专利名称：拼装式内定子永磁电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种内定子结构的永磁电机。
背景技术：
传统的内定子电机，定子铁心用整片的电工钢片冲成。绕组采用嵌线或绕线方式制成，电工钢片的利用率低，槽满率低，端部大，绕组制造费高。专利号为ZL01236039.2的专利也提供了一种拼装式的电机定子，但是，它只是将传统的整片定子冲片简单分成中心角相等的几组冲片，然后将几组冲片用焊接的方式连接成环形的定子，它的绕组依然要采用嵌线的方式，所以并没有减少嵌线工人的工作量；而且它也没有改变电工钢片的利用率低、槽满率低的应用状态。
实用新型内容为了解决传统电机定子中电工冲片的利用率低、槽满率低、端部大、绕组制造费高的问题，本实用新型提供了一种拼装式内定子永磁电机。本实用新型采用以下措施来实现拼装式内定子永磁电机由外转子和内定子构成，所述外转子包括转子轭部和多个永磁体，多个永磁体均匀镶嵌在转子轭部的内表面上；所述内定子由定子绕组和铁心构成，所述铁心由多组扇形定子齿块、环形上压板、环形下压板及紧固件组成，每一组扇形定子齿块是由多个扇形冲片单元相互叠加构成的，每一组扇形定子齿块的齿身上都缠绕有一个线圈，多个所述线圈串联或并联构成所述定子绕组，多组扇形定子齿块拼接形成环形定子本体，附着于所述定子本体两面的所述环形上压板、所述环形下压板通过扇形定子齿块轭部下端的紧固件固定连接成一体。每一组扇形定子齿块的左右两个连接边所形成的夹角相等。在进行本实用新型的电机拼装时，可以先将线圈缠绕在扇形定子齿块上，然后再将缠绕了线圈的扇形定子齿块拼接成定子本体，最后进行线圈的串并联。
本实用新型永磁体的个数为2P块，极对数为P，扇形定子齿块个数为Z，它们之间的配合存在下列关系1)Z/C是相数的整倍数，常数C为Z和P的公约数；2)2P/Z等于0.85～1.15；3)2P≠Z。在上述条件下，绕组接近整距，为本实用新型采用拼装定子提供了前提，且能获得较大的转矩系数。本实用新型提供了一种拼装式内定子，它可用作直接起动同步电动机(中国专利号ZL97120955.3)或无刷直流电动机的定子。本实用新型有效的改善了传统电机定子中电工冲片的利用率低、槽满率低、端部大、绕组制造费高得问题，它不存在绕组嵌线的问题。
图1是本实用新型的断面结构示意图；图2是本实用新型的纵向剖面示意图；图3是图2中扇形定子齿块4的纵向剖面示意图(比例为2∶1)；图4至图5是具体实施方式
四的结构示意图；图6至图15是具体实施方式
八的结构示意图；图16是具体实施方式
十的结构示意图；图17至图25是具体实施方式
十一的结构示意图；图26至图31是具体实施方式
十二的结构示意图。(图4至图27的图面比例为2∶1，这是相对于图1而言的)具体实施方式
具体实施方式
一参见图1、图2和图3，本具体实施方式
的拼装式内定子永磁电机由外转子和内定子构成，所述外转子包括转子轭部1和多个永磁体2，多个永磁体2均匀镶嵌在转子轭部1的内表面上；所述内定子由定子绕组和铁心构成，所述铁心由多组扇形定子齿块4、环形上压板5、环形下压板6及紧固件组成，每一组扇形定子齿块4是由多个扇形冲片单元4-1相互叠加构成的，每一组扇形定子齿块4的齿身上都缠绕有一个线圈3，多个所述线圈3串联或并联构成所述定子绕组，多组扇形定子齿块4拼接形成环形定子本体，附着于所述定子本体两面的所述环形上压板5、所述环形下压板6通过扇形定子齿块4轭部下端的紧固件固定连接成一体。每一组扇形定子齿块4的左右两个连接边所形成的夹角相等。
具体实施方式
二参见图1至图3，本具体实施方式
与具体实施方式
一的不同点是每个扇形冲片单元4-1的齿身中部都设有铆扣7，多个扇形冲片单元4-1利用每个扇形冲片单元4-1上设置的铆扣7相互定位叠加构成一组扇形定子齿块4。其他组成和连接关系与具体实施方式
一相同。在拼装扇形定子齿块4时，采用铆扣定位简单且易操作。
具体实施方式
三参见图1至图3，本具体实施方式
与具体实施方式
一的不同点是所述内定子的铁心还包括多个螺栓8，每个扇形冲片单元4-1的轭部下端都设有一个通孔9，所述环形上压板5和所述环形下压板6上都均匀分布有一圈通孔且该通孔的个数与扇形定子齿块4的个数相同；当多个扇形冲片单元4-1相互叠加形成一组扇形定子齿块4时，每个扇形冲片单元4-1的通孔9相互连通并形成该组扇形定子齿块4的垂直连接孔；每个螺栓8依次穿过所述环形上压板5的通孔、每一组扇形定子齿块4上的垂直连接孔及所述环形下压板6的通孔并将环形上压板5、扇形定子齿块4、环形下压板6固定连接成一体。其他组成和连接关系与具体实施方式
一相同。本具体实施方式
采用螺栓作为紧固件，同样的还可采用螺钉等紧固件。
具体实施方式
四参见图1、图4和图5，本具体实施方式
与具体实施方式
三的不同点是每个扇形冲片单元4-1的轭部下端的通孔9可以是闭口或开口的通孔。其他组成和连接关系与具体实施方式
三相同。图4显示的是一个闭口式通孔；图5和图1中均显示的是开口式通孔，开口式通孔减小了附加铁损且因为它定位容易，方便安装，在实际应用中更常见。
具体实施方式
五参见图1，本具体实施方式
与具体实施方式
一的不同点是多组扇形定子齿块4拼接形成环形定子本体时，相邻两组扇形定子齿块4在块间坡口10处焊接成整体。其他组成和连接关系与具体实施方式
一相同。在具体实施方式
三中利用螺栓8固定获得定子本体后，可以再利用焊接使定子本体更加牢固耐用。
具体实施方式
六参见图1，本具体实施方式
与具体实施方式
一的不同点是所述环形下压板6上还均匀分布有一圈与整机的机座11固定连接的通孔。其他组成和连接关系与具体实施方式
一相同。本具体实施方式
的连接方式可以使定子与机座的连接更加牢固且受力均衡。
具体实施方式
七参见图1至图27，本具体实施方式
与具体实施方式
一的不同点是相邻两组扇形定子齿块4采用铆榫啮合来固定连接。其他组成和连接关系与具体实施方式
一相同。根据本具体实施方式
所述的相邻两组扇形定子齿块4之间的连接关系，即可确定构成每组扇形定子齿块4的扇形冲片单元4-1的结构；但是，由于铆榫设置的朝向不同，就可能存在多种结构的扇形冲片单元4-1，对应的扇形定子齿块4的结构也会有多种形式，那么就存在多种拼接环形定子本体的实施方式，如具体实施方式
九至具体实施方式
十二所述。
具体实施方式
八参见图6至图15，本具体实施方式
与具体实施方式
七的不同点是相邻两组扇形定子齿块4相啮合面的断面可以是半圆形的裂缝(图6和图7)、三角形的裂缝(图8和图9)、半矩形形裂缝(图14和图15)、短直线-半圆形-短直线裂缝(图10和图11)或短直线-三角形-短直线裂缝(图12和图13)。其他组成和连接关系与具体实施方式
七相同。图7和图9显示的啮合属于非自锁性啮合；图11、图13和图5显示的啮合属于自锁性啮合，它们利用短直线进行过渡，这样可以使啮合具有自锁力，这种方式相对于非自锁性啮合比较牢固。
具体实施方式
九参见图1至图6，本具体实施方式
与具体实施方式
七的不同点是在本具体实施方式
中，相邻两组扇形定子齿块4的结构可以是完全相同的，那么构成内定子铁心的所有扇形冲片单元4-1具有相同的结构；如图3和图6所示，所述每个扇形冲片单元4-1由一片带有齿冠、齿身及轭部的硅钢片构成，所述硅钢片的轭部下端的左连接边设有一个榫15，所述硅钢片的的轭部下端的右连接边设有一个铆14，所述硅钢片的齿身中部设有两个铆扣7，所述硅钢片的轭部下端设有一个开口的通孔9；当多个所述硅钢片利用铆扣7相互定位叠加形成一组扇形定子齿块4时(如图3所示)，每个所述硅钢片的铆14也相互叠加在扇形定子齿块4的右连接面上形成一条垂直的凹槽，每个所述硅钢片的榫15也相互叠加在扇形定子齿块4的左连接面上形成一条垂直的凸起，于是相邻两组扇形定子齿块4就可以通过上述凹槽和凸起之间的啮合来固定连接。其他组成和连接关系与具体实施方式
七相同。本具体实施方式
提供了一种最简单的设置铆榫的方式。
具体实施方式
十参见图16，本具体实施方式
与具体实施方式
九的不同点是在本具体实施方式
中，所述每个扇形冲片单元4-1还是由一片带有齿冠、齿身及轭部的硅钢片构成，但是所述硅钢片也可有以下两种结构1)所述硅钢片的左右两个连接边都分别设有一个铆14，2)所述硅钢片的左右两个连接边都分别设有一个榫15。将上述两种结构的多个所述硅钢片分别叠加构成两种结构的扇形定子齿块4，然后再拼接成整个定子铁心。为了拼接成一个定子铁心，上述两种结构的冲片需要结合使用；本具体实施方式
提供的这种拼装方式适用于扇形定子齿块4的个数为偶数的情况。根据所需电机定子的大小确定扇形齿块的中心角及其个数，于是便可以选择采用具体实施方式
九或十的方式来拼装电机定子，上述具体实施方式
九和十所说的拼接方式可以随意选择。其他组成和连接关系与具体实施方式
九相同。
具体实施方式
十一参见图1，图17至图25，本具体实施方式
与具体实施方式
七的不同点是本具体实施方式
中，相邻两组扇形定子齿块4的结构可以是不完全相同的，那么构成所述内定子铁心的扇形冲片单元4-1可以具有两种结构，如图19至图22所示，每个扇形冲片单元4-1是由无轭叠片单元4-1-1和有轭叠片单元4-1-2两种结构相互组合而构成的，将所述无轭叠片单元4-1-1放置在所述有轭叠片单元4-1-2的上表面时，构成一种结构的扇形冲片单元4-1(如图19和图20所示，图20是图19的俯视图)，将所述无轭叠片单元4-1-1放置在所述有轭叠片单元4-1-2的下表面时，构成另一种结构的扇形冲片单元4-1(如图21和图22所示，图22是图21的俯视图)；如图17所示，所述无轭叠片单元4-1-1是由多个矩形的无轭冲片4-1-1-1相互叠加构成的，所述的无轭冲片4-1-1-1是指一片只带有齿冠和齿身的硅钢片，所述无轭冲片4-1-1-1齿身下端的左连接边设有一个榫15，对应的所述无轭冲片4-1-1-1齿身下端的右连接边设有一个铆14，所述无轭冲片4-1-1-1齿身中部设有铆扣7，所述无轭冲片4-1-1-1齿身下端的中部设有一个通孔9；如图18所示，所述有轭叠片单元4-1-2是由多个扇形的有轭冲片4-1-2-1相互叠加构成的，所述有轭冲片4-1-2-1是指一片只带有轭部的硅钢片，所述有轭冲片4-1-2-1轭部下端的左连接边设有一个榫15，并且所述有轭冲片4-1-2-1轭部下端的右连接边设有一个铆14，所述有轭冲片4-1-2-1的中部设有铆扣7，所述有轭冲片4-1-2-1的下端中部设有一个通孔9；多个图20所示的扇形冲片单元4-1相互叠加构成如图23所示的扇形定子齿块4，多个图22所示的扇形冲片单元4-1相互叠加构成如图24所示的扇形定子齿块4，将上述两种结构的扇形定子齿块4按照图25所示的方式交叉叠加在一起，并且使每个冲片上设置的铆和榫对应啮合，即可实现相邻两组扇形定子齿块4的固定连接。采用本具体实施方式
拼装电机定子时，磁路短、不存在第二气隙，减少了磁阻。其他组成和连接关系与具体实施方式
七相同。(在绘制图18、21、25和27时，为了体现铆榫的啮合关系，忽略了与啮合无关的结构示意线)具体实施方式
十二参见图1，图26至图31，本具体实施方式
与具体实施方式
十一的不同点是如图26所示，所述无轭冲片4-1-1-1齿身下端的左右两个连接边都设有一个铆14；如图27所示，所述有轭冲片4-1-2-1轭部下端的左右两个连接边都设有一个榫15；多个所述无轭冲片4-1-1-1相互叠加构成无轭叠片单元4-1-1，多个所述有轭冲片4-1-2-1相互叠加构成有轭叠片单元4-1-2；如图28和29所示，将所述无轭叠片单元4-1-1放置在所述有轭叠片单元4-1-2的上表面时，构成一种结构的扇形冲片单元4-1；如图30和图31所示，将所述无轭叠片单元4-1-1放置在所述有轭叠片单元4-1-2的下表面时，构成另一种结构的扇形冲片单元4-1。其他组成与连接关系与具体实施方式
十一相同。
权利要求1.拼装式内定子永磁电机，它由外转子和内定子构成，其特征在于所述外转子包括转子轭部(1)和多个永磁体(2)，多个永磁体(2)均匀镶嵌在转子轭部(1)的内表面上；所述内定子由定子绕组和铁心构成，所述铁心由多组扇形定子齿块(4)、环形上压板(5)、环形下压板(6)及紧固件组成，每一组扇形定子齿块(4)是由多个扇形冲片单元(4-1)相互叠加构成的，每一组扇形定子齿块(4)的齿身上都缠绕有一个线圈(3)，多个所述线圈(3)串联或并联构成所述定子绕组，多组扇形定子齿块(4)拼接形成环形定子本体，附着于所述定子本体两面的所述环形上压板(5)、所述环形下压板(6)通过扇形定子齿块(4)的轭部下端的紧固件固定连接成一体。
2.根据权利要求1所述的拼装式内定子永磁电机，其特征在于所述永磁体(2)与所述扇形定子齿块(4)的个数比为0.85～1.15，并且永磁体(2)与扇形定子齿块(4)的个数比不等于1。
3.根据权利要求1所述的拼装式内定子永磁电机，其特征在于每一组扇形定子齿块(4)的左右两个连接边所形成的夹角相等。
4.根据权利要求1所述的拼装式内定子永磁电机，其特征在于它的每个扇形冲片单元(4-1)的齿身中部都设有铆扣(7)。
5.根据权利要求1所述的拼装式内定子永磁电机，其特征在于所述内定子的铁心还包括多个螺栓(8)，每个扇形冲片单元(4-1)的轭部下端都设有一个通孔(9)，所述环形上压板(5)和所述环形下压板(6)上都均匀分布有一圈通孔且该通孔的个数与扇形定子齿块(4)的个数相同；当多个扇形冲片单元(4-1)相互叠加形成一组扇形定子齿块(4)时，每个扇形冲片单元(4-1)的通孔(9)相互连通并形成该组扇形定子齿块(4)的垂直连接孔；每个螺栓(8)依次穿过所述环形上压板(5)的通孔、每一组扇形定子齿块(4)上的垂直连接孔及所述环形下压板(6)的通孔并将环形上压板(5)、扇形定子齿块(4)、环形下压板(6)固定连接成一体。
6.根据权利要求1所述的拼装式内定子永磁电机，其特征在于多组扇形定子齿块(4)拼接形成环形定子本体时，相邻两组扇形定子齿块(4)在块间坡口(10)处焊接成整体。
7.根据权利要求1所述的拼装式内定子永磁电机，其特征在于相邻两组扇形定子齿块(4)采用铆榫啮合来固定连接。
8.根据权利要求1所述的拼装式内定子永磁电机，其特征在于所述扇形冲片单元(4-1)是由一片带有齿冠、齿身及轭部的硅钢片构成；或者，所述扇形冲片单元(4-1)是由无轭叠片单元(4-1-1)和有轭叠片单元(4-1-2)两种结构相互组合而构成，所述无轭叠片单元(4-1-1)是由多个无轭冲片(4-1-1-1)相互叠加构成的，所述的无轭冲片(4-1-1-1)是指一片只带有齿冠和齿身的硅钢片，所述有轭叠片单元(4-1-2)是由多个扇形的有轭冲片(4-1-2-1)相互叠加构成的，所述有轭冲片(4-1-2-1)是指一片只带有轭部的硅钢片。
9.根据权利要求1或5所述的拼装式内定子永磁电机，其特征在于每个扇形冲片单元(4-1)的齿身下端的螺栓通孔(9)可以是闭口或开口的通孔。
10.根据权利要求8所述的拼装式内定子永磁电机，其特征在于相邻两组扇形定子齿块(4)相啮合面的断面是半圆形的裂缝、三角形的裂缝、半矩形形裂缝、短直线-半圆形-短直线裂缝或短直线-三角形-短直线裂缝。
专利摘要拼装式内定子永磁电机，它涉及一种内定子结构的永磁电机，它是为了解决传统电机定子中电工冲片的利用率低、槽满率低、端部大、绕组制造费高的问题。本实用新型的定子铁心由多组缠绕着线圈(3)的扇形定子齿块(4)拼接而成，每一组扇形定子齿块(4)是由多个扇形冲片单元(4－1)相互叠加构成的，定子绕组是由多个线圈(3)串联或并联构成的。本实用新型提供了一种拼装式内定子，它可用作直接起动同步电动机(中国专利号ZL97120955.3)或无刷直流电动机的定子。本实用新型有效地改善了传统电机定子中电工冲片的利用率低、槽满率低、端部大、绕组制造费高的问题，它不存在绕组嵌线的问题。
文档编号H02K29/00GK2888726SQ20062002025
公开日2007年4月11日 申请日期2006年2月24日 优先权日2006年2月24日
发明者陆永平, 李勇, 邹继斌, 刘彦彬, 朱宏伟, 胡建辉, 尚静 申请人:哈尔滨工业大学