本實(shí)用新型涉及一種使用U型鐵芯的永磁同步電機(jī)及其水泵的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

使用U形鐵芯的永磁同步電機(jī)屬凸極電動(dòng)機(jī)，在裝配效率和鐵芯沖片利用方面都具有優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)有的永磁同步電機(jī)的一般做法是：其泵殼、定子鐵芯及定子線(xiàn)圈三者通過(guò)模具注塑工藝固化在一起，其定子鐵芯為U型鐵芯，該定子鐵芯由U字形的疊片疊置而成，左臂和右臂分別穿過(guò)塑料線(xiàn)圈骨架內(nèi)孔后在轉(zhuǎn)子圓柱面的左側(cè)和右側(cè)形成左極靴和右極靴。如圖1所示，左極靴的上極尖與右極靴的上極尖之間的間隙為A，左極靴的下極尖與右極靴的下極尖之間的間隙為B，左臂與右臂之間的內(nèi)間距為C，A＝B＝C。由于轉(zhuǎn)子磁芯在U型鐵芯圓弧中心(兩極靴之間)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，極靴開(kāi)口處無(wú)被鐵芯圓弧所包圍，此時(shí)氣隙突然增大。由于氣隙不均勻變化，轉(zhuǎn)子所受的力矩也會(huì)發(fā)生變化。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子在不均勻氣隙中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子的因受力不穩(wěn)定而產(chǎn)生波動(dòng)，噪音也因此而產(chǎn)生。

因此，考慮改變定子鐵芯的結(jié)構(gòu)，使其在保持裝配效率高的優(yōu)勢(shì)下，可以減小轉(zhuǎn)動(dòng)噪音。

如圖2所示，為U型定子鐵芯的成型方法，為使硅鋼片或冷軋板料帶在高速?zèng)_床中經(jīng)過(guò)沖、鉚等方式直接制成現(xiàn)有的U型定子鐵芯。改進(jìn)后的定子鐵芯，在制作上要兼顧材料的利用率。

如圖3所示，為U型定子鐵芯與線(xiàn)圈骨架裝配并塑封在一起的結(jié)構(gòu)，要求鐵芯兩壁之間的內(nèi)寬C要大于線(xiàn)圈骨架的中心骨架寬度E，才能形成包裹U型鐵芯的泵殼結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于降低U型定子鐵芯在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中因氣隙不均而產(chǎn)生的噪音問(wèn)題。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：改善電機(jī)工作噪音的U型定子鐵芯，其特征在于：所述U型定子鐵芯的左臂和右臂分別貫穿過(guò)線(xiàn)圈骨架左、右內(nèi)孔后成形為位于磁芯轉(zhuǎn)子圓柱面左側(cè)的具有內(nèi)凹弧面的左極靴和位于磁芯轉(zhuǎn)子圓柱面右側(cè)的具有內(nèi)凹弧面的右極靴，以極靴弧面的最高點(diǎn)為上極尖，極靴弧面的最低點(diǎn)為下極尖，左、右上極尖之間的間距為A，左、右下極尖之間的間距為B，左、右兩臂之間的內(nèi)距為C，A<C，且B<C。

優(yōu)選地，A＝B<C。

進(jìn)一步地，線(xiàn)圈骨架左、右內(nèi)孔之間的中心骨架的寬度為E，E<A且E<B。

具體地來(lái)說(shuō)，所述U型定子鐵芯由U字形的鐵芯疊片疊置而成。

具體地來(lái)說(shuō)，左、右極靴的下極尖分別突出于左、右兩臂的內(nèi)側(cè)壁。

優(yōu)選地，U型定子鐵芯的左臂及右臂的內(nèi)側(cè)具有第一左側(cè)凹槽及第一右側(cè)凹槽，第一左側(cè)凹槽及第一右側(cè)凹槽位于U型定子鐵芯的左臂及右臂與底部橫臂之間的內(nèi)轉(zhuǎn)角位。

優(yōu)選地，U型定子鐵芯的左臂及右臂的內(nèi)側(cè)具有第二左側(cè)凹槽及第二右側(cè)凹槽，第二左側(cè)凹槽及第二右側(cè)凹槽與其同側(cè)的內(nèi)轉(zhuǎn)角位的之間距離與同側(cè)上極尖與下極尖之間的縱向距離相等。

一種改善噪音的水泵，包括葉輪、泵蓋和含有交流永磁電機(jī)的泵體，所述交流永磁電機(jī)包括永磁轉(zhuǎn)子和定子組件，所述定子組件采用如上任一所述的U型定子鐵芯。

本實(shí)用新型在保持U型定子鐵芯所帶來(lái)的裝配方便及電機(jī)性能良好的基礎(chǔ)上，改進(jìn)U型定子鐵芯左、右兩極靴的形狀，使左、右極靴之間的開(kāi)口寬度減小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中因氣隙不均而轉(zhuǎn)動(dòng)不穩(wěn)所產(chǎn)生的噪音情況也因此被降低。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有的定子鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是現(xiàn)有的定子鐵芯沖壓排布圖。

圖3是現(xiàn)有的定子鐵芯與線(xiàn)圈裝配并注塑后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一的定子鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例一的定子鐵芯沖壓排布圖。

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例二的定子鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例二的定子鐵芯沖壓排布圖。

圖8是應(yīng)用本實(shí)用新型的水泵軸測(cè)示意圖。

圖9是圖8的B向剖示圖，是本實(shí)用新型的定子鐵芯與線(xiàn)圈裝配并注塑后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是圖8的A向剖示圖。

圖11是使用改善后U型定子鐵芯與使用改善前U型定子鐵芯的泵的轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的圖。

其中，現(xiàn)有定子鐵芯1 改進(jìn)的定子鐵芯2 左臂2.1 右臂2.2 橫臂2.3 左上極尖2.11 左下極尖2.12 第一左側(cè)凹槽2.13 第二左側(cè)凹槽2.14 右上極尖2.21 右下極尖2.22 第一右側(cè)凹槽2.23 第二右側(cè)凹槽2.24 葉輪3 泵體塑封外殼4 轉(zhuǎn)子磁芯5 泵蓋6 線(xiàn)圈7 線(xiàn)圈塑封外殼8 線(xiàn)圈線(xiàn)組9 線(xiàn)圈骨架10。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

如圖4～5所示，是本實(shí)用新型所述的改進(jìn)的定子鐵芯2，其由左臂2.1、右臂2.2及位于兩者底部的橫臂2.3構(gòu)成U字型的定子鐵芯。如圖9所示，U型定子鐵芯的左臂和右臂分別貫穿過(guò)線(xiàn)圈骨架10的內(nèi)孔后，上部伸出部分成形為位于磁芯轉(zhuǎn)子圓柱面左側(cè)的具有內(nèi)凹弧面的左極靴和位于磁芯轉(zhuǎn)子圓柱面右側(cè)的具有內(nèi)凹弧面的右極靴，以極靴弧面的最高點(diǎn)為上極尖，極靴弧面的最低點(diǎn)為下極尖，左上極尖2.11與右上極尖2.21之間的間距為A，左下極尖2.12與右下極尖2.22之間的間距為B，左、右兩臂之間的內(nèi)距為C，則A<C，且B<C。優(yōu)選地，A＝B<C。

線(xiàn)圈骨架左、右內(nèi)孔之間的中心骨架的寬度為E，為了保證裝配時(shí)定子鐵芯能貫穿過(guò)線(xiàn)圈骨架的左、右兩內(nèi)孔，左、右兩臂的厚度D需要小于線(xiàn)圈骨架內(nèi)孔的內(nèi)寬，且左、右兩臂之間的距離C需大于E，而左右極尖之間的距離也應(yīng)大于等于E，即A≥E，B≥E。

為了使A＝B<C，左上極尖2.11與右上極尖2.21相向延伸，左下極尖2.12與右下極尖2.22也相向延伸從而分別突出于左、右兩臂的內(nèi)側(cè)壁。

本實(shí)用新型的U型定子鐵芯由U字形的鐵芯片按如圖5所示的首尾相錯(cuò)排布方式在高速?zèng)_床中經(jīng)過(guò)沖、鉚等工藝操作加工后再疊置而成。

如圖9所示為應(yīng)用了上述定子鐵芯的排水泵的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括葉輪3，泵蓋6和含有交流永磁電機(jī)的泵體，所述交流永磁電機(jī)包括永磁轉(zhuǎn)子和定子組件，所述定子組件采用的是如上所述的U型定子鐵芯。線(xiàn)圈繞組9繞于線(xiàn)圈骨架10上，其外部塑封有線(xiàn)圈塑封外殼8。U型定子鐵芯的左臂和右臂分別貫穿過(guò)線(xiàn)圈骨架的內(nèi)孔，上部伸出部分成形為左、右極靴，左、右極靴圍于磁芯轉(zhuǎn)子圓柱面兩側(cè)。對(duì)裝配好的轉(zhuǎn)子、定子組件放入模具內(nèi)進(jìn)行注塑，形成泵體塑封外殼4。

如圖10所示，為使用改善后U型定子鐵芯與使用改善前U型定子鐵芯的泵轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的圖，圖中可見(jiàn)，使用改善后U型定子鐵芯的泵轉(zhuǎn)速更平穩(wěn)、波動(dòng)幅度更小。

實(shí)施例二

如圖6～7所示為本例的第二種實(shí)施方式，本例中定子鐵芯的結(jié)構(gòu)方式與實(shí)施例一大致相同，不同之處在于U型定子鐵芯的左臂內(nèi)側(cè)具有第一左側(cè)凹槽2.13、第二左側(cè)凹槽2.14，右臂具有第一右側(cè)凹槽2.23、第二右側(cè)凹槽2.24，其中第一左側(cè)凹槽2.13和第一右側(cè)凹槽2.14分別位于U型定子鐵芯的左臂及右臂與底部橫臂之間的內(nèi)轉(zhuǎn)角位。第二左側(cè)凹槽及第二右側(cè)凹槽與其同側(cè)的轉(zhuǎn)角位的之間距離與同側(cè)上極尖與下極尖之間的縱向距離相等。當(dāng)采用這一設(shè)計(jì)時(shí)，鐵芯片可以如圖7所示方式排布，使相鄰的鐵芯片首尾相錯(cuò)排布時(shí)，突出于左臂/右臂內(nèi)側(cè)壁的上極尖與下極尖可以伸入凹槽中，使相鄰鐵芯片之間的排布更緊湊，在節(jié)約材料的同時(shí)又不會(huì)降低定子鐵芯的性能。

本實(shí)用新型包括但并不限于上述實(shí)施例及附圖所示的內(nèi)容，其它一切與本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有相同實(shí)質(zhì)性?xún)?nèi)容的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。