一种定子冲片、定子铁芯以及电机

摘要

本发明涉及电机技术领域，并公开了一种定子冲片、定子铁芯以及电机。定子铁芯通过多个定子冲片模块拼接成圆环形，每个定子冲片模块由多片定子冲片堆叠铆接而成，定子冲片包括左右并列设置的第一折片和第二折片，在水平投影下，第一折片和第二折片组合形成V形，所述第一折片包括第一轭部和第一齿部；所述第二折片包括第二轭部和第二齿部；所述第一折片上设置有拼接耳片，所述第二折片上设置有与所述拼接耳片的形状相适配的拼接槽口。与现有的平面齿相比，通过第一齿部和第二齿部围成一个V形的定子齿部结构，增加了定子齿部的表面积，进而降低了定子的齿磁通密度，大大降低了电机的铁损和噪音，降低了电机的温升。

权利要求

1.一种定子冲片，其特征在于，包括左右并列设置的第一折片和第二折片，在水平投影下，第一折片和第二折片组合形成V形，所述第一折片包括第一轭部和第一齿部；所述第二折片包括第二轭部和第二齿部；所述第一折片远离第二折片的侧边上设置有拼接耳片，所述第二折片远离第一折片的侧边上设置有与所述拼接耳片的形状相适配的拼接槽口，所述第一折片和第二折片的连接处开设有若干个铆接口。

2.根据权利要求1所述的定子冲片，其特征在于，所述第一折片和第二折片之间形成第一夹角，所述第一夹角为60°179°。

~

3.根据权利要求1所述的定子冲片，其特征在于，所述拼接耳片为圆弧状，所述拼接槽口为与拼接耳片的形状相适配的圆弧槽口。

4.根据权利要求2所述的定子冲片，其特征在于，所述拼接耳片与第一轭部之间形成第二夹角，第二夹角为第一夹角的补角。

5.根据权利要求1所述的定子冲片，其特征在于，所述第一轭部和第二轭部的顶部均设有焊接凹口。

6.根据权利要求1所述的定子冲片，其特征在于，所述第一折片和第二折片通过一体折弯成型，所述第一折片和第二折片均为平直的片体。

7.一种定子铁芯，其特征在于，通过多个定子冲片模块拼接成圆环形，每个定子冲片模块由多片如权利要求1‑6任一项的所述定子冲片堆叠铆接而成。

8.一种电机，其特征在于，包括如权利要求7所述的定子铁芯。

说明书

一种定子冲片、定子铁芯以及电机

技术领域

[0001] 本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种定子冲片、定子铁芯以及电机。

背景技术

[0002] 永磁同步电机以其控制性能好、功率密度高、节能等特点，已经在各行各业中得到广泛的应用，当永磁同步电机的定子部分通入三相交流电后，定子电枢会产生空间磁场，它
与永磁体转子相互作用，产生与定子旋转磁场旋向相同的电磁转矩输出，当输出的转矩超
过转子的摩擦转矩以及永磁体的阻尼转矩时，电机便开始向外做功，并不断地加速直至同
步。在电机设计时，需要严格控制各部分的磁通密度不能超标，否则会引发噪音、铁耗、温升
等问题，尤其是定子齿部的磁密疏密程度，定子齿部的磁通密度越高，电机的噪音、铁耗以
及温升就越高，传统的定子齿部的轴向端面一般为平面，如何在整体定子内外径尺寸、以及
定子的槽型不变的情况下减低磁密，配以缩短气隙和使用高牌号的磁钢，从而提高功率密
度，优化成本结构，成为需要突破的难题。

发明内容

[0003] 鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种定子冲片、定子铁芯以及电机，旨在改进现有的定子齿部结构，在整体定子内外径尺寸、以及定子的槽型不变的
情况下减低定子齿部的磁密密度。

[0004] 为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

[0005] 一种定子冲片，包括左右并列设置的第一折片和第二折片，在水平投影下，第一折片和第二折片组合形成V形，所述第一折片包括第一轭部和第一齿部；所述第二折片包括第
二轭部和第二齿部；所述第一折片远离第二折片的侧边上设置有拼接耳片，所述第二折片
远离第一折片的侧边上设置有与所述拼接耳片的形状相适配的拼接槽口，所述第一折片和
第二折片的连接处开设有若干个铆接口。

[0006] 作为上述技术方案的进一步改进，所述第一折片和第二折片之间形成第一夹角，所述第一夹角为60°179°。
~

[0007] 作为上述技术方案的进一步改进，所述拼接耳片为圆弧状，所述拼接槽口为与拼接耳片的形状相适配的圆弧槽口。

[0008] 作为上述技术方案的进一步改进，所述拼接耳片与第一轭部之间形成第二夹角，第二夹角为第一夹角的补角。

[0009] 作为上述技术方案的进一步改进，所述第一轭部和第二轭部的顶部均设有焊接凹口。

[0010] 作为上述技术方案的进一步改进，所述第一折片和第二折片通过一体折弯成型，所述第一折片和第二折片均为平直的片体。

[0011] 本发明还提供一种定子铁芯，通过多个定子冲片模块拼接成圆环形，每个定子冲片模块由多片上述的定子冲片堆叠铆接而成。

[0012] 本发明还提供一种电机，包括上述的定子铁芯。

[0013] 有益效果：

[0014] 与现有技术相比，本发明提供的定子铁芯通过多个定子冲片模块拼接成圆环形，每个定子冲片模块由多片上述的定子冲片堆叠铆接而成，本发明提供的定子铁芯维持与现
有的定子铁芯内外径尺寸、以及定子的槽型相同的情况下，创新性地将定子齿部向内弯折，
通过第一齿部和第二齿部围成一个V形的定子齿部结构，相较于平面齿结构，增加了定子齿
部的表面积，进而降低了定子的齿磁通密度，相应地气隙磁密也能大大降低，大大降低了电
机的铁损和噪音，降低了电机的温升。为了能够完全利用材料，恢复到降低定子的齿磁通密
度前的最合理区间（1.7T‑1.8T）和气隙磁密的最合理区间（0.7T‑0.87T）。则可以通过缩短
定转子之间气隙长度或者启用更高牌号的磁钢，并且结合采用缩短电机的轴向长度的方式
来互补达到平衡，即缩短定转子和磁钢的轴向长度的方式，使降低的磁通密度恢复至与现
有定子的齿磁通密度值相同（现有定子的齿磁通密度值在最合理区间中），由于缩短了电机
的轴向长度，不仅使电机更紧凑轻巧，还能降低电机的材料成本，尤其是磁钢、铜线、硅钢片
等决定性能的有效材料，价值高的原材料更为突出，提高企业效益。

附图说明

[0015] 图1为定子冲片的立体图。

[0016] 图2为定子冲片的主视图。

[0017] 图3为定子冲片模块的立体图。

[0018] 图4为定子铁芯的立体图。

[0019] 图5为图4中L区域的局部放大图。

[0020] 图6为定子铁芯的主视图。

[0021] 主要元件符号说明：1‑第一折片、11‑第一轭部、12‑第一齿部、2‑第二折片、21‑第二轭部、22‑第二齿部、31‑拼接耳片、32‑拼接槽口、4‑铆接口、5‑焊接凹口、A‑第一夹角、B‑
第二夹角、6‑定子冲片、7‑定子冲片模块、8‑定子铁芯。

具体实施方式

[0022] 本发明提供一种定子冲片、定子铁芯以及电机，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所
描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

[0023] 永磁同步电机的磁感线一般经过定子轭部、定子齿部、气隙、磁钢、转子铁芯形成回路。由于现有的定子铁芯一般多片平面的硅钢片压制而成，因此定子铁芯的轭部和齿部
的轴向端面均为平面，可供磁感线通过的空间较小，从而导致定子的齿磁密和气隙磁密较
高，从而永磁同步电机的噪音、铁耗以及温升也较高，造成永磁同步电机的性能效率衰减损
耗，为了补偿性能效率损耗，通常采用增长定转子和磁钢的轴向长度的方式，这样不仅会增
加电机的材料成本，还会造成电机的体积过长，不利于实际安装。

[0024] 故此，本发明提供一种定子冲片6，请参阅图1和图2，以定子冲片6作为最基础的零部件，通过多片定子冲片6拼接成圆环形的定子铁芯8，所述定子冲片6包括左右并列设置的
第一折片1和第二折片2，在水平投影下，第一折片1和第二折片2组合形成V形，所述第一折
片1包括第一轭部11和第一齿部12；所述第二折片2包括第二轭部21和第二齿部22；所述第
一折片1远离第二折片2的侧边上设置有拼接耳片31，所述第二折片2远离第一折片1的侧边
上设置有与所述拼接耳片31的形状相适配的拼接槽口32，所述第一折片1和第二折片2的连
接处开设有若干个铆接口4。

[0025] 需要理解的是，定子冲片6通过硅钢冲压工艺加工而成，即所述第一折片1和第二折片2通过一体折弯成型，所述第一折片1和第二折片2均为平直的片体。与现有技术相比，
采用本发明提供的定子冲片6组成的定子铁芯8维持与现有的定子铁芯8内外径尺寸、以及
定子的槽型相同的情况下，即轴向投影下，在本发明提供的定子齿部（第一齿部和第二齿部
的总宽度）与现有电机的定子齿部的宽度保持相同。相较于现有的定子齿部的表面积，本发
明创新性地将定子齿部向内弯折，通过第一齿部12和第二齿部22围成一个V形的定子齿部
结构，从而增加了定子齿部的表面积，进而降低了定子的齿磁通密度，相应地气隙磁密也能
大大降低，大大降低了电机的铁损和噪音，降低了电机的温升。

[0026] 一般情况下，定子齿部的磁通密度控制在1.7T‑1.8T是最合理的区间，气隙磁密控制在0.7T‑0.8T是最合理的区间。为了能够完全利用材料，恢复到降低定子的齿磁通密度前
的最合理区间（1.7T‑1.8T）和气隙磁密的最合理区间（0.7T‑0.87T）。则可以通过缩短定转
子之间气隙长度或者启用更高牌号的磁钢（例如:N38SH,调整到N42SH，磁钢牌号此处只用
做举例用，但不限于此举例的磁钢），调整到降低前的齿磁通密度，即上述所提控制在1.7T‑
1.8T的最合理的区间。需要理解的是，定转子之间的气隙长度缩短后主磁通量会提高，同理
采用高牌号磁钢的剩磁量较高，因此需要结合采用缩短电机的轴向长度的方式来互补达到
平衡，即缩短定转子和磁钢的轴向长度的方式，使降低的磁通密度恢复至与现有定子的齿
磁通密度值相同（现有定子的齿磁通密度值在最合理区间中），由于缩短了电机的轴向长
度，不仅使电机更紧凑轻巧，还能降低电机的材料成本，尤其是磁钢、铜线、硅钢片等决定性
能的有效材料，价值高的原材料更为突出，提高企业效益。

[0027] 另外，为了降低定子铁芯的加工难度，采用多片定子冲片组装的技术方案，作为定子铁芯的唯一的零部件，组装简易，大大简化了简化定子铁芯的生产工序，进一步降低定子
铁芯的生产成本，解决多种零部件的开模生产成本。

[0028] 具体的，所述第一折片1和第二折片2之间形成第一夹角A，即第一夹角A可以理解为折弯角度，定子冲片的折弯角度A取决于实际需求的定子齿部宽度，所述第一夹角A为60°
179°。在本实施例中，所述定子的齿宽为11mm，所述第一夹角A为120°。原来定子折片的表
~
面积是98606 mm²，改成后的表面积为113707.68 mm²，两者轴向投影的形状相同，但导磁面
积增大了至少15%，可以理解为，折弯角度A越小，导磁面积就增加越多。

[0029] 进一步的，所述拼接耳片31为圆弧状，所述拼接槽口32为与拼接耳片31的形状相适配的圆弧槽口。所述圆弧槽口可以是优圆弧、劣圆弧或者是半圆的一种。通过这样设置，
圆弧状的拼接耳片轴向嵌入圆弧槽口后，形成周向的咬合力，确保连接有效，不会松散，两
个定子冲片只能对轴向相对运动才能分离。

[0030] 优选的，所述拼接耳片31与第一轭部11之间形成第二夹角B，第二夹角B为第一夹角A的补角。通过这样设置，定子冲片6的拼接耳片31嵌入所需拼接的定子冲片6的拼接槽口
32中，拼接耳片31与第二折片2齐平，一方面确保相邻两个定子冲片模块7对接紧密，不可分
离，另一方面防止拼接耳片31凸出对磁通量造成阻挡。

[0031] 请参阅图3和图6，本发明还提供一种定子铁芯8，通过多个定子冲片模块7拼接成圆环形，每个定子冲片模块7由多片上述任意实施方式的定子冲片6堆叠铆接而成，从附图4
和图5中可以直观的获知定子铁芯8的齿部为V型结构，为了便于说明，将该结构的定子铁芯
8的齿部定义为V型齿，现有定子铁芯的齿部定义为平面齿。

[0032] 实际上，为了进一步确保压铆成形的定子冲片模块7在使用过程中定子冲片6不会发生松开，保证可靠的紧密性，定子冲片6的第一轭部11和第二轭部21的顶部均设有焊接凹
口5，当多片定子冲片6压铆成定子冲片模块7后，定子冲片模块7上就形成两道由焊接凹口5
组成的焊接槽道51，通过激光焊接方式，在两道焊接槽道51上加工焊缝，确保定子冲片模块
7中的定子冲片6紧密结合。

[0033] 定子冲片模块7上形成由多片拼接耳片31叠组而成的拼接凸道33和由多个拼接槽口32叠组而成的拼接凹槽34，本发明例中的定子铁芯8由48个定子冲片模块7组成，定子铁
芯8拼接时，定子冲片模块7上的拼接凸道33沿轴向嵌入在另一个定子冲片模块7上的拼接
凹槽34中，即可完成快捷对接，其余的定子冲片模块7按照上述拼接方式进行组装，以下不
再赘述，完后拼接的定子铁芯8还需热套机壳进行固定。

[0034] 定子铁芯8在内外径尺寸、以及定子的槽型相同的情况下，V型齿相比与平面齿的表面积增大了，可以提供为供磁感线通过的空间增大了，从而降低了定子的齿磁通密度，相
应地气隙磁密也能大大降低，大大降低了电机的铁损和噪音，降低了电机的温升。配合缩短
气隙长度和调整磁钢牌号，继而通过缩短定转子和磁钢的轴向长度的方式，使降低的磁通
密度恢复至与现有定子的齿磁通密度值相同（现有定子的齿磁通密度值在最合理区间中），
由于缩短了电机的轴向长度，不仅使电机更紧凑轻巧，还能降低电机的材料成本，提高企业
效益。

[0035] 本发明还提供一种电机，本发明实施例的电机包括本发明上述实施方式的定子铁芯。并且该电机具备上述定子铁芯的所有优点。

[0036] 为了进一步验证电机的工作效果，分别对现有电机和改进后的电机进行实验测试，表1为现有的电机在额定转速下，各负载率的效率分析表，现有的电机装配了平面齿的
定子铁芯，且定子铁芯的轴向长度为440mm。

[0037] 表1：

[0038]

[0039] 表2为改进后的电机在额定转速下，各负载率的效率分析表，改进后的电机装配了本发明提供的定子铁芯，且定子铁芯的轴向长度为350mm。

[0040] 表2:

[0041]

[0042] 表3为现有的电机在额定转速下和额定负载下的温升分析表，现有的电机现有的电机装配了平面齿的定子铁芯，且定子铁芯的轴向长度为440mm。

[0043] 表3：

[0044]

[0045] 表4为改进后的电机在额定转速下和额定负载下的温升分析表，改进后的电机改进后的电机装配了本发明提供的定子铁芯，且定子铁芯的轴向长度为350mm。

[0046] 表4：

[0047]

[0048] 通过分析上表1‑表4可知，改进后的V型齿电机与现有的平面齿电机相比，性能效率和温升情况，数据都十分接近，可以认为两款电机具备同样的工作性能，改进后的V型齿
电机可以取代现有的平面齿电机，由于改进后的V型齿电机的定转子和磁钢的轴向长度相
比现有的平面齿电机的定转子和磁钢的轴向长度缩短了90mm，大大降低了电机的材料成
本，材料成本降低至少16%，电机不仅更轻巧，还能够提高企业的利润。

[0049] 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”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。

[0050] 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，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术
人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0051] 可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。