定子冲片、电机及具有其的压缩机的制作方法

本实用新型涉及机电设备技术领域，尤其涉及一种定子冲片、电机及具有其的压缩机。

背景技术：

现有的车用电动空调压缩机的电机，多采用分数槽集中绕阻电机和转子磁钢内置式电机。这两种电机的反电势波形不是很好，齿槽转矩也很不理想，导致电机振动噪音高，无法满足电动汽车高效、平稳、静音等要求。

现有的车用电机，一方面受汽车上空间限制，需要将体积都尽量做小，这就制约了电机的外径尺寸和定子槽数，使得电机的极数较小。而极数较小就会导致电机齿谐波电动势次数较低、数值较大，这些都会使电机的绕组产生的感应电动势得不到很好的正弦波形，从而增加电机的附加损耗。

另一方面，电机的永磁体和有槽电枢铁芯相互作用，不可避免地产生电机齿槽转矩，导致转矩波动，引起振动和噪声，并且会影响电机的控制精度。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种改进的定子冲片、电机及具有其的压缩机，以降低电机振动和噪音。

本实用新型提供一种定子冲片，其包括冲片主体，冲片主体上设置有用于容纳转子的中心通孔，冲片主体上还设置有沿中心通孔周向间隔均布的多个定子槽，相邻两个定子槽之间形成定子齿，定子齿靠近中心通孔的内圆弧面上设置有n个开槽，且定子齿具有对称齿尖的切屑，n为质数。

定子冲片的中心通孔用于容纳电机的转子，从而实现定子与转子配合。定子槽可以为绕组提供空间。定子齿用于绕设绕组，由于在定子齿的内圆弧面上开设有n个开槽，且n为质数，而且定子齿具有对称齿尖的切屑，使得使用该定子冲片形成的定子的电机的电磁结构更加合理，能够在满足体积限制的情况下，使定子结构更优，从而降低电机工作时转矩波动，进而降低振动和噪声，而且这样可以降低电机整体的附加损耗。

可选地，为了改善电动势波形，定子槽的槽数与包含定子冲片的电机的极数的比值为第一比值，第一比值为分数。

如此设置，可以削弱磁极磁场非正弦分布所产生的高次谐波电势，而且可以有效地削弱齿谐波电势的幅值，改善电动势的波形，从而提升电机性能。

可选地，为了兼顾外径尺寸限制和电机性能需求，冲片主体的外径d与内径d的比值为第二比值，第二比值的取值范围为大于或等于1.54，且小于或等于1.57，冲片主体的内径d为定子冲片的圆心到定子齿的内圆弧面的距离。

如此设置，可以保证使用此种定子冲片生产的电机具有较好的性能，而且可以使电机整体的径向尺寸尽量减小。

可选地，为了降低生产成本，开槽为半圆槽，且半圆槽均匀间隔地设置在内圆弧面上。

如此设置，可以使开槽更加方便加工，以降低成本。

可选地，为了获得更好的电机性能，根据电机整体尺寸的不同，n的取值范围为大于或等于3，且小于或等于7；和/或，半圆槽的半径r的取值范围为：0.08mm≤r≤0.12mm。

如此设置，可以在保证定子冲片整体尺寸的情况下，获得较好的电磁结构，从而提升性能。

可选地，为了优化定子结构，定子齿的对称齿尖的切屑的相对两个侧面形成的第一夹角θ的取值为360除以定子槽的槽数。

如此设置，可以削弱反电势谐波，改善齿槽效应。

可选地，为了进一步优化定子结构，所述n个开槽中处于末端的开槽之间形成第二夹角θ1的取值范围为0.3倍的所述第一夹角θ到0.5倍的第一夹角θ，和/或，所述定子齿的内圆弧面的延长线与末端开槽处的圆心沿水平方向延长线之间的第三夹角θ2的取值范围为三分之一倍的所述第二夹角θ1到二分之一倍的所述第二夹角θ1。

如此设置，可以获得较好的电磁性能，降低齿槽转矩，从而降低电机的附加损耗。

所述n个开槽中与处于末端的开槽相邻的次末端开槽之间形成的第二夹角θ1的取值范围为0.3倍的所述第一夹角θ到0.5倍的第一夹角θ，和/或，所述定子齿的内圆弧面的延长线与次末端开槽处的圆心沿水平方向延长线之间的第三夹角θ2的取值范围为三分之一倍的所述第二夹角θ1到二分之一倍的所述第二夹角θ1。

根据本实用新型的另一方面，提供一种电机，其包括定子，定子包括多个层叠设置的、上述的定子冲片。

此种电机可以有效降低齿槽转矩的峰值，提升性能，降低振动和噪音。

根据本实用新型的另一方面，提供一种压缩机，其包括上述的电机。

使用此种电机的压缩机，噪音更低、效能更好。

附图说明

图1为本实用新型实施例的定子冲片的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的定子冲片的定子齿处的局部放大图；

图3为图2中a处的局部放大图；

图4为本实用新型实施例的定子冲片的定子齿的对称齿尖的切屑处的局部放大图；

图5为本实用新型实施例的包含该定子冲片的电机的齿槽转矩与现有技术中的电机的齿槽转矩对比示意图。

主要元件符号说明

1、冲片主体；2、中心通孔；3、定子槽；4、定子齿；41、内圆弧面；42、开槽；43、对称齿尖的切屑；5、工艺槽。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-图4所示，根据本实用新型的实施例提供了一种定子冲片，该定子冲片包括冲片主体1，冲片主体1上设置有用于容纳转子的中心通孔2，冲片主体1上还设置有沿中心通孔2周向间隔均布的多个定子槽3，相邻两个定子槽3之间形成定子齿4，定子齿4靠近中心通孔2的内圆弧面41上设置有n个开槽42，且定子齿4具有对称齿尖的切屑43，n为质数。

该定子冲片的中心通孔2用于容纳电机的转子，从而实现定子与转子配合。定子槽3可以为绕组提供空间。定子齿4用于绕设绕组，由于在定子齿4的内圆弧面41上开设有n个开槽42，且n为质数，而且定子齿4具有对称齿尖的切屑43，使得使用该定子冲片形成的定子的电机的电磁结构更加合理，能够在满足体积限制的情况下，使定子结构更优，从而降低电机工作时转矩波动，进而降低振动和噪声，而且这样可以降低电机整体的附加损耗。

在本实施例中，该定子冲片应用于直流无刷电机中，用于形成直流无刷电机的定子。当然，在其他实施例中，该定子冲片也可以应用至其他类型的电机中，本实施例对此不作限制。

可选地，定子槽3的槽数与包含定子冲片的电机的极数的比值为第一比值，第一比值为分数。换而言之，使用该定子冲片加工的电机，其槽数与极数比值为分数。这样可以削弱磁极磁场非正弦分布所产生的高次谐波电势，而且可以有效地削弱齿谐波电势的幅值，改善电动势的波形，此外，减小了因气隙磁导变化引起的每极磁通的脉振幅值，减少了磁极表面的脉振损耗，从而改善了电机性能。

可选地，为了兼顾外径尺寸限制和电机性能需求，冲片主体1的外径d与内径d的比值为第二比值，第二比值的取值范围为大于或等于1.54，且小于或等于1.57，冲片主体1的内径d为定子冲片的圆心到定子齿4的内圆弧面41的距离。第二比值在这一取值范围内能够使定子铁芯做成21mm叠高，保证使用其生产的电机具有较好的性能，而且可以使电机整体的径向尺寸尽量减小。

在本实施例中，为了便于加工，降低生产成本，开槽42为半圆槽，且半圆槽均匀间隔地设置在内圆弧面41上。半圆槽的加工较为方便、加工成本相对较低，且可以减少定子冲片上的应力集中，此外，半圆槽使得电机磁场更加均匀合理，因而有助于提升电机性能。

为了获得更好的电机性能，根据电机整体尺寸的不同，在定子齿4上设置开槽42的数量可以不同，只要保证其为质数即可，第一夹角θ整除后是质数，开槽42越多越均布越有利于齿槽转矩波形和反电势波形。优选地，n的取值范围为大于或等于3，且小于或等于7，例如，为3个、5个或7个等。和/或，半圆槽的半径r的取值范围为：0.08mm≤r≤0.12mm。这种尺寸和数量的半圆槽可以保证在不影响定子冲片的结构可靠性的情况下获得最优的电机性能。

可选地，如图4所示，为了优化电机中定子结构，以提升电机性能，定子齿4的对称齿尖的切屑43的相对两个侧面形成的第一夹角θ(即图4中定子齿4的左侧的对称齿尖的切屑43的端面与右侧的对称齿尖的切屑43的端面之间的夹角)的取值为360除以定子槽3的槽数。换而言之，对称齿尖的切屑满足第一夹角θ＝360/槽数。

可选地，当开槽42的数量n等于3时，n个开槽42中处于末端的开槽42之间形成第二夹角θ1的取值范围为0.3倍的第一夹角θ到0.5倍的第一夹角θ，和/或，定子齿4的内圆弧面41的延长线与末端开槽42处的圆心沿水平方向延长线之间的第三夹角θ2的取值范围为三分之一倍的第二夹角θ1到二分之一倍的第二夹角θ1。

可选地，当开槽42的数量n大于3时，n个开槽42中处于齿尖末端的开槽42，其相邻的次末端开槽42之间形成的第二夹角θ1的取值范围为0.3倍的第一夹角θ到0.5倍的第一夹角θ，和/或，定子齿4的内圆弧面41的延长线与次末端开槽42处的圆心沿水平方向延长线之间的第三夹角θ2的取值范围为三分之一倍的第二夹角θ1到二分之一倍的第二夹角θ1。换而言之，第二夹角θ1＝(0.3～0.5)*θ，θ2＝(1/3～1/2)*θ1。

可选地，在本实施例中，如图1所示，冲片主体1的外周上还设置有工艺槽5，该工艺槽5可以是定子冲片加工过程中的产生的槽，保证定子冲片的同轴度。

根据本实用新型的另一方面，提供一种电机，其包括定子，定子包括多个层叠设置的、上述的定子冲片。使用此定子冲片形成的定子，由于定子冲片的定子齿4的内圆弧面41上设置有质数个开槽42，因而使得形成的定子的结构更加合理，使用其的电机磁场分布更好，可以解决现有的车用电机存在的电机的外径尺寸和定子槽数受到制约，使得电机的极数较小、电机齿谐波电动势次数较低、数值较大，电机的绕组产生的感应电动势得不到很好的正弦波形、电机的附加损耗高的问题。此外，还解决了电机的永磁体和有槽电枢铁芯相互作用，不可避免地产生电机齿槽转矩，导致转矩波动，引起振动和噪声，并且会影响电机的控制精度。

如图5所示，其示出了采用本实用新型的定子冲片形成的电机的齿槽转矩与现有的电机的齿槽转矩的对比图，其中，虚线所示为现有技术中的电机的齿槽转矩(即优化前齿槽转矩)，实现所示为本实用新型的电机的齿槽转矩，从图中可以看出，本实用新型的电机的齿槽转矩的峰值明显降低，电机的性能更好。

根据本实用新型的另一方面，提供一种压缩机，其包括上述的电机。例如，该电机可以是涡旋机械电机，由于该电机的性能更好，振动和噪声均更低，因而可以使得压缩机的效率和性能相应提升，而且可以降低噪音。

该压缩机可以是应用于车辆(例如电动车辆)的空调系统中的涡旋压缩机，或者应用于其他任何适当领域中的压缩机，本实施例对此不作限制。

该压缩机可以应用于电动车辆的空调系统中，或者其他任何适当的领域中，本实施例对此不作限制。

本实施例的定子冲片、电机及压缩机有如下技术效果：

通过在定子齿的内圆弧面上开设质数个数的开槽(如半圆槽)，以及定子齿具有对称齿尖的切屑，使得定子冲片以及其形成的定子具有合理的电磁结构设计，实现对电机定子的优化设计，从而降低电机转矩波动，进而降低车载空调压缩机振动噪声。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围内。