电机定子及其轴向磁通电机的制作方法

1.本实用新型属于电机技术领域，具体涉及一种电机定子及其轴向磁通电机。


背景技术：

2.电机定子是发电机和起动机等电机的重要组成部分。定子是电动机重要的部分。定子由定子铁芯本体、定子绕组和机座三部分组成。定子的主要作用是产生旋转磁场，而转子的主要作用是在旋转磁场中被磁力线切割进而产生转矩。
3.轴向永磁电机也称盘式永磁电机，因其结构紧凑、效率高、功率密度大等优点获得越来越多的关注。其中，定子铁芯本体和转子铁芯本体、定子和转子之间的气隙一起组成电机的完整的磁路，定子的结构及设置关系到电机的整体性能。
4.现有技术中，轴向磁通的电机定子的装配通常采用一体结构的空心盘作为外环，定子与空心盘过盈配合，装配时，需加热空心盘外环，使其受热膨胀，冷缩内环，使内环冷缩，再将定子嵌入空心盘，这种装配方式安装困难，工艺繁琐复杂，对零件的加工精度要求很高，因此工艺成本很高，并且还存在预热的空心盘烫伤绕组的铜线漆皮的风险；还有一种装配方式采用胶粘方式，将定子粘接于空心盘，其缺点在于强度不足。
5.综上，现有的电机定子存在以下缺陷：
6.1、结构不够紧凑，绕组固定比较复杂，无形中增加了电机的体积以及重量；
7.2、结构复杂，在安装固定时外部元器件较多，对零件的加工精度要求很高，工艺成本高，并且在维修拆装时都非常不方便，增加了维修及维护成本。


技术实现要素：

8.为了解决上述的技术问题，本实用新型提出了一种电机定子及其轴向磁通电机，电机定子通过将多个绕组模块围绕绕组支架的外周进行设置，并且利用上压环和下压环的凸缘卡设在绕组模块的极靴上，从而对内部的多个绕组模块实现有效地固定安装，并且便于电机定子实现结构紧凑的设计。
9.具体地，本实用新型采取以下技术方案实现：
10.本实用新型提供一种电机定子，其包括绕组支架、多个绕组模块、上压环和下压环，多个绕组模块设置在绕组支架外侧并借助于上压环和下压环固定，上压环设置在多个绕组模块外侧的上部，下压环设置在多个绕组模块外侧的下部，绕组支架、上压环和下压环同轴线设置；上压环包括环状侧壁和沿环状侧壁上端朝向中心设置的多个凸缘，下压环包括环状侧壁和沿环状侧壁下端朝向中心设置的多个凸缘，上压环和下压环的环状侧壁相对的包覆在绕组模块的外部，上压环和下压环的多个凸缘分别与极靴的外环侧抵接。
11.优选地，所述绕组模块包括内部的铁芯本体、外部的绕组以及从铁芯本体的上部及下部伸出于绕组的极靴，所述铁芯本体以及极靴的外环侧设置有相连接的伸出部，所述上压环和下压环的多个凸缘分别抵接到极靴外环侧的伸出部。
12.优选地，所述绕组缠绕在铁芯本体的外部并且伸出有绕组线材，在所述上压环和
下压环上的多个凸缘之间形成凹槽，所述绕组线材能够从凹槽中伸出。
13.优选地，所述绕组模块的内侧与绕组支架的外侧壁相抵接，所述绕组模块的外侧与上压环和下压环的内壁相抵接。
14.优选地，所述绕组支架为注塑件或具有绝缘表面的不导磁金属件,所述绕组支架为柱状空心结构；
15.所述多个绕组模块环绕绕组支架的圆周方向设置，所述多个绕组模块的铁芯本体的纵向轴线相互平行。
16.优选地，所述上压环和下压环的结构尺寸相同，所述上压环和下压环的直径略小于绕组支架与绕组模块的直径之和。
17.优选地，通过热配合安装所述上压环和下压环，使得上压环和下压环的凸起紧密的卡设在极靴的外环侧。
18.优选地，所述上压环环状侧壁的下端面与下压环环状侧壁的上端面紧密接触。
19.优选地，所述凸缘的两侧具有与所述极靴外环侧的伸出部的外轮廓相匹配的限位结构。
20.本实用新型还提供一种轴向磁通电机，包括如上所述的电机定子。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
22.(1)本实用新型结构简单，对绕组的固定不用借助于过多的零部件，并且整个电机定子的结构紧凑，减少了电机体积以及重量，使用更加方便。
23.(2)本实用新型借助于上压环和下压环对绕组模块进行安装固定，用到的零件较少，对零件的加工精度要求低，装配方便，紧固效果好、强度大，紧固力可控，降低了整体的工艺成本，并且便于维护拆装。
附图说明
24.图1是本实用新型的电机定子分解爆破图；
25.图2是本实用新型绕组模块的结构示意图；
26.图3是本实用新型绕组支架和绕组模块的结构示意图；
27.图4是本实用新型上压环的结构示意图；
28.图5是本实用新型下压环的结构示意图；
29.图6为本实用新型的整体俯视示意图。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本实用新型并不局限于附图和以下实施例。
31.本文中提到的术语“包括”及其各种变体可以被理解为开放式术语，其意味着“包括但不限于”。术语“内”、“外”、“上”、“下”及其类似表述仅用于表示相对物体之间的位置关系。术语“第一”、“第二”及其类似表述仅用于表示不同的技术特征，并无实质含义。
32.本实用新型提供的电机定子，如图1至图6所示，其包括绕组支架1、多个绕组模块2、上压环3和下压环4，多个绕组模块2均匀的设置在绕组支架1外侧并借助于上压环3和下
压环4固定，上压环3设置在多个绕组模块2外侧的上部，下压环4设置在多个绕组模块2 外侧的下部，绕组支架1、上压环3和下压环4同轴线设置。上压环3和下压环4组合在一起作为多个绕组模块2的外侧壁，同时对多个绕组模块2进行固定，使多个绕组模块2能固定在绕组支架1的外部。
33.如图3所示，绕组支架1为柱状结构，多个绕组模块2环绕绕组支架1沿着一个圆周设置，多个绕组模块2的铁芯本体21的纵向轴线彼此之间相互平行。
34.在本技术的一个实施例中，绕组支架1为注塑件或具有绝缘表面的不导磁金属件。
35.在本技术的一个实施例中，绕组支架1为空心结构，其内部为圆柱形空腔，外部为具有厚度的柱形。
36.在本技术的一个实施例中，绕组支架1的外侧壁为多边形结构，绕组支架1的边的数量与绕组模块2的数量一致，从而使多个绕组模块2能够围绕绕组支架1一整圈进行设置，并且能够与绕组支架1的外侧壁紧密相抵接。
37.如图2和图3所示，每一个绕组模块2均包括内部的铁芯本体21、外部的绕组22以及从铁芯本体21上部及下部伸出于绕组22外侧的极靴23，铁芯本体21以及极靴23的外环侧设置有相连接的伸出部230，绕组22缠绕在铁芯本体21外部并且伸出有绕组线材5，每一个绕组模块2整体呈梯形结构，每一个绕组模块2的内侧均与绕组支架1的外侧壁相抵接，每一个绕组模块2的外侧壁均与上压环3和下压环4的内壁相抵接。
38.在本技术的一个实施例中，绕组22的外环侧包括一段直角边221和设置在直角边221两侧的弧形倒角222。绕组22的边部设置有伸出的绕组线材5，绕组线材5设置在绕组22外侧的两个弧形倒角222处，并伸出绕组22的上部。
39.在本技术的一个实施例中，绕组模块2内环的宽度小于绕组模块2外环的宽度。绕组模块2的内侧同样的设置有一个直边和两个弧形边。两个相邻的绕组模块2之间的外侧和内侧具有孔隙。
40.如图4和图5所示，上压环3和下压环4均为环状结构，上压环3和下压环4的高度相等。上压环包括环状侧壁和沿环状侧壁上端朝向中心设置的多个凸缘61，下压环4包括环状侧壁和沿环状侧壁下端朝向中心设置的多个凸缘61，多个凸缘61在上压环3和下压环4的环状侧壁上均匀分布。上压环3和下压环4的环状侧壁相对的包覆在绕组模块2的外部，上压环3和下压环4的多个凸缘61分别与极靴23的外环侧抵接。凸缘61的两侧具有与极靴 23的伸出部230的外轮廓相匹配的限位结构611。
41.在本技术的一个实施例中，上压环3和下压环4的结构大小均相同，上压环3和下压环 4的直径略小于绕组支架1与绕组模块2的直径之和。
42.在本技术的一个实施例中，上压环3的侧壁扣合在多个绕组模块2的上侧的极靴23的外侧，并与极靴23的伸出部230热配合。
43.在本技术的一个实施例中，下压环4的侧壁扣合在多个绕组模块2的第二侧的极靴23的外侧，并与极靴23的伸出部230热配合。
44.在本技术的一个实施例中，在上压环3和下压环4上的多个凸缘61之间形成凹槽62，绕组22的绕组线材5能够从凹槽62中伸出。
45.在本技术的一个实施例中，通过热配合使上压环3和下压环4能够安装在绕组模块2的外部，并且上压环3和下压环4的凸起61能够紧密的抵接在极靴23的伸出部230的外部，
等待上压环3和下压环4冷却后，由于上压环3和下压环4的直径略小于绕组支架1与绕组模块2的直径之和，因此上压环3和下压环4的凸缘能够紧密卡设在极靴23的伸出部230的外部，从而对内部的多个绕组模块2进行固定安装。
46.下面对本实用新型的工作原理进行进一步说明：
47.在安装固定时，首先将多个绕组模块2围绕绕组支架1的外周进行设置，并且使绕组模块2的内侧壁与绕组支架1的外侧壁紧密相抵接。之后将加热后的上压环3和下压环4安装在绕组模块2的外部，待上压环3和下压环4冷却后，上压环3和下压环4的凸缘紧密抵接在绕组模块2的极靴23的伸出部230的外部，从而对内部环状设置的多个绕组模块2实现固定安装。
48.本实用新型结构新颖，通过上压环3和下压环4的设置，对绕组模块2实现有效地固定，并且使整个电机定子的结构紧凑，减少了电机体积以及重量，使用更加方便。
49.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
50.以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。