一种定子铁芯及电机的制作方法

1.本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种定子铁芯及电机。


背景技术：

2.目前，分数槽集中绕组电机由于其自身具有绕组端高尺寸小、整个电机体积小，易于实现自动化生产等方面优势，在家电、汽车电机、伺服电机行业得到广泛应用。随着工业及新能源行业的发展，对此种电机的nvh(noise、vibration、harshness，噪声、振动与声振粗糙度)要求越来越高，要求电机具有低转矩波动、齿槽转矩和径向电磁力。现有的定子铁芯的齿头的轮廓线一般有两种类型，第一种为圆弧形，这种形状可采用优化铁心齿顶形状来降低电机齿槽的转矩，但削弱程度有限，难以达到某些对齿槽转矩要求较严格场景的应用要求；另外一种为采用直线与斜线相结合且直线的中部具有凸出部的形状。这种形状可采用优化铁心齿顶形状来降低电机齿槽的转矩，但是在装配过程中容易造成与转子不同心的现象，从而导致转矩波动增大及振动噪音恶化的现象。


技术实现要素：

3.本发明的第一个目的在于提出一种定子铁芯，该定子铁芯能够较好地降低电机齿槽的转矩，降低转矩波动，从而实现降低电机工作噪音的功能。
4.本发明的第二个目的在于一种电机，该电机的齿槽转矩较小，转矩波动较小，工作噪音较小。
5.为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：
6.本发明公开了一种定子铁芯，所述定子铁芯具有套设在转子铁芯上的环形部，所述环形部的内侧壁上设有多个间隔设置的定子齿部，所述定子齿部包括连接部和齿型部，所述连接部的两端分别与所述齿型部以及所述环形部的内侧壁相连，所述齿型部的轮廓线包括齿型线、水平线和第一圆弧线，所述齿型线和所述水平线均为两个且关于所述连接部的中线对称设置，两个所述水平线的一端分别与所述第一圆弧线的两端相连，两个所述齿型线分别与两个所述水平线的另一端相连，所述第一圆弧线的圆心与电机的竖向截面的中心重合。
7.在一些实施例中，所述齿型线包括依次相连第一倾斜线、第二倾斜线和第三倾斜线，所述第一倾斜线与竖直线的夹角为钝角，且所述第一倾斜线与所述连接部的轮廓线相连，所述第三倾斜线与竖直线的夹角为锐角，且所述第三倾斜线与所述水平线相连。
8.在一些具体的实施例中，所述第一倾斜线与所述连接部的轮廓线的连接处设置有圆角。
9.在一些实施例中，所述定子铁芯包括多个沿周向拼接的定子块，每个所述定子块上形成有一个所述定子齿部。
10.在一些具体的实施例中，所述定子块上设有插接凸起和/或插接凹槽，相邻的两个所述定子块中，一个所述定子块的插接凸起能够插接到另一个所述定子块的插接凹槽内。
11.在一些更具体的实施例中，每个所述定子块均包括圆弧部，所述定子齿部连接在所述圆弧部上，所述圆弧部沿其周向两端分别设有所述插接凸起和所述插接凹槽。
12.本发明还公开了一种电机，包括前文所述的定子铁芯、定子绕组、转子铁芯和转子绕组，所述定子绕组配合在所述定子齿部上，所述转子铁芯配合在所述环形部内，且所述转子绕组配合在所述转子铁芯上。
13.在一些实施例中，所述转子铁芯的外轮廓为封闭图形且包括依次相连的多组第一弧线，所述第一弧线包括两个第二圆弧线和第三圆弧线，所述第三圆弧线的圆心与所述电机的竖截面的中心重合，两个所述第二圆弧线连接在所述第三圆弧线的两端，且与所述第三圆弧线相切。
14.在一些实施例中，所述转子铁芯包括配合部和多个转子齿部，所述配合部用于与所述电机的电机轴配合，多个所述转子齿部沿所述配合部的周向间隔分布，且相邻的两个转子齿部之间限定出磁体槽。
15.在一些具体的实施例中，所述转子齿部背离所述配合部的一端的轮廓线为第二弧线，所述第二弧线包括两个第四圆弧线和第五圆弧线，所述第五圆弧线的圆心与所述电机的竖截面的中心重合，两个所述第四圆弧线连接在所述第五圆弧线的两端，且与所述第五圆弧线相切。
16.本发明的定子铁芯的有益效果：由于第一圆弧线的圆心与电机的竖向截面的中心重合，组装电机的定子铁芯和转子铁芯的过程中，第一圆弧线可以作为定位参考，避免定子铁芯和转子铁芯出现偏心的现象发生，从而避免发生转矩波动增大及振动噪音恶化的现象；由于齿型部背离连接部的一端的两侧形成为齿型线，多段线结构有利于降低电机齿槽的转矩，并且降低转矩波动，从而有利于降低电机工作噪音。
17.本发明的电机的有益效果：由于具有前文所述的定子铁芯，能够较好地降低电机的齿槽转矩幅值，降低电机的转矩波动，并且降低电机径向电磁力幅值。
18.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
19.图1是本发明实施例一定子铁芯与定子绕组的配合示意图。
20.图2是本发明实施例一定子铁芯的局部结构示意图；
21.图3是本发明实施例二的定子铁芯与定子绕组的配合示意图；
22.图4是本发明实施例的一种转子铁芯的外轮廓示意图；
23.图5是本发明实施例的另一个转子铁芯的轮廓示意图。
24.附图标记：
25.1、环形部；2、定子齿部；21、连接部；22、齿型部；221、齿型线；2211、第一倾斜线；2212、第二倾斜线；2213、第三倾斜线；222、水平线；223、第一圆弧线；24、定子块；25、圆弧部；
26.3、定子绕组；4、转子铁芯；41、第一弧线；411、第二圆弧线；412、第三圆弧线；42、第二弧线；421、第四圆弧线；422、第五圆弧线；43、配合部；44、转子齿部。
具体实施方式
27.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.下面参考图1-图3描述本发明实施例的定子铁芯的具体结构。
32.本发明公开了一种定子铁芯，定子铁芯具有套设在转子铁芯4上的环形部1，环形部1的内侧壁上设有多个间隔设置的定子齿部2，定子齿部2包括连接部21和齿型部22，连接部21的两端分别与齿型部22以及环形部1的内侧壁相连，齿型部22的轮廓线包括齿型线221、水平线222和第一圆弧线223，齿型线221和水平线222均为两个且关于连接部21的中线对称设置，两个水平线222的一端分别与第一圆弧线223的两端相连，两个齿型线221分别与两个水平线222的另一端相连，第一圆弧线223的圆心与电机的竖向截面的中心重合。可以理解的是，在本实施例中，定子齿部2的齿型部22背离连接部21的一端中部设有第一圆弧线223，第一圆弧线223的圆心与电机的竖向截面的中心重合，这样在组装电机的定子铁芯和转子铁芯4的过程中，第一圆弧线223可以作为定位参考，避免定子铁芯和转子铁芯4偏心的现象发生，从而避免定子铁芯和转子铁芯4轴心偏移导致转矩波动增大及振动噪音恶化的现象。与此同时，由于齿型部22背离连接部21的一端的两侧形成为齿型线221，这种多段线结构有利于降低电机齿槽的转矩，并且降低转矩波动，从而有利于降低电机工作噪音。
33.在一些实施例中，如图2所示，齿型线221包括依次相连第一倾斜线2211、第二倾斜线2212和第三倾斜线2213，第一倾斜线2211与竖直线的夹角为钝角，且第一倾斜线2211与连接部21的轮廓线相连，第三倾斜线2213与竖直线的夹角为锐角，且第三倾斜线2213与水平线222相连。可以理解的是，齿型线221包括依次相连第一倾斜线2211、第二倾斜线2212和第三倾斜线2213，这样能够使得齿型部22沿周向的两端均形成为类似于齿轮轮齿的结构，这种结构能够缩小电机齿槽的转矩，降低转矩波动。在实际设计过程中，第一倾斜线2211、第二倾斜线2212和第三倾斜线2213的长度以及倾斜角度可以根据实际需要进行调整，在此不对第一倾斜线2211、第二倾斜线2212和第三倾斜线2213的具体参数进行限定。当然，在本发明的其他实施例中，齿型线221的形状还可以根据实际需要形成为其他形状的多段线，并不限于前文所述。
34.在一些具体的实施例中，第一倾斜线2211与连接部21的轮廓线的连接处设置有圆角。可以理解的是，圆角能够较好地缓解第一倾斜线2211与连接部21的轮廓线的连接处出现的应力集中的程度，从而延长定子铁芯的使用寿命。
35.在一些实施例中，如图3所示，定子铁芯包括多个沿周向拼接的定子块24，每个定子块24上形成有一个定子齿部2。可以理解的是，相比于整体式结构，定子铁芯包括多个沿周向拼接的定子块24的分体式结构具有更加灵活的特性，并且方便维护，延长使用寿命。并且，由于第一圆弧线223的存在，能够提升多个定子块24拼接后的内圆圆柱度，避免定子块24拼圆过程导致的内圆圆柱度变差的现象发生，从而有利于保证电机具有较低的齿槽转矩和转矩波动
36.在一些具体的实施例中，定子块24上设有插接凸起和/或插接凹槽，相邻的两个定子块24中，一个定子块24的插接凸起能够插接到另一个定子块24的插接凹槽内。可以理解的是，采用插接凸起和插接凹槽配合，一方面能够提升多个定子块24的连接稳定性，另一方面能够方便定子块24的组装。
37.在一些更具体的实施例中，每个定子块24均包括圆弧部25，定子齿部2连接在圆弧部25上，圆弧部25沿其周向两端分别设有插接凸起和插接凹槽。可以理解的是，定子块24拼接完成后的圆柱度会影响到电机的齿槽转矩和转矩波动，在本实施例中，相邻的两个定子块24通过设置的圆弧部25上的插接凸起和插接凹槽进行配合，能够较好地确保定子块24拼接完成后的圆柱度，从而有利于保证电机具有较低的齿槽转矩和转矩波动。
38.本发明还公开了一种电机，包括前文的定子铁芯、定子绕组3、转子铁芯4和转子绕组，定子绕组3配合在定子齿部2上，转子铁芯4配合在环形部1内，且转子绕组配合在转子铁芯4上。本实施例的电机，由于具有前文所述的定子铁芯，能够较好地降低电机的齿槽转矩幅值，降低电机的转矩波动，并且降低电机径向电磁力幅值。
39.在一些实施例中，如图4所示，转子铁芯4的外轮廓为封闭图形且包括依次相连的多组第一弧线41，第一弧线41包括两个第二圆弧线411和第三圆弧线412，第三圆弧线412的圆心与电机的竖截面的中心重合，两个第二圆弧线411连接在第三圆弧线412的两端，且与第三圆弧线412相切。可以理解的是，第三圆弧线412的存在能够确保转子铁芯4安装时与定子铁芯同轴心，从而避免定子铁芯和转子铁芯4轴心偏移导致转矩波动增大及振动噪音恶化的现象。第二圆弧线411和第三圆弧线412能够改善定子铁芯和转子铁芯4之间的气隙形状以及尺寸，有利于降低电机的齿槽转矩幅值，降低电机的转矩波动。
40.在一些实施例中，如图5所示，转子铁芯4包括配合部43和多个转子齿部44，配合部43用于与电机的电机轴配合，多个转子齿部44沿配合部43的周向间隔分布，且相邻的两个转子齿部44之间限定出磁体槽。由此，能够方便地进行磁体安装。
41.在一些具体的实施例中，如图5所示，转子齿部44背离配合部43的一端的轮廓线为第二弧线42，第二弧线42包括两个第四圆弧线421和第五圆弧线422，第五圆弧线422的圆心与电机的竖截面的中心重合，两个第四圆弧线421连接在第五圆弧线422的两端，且与第五圆弧线422相切。可以理解的是，第五圆弧线422的存在能够确保转子铁芯4安装时与定子铁芯同轴心，从而避免定子铁芯和转子铁芯4轴心偏移导致转矩波动增大及振动噪音恶化的现象。第四圆弧线421和第五圆弧线422能够改善定子铁芯和转子铁芯4之间的气隙形状以及尺寸，有利于降低电机的齿槽转矩幅值，降低电机的转矩波动。
42.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
43.以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种定子铁芯，所述定子铁芯具有套设在转子铁芯(4)上的环形部(1)，所述环形部(1)的内侧壁上设有多个间隔设置的定子齿部(2)，所述定子齿部(2)包括连接部(21)和齿型部(22)，所述连接部(21)的两端分别与所述齿型部(22)以及所述环形部(1)的内侧壁相连，其特征在于，所述齿型部(22)的轮廓线包括齿型线(221)、水平线(222)和第一圆弧线(223)，所述齿型线(221)和所述水平线(222)均为两个且关于所述连接部(21)的中线对称设置，两个所述水平线(222)的一端分别与所述第一圆弧线(223)的两端相连，两个所述齿型线(221)分别与两个所述水平线(222)的另一端相连，所述第一圆弧线(223)的圆心与电机的竖向截面的中心重合。2.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，所述齿型线(221)包括依次相连第一倾斜线(2211)、第二倾斜线(2212)和第三倾斜线(2213)，所述第一倾斜线(2211)与竖直线的夹角为钝角，且所述第一倾斜线(2211)与所述连接部(21)的轮廓线相连，所述第三倾斜线(2213)与竖直线的夹角为锐角，且所述第三倾斜线(2213)与所述水平线(222)相连。3.根据权利要求2所述的定子铁芯，其特征在于，所述第一倾斜线(2211)与所述连接部(21)的轮廓线的连接处设置有圆角。4.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，所述定子铁芯包括多个沿周向拼接的定子块(24)，每个所述定子块(24)上形成有一个所述定子齿部(2)。5.根据权利要求4所述的定子铁芯，其特征在于，所述定子块(24)上设有插接凸起和/或插接凹槽，相邻的两个所述定子块(24)中，一个所述定子块(24)的所述插接凸起能够插接到另一个所述定子块(24)的所述插接凹槽内。6.根据权利要求5所述的定子铁芯，其特征在于，每个所述定子块(24)均包括圆弧部(25)，所述定子齿部(2)连接在所述圆弧部(25)上，所述圆弧部(25)沿其周向两端分别设有所述插接凸起和所述插接凹槽。7.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的定子铁芯、定子绕组(3)、转子铁芯(4)和转子绕组，所述定子绕组(3)配合在所述定子齿部(2)上，所述转子铁芯(4)配合在所述环形部(1)内，且所述转子绕组配合在所述转子铁芯(4)上。8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述转子铁芯(4)的外轮廓为封闭图形且包括依次相连的多组第一弧线(41)，所述第一弧线(41)包括两个第二圆弧线(411)和第三圆弧线(412)，所述第三圆弧线(412)的圆心与所述电机的竖截面的中心重合，两个所述第二圆弧线(411)连接在所述第三圆弧线(412)的两端，且与所述第三圆弧线(412)相切。9.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述转子铁芯(4)包括配合部(43)和多个转子齿部(44)，所述配合部(43)用于与所述电机的电机轴配合，多个所述转子齿部(44)沿所述配合部(43)的周向间隔分布，且相邻的两个所述转子齿部(44)之间限定出磁体槽。10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述转子齿部(44)背离所述配合部(43)的一端的轮廓线为第二弧线(42)，所述第二弧线(42)包括两个第四圆弧线(421)和第五圆弧线(422)，所述第五圆弧线(422)的圆心与所述电机的竖截面的中心重合，两个所述第四圆弧线(421)连接在所述第五圆弧线(422)的两端，且与所述第五圆弧线(422)相切。

技术总结
本发明公开了一种定子铁芯及电机，定子铁芯具有套设在转子铁芯上的环形部，环形部的内侧壁上设有多个间隔设置的定子齿部，定子齿部包括连接部和齿型部，连接部的两端分别与齿型部以及环形部的内侧壁相连，齿型部的轮廓线包括齿型线、水平线和第一圆弧线，齿型线和水平线均为两个且关于连接部的中线对称设置，两个水平线的一端分别与第一圆弧线的两端相连，两个齿型线分别与两个水平线的另一端相连，第一圆弧线的圆心与电机的竖向截面的中心重合。该定子铁芯能够较好地降低电机齿槽的转矩，降低转矩波动，从而实现降低电机工作噪音的功能。从而实现降低电机工作噪音的功能。从而实现降低电机工作噪音的功能。


技术研发人员：张立明 易梦云 傅焕 高常辉 罗祥程 陈衍钦
受保护的技术使用者：广东高标电子科技有限公司
技术研发日：2022.06.30
技术公布日：2023/8/24