一种定子铁芯、电机定子以及电机的制作方法

本实用新型涉及电机领域，更具体地，本实用新型涉及一种定子铁芯、电机定子以及电机。

背景技术：

永磁体同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机。由于永磁体同步电机具有损耗低、效率高、控制方便、转速恒定以及运行平稳可靠等诸多的优点，如今已经被广泛应用于机电设备、机器人以及电动汽车等众多领域。

永磁体同步电机内的定子铁芯通常设计为齿槽结构。其中，定子铁芯上的齿用来引导磁力线，用以降低磁阻，而定子铁芯上的槽则用来镶嵌绕组，并与齿中的磁力线铰链。然而，由于定子铁芯的齿与定子铁芯的槽的不同导磁性会使得转子在不同位置有着数量不等的磁力线，在磁极对准定子铁芯齿的位置，磁铁相吸，以至于会阻碍永磁体同步电机的转动，而这一现象就被称之为永磁体同步电机的“齿槽效应”。实际上，在电机的长期应用中发现：“齿槽效应”会引起电机速度波动，导致电机出现位置控制误差和振动等不良现象，从而会影响到电机运行的平稳性等性能。

为了降低电机的“齿槽效应”，在现有的技术中出现了一种闭口槽定子铁芯。这种闭口槽定子铁芯具有的优点是可以有效降低电机的“齿槽效应”。然而，由于定子铁芯上的槽处于被封闭的状态，在对这种结构进行定子绕线时存在的问题是采用自动绕线设备绕线工艺实施起来非常困难。所以对于闭口槽的定子铁芯目前通常是采用人工绕线的方式，但是人工绕线存在成本较高而效率较低的问题，在生产中会严重降低生产效率。

由此可见，非常有必要研究新的闭口槽结构的定子铁芯，以解决现有技术中的至少一个问题。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是提供一种定子铁芯的新技术方案。

根据本实用新型的第一个方面，提供了一种定子铁芯，包括第一铁芯和第二铁芯；所述第一铁芯上沿周向分布有多个朝向所述第二铁芯伸出的且用于预先缠绕线圈的定子齿，相邻的两个定子齿之间形成有具有开口的定子槽；其中，各定子齿的部分端部与第二铁芯的侧壁直接接触配合在一起；各定子齿的另一部分端部和第二铁芯的侧壁之间通过凸缘和凹槽配合在一起；所述第一铁芯、第二铁芯被配置为：当第一铁芯和第二铁芯装配在一起时，第二铁芯的侧壁封闭各定子槽的开口。

可选地，所述定子齿端部的中部区域和第二铁芯侧壁的相应位置通过凸缘和凹槽配合在一起；定子齿端部除中部区域以外的部分直接与第二铁芯的侧壁接触配合在一起。

可选地，所述凸缘均设置在定子齿的端部，所述凸缘从定子齿端部的位置径向朝第二铁芯的方向延伸；所述凹槽设置在第二铁芯侧壁的相应位置。

可选地，所述凹槽均设置在定子齿的端部；所述凸缘设置在第二铁芯侧壁的相应位置。

可选地，所述各定子齿中：至少一个定子齿的端部设置有凸缘，其余定子齿的端部均设置有凹槽；所述第二铁芯的侧壁上对应定子齿端部的凸缘位置设置有凹槽，对应定子齿端部的凹槽位置设置有凸缘。

可选地，所述定子齿端部的凸缘与所述第二铁芯侧壁上的凸缘是倾斜的。

可选地，不同定子齿端部的凸缘、凹槽交替。

可选地，所述凸缘的截面形状为半圆弧形、矩形、正方形、平行四边形、三角形、梯形、U形或者M形；所述凹槽的截面形状与所述凸缘的截面形状相匹配。

可选地，所述各定子齿均匀的分布在所述第一铁芯的外圈上，所述第二铁芯装配在所述第一铁芯的外部；

或者，所述各定子齿均匀的分布在所述第一铁芯的内圈上，所述第二铁芯装配在所述第一铁芯的内部。

根据本实用新型的第二个方面，提供了一种电机定子，包括上述任一项所述的定子铁芯。

根据本实用新型的第三个方面，提供了一种电机，包括上述的电机定子。

本实用新型实施例提供的定子铁芯，可以通过装配的方式实现定子槽的敞开或者封闭，该结构设计能有效降低或者避免齿槽效应。在生产中可以实现采用自动绕线设备对定子齿进行绕线组装，利于提高生产效率，还可以降低生产成本和提升产品性能。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型实施例提供的一种定子铁芯的立体图。

图2是图1的主视图。

图3是图2中第一铁芯的结构示意图。

图4是图2中第二铁芯的结构示意图。

图5是本实用新型实施例提供的一种定子铁芯的主视图。

图6是图5中第一铁芯的结构示意图。

图7是图5中第二铁芯的结构示意图。

图8是本实用新型实施例提供的另一种定子铁芯的主视图。

图9是本实用新型实施例提供的又一种定子铁芯的主视图。

图10是本实用新型实施例提供的又一种定子铁芯的主视图。

附图标记说明。

1-第一铁芯，2-第二铁芯，11-定子齿，12-定子槽，3-凸缘，4-凹槽，5-定子冲片。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实用新型实施例提供的定子铁芯，可应于电机内，特别是应用于永磁体同步电机内，能够有效降低，甚至避免出现“齿槽效应”。而且具有定子绕线方便的特点。

本实用新型实施例提供了一种定子铁芯，参考图1和图2所示，包括第一铁芯1和第二铁芯2，在该第一铁芯1上沿周向分布有多个朝向第二铁芯2伸出的且用于预先缠绕线圈的定子齿11，相邻的两个定子齿11之间形成有具有开口的定子槽12。其中，各定子齿11的部分端部与第二铁芯2的侧壁直接接触配合在一起，各定子齿11的另一部分端部和第二铁芯2的侧壁之间通过凸缘3和凹槽4配合在一起。第一铁芯1、第二铁芯2被配置为：当第一铁芯1和第二铁芯2装配在一起时，第二铁芯2的侧壁封闭各定子槽12的开口，此时各定子槽12可以形成闭口结构。

在上述定子铁芯的结构中，第一铁芯1和第二铁芯2均呈环状结构，且在形状上相互配合，以便于能顺利的装配在一起。

本实用新型实施例提供的定子铁芯，具有结构简单的特点。其中，第一铁芯1和第二铁芯2设计为可分离式的结构，即第一铁芯1和第二铁芯2既可以彼此分离，也可以通过组装的方式将两者装配在一起。具体地，当第一铁芯1和第二铁芯2彼此分离时，第一铁芯1上的各定子槽12均为开口结构，这样的设计便于采用自动绕线设备预先在各定子齿11上绕制定子绕组(线圈)，解决了现有闭口定子槽存在的自动绕线困难的问题。而当第一铁芯1和第二铁芯2被装配在一起时，第二铁芯2的侧壁能用于将第一铁芯1上的各定子槽12的开口封闭起来，此时第一铁芯1上的各定子槽12形成闭口结构，这样的设计在使用中能够有效避免出现“齿槽效应”。

第一铁芯1和第二铁芯2之间形成一种可拆卸式的连接关系，使得第一铁芯1和第二铁芯2的拆卸和组合装配都比较方便。尤其是在对各定子齿11绕制定子绕组时，可以实现自动化绕制，具有生产效率高以及绕线一致性好等诸多优点，可以有效地提升产品的性能。

其中，为了能将第一铁芯1和第二铁芯2稳固的装配在一起，参考图2，在定子齿11端部的中部区域和第二铁芯2侧壁的相应位置通过凸缘3和凹槽4配合在一起，定子齿11端部除中部区域以外的部分直接与第二铁芯2的侧壁接触配合在一起。采用该设计可以使第一铁芯1的各定子齿11与第二铁芯2紧密配合在一起。而且可以减少两者对接的尺寸，增大定子槽的容积，这样可以缠绕更多的定子绕组(线圈)，能提升产品的性能。

可选地，参考图3和图4，凸缘3均设置在定子齿11的端部，凸缘3从定子齿11端部的位置径向朝第二铁芯2的方向延伸；凹槽4设置在第二铁芯2侧壁的相应位置。具体来说，各定子齿11的端部均设置有凸缘3，在第二铁芯2的侧壁上相对应各定子齿11上凸缘3的位置设置有与各凸缘3成对匹配的凹槽4，此时通过将各定子齿11上的凸缘3卡入第二铁芯2侧壁上的各凹槽4内，即可实现第一铁芯1和第二铁芯2之间的配合连接，该连接方式简单、易于实现。

可选地，凹槽4均设置在定子齿11的端部，凸缘3设置在第二铁芯2侧壁的相应位置。具体来说，各定子齿11的端部均设置有凹槽4，在第二铁芯2的侧壁上相对应各定子齿11上凹槽4的位置设置有与各凹槽4成对匹配的凸缘3，通过将第二铁芯2侧壁上的各凸缘3卡入各定子齿11上的凹槽4内，即可实现第一铁芯1和第二铁芯2之间的配合连接。

可选地，在各定子齿11中：至少一个定子齿11的端部设置有凸缘3，其余定子齿11的端部均设置有凹槽4；第二铁芯2的侧壁上对应定子齿11端部的凸缘3位置设置有凹槽4，对应定子齿11端部的凹槽4位置设置有凸缘3。具体来说，在第一铁芯1的一部分定子齿11端部设置凸缘3，而在另一部分定子齿11端部设置凹槽4，此时在第二铁芯2的侧壁上相对应的设置凹槽4和凸缘3。该连接方式利于使第一铁芯1和第二铁芯2之间实现稳固装配。

可选地，参考图5和图6，在第一铁芯1上，不同定子齿11端部的凸缘3、凹槽4呈交替设置。参考图7，在第二铁芯2的侧壁上相对应定子齿11上凸缘3的位置设置有与凸缘3成对匹配的凹槽4，且在第二铁芯2的侧壁上相对应定子齿11上凹槽4的位置设置有与凹槽4成对匹配的凸缘3。采用该交替方式也可以使第一铁芯1和第二铁芯2稳固的装配在一起。

参考图9，定子齿11端部的凸缘3与第二铁芯2侧壁上的凸缘3可以是倾斜的。

上述的各装配方式均较为简单、实现起来比较容易且不会增加制造成本。

其中，参考图4、图6以及图7，凸缘3的截面形状可以呈矩形。参考图8，凸缘3的截面形状可以呈半圆弧形。参考图10，凸缘3的截面形状可以呈M形。当然，凸缘3的截面形状还可以采用本领域所熟知的其它形状，例如可以采用正方形、三角形、梯形或者U形等，本实用新型对此不作限制。凹槽4的截面形状与凸缘3的截面形状相匹配，以便于凸缘能卡合到凹槽4内。

其中，各定子齿11可以均匀的分布在第一铁芯1的内圈上，此时第二铁芯2被装配在第一铁芯1的内部。具体地，各个定子槽12的开口均朝向第一铁芯1径向内端，此时第二铁芯2装配在第一铁芯1的内圈上，可以利用第二铁芯2的侧壁将第一铁芯1上的所有定子槽12的开口全部封闭住，即第二铁芯2的侧壁能够用于封闭第一铁芯1的整个内圈，也就是说通过第二铁芯2可以使第一铁芯1的内圈的圆周面完全封闭。通过这种配合方式，第一铁芯1上的各个定子槽12能形成一种可降低齿槽效应的闭口式结构。

其中，各定子齿11还可以均匀的分布在第一铁芯1的外圈上，此时第二铁芯2被装配在第一铁芯1的外部。具体地，各定子槽12的开口均朝向第一铁芯1径向外端，此时第二铁芯2被装配在第一铁芯1的外圈上，可以利用第二铁芯2的侧壁将第一铁芯1上的各定子槽12的开口全部封闭住，即第二铁芯2的侧壁能够用于封闭第一铁芯1的整个外圈，也就是说通过第二铁芯2可以使第一铁芯1的外圈的圆周面完全封闭。在使用中，定子槽12闭口这种形式能有效的降低或者避免齿槽效应，有利于电机运行的平稳性。

当第一铁芯1和第二铁芯2装配在一起后，第二铁芯2的侧壁用于封闭各定子槽12的开口。当各定子槽12的开口被封闭后，相当于形成了闭口定子槽，在使用中可以有效减少气隙磁阻，降低齿槽效应，利于使电机平稳的运转。

其中，在第一铁芯1上，相邻的两个定子齿11之间形成可供定子绕组穿过的定子槽12。定子齿11和定子槽12的形状可以根据实际需求灵活选择，只需要保证定子槽12的槽底厚度较薄即可，这样的设计可以有效减少漏磁通的现象，应用于电机后能提高电机的性能，保证电机平稳的运行。

参考图1，第一铁芯1和第二铁芯1分别由多片定子冲片5叠压而成。这样的设计方式便于第一铁芯1和第二铁芯2的生产和加工。当第一铁芯1和第二铁芯2装配在一起后，可以看出形成层叠式的结构。

其中，形成第一铁芯1的定子冲片为环状结构，形成第二铁芯2的定子冲片也成环状结构。

其中，在进行叠压时，多片定子冲片5之间可以采用紧固件进行固定，紧固件例如可以采用铆钉、螺钉等。另外，多片定子冲片5之间也可以采用焊接的方式结合在一起。当然，多片定子冲片5之间也可以采用本领域熟知的其它方式结合在一起，本实用新型对此不做限制。

其中，定子冲片5可以采用冷轧硅钢片或者热轧硅钢片。这样的设计可以有效减少涡流损耗和磁滞损耗，降低铁芯发热的情况。当硅钢片的厚度较薄时，可以显著减小涡流损耗，降低铁芯发热，但是也不易过薄，否则不易加工，会增加生产成本。

另一方面，本实用新型还提供了一种电机定子，该电机定子包括如上所述的定子铁芯。其中，定子铁芯被配置为在第一铁芯1的定子齿11上预先绕制有定子绕组(线圈)。本实用新型提供的电机定子，可以将定子绕组直接绕制在定子齿11上，具有绕制方便、快速的特点。

在本实用新型的一个具体实施方式中，在第一铁芯1的定子齿11的外壁上设置有绕线槽，可以在该绕线槽内缠绕定子绕组。其中，定子绕组可以采用铜线圈绕组，当然，也可以采用本领域所熟知的其它材质的定子绕组。

上述的电机定子可以应用于电机中，特别是可应用于永磁体同步电机中。该电机定子可以提高永磁体同步电机的气隙磁密，以及避免出现永磁体同步电机的齿槽转矩，最终能有效的提高电机性能。

又一方面，本实用新型实施例还提供了一种电机，该电机包括如上所述的电机定子。在电机中使用了上述的电机定子，从而提高了电机的整体性能。该电机可用于电动汽车、机器人以及机电设备等诸多领域中。

根据本实用新型实施例的电机的其它构成部件，例如：转子等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，本实用新型在此不做具体的限定。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。