定子沖片和電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種定子沖片和電機(jī)。該定子沖片包括：環(huán)狀定子軛和與環(huán)狀定子軛連接的多個(gè)定子齒，多個(gè)定子齒沿環(huán)狀定子軛的徑向布置，定子齒包括第一齒靴部和第二齒靴部，第一齒靴部與第二齒靴部相對于定子齒的中心線非對稱地設(shè)置。由于本發(fā)明的定子齒靴部采用了非對稱結(jié)構(gòu)，因此在電機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中，提高了電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩最小時(shí)的磁通量，使得電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的最小值有所提高，同時(shí)不影響電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的最大值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電磁轉(zhuǎn)矩平均值有所提高，并且相對于對稱齒靴結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)進(jìn)一步減小。
【專利說明】
定子沖片和電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種定子沖片和電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用定子齒切邊來削弱氣隙磁場諧波，降低集中卷結(jié)構(gòu)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，進(jìn)而改善電機(jī)的振動(dòng)噪聲。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的定子齒的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，定子沖片包括環(huán)狀定子軛I和與環(huán)狀定子軛I連接的定子齒2，其中，定子齒2沿定子軛內(nèi)孔周向均勾分布，定子齒2的下端(靠近定子內(nèi)徑一側(cè))向周向的方向延伸形成第一齒靴部3和第二齒靴部4，且二者相對于定子齒2的中心線5呈對稱鏡像分布。但是，采用圖1的定子齒切邊技術(shù)，雖然可以削弱氣隙磁密諧波，但同時(shí)也減小了電機(jī)的磁通量，導(dǎo)致電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩能力下降，進(jìn)而影響了電機(jī)的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種定子沖片和電機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用對稱的齒靴時(shí)，雖然可以削弱氣隙磁密諧波，但同時(shí)也減小了電機(jī)的磁通量，導(dǎo)致電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩能力下降，進(jìn)而影響了電機(jī)的效率的問題。
[0004]為解決上述問題，作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種定子沖片，包括:環(huán)狀定子軛和與環(huán)狀定子軛連接的多個(gè)定子齒，多個(gè)定子齒沿環(huán)狀定子軛的徑向布置，定子齒包括第一齒靴部和第二齒靴部，第一齒靴部與第二齒靴部相對于定子齒的中心線非對稱地設(shè)置。
[0005]優(yōu)選地，定子齒僅在第一齒靴部或第二齒靴部上設(shè)置有切邊。
[0006]優(yōu)選地，第一齒靴部的厚度大于第二齒靴部的厚度。
[0007]優(yōu)選地，定子齒位于環(huán)狀定子軛內(nèi)側(cè)，第一齒靴部上設(shè)置有第一切邊，第二齒靴部上設(shè)置有第二切邊，第一切邊與定子齒內(nèi)徑的最大徑向距離小于第二切邊與定子齒內(nèi)徑的最大徑向距離。
[0008]優(yōu)選地，第一齒靴部的自由端至中心線的弧長大于第二齒靴部的自由端至中心線的弧長。
[0009 ]本發(fā)明還提供了一種電機(jī)，包括定子，其中，所述定子包括上述的定子沖片。
[0010]本發(fā)明還提供了一種電機(jī)，包括定子，其中，所述定子包括上述的定子沖片，電機(jī)的轉(zhuǎn)子自定子齒的有切邊的一側(cè)向定子齒的無切邊的一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011]本發(fā)明還提供了一種電機(jī)，包括定子，其中，所述定子包括上述的定子沖片，電機(jī)的轉(zhuǎn)子自第二齒靴部向第一齒靴部的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0012]本發(fā)明還提供了一種電機(jī)，包括定子，其中，所述定子包括上述的定子沖片，電機(jī)的轉(zhuǎn)子自第二齒靴部向第一齒靴部的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0013]本發(fā)明還提供了一種電機(jī)，包括定子，其中，所述定子包括上述的定子沖片，電機(jī)的轉(zhuǎn)子自第二齒靴部向第一齒靴部的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0014]由于本發(fā)明的定子齒靴部采用了非對稱結(jié)構(gòu)，因此在電機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中，提高了電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩最小時(shí)的磁通量，使得電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的最小值有所提高，同時(shí)不影響電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的最大值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電磁轉(zhuǎn)矩平均值有所提高，并且相對于對稱齒靴結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)進(jìn)一步減小。
【附圖說明】
[0015]圖1示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)中的定子沖片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2示意性地示出了本發(fā)明第一實(shí)施例中的定子沖片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3示意性地示出了本發(fā)明第一實(shí)施例中的定子齒的放大圖；
[0018]圖4示意性地示出了本發(fā)明第二實(shí)施例中的定子沖片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5示意性地示出了本發(fā)明第三實(shí)施例中的定子沖片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6示意性地示出了本發(fā)明第四實(shí)施例中的定子沖片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖7示意性地示出了本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的電磁轉(zhuǎn)矩波形的對比圖；
[0022]圖8示意性地示出了齒靴無切邊、對稱切邊與非對稱切邊時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩形對比圖；
[0023]圖9示意性地示出了齒靴無切邊、對稱切邊與非對稱切邊時(shí)的技術(shù)效果對比圖。
[0024]圖中附圖標(biāo)記:1、環(huán)狀定子軛;2、定子齒；3、第一齒靴部;4、第二齒靴部；5、中心線。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0026]現(xiàn)有技術(shù)中，定子沖片中的每個(gè)定子齒的齒靴部關(guān)于定子齒中心線對稱設(shè)置，SP關(guān)于中心線為鏡像關(guān)系，為減小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，通常采用齒靴部切邊結(jié)構(gòu)削弱氣隙磁場諧波，但同時(shí)也減少了電機(jī)的有效磁通量，使得電機(jī)出力變小。由于氣隙磁密諧波的存在，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩呈含有波峰和波谷的脈動(dòng)波，波峰和波谷的差值表示了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，如果能使轉(zhuǎn)矩的波谷值增大，而波峰值不變，可降低電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，同時(shí)增加平均電磁轉(zhuǎn)矩值。
[0027]經(jīng)過研究分析發(fā)現(xiàn)，定子齒中心線兩側(cè)的齒靴部分別影響了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的峰值和谷值，當(dāng)兩側(cè)的齒靴部設(shè)置為不對稱結(jié)構(gòu)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)提高轉(zhuǎn)矩波谷值，同時(shí)保證轉(zhuǎn)矩波峰值不變。
[0028]請參考圖2至圖6，本發(fā)明提供了一種定子沖片，包括環(huán)狀定子軛I和多個(gè)沿環(huán)狀定子軛I的周向均勻分布的定子齒2，其中，定子齒2沿環(huán)狀定子軛I的徑向與環(huán)狀定子軛I的內(nèi)側(cè)連接。當(dāng)然，定子齒2也可沿環(huán)狀定子軛I的徑向與環(huán)狀定子軛I的外側(cè)連接。如圖2所示，每個(gè)定子齒2包括第一齒靴部3和第二齒靴部4，其中，第一齒靴部3和第二齒靴部4均沿環(huán)狀定子軛I的周向延伸，第一齒靴部3位于定子齒2的中心線的第一側(cè)，而第二齒靴部4位于該中心線的第二側(cè)。特別地，本發(fā)明中第一齒靴部3與第二齒靴部4相對于定子齒2的中心線5非對稱地設(shè)置，或者說二者具有不同的形狀。定子沖片可采用釹鐵硼或鐵氧體或其他永磁材料制成。
[0029]圖7示出了采用了本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中的定子沖片時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩的對比圖。如圖7所示，由于本發(fā)明的定子齒靴部采用了非對稱結(jié)構(gòu)，因此在電機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中，提高了電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩最小時(shí)的磁通量，使得電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的最小值有所提高，同時(shí)不影響電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的最大值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電磁轉(zhuǎn)矩平均值有所提高，并且相對于對稱齒靴結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)進(jìn)一步減小。本發(fā)明實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)了電磁轉(zhuǎn)矩輸出增加5%，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)降低12%?？梢?，本發(fā)明可在減小電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的同時(shí)，提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出能力。
[0030]為了實(shí)現(xiàn)上述非對稱結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供了多個(gè)實(shí)施例。
[0031 ]在圖3所示的第一實(shí)施例中，定子齒2僅在一邊設(shè)置切邊，而在另一邊沒有邊切，也就是說僅在第一齒靴部3或第二齒靴部4上設(shè)置有切邊a。
[0032]在圖4所示的第二實(shí)施例中，通過使第一齒靴部3的厚度hi大于第二齒靴部4的厚度h2實(shí)現(xiàn)上述的非對稱結(jié)構(gòu)。通過調(diào)整hi和h2的比例，可以進(jìn)一步增加電機(jī)出力能力。
[0033]在圖5所示的第三實(shí)施例中，定子齒2位于環(huán)狀定子軛I內(nèi)側(cè)，第一齒靴部3和第二齒靴部4上均設(shè)置有切邊，其中，第一齒靴部3上的切邊稱之為第一切邊，第二齒靴部4上的切邊稱之為第二切邊。為了實(shí)現(xiàn)非對稱結(jié)構(gòu)，第一切邊與定子齒內(nèi)徑的最大徑向距離dl小于第二切邊與定子齒內(nèi)徑的最大徑向距離d2。。通過調(diào)整dl和d2的比例，可以進(jìn)一步降低電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
[0034]在圖6所示的第四實(shí)施例中，第一齒靴部3的自由端至中心線的弧長為LI，第二齒靴部4的自由端至中心線的弧長為L2，通過使L1>L2構(gòu)造上述的非對稱結(jié)構(gòu)。
[0035]以上列舉了四種構(gòu)建非對稱結(jié)構(gòu)的具體方式，當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可采用其他的方式來構(gòu)建該非對稱結(jié)構(gòu)，甚至將上述不同的實(shí)施例進(jìn)行組合。例如，同時(shí)從弧長、距離、厚度中的任意至少兩個(gè)進(jìn)行組合，以期望取得更好的技術(shù)效果。
[0036]本發(fā)明還提供了一種電機(jī)，包括定子，其中，定子包括上述的定子沖片。例如，對圖3所示的實(shí)施例來說，電機(jī)的轉(zhuǎn)子自定子齒2的有切邊的一側(cè)向定子齒的無切邊的一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。對圖4所示的實(shí)施例來說，電機(jī)的轉(zhuǎn)子自第二齒靴部4向第一齒靴部3的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。對圖5所示的實(shí)施例來說，電機(jī)的轉(zhuǎn)子自第二齒靴部4向第一齒靴部3的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。對圖6所示的實(shí)施例來說，電機(jī)的轉(zhuǎn)子自第二齒靴部4向第一齒靴部3的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0037]優(yōu)選地，本發(fā)明中的電機(jī)定子鐵芯由上述定子沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵芯可為常規(guī)內(nèi)置式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子，繞組連接方式根據(jù)定子槽數(shù)和轉(zhuǎn)子極數(shù)確定。
[0038]圖8為齒靴部無切邊、齒靴部對稱切邊、齒靴部不對稱切邊時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果。與齒靴部無切邊相比，采用現(xiàn)有技術(shù)的齒靴部對稱切邊結(jié)構(gòu)時(shí)，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的峰值和谷值均有減小，峰值減小的幅度較大，因此轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減小17 %，但同時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩也減小了 5 %。采用本發(fā)明齒靴部不對稱切邊結(jié)構(gòu)時(shí)，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的峰值減小，谷值基本不變，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)進(jìn)一步減小達(dá)24%。此外，由于不對稱的齒靴結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)由最大值向最小值變化的斜率變緩，電磁轉(zhuǎn)矩平均值增大，仿真電磁轉(zhuǎn)矩與無切邊時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩相同，也就是較對稱切邊結(jié)構(gòu)電機(jī)出力增大5%。
[0039]圖9示出了采用齒靴部無切邊、齒靴部對稱切邊、齒靴部不對稱切邊時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的仿真結(jié)果。從圖9可知，采用本發(fā)明中的非對稱切邊時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩保持原來的100%,而轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)則下降為76%?？梢姡捎帽景l(fā)明技術(shù)無需增加永磁體用量，既可保證電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出能力，同時(shí)還可減小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，在不增加成本的同時(shí)提高了電機(jī)效率。
[0040]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種定子沖片，其特征在于，包括:環(huán)狀定子軛(I)和與所述環(huán)狀定子軛(I)連接的多個(gè)定子齒(2)，所述多個(gè)定子齒(2)沿所述環(huán)狀定子軛(I)的徑向布置，所述定子齒(2)包括第一齒靴部(3)和第二齒靴部(4)，所述第一齒靴部(3)與所述第二齒靴部(4)相對于所述定子齒(2)的中心線非對稱地設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子沖片，其特征在于，所述定子齒(2)僅在所述第一齒靴部(3)或第二齒靴部(4)上設(shè)置有切邊(a)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子沖片，其特征在于，所述第一齒靴部(3)的厚度(hi)大于所述第二齒靴部(4)的厚度(h2)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子沖片，其特征在于，所述定子齒(2)位于環(huán)狀定子軛(I)內(nèi)側(cè)，所述第一齒靴部(3)上設(shè)置有第一切邊，所述第二齒靴部(4)上設(shè)置有第二切邊，所述第一切邊與定子齒內(nèi)徑的最大徑向距離(dl)小于所述第二切邊與定子齒內(nèi)徑的最大徑向距離(d2)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子沖片，其特征在于，所述第一齒靴部(3)的自由端至所述中心線的弧長(LI)大于所述第二齒靴部(4)的自由端至所述中心線的弧長(L2)。6.—種電機(jī)，包括定子，其特征在于，所述定子包括權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的定子沖片。7.—種電機(jī)，包括定子，其特征在于，所述定子包括權(quán)利要求2所述的定子沖片，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子自所述定子齒(2)的有切邊的一側(cè)向所述定子齒(2)的無切邊的一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。8.—種電機(jī)，包括定子，其特征在于，所述定子包括權(quán)利要求3所述的定子沖片，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子自所述第二齒靴部(4)向所述第一齒靴部(3)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。9.一種電機(jī)，包括定子，其特征在于，所述定子包括權(quán)利要求4所述的定子沖片，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子自所述第二齒靴部(4)向所述第一齒靴部(3)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。10.—種電機(jī)，包括定子，其特征在于，所述定子包括權(quán)利要求5所述的定子沖片，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子自所述第二齒靴部(4)向所述第一齒靴部(3)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
【文檔編號】H02K1/14GK106067700SQ201610593820
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年7月25日
【發(fā)明人】孫文嬌, 周博, 陳彬
【申請人】珠海格力節(jié)能環(huán)保制冷技術(shù)研究中心有限公司