定子鐵芯及包括該定子鐵芯的電的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種定子鐵芯，包括鐵芯齒，所述鐵芯齒的齒頂表面為圓弧，所述圓弧與鐵芯齒不同心。本實用新型還公開了一種電機，包括轉子、固定于轉子上的磁極、上述定子鐵芯。在轉子旋轉過程中會產(chǎn)生紋波轉矩，紋波轉矩的大小呈正弦波或余弦波式的變化，在定子旋轉過程中會與定子各個位置間形成長度不同的氣隙，氣隙是指定子齒與磁極之間的距離，鐵芯齒的齒頂表面為弧面能在氣隙中形成一種正弦波或余弦波形式的磁場，從而和電機自身的轉矩脈動相抵消，最終降低電機的轉矩脈動，提高電機轉矩的平穩(wěn)性，并且降低損耗，提高效率，這種方式結構簡單，加工難度低、成本低。
【專利說明】定子鐵芯及包括該定子鐵芯的電機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及定子鐵芯及包括該定子鐵芯的電機。
【背景技術】
[0002]永磁電機具有功率密度高、效率高等優(yōu)點，被廣泛應用于高性能控制場合，高性能控制場合對電機轉矩的平穩(wěn)性要求較高，轉矩脈動過大會降低驅動系統(tǒng)的可靠性，尤其在伺服系統(tǒng)中，轉矩脈動會嚴重影響伺服控制的精度。
[0003]在高性能場合應用的永磁電機一般包括齒槽轉矩和紋波轉矩，齒槽轉矩是指轉子磁鏈與定子磁阻相互作用而產(chǎn)生的定位轉矩，其大小隨著轉子旋轉角度變化而變化；紋波轉矩是指轉子磁鏈與定子電流的磁動勢相互作用而產(chǎn)生的脈動轉矩；由于這兩者的存在會使電機平均轉矩下降、損耗增加、效率降低，并且在轉子旋轉過程中呈周期變化，從而影響電機轉矩的平穩(wěn)性。
[0004]一般通過改變磁極的形狀，如在磁極上開槽、將磁極偏移、對磁極進行削角、改變磁極形狀等方式來降低轉矩脈動，但是這些方式會增加磁極的制作難度和成本，并且在制作過程中的制作偏差會帶來新的轉矩脈動，在制作過程中，需要對磁極多余部分進行切割、研磨，這樣會損耗很多原材料，造成了極大地浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于提供一種新的定子齒形的，制作成本較低、脈動轉矩小的定子鐵芯。
[0006]本實用新型的另一個目的在于提供一種成本較低、脈動轉矩小的電機。
[0007]為了實現(xiàn)本實用新型的目的，采取的技術方案是:
[0008]一種定子鐵芯，包括鐵芯齒，所述鐵芯齒的齒頂表面為圓弧，所述圓弧與鐵芯齒不同心。
[0009]由于圓弧與鐵芯齒不同心，因此在電機轉子與定子間形成不同長度的氣隙(氣隙是指電機轉子與定子之間的間隙)，在轉子的旋轉過程中由于不等長氣隙，可形成較好的正弦波氣隙磁場，降低電機的轉矩脈動，提高電機轉矩的平穩(wěn)性，并且降低損耗，提高效率，這種方式結構簡單，加工難度低、成本低下面對技術方案進一步說明:
[0010]優(yōu)選的是，所述圓弧的直徑小于所述鐵芯齒齒頂圓的直徑。圓弧直徑小于鐵芯齒齒頂圓的直徑時產(chǎn)生的氣隙磁場能更好的抵消掉電機的轉矩脈動，達到更好的效果。
[0011]優(yōu)選的是，還包括線圈架、漆包線，所述漆包線纏繞于線圈架上，所述線圈架上開有通孔，所述齒置于通孔內(nèi)并與通孔相配合?，F(xiàn)有技術中的漆包線直接繞在定子鐵芯的各個齒之間，這種方式纏繞的漆包線端部長度較長，并且損耗電能較大，也不利于散熱，采用線圈架的方式纏繞端部長度短，并且漆包線繞線緊湊，利于散熱，在轉子轉動過程中，消耗的電能更少，節(jié)約了電能，產(chǎn)生的熱量也更少，不會導致定子或轉子的溫度過高而燒壞，采用這種方式，漆包線分布更加規(guī)范均勻緊湊，產(chǎn)生的脈動轉矩也會降低，能進一步提高電機轉矩的平穩(wěn)性，達到更好的效果。
[0012]優(yōu)選的是，定子鐵芯還包括卡板，所述齒頂位置兩側開有槽，所述卡板安裝于相鄰齒間相對應的槽中。通過卡板的方式對線圈架進行定位，能使線圈架更加穩(wěn)固，卡板與兩側分別安裝于相鄰兩個齒的相對的槽中，這種方式，便于拆裝，安裝時，只需要將繞有漆包線的線圈架套在齒上，再將卡板滑入到槽中卡緊，就能實現(xiàn)安裝，拆卸時，也很方便，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0013]優(yōu)選的是，所述槽沿齒厚度方向開設，所述槽為通槽。所述槽為通槽時，可以從槽的兩端任意一端中插入或取出卡板，便于使用。
[0014]優(yōu)選的是，所述槽沿齒厚度方向開設，所述槽為一端封閉的槽。所述槽為一端封閉，另一端開口的槽式時能更好的使卡板推到位，擋卡板一端頂住槽的封閉短時就說明安裝到位了，這種結構簡單、使用方便。
[0015]優(yōu)選的是，所述漆包線沿通孔周向纏繞。漆包線這種纏繞更加快速，并且不會堵住線圈架的通孔，便于線圈架插入到齒上。
[0016]優(yōu)選的是，所述線圈架上開有多個與所述漆包線相配合的凹槽。線圈架上的凹槽便于將漆包線繞在其中，并且能防止漆包線出現(xiàn)移動。
[0017]優(yōu)選的是，所述線圈架的兩端面為平面。線圈架兩端面為平面結構簡單，并且便于將卡板安裝到槽中。
[0018]本實用新型還提供一種電機，包括轉子、固定于轉子上的磁極、上述定子鐵芯，包括鐵芯齒，所述鐵芯齒的齒頂表面為圓弧，所述圓弧與鐵芯齒不同心。
[0019]優(yōu)選的是，所述定子鐵芯還包括線圈架、漆包線，所述漆包線纏繞于線圈架上，所述線圈架上開有通孔，所述齒置于通孔內(nèi)并與通孔相配合。
[0020]優(yōu)選的是，定子鐵芯還包括卡板，所述齒頂位置兩側開有槽，所述卡板安裝于相鄰齒間相對應的槽中。
[0021]本實用新型的優(yōu)點是:
[0022]在轉子旋轉過程中由于弧面與轉子間不等長氣隙可形成較好的正弦波氣隙磁場，降低電機的轉矩脈動，提高電機轉矩的平穩(wěn)性，并且降低損耗，提高效率，這種方式結構簡單，加工難度低、成本低。
[0023]現(xiàn)有技術中的漆包線直接繞在定子鐵芯的各個齒之間，這種方式纏繞的漆包線端部長度較長，并且損耗電能較大，也不利于散熱，采用線圈架的方式能大大減少線圈端部長度消耗的電能更少，節(jié)約了電能，產(chǎn)生的熱量也更少，不會導致定子或轉子的溫度過高而燒壞，并且纏繞整齊緊湊，進一步提高散熱效率，提高使用壽命，采用這種方式，漆包線分布更加規(guī)范均勻，產(chǎn)生的脈動轉矩也會降低，能進一步提高電機轉矩的平穩(wěn)性，達到更好的效果；通過卡板的方式對線圈架進行定位，能使線圈架更加穩(wěn)固，卡板與兩側分別安裝于相鄰兩個齒的相對的槽中，這種方式，便于拆裝，安裝時，只需要將繞有漆包線的線圈架套在齒上，再將卡板滑入到槽中卡緊，就能實現(xiàn)安裝，拆卸時，也很方便，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型定子鐵芯的示意圖；
[0025]圖2是本實用新型定子鐵芯中線圈架的示意圖；[0026]圖3是本實用新型定子鐵芯中鐵芯齒的示意圖；
[0027]圖4是圖3中I號局部放大圖；
[0028]圖5是本實用新型電機內(nèi)部略去線圈架及漆包線時的示意圖。
[0029]附圖標記說明:
[0030]100.定子鐵芯，101.鐵芯齒，1011.齒頂表面，1012.槽，1013.齒，102.線圈架，1021.通孔，1022.凹槽，1023.端面，103.漆包線，104.卡板，200.轉子，300.磁極，400.氣隙。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明:
[0032]實施例1:
[0033]參閱圖1-4，在本實用新型的實施例中，所述定子鐵芯100包括鐵芯齒101、還包括線圈架102、漆包線103、卡板104，所述鐵芯齒101的齒頂表面1011為圓弧，所述圓弧與鐵芯齒不同心，所述漆包線103纏繞于線圈架102上，所述線圈架102上開有通孔1021，所述齒1013置于通孔1021內(nèi)并與通孔1021相配合，所述齒1013頂部位置兩側開有槽1012，所述卡板104安裝于相鄰齒1013間相對應的槽1012中，所述槽1012沿齒1013厚度方向開設，所述槽1012為通槽，所述漆包線103沿通孔1021周向纏繞。
[0034]實施例2:
[0035]本實施例與實施例1不同的地方在于，所述槽沿齒厚度方向開設，所述槽為一端封閉、另一端有開口的槽。
[0036]實施例3:
[0037]本實施例與實施例1、實施例2不同的地方在于，所述線圈架上開有多個與所述漆包線相配合的凹槽。
[0038]如圖5所示，本實用新型還提供一種電機，包括轉子200、固定于轉子200上的磁極300、上述定子鐵芯100，所述定子鐵芯100包括鐵芯齒101，所述鐵芯齒101的齒頂表面1011為圓弧，所述圓弧與鐵芯齒101不同心。所述定子鐵芯100還包括線圈架、漆包線，所述漆包線纏繞于線圈架上，所述線圈架上開有通孔，所述齒置于通孔內(nèi)并與通孔相配合。定子鐵芯還包括卡板，所述齒頂位置兩側開有槽，所述卡板安裝于相鄰齒間相對應的槽中。
[0039]上述實施例均能達到的優(yōu)點是:在轉子200旋轉過程中會產(chǎn)生紋波轉矩，紋波轉矩的大小呈正弦波或余弦波式的變化，在轉子200旋轉過程中會與定子鐵芯100各個位置間形成長度不同的氣隙400，氣隙400是指定子齒與磁極之間的距離，鐵芯齒101的齒頂表面1011為弧面能在氣隙400中形成一種正弦波或余弦波形式的磁場，從而和電機自身的轉矩脈動相抵消，最終降低電機的轉矩脈動，提高電機轉矩的平穩(wěn)性，并且降低損耗，提高效率，這種方式結構簡單，加工難度低、成本低。
[0040]采用線圈架102的方式能使漆包線103纏繞整齊緊湊，并且漆包線103套設于齒1013上，在轉子200轉動過程中，不松動不振動，消耗的電能更少，節(jié)約了電能，產(chǎn)生的熱量也更少，不會導致定子鐵芯100或轉子200的溫度過高而燒壞，采用這種方式，漆包線103分布更加規(guī)范均勻，產(chǎn)生的脈動轉矩也會降低，能進一步提高電機轉矩的平穩(wěn)性，達到更好的效果；通過卡板104的方式對線圈架102進行定位，能使線圈架102更加穩(wěn)固，卡板104與兩側分別安裝于相鄰兩個齒1013的相對的槽1012中，這種方式，便于拆裝，安裝時，只需要將繞有漆包線103的線圈架102套在齒1013上，再將卡板104滑入到槽1012中卡緊，就能實現(xiàn)安裝，拆卸時，也很方便，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0041] 以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種定子鐵芯，其特征在于，包括鐵芯齒，所述鐵芯齒的齒頂表面為圓弧，所述圓弧與鐵芯齒不同心。
2.根據(jù)權利要求1所述的定子鐵芯，其特征在于，所述圓弧的直徑小于所述鐵芯齒齒頂圓的直徑。
3.根據(jù)權利要求1所述的定子鐵芯，其特征在于，還包括線圈架、漆包線，所述漆包線纏繞于線圈架上，所述線圈架上開有通孔，所述齒置于通孔內(nèi)并與通孔相配合。
4.根據(jù)權利要求3所述的定子鐵芯，其特征在于，還包括卡板，所述齒頂位置兩側開有槽，所述卡板安裝于相鄰齒間相對應的槽中。
5.根據(jù)權利要求4所述的定子鐵芯，其特征在于，所述槽沿齒厚度方向開設，所述槽為通槽。
6.根據(jù)權利要求4所述的定子鐵芯，其特征在于，所述槽沿齒厚度方向開設，所述槽為一端封閉的槽。
7.根據(jù)權利要求3所述的定子鐵芯，其特征在于，所述漆包線沿通孔周向纏繞。
8.根據(jù)權利要求3-7任一項所述的定子鐵芯，其特征在于，所述線圈架上開有多個與所述漆包線相配合的凹槽。
9.一種電機，包括轉子、固定于轉子上的磁極、如權利要求1-8任一項所述的定子鐵芯，其特征在于，所述定子鐵芯包括鐵芯齒，所述鐵芯齒的齒頂表面為圓弧，所述圓弧與鐵芯齒不同心。
【文檔編號】H02K1/14GK203423541SQ201320383098
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權日:2013年6月28日
【發(fā)明者】肖孝優(yōu), 歐陽燕, 陳森 申請人:日立電梯電機（廣州）有限公司