專利名稱:定子、制造方法和電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù),尤其是涉及一種定子。另外,本發(fā)明還涉及上述定子的制造方法和安裝有上述定子的電機(jī)。
背景技術(shù):
電機(jī)是應(yīng)用電磁學(xué)原理完成電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的裝置?,F(xiàn)有的電機(jī)通常包括定子、定子繞組和轉(zhuǎn)子,定子和轉(zhuǎn)子之間具有氣隙?,F(xiàn)有的常規(guī)結(jié)構(gòu)的定子中,定子鐵心的內(nèi)圓表面開設(shè)槽口,在槽口內(nèi)嵌入繞組后,在槽口處安裝槽楔來固定繞組,因而使得定子的齒頂、槽口對應(yīng)的氣隙磁阻不相等,定子的齒頂處的氣隙磁阻遠(yuǎn)小于槽口處的氣隙磁阻,進(jìn)而導(dǎo)致氣隙磁密齒諧波分量和齒槽轉(zhuǎn)矩等問題,降低了電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性。針對上述問題,現(xiàn)有技術(shù)提供了三種解決方案,第一種是采用定子鐵心閉口槽或半閉口槽設(shè)計;第二種是定子鐵心采用斜槽設(shè)計;第三種是在定子鐵心的槽口處安裝磁性的槽楔,但是在前兩種方案,使得定子鐵心制造和定子繞組嵌線非常困難,增加了電機(jī)的制造成本;而第三種方案,磁性的槽楔采用鐵磁物質(zhì)和有機(jī)物的復(fù)合材料,在周期性電磁力和潤流損耗帶來的溫升影響下,磁性的槽楔容易發(fā)生變質(zhì),甚至破碎。此外,隨著電力電子技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和成熟,由各種變頻器驅(qū)動的電機(jī)日益增多。變頻器控制電機(jī)的電壓包括幅值和頻率較高的共模分量及短時電壓脈沖,通過電機(jī)內(nèi)各部件組成的高頻通路作用在電機(jī)的軸承上,會減小軸承壽命,甚至?xí)l(fā)軸承失效事故。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種定子、制造方法和電機(jī),用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷,能夠提高電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性、提高使用壽命和安全性。本發(fā)明提供了一種定子,包括定子鐵心和定子繞組,所述定子鐵心為圓環(huán)形,所述定子鐵心的內(nèi)圓周上開設(shè)有槽口,所述定子繞組布置在所述槽口內(nèi),其中,所述定子鐵心的內(nèi)圓表面上貼合有金屬層。優(yōu)選地,所述金屬層為非晶合金材料。優(yōu)選地,所述金屬層的內(nèi)面表具涂覆有導(dǎo)電層。優(yōu)選地,所述導(dǎo)電層的材料為銀或鋁。優(yōu)選地,所述金屬層的厚度為O. l-10mm。本發(fā)明還提供一種定子的制造方法,包括在定子鐵心的槽口上布置定子繞組;在定子鐵心的內(nèi)圓表面上安裝金屬層;在金屬層的內(nèi)表面涂覆導(dǎo)電材料。優(yōu)選地,所述在定子鐵心的內(nèi)圓表面上安裝金屬層具體為
在定子鐵心的內(nèi)圓表面上安裝至少一個金屬筒;在金屬筒內(nèi)放置一個耐高溫和高壓的氣囊并充入氣體,消除金屬筒和定子鐵心之間的氣隙;使用絕緣材料對定子鐵心、定子繞組和金屬筒組成的裝配體做固化處理;排放氣囊中的氣體并將氣囊移走。優(yōu)選地,所述金屬筒為非晶合金筒。優(yōu)選地,所述金屬層的厚度為O. l-10mm。本發(fā)明還提供一種電機(jī),包括轉(zhuǎn)子,包括上述發(fā)明內(nèi)容所述定子,所述轉(zhuǎn)子安裝在所述定子的定子鐵心內(nèi)。本發(fā)明提供的定子、制造方法和電機(jī),由于定子鐵心的內(nèi)圓表面貼合有金屬層,金屬層磁阻極小而且金屬層與定子鐵心的內(nèi)圓表面緊密結(jié)合,因此,定子鐵心和金屬層的接觸面的磁勢壓降很小。在安裝有上述定子的電機(jī)運(yùn)行時,定子鐵心的齒部的一部分磁通會分流到金屬層中,對應(yīng)于定子鐵心的槽口的部位,再穿過定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙進(jìn)入轉(zhuǎn)子??梢韵魅醵ㄗ予F心的槽口引起的齒槽效應(yīng),避免了定子鐵心的齒頂處磁密過于集中,提高氣隙磁阻的均勻性,進(jìn)而可以提高電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性和使用壽命。
圖1為本發(fā)明第一實施例提供的定子的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明第二實施例提供的金屬層的立體圖3為圖2中的金屬層`的截面剖視圖4為本發(fā)明第三實施例提供的定子制造方法的流程圖5為本發(fā)明第四實施例提供的定子制造方法的流程圖。
附圖標(biāo)記
1-定子鐵心;11-槽口; 2-定子繞組;
3-絕緣材料;4-金屬層; 41-金屬層主體;
42-導(dǎo)電層。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附
圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參照圖1,圖1為本發(fā)明第一實施例提供的定子的結(jié)構(gòu)示意圖。在本發(fā)明的第一實施例中,定子包括定子鐵心I和定子繞組2,定子鐵心I為圓環(huán)形,定子鐵心I的內(nèi)圓周上開設(shè)有槽口 11,定子繞組2布置在槽口 11內(nèi),定子鐵心I的內(nèi)圓表面上貼合有金屬層4,金屬層4為圓環(huán)形,槽口 11與定子繞組2的空隙內(nèi)填充有絕緣材料3。本實施例提供的定子,由于定子鐵心I的內(nèi)表面貼合有環(huán)形的金屬層4,金屬層4的磁阻極小,而且金屬層4與定子鐵心I的內(nèi)圓表面以及絕緣材料3緊密結(jié)合,因此定子鐵心I和金屬層4的接觸面的磁勢壓降很小。在安裝有上述定子的電機(jī)運(yùn)行時,定子鐵心I的齒部的一部分磁通會分流到金屬層4中,對應(yīng)于定子鐵心I的槽口 11的部位,再穿過定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙進(jìn)入轉(zhuǎn)子。可以削弱定子鐵心I的槽口 11引起的齒槽效應(yīng),避免定子鐵心I的齒頂處磁密過于集中,提高氣隙磁阻分布的均勻性,進(jìn)而可以提高電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和使用壽命。參考圖2和圖3,圖2為本發(fā)明第二實施例提供的金屬層的立體圖;圖3為圖2中的金屬層的截面剖視圖。在本發(fā)明的第二實施例中,金屬層4包括金屬層主體41和導(dǎo)電層42,金屬層主體41優(yōu)選為非晶合金層,非晶合金為飽和磁密和電阻率較高的材料,可以進(jìn)一步降低金屬層4的磁阻,更進(jìn)一步地,減小定子鐵心I的槽口 11引起的齒槽效應(yīng)。導(dǎo)電層42涂覆于金屬層主體41的內(nèi)圓表面。導(dǎo)電層42的材料為具有高導(dǎo)電率的材料,比如銀或鋁等材料,導(dǎo)電層42做接地處理,可以減少定子與轉(zhuǎn)子之間耦合電容,能夠阻斷定子和轉(zhuǎn)子間的位置電流,減小渦流損耗、提高電機(jī)的使用壽命。在上述實施例中,金屬層4的厚度為O. 1-lOmm,能夠進(jìn)一步降低槽口 11的齒槽效應(yīng),提高氣隙的磁阻分布的均勻性。參考圖4,圖4為本發(fā)明第三實施例提供的定子制造方法的流程圖。在本發(fā)明第三實施例中,定子的制造方法,包括步驟10,在定子鐵心的槽口上布置定子繞組;步驟20,在定子鐵心的內(nèi)圓表面上安裝金屬層;步驟30,在金屬層的內(nèi)面表涂覆導(dǎo)電材料。具體地,如圖5所示,步驟20,在定子鐵心的內(nèi)圓表面上安裝金屬層具體為步驟201,在定子鐵心的內(nèi)圓表面上安裝至少一個金屬筒;步驟202,在金屬筒內(nèi)放置一個氣囊并充入氣體,消除金屬筒和定子鐵心之間的氣具體地,氣囊的尺寸與金屬筒的尺寸相適應(yīng),氣囊耐高溫和高壓。步驟203,使用絕緣材料對定子鐵心、定子繞組和金屬筒組成的裝配體做固化處理;具體地,固化處理可以采用粘接或焊接的方式實現(xiàn)。步驟204,排放氣囊中的氣體并將氣囊移走。進(jìn)一步地,所述金屬筒為非晶合金筒。非晶合金筒可以通過多個非晶合金板卷成,另外,非晶合金層的寬度與定子的寬度相同,如果定子的軸向的寬度較大,可以采用多個非晶合金筒并排安裝。并且,還可以將非晶合金層的內(nèi)表面的導(dǎo)電材料做接地處理,接電機(jī)的地線。需要說明的是,本實施例提供的定子的制造方法中,金屬層也可以采用電鍍等其他方法制造,在此不再一一舉例。本實施例提供的定子的制造方法,加工過程簡單,加工成本較低。并且采用本實施例的制造方法加工的定子中,由于定子鐵心I的內(nèi)表面貼合有環(huán)形的金屬層4,金屬層4的磁阻極小,而且金屬層4與定子鐵心I的內(nèi)圓表面以及絕緣材料3緊密結(jié)合,因此定子鐵心I和金屬層4的接觸面的磁勢壓降很小。在安裝有上述定子的電機(jī)運(yùn)行時,定子鐵心I的齒部的一部分磁通會分流到金屬層4中,對應(yīng)于定子鐵心I的槽口 11的部位,再穿過定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙進(jìn)入轉(zhuǎn)子??梢韵魅醵ㄗ予F心I的槽口 11引起的齒槽效應(yīng),避免定子鐵心I的齒頂處磁密過于集中,提高氣隙磁阻分布的均勻性,進(jìn)而可以提高電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和使用壽命。本發(fā)明實施例還提供一種電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和上述實施例中的定子,轉(zhuǎn)子安裝在定子的定子鐵心I內(nèi)。本實施例提供的電機(jī),可以削弱定子的槽口引起的齒槽效應(yīng),避免定子鐵心I的齒頂處磁密過于集中,提高氣隙磁阻分布的均勻性,進(jìn)而可以提高電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和使用壽命。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種定子,包括定子鐵心和定子繞組,所述定子鐵心為圓環(huán)形,所述定子鐵心的內(nèi)圓周上開設(shè)有槽口,所述定子繞組布置在所述槽口內(nèi),其特征在于,布置有定子繞組的所述定子鐵心的內(nèi)圓表面上貼合有金屬層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子,其特征在于,所述金屬層為非晶合金材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定子,其特征在于,所述金屬層的內(nèi)表面涂敷有導(dǎo)電層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定子,其特征在于,所述導(dǎo)電層的材料為銀或鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定子,其特征在于,所述金屬層的厚度為0.l-10mm。
6.一種制造權(quán)利要求1-5任一項所述的定子的制造方法,其特征在于,包括 在定子鐵心的槽口上布置定子繞組; 在定子鐵心的內(nèi)圓表面安裝金屬層; 在金屬層的內(nèi)表面涂覆導(dǎo)電材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定子的制造方法,其特征在于,所述在定子鐵心的內(nèi)圓表面上安裝金屬層具體為 在定子鐵心的內(nèi)圓表面上安裝至少一個金屬筒; 在金屬筒內(nèi)放置一個氣囊并充入氣體,消除金屬筒和定子鐵心之間的氣隙; 使用絕緣材料對定子鐵心、定子繞組和金屬筒組成的裝配體做固化處理; 排放氣囊中的氣體并將氣囊移走。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定子的制造方法,其特征在于,所述金屬筒為非晶合金筒。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的定子的制造方法,其特征在于,所述金屬層的厚度為0.1-1Omm0
10.一種電機(jī),包括轉(zhuǎn)子,其特征在于,包括權(quán)利要求1-5任一項所述定子,所述轉(zhuǎn)子安裝在所述定子的定子鐵心內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種定子、制造方法和電機(jī),定子包括定子鐵心和定子繞組,所述定子鐵心為圓環(huán)形,所述定子鐵心的內(nèi)圓周上開設(shè)有槽口,所述定子繞組布置在所述槽口內(nèi),所述定子鐵心的內(nèi)圓表面上貼合有金屬層。由于定子鐵心的內(nèi)圓表面貼合有金屬層,該金屬層磁阻極小而且金屬層與定子鐵心的內(nèi)圓表面緊密結(jié)合,定子鐵心和金屬層的接觸面的磁勢壓降很小;在安裝有上述定子的電機(jī)運(yùn)行時,定子鐵心的齒部的一部分磁通會分流到金屬層中,對應(yīng)于定子鐵心的槽口的部位,再穿過定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙進(jìn)入轉(zhuǎn)子;可以削弱定子鐵心的槽口引起的齒槽效應(yīng),避免了定子鐵心的齒頂處磁密過于集中,提高氣隙磁阻的均勻性,進(jìn)而可以提高電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性和使用壽命。
文檔編號H02K1/16GK103036328SQ201110298178
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者張沛, 李松強(qiáng), 馬保政, 袁世鵬 申請人:華銳風(fēng)電科技(集團(tuán))股份有限公司