一种定子冲片、定子铁芯及内定子的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，特别是涉及一种定子冲片、定子铁芯及内定子。

背景技术：

2.传统外转子永磁电机的定子冲片示意图如图1所示，包括定子轭部(1)、定子齿(2)、轴孔(3)、齿靴(4)和定子槽(5)，其中，定子齿距等于齿靴宽度tp+槽口宽度b0，线圈通过槽口(5a)放入定子槽(5)中。在电机设计教材或参考书中，包括常规的电机设计中，都认为增加齿靴宽度tp，减小槽口宽度b0有利于提高电机出力、减小齿槽转矩和噪声，因此，长期以来形成的共识是在保证能将线圈放入定子槽(5)的前提下，槽口(5a)尽量小，一般中小型电机的槽口宽度为1.8mm～3.5mm，齿靴宽度tp接近定子齿距，且必有齿靴宽度tp》定子齿宽t。从图1可见，定子槽(5)是由定子轭部(1)，定子齿(2)和齿靴(4)围起来形成的，目前将线圈放入定子槽(5)，绕到定子齿(2)上，通常有2种方法：人工下线，先将线圈在外面绕好，再用人工将线圈通过槽口(5a)放入槽中，这种方法存在工人劳动强度大、下线效率低和线圈端部长用铜量大等缺陷；第二种方法是用自动绕线机，将线圈一匝一匝往槽里绕，它存在绕线速度慢，槽满率低等缺陷。从磁路角度看，参见图1，很多磁力线从外转子的磁极n极出发经过定子的齿靴(4)、外转子的磁极s极及外转子轭部形成闭合回路，这部分磁通为漏磁通，不参与能量转换，反而导致齿靴(4)和局部转子磁路的过饱和，影响主磁路和电机出力，降低永磁材料的利用率。

技术实现要素：

3.为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种定子冲片、定子铁芯及内定子，结合定子冲片的工作特点和结构要求，经过磁场分布的合理设计，具有下线效率高、用铜量小、槽满率高等优点，降低材料成本和生产成本，提高外转子永磁同步电动机的性能，稳定性、可靠性。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种定子冲片，其包括定子轭部和k个无齿靴的定子齿部，所述k个无齿靴的定子齿部沿所述定子轭部的周向分布，相邻两个所述定子齿部与所述定子轭部之间形成定子槽部，所述定子槽部由内朝外逐渐变宽；其中，k＝3n，n为自然数，且n＞0。
6.进一步，所述无齿靴的定子冲片厚度设置为0.25mm～0.5mm。
7.进一步，每个所述定子齿部的齿顶设置为圆弧形。
8.进一步，所述k个无齿靴的定子齿部沿所述定子轭部的周向分布。
9.进一步，所述k个无齿靴的定子齿部沿所述定子轭部的周向均匀分布。
10.进一步，所述无齿靴的定子齿部的侧面开设有固定线圈的固定槽。
11.进一步，所述固定槽呈弧形或三角形或多边形。
12.一种定子铁芯，其由多层上述任一所述的无齿靴的定子冲片叠压而成，形成无齿靴的定子铁芯。
13.一种内定子，其包括绕组和上述任一所述的定子铁芯，所述绕组为三相集中绕组，所述三相集中绕组星接或角接引出。
14.本实用新型的有益效果：
15.本实用新型提供的定子冲片，其包括定子轭部和k个无齿靴的定子齿部，k个无齿靴的定子齿部沿定子轭部的周向分布，相邻两个定子齿部与定子轭部之间形成定子槽部，定子槽部由内朝外逐渐变宽；其中，k＝3n，n为自然数，且n＞0。
16.本实用新型中的内定子的定子铁芯、定子冲片采用无齿靴设计，再加上，定子槽部由内朝外逐渐变宽，解决了下线困难的问题，使槽满率更高，进一步降低生产成本。本实用新型同时还提供定子铁芯及内定子，结合定子冲片的工作特点和结构要求，经过磁场分布的合理设计，具有下线效率高、用铜量小、槽满率高等优点，降低材料成本和生产成本，提高外转子永磁同步电动机的性能，稳定性、可靠性。
附图说明
17.图1为传统外转子永磁电机的定子冲片的示意图；
18.图2为本实用新型中无齿靴的定子冲片的示意图；
19.图3为本实用新型中无齿靴的定子铁芯的示意图；
20.图中，1-定子轭部，2-定子齿，3-轴孔，4-齿靴，5-定子槽，5a-槽口，10-定子冲片，11-定子轭部，12-定子齿部，13-定子轴孔，14-定子槽部，20-定子铁芯
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
22.参见图2和图3，图2为本实用新型中无齿靴的定子冲片的示意图，图3为本实用新型中无齿靴的定子铁芯的示意图。
23.参见图2，本实施例提供的定子冲片10包括定子轭部11和k个无齿靴的定子齿部12，k个无齿靴的定子齿部12沿定子轭部11的周向分布，相邻两个定子齿部12与定子轭部11之间形成定子槽部14，定子槽部14由内朝外逐渐变宽，定子轭部11内形成定子轴孔13；其中，k＝3n，n为自然数，且n＞0。
24.本实用新型中的定子冲片10采用无齿靴设计，再加上，定子槽部14由内朝外逐渐变宽，解决了下线困难的问题，使槽满率更高，进一步降低生产成本。
25.再参见图2，举例说明，无齿靴的定子冲片10有12个无齿靴的定子齿部12，因此对应有12个定子槽部14，无齿靴的定子冲片10优选地由厚度为0.25mm、0.35mm、0.5mm的硅钢片冲压而成，常见地无齿靴的定子冲片10由0.5mm厚的低损耗硅钢片材料冲制成。
26.本实施例中，各定子齿部12的中心线与齿顶圆弧的交点在半径为r的圆周上，12个定子齿部可以不是均布，但均布是优选，当均布时，相邻齿之间的夹角为30度机械角度。电机磁场的有限元仿真表明，定子齿顶圆弧的半径取值范围在0.35r≤r_t≤r，且齿顶圆弧中心在齿中心线上时齿槽转矩比较小，本实施例中，r＝26.25mm，r_t＝11.25mm。
27.本实施例中，优选地，无齿靴的定子齿部12的侧面开设有固定槽，用于固定线圈，进一步优选地，固定槽呈弧形或三角形或多边形，具体结构不作限制。
28.本实施例同时还提供定子铁芯20及内定子，结合定子冲片10的工作特点和结构要求，经过磁场分布的合理设计，具有下线效率高、用铜量小、槽满率高等优点，降低材料成本和生产成本，提高外转子永磁同步电动机的性能，稳定性、可靠性。
29.参见图3，无齿靴的定子铁芯20由多层无齿靴的定子冲片10叠压而成，无齿靴的定子冲片10优选地由厚度为0.25mm、0.35mm、0.5mm的硅钢片冲压而成。
30.本实施例中，内定子包括无齿靴的定子铁芯20和绕组，无齿靴的定子铁芯20优选含12齿，绕组优选为6个或12个线圈6构成的三相集中绕组，三相集中绕组星接或角接引出。
31.本实施例的14极/12槽无齿靴的定子铁芯20的三相分数槽集中式电枢绕组，在12个齿上绕有12个集中式线圈，每相4个线圈，第1、2齿上的线圈反向串联构成线圈组a1，第7、8齿上的线圈反向串联构成线圈组a2,将a1和a2反向并联或串联构成a相绕组；同理,第3、4齿上的线圈反向串联构成线圈组b1，第9、10齿上的线圈反向串联构成线圈组b2,将b1和b2反向并联或串联构成b相绕组；第5、6齿上的线圈反向串联构成线圈组c1，第11、12齿上的线圈反向串联构成线圈组c2,将c1和c2反向并联或串联构成c相绕组；最后三相绕组星接或角接由引出线引出。基于14极/12槽的配合，所述绕组连接方式可以极大的削弱5次7次谐波，改善电势波形。
32.本实施例中，内定子的定子铁芯20采用无齿靴设计，解决了下线困难问题、使槽满率更高，进一步降低生产成本；内定子的定子铁芯20齿顶的圆弧设计降低了电势谐波，减小了齿槽转矩，提高了电机性能。
33.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围的方案，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

技术特征：

1.一种定子冲片，其特征在于：所述定子冲片包括定子轭部和k个无齿靴的定子齿部，所述k个无齿靴的定子齿部沿所述定子轭部的周向分布，相邻两个所述定子齿部与所述定子轭部之间形成定子槽部，所述定子槽部由内朝外逐渐变宽；其中，k＝3n，n为自然数，且n＞0。2.根据权利要求1所述的定子冲片，其特征在于：每个所述定子齿部的齿顶设置为圆弧形。3.根据权利要求2所述的定子冲片，其特征在于：所述k个无齿靴的定子齿部沿所述定子轭部的周向均匀分布。4.根据权利要求2所述的定子冲片，其特征在于：所述无齿靴的定子冲片厚度设置为0.25mm～0.5mm。5.根据权利要求1-4任一所述的定子冲片，其特征在于：所述无齿靴的定子齿部的侧面开设有固定线圈的固定槽。6.根据权利要求5所述的定子冲片，其特征在于：所述固定槽呈弧形或多边形。7.一种定子铁芯，其特征在于：所述定子铁芯由多层如权利要求1-6任一所述的定子冲片叠压而成，形成无齿靴的定子铁芯。8.一种内定子，其特征在于：所述内定子包括绕组和如权利要求7所述的定子铁芯，所述绕组为三相集中绕组，所述三相集中绕组星接或角接引出。

技术总结

一种定子冲片、定子铁芯及内定子，其中，定子冲片包括定子轭部和K个无齿靴的定子齿部，K个无齿靴的定子齿部沿定子轭部的周向分布，相邻两个定子齿部与定子轭部之间形成定子槽部，定子槽部由内朝外逐渐变宽；其中，K＝3n，n为自然数，且n＞0。本实用新型还提供定子铁芯及内定子，定子铁芯由多层无齿靴的定子冲片叠压而成，形成无齿靴的定子铁芯；内定子包括绕组和上述无齿靴的定子铁芯。本实用新型结合定子冲片的工作特点和结构要求，经过磁场分布的合理设计，具有下线效率高、用铜量小、槽满率高等优点，降低材料成本和生产成本，提高外转子永磁同步电动机的性能，稳定性、可靠性。可靠性。可靠性。