线柱250与第二接线柱260均设于第一挡板210上。此时第一接线柱250、第二接线柱260可方便外部电路连接线圈100的两端，且当多个拼接铁芯拼接时，需要分别对多个线圈100通电，此时第一接线柱250、第二接线柱260可保证接线分布有序，提高接线的效率。

此外，第一接线柱250、第二接线柱260设于第一挡板210上。此时需要接线的部分均位于拼接铁芯的同一侧，方便操作。

一实施例公开了一种如上述定子的制造方法，包括以下步骤：

将带有装配孔11的硅钢片10叠压，形成带有穿孔330的内芯300；

在内芯300上注塑形成包围绕卷端310的骨架200；

在骨架200外与绕卷端310对应的位置处绕卷线圈100；

将多个拼块铁芯依次首尾连接，前一个拼块铁芯的凸出部322插入后一个拼块铁芯的内凹部321；

将固定件500穿设穿孔330并分别与第一限位环400连接；

对内芯300进行焊接。

上述定子的制造方法，由于是通过多个拼块铁芯拼接形成，因此在冲片时可提高材料利用率，内芯300上注塑形成包围绕卷端310的骨架200，可对绕卷端310形成充分的保护，则在绕卷线圈100时，线圈100不会与内芯300发生直接接触，因此可采用自动绕线的方式，可提高绕线效率及绕线质量，同时采用固定件500穿设穿孔330并与第一限位环400连接的方式对多个拼块铁芯拼接后的结构进行辅助固定，提高整体结构的可靠性，进而提高定子的工作性能。

一实施例公开了一种电机，包括如上述的定子。

上述电机，由于定子采用了多个拼块铁芯拼接的结构，可提高冲片的材料利用率，同时拼块铁芯带有骨架200，可采用自动绕线的方式生产，提高了绕线效果及绕线效率，且多个拼块铁芯拼接时可利用固定件500及第一限位环400辅助固定，提高了定子的稳定性及工作性能，使上述电机的性能更好。

具体地，上述电机可用于曳引机中，电机用于驱动牵引轮转动，牵引轮用于带动轿厢升降。由于电机的性能较好，可进而提高牵引轮的工作性能。

在其他实施例中，电机也可用于其他工作场景，例如电动车等。

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记载的范围。

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