專利名稱：模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電機(jī)，由于受槽開口限制，特別是內(nèi)轉(zhuǎn)子/外定子電機(jī)，繞組的直接繞制或 嵌線都比較困難，而且槽滿率低，制造成本高?，F(xiàn)有的直接繞制技術(shù)專利(美國專利號(hào) US20090302694)提出了一種將電機(jī)外定子拆解成數(shù)個(gè)齒體，預(yù)先繞制好的繞組和絕緣層 一起套入定子齒，然后再將定子齒拼成一個(gè)整體；這樣雖然可以達(dá)到提高電機(jī)槽滿率的目 的，但是該結(jié)構(gòu)僅適用于內(nèi)轉(zhuǎn)子/外定子結(jié)構(gòu)；在外轉(zhuǎn)子/內(nèi)定子結(jié)構(gòu)中，如此拼裝得到 的定子結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)殡姍C(jī)徑向拉力的作用而散架。專利(美國專利號(hào)US7166949)也是把 定子插解成數(shù)個(gè)單齒，先在單個(gè)齒上繞好線圈，再通過相鄰兩齒軛部的嚙合來得到定子整 體。專利CN1476144將定子拆解成定子本體和數(shù)個(gè)齒身，齒身與定子本體采用直槽形和定 位銷或卡筍緊密配合來得到一個(gè)整體。這樣雖然可以提高電機(jī)槽滿率，但是相鄰定子齒 模塊采用嚙合連接，因?yàn)槎ㄗ育X模塊都是由硅鋼片疊制而成，對硅鋼片的加工精度要求較 高，通常需要高速?zèng)_床等先進(jìn)加工設(shè)備，否則很難達(dá)到裝配的精度要求。專利(專利號(hào) ZL200620020255. 5)將定子拆解成數(shù)個(gè)單齒，相鄰定子齒之間也采用嚙合連接，并且要靠相 鄰定子齒模塊間焊接、螺桿緊固和嚙合連接來保證定位和強(qiáng)度，同樣對加工精度有較高要 求，且徑向強(qiáng)度有限，特別是徑向力很大時(shí)該結(jié)構(gòu)可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形。此外，隔齒繞線的 電機(jī)繞組具有更高的槽滿率和容錯(cuò)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高容錯(cuò)性的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，以提高電機(jī)槽 滿率、降低繞組制造成本，并提高電機(jī)的容錯(cuò)性。本發(fā)明的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)包括圓柱體或圓環(huán)形定子支架和定子齒鐵心，在圓柱體定子支架的外表面或圓環(huán)形定 子支架的內(nèi)表面均布有底部寬、開口處窄的“T”型凹槽，定子齒鐵心由定子齒沖片疊制緊固 而成，定子齒鐵心包含齒冠、齒身、齒軛和齒根，各定子齒鐵心的齒根分別置入定子支架的 凹槽中，齒根的形狀與定子支架的“T”型凹槽形狀相吻合，所有定子齒鐵心利用穿越齒根上 通孔和位于定子支架兩端的環(huán)形壓板上通孔的緊固件和定子支架固定成一個(gè)整體。安裝在 定子支架上的定子齒鐵心依次相間繞有線圈，在線圈與定子齒鐵心之間設(shè)有絕緣的繞線骨 架，所有定子齒鐵心上的線圈串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成電機(jī)的定子繞組。上述的定子支架可以是實(shí)心材料或者由疊片疊壓制成。本發(fā)明的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)可以用于外轉(zhuǎn)子/內(nèi)定子電機(jī)或內(nèi)轉(zhuǎn)子/外 定子電機(jī)。本發(fā)明的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)可以用于單相電機(jī)、三相電機(jī)或者多相電 機(jī)。
本發(fā)明的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)可以用于面貼式永磁電機(jī)、內(nèi)嵌式永磁電 機(jī)、內(nèi)插式永磁電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、磁鏈反轉(zhuǎn)電機(jī)或者永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)。本發(fā)明的有益效果采用模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)能有效提高電機(jī)的槽滿率、降低繞組制造成本， 有利于提高電機(jī)的容錯(cuò)性。


圖1是本發(fā)明的用于外轉(zhuǎn)子/內(nèi)定子電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的定子齒鐵心示意圖。
圖3是本發(fā)明的第二種定子齒鐵心示意圖。
圖4是本發(fā)明的第三種定子齒鐵心示意圖。
圖5是本發(fā)明的用于內(nèi)轉(zhuǎn)子/外定子電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明的用于磁鏈反轉(zhuǎn)電機(jī)示意圖。
圖7是本發(fā)明的用于永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)示意圖。
圖8是定子齒鐵心的齒軛凸塊為半矩形示意圖。
圖9是定子齒鐵心的齒軛凸塊為半圓形示意圖。
圖10是定子齒鐵心的齒軛凸塊為半三角形示意圖。
圖11是定子齒鐵心的齒軛凸塊為短直線-半圓形-短直線示意圖。
圖12是定子齒鐵心的齒軛凸塊為短直線_三角形_短直線示意圖。
圖13是定子齒鐵心的齒軛兩側(cè)邊均為半圓形凹槽示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1所示是本發(fā)明用于外轉(zhuǎn)子/內(nèi)定子電機(jī)的模塊化組合式定子結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包 括圓柱體定子支架1和定子齒鐵心5，在圓柱體定子支架1的外表面均布有底部寬、開口 處窄的“T”型凹槽，定子齒鐵心如圖2所示，包含齒冠a、齒身b、齒軛c和齒根d，定子齒鐵 心5由定子齒沖片疊制緊固而成，圖示實(shí)例中，齒冠a上有通孔5-1、齒軛c上有通孔5-2，定 子齒鐵心5由穿越定子齒沖片齒冠a上通孔5-1和齒軛c上通孔5-2的緊固件緊固而成； 或者定子齒鐵心5也可以由齒冠、齒軛上的鉚扣緊固而成。各定子齒鐵心5的齒根d分別 置入定子支架1的凹槽中，齒根d的形狀與定子支架1的“T”型凹槽形狀相吻合，所有定子 齒鐵心5利用穿越齒根d上通孔5-3和位于定子支架1兩端的環(huán)形壓板6上通孔6-1的緊 固件和定子支架1固定成一個(gè)整體。安裝在定子支架1上的定子齒鐵心5依次相間繞有線 圈3，在線圈3與定子齒鐵心之間設(shè)有絕緣的繞線骨架4，所有定子齒鐵心5上的線圈3串 聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成電機(jī)的定子繞組。定子支架1可以是導(dǎo)磁的實(shí)心材料，如普通鋼；也可以是不 導(dǎo)磁的實(shí)心材料，如不銹鋼；或者也可以由疊片疊壓制成。圖例中，齒軛c的兩個(gè)側(cè)邊均為平面，或者齒軛c的一個(gè)側(cè)邊具有凸塊15，另一個(gè) 側(cè)邊具有與凸塊形狀相吻合的凹槽16，相鄰兩個(gè)定子齒鐵心5的齒軛c側(cè)邊相互嚙合；齒 軛c凸塊15可如圖8所示，為半矩形；或如圖9所示，為半圓形；或如圖10所示，為半三角 形示意圖；或如圖11所示，為短直線-半圓形-短直線；或如圖12所示，為短直線-三角 形_短直線；或者也可如圖13所示，齒軛c兩個(gè)側(cè)邊均具有半圓形凹槽13，相鄰兩個(gè)定子齒鐵心的齒軛側(cè)邊拼成一個(gè)通孔，通孔插置有定位銷14。使相鄰齒軛接觸面之間留有盡可 能小的間隙，以保證磁路的磁阻不會(huì)增大很多。本發(fā)明的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)可用于外轉(zhuǎn)子/內(nèi)定子電機(jī)或內(nèi)轉(zhuǎn)子/外定 子電機(jī)。本發(fā)明的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)可用于單相電機(jī)、三相電機(jī)或者多相電機(jī)。本發(fā)明的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)可用于面貼式永磁電機(jī)、內(nèi)嵌式永磁電機(jī)、 內(nèi)插式永磁電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、磁鏈反轉(zhuǎn)電機(jī)或者永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)。本發(fā)明用于內(nèi)轉(zhuǎn)子/外定子電機(jī)，定子結(jié)構(gòu)如圖5所示。此種情況與外轉(zhuǎn)子/內(nèi) 定子電機(jī)的區(qū)別是，在圓環(huán)形定子支架1的內(nèi)表面均布底部寬、開口處窄的“T”型凹槽。
本發(fā)明用于磁鏈反轉(zhuǎn)電機(jī)(見圖6)，定子鐵心如圖3所示，每個(gè)定子齒鐵心5的齒 冠a表面貼有磁鋼對10。 本發(fā)明用于永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)(見圖7)，定子鐵心如圖4所示，每個(gè)定子齒鐵心5 由左右對稱的兩半定子齒沖片疊制而成，并在兩半定子齒沖片之間夾有磁鋼11。
權(quán)利要求
模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于該結(jié)構(gòu)包括圓柱體或圓環(huán)形定子支架(1)和定子齒鐵心(5)，在圓柱體定子支架(1)的外表面或圓環(huán)形定子支架(1)的內(nèi)表面均布有底部寬、開口處窄的“T”型凹槽，定子齒鐵心(5)由定子齒沖片疊制緊固而成，定子齒鐵心(5)包含齒冠(a)、齒身(b)、齒軛(c)和齒根(d)，各定子齒鐵心(5)的齒根(d)分別置入定子支架(1)的凹槽中，齒根(d)的形狀與定子支架(1)的“T”型凹槽形狀相吻合，所有定子齒鐵心(5)利用穿越齒根(d)上通孔(5 3)和位于定子支架(1)兩端的環(huán)形壓板(6)上通孔(6 1)的緊固件和定子支架(1)固定成一個(gè)整體。安裝在定子支架(1)上的定子齒鐵心(5)依次相間繞有線圈(3)，在線圈(3)與定子齒鐵心之間設(shè)有絕緣的繞線骨架(4)，所有定子齒鐵心(5)上的線圈(3)串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成電機(jī)的定子繞組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于每個(gè)定子齒鐵心 (5)的齒冠(a)表面貼有磁鋼對(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于定子齒鐵心(5) 由左右對稱的兩半定子齒沖片疊制而成，并在兩半定子齒沖片之間夾有磁鋼(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于定子支架(1)是 實(shí)心材料或者由疊片疊壓制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于定子齒鐵心(5) 由穿越定子齒沖片齒冠(a)上通孔(5-1)和齒軛(c)上通孔(5-2)的緊固件緊固而成；或 者定子齒鐵心(5)由齒冠、齒軛上的鉚扣緊固而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于齒軛(c)的兩 個(gè)側(cè)邊均為平面；或者一個(gè)側(cè)邊具有凸塊(15)，另一個(gè)側(cè)邊具有與凸塊形狀相吻合的凹槽 (16)，相鄰兩個(gè)定子齒鐵心(5)的齒軛(c)側(cè)邊相互嚙合；或者兩個(gè)側(cè)邊均具有半圓形凹槽 (13)，相鄰兩個(gè)定子齒鐵心(5)的齒軛(c)側(cè)邊拼成一個(gè)通孔，通孔插置有定位銷(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于齒軛(c)側(cè)邊凸 塊(15)為半圓形、半矩形、三角形、短直線_半圓形_短直線或短直線_三角形_短直線。
8.權(quán)利要求1所述的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，其特征在于該結(jié)構(gòu)用于外 轉(zhuǎn)子/內(nèi)定子電機(jī)或內(nèi)轉(zhuǎn)子/外定子電機(jī)。
9.權(quán)利要求1所述的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，其特征在于該結(jié)構(gòu)用于單 相電機(jī)、三相電機(jī)或者多相電機(jī)。
10.權(quán)利要求1所述的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，其特征在于該結(jié)構(gòu)用于面 貼式永磁電機(jī)、內(nèi)嵌式永磁電機(jī)、內(nèi)插式永磁電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、磁鏈反轉(zhuǎn)電機(jī)或者永磁 開關(guān)磁鏈電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開的模塊化組合式電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，圓柱體或圓環(huán)形定子支架和定子齒鐵心，在圓柱體定子支架的外表面或圓環(huán)形定子支架的內(nèi)表面均布有底部寬、開口處窄的“T”型凹槽，定子齒鐵心由定子齒沖片疊制緊固而成，定子齒鐵心包含齒冠、齒身、齒軛和齒根，各定子齒鐵心的齒根分別置入定子支架的凹槽中，齒根的形狀與定子支架的“T”型凹槽形狀相吻合，所有定子齒鐵心利用穿越齒根上通孔和位于定子支架兩端的環(huán)形壓板上通孔的緊固件和定子支架固定成一個(gè)整體。安裝在定子支架上的定子齒鐵心依次相間繞有線圈，在線圈與定子齒鐵心之間設(shè)有絕緣的繞線骨架，所有定子齒鐵心上的線圈串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成電機(jī)的定子繞組。采用本發(fā)明能有效提高電機(jī)的槽滿率、降低制造成本。
文檔編號(hào)H02K1/14GK101951041SQ20101025611
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者沈建新, 王燦飛 申請人:浙江大學(xué)