一种硅钢定子铁芯、定子及电机的制作方法

本发明涉及新能源交通工具用电机技术领域，尤其涉及一种硅钢定子铁芯、定子及电机。

背景技术：

新能源电动车采用电动机来驱动车体运行，其能量来源于充电蓄电池或氢燃料电池，与传统燃油车相比，新能源电动车无污染物排放，能够显著改善城市空气质量，所以，目前国家在大力推广新能源电动汽车来替代传统燃油汽车，新能源电动汽车迎合了时代的发展趋势，势在必行。然而，目前新能源电动车普遍存在续航里程短，动力输出有待提升的问题，严重制约着新能源电动车的推广和普及。

硅钢作为制作新能源电动车电机的关键原材料，其质量的优劣对电动机的运行效率和输出扭矩有着直接的影响，进而影响到新能源电动车的续航量程和输出动力。而硅钢依据其导磁性能的方向性而分为两类：导磁性能各方向基本一致的无取向硅钢和轧制方向磁性能最优的取向硅钢，取向硅钢轧制方向的磁性能远远优于无取向硅钢的磁性能，但取向硅钢非轧制方向的性能相对较差。由于新能源电动车电机的旋转特性，要求制作电机的定子的硅钢材料具有各项均匀的性能，因此，目前的新能源电动车电机基本全部使用无取向硅钢材料，导致目前电动车电机的性能无法实现质的提升，电动车的续航里程短和动力输出提升难的问题无法解决。

技术实现要素：

本申请实施例通过提供一种硅钢定子铁芯、定子及电机，解决了现有技术中电动车电机的性能无法实质提升的技术问题。

本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：

一种硅钢定子铁芯，包括齿部和轭部，所述齿部包括多个齿块，所述轭部包括多个轭块；

多个所述轭块与多个所述齿块拼接形成所述定子；其中，所述轭块和齿块都为取向硅钢，且所述齿部沿所述定子的径向方向为轧制方向，所述轭部沿所述定子的周向方向为取向硅钢的轧制方向。

可选的，多个所述轭块拼接形成轭部，所述轭部中的相邻两个所述轭块通过所述齿块搭接，形成齿部。

可选的，所述轭块包括轭块本体和设置于所述本体底部的凹槽，所述凹槽两侧对称开设有搭接槽。

可选的，所述搭接槽与水平面成45度角。

可选的，所述搭接槽为内凹弧形结构。

可选的，所述搭接槽内还设置有凸台。

可选的，所述齿块包括齿块本体和设置于所述齿块本体顶部的搭接部，其中，所述搭接部的形状与相邻两个所述轭块的搭接槽拼接形成的搭接凹槽匹配。

可选的，所述搭接部的长度与所述轭部宽度的比例为1∶5～3∶5。

基于同样的发明构思，本发明还提供了一种电机定子，包括机座和线圈，所述定子还包括上述定子铁芯。

基于同样的发明构思，本发明还提供了一种电机，包括转子和定子，所述定子包括上述定子铁芯。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明的定子铁芯，包括齿部和轭部，所述齿部包括多个齿块，所述轭部包括多个轭块；多个所述轭块与多个所述齿块拼接形成所述定子；其中，所述轭块和齿块都为取向硅钢，且所述齿部沿所述定子的径向方向为轧制方向，所述轭部沿所述定子的周向方向为取向硅钢的轧制方向；由于采用齿部与轭部通过多个轭块和齿块拼接的而成，而轭块和齿块都为取向硅钢，使齿部沿定子的径向方向刚好为取向硅刚轧制方向，同时，轭部沿定子的周向方向为取向硅钢的轧制方向，刚好符合铁芯的主磁路路径，使导磁刚好沿导磁性能最好的轧制方向传播，从而增强电机主磁路的导磁性能，并降低电机损耗，解决了由于使用取向硅钢无法改变磁路，而使取向硅钢无法在铁芯上应用的问题，从而与现有技术相比，比使用无取向硅钢的导磁性能大幅提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一种实施例中定子铁芯的结构示意图；

图2是图1中轭块与齿块的拼接示意图；

图3是图2中轭块的结构示意图；

图4是图2中齿块的结构示意图；

图5是定转子磁力线示意图。

附图标记说明如下：

1-轭部、11-轭块、111-轭块本体、112-凹槽、113-搭接槽、1131-凸台、2-齿部、21-齿块、211-搭接部、212-齿块本体。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种一种硅钢定子铁芯、定子及电机，解决了现有技术中电动车电机的性能无法实质提升的技术问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种硅钢定子铁芯，包括齿部和轭部，所述齿部包括多个齿块，所述轭部包括多个轭块；多个所述轭块与多个所述齿块拼接形成所述定子；其中，所述轭块和齿块都为取向硅钢，且所述齿部沿所述定子的径向方向为轧制方向，所述轭部沿所述定子的周向方向为取向硅钢的轧制方向。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

另外，文本中出现的“内”和“外”是常规意义的内和外，是为了便于描述清楚，并不是任何限定。

实施例一

如图1所示，本实施例中，一种硅钢定子铁芯，包括齿部和轭部，所述齿部包括多个齿块，所述轭部包括多个轭块；

多个所述轭块与多个所述齿块拼接形成所述定子；其中，所述轭块和齿块都为取向硅钢，且参见图1中的轧制方向，所述齿部沿所述定子的径向方向为轧制方向，所述轭部沿所述定子的周向方向为取向硅钢的轧制方向。

需要说明的是，目前的新能源电动车电机基本全部使用无取向硅钢材料，是因为取向硅钢材料的轧制方向只有一个，而电机定子的的主磁路并不是沿一个方向的，需要改变方向，而当在非轧制方向上的导磁性能是特别差的，无法满足定子的导磁性能要求，因此，目前基本无法使用取向硅钢来制作铁芯，而必须使用各方向性能均衡的无取向硅钢，但无取向硅钢的导磁性能比取向硅钢在轧制方向上的导磁性能显著低。

而本发明利用拼接的方式，既改变取向硅钢的轧制方向，以适应主磁路的路径，而在轧制方向上的导磁性能是非常优异的，因此，大大提高了电机的性能。

作为一种可选的实施方式，多个所述轭块拼接形成轭部，参见图2，所述轭部中的相邻两个所述轭块通过所述齿块搭接，形成齿部。

作为一种可选的实施方式，所述轭块包括轭块本体和设置于所述本体底部的凹槽，所述凹槽两侧对称开设有搭接槽。

对应的，所述齿块包括齿块本体和设置于所述齿块本体顶部的搭接部，其中，所述搭接部的形状与相邻两个所述轭块的搭接槽拼接形成的搭接凹槽匹配。

具体的，搭接固定的方式，使得齿部与轭部能够逐级牢固地拼接成完整的电机定子片，特殊的搭接部形状，实现齿部的良好固定，并能简化定子加工制造工艺，相对于现有的拼接方式，还有助于减小电机噪音。

具体的，参见图3，作为一种可选的实施方式，所述搭接槽与水平面成45度角。

作为一种可选的实施方式，所述搭接槽为内凹弧形结构。

具体的，参照图5的磁力线分部情况，可知，搭接槽与水平面成45度角以及搭接槽为内凹弧形结构，可兼顾齿部和轭部的硅钢片在轧向与非轧向的导磁性能的差异，并减小硅钢片剪切应力和模具损耗。

作为一种可选的实施方式，为了使搭接的稳固性更好，防止产生相对转动，所述搭接槽内还设置有凸台。

作为一种可选的实施方式，参见图5，为了兼顾从齿部到轭部的磁路过度以及齿部和轭部各自的磁路不受干扰，所述搭接部的长度与所述轭部宽度的比例为1∶5～3∶5。既能使得搭接区域的轭部能够良好导通旋转磁通，也能兼顾搭接区域的齿部能够导通旋转磁通。

下面以一个具体的硅钢定子铁芯的制作实例，来进一步对本发明的原理进行理解。

有一电动车用电机的定子外径为210mm，定子内径为130mm，定子槽数为48槽。用本实施例中采用0.27mm的取向硅钢片进行制作。

首先，如图1所示，电机定子采用两层拼接的取向硅钢，总共有48个齿块(硅钢片)，齿块沿径向的长度方向为取向硅钢的轧制方向；另外，总共有48个轭块(硅钢片)，每个轭块硅钢片在轧制方向的跨度为：360/48＝7.5(度)。这种结构能够充分发挥取向硅钢轧制方向优异的导磁性能，从而增强电机主磁路的导磁性能，并降低电机损耗。

其次，如图2所示，齿块与轭块具有特殊的结构设计，使得齿块与轭块具有卡扣式搭接形式，进而使得齿块与轭块能够逐级牢固地拼接成完整的电机定子铁芯，以实现齿部的良好固定，并能简化定子加工制造工艺，还有助于减小电机噪音。

再次，如图2至图4所示，齿块与轭块搭接位置采用45度和圆角过渡，以尽可能地兼顾齿部和轭部的硅钢片在轧向与非轧向的导磁性能的差异，并减小硅钢片剪切应力和模具损耗。

最后，如图2所示，齿块硅钢片进入轭块的长度与轭部宽度的比例为1/4，既能使得搭接区域的轭部能够良好导通旋转磁通，也能兼顾搭接区域的齿部能够导通旋转磁通。

作为另一种实施方式，齿块硅钢片进入轭块的长度与轭部宽度的比例为1/5；

作为另一种实施方式，齿块硅钢片进入轭块的长度与轭部宽度的比例为3/5。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本发明的定子铁芯，包括齿部和轭部，所述齿部包括多个齿块，所述轭部包括多个轭块；多个所述轭块与多个所述齿块拼接形成所述定子；其中，所述轭块和齿块都为取向硅钢，且所述齿部沿所述定子的径向方向为轧制方向，所述轭部沿所述定子的周向方向为取向硅钢的轧制方向；由于采用齿部与轭部通过多个轭块和齿块拼接的而成，而轭块和齿块都为取向硅钢，使齿部沿定子的径向方向刚好为取向硅刚轧制方向，同时，轭部沿定子的周向方向为取向硅钢的轧制方向，刚好符合铁芯的主磁路路径，使导磁刚好沿导磁性能最好的轧制方向传播，从而增强电机主磁路的导磁性能，并降低电机损耗，解决了由于使用取向硅钢无法改变磁路，而使取向硅钢无法在铁芯上应用的问题，从而与现有技术相比，比使用无取向硅钢的导磁性能大幅提升。

此外，这种取向硅钢制作电动车驱动电机铁芯的方法，既能充分发挥取向硅钢优异的电磁性能，从而有助于提高驱动电机的输出性能，有助于减小驱动电机的体积；又能解决电机定子片结构稳定性能的问题，还有助于简化驱动电机的加工制造工艺，并能减小驱动电机运行噪音。

基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明实施例还提供提供了一种电机定子，包括机座和线圈，所述定子还包括上述定子铁芯。

基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明实施例还提供一种电机，包括转子和定子，所述定子包括上述定子铁芯。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。