用于电机的定子铁芯、定子和电机的制作方法

xiaoxiao2020-08-01  1

专利名称:用于电机的定子铁芯、定子和电机的制作方法
技术领域
本实用新型涉及电机技术领域,具体来说,涉及一种用于电机的定子铁芯、定子和具有此定子铁芯的电机。
背景技术
电机广泛地应用在工业生产以及生活的各种电器设备中,现有的电机具有定子以及转子,定子具有定子铁芯以及缠绕在定子铁芯上的线圈,且定子外注塑形成塑封壳。转子具有转子铁芯,转子的中部安装有转子轴,转子轴通常与转子过盈配合,且随转子的旋转而旋转,且转子轴用于向外输出动力。现有定子铁芯的制作方法一般是直接将坯料冲制成圆形冲片,然后将冲片叠压而成。此种方法因整个冲片是圆环形而占用的坯料是方形面积,故四个边角料、内部槽口、转子铁芯与定子铁芯之间永磁材料位置的角料都无法利用,成为废料。材料利用率低,成本高,且模具较为复杂,冲制效率低。需要专门的内绕机绕线,结构复杂,设备成本高,且“口”字形绕线,绕线速度低下,效率不高。另外一种制作方法类似于将整圆定子轭部大部分切开,仅留外圆部分较窄的细桥连接。冲制时为“一”字型,最后将其弯成圆形。此方案可以达到减少材料成本,提高绕线效率的目的。但也有明显的缺点。因铁芯通过细桥连接,冲制时为“一”字型需要经过一道弯折整形成圆形的工序,细桥部分容易断裂,不能反复弯折。弯折处弯折后会变形,需要在弯折范围内冲掉部分材料,以免变形处出现干涉造成拼接不拢,从而使此部分有效接触面积变小造成漏磁增大,电机性能下降。弯成圆形后须将最后衔接部分焊死,或采用保压工装保压,直到最后总装成电机,工艺繁琐且需要投入焊接设备或保压工装,效率低。还有一种制作方法是将定子铁芯分成若干个相同拼块,在衔接处设计成弧形,扣接后可相对旋转一定角度、灵活性较好,可采用单个铁芯绕线也可链接后绕线。但是由于此类拼链铁芯定位拼合面在径向方向,如弧形衔接处在两铁芯齿部正中心则定位拼合面无法在两铁芯齿部正中心,排绕时绕线机会出现干涉;如定位拼合面在两铁芯齿部正中心则弧形衔接处无法在两铁芯齿部正中心,排绕时定子铁芯成阶梯状无法在同一个水平面,绕线机的设计难度较大。

实用新型内容本实用新型的第一目的是提供一种可以降低材料成本且制作方便、适合自动化大批量生产的定子铁芯。本实用新型的第二目的是提供一种具有上述定子铁芯的定子。本实用新型的第三目的是提供一种具有上述定子铁芯的电机。为实现上述第一目的,本实用新型提供了一种用于电机的定子铁芯,由多个铁芯拼块沿周向拼接而成,每个所述铁芯拼块分别具有轭部和定子齿,所述多个铁芯拼块包括多个第一铁芯拼块,每个第一铁芯拼块的轭部第一端具有第一榫头和第一榫槽,轭部第二端具有第二榫头和第二榫槽;其中,所述第一榫头与所述第二榫槽为互补的形状,所述第二榫头与所述第一榫槽为互补的形状。由上述方案可见,每个第一铁芯拼块的轭部两端各有一个榫头和一个榫槽,相邻的第一铁芯拼块之间通过双榫头和双榫槽形成互扣的榫卯连接。第一铁芯拼块之间拼合后能自由转动且不会有在定子铁芯径向方向的移动,能很好地保证整圆铁芯的圆度。此结构可以保证扣合后定子铁芯的完整性,不会在轭部留下缺口,可以保证电机性能。因此无需在设计时加厚轭部,避免浪费材料,从而降低成本。进一步的,所述第一榫头上具有第一拼接弧面和第一限位凸块,所述第一榫槽上具有第一导向弧面和第一限位阻挡面;所述第二榫头上具有第二拼接弧面和第二限位端面,所述第二榫槽上具有第二导向弧面和第二限位挡块;其中,所述第一拼接弧面与所述第二导向弧面的形状相互吻合,所述第一限位凸块与所述第二限位挡块相互配合;所述第二拼接弧面与所述第一导向弧面的形状相互吻合,所述第二限位端面与所述第一限位阻挡面相互配合。优选地,所述第一拼接弧面和所述第一导向弧面为同心圆弧面,所述第二导向弧面和所述第二拼接弧面为同心圆弧面;采用这种大小同心圆弧面的结构,使两个第一铁芯拼块拼接时可以在一定角度范围内相对旋转而不会出现松脱。所述第一导向弧面和第二拼接弧面的半径小于它们的圆心到所述第一铁芯拼块的轭部内圆面的距离。此设计能很好得保证任意两个第一铁芯拼块I拼合后轭部内圆面为对称,方便骨架对称结构的设计,避免因不对称结构导致的绕线干涉。优选地,所述第一榫头大致呈“6”字形。优选地,所述第二榫头为扇环形。进一步地,所述多个铁芯拼块还包括第二铁芯拼块和第三铁芯拼块,所述第二铁芯拼块的轭部第一端与所述第一铁芯拼块拼接,所述第二铁芯拼块的轭部第二端与所述第三铁芯拼块的轭部第一端拼接,所述第三铁芯拼块的轭部第二端与所述第一铁芯拼块拼接。较好地,所述第二铁芯拼块的轭部第一端具有所述第一榫头和所述第一榫槽,轭部第二端具有第三榫头和第三榫槽;所述第三铁芯拼块的轭部第一端具有第四榫头和第四榫槽,轭部第二端具有所述第二榫头和所述第二榫槽;其中,所述第三榫头与所述第四榫槽为互补的形状,所述第四榫头与所述第三榫槽为互补的形状。较好地,所述第三榫头上具有扣槽,所述第四榫槽上具有与所述扣槽配合的锁扣。此设计能使第二铁芯拼块和第三铁芯拼块既在圆周方向有一扣合保护,同时在径向方向也有一扣合保护,且此结构在整圆拼合时操作简便。为实现上述第二目的,本实用新型提供了一种用于电机的定子,包括定子铁芯和绕在该定子铁芯上的定子绕组,所述定子铁芯由多个铁芯拼块沿周向拼接而成,每个所述铁芯拼块分别具有轭部和定子齿,所述多个铁芯拼块包括多个第一铁芯拼块,每个第一铁芯拼块的轭部第一端具有第一榫头和第一榫槽,轭部第二端具有第二榫头和第二榫槽;其中,所述第一榫头与所述第二榫槽为互补的形状,所述第二榫头与所述第一榫槽为互补的形状。为实现上述第三目的,本实用新型提供了一种电机,包括定子及转子,所述定子具有定子铁芯以及缠绕在所述定子铁芯上的线圈,所述定子铁芯由多个铁芯拼块沿周向拼接而成,每个所述铁芯拼块分别具有轭部和定子齿,所述多个铁芯拼块包括多个第一铁芯拼块,每个第一铁芯拼块的轭部第一端具有第一榫头和第一榫槽,轭部第二端具有第二榫头和第二榫槽;其中,所述第一榫头与所述第二榫槽为互补的形状,所述第二榫头与所述第一榫槽为互补的形状。与现有技术相比,本实用新型具有以下优点和有益效果:1.本方案比现有圆形冲片叠压而成的定子铁芯有很大的成本优势。I)拼块式铁芯减少了圆形冲片的四个边角料、内部槽口、转子铁芯与定子铁芯之间永磁材料位置的角料。模具简单,可多列冲制。绕线方便,分成拼块后,定子铁芯齿部处于自由空间中,可用简单的设备绕线、减少设备投入。可单个或多工位绕线或者将铁芯拼块拼成链式自动化绕线,且绕线机绕线转速可大幅提高,提升了绕线效率。2)对于整圆铁芯由于要考虑绕线问题,槽口不能太小,拼块式铁芯绕线不受槽口限制,槽口可以做得很小甚至没有,电机效率提升进而同等效率成本更低、齿槽转矩减小,电机噪音进一步得到改善。2.本方案比普通链式铁芯更具优势,即可以分成铁芯拼块也可以在任何工序拼成链式定子铁芯。I)分成铁芯拼块时模具简单,可多列冲制。绕线方便,分成拼块后,定子铁芯齿部处于自由空间中,可用简单的设备绕线,减少设备投入。可单个或多工位绕线,且绕线机绕线转速可大幅提闻,提升了绕线效率;拼成链式定子铁芯时可以在一定角度内如链条般自由反复扭转,可将大量铁芯拼块连起来盘式存放,节约空间,同时可以实现自动化流水线操作,提高生产效率,降低人力成本。2)普通链式结构径向拼合界面较短,当拼合铁芯稍有错位造成有效接触界面面积减小,造成接触面磁密增加,漏磁增多,电机性能降低,由于本方案导向拼合面为圆弧形,接触面大幅增加,稍有错位也不会引起接触面磁密增加,性能稳定。

图1为本实用新型的电机机构示意图。图2为本实用新型定子铁芯的一种实施例的结构示意图。图3为图2所示定子铁芯在III处分离后所形成的链式结构示意图。图4为图2所示定子铁芯当中的第一铁芯拼块的结构示意图。图5是图4所示第一铁芯拼块的A处局部放大图。图6是图4所示第一铁芯拼块的B处局部放大图。图7为图2所示定子铁芯当中的第二铁芯拼块的结构示意图。图8是图7所示第二铁芯拼块的C处局部放大图。图9为图2所示定子铁芯当中的第三铁芯拼块的结构示意图。图10是图7所示第二铁芯拼块的D处局部放大图。图11是图3所示链式结构的I处局部放大图。图12是图2所示定子铁芯的II处局部放大图。图13是图2所示定子铁芯的III处局部放大图。
具体实施方式
[0040]下面将详细描述本实用新型的各种实施方式,其中的实施例结合附图进行说明并在下文中描述。尽管本实用新型将结合示例性实施方式进行说明,应当理解本实用新型不限于这些示例性实施方式。相反,本实用新型不仅包括这些实施方式,而且还包括各种变形、改进。[0041]本实施例的电机如图1所示,该电机具有定子41以及转子45,定子41具有定子铁芯42以及缠绕在定子铁芯42上的线圈43,且定子41外注塑形成塑封壳44。转子45为鼠笼转子,其具有转子铁芯46,并且在转子铁芯46上浇铸有铸铝鼠笼47。转子45的中部安装有转子轴49,转子轴49通常与转子45过盈配合,且随转子45的旋转而旋转,且转子轴49用于向外输出动力。[0042]参见图2,本实施例的定子铁芯42由多个大致呈“T”字形的铁芯拼块沿周向拼接而成。其中,每一个铁芯拼块均由多片形状相同的冲片叠压而成,且每一片冲片均由硅钢片冲压而成。每一个铁芯拼块均具有轭部,轭部上设有一个定子齿,每一个定子齿均沿定子铁芯42的径向向内延伸。该定子铁芯42当中包括了第二铁芯拼块2、第三铁芯拼块3以及多个第一铁芯拼块1,第二铁芯拼块2的轭部第一端与一个第一铁芯拼块I拼接,第二铁芯拼块2的轭部第二端与第三铁芯拼块3的轭部第一端拼接,第三铁芯拼块3的轭部第二端与另一个第一铁芯拼块I拼接,多个第一铁芯拼块I之间相互拼接。[0043]当图2所示的定子铁芯42在III处分离后,形成如图3所示的链式结构,在该链式结构当中,第二铁芯拼块2和第三铁芯拼块3位于两端,多个第一铁芯拼块I位于第二铁芯拼块2和第三铁芯拼块3之间。[0044]如图4至图6,每个第一铁芯拼块I的轭部10的第一端具有第一榫头11和第一榫槽12,轭部10的第二端具有第二榫头13和第二榫槽14 ;其中,第一榫头11与第二榫槽14为互补的形状,第二榫头13与第一榫槽12为互补的形状。[0045]第一榫头11大致呈“6”字形,其上具有第一拼接弧面111和第一限位凸块112,第一榫槽12上具有第一导向弧面121和第一限位阻挡面122 ;第二榫头13为扇环形,其上具有第二拼接弧面131和第二限位端面132,第二榫槽14上具有第二导向弧面141和第二限位挡块142,第一拼接弧面111与第二导向弧面141的形状相互吻合,第一限位凸块112与第二限位挡块142相互配合;第二拼接弧面131与第一导向弧面121的形状相互吻合,第二限位端面132与第一限位阻挡面122相互配合。第一拼接弧面111和第一导向弧面121为同心圆弧面,第二导向弧面141和第二拼接弧面131为同心圆弧面。[0046]如图11和图12所示,由于设置了第一导向弧面121和第二导向弧面141,两个第一铁芯拼块I在拼接后可相对旋转一定角度,有相当的灵活性,第一限位阻挡面122和第二限位挡块142则防止了第一铁芯拼块I在拼成整圆铁芯后发生相互转动。可将大量的第一铁芯拼块I连接成链式,可盘旋放置,节省存放空间,且适用于自动化大批量生产。截取若干个铁芯拼块拼合成整圆后扣合紧密、不松动,最后两个铁芯接口采用专用设备扣紧铆合。[0047]采用这种大小同心圆弧面的结构,使铁芯拼块可以在一定角度范围内相对旋转而不会出现松脱,第一导向弧面121和第二拼接弧面131的半径小于它们的圆心到轭部10的内圆面101的距离。此设计能很好得保证任意两个第一铁芯拼块I拼合后轭部内圆面为对称,方便骨架对称结构的设计,避免因不对称结构导致的绕线干涉。如图7和图8,所述第二铁芯拼块2的轭部20的第一端具有第一榫头11和第一榫槽12,轭部20的第二端具有第三榫头21和第三榫槽22 ;如图9和图10,第三铁芯拼块3的轭部30的第一端具有第四榫头31和第四榫槽32,轭部30的第二端具有第二榫头13和第二榫槽14。其中,第三榫头21与第四榫槽32为互补的形状,第四榫头31与第三榫槽22为互补的形状。第三榫头21上具有扣槽211,第四榫槽32上具有与扣槽211配合的锁扣321。第二铁芯拼块2与第三铁芯拼块3拼接时,如图13所示,首先将第二铁芯拼块2的第三榫头21推入第三铁芯拼块3的第四榫槽32,将第三铁芯拼块3的第四榫头31推入第二铁芯拼块2的第三榫槽22,然后再将锁扣321往铁芯内压正好压在扣槽211处,此设计能使第二铁芯拼块2和第三铁芯拼块3既在圆周方向有一扣合保护,同时在径向方向也有一扣合保护,且此结构在整圆拼合时操作简便。如图13所示,锁扣321与定子铁芯42径向方向的夹角α不能过大也不能太小,必须满足第三榫头21能很好地推入第四榫槽32,同时锁扣321未铆压前施加一很小的外力第三榫头21不会从第四榫槽32中退出来。本实用新型电机的第一种实施方式为先绕线后再拼成整圆,具体步骤如下:I)冲出如图4、7、9所示形状的冲片; 2)将冲片置压在一起形成铁芯拼块;3 )将铁芯拼块上包上拼块式绝缘骨架;4)采用开放式绕线机在定子齿上绕漆包线;5)将若干绕好线的定子拼块拼合为完整的圆形定子;6)总装,制成电机。本实用新型电机的第二种实施方式为先拼成链式后再绕线,具体步骤如下:I)冲出如图4、7、9所示形状的冲片;2)将冲片置压在一起形成铁芯拼块;3)将铁芯拼块连接起来形成链式定子铁芯;4)在链式定子铁芯上包上绝缘骨架;5)采用开放式绕机在绝缘骨架上自动化连续绕线;6)截取一定长度的链式定子弯成完整定子;7)总装,制成电机。本实用新型电机的第三种实施方式为先拼成整圆定子后再绕线,具体步骤如下:I)冲出如图4、7、9所示形状的冲片;2)将冲片置压在一起形成铁芯拼块;3)将铁芯拼块拼成整圆定子铁芯;4 )在整圆定子铁芯上包上绝缘骨架;5)采用内绕机在绝缘骨架上绕漆包线,制成完整的定子;6)总装,制成电机。当然,上述实施例仅是本实用新型较佳的实施方式,本实用新型实际应用时,还可以有更多的变化,例如,所述铁芯拼块可以全部采用第一铁芯拼块,而无需第二铁芯拼块和第三铁芯拼块;当然,第二铁芯拼块和第三铁芯拼块的数量也可以大于一个;铁芯拼块的轭部两端的榫卯结构也不限于上述实施例的具体形状。
权利要求1.用于电机的定子铁芯,由多个铁芯拼块沿周向拼接而成,每个所述铁芯拼块分别具有轭部和定子齿,其特征在于,所述多个铁芯拼块包括多个第一铁芯拼块,每个第一铁芯拼块的轭部第一端具有第一榫头和第一榫槽,轭部第二端具有第二榫头和第二榫槽;其中,所述第一榫头与所述第二榫槽为互补的形状,所述第二榫头与所述第一榫槽为互补的形状。
2.根据权利要求1所述的定子铁芯,其特征在于,所述第一榫头上具有第一拼接弧面和第一限位凸块,所述第一榫槽上具有第一导向弧面和第一限位阻挡面;所述第二榫头上具有第二拼接弧面和第二限位端面,所述第二榫槽上具有第二导向弧面和第二限位挡块;其中,所述第一拼接弧面与所述第二导向弧面的形状相互吻合,所述第一限位凸块与所述第二限位挡块相互配合;所述第二拼接弧面与所述第一导向弧面的形状相互吻合,所述第二限位端面与所述第一限位阻挡面相互配合。
3.根据权利要求2所述的定子铁芯,其特征在于,所述第一拼接弧面和所述第一导向弧面为同心圆弧面,所述第二导向弧面和所述第二拼接弧面为同心圆弧面,所述第一导向弧面和第二拼接弧面的半径小于它们的圆心到所述第一铁芯拼块的轭部内圆面的距离。
4.根据权利要求2所述的定子铁芯,其特征在于,所述第一榫头大致呈“6”字形。
5.根据权利要求2所述的定子铁芯,其特征在于,所述第二榫头为扇环形。
6.根据权利要求1至5任一项所述的定子铁芯,其特征在于,所述多个铁芯拼块还包括第二铁芯拼块和第三铁芯拼块,所述第二铁芯拼块的轭部第一端与所述第一铁芯拼块拼接,所述第二铁芯拼块的轭部第二端与所述第三铁芯拼块的轭部第一端拼接,所述第三铁芯拼块的轭部第二端与所述第一铁芯拼块拼接。
7.根据权利要求6所述的定子铁芯,其特征在于,所述第二铁芯拼块的轭部第一端具有所述第一榫头和所述第一榫槽,轭部第二端具有第三榫头和第三榫槽;所述第三铁芯拼块的轭部第一端具有第四榫头和第四榫槽,轭部第二端具有所述第二榫头和所述第二榫槽;其中,所述第三榫头与所述第四榫槽为互补的形状,所述第四榫头与所述第三榫槽为互补的形状。
8.根据权利要求7所述的定子铁芯,其特征在于,所述第三榫头上具有扣槽,所述第四榫槽上具有与所述扣槽配合的锁扣。
9.用于电机的定子,包括定子铁芯和绕在该定子铁芯上的定子绕组,其特征在于:所述定子铁芯为根据权利要求1至8任一项所述的定子铁芯。
10.电机,包括定子及转子,所述定子具有定子铁芯以及缠绕在所述定子铁芯上的线圈,其特征在于:所述定子铁芯为根据权利要求1至8任一项所述的定子铁芯。
专利摘要本实用新型提供了一种用于电机的定子铁芯、定子以及电机,所述定子铁芯由多个铁芯拼块沿周向拼接而成,每个铁芯拼块分别具有轭部和定子齿,多个铁芯拼块包括多个第一铁芯拼块,每个第一铁芯拼块的轭部第一端具有第一榫头和第一榫槽,轭部第二端具有第二榫头和第二榫槽;其中,第一榫头与第二榫槽为互补的形状,第二榫头与第一榫槽为互补的形状。采用上述结构的定子铁芯可以降低材料成本且制作方便、适合自动化大批量生产。
文档编号H02K1/12GK203071666SQ20132002594
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者雷小江, 刘伟兵, 李庆 申请人:珠海格力电器股份有限公司, 珠海凯邦电机制造有限公司, 合肥凯邦电机有限公司, 重庆凯邦电机有限公司, 河南凯邦电机有限公司

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