定子沖片及定子的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及無刷直流電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種定子沖片及定子，所述定子沖片包括圓環(huán)狀的軛部，所述軛部沿圓環(huán)徑向方向朝內(nèi)延伸設(shè)置沖片齒，沖片齒沿圓環(huán)周向均勻間隔布置，相鄰的兩個沖片齒之間構(gòu)成沖片槽，所述的任意兩個相鄰沖片齒的齒寬相異。還涉及一種由該定子沖片制成的定子，包括定子鐵芯、骨架以及線圈，所述的定子鐵芯由定子沖片疊壓而成，定子鐵芯外設(shè)置有骨架，定子鐵芯的齒上繞制有線圈且各齒上線圈的漆包線長度相等。通過改變沖片齒的齒寬，使得定子沖片疊壓而成的定子鐵芯不再對稱布置，消除了啟動轉(zhuǎn)矩死點(diǎn)，同時(shí)還會減少一定的齒槽轉(zhuǎn)矩，降低噪音。
【專利說明】定子沖片及定子
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無刷直流電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種定子沖片及定子。
【背景技術(shù)】
[0002]無刷直流電機(jī)以調(diào)速范圍寬、過載能力強(qiáng)、中低速轉(zhuǎn)矩性能優(yōu)異、效率高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)開始廣泛用于各種家用電器、高科技設(shè)備上。目前空調(diào)用的無刷直流電機(jī)最常見的都是三相六狀態(tài)，定子鐵芯為12槽或18槽，轉(zhuǎn)子為注塑鐵氧體或鐵氧體磁瓦制成，圖1是構(gòu)成定子鐵芯的定子沖片結(jié)構(gòu)示意圖，定子沖片齒是等寬的。這種電機(jī)存在如下不足:
[0003]1、噪音大。由于轉(zhuǎn)子為永磁體構(gòu)成，在電機(jī)不通電的狀態(tài)下，永磁體與有槽的定子鐵芯相互作用產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩使得轉(zhuǎn)子有一種沿著某一特定方向與定子對齊的趨勢，當(dāng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)尺寸、定子鐵芯齒槽結(jié)構(gòu)尺寸一定時(shí)，齒槽轉(zhuǎn)矩的大小就隨著轉(zhuǎn)子在定子鐵芯中位置的不同而發(fā)生改變。這樣，在電機(jī)正常工作時(shí)，電機(jī)的瞬時(shí)輸出力矩受齒槽轉(zhuǎn)矩的影響不再是一個定值，而是圍繞著某一個值上下浮動，即轉(zhuǎn)矩波動。轉(zhuǎn)矩波動所帶來的直接后果就是電機(jī)產(chǎn)生振動和噪音，特別是該電機(jī)配置三葉軸流負(fù)載時(shí)，會突出產(chǎn)生45*n(n=2、3、4、5、6、
7、8) Hz的噪音，其峰值甚至達(dá)到整機(jī)的總分貝。
[0004]2、存在啟動轉(zhuǎn)矩死點(diǎn)。以現(xiàn)有技術(shù)中的無刷直流電機(jī)為例，在電機(jī)通電啟動時(shí)，它的三相線圈中的兩相同時(shí)加上電壓，電機(jī)轉(zhuǎn)子正好處在兩邊電磁力矩相等(事實(shí)上是不可能絕對相對，只是差值過小，以至于不足以驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動)的位置時(shí)，就無法啟動。當(dāng)控制電機(jī)以小電流工作時(shí)，由于力差更小，所以啟動轉(zhuǎn)矩死點(diǎn)更寬。而電磁力矩差值過小主要就是因此定子沖片的結(jié)構(gòu)是對稱的，其齒寬都是相等的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的首要目的在于提供一種定子沖片，由其構(gòu)成的永磁無刷直流電機(jī)噪音小、轉(zhuǎn)矩脈動小、工作可靠。
[0006]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種定子沖片，包括圓環(huán)狀的軛部，所述軛部沿圓環(huán)徑向方向朝內(nèi)延伸設(shè)置沖片齒，沖片齒沿圓環(huán)周向均勻間隔布置，相鄰的兩個沖片齒之間構(gòu)成沖片槽，所述的任意兩個相鄰沖片齒的齒寬相異。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型存在以下技術(shù)效果:通過改變沖片齒的齒寬，使得定子沖片疊壓而成的定子鐵芯不再對稱布置，消除了啟動轉(zhuǎn)矩死點(diǎn)，同時(shí)還會減少一定的齒槽轉(zhuǎn)矩，降低噪音。
[0008]本實(shí)用新型的另一個目的在于提供一種定子，噪音小、工作可靠。
[0009]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種采用所述的定子沖片制成的定子，包括定子鐵芯、骨架以及線圈，所述的定子鐵芯由定子沖片疊壓而成，定子鐵芯外設(shè)置有骨架，定子鐵芯的齒上繞制有線圈且各齒上線圈的漆包線長度相等。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型存在以下技術(shù)效果:通過改變齒寬，使得定子沖片疊壓而成的定子鐵芯不再對稱布置，消除了啟動轉(zhuǎn)矩死點(diǎn)，減少一定的齒槽轉(zhuǎn)矩，降低噪音；同時(shí)，各齒上繞線長度相等保證電機(jī)正常工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的定子沖片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型的定子沖片結(jié)構(gòu)示意圖，為便于觀察，圖中大、中、小齒的尺寸相差較大；
[0013]圖3是本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)齒寬對比，虛線部分為現(xiàn)有技術(shù)中的齒寬，實(shí)線為本實(shí)用新型的齒寬；
[0014]圖4是本實(shí)用新型上骨架的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖5是本實(shí)用新型下骨架的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖6是圖4的另一個視角立體結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖7是現(xiàn)有技術(shù)的定子制成的電機(jī)噪音頻譜測試圖；
[0018]圖8是本實(shí)用新型的定子制成的電機(jī)噪音頻譜測試圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合圖2至圖8,對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
[0020]參閱圖2，一種定子沖片，包括圓環(huán)狀的軛部11，所述軛部11沿圓環(huán)徑向方向朝內(nèi)延伸設(shè)置沖片齒12，沖片齒12沿圓環(huán)周向均勻間隔布置，相鄰的兩個沖片齒12之間構(gòu)成沖片槽13，所述的任意兩個相鄰沖片齒12的齒寬相異。這里，將任意的兩個相鄰沖片齒12的齒寬設(shè)置成不相等，就是為了打破原有的對稱設(shè)計(jì)，改變電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩，這里需要注意的是，各沖片齒12的齒寬的尺寸相異，只是較小的差異。
[0021]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，這里選擇大、中、小三種尺寸的齒寬。所述的沖片槽13的個數(shù)為三的倍數(shù)，便于布置大、中、小齒，如小一點(diǎn)的電機(jī)其沖片槽13有12個或18個，大一點(diǎn)的電機(jī)其沖片槽13有36個或者更多。方便布置大中小齒，使得大中小齒的總數(shù)相等。所述的沖片齒12包括大齒121、中齒122和小齒123，大、中、小齒121、122、123沿圓環(huán)周向依次重復(fù)布置，即按順時(shí)針或者逆時(shí)針方向，大-中-小-大-中-小這樣重復(fù)布置。
[0022]參閱圖3，所述中齒122的齒寬D2等于大齒121齒寬Dl與小齒123齒寬D3之和的一半，即大、中、小齒121、122、123的齒寬呈等差數(shù)列布置，數(shù)學(xué)表達(dá)式為D2=(Dl+D3)/2。為了便于繞線以及線圈不至于從定子鐵芯的齒上滑落，大、中、小齒121、122、123的懸置端呈T型，這里需要注意的是，，大、中、小齒121、122、123的齒寬相異，僅指的是齒身部分，其懸置端的輪廓是相吻合的。為便于理解，圖3中將現(xiàn)有技術(shù)的和本實(shí)用新型的定子沖片放在一起，用于比較，圖中本實(shí)用新型的中齒122齒寬即為現(xiàn)有技術(shù)中的齒寬，大、小齒121、123齒寬分別大于、小于現(xiàn)有技術(shù)中的齒寬，從圖中也可以看出，僅齒寬部分做了改動，每個齒的懸置端依然對稱設(shè)置。所述軛部11的外周設(shè)置有一個定位缺口 14，便于定子沖片10疊壓成定子鐵芯時(shí)和定子繞線時(shí)定位。
[0023]一種采用上述定子沖片制成的定子，包括定子鐵芯、骨架20以及線圈，所述的定子鐵芯由定子沖片10疊壓而成，定子鐵芯外設(shè)置有骨架20，骨架20的作用是防止漆包線與定子鐵芯直接接觸，防止漆包線的絕緣層受損。定子鐵芯的齒上繞制有線圈且各齒上線圈的漆包線長度相等，保證電機(jī)正常工作。[0024]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，這里構(gòu)成所述定子鐵芯的定子沖片優(yōu)選如下方案:所述的沖片槽13的個數(shù)為三的倍數(shù)，所述的沖片齒12包括大齒121、中齒122和小齒123，大、中、小齒121、122、123沿圓環(huán)周向依次重復(fù)布置。所述中齒122的齒寬D2等于大齒121齒寬Dl與小齒123齒寬D3之和的一半，大、中、小齒(121、122、123)的懸置端輪廓相吻合且呈T型；所述軛部11的外周設(shè)置有一個定位缺口 14。
[0025]參閱圖4至圖6，為了便于骨架20的裝備，所述的骨架20由上、下骨架20a、20b構(gòu)成，所述上、下骨架20a、20b均包括與所述軛部11相吻合的骨架本體21，這里所說的相吻合是兩者的內(nèi)輪廓相一致，軛部11的外圓周可大于或等于骨架本體21的外圓周。骨架本體21沿其本身徑向方向朝內(nèi)延伸設(shè)置多個骨架齒22，骨架齒22與所述沖片齒12的數(shù)量、位置相吻合，所述骨架齒22的齒寬均與所述的大齒121寬度相吻合；相鄰骨架齒22間構(gòu)成骨架槽23。這里巧妙地將骨架齒22的齒寬設(shè)置成等寬，即起到包裹定子鐵芯保護(hù)漆包線的作用，又能使得繞制在各骨架齒22上的漆包線長度相一致。
[0026]上、下骨架20a、20b對定子鐵芯的包裹通過如下方案布置而成:所述上骨架20a的骨架槽的邊緣向下骨架20b —側(cè)順延設(shè)置構(gòu)成對定子鐵芯齒的包裹，其順延距離與定子鐵芯的厚度相吻合；所述下骨架20b的骨架槽的邊緣向上骨架20a —側(cè)順延設(shè)置構(gòu)成對上骨架20a延伸段的包裹。
[0027]另外,所述上、下骨架20a、20b遠(yuǎn)離彼此的一側(cè)設(shè)置有凸起,所述的凸起包括設(shè)置在骨架齒22懸置端的第一凸起24和設(shè)置在骨架本體21上的第二凸起25。第一、二凸起24,25的布置方便繞線、走線，第一、二凸起24、25的具體形狀和布置位置根據(jù)定子的工藝而定，這里不再贅述。
[0028]參閱圖7、圖8，為了體現(xiàn)本實(shí)用新型的有益效果，這里對現(xiàn)有的等齒寬定子和本實(shí)用新型的不等齒寬定子制成的電機(jī)進(jìn)行了噪聲頻譜測試。其中圖7是采用普通的等齒寬定子沖片制成的電機(jī)，電機(jī)裝入空調(diào)負(fù)載后，用頻譜測試儀測試整機(jī)的負(fù)載噪音，從測試結(jié)果圖中的我們可以明確看出，在360Hz時(shí)出現(xiàn)噪音峰值，現(xiàn)場能夠明顯聽出整機(jī)有異音，人耳感覺不舒服，當(dāng)然，不是所有的電機(jī)進(jìn)行測試時(shí)都是360Hz出現(xiàn)峰值，如【背景技術(shù)】部分所描述的那樣，一般容易出現(xiàn)峰值的頻率為45*n (n=2、3、4、5、6、7、8)Hz。圖8是采用不等齒寬定子沖片制成的電機(jī)，與前者為同一款負(fù)載，僅齒寬發(fā)生改變，用頻譜測試儀測試整機(jī)的負(fù)載噪音，從測試結(jié)果中我們可以明確看出，不再有峰值出現(xiàn)，另外整機(jī)噪音總分貝值下降
5.67dB。通過測試我們可以得知，通過設(shè)置不等齒寬，不僅消除了峰值噪音，還使得總分貝值下降，有效改善噪音。
【權(quán)利要求】
1.一種定子沖片，包括圓環(huán)狀的軛部(11)，所述軛部(11)沿圓環(huán)徑向方向朝內(nèi)延伸設(shè)置沖片齒(12)，沖片齒(12)沿圓環(huán)周向均勻間隔布置，相鄰的兩個沖片齒(12)之間構(gòu)成沖片槽(13)，其特征在于:所述的任意兩個相鄰沖片齒(12)的齒寬相異。
2.如權(quán)利要求1所述的定子沖片，其特征在于:所述的沖片齒(12)包括大齒(121)、中齒(122)和小齒(123)，大、中、小齒(121、122、123)沿圓環(huán)周向依次重復(fù)布置。
3.如權(quán)利要求2所述的定子沖片，其特征在于:所述中齒(122)的齒寬D2等于大齒(121)齒寬Dl與小齒(123)齒寬D3之和的一半，大、中、小齒(121、122、123)的懸置端輪廓相吻合且呈T型；所述軛部(11)的外周設(shè)置有一個定位缺口(14)。
4.一種采用權(quán)利要求1所述的定子沖片制成的定子，其特征在于:包括定子鐵芯、骨架(20)以及線圈，所述的定子鐵芯由定子沖片(10)疊壓而成，定子鐵芯外設(shè)置有骨架(20)，定子鐵芯的齒上繞制有線圈且各齒上線圈的漆包線長度相等。
5.如權(quán)利要求4所述的定子，其特征在于:所述的沖片齒(12)包括大齒(121)、中齒(122)和小齒(123)，大、中、小齒(121、122、123)沿圓環(huán)周向依次重復(fù)布置。
6.如權(quán)利要求5所述的定子，其特征在于:所述中齒(122)的齒寬D2等于大齒(121)齒寬Dl與小齒(123)齒寬D3之和的一半，大、中、小齒(121、122、123)的懸置端輪廓相吻合且呈T型；所述軛部(11)的外周設(shè)置有一個定位缺口( 14)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的定子，其特征在于:所述的骨架(20)由上、下骨架(20a、20b)構(gòu)成，所述上、下骨架(20a、20b)均包括與所述軛部(11)相吻合的骨架本體(21)，骨架本體(21)沿其本身徑向方向朝內(nèi)延伸設(shè)置多個骨架齒(22)，骨架齒(22)與所述沖片齒(12)的數(shù)量、位置相吻合，所述骨架齒(22)的齒寬均與所述的大齒(121)寬度相吻合；相鄰骨架齒(22)間構(gòu)成骨架槽(23)。
8.如權(quán)利要求7所述的定子，其特征在于:所述上骨架(20a)的骨架槽的邊緣向下骨架(20b)—側(cè)順延設(shè)置構(gòu)成對定子鐵芯齒的包裹，其順延距離與定子鐵芯的厚度相吻合；所述下骨架(20b)的骨架槽的邊緣向上骨架(20a) —側(cè)順延設(shè)置構(gòu)成對上骨架(20a)延伸段的包裹。
9.如權(quán)利要求8所述的定子，其特征在于:所述上、下骨架(20a、20b)遠(yuǎn)離彼此的一側(cè)設(shè)置有凸起，所述的凸起包括設(shè)置在骨架齒(22)懸置端的第一凸起(24)和設(shè)置在骨架本體(21)上的第二凸起(25)。
【文檔編號】H02K1/18GK203504313SQ201320571949
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】張小軍, 史少輝 申請人:合肥凱邦電機(jī)有限公司