一种定子拼块式的外转子电机的制作方法

本发明涉及电机，尤其涉及一种定子拼块式的外转子电机。

背景技术：

1、当前，随着低空经济的飞速发展，直驱外转子驱动电机在航空领域的适用场景愈加广泛，需求日益旺盛，制约其发展主要集中在提高电机的性能、提升加工精度以及降低制造成本等方面。而当前国内外发展已相对成熟，极大部分驱动电机仍采用整片硅钢片叠压后一体成型技术，适用于中小型电机，大型电机采用整片硅钢片叠压成型技术的加工性，经济性较差，由此拼块式定子铁芯应运而生。

2、拼块式定子铁芯是将普通定子铁芯分割成数个外形尺寸相等的定子块，各定子块分别嵌入定子座并由上下端板进行轴向固定，这种方式有较高的加工可行性并且可以进行单个定子块的铜线绕组缠绕，大大减少了加工生产成本。

3、电机绕组按铜线类型可分为圆线绕组、扁线绕组，当前国内外圆线绕组技术发展非常成熟，圆线绕组电机使用的是传统的圆形截面的导线来构造电机的线圈。当电流通过这些线圈时，产生的磁场使电机转子转动。由于其结构简单，圆线绕组电机通常具有较高的效率和可靠性。因简单可靠的结构，圆线绕组电机广泛应用于各种通用场合，如家电、电动工具等。其优点为结构简单、制造容易、成本低、维护方便。其优点为制作简单，线性误差小，容易控制电机的空间分布和磁场分布。同时，圆线之间的间隙较小，线圈之间的衔接性好，抗干扰性能强。然而，由于圆线之间间隔小，因此导致了有效填充因数的降低，从而导致了电机的能量利用率较低。圆线绕组由于线圈间隔较小，导致对实际的绕组和磁路的容差要求较高，加工难度大，所需铜线总长度较大，产生高成本。

4、扁线绕组技术是近几年随新能源汽车永磁同步电机技术发展而快速发展起来的，扁线绕组电机则使用扁平形状的导线（也称为矩形或扁线）来构造线圈。这种设计让线圈可以更紧密地排列，提高了电机的功率密度。当电流通过这些线圈时，产生的磁场让电机转子转动。由于高功率密度和效率，特别适合于需要高性能的应用场景，如电动汽车、无人机、高速机床等。此外，扁线绕组结构中的线圈与线圈之间的距离较大，由此产生了更低的漏电感应和低电压失真。

5、扁线绕组按绕线形式可分为发卡绕组、平绕绕组、立绕绕组。

6、目前扁线电机均使用发卡绕组和平绕绕组进行扁线缠绕，这种缠绕方式相对复杂，仅能够使用设备将每匝铜线成型后进行整体绕组焊接，无法单次将每块拼块铁芯绕组成形，且成本高，不利于后期维护。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供定子拼块式的外转子电机，解决了传统电机中线圈绕组的填充因数降低、成本高的技术问题。

2、本发明提供一种定子拼块式的外转子电机，包括转子以及定子，所述定子包括定子座、可拆卸连接于所述定子座的若干定子拼块以及绕设于所述定子拼块的扁线绕组，所述扁线绕组采用扁线立绕的方式绕设于所述定子拼块。

3、本发明定子拼块式的外转子电机的进一步改进在于，所述定子座的侧壁间隔开设有若干插槽，所述定子拼块对应所述插槽的位置设置有凸台，所述凸台开设有沿轴向方向延伸的第二通孔，所述定子拼块的顶面和底面设置有定子端块，所述定子端块远离所述定子拼块的侧面呈弯弧状，所述扁线绕组绕设于所述定子端块，所述凸台能够插设于所述插槽。

4、本发明定子拼块式的外转子电机的进一步改进在于，所述插槽为燕尾槽，所述凸台为燕尾凸台；

5、所述定子座远离所述转子的侧面向外凸伸以形成限位台，所述定子拼块抵接于所述限位台；

6、所述定子座靠近所述转子的侧面开设有第一螺纹孔，所述定子座上设置有限位环，所述限位环对应所述第一螺纹孔的位置开设有第一通孔，所述第一通孔和所述第一螺纹孔通过第一螺栓连接。

7、本发明定子拼块式的外转子电机的进一步改进在于，所述定子拼块包括首部、绕设部以及尾部，所述首部、绕设部和尾部呈工字形连接，相邻两个所述定子拼块的首部拼接连接，所述首部、绕设部和尾部围设形成u型线槽，所述u型线槽内设置有绝缘纸，所述扁线绕组缠绕于所述绕设部并贴合于所述绝缘纸。

8、本发明定子拼块式的外转子电机的进一步改进在于，所述首部的一端形成有首部弧形台且另一端形成有首部弧形槽。

9、本发明定子拼块式的外转子电机的进一步改进在于，若干所述扁线绕组之间通过u相铜排、v相铜排以及w相铜排连接，所述u相铜排、v相铜排和w相铜排位于所述定子座的同侧。

10、本发明定子拼块式的外转子电机的进一步改进在于，所述转子包括电机轴、电机上盖以及转子外壳，所述定子还包括电机下盖，所述定子座连接于所述电机下盖，若干所述定子拼块的外侧围设有套筒，所述套筒对应于所述转子外壳的内侧壁，所述转子外壳的内侧壁间隔设置有磁钢，所述电机轴连接有球轴承，所述球轴承连接于所述定子座。

11、本发明定子拼块式的外转子电机的进一步改进在于，所述定子座靠近所述电机下盖的位置设置有连接柱，所述连接柱开设有第二螺纹孔，所述电机下盖开设有第三螺纹孔，通过第二螺栓螺合于对应的第二螺纹孔和第三螺纹孔，以固定连接所述电机下盖和所述定子座。

12、本发明定子拼块式的外转子电机的进一步改进在于，所述套筒为碳纤维材质。

13、本发明定子拼块式的外转子电机的进一步改进在于，所述电机下盖对应所述电机轴的位置设置有磁性块，所述电机下盖对应所述磁性块的位置设置有磁性编码器。

14、本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

15、1)采用定子拼块和扁线立绕形式，不仅能够极大提高电机经济性，降低制造与维护成本，利于后期通过专用设备进行大批量规模生产。

16、2)采用立绕形式的扁线绕组形式可一次缠绕成型，降低生产成本，优化生产工艺。

17、3)由于采用立绕形式，绕组成腰形圆形式，能够有效传递热量，提高散热效率。

18、4)定子拼块与扁线绕组的间隙采用定子端块固定，有效提高电机整体抗震动性能。

19、5)定子拼块的结构降低铁芯整体重量、提高电机扭矩密度与功率密度。

20、6）定子拼块和扁线绕组的形式使得电机绕组间隙大，可以采用离心风扇直接冷却散热，提升散热性能。

21、7）通过环绕式星型长跨线的铜排进行各扁线绕组连接，能够有效降低端高，进而降低电机整体体积，并且由于处在扁线绕组与散热片之间，能够有效提高电机整体散热效率。

22、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。

技术特征：

1.一种定子拼块式的外转子电机，其特征在于，包括转子以及定子，所述定子包括定子座、可拆卸连接于所述定子座的若干定子拼块以及绕设于所述定子拼块的扁线绕组，所述扁线绕组采用扁线立绕的方式绕设于所述定子拼块。

2.根据权利要求1所述的定子拼块式的外转子电机，其特征在于，所述定子座的侧壁间隔开设有若干插槽，所述定子拼块对应所述插槽的位置设置有凸台，所述凸台开设有沿轴向方向延伸的第二通孔，所述定子拼块的顶面和底面设置有定子端块，所述定子端块远离所述定子拼块的侧面呈弯弧状，所述扁线绕组绕设于所述定子端块，所述凸台能够插设于所述插槽。

3.根据权利要求2所述的定子拼块式的外转子电机，其特征在于，所述插槽为燕尾槽，所述凸台为燕尾凸台；

4.根据权利要求1所述的定子拼块式的外转子电机，其特征在于，所述定子拼块包括首部、绕设部以及尾部，所述首部、绕设部和尾部呈工字形连接，相邻两个所述定子拼块的首部拼接连接，所述首部、绕设部和尾部围设形成u型线槽，所述u型线槽内设置有绝缘纸，所述扁线绕组缠绕于所述绕设部并贴合于所述绝缘纸。

5.根据权利要求4所述的定子拼块式的外转子电机，其特征在于，所述首部的一端形成有首部弧形台且另一端形成有首部弧形槽。

6.根据权利要求1所述的定子拼块式的外转子电机，其特征在于，若干所述扁线绕组之间通过u相铜排、v相铜排以及w相铜排连接，所述u相铜排、v相铜排和w相铜排位于所述定子座的同侧。

7.根据权利要求1所述的定子拼块式的外转子电机，其特征在于，所述转子包括电机轴、电机上盖以及转子外壳，所述定子还包括电机下盖，所述定子座连接于所述电机下盖，若干所述定子拼块的外侧围设有套筒，所述套筒对应于所述转子外壳的内侧壁，所述转子外壳的内侧壁间隔设置有磁钢，所述电机轴连接有球轴承，所述球轴承连接于所述定子座。

8.根据权利要求7所述的定子拼块式的外转子电机，其特征在于，所述定子座靠近所述电机下盖的位置设置有连接柱，所述连接柱开设有第二螺纹孔，所述电机下盖开设有第三螺纹孔，通过第二螺栓螺合于对应的第二螺纹孔和第三螺纹孔，以固定连接所述电机下盖和所述定子座。

9.根据权利要求7所述的定子拼块式的外转子电机，其特征在于，所述套筒为碳纤维材质。

10.根据权利要求7所述的定子拼块式的外转子电机，其特征在于，所述电机下盖对应所述电机轴的位置设置有磁性块，所述电机下盖对应所述磁性块的位置设置有磁性编码器。

技术总结
本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种定子拼块式的外转子电机，包括转子以及定子，所述定子包括定子座、可拆卸连接于所述定子座的若干定子拼块以及绕设于所述定子拼块的扁线绕组，所述扁线绕组采用扁线立绕的方式绕设于所述定子拼块。本发明提供定子拼块式的外转子电机，解决了传统电机中线圈绕组的填充因数降低、成本高的技术问题。

技术研发人员：李岷舣,张同同,杨晶晶,田忠运,张泽
受保护的技术使用者：天津市松正电动科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/7