CN104953728A - 多边形定子铁芯及包括其的电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多边形定子铁芯及包括其的电机，该多边形定子铁芯，所述定子铁芯的内部圆周面中环设有若干齿，每两个相邻齿之间形成一个绕线槽，所述定子铁芯的形状为多边形，所述定子铁芯的每两个轭部之间通过一连接部连接，所述绕线槽包括若干第一绕线槽和若干第二绕线槽，所述第一绕线槽与第二绕线槽形状不同，所述第一绕线槽与第二绕线槽的面积比大于等于0.9且小于等于1.1。该电机包括如上所述的多边形定子铁芯。本发明通过改变定子铁芯片的形状，在电机有效的空间内增加了定子铁芯的体积，同时将绕线槽的形状设置成不同形状，并保证面积相近，差别10%以内，从而有效地提高面积利用率，增大了输出功率。

Description

多边形定子铁芯及包括其的电机

技术领域

本发明涉及一种定子铁芯，尤其涉及一种多边形定子铁芯，以及包括其的电机。

背景技术

无刷直流电机通常包括定子和转子，定子的定子铁芯上缠绕有线圈，线圈通电产生磁场，通过通电导体切割磁力线从而产生电磁力的原理转子在定子中旋转以完成将电能转换为动能的过程。所述定子铁芯通常由若干铁芯片叠置而成。随着无刷直流电机的使用越来越广泛，人们对于其性能要求越来越高，要求其体积小且输出功率大。定子的体积主要由定子铁芯决定，如图1所示，常规的定子铁芯1基本上都设置为圆形，其内圆周面上环设有若干齿13，每两个齿之间形成一个绕线槽12，各个绕线槽12的形状相同。这种结构便于制造，但是这样的一种结构很难进一步提高输出功率，且实际上用于开设绕线槽的有效利用面积并不大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中定子铁芯的有效利用面积小、输出功率不高的等缺陷，提供一种多边形定子铁芯，以及包括其的无刷直流电机。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：所述定子铁芯包括若干轭部和若干从轭部向内延伸的齿，每两个相邻齿之间形成一个绕线槽，所述定子铁芯的每两个相邻轭部之间通过一连接部连接而形成多边形，所述绕线槽包括若干第一绕线槽和若干第二绕线槽，所述第一绕线槽与第二绕线槽形状不同，所述第一绕线槽与第二绕线槽的面积比大于等于0.9且小于等于1.1。

较佳地，相邻第一绕线槽之间设有多个第二绕线槽或者相邻第二绕线槽之间设有多个第一绕线槽。

较佳地，所述定子铁芯为四边形。

较佳地，所述定子铁芯为六边形。

较佳地，所述定子铁芯的每个轭部为直线形或圆弧形。

较佳地，所述绕线槽的个数为3的整数倍。

较佳地，所述绕线槽的形状为三角形、长条形、菱形或梯形。

较佳地，所述连接部为弧线形、直线形或折线形。

较佳地，所述定子铁芯为四边形，所述定子铁芯的内部圆周面中环设有6个或12个齿。

本发明还提供了一种电机，包括定子和可相对定子旋转的转子，所述转子包括若干磁极，其特点在于，所述定子包括如上所述的多边形定子铁芯。

较佳地，所述磁极数与定子齿数之比为2：3。

本发明的积极进步效果在于：本发明通过改变定子铁芯片的形状，在电机有效的空间内增加了定子铁芯的体积，同时将绕线槽的形状设置成不同形状，并保证面积相近，差别10%以内，从而有效地提高面积利用率，增大了输出功率。

附图说明

图1为现有技术中定子铁芯片的结构示意图。

图2为本发明实施例一中定子铁芯的结构示意图。

图3表示构成图2所示定子铁芯的定子铁芯片的结构示意图。

图4表示包括图2所示定子铁芯的电机的装配图。

图5为本发明实施例二中定子铁芯片的结构示意图。

图6为本发明实施例三中定子铁芯片的结构示意图。

图7表示由图6所示定子铁芯片组成的定子铁芯的结构示意图。

图8为本发明实施例四中定子铁芯片的结构示意图。

图9为本发明实施例五中定子铁芯片的结构示意图。

图10表示包括由图9所示的定子铁芯片组成的定子铁芯的电机装配图。

具体实施方式

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。

实施例一：

图2示出了本实施例的定子铁芯的结构。图3示出了一定子铁芯片的结构。本实施例中定子铁芯2’由若干如图3所示的由导磁材料制成的定子铁芯片2沿电机轴向层叠而成。定子铁芯片2的内部圆周面中环设有若干齿22，每两个相邻齿22之间形成一个绕线槽，齿22的末端设有沿周向延伸的齿冠26，齿冠26内表面共同确定一中心孔27。本发明中的定子铁芯片的形状设置为多边形，其有利于在有限空间内充分加大定子铁芯片的体积。本实施例中定子铁芯片2为一四边形，特别为一矩形，包括四个直线形的轭部21和六个齿22，相邻两个轭部21之间通过一连接部25连接。若干所述绕线槽可以被分为若干组，本实施例中所述绕线槽包括两组绕线槽，即第一组绕线槽和第二组绕线槽，每组绕线槽包括多个形状相同且面积相等的绕线槽：即第一组绕线槽包括若干第一绕线槽23，第二组绕线槽包括若干第二绕线槽24。所述第一组绕线槽和所述第二组绕线槽间隔分布，此处每两个第二绕线槽24和一个第一绕线槽23交替设置，每一第一绕线槽23对应一个轭部21，两个第二绕线槽24对应另一个轭部21。特别地，两组绕线槽23、24的形状不同，任意两个第一、二绕线槽的面积比大于等于0.9且小于等于1.1。也就是说，第一组绕线槽23和第二组绕线槽24中的绕线槽形状不相同，但任一个第一绕线槽23与任一个第二绕线槽24的面积比大于等于0.9且小于等于1.1。如图2所示，绕线槽23为长条形，绕线槽24为三角形。所述绕线槽的形状可以根据定子铁芯2的具体形状设计，不同的绕线槽形状可以实现对绕线空间的充分利用，而各个绕线槽面积相近可以保证绕线均匀。此外，连接部25优选为弧线形，便于生产。

如图4所示，将形成的定子铁芯组装形成一相应的电机。本实施例中以4级6槽的电机为例。电机7包括一外壳71、一定子铁芯2’、一转子72及端盖73，定子铁芯2’固定收容于外壳71内，转子72插入定子铁芯2’的中心孔27内，端盖73通过一轴承74穿设在转子72的转轴721上，并与外壳71固定，从而使得转子72能够在定子铁芯2’的中心孔27内转动。定子铁芯2’上的若干齿22环绕转子72上的磁体722，通过转子72的转动实现能量转换。

实施例二：

本实施例的结构与实施例一基本相同，其不同之处在于：如图5所示，本实施例中定子铁芯片3的各个轭部31为圆弧形，具体为中间相对两端向外突出，该形状可进一步扩大绕线的可用空间，增加绕线槽的面积。

实施例三：

图6示出了另一种矩形定子铁芯片，图7示出了本实施例的定子铁芯的结构。本实施例中定子铁芯4’由若干如图6所示的定子铁芯片4叠加而成。定子铁芯片4的内部圆周面中环设有若干齿42，每相邻两个齿42之间形成一个绕线槽。齿42的末端设有沿周向延伸的齿冠46，齿冠46内表面共同确定一中心孔47。本实施例中定子铁芯片2为一四边形，特别为一矩形，包括四个直线形的轭部41和十二个齿42。相邻轭部41之间通过一连接部45连接。若干所述绕线槽可以被分为若干组，本实施例中所述绕线槽包括两组绕线槽，即第一组绕线槽和第二组绕线槽，每组绕线槽包括多个形状相同的绕线槽：即第一组绕线槽包括若干第一绕线槽43，第二组绕线槽包括若干第二绕线槽44。所述第一组绕线槽和所述第二组绕线槽间隔分布，此处每两个第一绕线槽43和一个第二绕线槽44交替设置，两个第一绕线槽43和一个第二绕线槽44对应一个轭部41。特别地，第一、第二绕线槽43、44的形状不同，任意两个第一、第二绕线槽的面积比大于等于0.9且小于等于1.1。也就是说，第一组绕线槽43和第二组绕线槽44中的绕线槽形状不相同，但任一个绕线槽43与任一个绕线槽44的面积比大于等于0.9且小于等于1.1。如图6所示，第一组绕线槽43中的绕线槽为多边形，第二组绕线槽44中的绕线槽为梯形。此处，所述绕线槽的形状可以根据定子铁芯4的具体形状设计，不同的绕线槽形状可以实现对绕线空间的充分利用，而各个绕线槽面积相近可以保证绕线均匀。此外，连接部45优选为弧线形，便于生产。

实施例四：

本实施例的结构与实施例三基本相同，其不同在于：如图8所示，本实施例中定子铁芯片5的各个轭部51为圆弧形，具体为中间相对两端向外突出，该形状可进一步扩大绕线的可用空间，增加绕线槽的面积

实施例五：

本实施例的结构与实施例三基本相同，其不同在于：如图9所示，本实施例中定子铁芯片6上的连接部61为折线形，该形状可以使得定子铁芯嵌入外壳81内（如图10所示），实现更加牢固的装配。当然，所述连接部也可以采用直线形等其他的形状。

如图10所示，将形成的定子铁芯组装形成一相应的电机。本实施例中以8级12槽的电机为例。电机8包括一外壳81、一固定部82、一定子铁芯6、一转子83及端盖84，定子铁芯6固定收容于外壳81内，固定部82从外壳81的一端固定定子铁芯6。转子83插入定子铁芯6的中心孔47内，端盖84通过一轴承85穿设在转子83的转轴831上，并与外壳81固定，从而使得转子83能够在定子铁芯6的中心孔47内转动。定子铁芯6上的若干齿42环绕转子83上的磁体832，通过转子83的转动实现能量转换。

具有上述结构的8级12槽电机与传统定子铁芯片制成的8级12槽电机相比，本实施例电机的输出功率比提高40%。

当然，本发明中定子铁芯片也可以采用六边形等多边形状，所述绕线槽的个数可以为3的整数倍，而绕线槽的形状也可以为菱形等多边形或不规则形状，相应地，转子磁极数为2的整数倍。

此外，定子铁芯不限于上述采用若干定子铁芯片层叠而成，如还可以通过粉末冶金的方式一体成型。本发明在以上实施例中采用定子铁芯片层叠的方式制作定子铁芯，本领域技术人员应当理解以上仅为举例，仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种多边形定子铁芯，所述定子铁芯包括若干轭部和若干从轭部向内延伸的齿，每两个相邻齿之间形成一个绕线槽，其特征在于，所述定子铁芯的每两个相邻轭部之间通过一连接部连接而形成多边形，所述绕线槽包括若干第一绕线槽和若干第二绕线槽，所述第一绕线槽与第二绕线槽形状不同，所述第一绕线槽与第二绕线槽的面积比大于等于0.9且小于等于1.1。

2.如权利要求1所述的多边形定子铁芯，其特征在于，相邻第一绕线槽之间设有多个第二绕线槽或者相邻第二绕线槽之间设有多个第一绕线槽。

3.如权利要求2所述的多边形定子铁芯，其特征在于，所述定子铁芯的若干轭部连接成四边形或六边形。

4.如权利要求3所述的多边形定子铁芯，其特征在于，所述定子铁芯的每个轭部为直线形或圆弧形。

5.如权利要求3所述的多边形定子铁芯，其特征在于，所述绕线槽的个数为3的整数倍。

6.如权利要求3所述的多边形定子铁芯，其特征在于，所述绕线槽的形状为三角形、长条形、菱形或梯形。

7.如权利要求1所述的多边形定子铁芯，其特征在于，所述连接部为弧线形、直线形或折线形。

8.如权利要求1至7中任一项所述的多边形定子铁芯，其特征在于，所述定子铁芯的若干轭部连接成四边形，所述定子铁芯的内部圆周面中环设有6个或12个齿。

9.如权利要求1至7中任一项所述的多边形定子铁芯，其特征在于，所述若干第一绕线槽形状相同，所述若干第二绕线槽形状相同。

10.一种电机，包括定子和可相对定子旋转的转子，所述转子包括若干磁极，其特征在于，所述定子包括如权利要求1-9任一项所述的多边形定子铁芯。

11.如权利要求10所述的电机，其特征在于，所述磁极数与定子齿数之比为2：3。