CN112510863B - 一种电机铁芯、电机定子、电机及风机 - Google Patents

Abstract

涉及电机技术领域，本申请公开一种电机铁芯、电机定子、电机及风机，电机铁芯包括铁芯本体和多个齿部，铁芯本体沿周向外侧间隔设有多个齿根部，齿根部的径向外端具有第一结合部；各齿部的径向内端具有第二结合部，所述第一结合部与所述第二结合部拼接对合。本发明，齿根部和齿部互相嵌套结合，第一结合部和第二结合部的对接面设置在定子的径向延伸位置，有效避免铁芯的脱落；而且，因为磁路沿齿根部的径向平行传输，磁路传导不受影响，可以有效减少漏磁情况的发生。

Description

一种电机铁芯、电机定子、电机及风机

技术领域

本申请总体来说涉及一种转子电机，具体而言，涉及一种电机铁芯、电机定子、电机及风机。

背景技术

现有无刷电机常用于小功率电器及小型风机中，传统的电机采用整块内绕电机定子，这种结构定子绕线最高速度约1000r/min，而定子外绕的绕线速度能达到4000r/min以上，可见整块内绕定子结构绕线效率低，影响生产效率。

现有技术出现了分体式铁芯，可以实现定子外绕绕线结构，解决绕线效率低的问题。但是，由于分体式铁芯自身的组合结构，存在组合时结合不牢固、骨架易脱落的问题。

有鉴于此，亟需对现有的分体式铁芯的结构进行改进，以提高定子强度，并避免铁芯脱落。

发明内容

本申请的一个主要目的在于克服上述现有技术中分体式定子铁芯容易脱落的缺陷，提供一种电机铁芯，包括：

铁芯本体，沿周向外侧间隔设有多个齿根部，所述齿根部的径向外端具有第一结合部；以及

多个齿部，各所述齿部的径向内端具有第二结合部，所述第一结合部与所述第二结合部拼接对合。

根据本发明的一实施例，所述第一结合部和所述第二结合部在轴向截面上呈凹凸形配合形状。

根据本发明的一实施例，各所述齿部的径向外端设有端部，所述端部由所述齿部向两侧沿周向延伸得到。

根据本发明的一实施例，所述齿根部和所述齿部形成齿体，所述第一结合部与所述第二结合部的对接面置于所述齿体的中部。

根据本发明的一实施例，所述齿根部和所述齿部相互卡接，或通过连接件实现连接。

根据本发明的一实施例，所述第一结合部沿电机定子的轴向设有第一卡槽或第一卡块，所述第一卡槽或第一卡块与卡接件抵接。

根据本发明的一实施例，所述第二结合部沿电机定子的轴向设有第二卡槽或第二卡块，所述第二卡槽或第二卡块与卡接件抵接。

本发明还公开了一种电机定子，包括上述结构的电机铁芯和多个骨架，所述骨架与所述齿根部和所述齿部的数目一致，各所述骨架的内部设有连接槽，所述齿根部和所述齿部分别由所述连接槽的两端进入，且分别与所述连接槽卡接。

根据本发明的一实施例，所述齿根部设有第一本体，所述第一结合部设于所述第一本体的外端，所述齿部设有第二本体，所述第二结合部置于所述第二本体的内端，所述第一本体和所述第二本体的外壁与所述连接槽的内壁贴合。

根据本发明的一实施例，所述连接槽的内部设有第一卡件和第二卡件，所述第一卡件与所述第一结合部卡接，所述第二卡件和所述第二结合部卡接。

进一步地，在上述实施例中，所述第一卡件和/或所述第二卡件为楔形结构，所述楔形结构包括导入面和止推面，所述导入面为斜面，且高度逐渐增加至与所述止推面连接，所述止推面为垂直于所述连接槽侧壁的平面。

根据本发明的一实施例，所述骨架设有第一挡板和第二挡板，所述第一挡板和所述第二挡板之间形成绕线槽。

根据本发明的一实施例，所述骨架设有便于绕线跨线的定位凸台。

本发明还公开了一种电机，包括上述结构的电机定子。

本发明还公开了一种风机，包括上述结构的电机。

由上述技术方案可知，本申请的电机铁芯以及电机定子的优点和积极效果在于：电机铁芯分体式设置，齿根部和齿部互相嵌套结合，而且第一结合部和第二结合部的对接面没有直接开设在铁芯本体的外周根部，而是将对接面设置在铁芯本体的径向延伸位置，有效避免铁芯的脱落；而且，因为磁路沿齿根部的径向平行传输，磁路传导不受影响，因此相比其它位置的对接面，可以有效减少漏磁情况的发生。电机定子中将电机铁芯和骨架配合，齿根部和齿部从连接槽的两端进入，与骨架实现反卡接定位，从而使得齿根部、齿部和骨架相互限位进而维持铁芯的稳定，避免铁芯的易脱落问题，因此便于在骨架的外侧进行绕线，绕组置于骨架的外周面，保证铁芯的外绕绕线效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种电机定子的示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种电机定子绕上绕组后的结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的铁芯的结构示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的铁芯本体的结构示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的齿部的正视图。

图6是根据一示例性实施例示出的齿部的立体图。

图7是根据一示例性实施例示出的骨架的立体图。

图8是根据一示例性实施例示出的电机定子的装配示意图。

图9是图8中A部的结构放大图。

其中，附图标记说明如下：

100、铁芯本体；110、齿根部；111、第一结合部；112、第一卡槽；113、第一本体；120、齿部；121、第二结合部；122、第二卡槽；123、第二本体；124、端部；200、骨架；210、连接槽；211、第一卡件；212、第二卡件；220、第一挡板；230、第二挡板；240、定位凸台；251、导入面；252、止推面；300、绕组。

具体实施例

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

为了克服现有技术中分体式定子铁芯容易脱落的技术问题，如图1和图2所示，本发明公开了一种电机铁芯，电机铁芯包括铁芯本体100和多个齿部120。铁芯本体100沿周向外侧间隔设有多个齿根部110，齿根部110的径向外端具有第一结合部111。各齿部120的径向内端具有第二结合部121，第一结合部111与第二结合部121拼接对合。

本发明提供的技术方案，电机铁芯分体式设置，齿根部110和齿部120互相嵌套结合，而且第一结合部111和第二结合部121的对接面没有直接开设在铁芯本体100的外周根部，而是将对接面设置在铁芯本体100的径向延伸出的齿根部110上，有效避免铁芯的脱落；而且，因为磁路沿齿根部110的径向平行传输，第一结合部111和第二结合部121形成对接面，铁芯的磁路传导不受影响，因此相比其它位置的对接面，可以有效减少漏磁情况的发生。

具体地，如图3所示，齿根部110和齿部120可设置为P个，P个齿根部110沿铁芯本体100的径向成夹角α分布，其中α＝360°/P，P＝骨架200的数目。本实施例中，P优选为4，α＝90°。

在一个优选的实施例中，如图3所示，第一结合部111和第二结合部121在轴向截面上呈凹凸形配合形状。本实施例中，齿根部110和齿部120为抵接，且互相嵌套呈凹凸形配合形状，可有效提高齿根部110和齿部120配合的稳定性。具体地，对接面的形状可根据需要设置为平面或简单形状，加工成本低，配合度要求相对较低，方便安装。若对接面设置为弯折面，弯折面可理解为多个相连的平面，那么齿根部110和齿部120的配合更精准，防止安装偏差，安装后更不易脱落；若设置为锥面，还对安装具有导向作用，本实施例优选为凹字形面。

在一个优选的实施例中，各齿部120的径向外端设有端部124，端部124由齿部120向两侧沿周向延伸得到。本实施例中，由于电机铁芯外部的结构需要与电机其它部件如定子骨架等适配，根据绕组和产生磁场的需要，定子结构一般具有圆柱外形，将端部124的结构设置为沿周向延伸的结构，与电机结构更为匹配。

在一个优选的实施例中，齿根部110和齿部120形成齿体，第一结合部111与第二结合部121的对接面置于齿体的中部。将对接面设置于齿体的中部，一方面，有利于保持骨架200的受力平衡和稳定；另一方面，齿根部110和齿部120一般为硅钢片冲压得到，只要各层硅钢片可以严密对接，各层之前磁路传导不受影响，且本方案在齿中部的平直磁路上实施对接，相比其它部位对接的情况，漏磁情况更少发生。

在一个优选的实施例中，齿根部110和齿部120相互卡接，或通过连接件实现连接。本实施例中，齿根部110和齿部120在结构互相嵌套的基础上，可以进一步加强连接效果，具体地，两分体结构即齿根部110和齿部120间的组装可以利用卡接、螺接、铆接或利用抱箍式连接实现，以能实现装配式固定对接即可。

在一个优选的实施例中，第一结合部111沿电机定子的轴向设有第一卡槽112或第一卡块，第一卡槽112或第一卡块与卡接件抵接。本实施例中，进一步对齿根部110和齿部120的结构进行了改进，以通过卡接件实现卡接固定。具体地，本实施例采用卡槽结构，为了将提高第一结合部111与卡接件的配合度，第一卡槽112的深度应保持在适宜范围，过大易降低第一结合部111的深度，过小则无法保证卡接限位效果。如图4所示，卡槽深度为L₁,齿宽为L,尺寸满足要求：k＝L₁/L，比例系数k定义为k≤0.3,且L₁≤0.8mm。

在一个优选的实施例中，第二结合部121沿电机定子的轴向设有第二卡槽122或第二卡块，第二卡槽122或第二卡块与卡接件抵接。本实施例的结构，与上述第一结合部111的结构相同，目的都是在于将齿根部110和齿部120的连接强度进一步加强。另外，可以利用一个卡接件分别与齿根部110和齿部120卡合固定。第二卡槽122的深度比例可参照第一卡槽112的设置。

本发明还公开了一种电机定子，包括上述结构的电机铁芯和多个骨架200，骨架200与齿根部110和齿部120的数目一致，各骨架200的内部设有连接槽210，齿根部110和齿部120分别由连接槽210的两端进入，且分别与连接槽210卡接。

电机定子中将电机铁芯和骨架200配合，齿根部110和齿部120从连接槽210的两端进入，与骨架200实现反卡接定位，从而使得齿根部110、齿部120和骨架200相互限位进而维持铁芯的稳定，避免铁芯的易脱落问题，因此便于在骨架200的外侧进行绕线，绕组置于骨架的外周面，保证铁芯的外绕绕线效率。

本发明，可以用于各种有齿部的铁芯，比如内转子式电机，应用在定子向内的齿部，以及其它具有同样技术需求的不同类型有齿部的电机铁芯。可以理解的是，利用骨架200内侧的反向卡接结构，不仅仅可维持两分体即齿根部110和齿部120的对接应力，还可减少铁芯上的造型，从而减少铁芯工艺难度提高成品率。而且，关于连接槽210与齿根部110和齿部120的配合，实现防脱落效果。

在一个优选的实施例中，齿根部110设有第一本体113，第一结合部111设于第一本体113的外端，齿部120设有第二本体123，第二结合部121置于第二本体123的内端，第一本体113和第二本体123的外壁与连接槽210的内壁贴合。本实施例中，可以理解的是，齿根部110和齿部120与连接槽210接触面积，会由于齿根部110和齿部120的结构不同而发生变化，接触面较大时，还具有一定的导向效果，便于装卸，同时还能加强限位作用。第一本体113的结构设置目的在于为第一结合部111提供支撑，第二本体123对第二结合部121提供支撑。骨架200的一端可抵接于铁芯本体100，另一端抵接齿部120的外端。由于骨架200的外部需要绕线，因此为了扩大绕线空间，将骨架200直接抵靠于铁芯本体100。骨架200的内部与齿根部110和齿部120互相限位，外部两端通过铁芯本体100和齿部120限位，进一步提高了电机定子整体的稳定性。具体地，若前述结构中，齿部120的外周设有端部124，端部124应当设置于第二本体120的径向外端，或由第二本体120的径向外端向外周方向延伸而成。

在一个优选的实施例中，如图8所示，连接槽210的内部设有第一卡件211和第二卡件212，第一卡件211与第一结合部111卡接，第二卡件212和第二结合部121卡接，第一卡件211和第二卡件212的止推方向相反。本实施例中，对齿根部110和齿部120与连接槽210的卡接结构进行了改进。第一卡件211和第二卡件212分别用于与齿根部110和齿部120配合，且止推方向相反，以防止齿根部110和齿部120向连接槽210的两端脱出。由于齿根部110和齿部120的结构可设置为多种，那么第一卡件211和第二卡件212可相应地改变形状和位置，以分别匹配齿根部110和齿部120。

具体地，第一卡件211和第二卡件212关于连接槽210的中心横截面对称分布。本实施例中，将连接槽210与齿根部110和齿部120的卡接位置进行了限定，由于齿根部110和齿部120在连接槽210内部，分别对骨架200施加反向的作用力，将第一卡件211和第二卡件212设于连接槽210的中部且对称分布，有利于保持骨架200的受力平衡和稳定。

具体地，第一卡件211和/或第二卡件212的数目为一个；或者，第一卡件211和/或第二卡件212间隔设置，且数目至少为两个；或者，第一卡件211和/或第二卡件212为圆周凸台。本实施例中，为了适用铁芯不同的结构，将第一卡件211和第二卡件212的结构和布置方式进行了优化，具体地，连接槽210可设置为方形、圆形、椭圆形或其它形，那么根据实际需要和加工难易，第一卡件211和/或第二卡件212设置为一个，或间隔设置的两个，或者均匀分布的三个等，在设置多个时，位置应尽量均匀排布，可提高卡接的稳定性和有效性；在设置为圆周凸台时，可允许齿根部110和齿部120在进入连接槽210时，更易安装，同时为了保证骨架200与齿根部110和齿部120之间的相对静止，第一卡件211、第二卡件212与连接槽210应具有限位作用，防止齿根部110或齿部120相对连接槽210转动。如图8所示，本实施例中连接槽210为矩形槽，将第一卡件211和第二卡件212对称设置于连接槽210的相对两侧面，第一卡件211设置为一个，第二卡件212设为两个，且置于第一卡件211的两侧，第一卡件211和第二卡件212之间不存在间距，有效提高骨架200的结构强度。

进一步地，在上述实施例中，如图9所示，第一卡件211和/或第二卡件212为楔形结构，楔形结构包括导入面251和止推面252，导入面251为斜面，且高度逐渐增加至与止推面252连接，止推面252为垂直于连接槽210侧壁的平面。本实施例，为了提高卡接效果，将第一卡件211和第二卡件212的结构进行了优化。具体地，第一卡件211和/或第二卡件212设置为楔形结构，楔形结构的导入面251的高度逐渐升高到达止推面252，能够在齿根部110或齿部120进入连接槽210时，起到导向作用，止推面252则用于齿根部110或齿部120在到达卡接位置时实现抵接，止推面252对齿根部110和齿部120施加阻挡力。可以理解的是，第一卡件211和第二卡件212的止推面252的朝向应相反。还可以将止推面252也设置为斜面，与连接槽210的内壁呈锐角的斜面，进一步提升防脱效果。

在一个优选的实施例中，如图7所示，骨架200设有第一挡板220和第二挡板230，第一挡板220和第二挡板230之间形成绕线槽。本实施例中，为了提高骨架200的配合性，将骨架200的结构做了优化。具体地，在骨架200的两端设置第一挡板220和第二挡板230，形成的绕线槽可方便对绕线限位，而且能够和铁芯本体100和齿部120之间更好地抵触连接，铁芯本体100和齿部120将骨架200进行限位，部件之间互相牵制进而保持稳定。本实施例中，第一挡板220设置为与铁芯本体100的外周弧度适配的弧面，第二挡板230设置为弧面，有利于与电机定子的整体实现配合，提高结构紧凑度。

在一个优选的实施例中，如图2、图7和图8所示，骨架200上设有便于绕线跨线的定位凸台240。本实施例中，骨架200的结构进行优化，由于绕线时，绕组300需要跨齿绕线，因此为了对绕线进行限位，设置定位凸台240，使绕线维持在合适位置，保持合适密度。具体地，定位凸台240由骨架200的侧面向外延伸设置，定位凸台240设置为多个，两个定位凸台240之间的定位槽，有效对绕线实现定位。

本发明的加工和装配方法为：

第一步：通过冲压模具将冲片叠压成齿根部110和齿部120，注塑模具将绝缘材料注塑为骨架200；

第二步：利用绕线设备绕制环形集中绕组300；

第三步：将齿部120与绕制完成绕组300的骨架200按照对应位置相互嵌套，安装到位；

第四步：将各套好绕组300的骨架200依次装入对应的齿根部110，固定形成电机定子。

本发明还公开了一种电机，包括上述结构的电机定子。本发明的技术方案提供的电机，具有上述电机定子的所有技术效果，此处不再赘述。

本发明还公开了一种风机，包括上述结构的电机。本发明的技术方案提供的风机，具有上述电机定子的所有技术效果，此处不再赘述。

由上述技术方案可知，本申请的电机铁芯、电机定子、电机及风机的优点和积极效果在于：电机铁芯分体式设置，齿根部110和齿部120互相嵌套结合，而且第一结合部111和第二结合部121的对接面没有直接开设在定子的外周根部，而是将对接面设置在定子的径向延伸出的齿根部上，有效避免铁芯的脱落；而且，因为磁路沿齿根部110的径向平行传输，第一结合部111和第二结合部121形成对接面，铁芯的磁路传导不受影响，因此相比其它位置的对接面，可以有效减少漏磁情况的发生。电机定子中将电机铁芯和骨架200配合，齿根部110和齿部120从连接槽210的两端进入，与骨架200实现反卡接定位，从而使得齿根部110、齿部120和骨架200相互限位进而维持铁芯的稳定，避免铁芯的易脱落问题，因此便于在骨架200的外侧进行绕线，绕组置于骨架的外周面，保证铁芯的外绕绕线效率。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施例，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种电机定子，其特征在于，包括电机铁芯、连接槽(210)和多个骨架(200)

电机铁芯，包括：

铁芯本体(100)，沿周向外侧间隔设有多个齿根部(110)，所述齿根部(110)的径向外端具有第一结合部(111)；以及

多个齿部(120)，各所述齿部(120)的径向内端具有第二结合部(121)，所述第一结合部(111)与所述第二结合部(121)拼接对合；

所述骨架(200)与所述齿根部(110)和所述齿部(120)的数目一致，各所述骨架(200)的内部设有连接槽(210)，所述齿根部(110)和所述齿部(120)分别由所述连接槽(210)的两端进入，且分别与所述连接槽(210)卡接；

所述连接槽(210)的内部设有第一卡件(211)和第二卡件(212)，所述第一卡件(211)与所述第一结合部(111)卡接，所述第二卡件(212)和所述第二结合部(121)卡接；

所述第一卡件(211)和所述第二卡件(212)对称设置于所述连接槽(210)的相对两侧面，所述第一卡件(211)设置为一个，所述第二卡件(212)设为两个，且置于所述第一卡件(211)的两侧，第一卡件(211)和第二卡件(212)之间不存在间距。

2.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述第一结合部(111)和所述第二结合部(121)在轴向截面上呈凹凸形配合形状。

3.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，各所述齿部(120)的径向外端设有端部(124)，所述端部(124)由所述齿部(120)向两侧沿周向延伸得到。

4.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述齿根部(110)和所述齿部(120)形成齿体，所述第一结合部(111)与所述第二结合部(121)的对接面置于所述齿体的中部。

5.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述齿根部(110)和所述齿部(120)相互卡接，或通过连接件实现连接。

6.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述第一结合部(111)沿电机定子的轴向设有第一卡槽(112)或第一卡块，所述第一卡槽(112)或第一卡块与卡接件抵接。

7.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述第二结合部(121)沿电机定子的轴向设有第二卡槽或第二卡块(122)，所述第二卡槽或第二卡块(122)与卡接件抵接。

8.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述齿根部(110)设有第一本体(113)，所述第一结合部(111)设于所述第一本体(113)的外端，所述齿部(120)设有第二本体(123)，所述第二结合部(121)置于所述第二本体(123)的内端，所述第一本体(113)和所述第二本体(123)的外壁与所述连接槽(210)的内壁贴合。

9.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述第一卡件(211)和/或所述第二卡件(212)为楔形结构，所述楔形结构包括导入面(251)和止推面(252)，所述导入面(251)为斜面，且高度逐渐增加至与所述止推面(252)连接，所述止推面(252)为垂直于所述连接槽(210)侧壁的平面。

10.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述骨架(200)设有第一挡板(220)和第二挡板(230)，所述第一挡板(220)和所述第二挡板(230)之间形成绕线槽。

11.根据权利要求8所述的电机定子，其特征在于，所述骨架(200) 上设有便于绕线跨线的定位凸台(240)。

12.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的电机定子。

13.一种风机，其特征在于，包括如权利要求12所述的电机。

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