專利名稱：電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)，例如電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)，特別涉及具有鋁繞組的電機(jī)。
背景技術(shù)：
電機(jī)——例如電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)——典型地包含安裝在外殼內(nèi)部的定子 以及支撐在外殼中以《更相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。機(jī)器的定子和/或轉(zhuǎn)子具有 包含導(dǎo)線線圏的繞組。在電動(dòng)機(jī)中，電通過這些線圏傳送以《更產(chǎn)生磁場(chǎng)， 使得轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。在發(fā)電機(jī)中，隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，電在繞組中產(chǎn)生。盡管不同 的導(dǎo)電材料可用于制造繞組，在過去，這些繞組頻繁用銅或銅合金制造。
電機(jī)常常集成到例如空氣處理設(shè)備、洗衣機(jī)、固定自行車和踏車(treadmill) 等設(shè)備中。含有電機(jī)的設(shè)備的尺寸、性能和成本在進(jìn)行采購(gòu)決策時(shí)可能是 重要的因素。電機(jī)的尺寸、性能和成本常常對(duì)于設(shè)備的總體尺寸和成本具 有重要影響。
用于制造繞組的導(dǎo)電材料的價(jià)格發(fā)生波動(dòng)。有時(shí)，某些繞組材料比起 其他的要貴。例如，有時(shí)候銅相對(duì)于鋁等其他導(dǎo)電材料非常昂貴。材料的 電導(dǎo)率也是重要的考慮。隨著電導(dǎo)率降低，必須使用較大的繞組來克服損 耗。然而，較大的繞組產(chǎn)生了關(guān)于機(jī)器尺寸并導(dǎo)致設(shè)備尺寸的憂慮。因此， 即使鋁等某些材料能具有超越更常使用的銅等材料的成本優(yōu)勢(shì)，銅可能仍 被使用，因?yàn)槔绯叽绲冗@些其他的考慮。按照傳統(tǒng)，以類似的性能將對(duì) 于銅繞組設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)改為接受鋁繞組需要電動(dòng)機(jī)具有較大的體積。這種 體積增加常常通過電動(dòng)機(jī)的直徑和/或長(zhǎng)度的顯著增大實(shí)現(xiàn)，以便容納超過 慣用銅繞組體積的增大的鋁繞組體積。但是，如果電動(dòng)機(jī)的外部尺寸受到 使用電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合的限制，不能實(shí)現(xiàn)這些長(zhǎng)度和/或直徑上的這些增 大，替代性的繞組材料(例如鋁)不能在不犧牲性能的情況下使用。在保持電動(dòng)機(jī)的類似性能而沒有顯著增大其直徑和/或長(zhǎng)度的同時(shí)，如果電機(jī)可 并有更具成本效益的材料(例如鋁繞組)可能是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
在某些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種適用于用在電動(dòng)機(jī)中的定子組件。 該組件包含定子芯，定子芯具有環(huán)形的邊以及從邊向內(nèi)徑向延伸的多個(gè)齒。
芯具有外直徑、齒根直徑(root tooth diameter )和內(nèi)直徑。所述多個(gè)齒的 每個(gè)齒具有根部、從根部向內(nèi)延伸的頸部、與根部相反的頭部以及從其根 部向其頭部測(cè)量得到的長(zhǎng)度。頸部具有寬度。所述多個(gè)齒的每個(gè)相鄰齒對(duì) 限定了具有面積的槽。另外，組件包含繞組，繞組包含纏繞在定子芯的所 述多個(gè)齒的至少三個(gè)齒周圍的鋁和銅中的至少一個(gè)。定子芯和繞組具有四 個(gè)、六個(gè)或八個(gè)磁偶極(magnetic dipoles)。定子芯外直徑在從大約5.1 英寸到大約5.9英寸的范圍內(nèi)。定子芯內(nèi)直徑小于大約3.0英寸。本發(fā)明的 各個(gè)實(shí)施例可以以多種以及具體的組合使用，在每個(gè)重新配置中，以本發(fā) 明的這些實(shí)施形態(tài)的一個(gè)或一個(gè)以上使用。另外，本發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài) 中的一個(gè)或一個(gè)以上能與上面或下面介紹的其他實(shí)施形態(tài)和實(shí)施例中的各 個(gè)合并。
在某些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及適用于用在電動(dòng)機(jī)中的定子組件。該組 件包含定子芯，定子芯具有環(huán)形的邊以及從邊向內(nèi)徑向延伸的多個(gè)齒。芯 具有外直徑、齒根直徑以及內(nèi)直徑。所述多個(gè)齒中的每個(gè)齒具有根部、從 根部向內(nèi)延伸的頸部、與根部相反的頭部。所述多個(gè)齒的各個(gè)相鄰齒對(duì)限 定槽。另外，組件包含繞組，繞組包含纏繞在定子芯的所述多個(gè)齒的至少 三個(gè)齒周圍的鋁和銅中的至少一個(gè)。定子芯和繞組具有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè) 磁偶極。定子芯外直徑在從大約5.3英寸到大約5.7英寸的范圍內(nèi)。定子芯 內(nèi)直徑與定子芯外直徑的比率小于大約0.55。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可以以 多種以及具體的組合使用，在每個(gè)重新配置中，以本發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài) 的一個(gè)或一個(gè)以上使用。另外，本發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài)中的一個(gè)或一個(gè)以 上能與上面或下面介紹的其他實(shí)施形態(tài)和實(shí)施例中的各個(gè)合并。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種適用于用在電動(dòng)機(jī)中的定子組件。 該組件包含定子芯，其具有環(huán)形的邊以及從邊向內(nèi)徑向延伸的多個(gè)齒。芯 具有外直徑、齒根直徑和內(nèi)直徑。所述多個(gè)齒的每個(gè)齒具有根部、從根部 向內(nèi)延伸的頸部、與根部相反的頭部以及從其根部向其頭部測(cè)量得到的長(zhǎng) 度。頸部具有寬度。所述多個(gè)齒的每個(gè)相鄰齒對(duì)限定了槽。另外，組件包 含繞組，繞組包含纏繞在定子芯的所述多個(gè)齒的至少三個(gè)齒周圍的鋁和銅 中的至少一個(gè)。定子芯和繞組具有四個(gè)、六個(gè)或/V個(gè)磁偶極。定子芯外直
徑在從大約5.1英寸到大約5.9英寸的范圍內(nèi)。齒寬度與齒長(zhǎng)度的比率小于 大約0.14。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可以以多種以及具體的組^f吏用，在每個(gè) 重新配置中，以本發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài)的一個(gè)或一個(gè)以上使用。另外，本 發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài)中的一個(gè)或一個(gè)以上能與上面或下面介紹的其他實(shí)施 形態(tài)和實(shí)施例中的各個(gè)合并。
在某些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及適用于用在電動(dòng)機(jī)中的定子組件。該組 件包含定子芯，定子芯具有環(huán)形的邊以及從邊向內(nèi)徑向延伸的多個(gè)齒。芯 具有外直徑、齒才艮直徑以及內(nèi)直徑。所述多個(gè)齒中的每個(gè)齒具有根部、從 根部向內(nèi)延伸的頸部、與根部相反的頭部。環(huán)形的邊具有限定封閉的截面 積的外邊緣。所述多個(gè)齒的每個(gè)相鄰齒對(duì)限定了具有面積的槽。另外，組 件包含繞組，繞組包含纏繞在定子芯的所述多個(gè)齒的至少三個(gè)齒周圍的鋁 和銅中的至少一個(gè)。定子芯和繞組具有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)磁偶極。定子芯 外直徑在從大約5.1英寸到大約5.9英寸的范圍內(nèi)。槽面積總和與封閉截面 積的比率在從大約0.24到大約0.27的范圍內(nèi)。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可以以 多種以及具體的組合使用，在每個(gè)重新配置中，以本發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài) 的一個(gè)或一個(gè)以上^f吏用。另外，本發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài)中的一個(gè)或一個(gè)以 上能與上面或下面介紹的其他實(shí)施形態(tài)和實(shí)施例中的各個(gè)合并。
在某些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及適用于用在電動(dòng)機(jī)中的定子組件.該組 件包含定子芯，定子芯具有環(huán)形的邊以及從邊向內(nèi)徑向延伸的36個(gè)齒。芯 具有外直徑、齒根直徑以及內(nèi)直徑。36個(gè)齒中的每個(gè)齒具有根部、從+艮部 向內(nèi)延伸的頸部、與根部相反的頭部。環(huán)形的邊具有限定封閉的截面積的外邊緣。36個(gè)齒的各個(gè)相鄰齒對(duì)限定具有面積的槽。另外，電機(jī)包含繞組， 繞組包含纏繞在定子芯的所述多個(gè)齒的至少三個(gè)齒周圍的鋁和銅中的至少 一個(gè)。定子芯和繞組具有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)磁偶極。槽面積總和與封閉截 面積的比率為大約0.26。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可以以多種以及具體的組合 使用，在每個(gè)重新配置中，以本發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài)的一個(gè)或一個(gè)以上使 用。另外，本發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài)中的一個(gè)或一個(gè)以上能與上面或下面介 紹的其他實(shí)施形態(tài)和實(shí)施例中的各個(gè)合并。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種電機(jī)，其包含定子芯，定子芯具有 環(huán)形的邊以及從邊向內(nèi)徑向延伸的多個(gè)齒。芯具有外直徑、齒才艮直徑和內(nèi) 直徑。所述多個(gè)齒的每個(gè)齒具有才艮部、從根部向內(nèi)延伸的頸部、與根部相 反的頭部以及從其根部向其頭部測(cè)量得到的長(zhǎng)度。頸部具有寬度。所述多 個(gè)齒的每個(gè)相鄰齒對(duì)限定了具有面積的槽。另外，電機(jī)包含繞組，繞組包 含纏繞在定子芯的所述多個(gè)齒的至少三個(gè)齒周圍的鋁和銅中的至少一個(gè)。 機(jī)器還包含可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子芯內(nèi)部的轉(zhuǎn)子體，其包含朝向定子芯的外 表面。定子芯和繞組具有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)磁偶極。芯的外直徑大于大約 5.1英寸。芯的內(nèi)直徑小于大約3.0英寸。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可以以多種 以及具體的組合使用，在每個(gè)重新配置中，以本發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài)的一 個(gè)或一個(gè)以上>[吏用。另外，本發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài)中的一個(gè)或一個(gè)以上能 與上面或下面介紹的其他實(shí)施形態(tài)和實(shí)施例中的各個(gè)合并。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種電機(jī)，其包含定子芯，定子芯具有 環(huán)形的邊以及從邊向內(nèi)徑向延伸的多個(gè)齒。芯具有外直徑、齒根直徑和內(nèi) 直徑。所述多個(gè)齒的每個(gè)齒具有根部、從根部向內(nèi)延伸的頸部、與根部相 反的頭部。所述多個(gè)齒的每個(gè)相鄰齒對(duì)限定了槽。另外，電機(jī)包含繞組， 繞組包含纏繞在定子芯的所述多個(gè)齒的至少三個(gè)齒周圍的鋁和銅中的至少 一個(gè)。另外，機(jī)器包含可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子芯內(nèi)部的轉(zhuǎn)子體，其包含朝向 定子芯的外表面。定子芯和繞組具有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)磁偶極。定子芯外 直徑在從大約5.3英寸到大約5.7英寸的范圍內(nèi)。定子芯內(nèi)直徑與定子芯外 直徑的比率小于大約0.55。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可以以多種以及具體的組合^f吏用，在每個(gè)重新配置中，以本發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài)的一個(gè)或一個(gè)以上 ^使用。另外，本發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài)中的一個(gè)或一個(gè)以上能與上面或下面 介紹的其他實(shí)施形態(tài)和實(shí)施例中的各個(gè)合并。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種電機(jī)，其包含定子芯，定子芯具有 環(huán)形的邊以及從邊向內(nèi)徑向延伸的多個(gè)齒。芯具有外直徑、齒根直徑和內(nèi) 直徑。所述多個(gè)齒的每個(gè)齒具有根部、從根部向內(nèi)延伸的頸部、與根部相反的頭部以及從其根部向其頭部測(cè)量得到的長(zhǎng)度。頸部具有寬度。所述多 個(gè)齒的每個(gè)相鄰齒對(duì)限定了槽。另外，電機(jī)包含繞組，繞組包含纏繞在定子芯的所述多個(gè)齒的至少三個(gè)齒周圍的鋁和銅中的至少一個(gè)。機(jī)器還包含 可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子芯內(nèi)部的轉(zhuǎn)子體，其包含朝向定子芯的外表面。定子芯和繞組具有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)磁偶極。定子芯外直徑在從大約5.1英寸 到大約5.9英寸的范圍內(nèi)。齒寬度與齒長(zhǎng)度的比率小于大約0.14。本發(fā)明 的各個(gè)實(shí)施例可以以多種以及具體的組合使用，在每個(gè)重新配置中，以本 發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài)的一個(gè)或一個(gè)以上使用。另外，本發(fā)明的這些實(shí)施形 態(tài)中的一個(gè)或一個(gè)以上能與上面或下面介紹的其他實(shí)施形態(tài)和實(shí)施例中的 各個(gè)合并。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及電機(jī)，其包含定子芯，定子芯具有環(huán)形 的邊以及從邊向內(nèi)徑向延伸的多個(gè)齒。芯具有外直徑、齒#>直徑以及內(nèi)直 徑。所述多個(gè)齒中的每個(gè)齒具有根部、從根部向內(nèi)延伸的頸部、與根部相 反的頭部。環(huán)形的邊具有限定封閉的截面積的外邊緣。所述多個(gè)齒的各個(gè) 相鄰齒對(duì)限定具有面積的槽。另外，電機(jī)包含繞組，繞組包含纏繞在定子 芯的所述多個(gè)齒的至少三個(gè)齒周圍的鋁和銅中的至少一個(gè)。另外，電機(jī)包 含可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子芯內(nèi)部的轉(zhuǎn)子體，其包含朝向定子芯的外表面。定 子芯和繞組具有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)磁偶極。定子芯外直徑在從大約5.1英 寸到大約5.9英寸的范圍內(nèi)。槽面積總和與封閉截面積的比率大于大約 0.26。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可以以多種以及具體的組合使用，在每個(gè)重新 配置中，以本發(fā)明的這些實(shí)施形態(tài)的一個(gè)或一個(gè)以上使用。另外，本發(fā)明 的這些實(shí)施形態(tài)中的一個(gè)或一個(gè)以上能與上面或下面介紹的其他實(shí)施形態(tài)和實(shí)施例中的各個(gè)合并。本發(fā)明的其它實(shí)施形態(tài)將在某種程度上由下文明了和指出。


圖l為由根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備的原理截面圖；圖2為本發(fā)明的定子組件的分裂的透視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的定子疊層(stator lamination)的端視圖；圖4為電機(jī)的定子疊層的放大的端視圖。貫穿幾幅附圖，對(duì)應(yīng)的參考標(biāo)號(hào)表示對(duì)應(yīng)的部件。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參照附圖、特別是圖l，電氣i更備整體用參考標(biāo)號(hào)10表示。在一 個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備10包含用于驅(qū)動(dòng)裝置22的電動(dòng)機(jī)，其一般地用20表示。 盡管在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下裝置22可以為其他類型，在某些實(shí)施 例中，該裝置包含鼓風(fēng)機(jī)、葉輪、滑輪、齒輪、泵和/或風(fēng)扇。另外，在某 些實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)20具有小于大約1千瓦的連續(xù)負(fù)荷軸輸出功率。在某 些實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)20具有小于大約700瓦的連續(xù)負(fù)荷軸輸出功率。電動(dòng) 機(jī)20包含一般地用26表示的轉(zhuǎn)子組件，其由安裝在一般地用30表示的定 子組件中的軸承28可旋轉(zhuǎn)地支撐。轉(zhuǎn)子組件26包含轉(zhuǎn)子體32，其具有鄰 近轉(zhuǎn)子體的外表面36有角度地分布的感應(yīng)轉(zhuǎn)子線棒34。在不脫離本發(fā)明 的實(shí)施例的范圍的情況下，感應(yīng)線棒34也可有角度地分布在轉(zhuǎn)子體的外表 面或有角度地分布在轉(zhuǎn)子體外表面之下。轉(zhuǎn)子組件26還包含轉(zhuǎn)子組件在其 周圍旋轉(zhuǎn)的軸38。軸38安裝在軸承28上，并將電動(dòng)機(jī)20耦合到裝置22。 由于轉(zhuǎn)子組件26的特征在現(xiàn)有技術(shù)中是7>知的，不再對(duì)之進(jìn)行進(jìn)一步的詳 細(xì)闡釋。如圖2所示，轉(zhuǎn)子組件30包含層疊的體或芯，其一般地用40表示， 層疊的體或芯包含堆疊的薄層或疊層42。疊層42在圖3和4中示出。盡 管在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下疊層42可用其他材料制造，在一個(gè)實(shí)施例中，疊層用具有從大約0.014英寸到大約0.032英寸范圍內(nèi)的厚度的電工 鋼合金片或板坯料來制造。本實(shí)施例的定子芯40具有從大約0.75英寸到 大約4英寸的范圍內(nèi)的總厚度。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明了，在不脫離本發(fā) 明的范圍的情況下，取決于電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和性能要求，可使用不同類型的材 料和具有不同厚度的材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明了，在不脫離本發(fā)明的 范圍的情況下，薄層可以以扇形(in sectors )形成，并以交錯(cuò)構(gòu)造(staggered configuration)堆疊.定子芯40具有環(huán)形的邊50以及從邊向內(nèi)徑向延伸的多個(gè)齒52。盡管 在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下定子芯40可具有其他數(shù)量的齒52，在一 個(gè)實(shí)施例中，定子芯具有36個(gè)齒。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明了，繞組54被 纏繞在齒52的組上，例如兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多的齒的組。這種類型的 繞組按照慣例被稱為同心繞組(concentric winding)。在不脫離本發(fā)明的 實(shí)施例的范圍的情況下，也可4吏用其他的繞組方案和技術(shù)。例如，定子組 件30可串聯(lián)繞巻、并聯(lián)繞巻以及多通路并聯(lián)繞巻，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì) 明了的那樣。在一個(gè)實(shí)施例中，繞組54各自由多次繞巻在齒組周圍的單股 鋁線構(gòu)成。盡管在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以使用具有其他特性的 導(dǎo)線，在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)線為20美國(guó)線規(guī)(American Wire Gauge(AWG))絕緣單股鋁線。在其他的實(shí)施例中，導(dǎo)線可以為全銅或?yàn)殇X和 銅的組合，例如銅包層鋁(copper clad aluminum)。在本發(fā)明的某些實(shí) 施例的范圍內(nèi)，也可以想到對(duì)于所有鋁線從大約26AWG到大約14AWG 以及對(duì)于所有銅線的從大約30AWG到大約14AWG的其他導(dǎo)線尺寸。盡 管在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下導(dǎo)線可具有其他的截面形狀，在一個(gè)實(shí) 施例中，導(dǎo)線具有圓截面，特別是圓形截面。依賴于獲得適當(dāng)?shù)目p密度所 需要的固體性因素(solidity factor)，可使用其他的截面形狀。電流流經(jīng) 繞組54，產(chǎn)生與在感應(yīng)轉(zhuǎn)子線棒34中感應(yīng)的電流互相作用的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)， 以便驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子組件26相對(duì)于定子組件30旋轉(zhuǎn)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明了，定子芯40具有四個(gè)六個(gè)或八個(gè)磁偶極。換句話說，定子組件30具有 繞組54，其凈皮電氣厲力磁，以使il供繞定子芯40旋轉(zhuǎn)的四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)磁偶極。如圖3與4所示，定子芯40 (以及構(gòu)成定子芯的疊層42的各個(gè))具 有外直徑60、齒根直徑62、內(nèi)直徑64。盡管在不脫離本發(fā)明的范圍的情 況下定子芯40可具有其他的尺寸，在某些實(shí)施例中，定子芯具有在從5.1 英寸到大約5.9英寸的范圍內(nèi)的外直徑60。在某些進(jìn)一步的實(shí)施例中，定 子芯40具有在從大約5.3英寸到大約5.7英寸的范圍內(nèi)的外直徑60，在更 進(jìn)一步的實(shí)施例中，定子芯具有小于大約5.5英寸的外直徑。在某些特定 實(shí)施例中，定子芯40具有大約5.49英寸的外直徑60。另外，在某些實(shí)施 例中，定子芯40具有在從大約4.6英寸到大約4.7英寸的范圍內(nèi)的齒根直 徑62，在某些更進(jìn)一步的實(shí)施例中，定子芯具有大約4.64英寸的齒根直徑， 另外，在某些實(shí)施例中，定子芯40具有小于大約3.0英寸的內(nèi)直徑64。在 某些進(jìn)一步的實(shí)施例中，定子芯40具有大約2.9英寸的內(nèi)直徑，在某些更 進(jìn)一步的實(shí)施例中，定子芯具有大約2.84英寸的內(nèi)直徑。在某些實(shí)施例中， 定子芯40具有小于大約0.55的定子芯內(nèi)直徑64與定子芯外直徑60的比 率。小于大約0.55的這種比率允許使用較低電導(dǎo)率的材料，例如鋁，同時(shí) 保持與例如銅等較高電導(dǎo)率材料相比較的性能。特別地，這種比率提供了 用于在定子芯40中將附加的導(dǎo)線添加到繞組54的附加定子面積，與用大 約0.55或更大的比率設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)定子芯相比。在某些進(jìn)一步的實(shí)施例中， 定子芯內(nèi)直徑64與定子芯外直徑60的比率小于大約0.53,在某些更進(jìn)一 步的實(shí)施例中，定子芯內(nèi)直徑64與定子芯外直徑60的比率為大約0.517。 前面的比率也允許在保持性能的同時(shí)使用低電導(dǎo)率材料，如上面所討論的，另外，各個(gè)齒52具有根部70、從根部向內(nèi)延伸的頸部72、與根部相 反的頭部74、從根部向頭部測(cè)量得到的長(zhǎng)度76 (或齒長(zhǎng)度)。各個(gè)頸部 72具有寬度78 (或齒寬度)，齒52的各個(gè)相鄰的對(duì)限定具有面積82的槽 80。盡管在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下齒52可具有其他的尺寸，在某些 實(shí)施例中，各個(gè)齒具有在從0.82英寸到大約0.98英寸的范圍內(nèi)的長(zhǎng)度76。 在某些進(jìn)一步的實(shí)施例中，各個(gè)齒52具有在大約0.87英寸到大約0.93英 寸的范圍內(nèi)的長(zhǎng)度76,在某些特定實(shí)施例中，各個(gè)齒具有大約O.卯英寸的長(zhǎng)度。在某些實(shí)施例中，各個(gè)齒頸部72具有在大約0.110英寸到大約0.134 英寸的范圍內(nèi)的寬度78。在某些進(jìn)一步的實(shí)施例中，各個(gè)齒頸部72具有 在大約0.118英寸到大約0.126英寸的范圍內(nèi)的寬度78，在某些特定實(shí)施 例中，各個(gè)齒頸部具有大約0,122英寸的寬度。盡管在不脫離本發(fā)明的范 圍的情況下齒52可具有其他的尺寸，在某些實(shí)施例中，各個(gè)齒具有小于大 約0.149的齒頸部寬度與齒長(zhǎng)度76的比率。小于大約0.149的此比率允許 使用低電導(dǎo)率的材料例如鋁，同時(shí)，與例如銅等較高電導(dǎo)率材料相比保持 性能。具體而言，與傳統(tǒng)的以大約0.149或更大的比率設(shè)計(jì)的定子芯相比， 這種比率提供了具有延長(zhǎng)形態(tài)比率的齒，由此在齒之間以及沿著齒的長(zhǎng)度 提供了附加的空間，以便在定子芯40中向繞組54添加附加的導(dǎo)線。在某 些進(jìn)一步的實(shí)施例中，各個(gè)齒52具有小于大約0.140的齒頸部寬度78與 齒長(zhǎng)度76的比率，在某些特定實(shí)施例中，各個(gè)齒具有小于大約0.136的齒 頸部寬度與齒長(zhǎng)度的比率。前面的比率也允許在保持性能的同時(shí)使用較低 電導(dǎo)率材料，如上面所討論的那樣。
盡管在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下定子芯40可具有其他的尺寸，在 某些實(shí)施例中，定子芯具有在從大約5.1英寸到大約5.9英寸的范圍內(nèi)的外 直徑60，槽80具有在從大約5.3平方英寸到大約7.1平方英寸的范圍內(nèi)的 總復(fù)合面積82,從大約5.3平方英寸到大約7.1平方英寸的此范圍允許使 用較低電導(dǎo)率材料，例如鋁，同時(shí)，與例如銅等較高電導(dǎo)率材料相比保持 性能。具體而言，與在所述大約5.3平方英寸到大約7.1平方英寸的此范圍 外i殳計(jì)的傳統(tǒng)的定子芯相比，此范圍提供了更多的槽空間，以^^在定子芯 40中向繞組54添加附加的導(dǎo)線。在某些進(jìn)一步的實(shí)施例中，槽80具有大 約6.176平方英寸的總復(fù)合面積82。前面的面積也允許在保持性能的同時(shí) 使用低電導(dǎo)率材料，如上面所討論的。
另夕卜，在某些實(shí)施例中，槽面積總和與電動(dòng)機(jī)20的封閉截面積的比率 在從大約0,24到大約0.27的范圍內(nèi).所述從大約0.24到大約0.27的范圍 允許使用較低電導(dǎo)率的材料，例如鋁，同時(shí)，與例如銅等較高電導(dǎo)率材料 相比保持性能。具體而言，與以在所述大約0.24到大約0.27的范圍外的比率設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)定子芯相比，此比率范圍提供了作為電動(dòng)機(jī)尺寸的一部分的
更大的槽面積，以^更在定子芯40內(nèi)向繞組54添加附加的導(dǎo)線。在某些進(jìn) 一步的實(shí)施例中，槽面積總和與封閉截面積的比率大于大約0.26，在某些 特定實(shí)施例中，該比率為大約0.261。前面的比率也允許在保持性能的同時(shí) 使用低電導(dǎo)率材料，如上面所討論的。
定子芯40所限定的示例性槽和極組合包括24個(gè)槽80與4、 6或8 個(gè)極，36個(gè)槽與4、 6或8個(gè)極以及40個(gè)槽與4、 6或8個(gè)極。
由于本領(lǐng)域技術(shù)人員 一般可明了設(shè)備10和電動(dòng)機(jī)20的其他特征，這 些裝置的傳統(tǒng)實(shí)施形態(tài)不再進(jìn)一步詳細(xì)介紹。
在介紹本發(fā)明或其實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞"一"、"一個(gè)"、"該"、 "所述，，旨在表示存在一個(gè)或一個(gè)以上的該元件。術(shù)語"包含，，、"包括，， 以及"具有"是包括性的，并旨在表示可能存在除所列元件以外的其它元件。
由于在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可對(duì)上述構(gòu)造進(jìn)行多種修改，上 面的說明書或附圖所示的所有主題將被廨釋為說明性的，不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種定子組件，其適用于用在電動(dòng)機(jī)中，所述組件包含定子芯，其具有環(huán)形的邊、從邊向內(nèi)徑向延伸的多個(gè)齒、外直徑、齒根直徑和內(nèi)直徑，所述多個(gè)齒的每個(gè)齒具有根部、從根部向內(nèi)延伸的頸部、與根部相反的頭部以及從其根部向其頭部測(cè)量得到的長(zhǎng)度，所述頸部具有寬度，所述多個(gè)齒的每個(gè)相鄰齒對(duì)限定了具有面積的槽；以及繞組，其包含纏繞在定子芯的所述多個(gè)齒的至少三個(gè)齒周圍的鋁；其中，定子芯和繞組具有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)磁偶極；其中，定子芯外直徑在從大約5.1英寸到大約5.9英寸的范圍內(nèi)；且其中；定子芯內(nèi)直徑小于大約3.0英寸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的定子組件，其中，定子芯內(nèi)直徑與定子芯外直徑 的比率小于大約0，55。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的定子組件，其中，齒寬度與齒長(zhǎng)度的比率小于大 約0.149。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的定子組件，其中，所述環(huán)形的邊具有限定封閉的 截面積的外邊緣，槽面積總和與封閉截面積的比率在從大約0.24到大約 0.27的范圍內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的定子組件，其中，繞組包含銅包層鋁。
6. —種定子組件，其適用于用在電動(dòng)機(jī)中，所述組件包含 定子芯，其具有環(huán)形的邊、從邊向內(nèi)徑向延伸的多個(gè)齒、外直徑、齒根直徑以及內(nèi)直徑，所述多個(gè)齒中的每個(gè)齒具有根部、從根部向內(nèi)延伸的 頸部、與根部相反的頭部，所述多個(gè)齒的各個(gè)相鄰齒對(duì)限定槽；以及 繞組，其包含纏繞在定子芯的所述多個(gè)齒的至少三個(gè)齒周圍的鋁； 其中，定子芯和繞組具有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)磁偶極； 其中，定子芯外直徑在從大約5,3英寸到大約5.7英寸的范圍內(nèi)；且 其中，定子芯內(nèi)直徑與定子芯外直徑的比率小于大約0.55。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的定子組件，其中，齒寬度與齒長(zhǎng)度的比率小于大約0.14。
8. —種定子組件，其適用于用在電動(dòng)機(jī)中，所述組件包含 定子芯，其具有環(huán)形的邊、從邊向內(nèi)徑向延伸的多個(gè)齒、外直徑、齒根直徑和內(nèi)直徑，所述多個(gè)齒"每個(gè)齒具有根部、從根部向內(nèi)延伸的頸部、 與根部相反的頭部以及從其根部向其頭部測(cè)量得到的長(zhǎng)度，所述頸部具有 寬度，所述多個(gè)齒的每個(gè)相鄰齒對(duì)限定了槽；以及繞組，其包含纏繞在定子芯的所述多個(gè)齒的至少三個(gè)齒周圍的鋁； 其中，定子芯和繞組具有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)磁偶極； 其中，定子芯外直徑在從大約5.1英寸到大約5.9英寸的范圍內(nèi)；且 齒寬度與齒長(zhǎng)度的比率小于大約0.14。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的定子組件，其中，定子芯外直徑為大約5.49英寸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8的定子組件，其中，定子芯內(nèi)直徑為大約2,84英寸。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8的定子組件，其中，定子芯內(nèi)直徑與定子芯外直 徑的比率小于大約0.55。
12. —種定子組件，其適用于用在電動(dòng)機(jī)中，所述組件包含 定子芯，其具有環(huán)形的邊、從邊向內(nèi)徑向延伸的多個(gè)齒、外直徑、齒根直徑以及內(nèi)直徑，所述多個(gè)齒中的每個(gè)齒具有根部、從根部向內(nèi)延伸的頸部、與根部相反的頭部，所述環(huán)形的邊具有限定封閉的截面積的外邊緣,所述多個(gè)齒的各個(gè)相鄰齒對(duì)限定具有面積的槽；以及繞組，其包含纏繞在定子芯的所述多個(gè)齒的至少三個(gè)齒周圍的鋁； 其中，定子芯和繞組具有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)磁偶極； 其中，定子芯外直徑在從大約5.1英寸到大約5.9英寸的范圍內(nèi)；且 其中，槽面積總和與封閉截面積的比率在從大約0.24到大約0.27的范圍內(nèi)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的定子組件，其中， 定子芯外直徑為大約5.49英寸；且 槽面積總和與封閉截面積的比率為大約0.26。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12的定子組件，其中，定子芯內(nèi)直徑小于大約3.0 英寸。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12的定子組件，其中，定子芯內(nèi)直徑與定子芯外直 徑的比率小于大約0.55。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12的定子組件，其中，齒寬度與齒長(zhǎng)度的比率小于 大約0.14。
17. —種定子組件，其適用于用在電動(dòng)機(jī)中，所述組件包含 定子芯，其具有環(huán)形的邊、從邊向內(nèi)徑向延伸的36個(gè)齒、外直徑、齒根直徑以及內(nèi)直徑，36個(gè)齒中的每個(gè)齒具有根部、從根部向內(nèi)延伸的頸部、 與根部相反的頭部，所述環(huán)形的邊具有限定封閉的截面積的外邊緣，36個(gè) 齒的各個(gè)相鄰齒對(duì)限定具有面積的槽；以及繞組，其包含纏繞在定子芯的所述多個(gè)齒的至少三個(gè)齒周圍的鋁； 其中，定子芯和繞組具有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)磁偶極；且 其中，槽面積總和與封閉截面積的比率為大約0.26。
18. —種電機(jī)，其包含 根據(jù)權(quán)利要求1-17中任意一項(xiàng)的定子芯。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的電機(jī)，其中，電機(jī)包含具有小于大約lkw的連 續(xù)負(fù)荷軸輸出功率的電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及電機(jī)，例如電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，一種適用于用在電動(dòng)機(jī)中的定子組件包含定子芯，其具有環(huán)形的邊以及從邊向內(nèi)徑向延伸的多個(gè)齒。定子芯具有外直徑、齒根直徑和內(nèi)直徑。每個(gè)齒具有根部、從根部向內(nèi)延伸的頸部、與根部相反的頭部以及從其根部向其頭部測(cè)量得到的長(zhǎng)度。頸部具有寬度。每個(gè)相鄰齒對(duì)限定了具有面積的槽。另外，組件包含繞組，繞組包含纏繞在定子芯的至少三個(gè)齒周圍的鋁和/或銅。定子芯和繞組具有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)磁偶極。定子芯外直徑在從大約5.1英寸到大約5.9英寸的范圍內(nèi)。定子芯內(nèi)直徑小于大約3.0英寸。
文檔編號(hào)H02K1/14GK101645620SQ20091016146
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者A·D·卡爾波, J·赫西, T·M·布爾坎 申請(qǐng)人:艾默生電氣公司