一种电机定子设计方法与流程

本发明涉及电机定子的，尤其是指一种电机定子设计方法。

背景技术：

1、电机包括电动机和发电机，是实现电能和机械能相互转换的一种设备，在各行各业中已经广泛应用，其中电机主要有定子和转子两大部件组成，传统圆柱铁芯定子存在槽满率低，漆包线线径细，连接线过于松散，定子特性的一致性差等缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种电机定子设计方法，通过重新研发定子的各部分结构，逐一解决传统定子槽满率低、漆包线线径细、连接线过于松散、定子特性的一致性差等缺点，解决了电机生产品质保障难，寿命低，易烧电机等问题，为高速、静音、高功率的电机制造提供了稳定可靠的定子技术。

2、本发明的目的通过下述技术方案实现：

3、一种电机定子设计方法，包括：

4、设计定子，采用n组定子核心部件直列后卷绕无间距拼装为一个封闭结构；

5、每组定子核心部件包括定子模块、套设于定子模块上的绕线槽、绕设在绕线槽上的外饶式线圈、接线支架以及安装在接线支架上的pin针，其作为定子的最小工作模组；

6、接线支架附着外饶式线圈上漆包线的起点和终点线头，用于固定外饶式线圈连接线的位置；

7、在封闭结构中形成有贯通的无间距定子槽，用于提高外饶式线圈的品质和槽满率。

8、进一步，该方法包括：

9、所述封闭结构包括筒形结构和u型结构，所述封闭结构形成有内环壁和外环壁，进而将外饶式线圈包裹在封闭结构的内部，隔绝外饶式线圈与其它电机部件接触，在电机高速运行时，电机各部分的结构振动不会导致外饶式线圈碰撞受损，同时避免短路。

10、进一步，该方法包括：

11、所述无间距定子槽呈类工字型结构，各个无间距定子槽的长端无间距式环绕连接形成外环壁，各个无间距定子槽的短端环绕连接形成内环壁，无间距定子槽的长端和短端均沿径向朝外凸出构成径向空间大的内空间，便于外饶式线圈的布线，使槽满率达到设计极限，用于支撑电机长时间工作在高速、超高速状态。

12、进一步，该方法包括：

13、所述定子核心部件为多位一体式无间距设计，使用软件建模设计的复制粘贴模式对各定子核心部件的组件进行设计建模，确保各组件的低误差，并使用高精度模具一次性冲压成型为定子核心部件阵列，保证各定子核心部件之间的高相似度。

14、进一步，该方法包括：

15、每组定子核心部件中的定子模块外侧均微雕有多个凸型浮动纹路，测量n组定子核心部件直列后的纹路总长度，通过计算n组定子核心部件的纹路总长度之间的比值，获得n组定子核心部件之间的相似度；当相似度不小于预设百分比，则采用该n组定子核心部件进行组装，反之当相似度小于预设百分比，则不采用该n组定子核心部件进行组装，以保证各定子核心部件的一致性。

16、进一步，该方法包括：

17、使用m组定子核心部件组成单相定子，其中m<n，将多组单相定子通过高精度的对称式设计组合为多相定子，保证各单相定子的电气特性之间的高相似度，同时保持各单相定子的相电阻之间的误差不大于0.1欧姆以及相电感误差不大于0.1微亨，使电机能够工作在超高速状态或超静音状态。

18、进一步，该方法包括：

19、n组定子核心部件直列后，采用一次性折弯成型工艺卷绕无间距拼装为封闭结构，若折弯次数超过一次，则各定子核心部件之间的连接产生自动断裂；其中，所述一次性折弯成型工艺包括：在定子核心部件的连接处设计有一块隐藏有多处微型加强筋的超薄连接片，使其组合结构具有一次成型的特性，同时保证了封闭结构不产生变形。

20、进一步，该方法包括：

21、所述接线支架采用阶梯式结构设计，接线支架两端的直径大于接线支架中间部分的直径，便于固定外饶式线圈的连接线，使连接线在绕线过程中不会跟随绕线针移动，同时防止电机在高速运转的上下振动而导致连接线位移；所述外饶式线圈为采用外饶方法固定的线圈，绕线过程中保持线圈漆包线的张力恒定。

22、一种定子，所述定子由上述的电机定子设计方法设计而成。

23、一种电机，包括定子和转子，其中，所述定子根据上述说明设置。

24、本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

25、1、传统圆柱铁芯只能采用内绕线的方式，定子槽之间必须要有间距，会导致绕线的槽满率过低，为了满足绕线的匝数的情况下只能降低漆包线的直径，漆包线直径降低以后容易出现电流过载导致的电机烧坏；而本发明所述无间距定子槽的无间距且高内空间的设计方法，保证了同等情况下，拥有更多的绕线空间，使得槽满率更高、或者使用更粗的漆包线，提高线圈的使用寿命和电机功率，同时也可以支撑电机长时间工作在高速、超高速状态；

26、2、本发明所述定子核心部件采用多位一体式的无间距设计方法，再使用高精度模具一次性冲压成型为定子核心部件阵列，保证各定子核心部件之间拥有极高的相似度；

27、3、本发明所述定子核心部件m个能够组成单相定子，再由单相定子可以组合成包含且不限于两相，三相定子等，其采用高精度对称式设计，保证各单相定子的电气特性之间拥有极高的相似度，由于彼此之间的高相似度，保证了电机工作时各相位电磁参数的一致性。由此，电机可以工作在超高速状态或者超静音状态。

28、4、传统圆柱铁芯只能采用内绕线的方式完成，内绕线生产的效率低，本发明所述外饶式线圈采用外饶的方法固定线圈，绕线全过程中漆包线的张力恒定，解决了传统的内饶方式在线圈过弯时，张力过大，损害了漆包线的张力，容易导致线圈短路的问题。

技术特征：

1.一种电机定子设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种电机定子设计方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的一种电机定子设计方法，其特征在于，包括：

4.根据权利要求1所述的一种电机定子设计方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的一种电机定子设计方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的一种电机定子设计方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求1所述的一种电机定子设计方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求1所述的一种电机定子设计方法，其特征在于，包括：

9.一种定子，其特征在于，所述定子由权利要求1至8任一项所述的电机定子设计方法设计而成。

10.一种电机，其特征在于：包括定子和转子，其中，所述定子根据权利要求9设置。

技术总结
本发明公开了一种电机定子设计方法，根据该方法设计的定子包括N组定子核心部件，N组定子核心部件直列后卷绕无间距拼装为一个封闭结构，在封闭结构中形成有无间距定子槽，每组定子核心部件包括定子模块、套设于定子模块上的绕线槽、绕设在绕线槽上的外饶式线圈、附着在外饶式线圈上漆包线的接线支架以及安装在接线支架上的PIN针；本发明通过重新研发定子的各部分结构，逐一解决传统定子槽满率低，漆包线线径细，连接线过于松散，定子特性的一致性差等缺点，本发明所述的定子设计方法，解决了电机生产品质保障难，寿命低，易烧电机等问题，为高速、静音、高功率的电机制造提供了稳定可靠的定子技术。

技术研发人员：光明雨,吴海铭
受保护的技术使用者：东莞市达源电机技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24