CN209419329U - 一种结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片，包括：定子冲片及对应的转子冲片，所述定子冲片外圆直径ΦA为71‑77mm，第一中孔内圆孔的内圆直径ΦB为37‑43mm，绕组槽的槽口宽b0为2.0‑2.3mm，槽肩宽b1为0.51‑0.53mm，槽口高h0为0.5‑0.7mm，槽肩高h1为0.5‑0.7mm，槽底半径R为0.34‑0.36mm，定子齿宽t1为3.0‑3.3mm，第二中空内圆孔的内圆直径ΦC为8‑12mm，槽肩宽b1’为3.1‑3.3mm，槽底宽b2’为1.6‑2.0mm，转子齿宽t2为1.7‑2.0mm。通过上述方式，本实用新型所述结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片，较小尺寸的定子冲片及转子冲片降低了漆包线和铁芯的用量，大幅度降低电机的整体成本。

Description

一种结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片

技术领域

本实用新型涉及水泵及电动机技术领域，特别是涉及一种结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片。

背景技术

目前水泵用小功率电机通常采用90~110mm外径的冲片设计，而小于此冲片外径尺寸的电动机输出功率又偏小，一般在100W 左右，难以满足水泵使用的需求。

销量较大的小型水泵中，70~80%水泵用电机功率在0.37KW（0.5HP）以下，100W左右的电动机显然并不太适用。

另外，使用市场主流冲片规格设计的电动机，已很难降低成本，在当前以斤论价的的市场竞争中，水泵产品的竞争力就明显不足。在日趋激烈的市场竞争中，质量难以量化的情况下，产品价格已经成为取胜的关键，而在电机降本设计中，降低漆包线用量和铁芯用量是效果最为显著的。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片，在满足原有电机性能的前提下，优化冲片各部分尺寸，满足水泵安装空间小的要求，并降低电机的整体成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片，包括：定子冲片及对应的转子冲片，所述定子冲片中心设置有第一中空内圆孔，沿定子冲片的径向设置有若干绕组槽，相邻绕组槽之间形成定子齿，定子齿的端部形成凸极，所述凸极沿第一中空内圆孔的内圆边均匀分布，转子冲片内部设置有第二中空内圆孔，转子冲片外圆与第二中空内圆孔之间具有若干个中心对称呈辐射状排列的转子槽孔，相邻转子槽孔之间形成转子齿，所述定子冲片外圆直径ΦA为71-77mm，第一中孔内圆孔的内圆直径ΦB为37-43mm，绕组槽的槽口宽b0为2.0-2.3mm，槽肩宽b1为0.51-0.53mm，槽口高h0为0.5-0.7mm，槽肩高h1为0.5-0.7mm，槽高h2为4.1-4.4mm，槽底半径R为0.34-0.36mm，定子齿宽t1为3.0-3.3mm，所述转子冲片的外圆直径与第一中孔内圆孔的内圆直径ΦB对应，第二中空内圆孔的内圆直径ΦC为8-12mm，所述转子槽孔槽口宽b0’为0，槽肩宽b1’为3.1-3.3mm，槽高h2’为4.7-4.9mm，槽底宽b2’为1.6-2.0mm，转子齿宽t2为1.7-2.0mm，所述定子冲片的外圆上设置有切边以使得体积紧凑化。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述定子冲片的绕组槽数量为16个。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述切边包括对称设置在定子冲片外圆上的第一切边，两个第一切边之间的间距a为70-74mm。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述切边包括对称设置在定子冲片外圆上的第二切边，两个第二切边之间的间距b为70-74mm。

在本实用新型一个较佳实施例中，两个第一切边和两个第二切边十字交叉分布在定子冲片外圆上。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述转子槽孔的数量为22个。

本实用新型的有益效果是：本实用新型指出的一种结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片，通过优化定子冲片及转子冲片各部分尺寸，利用有限元仿真方法优选定子冲片及转子冲片的槽形及槽数配合，合理分配磁场中各磁通路径, 在满足原有电机性能的前提下，全新设计了一套较小尺寸的定子冲片及转子冲片来代替原有的大尺寸冲片,不仅可以降低漆包线和铁芯的用量，还使得电机其他零部件体积随之大为缩小，满足了水泵在狭小空间内的安装要求，并大幅度降低电机的整体成本，显著增强了产品市场竞争力，电动机的效率可做到65%左右，最大功率可做到0.37KW，起动力矩满足水泵起动要求，性能指标与90~110mm 冲片外径设计的电机持平，功率密度得到很大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型一种结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1中定子冲片的结构示意图；

图3是图1中转子冲片的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1~图3，本实用新型实施例包括：

如图1所示的结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片，包括：定子冲片1及对应的转子冲片2，所述定子冲片1中心设置有第一中空内圆孔，转子冲片2同心设置在第一中空内圆孔中。

如图2所示，沿定子冲片1的径向设置有16个绕组槽3，相邻绕组槽3之间形成定子齿，定子齿的端部形成凸极，所述凸极沿第一中空内圆孔的内圆边均匀分布。所述定子冲片1外圆直径ΦA为71-77mm，第一中孔内圆孔的内圆直径ΦB为37-43mm，此第一中孔内圆孔的内外圆比例约0.54。

为了确保足够的功率，绕组槽的槽口宽b0为2.0-2.3mm，此槽口机器下线线径最大可用0.75mm,满足最大功率0.37KW 的设计需求。绕组槽的槽口小于此尺寸范围，则不能嵌入大于0.65mm的线径，槽口大于此尺寸范围，会导致磁阻增大，引起过大磁势，增大励磁电流，降低电机效率。

绕组槽3的优化设计关系到电机的效率，槽口高h0为0.5-0.7mm，超此范围，会导致绕组槽可用面积减少，小于此范围，会导致此处磁密过饱和，增大励磁电流，降低电机效率。

绕组槽3的槽肩宽b1为0.51-0.53mm，槽肩高h1为0.5-0.7mm，此两尺寸决定齿宽大小，超过范围，齿宽变小，会导致齿部磁密饱和，励磁电流增大，损耗增加，效率降低.小于此范围，会导致槽内可用面积减小，影响电磁方案的优化选择。+

定子齿宽t1为3.0-3.3mm，定子齿宽t1小于此范围，齿部易饱和，电流增大，降低效率，超过此范围，会导致槽内可用面积减小，影响绕组的嵌放。槽高h2为4.1-4.4mm，影响定子齿部长度和定子轭部宽度，超此范围，会导致齿部磁势过大，轭部磁密过高易饱和；小于此范围，会导致槽内可用面积减小。

绕组槽3的槽底半径R为0.34-0.36mm，槽底半径R超此尺寸，会导致定子轭部磁密过高饱和，小于此范围，会导致槽内可用面积减小。

如图3所示，转子冲片2内部设置有第二中空内圆孔5，转子冲片2外圆与第二中空内圆孔5之间具有22个中心对称呈辐射状排列的转子槽孔4，转子槽孔4为闭口槽，可降低噪音振动。16个绕组槽3与22个转子槽孔4的配合，是为有限元磁场模拟最优配合，既降低了电机振动噪音，又避免了产生机械特性曲线上的凹点和死点，减少谐波导致的铁耗，提高了效率，减低了温升。

相邻转子槽孔4之间形成转子齿，所述转子冲片2的外圆直径与第一中孔内圆孔的内圆直径ΦB对应，第二中空内圆孔5的内圆直径ΦC为8-12mm，内圆直径ΦC过大时，会导致轴的重量过大，造成成本增加，内圆直径ΦC过小时，转子转动易造成轴的扰动，增大定转子相擦的风险。

转子槽孔4的槽肩宽b1’为3.1-3.3mm，槽底宽b2’为1.6-2.0mm，槽肩宽b1’和槽底宽b2’影响槽内面积和转子齿的宽度尺寸过大，会导致转子磁部易于饱和，电流增大，降低效率，尺寸过小，会导致转子槽内面积变小，转子导条电阻增加，增加铝损耗，降低效率。

槽高h2’为4.7-4.9mm，过高会导致转子轭部磁通密度增加，易饱和，增大铁耗，减低效率，增大温升，过低会导致转子槽内面积减小，导条电阻增加，铝耗增加，降低了效率。

转子齿宽t2为1.7-2.0mm，转子齿宽过大时，会导致槽内面积减小，导条电阻增大，铝耗增大，转子齿宽过小时，会导致齿部磁通密度增大，易于饱和，造成铁耗增大，降低效率。

所述定子冲片1的外圆上设置有切边以使得体积紧凑化，所述切边包括对称设置在定子冲片1外圆上的第一切边，两个第一切边之间的间距a为70-74mm，所述切边还包括对称设置在定子冲片1外圆上的第二切边，两个第二切边之间的间距b为70-74mm，两个第一切边和两个第二切边十字交叉分布在定子冲片1外圆上，缩小了定子冲片需要的安装空间，确保了结构紧凑化。第一切边和第二切边的间距范围在70-74mm之间，兼顾了性能和成本,在最大功率0.37KW的输出要求下，铁芯用量可减少17-20%。

综上所述，本实用新型指出的一种结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片，优选定子冲片的内外径尺寸，并适当切边，达到最优的性价比，优化了绕组槽与转子槽孔的尺寸及配合，冲片齿部和轭部的磁密分布趋于合理，避免了局部过饱和而引起电机噪音和电机振动大及电流过大而导致的温升高、效率低的问题，提高了槽面积的利用率，降低了漏磁系数，绕组和铁芯用量大幅降低，绕组槽的槽形不仅适用于铜线设计，还适合于铝线设计，转子槽孔的槽形优化，既降低了导条和铁芯用量，还提高了起动力矩，在结构紧凑的前提下，满足了使用要求。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片，包括：定子冲片及对应的转子冲片，所述定子冲片中心设置有第一中空内圆孔，沿定子冲片的径向设置有若干绕组槽，相邻绕组槽之间形成定子齿，定子齿的端部形成凸极，所述凸极沿第一中空内圆孔的内圆边均匀分布，转子冲片内部设置有第二中空内圆孔，转子冲片外圆与第二中空内圆孔之间具有若干个中心对称呈辐射状排列的转子槽孔，相邻转子槽孔之间形成转子齿，其特征在于，所述定子冲片外圆直径ΦA为71-77mm，第一中孔内圆孔的内圆直径ΦB为37-43mm，绕组槽的槽口宽b0为2.0-2.3mm，槽肩宽b1为0.51-0.53mm，槽口高h0为0.5-0.7mm，槽肩高h1为0.5-0.7mm，槽高h2为4.1-4.4mm，槽底半径R为0.34-0.36mm，定子齿宽t1为3.0-3.3mm，所述转子冲片的外圆直径与第一中孔内圆孔的内圆直径ΦB对应，第二中空内圆孔的内圆直径ΦC为8-12mm，所述转子槽孔槽口宽b0’为0，槽肩宽b1’为3.1-3.3mm，槽高h2’为4.7-4.9mm，槽底宽b2’为1.6-2.0mm，转子齿宽t2为1.7-2.0mm，所述定子冲片的外圆上设置有切边以使得体积紧凑化。

2.根据权利要求1所述结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片，其特征在于，所述定子冲片的绕组槽数量为16个。

3.根据权利要求1所述结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片，其特征在于，所述切边包括对称设置在定子冲片外圆上的第一切边，两个第一切边之间的间距a为70-74mm。

4.根据权利要求3所述结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片，其特征在于，所述切边包括对称设置在定子冲片外圆上的第二切边，两个第二切边之间的间距b为70-74mm。

5.根据权利要求4所述结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片，其特征在于，两个第一切边和两个第二切边十字交叉分布在定子冲片外圆上。

6.根据权利要求1所述结构紧凑的水泵电动机用定转子冲片，其特征在于，所述转子槽孔的数量为22个。