CN204205741U - 定子铁芯及定子、电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及定子铁芯及定子、电机，定子铁芯包括具有内侧壁与外侧壁的轭部和若干个凸设于内侧壁上的齿部，任意相邻两齿部与内侧壁之间都围合形成一个绕线槽，外侧壁上还凸设有若干个加厚部，各加厚部都具有与机壳内壁接触配合的接触面。本实用新型通过在轭部的外侧壁上凸设加厚部，一方面可达到降低轭部磁密的目的，从而降低了轭部的铁耗；另一方面可通过加厚部实现定子铁芯在机壳内的支撑定位，并可通过加厚部将定子铁芯上的热量传递到机壳上，从而扩大了散热面积；再一方面相邻两加厚部与轭部外侧壁、机壳内壁之间形成的散热风道，可进一步加速定子铁芯的散热，改善了定子铁芯的散热***。

Description

定子铁芯及定子、电机

技术领域

本实用新型属于电机领域，尤其涉及定子铁芯及具有该定子铁芯的定子、具有该定子的电机。 

背景技术

在现有转速范围在20000rpm(转/分)以上的小型高速电机中，定子绕组多绕设于定子铁芯的齿部上，且定子铁芯的轭部一般为周向封闭且壁厚均匀的结构，定子铁芯通过轭部的外侧壁抵顶接触于机壳的内壁上，这种结构的小型高速电机在具体应用中存在以下不足之处： 

1)定子散热面积小,散热过程慢,造成电机运行过程中的温升较高； 

2)由于小型高速电机的体积较小，故，定子绕组直接在整体结构的定子铁芯的齿部上绕制，其受到的空间限制较大，尤其是当定子铁芯的内径小于20mm时，采用机器直接在整体结构的定子铁芯的齿部上进行自动化绕线比较困难。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了定子铁芯及具有该定子铁芯的定子、具有该定子的电机，其旨在解决现有小型高速电机电磁损耗大、散热面积小、电机运行过程中温升高的技术问题。 

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：定子铁芯，包括具有内侧壁与外侧壁的轭部和若干个凸设于所述内侧壁上的齿部，任意相邻两所述齿部与所述内侧壁之间都围合形成一个绕线槽，所述外侧壁上还凸设有若干个加厚部，各所述加厚部都具有与机壳内壁接触配合的接触面。 

具体地，所述轭部包括两相对并对称设置的第一直边部、两相对并对称设置的两第二直边部和若干个分别连接于相邻所述第一直边部与所述第二直边部之间的拐角部，各所述加厚部分别凸设于各所述拐角部上。 

作为加厚部结构形状的一具体实施方案，所述加厚部包括所述接触面、连接于所述接触面与所述第一直边部外壁之间的第一侧面和连接于所述接触面与所述第二直边部外壁之间的第二侧面，且所述第一侧面沿所述第一直边部的外壁倾斜延伸，所述第二侧面沿所述第二直边部的外壁倾斜延伸。 

作为加厚部结构形状的另一具体实施方案，所述加厚部包括所述接触面、连接于所述接触面与所述第一直边部外壁之间的第一侧面和连接于所述接触面与所述第二直边部外壁之间的第二侧面，且所述第一侧面沿所述第一直边部的外壁平直延伸，所述第二侧面沿所述第二直边部的外壁平直延伸。 

优选地，所述接触面为光滑圆弧面。 

优选地，所述定子铁芯由两个分割体拼接围合而成，两所述分割体为所述定子铁芯沿两相对的所述加厚部对半分成。 

本实用新型提供的定子铁芯，通过在轭部的外侧壁上凸设加厚部，可达到有效降低轭部磁密的目的，从而利于降低轭部的铁耗。同时，其通过加厚部与机壳的内壁接触配合，一方面可实现定子铁芯在机壳内的支撑定位；另一方面可通过加厚部将定子铁芯上的热量传递到机壳上，从而利于扩大散热面积；再一方面相邻两加厚部与轭部外侧壁、机壳内壁之间可形成一个散热风道，进而利于进一步加速定子铁芯的散热，改善了定子铁芯的散热***，减缓了定子铁芯在电机运行过程中的温升。 

进一步地，其通过将定子铁芯设为由两个分割体拼接围合而成，这样，在具体应用中，可先分别在两分割体上进行集中绕线，再将两分割体焊接连接形成一个整体定子铁芯，从而利于避免由于定子铁芯内径小而造成定子绕组绕制时受空间限制的情形发生，进而利于定子绕组采用机器进行自动化绕制。 

进一步地，本实用新型还提供了定子，其包括上述的定子铁芯和绕设于所述定子铁芯上的定子绕组，所述定子绕组绕设于所述齿部上。 

优选地，所述定子绕组为两相绕组，所述绕线槽设有四个。 

本实用新型提供的定子，由于采用了上述的定子铁芯，故，有效优化了定子的结构，减小了定子的电磁损耗，并改善了定子的散热***，扩大了定子的散热面积，减缓了定子在电机运行中的温升。 

进一步地，本实用新型还提供了电机，其包括机壳、转子和上述的定子，所述定子和所述转子均设于所述机壳内，且所述转子穿设于所述定子内。 

具体地，所述转子包括转轴、永磁体磁环和粘接件，所述永磁体磁环通过所述粘接件粘接固定于所述转轴上。 

本实用新型提供的电机，由于采用了上述的定子，故，减小了电机运行中的电磁损耗，并改善了电机的散热***，减小了高温对电机性能的影响，提高了电机的效率。 

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的定子铁芯的结构示意图； 

图2是本实用新型实施例一提供的分割体的结构示意图； 

图3是本实用新型实施例一提供的定子的结构示意图； 

图4是本实用新型实施例一提供的电机的结构示意图； 

图5是本实用新型实施例一提供的转子的结构示意图； 

图6是本实用新型实施例一提供的永磁体磁环的结构示意图； 

图7是本实用新型实施例二提供的定子铁芯的结构示意图； 

图8是本实用新型实施例二提供的定子的结构示意图； 

图9是本实用新型实施例二提供的电机的结构示意图。 

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

需要说明的是，当一个元件被描述为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被描述为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。 

实施例一： 

如图1～4所示，本实用新型实施例一提供的定子铁芯11，包括具有内侧壁与外侧壁的轭部111和若干个凸设于内侧壁上的齿部112，各齿部112围合形成供转子3穿设的中心孔115，且任意相邻两齿部112与内侧壁之间都围合形成一个绕线槽114，外侧壁上还凸设有若干个加厚部113，各加厚部113都具有与机壳2内壁接触配合的接触面1131。本实用新型实施例提供的定子铁芯11，通过在轭部111的外侧壁上凸设加厚部113，可达到有效降低轭部111磁密的目的，从而利于降低轭部111的铁耗。同时，其通过加厚部113与机壳2的内壁接触配合，一方面可实现定子铁芯11在机壳2内的支撑定位；另一方面可通过加厚部113将定子铁芯11上的热量传递到机壳2上，从而利于扩大散热面积；再一方面相邻两加厚部113与轭部111外侧壁、机壳2内壁之间可形成一个散热风道10，进而利于进一步加速定子铁芯11的散热，改善了定子铁芯11的散热***，减缓了定子铁芯11在电机运行过程中的温升。 

具体地，如图1所示，轭部111包括两相对并对称设置的第一直边部1111、两相对并对称设置的两第二直边部1112和若干个分别连接于相邻第一直边部1111与第二直边部1112之间的拐角部1113，各加厚部113分别凸设于各拐角部1113上。加厚部113设于拐角部1113上，一方面利于减小加厚部113对定子铁芯11外部轮廓尺寸大小的影响，从而利于减小定子铁芯11的材料成本； 另一方面利于减小应力集中对拐角部1113结构强度的影响。 

优选地，如图1所示，本实施例，两第一直边部1111的外壁相互平行，两第二直边部1112的外壁相互平行，且两第一直边部1111的外壁分别垂直两第二直边部1112的外壁。 

优选地，如图1所示，加厚部113的设置数量与拐角部1113的设置数量相同，且每个拐角部1113上对应设有一个加厚部113，这样利于保证定子铁芯11的结构对称性。 

具体地，如图1所示，加厚部113包括接触面1131、连接于接触面1131与第一直边部1111外壁之间的第一侧面1132和连接于接触面1131与第二直边部1112外壁之间的第二侧面1133，且第一侧面1132沿第一直边部1111的外壁倾斜延伸，第二侧面1133沿第二直边部1112的外壁倾斜延伸，这样，可达到在拐角部1113上形成加厚部113的目的，并实现了定子铁芯11壁厚的局部加厚。 

优选地，如图1所示，第一侧面1132平行于第二侧面1133，这样，利于保证定子铁芯11结构的对称性。 

优选地，接触面1131为光滑圆弧面，这样，利于接触面1131与机壳2内壁的充分接触配合。 

优选地，如图1～3所示，定子铁芯11由两个分割体110拼接围合而成，两分割体110为定子铁芯11沿两相对的加厚部113对半分成，分割的加厚部113上设有焊接槽1101。两个分割体110为相互对称的结构，利于简化定子绕组12在各分割体110上绕制的工艺。在具体应用中，可先分别在两分割体110上进行集中绕线(绕制定子绕组12)，再将两绕有定子绕组12的分割体110对接放置，并通过在焊接槽1101处进行焊接，可将两个绕有定子绕组12的分割体110焊接成为一个整体定子1。本实施例通过将定子铁芯11分成两半进行分别绕制定子绕组12后在焊接为一体，可避免由于定子铁芯11内径小而造成定子绕组12绕制时受空间限制的情形发生，进而利于定子绕组12采用机器进 行自动化绕制。如果将现有结构的定子铁芯11也分为两个部分绕线后在焊接为一体，会产生两方面的问题：一方面焊接过程产生的高温会改变定子铁芯11上焊缝附近部分的电磁特性，从而导致定子铁芯11上焊缝附近部分的导磁性能下降；另一方面焊缝会增加定子铁芯11硅钢材料之间的涡流传递；而本实施例将焊接槽1101设于远离主磁路的加厚部113，可有效减小焊接操作对电机性能的影响。当然了，具体应用中，定子铁芯11也可设为由两个以上的分割体110沿圆周方向拼接围合而成，分割体110的具体结构根据其围合成定子铁芯11所需数量的不同而不同。 

进一步地，如图3所示，本实用新型实施例一还提供了定子1，其包括上述的定子铁芯11和绕设于定子铁芯11上的定子绕组12，定子绕组12绕设于齿部112上，定子绕组12优选为集中式绕组。本实施例一提供的定子1，由于采用了上述的定子铁芯11，故，有效优化了定子1的结构，减小了定子1的电磁损耗，并改善了定子1的散热***，扩大了定子1的散热面积，减缓了定子1在电机运行中的温升。 

优选地，定子绕组12为两相绕组，即定子绕组12包括两组相性不同的绕组，绕线槽114设有四个，这样，在满足电机转速设计要求的前提下，可使定子1的结构得到优化，利于提高电机的效率。当然了，具体应用中，在满足设计要求的前提下，定子绕组12的相数和绕线槽114的数量也可设为其它数值。 

进一步地，如图4所示，本实用新型实施例一还提供了电机，其包括机壳2、转子3和上述的定子1，定子1和转子3均设于机壳2内，且转子3穿设于定子1内。本实施例提供的电机，由于采用了上述的定子1，故，减小了电机运行中的电磁损耗，并改善了电机的散热***，减小了高温对电机性能的影响，提高了电机的效率。 

具体地，如图4和图5所示，转子3包括转轴31、永磁体磁环32和粘接件(图未示)，永磁体磁环32通过粘接件粘接固定于转轴31上。本实施例中，通过粘接件将永磁体磁环32直接粘接固定于转轴31上，并利用永磁体磁环32 本身的材料强度抵抗转子3高速转动时产生的离心应力，从而使得永磁体磁环32外不需设置由不导磁金属材料、碳纤维、玻璃丝带等制成的保护环，进而减小了定子1与转子3之间的装配气息，并简化了转子3的结构，省去了保护环的安装工艺，避免了由于安装保护环造成转子3质量分布不均匀的情形发生，提高了转子3高速转动的动态性能，降低了转子3的固有频率。同时，由于其不需设计由硅钢片制成的转子铁芯，故，其减少了转子3的组成部件数量，从而进一步简化了转子3的结构和安装工艺，极大程度地提高了转子3的生产效率。 

优选地，永磁体磁环32由烧结钕铁硼材料制成，这样，利于保证永磁体磁环32的磁性和材料强度。 

优选地，永磁体磁环32为一对极磁环(极对数为一的磁环)，这样，在相同的转速下可使磁场的转换频率降至最低，从而可将定子铁芯11受磁场转换频率的影响降到最低水平；同时，其还可使与磁场转换频率相对应的控制器电气开通频率降低，进而降低了控制器的开关损耗。当然了，具体应用中，在满足设计要求的前提下，永磁体磁环32的极对数也可设为两对或两对以上。 

优选地，粘接件为胶水，其粘结可靠性佳，易于安装。 

具体地，如图6所示，永磁体磁环32贯穿设有轴向通孔321，轴向通孔321与转轴31间隙配合设置，胶水设于轴向通孔321内壁与转轴31外壁之间。具体安装时，应将胶水均匀涂抹于轴向通孔321与转轴31的间隙之间，并可采用加热或久置的方式使胶水固化于轴向通孔321与转轴31之间。 

优选地，永磁体磁环32的内径为3mm，且永磁体磁环32的外径小于或等于12mm；或者，永磁体磁环32的内径为4mm，且永磁体磁环32的外径小于或等于12.5mm；或者，永磁体磁环32的内径为5mm，且永磁体磁环32的外径小于或等于13.2mm；或者，永磁体磁环32的内径为6mm，且永磁体磁环32的外径小于或等于14mm，这样，当转子3的转速设计达到60000rpm(转/分)左右时，永磁体磁环32仍可利用自身材料的抗拉能力在无保护环的情形下有效抵抗 转子3高速转动时产生的离心应力，进而有效保证了转子3高速转动的安全可靠性。 

优选地，本实施例提供的电机为高速小型永磁无刷电机(如转速在20000rpm以上的永磁无刷电机)，这样，其取得的简化电机结构、简化电机生产工艺、减小定子1与转子3之间装配气息、提高电机效率的效果更加显著。 

具体地，本实施例提供的电机可应用于吸尘器、离心机、风机、电动工具、小型发电机、主轴电机中。 

实施例二： 

本实施例与实施例一的不同之处主要在于加厚部113的结构形状，具体地，如图7～9所示，本实施例中，加厚部113包括接触面1131、连接于接触面1131与第一直边部1111外壁之间的第一侧面1132和连接于接触面1131与第二直边部1112外壁之间的第二侧面1133，且第一侧面1132沿第一直边部1111的外壁平直延伸，第二侧面1133沿第二直边部1112的外壁平直延伸。实施例一中，第一侧面1132和第二侧面1133分别沿第一直边部1111的外壁和第二直边部1112的外壁倾斜延伸，且第一侧面1132和第二侧面1133相互平行；而本实施例中，第一侧面1132和第二侧面1133分别沿第一直边部1111的外壁和第二直边部1112的外壁平直延伸，第一侧面1132和第二侧面1133之间具有大于零的夹角，实施例一与本实施例均可达到在拐角部1113上形成加厚部113并实现局部加厚定子铁芯11的目的。与实施例一相比，在定子铁芯11轭部111和齿部112尺寸相同的情形下，由于实施例一中加厚部113的接触面1131的面积比本实施例中加厚部113的接触面1131的面积大，故，实施例一中定子铁芯11的传热能力(将定子铁芯11上的热量传递至机壳2上的能力)比本实施例中定子铁芯11的传热能力强；而本实施例中定子铁芯11的材料用量会比实施例一中定子铁芯11的材料用量小，本实施例中定子铁芯11的质量(重量)也会比实施例一中定子铁芯11的质量小，且在与相同内径的机壳2配合时，本实施例中 形成的散热风道10的面积更大，轴向风阻更低，更有利于轴向通风，因此，本实施例提供的定子铁芯11更适合用于对机壳2内部有轴向通风要求的小型高速风机设备上。 

除了上述定子铁芯11上加厚部113的结构形状不同之外，本实施例提供的定子铁芯11、定子1及电机的其它结构的设计原理均与实施例一的设计原理相同，在此不再详述，具体可参见实施例一。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (10)

1.定子铁芯，包括具有内侧壁与外侧壁的轭部和若干个凸设于所述内侧壁上的齿部，任意相邻两所述齿部与所述内侧壁之间都围合形成一个绕线槽，其特征在于：所述外侧壁上还凸设有若干个加厚部，各所述加厚部都具有与机壳内壁接触配合的接触面。

2.如权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于：所述轭部包括两相对并对称设置的第一直边部、两相对并对称设置的两第二直边部和若干个分别连接于相邻所述第一直边部与所述第二直边部之间的拐角部，各所述加厚部分别凸设于各所述拐角部上。

3.如权利要求2所述的定子铁芯，其特征在于：所述加厚部包括所述接触面、连接于所述接触面与所述第一直边部外壁之间的第一侧面和连接于所述接触面与所述第二直边部外壁之间的第二侧面，且所述第一侧面沿所述第一直边部的外壁倾斜延伸，所述第二侧面沿所述第二直边部的外壁倾斜延伸。

4.如权利要求2所述的定子铁芯，其特征在于：所述加厚部包括所述接触面、连接于所述接触面与所述第一直边部外壁之间的第一侧面和连接于所述接触面与所述第二直边部外壁之间的第二侧面，且所述第一侧面沿所述第一直边部的外壁平直延伸，所述第二侧面沿所述第二直边部的外壁平直延伸。

5.如权利要求1至4任一项所述的定子铁芯，其特征在于：所述接触面为光滑圆弧面。

6.如权利要求1至4任一项所述的定子铁芯，其特征在于：所述定子铁芯由两个分割体拼接围合而成，两所述分割体为所述定子铁芯沿两相对的所述加厚部对半分成。

7.定子，其特征在于：包括如权利要求1至6任一项所述的定子铁芯和绕设于所述定子铁芯上的定子绕组，所述定子绕组绕设于所述齿部上。

8.如权利要求7所述的定子，其特征在于：所述定子绕组为两相绕组，所述绕线槽设有四个。

9.电机，包括机壳和转子，其特征在于：还包括如权利要求7或8所述的定子，所述定子和所述转子均设于所述机壳内，且所述转子穿设于所述定子内。

10.如权利要求9所述的电机，其特征在于：所述转子包括转轴、永磁体磁环和粘接件，所述永磁体磁环通过所述粘接件粘接固定于所述转轴上。