电机定子结构及电机的制作方法

1.本发明涉及电动设备领域，更具体地说，涉及一种电机定子结构，还涉及一种包括上述电机定子结构的电机。


背景技术：

2.现阶段有冷却风机提供冷却风的牵引电机常用的冷却结构是在定子或者转子上设置通风孔，再加上定、转子之间的气隙通风。第一种情况：定子不设置通风孔就能正常运行，在另外有冷却风的作用下定子主体温度肯定能更低，电机设计冗余较大，通过优化，定子的外径可以设置的更小，可以减小电机的体积，减少电机所占的空间；第二种情况，定子主体设置有通风孔，这种情况下虽然能冷却定子，但是通风孔占用了一部分体积，这部分通风孔中空气相对于铁心材料来说，导磁基本上可以忽略，因此，开设有通风孔之后，在电机最大磁通量同等的情况下，必然会增大定子主体外径，这样也会增大电机体积。因此直接在定子冲片上设置通风孔，以实现对定子散热，这种设置方式不好。
3.cn113381562a公开了一种外部框架式散热系统，在电机的机座上设置通风槽，在冷却风机的作用下，冷却风通过机座的通风槽、散热筋，带走定子的热量，这种结构虽然能够降低定子的热量，但是外面机座占据了一定体积，而且机座机壳不能太薄，因为机座要对叠压的定子主体起约束作用，而且也支撑整个电机，必然会较大地增加整个电机的重量，不利于轻量化设计，所所以在机座上设置通风槽，以实现对定子散热，这种设置方式不好。
4.综上所述，如何有效地解决定子散热设置方式效果不好的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种电机定子结构，该电机定子结构可以有效地解决定子散热设置方式效果不好的问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述电机定子结构的电机。
6.为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种电机定子结构，包括定子主体、设置在所述定子主体径向外侧的定子拉板和两个分别设置在所述定子拉板两端的压圈，一个所述定子拉板或多个中至少一个所述定子拉板处设置形成有定子冷却通道；至少一个所述压圈设置有与所述定子冷却通道对接的缺口，以通过所述缺口与进出通道连通。
8.在上述电机定子结构中，在定子拉板处形成了定子冷却通道，并在压圈上设置有缺口以对接定子冷却通道，以连通至进出通道，以可以持续或间断性的导入冷却流体进入到定子冷却通道中，以可以在定子冷却通道处吸热，对定子冷却通道处结构进行降温。又因为定子拉板紧靠定子径向外围设置，所以可以对定子外围进行吸热降温，进而起到对定子降温的效果。而且在定子拉板处设置定子冷却通道，一方面，可以使定子冲片内部无需另外开通风孔，避免因定子冲片的通风孔存在而导致的定子扭矩降低问题。一方面，可以避免使
用较大体积的机壳，使得整体结构更为紧凑，有效地减少了电机的体积，同时重量更轻盈。而且可以不改变定子主体结构，使得定子主体制造更为简单方便。而且定子拉板作为拉动件，无需对结构形式做过多要求，因此设置定子冷却通道会更为简单方便。所以在定子拉板上设置定子冷却通道，以对定子散热，这种定子散热设置方式效果更好，综上所述，该电机定子结构能够有效地解决定子散热方式设置效果不好的问题。
9.优选地，所述定子拉板内侧具有槽腔结构，所述槽腔结构与所述定子主体之间组合形成所述定子冷却通道。
10.优选地，所述定子拉板横截面呈弓型。
11.优选地，两个分别所述定子拉板两端的所述压圈均具有所述缺口，以分别对接所述定子冷却通道两端通道口。
12.优选地，所述缺口的径向两侧边沿间距不小于所述定子冷却通道的径向两侧通道壁间距。
13.优选地，所述定子拉板的两端分别与两端的所述压圈焊接固定，两端的所述压圈分别与所述定子主体的两端相抵接。
14.优选地，沿所述定子主体的周向方向，均匀设置有多个所述定子拉板，各个所述定子拉板处均设置有所述定子冷却通道。
15.优选地，沿所述定子主体的周向方向，所有所述定子冷却通道周向宽度对应的圆心角度的总和不小于120度。
16.优选地，所述定子拉板内设置有至少贯通至一端的孔洞，所述孔洞的内腔为所述定子冷却通道。
17.为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种电机，该电机包括上述任一种电机定子结构，包括转子结构，所述转子结构与所述电机定子结构之间形成气隙冷却通道，所述转子结构设置有转子冷却通道。由于上述的电机定子结构具有上述技术效果，具有该电机定子结构的电机也应具有相应的技术效果。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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他的附图。
19.图1为本发明实施例提供的电机的轴向剖面结构示意图；
20.图2为本发明实施例提供的电机的径向剖面结构示意图；
21.图3为本发明实施例提供的定子拉板的侧视结构示意图；
22.图4为本发明实施例提供的定子拉板的外侧结构示意图；
23.图5为本发明实施例提供的压圈的结构示意图。
24.附图中标记如下：
25.定子主体1、定子拉板2、压圈3、转子结构4、端盖5、定子冷却通道6、缺口7、气隙冷却通道8、转子冷却通道9、槽腔结构21。
具体实施方式
26.本发明实施例公开了一种电机定子结构，该电机定子结构可以有效地解决定子散热设置方式效果不好的问题。
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
28.请参阅图1-图5，图1为本发明实施例提供的电机的轴向剖面结构示意图；
29.图2为本发明实施例提供的电机的径向剖面结构示意图；图3为本发明实施例提供的定子拉板的侧视结构示意图；图4为本发明实施例提供的定子拉板的外侧结构示意图；图5为本发明实施例提供的压圈的结构示意图。
30.在一些具体实施例中，如附图3所示，提供了一种电机定子结构，以配合电机的转子结构4使用。其中电机定子结构主要包括：定子主体1、定子拉板2和压圈3。可以是一种无机壳牵引电机的定子结构。
31.其中定子主体1，可以是一种定子铁芯，也可以是一种带绕线组定子铁芯。定子主体1外侧一般为定子叶片，定子叶片可以是定子冲片，以包围在转子结构4的外侧。具体的定子主体1的结构可以参考现有技术，在此不再赘述。在一些实施方式中，其中定子主体1的外侧可以是平滑的圆弧面，也可以是其他结构。
32.其中定子拉板2设置在所述定子主体1径向外侧，两个压圈3分别设置在定子拉板2两端，定子拉板2的两端与两端的压圈3之间固定连接，如焊接和/或螺钉连接等，当然也可以是采取其他的连接方式。而定子主体1的两端与两端的压圈3相抵接，以承受来自压圈3的挤压力，进而保持在当前位置，而其中的定子拉板2的作用则是对两端的压圈3相对距离进行限制，以保证两端的压圈3对其内部的定子拉板2形成挤压力。
33.其中一个定子拉板2或多个中至少一个所述定子拉板2处设置形成有定子冷却通道6，需要说明的是：其中电机定子结构可以仅具有一个定子拉板2，如呈筒型、半圆形、平板型等，当仅具有一个定子拉板2时，那么该定子拉板2则会设置有定子冷却通道6；当电机定子结构具有多个定子拉板2时，此时一般多个定子拉板2沿定子主体1的周向依次设置，那么这多个定子拉板2中，可以考虑至少有一个定子拉板2设置有上述定子冷却通道6，当然也可以是各个定子拉板2均设置有该定子冷却通道6。
34.需要说明的是，其中定子拉板2处如何设置形成有定子冷却通道6：如可以是定子拉板2的外侧或内侧形成槽体结构，槽体结构的槽腔作为定子冷却通道6；也可以是定子拉板2沿定子轴向设置有孔洞，该孔洞可以是沿定子轴向贯通的通孔，也可以是沿定子轴向延伸的盲孔，该孔洞的空腔作为上述定子冷却通道6。
35.其中定子冷却通道6，具体的，可以为定子冷却风道，以用于冷却风流经该通道，以对形成该通道的通道壁进行降温。当然，定子冷却通道6也可以是用于流动其他冷却流体，冷却流体可以是一种符合使用要求的液体。
36.对应的，至少一个压圈3设置有与所述定子冷却通道6对接的缺口7，以通过所述缺口7与进出通道连通，以通过压圈3上的缺口7，实现定子冷却通道6和进出通道的连通。
37.需要说明的是，其中进出通道，如进出风腔，以用于进入冷却流体和导出冷却流
体。此处的进出通道：可以是一个通道，使用时可以分时段导入冷却流体和导出冷却流体；当然也可以是两个通道，即分别为单独设置的进通道和出通道。对应的可以在一个压圈3上设置有两个缺口7以分别对应进通道和出通道，也可以是两端压圈3的缺口7分别与进通道和出通道连通。一般在压圈3和对应一侧的端盖5之间的空腔作为进出通道，如进出风腔。
38.当然如何通过缺口7将定子冷却通道6与进出通道连通，以可以导出和导入冷却流体，不仅仅限于上述方式，还可以是采用其他方式。
39.在上述电机定子结构中，在定子拉板2处形成了定子冷却通道6，并在压圈3上设置有缺口7以对接定子冷却通道6，以连通至进出通道，以可以持续或间断性的导入冷却流体进入到定子冷却通道6中，以可以在定子冷却通道6处吸热，对定子冷却通道6处结构进行降温。又因为定子拉板2紧靠定子主体1径向外围设置，所以可以对定子外围进行吸热降温，进而起到对定子主体1降温的效果。而且在定子拉板2处设置定子冷却通道6，可以不改变定子结构，使得定子制造更为简单方便。而且定子拉板2作为拉动件，无需对结构形式做过多要求，因此设置定子冷却通道6会更为简单方便。综上所述，该电机定子结构能够有效地解决定子散热设置方式效果不好的问题。
40.在一些实施例中，定子拉板2内侧具有槽腔结构21，且槽腔结构与定子主体1之间组合形成定子冷却通道6。以使得定子冷却通道6中部分冷却流体可以直接接触定子主体1，以可以更为高效的在定子主体1处进行吸热。而且定子拉板2上设置槽腔结构21，以可以作为定子冷却通道6的主要组成部分，可以避免或降低定子主体1上开槽的问题。
41.在一些实施例中，为了使槽腔内的冷却流体更大面积的与定子主体1接触，此处优选槽腔结构进行扁平化设置，即槽腔结构的槽深小于槽腔结构的槽宽，且优选槽腔结构的槽深显著小于槽腔结构的槽宽，以在定子主体1的周向方向有一个更大的跨越，以可以更高效的对定子主体1进行降温。具体的，如可以是控制定子冷却通道6在周向方向宽度所对应的圆心角。其中定子冷却通道6在周向方向宽度所对应的圆心角，即定子冷却通道6周向方向的两侧边界相对转子轴线的夹角，此时定子主体1上具有相同夹角的圆弧段，作为定子冷却通道6的内侧通道壁，而夹角越大，则意味着定子主体的外侧周向方向更多的部分可以直接接触定子冷却通道6内冷却流体。具体的，可以是沿所述定子主体1的周向方向，所有所述定子冷却通道6周向宽度对应的圆心角度的总和不小于120度，以更好的保证定子主体1直接接触冷却流体的面积。对应的，定子拉板2的径向宽度以及周向宽度，均可以根据电机实际所需要的冷却风量以及定子拉板2数量综合考虑。
42.在一些实施例中，其中定子拉板2内侧具有上述槽腔结构21，不仅可以作为定子冷却通道6，还可以使定子拉板2具有增强抗扭、减重的效果。
43.在一些实施例中，为了方便设置，可以是定子拉板2横截面呈弓型。即周向方向两侧向定子主体1弯曲，以形成槽腔结构。具体的定子拉板2可以包括周向位于中部的平板部和两个在平板部两侧的弯板部，以连接形成弓形结构。
44.在一些实施例中，可以使其中两端的压圈3均设置有缺口7，位于进端的压圈3的缺口7连通进通道，位于出端的压圈3的缺口7连通至出通道，以使得进通道通过进端压圈3的缺口7进入到定子冷却通道6，然后从定子冷却通道6吸热之后从出端压圈3的缺口7流出至出通道。
45.在一些实施例中，为了使缺口7与定子冷却通道6之间流体流动更顺畅，可以使缺
口7的径向两侧边沿间距不窄于所述定子冷却通道6的径向两侧通道壁间距，当然也可以使缺口7的周向两侧边沿间距不窄于所述定子冷却通道6的周向两侧通道壁间距。以使得定子冷却通道6端面部分，尤其边沿部分流体均无需变向，可以直接流入至缺口7中。具体的可以使缺口7略大于定子冷却通道6的端口，以方便组装。当然也可以是缺口7与定子冷却通道6的端口大小、形状均相等，且对齐对接。
46.在一些实施例中，如附图3、5所示，可以使压圈3的缺口7在径向方向的宽度不小于定子冷却通道6在径向方向上的宽度h。和/或压圈3的缺口7在周向方向的宽度l1不小于定子冷却通道6在周向方向上的宽度l。
47.在一些实施例中，可以是沿所述定子主体1的周向方向，均匀设置有多个所述定子拉板2，各个所述定子拉板2处均设置有所述定子冷却通道6。如可以设置有四个彼此夹角为90度角的定子拉板2。
48.在一些实施例中，可以使定子拉板2内设置有至少贯通至一端的孔洞，所述孔洞的内腔为所述定子冷却通道6。当然定子拉板2可以仅设置有该孔洞，也可以同时在定子拉板2的内侧形成槽腔结构，且槽腔结构和孔洞均形成上述定子冷却通道6。
49.在一些实施例中，在定子主体1与定子拉板2之间形成定子冷却通道6，可以避免在定子主体1中开设冷却通道，最大化利用定子主体1，让电机具备在不增加尺寸、满足温升要求的情况下能够实现大功率运行或者在同等功率下减小了定子外径。
50.基于上述实施例中提供的电机定子结构，本发明还提供了一种电机，该电机包括上述实施例中任意一种电机定子结构，包括转子结构4，可以进一步的在所述转子结构4与所述电机定子结构之间形成气隙冷却通道8，可以进一步的在转子结构4设置有转子冷却通道9。由于该电机采用了上述实施例中的电机定子结构，所以该电机的有益效果请参考上述实施例。
51.在一些实施例中，气隙冷却通道8以及转子冷却通道9均与上述进出通道连通，如可以是其中一端压圈3与对应一端的端盖5之间形成进风腔，而其中另一端压圈3与对应一端的端盖5之间形成出风腔。
52.在一些实施例中，电机的热量通过上述三条冷却通道中的冷却风带走，使电机的定转子温度均衡，避免定子过热，延长电机绝缘的寿命。
53.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
54.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。