CN107171465A - 定子及具有该定子的电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机定子，包括定子铁芯和绕设于该定子铁芯上的若干定子绕组，该定子铁芯包括磁轭和与每一该定子绕组对应的定子齿，该若干定子齿连接于该磁轭的内壁，该定子还包括固定架，该固定架通过包胶成型而形成在该若干定子齿上，所述若干定子绕组绕在该固定架上。本发明还提供一种采用上述电机定子的电机，该电机还具有转子，该转子包括转子铁芯和相对该转子铁芯固定的转轴，该转子铁芯容置于固定架内且与该若干定子齿配合。

Description

定子及具有该定子的电机

技术领域

本发明属于电机领域，尤其涉及一种电机的定子及具有该定子的电机。

背景技术

电机是将电能转换为机械能的装置，已在各行各业得到了广泛的应用。一般而言，电机包括转子和定子，通过转子及定子之间的磁场交互作用，驱使转子相对定子转动。电机例如无刷电机的定子包括定子铁芯和定子绕组，定子铁芯包括轭部和从轭部向内伸出的若干齿部，相邻齿部之间形成有绕线槽，定子绕组绕制于该若干齿部上，并收容于绕线槽内。

定子绕组绕制于定子铁芯上需与定子铁芯绝缘。现有部分电机中，通过将定子绕组绕制于涂覆有绝缘漆的定子铁芯的若干齿部上，以实现定子绕组与定子铁芯通过绝缘漆绝缘，然而该类电机不仅存在定子绕组和定子铁芯直接接触的隐患，而且由于需对每个齿部单独进行绕制，效率低；现有另一部分电机中，还通过在定子铁芯上两端套装绕线架，将定子绕组绕制于两绕线架上，进而避免定子绕组与定子铁芯直接接触，然而该类电机制造组装较繁琐，效率低。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种定子绕组绕制效率高且制造简便的定子及具有该定子的电机。

本发明提供一种电机定子，包括定子铁芯和绕设于该定子铁芯上的若干定子绕组，该定子铁芯包括磁轭和与每一该定子绕组对应的定子齿，该若干定子齿连接于该磁轭的内壁，其特征在于：该磁轭和这些定子齿可以拆卸地卡合，该定子还包括安装架，该安装架包括安装部和位于该安装部一端的容纳部，该安装部通过包胶成型而形成在该磁轭上，该容纳部具有底板和侧壁，该容纳部的底板远离该安装部设置，该安装部和该容纳部为一体成型结构，该容纳部的底板上安装有一轴承。

进一步地，该磁轭内壁对应每一定子齿开设有具有开口的第一卡槽，该第一卡槽沿该磁轭的轴向贯穿该磁轭的两端，该第一卡槽的开口沿朝向该磁轭中心的方向逐渐收缩，每一该定子齿对应一该第一卡槽设置有卡突，该卡突位于该齿部远离该极靴一端，每一该卡突与对应的第一卡槽卡合连接。

进一步地，该安装部远离该容纳部一端的内侧对应每一该第一卡槽开设有一第二卡槽，该若干第二卡槽与该环形槽相连通，每一该卡突可穿过一该第二卡槽而卡入对应的第一卡槽。

进一步地，该容纳部内设有一PCB板，该容纳部的底板的内侧凸设有凸台，该凸台的末端的端面上设置有两个卡持部，该两个卡持部用于卡持该PCB板。

进一步地，该定子还包括固定架，该固定架通过包胶成型而形成在该若干定子齿上，所述若干定子绕组绕在该固定架上。

进一步地，该固定架包括筒壁和与每一该定子齿对应的绕线块，该若干绕线块设置于该筒壁的外侧，每一该定子齿包括齿部和连接于该齿部远离该磁轭一端的极靴，该若干极靴露出该筒壁的内侧以用于与一转子配合，每一该齿部容置于一该绕线块内，每一该定子绕组绕设于一该绕线块上。

进一步地，每一该极靴关于相应的齿部非对称设置，该极靴背离相应的齿部的一侧开设有凹槽，该定子用于单相无刷电机上。

进一步地，该固定架的筒壁和若干绕线块为一体成型，该若干定子齿通过该固定架连接成一整体。

进一步地，该固定架还包括连接于该筒壁一端的底部，该底部中心部分设有收容腔，该收容腔内装设有一轴承。

进一步地，该固定架还包括设于每一该绕线块远离该筒壁一端的挡板，该挡板两端均突出该绕线块，且该挡板的两端均与该绕线块及该筒壁形成绕线槽。

进一步地，每一该定子齿由若干磁芯叠片沿该定子的轴向层叠形成。

进一步地，该磁轭由若干磁芯叠片沿该定子的轴向层叠形成。

本发明实施方式中的电机，通过在定子铁芯包括磁轭的外周面上进行包胶而形成安装架，并且安装架和用于收容PCB板等电子元件的容纳部一体成型，从而无需在单独安装安装架及端盖，简化了电机结构及安装步骤。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的电机的立体示意图。

图2为图1所示的电机的分解示意图。

图3为图1所示的电机的另一方向的分解示意图。

图4为图3所示的定子铁芯和定子绕组的分解示意图。

图5为图3所示的定子齿和固定架的分解示意图。

图6为图3所示的定子铁芯和定子绕组沿VI-VI线的剖面示意图。

图7为本发明第二实施例中的电机的立体示意图。

图8为图7所示的电机的分解示意图。

图9为图8所示的安装架另一方向的立体示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明第一实施方式中的电机100，包括定子10和转子20，转子20安装在定子10内且可相对定子10转动。

请同时参阅图2-3，所述定子10包括定子铁芯11、绕制于定子铁芯11上的定子绕组12以及端盖13。请一并参阅图4，所述定子10还包括安装架40和固定架60，所述定子铁芯11包括磁轭30和定子齿50。本实施方式中，以定子铁芯11包括四个定子齿50的结构为例进行说明。所述定子齿50的数量并不作为限定，在其它实施方式中，可根据设计需要调整定子齿50的数量。

请再参阅图4，所述磁轭30大致呈环形，其内壁均匀间隔开设有四个具有开口的第一卡槽31，以便于磁轭30分别与所述四个定子齿50卡合连接。所述第一卡槽31为燕尾槽，其宽度沿朝向环形磁轭30中心的方向逐渐收缩。所述第一卡槽31沿磁轭30的轴向贯穿磁轭30的两端。

所述安装架40大致呈环状，其外周壁上开设有环形槽41。所述环形槽41用于收容磁轭30，以使磁轭30固定于安装架40上。所述安装架40的内壁均匀间隔开设有四个容置槽42，所述容置槽42沿安装架40的轴向贯穿所述安装架40的两端面，所述容置槽42与环形槽41相连通。所述安装架40的一端的端面上对应所述四个第一卡槽31分别开设有四个第二卡槽43，所述第二卡槽43与第一卡槽31的形状相同，且第二卡槽43与环形槽41和容置槽42相连通。

所述安装架40在开设第二卡槽43的端面上还凸设有若干呈弧形状的定位部。本实施方式中，所述安装架40在该端面上设有一第一定位部441，该第一定位部441位于两个相邻的第二卡槽43之间，安装架40还在该端面上设置有与该第一定位部441对称的另一第一定位部441，该另一第一定位部441位于另外两个相邻的第二卡槽43之间；所述安装架40在该端面上还设有相间隔的两个第二定位部442，该两个第二定位部442与该第一定位部441之间间隔有一第二卡槽43，安装架40还在该端面上设置有与该两个第二定位部442对称的另两个第二定位部442。

所述安装架40的内壁上还设有具有通孔的第一固定部45。所述第一固定部45大致呈圆柱形，其沿安装架40的轴向延伸。本实施方式中，第一固定部45的数量为两个，且每一第一固定部45紧邻一第一定位部441设置。

所述安装架40在开设第二卡槽43的端面上还设置有卡位部46，卡位部46的末端外侧具有一楔形的卡勾461。本实施方式中，卡位部46的数量为两个，其中一卡位部46设置于该两个第二定位部442之间，另一卡位部46对称设置于另两个第二定位部442之间。

本实施方式中，磁轭30由若干磁芯叠片沿定子10的轴向层叠形成，制造组装时，简易铆接该若干磁芯叠片以形成所述磁轭30，并通过在磁轭30的外周面上注塑塑料或橡胶进行包胶以形成所述安装架40，且使得每一第一卡槽31分别与一第二卡槽43相对齐。

请同时参阅图5，每一定子齿50均包括齿部51、卡突52和极靴53。齿部51大致为方形块，卡突52和极靴53分别设于齿部51的相对两端。卡突52大致呈燕尾状，其可穿过第二卡槽43而卡入第一卡槽31，以使定子齿50与磁轭30相卡持。

本实施方式中，所述电机100为单相无刷电机，每一极靴53关于相应的齿部51非对称设置，并且极靴53背离相应的齿部51的一侧开设有凹槽531。非对称的齿部51与凹槽531设计使得这些极靴53与转子铁芯21之间形成非均匀气隙，从而解决了单相无刷电机100的启动问题。

所述固定架60具有环形的筒壁611和底部612，筒壁611与底部612形成一收容腔613。筒壁611远离底部612一端连接有若干弧形凸起614。本实施方式中，凸起614的数量为四个，所述四个凸起614环绕筒壁611且均匀间隔排列。

所述固定架60还设置有与筒壁611的外侧相连接的若干绕线块62以及位于每一绕线块62远离筒壁611一端的挡板63，所述挡板63的两端均突出于对应的绕线块62。所述绕线块62和挡板63均大致呈方形，其数量均为四个。每一挡板63的一端与相应绕线块62、凸起614形成一绕线槽64，该挡板63的另一端与该绕线块62、筒壁611形成另一绕线槽64。

请同时参阅图6，所述固定架60在筒壁611的内侧分别朝向一绕线块62和相应挡板63开设有贯穿槽65，所述贯穿槽65的形状与定子齿50的形状大致相同。当一定子齿50容置于一贯穿槽65内时，该定子齿50的极靴53与筒壁611的内壁配合，以便与收容于收容腔613内的转子20配合，且该定子齿50的卡突52露出挡板63，以便与磁轭30卡持。

本实施方式中，每一定子齿50由若干磁芯叠片沿定子10的轴向层叠形成，制造组装时，简易铆接该若干磁芯叠片以形成所述若干定子齿50，并通过在若干定子齿50的外周面上注塑塑料或橡胶进行包胶以形成所述固定架60。所述固定架60的筒壁611、绕线块62和挡板63为一体成型，所述若干的定子齿50通过所述固定架60连接成一整体。所述固定架60的底部612的内侧靠近底部612的中心处设有收容腔，该收容腔内装设有轴承66(参图6)。

所述四个绕线块62上分别绕制有四个定子绕组12，且每一定子绕组12绕制时经过相应绕线槽64。

请再参阅图4，所述定子10还包括端子70。端子70一端的两侧对称设置有弯折状的连接部71，便于端子70与相应定子绕组12的接线(图未示)连接，以实现各定子绕组12之间的连接；端子70另一端的两侧弯折延伸设置有对称的插接部72，所述插接部72大致呈锥形。本实施方式中，端子70的数量为两个，每一端子70的插接部72两侧对称设置有倒刺721。其中，一端子70的两个插接部72插设于两个相邻的凸起614上，另一端子70的两个插接部72插设于另两个相邻的凸起614上。

可以理解，端子70可通过对插接部72包胶的方式固定于相应凸起614上，倒刺721使得端子70不易从凸起614上脱出。

可以理解，端子70还可通过插接部72与设置于凸起614上的插接孔(图未示)以卡接或过盈配合的方式固定于相应的凸起614上，倒刺721使得端子70不易从凸起614上脱出。

请再参阅图2-3，端盖13具有底板和侧壁。端盖13的底板上自底板的边缘朝向该底板的中心开设有若干用于散热的通风槽131。端盖13的侧壁的内侧末端开设有环形的定位槽132，以便于端盖13与安装架40的定位部44配合。端盖13的侧壁的内侧末端对应卡位部46开设有收容槽133，端盖13的侧壁上还开设有与收容槽133相连通的卡孔134，该卡孔134用于容置卡位部46的卡勾461，以便于端盖13与安装架40的固定。端盖13的侧壁内侧还对应第一固定部45开设有具有通孔的第二固定部135，通过固定件(图未示)依次穿过第二固定部135和第一固定部45的通孔，可将端盖13与安装架40进一步固定。本实施方式中，端盖13的底板朝向端盖13的侧壁一侧还装设有轴承14。

本实施方式中，电机100还包括PCB板80。所述PCB板80上设有位置传感器，例如开关式霍尔传感器，用于感测转子的位置，从而控制电机运转。所述PCB板80相对两侧对称设置有卡口81。端盖13的底板的内侧凸设有凸台136，所述凸台136大致呈方形。凸台136远离端盖13底板的端面上对称设置有两个卡持部137。卡持部137大致呈“L”型，两个卡持部137的一端分别与PCB板80的两个卡口81相配合，以使卡持PCB板80。所述PCB板80通过导线与外部控制器连接，从而将位置传感器感测到的位置信号传送至外部控制器用于控制定子绕组12的电性导通的通电方式，控制电机100的转动。

转子20包括转子铁芯21、转轴22和风扇板23。转子铁芯21为永磁体，大致呈圆柱状，永磁体其容置于收容腔613内。转子铁芯21形成若干沿轴向排列磁极。所述磁极包括N极及S极，且N极及S极间隔排列。转轴22与转子铁芯21同轴设置，转轴22穿设于转子铁芯21且相对转子铁芯21固定。风扇板23大致呈圆盘状，其位于定子铁芯11远离端盖13的一侧。风扇板23朝向定子铁芯11一侧的端面上设置有若干叶片231，所述若干叶片231呈环形排列状。所述转轴22一端穿过装设于底部612上的轴承66以及底部612，并与风扇板23连接。所述转轴22另一端穿过装设于端盖13的底板上的轴承14以及端盖13的底板，作为输出轴以与外部负载连接。转轴22被转动时，带动风扇板23转动，可对电机100进行有效的散热。

请一并参阅图6，组装时，对四个定子齿50和两个端子70的插接部72的外周面上注塑塑料或橡胶进行包胶以形成固定架60，并使得定子齿50容置于贯穿槽65内，端子70的插接部72固定于固定架60的凸起614内；在四个绕线块62上分别绕制四个定子绕组12，并将四个定子绕组12的接线(图未示)与相应的端子70连接；对磁轭30的外周面上注塑塑料或橡胶进行包胶形成安装架40，再将四个定子齿50的卡突52分别穿过第二卡槽43而卡入对应的第一卡槽31内，并将挡板63容置于容置槽42内，以使定子齿50、固定架60、定子绕组12和端子70固定磁轭30上；将转子20的转子铁芯21容置于收容腔613内，并使转轴22的一端装设于底部612上的轴承66以及底部612，并与风扇板23连接；再将PCB板80装设于端盖13的凸台136上，将转轴22的另一端穿过装设于端盖13的底板上的轴承14以及端盖13的底板；最后，将端盖13上的定位槽132与安装架40上的定位部配合定位，将卡位部46容置于收容槽133，并使卡勾461与卡孔134配合，再将固定件穿过第一固定部45和第二固定部135的螺纹孔，即将端盖13与安装架40固定，完成组装。

本发明实施方式的电机，通过将磁轭30与定子齿50分开设置，并通过在定子齿50的外周面上注塑塑料或橡胶进行包胶而形成固定架60，使得多个定子绕组12可同时在磁轭30外绕制于固定架60上，提高了定子绕组12的绕制效率。

可以理解，凸起614和底部612可以省略，此时两个绕线槽64均由挡板63、绕线块62以及筒壁611形成，端子70可连接于筒壁611远离底部612一端。

可以理解，挡板63与容置槽42可以省略，此时可使绕线块62直接抵持安装架40的内壁。

可以理解，端盖13与安装架40的连接方式并不限于本实施方式中介绍的连接方式，还可以通过其它方式连接，如螺纹连接。

请再参阅图7-8，图7-8为本发明第二实施例中的电机100’的示意图。电机100’具有与第一实施例中相同的转子20’、磁轭30’、定子齿50’、固定架60’和PCB板80’，其不同在于：安装架40’与第一实施例中的安装架40结构不同。

请同时参阅图9，安装架40’包括安装部41’和位于安装部41’一端的容纳部42’，安装部41’与容纳部42’为一体成型结构。磁轭30’装设安装部41’上，所述安装架40’是通过在磁轭30’的外周面上注塑塑料或橡胶包胶形成。安装部41’大致呈环形状，其外周壁上开设有环形槽411’。所述环形槽411’用于收容磁轭30’，以使磁轭30’固定于安装架40’上。所述安装部41’的内壁均匀间隔开设有四个容置槽412’，所述容置槽412’沿安装部41’的轴向贯穿所述安装部41’的内壁，所述容置槽412’与环形槽411’相连通。所述安装部41’远离容纳部42’的一端内侧开设有四个第二卡槽413’，所述第二卡槽413’与第一卡槽31’的形状相同，且第二卡槽413’与环形槽411’和容置槽412’相连通。容纳部42’具有底板和侧壁，所述容纳部42’的底板远离安装部41’设置。所述容纳部42’的底板内侧凸设有凸台421’，所述凸台421’大致呈方形。凸台421’末端端面上对称设置有两个卡持部422’。卡持部422’大致呈“L”型，两个卡持部422’的一端分别与PCB板80’的两个卡口81’相配合，以使PCB板80’相对安装架40’固定。所容纳部42’的底板中心处设有收容腔，收容腔内装设有轴承。

述本实施例中，风扇轮23’安装于容纳部42’远离安装部41’的一侧。

下面将对本发明实施方式中的定子制造方法作进一步描述。

提供若干定子齿50。具体地，通过将若干磁芯叠片沿所述定子的轴向层叠以形成每一该定子齿50。

通过包胶成型方式在该若干定子齿50上形成一固定架60。具体地，将该若干定子齿50放入同一注塑模具中，向该模具中注入树脂以形成所述固定架60。

将若干定子绕组12绕在该固定架60上。

提供一磁轭30。具体地，通过将若干磁芯叠片沿所述定子的轴向层叠以形成所述磁轭30。

通过包胶成型方式在磁轭30上形成一安装架40(40’)。

将该若干定子齿50组装至该磁轭30上。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围的内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围的内。

Claims (14)

1.本发明提供一种电机定子，包括定子铁芯和绕设于该定子铁芯上的若干定子绕组，该定子铁芯包括磁轭和与每一该定子绕组对应的定子齿，该若干定子齿连接于该磁轭的内壁，其特征在于：该磁轭和这些定子齿可以拆卸地卡合，该定子还包括安装架，该安装架包括安装部和位于该安装部一端的容纳部，该安装部通过包胶成型而形成在该磁轭上，该容纳部具有底板和侧壁，该容纳部的底板远离该安装部设置，该安装部和该容纳部为一体成型结构，该容纳部的底板上安装有一轴承。

2.如权利要求1所述的电机定子，其特征在于：该磁轭内壁对应每一定子齿开设有具有开口的第一卡槽，该第一卡槽沿该磁轭的轴向贯穿该磁轭的两端，该第一卡槽的开口沿朝向该磁轭中心的方向逐渐收缩，每一该定子齿对应一该第一卡槽设置有卡突，该卡突位于该齿部远离该极靴一端，每一该卡突与对应的第一卡槽卡合连接。

3.如权利要求2所述的电机定子，其特征在于：该安装部远离该容纳部一端的内侧对应每一该第一卡槽开设有一第二卡槽，该若干第二卡槽与该环形槽相连通，每一该卡突可穿过一该第二卡槽而卡入对应的第一卡槽。

4.如权利要求1所述的电机定子，其特征在于：该容纳部内设有一PCB板，该容纳部的底板的内侧凸设有凸台，该凸台的末端的端面上设置有两个卡持部，该两个卡持部用于卡持该PCB板。

5.如权利要求1所述的电机定子，其特征在于：该定子还包括固定架，该固定架通过包胶成型而形成在该若干定子齿上，所述若干定子绕组绕在该固定架上。

6.如权利要求5所述的电机定子，其特征在于：该固定架包括筒壁和与每一该定子齿对应的绕线块，该若干绕线块设置于该筒壁的外侧，每一该定子齿包括齿部和连接于该齿部远离该磁轭一端的极靴，该若干极靴露出该筒壁的内侧以用于与一转子配合，每一该齿部容置于一该绕线块内，每一该定子绕组绕设于一该绕线块上。

7.如权利要求6所述的电机定子，其特征在于：每一该极靴关于相应的齿部非对称设置，该极靴背离相应的齿部的一侧开设有凹槽，该定子用于单相无刷电机上。

8.如权利要求6所述的电机定子，其特征在于：该固定架的筒壁和若干绕线块为一体成型，该若干定子齿通过该固定架连接成一整体。

9.如权利要求6所述的电机定子，其特征在于：该固定架还包括连接于该筒壁一端的底部，该底部中心部分设有收容腔，该收容腔内装设有一轴承。

10.如权利要求6所述的电机定子，其特征在于：该固定架还包括设于每一该绕线块远离该筒壁一端的挡板，该挡板两端均突出该绕线块，且该挡板的两端均与该绕线块及该筒壁形成绕线槽。

11.如权利要求5所述的电机定子，其特征在于：每一该定子齿由若干磁芯叠片沿该定子的轴向层叠形成。

12.如权利要求1所述的电机定子，其特征在于：该磁轭由若干磁芯叠片沿该定子的轴向层叠形成。

13.一种采用权利要求1-12中任意一项所述的电机定子的电机，该电机还具有转子，该转子包括转子铁芯和相对该转子铁芯固定的转轴，该转子铁芯容置于固定架内且与该若干定子齿配合。

14.如权利要求13所述的电机，其特征在于：该转子还包括风扇板，该风扇板与该转轴的一端连接，该风扇板朝向该定子一侧端面上设置有若干叶片。