本發(fā)明涉及永磁電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,具體的說,是涉及一種永磁電機(jī)及其定子沖片。
背景技術(shù):
轉(zhuǎn)速在30000r/min~100000r/min左右,功率在100kW左右的高速永磁電機(jī)具有功率密度大、效率高、高速運(yùn)行時(shí)性能優(yōu)勢突出等特點(diǎn),目前已成為國際電工領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。
高速永磁電機(jī)的高轉(zhuǎn)速、高頻附加損耗較大、散熱條件較差,為防止轉(zhuǎn)子過熱造成永磁體不可逆退磁,是需要考慮的一個(gè)重要問題。目前,保護(hù)永磁體的方法通常是在永磁體外面加一高強(qiáng)度非導(dǎo)磁保護(hù)套,永磁體與護(hù)套采用過盈配合。
但是,定子的定子沖片上具有朝向圓心開設(shè)的齒槽,即定子沖片的內(nèi)圈具有開口,使得磁場會(huì)發(fā)生突變,而且護(hù)套為導(dǎo)電體,從而導(dǎo)致會(huì)產(chǎn)生較大的渦流損耗,不利于永磁體的散熱。
因此,如何避免磁場發(fā)生突變,是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明提供了一種定子沖片,避免磁場發(fā)生突變。本發(fā)明還提供了一種具有上述定子沖片的永磁電機(jī)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種永磁電機(jī)的定子沖片,其包括:
環(huán)形的定子沖片齒部,所述定子沖片齒部的外緣具有齒槽,所述齒槽的槽口背向所述定子沖片齒部的軸心線,所述定子沖片齒部的內(nèi)緣為連續(xù)的圓面;
定子沖片軛部,所述定子沖片軛部套設(shè)在所述定子沖片齒部的外緣。
優(yōu)選地,上述的定子沖片中,所述定子沖片軛部為多個(gè)分軛部拼接成的環(huán)形。
優(yōu)選地,上述的定子沖片中,所述齒槽沿所述定子沖片齒部的圓周方向均勻分布多個(gè)。
優(yōu)選地,上述的定子沖片中,所述齒槽為U型槽,相鄰兩個(gè)所述齒槽中貼合的槽壁形成定子齒。
優(yōu)選地,上述的定子沖片中,所述齒槽的槽口的側(cè)壁為與所述槽壁相連的傾斜面,所述傾斜面的傾斜方向?yàn)橛伤霾劭谙蛩霾鄣追较蛳蜻h(yuǎn)離所述槽底的中心線傾斜。
優(yōu)選地,上述的定子沖片中,所述傾斜面與所述槽壁的夾角為120°~150°。
優(yōu)選地,上述的定子沖片中,所述槽口的傾斜面與所述齒槽的外緣通過平直段連接,所述平直段的延長線與所述定子沖片齒部的軸心線相交。
優(yōu)選地,上述的定子沖片中,所述平直段的長度為0.8mm~1.5mm。
優(yōu)選地,上述的定子沖片中,所述定子沖片軛部具有能夠與所述定子齒的自由端配合卡接的燕尾槽。
一種永磁電機(jī),包括定子沖片,其中,所述定子沖片為如上述任一項(xiàng)所述的定子沖片;
所述定子沖片齒部的齒槽內(nèi)設(shè)置有定子繞組,所述定子繞組與所述定子沖片軛部之間設(shè)置有絕緣材料。
經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知,本發(fā)明公開了一種永磁電機(jī)的定子沖片,包括定子沖片齒部和定子沖片軛部,其中,環(huán)形的定子沖片齒部的外緣具有齒槽,齒槽的槽口背向定子沖片齒部的軸心線,而定子沖片齒部的內(nèi)緣為連續(xù)的圓面;上述的定子沖片軛部能夠套設(shè)在定子沖片齒部的外緣,從而組成整個(gè)定子沖片。本申請中將定子沖片的齒槽開設(shè)在外緣,再通過定子沖片軛部的遮擋,而定子沖片齒部的內(nèi)緣則是連續(xù)的圓面,即沒有缺口,避免了磁場發(fā)生突變的問題,減緩了漏磁的問題,從而降低了導(dǎo)電的護(hù)套的渦流損耗。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的定子沖片齒部的截面圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的定子沖片齒部的部分定子齒的截面圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的定子沖片分軛部的截面圖;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的定子沖片另一種分軛部的截面圖;
圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的定子沖片的剖視圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的核心是提供一種定子沖片,避免磁場發(fā)生突變。本發(fā)明的另一核心是提供一種具有上述定子沖片的永磁電機(jī)。
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
如圖1-圖5所示,本發(fā)明公開了一種永磁電機(jī)的定子沖片,包括定子沖片齒部1和定子沖片軛部2,其中,環(huán)形的定子沖片齒部1的外緣(遠(yuǎn)離定子沖片齒部的軸心線的一側(cè)為外緣)具有齒槽11,齒槽11的槽口背向定子沖片齒部1的軸心線,而定子沖片齒部1的內(nèi)緣(靠近定子沖片齒部的軸心線的一側(cè)為內(nèi)緣)為連續(xù)的圓面;上述的定子沖片軛部2能夠套設(shè)在定子沖片齒部1的外緣,從而組成整個(gè)定子沖片。本申請中將定子沖片的齒槽11開設(shè)在外緣,再通過定子沖片軛部2的遮擋,而定子沖片齒部1的內(nèi)緣則是連續(xù)的圓面,即沒有缺口,避免了磁場發(fā)生突變的問題,減緩了漏磁的問題,從而降低了導(dǎo)電的護(hù)套的渦流損耗。
具體的實(shí)施例中,將定子沖片軛部2設(shè)置為分段的結(jié)構(gòu),即由多個(gè)分軛部拼接組成完整的環(huán)形的定子沖片軛部2。在實(shí)際中,定子沖片軛部2與定子沖片齒部1為過渡配合,因此,采用分段的結(jié)構(gòu)方式,可方便定子沖片軛部2的安裝。對于定子沖片軛部2的分段具體分為幾段,以及每段分軛部的尺寸可根據(jù)不同的需要進(jìn)行設(shè)定,例如,扇形的分軛部的圓心角可為90°或60°等,即為四分之一圓環(huán)分軛部21和六分之一圓環(huán)分軛部22,但不論什么角度的配合均在保護(hù)范圍。本申請還保護(hù)了定子沖片軛部2為完整環(huán)形的結(jié)構(gòu)方式,但是,采用整體環(huán)形結(jié)構(gòu)的方式,在將定子沖片軛部2與定子沖片齒部1過渡配合連接在一起時(shí)可能比較浪費(fèi)勞動(dòng)力。但是采用一體式結(jié)構(gòu)的定子沖片軛部2的強(qiáng)度較分段式的強(qiáng)度大,在實(shí)際中,可根據(jù)不同的需要進(jìn)行選擇。
本申請中公開的齒槽11沿定子沖片齒部1的圓周方向均勻分布有多個(gè),本申請中公開的齒槽11的個(gè)數(shù)以及每個(gè)齒槽11的尺寸可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選定,在此不做具體限定。均勻設(shè)置的方式可減小應(yīng)力集中的問題。
優(yōu)選的實(shí)施例中,將齒槽11限定為U型槽,并且相鄰兩個(gè)齒槽11中貼合的槽壁形成定子齒12,即相鄰兩個(gè)齒槽11共用的間隔為定子齒12。本申請中的齒槽11為U型槽可便于在齒槽11內(nèi)放置繞組。具體地,本申請的核心點(diǎn)在于U型槽的開口在定子沖片齒部1的外緣上,而在定子沖片齒部1的內(nèi)緣上沒有開口,使得定子沖片齒部1的內(nèi)緣完整。而對于齒槽11的具體形狀并不是本申請的核心內(nèi)容,因此,核心點(diǎn)的基礎(chǔ)上的任何形狀都在保護(hù)范圍內(nèi)。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上將齒槽11的槽口的側(cè)壁設(shè)置為傾斜面,具體地,該傾斜面與槽壁相連,而傾斜面的傾斜方向?yàn)橛刹劭谙虿鄣追较蛳蜻h(yuǎn)離槽底的中心線傾斜,(本申請中的槽底的中心線如圖1截面圖中U型槽的對稱軸所在線)。采用上述設(shè)置方式可增大槽口處的面積,以提高定子沖片齒部1與定子沖片軛部2的連接穩(wěn)定性。本申請中將槽口的側(cè)壁設(shè)置為傾斜面,但是也不僅限定于傾斜面,在實(shí)際中也可根據(jù)不同的需要進(jìn)行改變,例如不傾斜而是與齒槽11的槽壁在同一平面的平直面,也可設(shè)置為矩形,即槽口的側(cè)壁與齒槽11的槽壁的厚度突變。對于具體的選擇哪種方式,可根據(jù)不同的需要進(jìn)行選擇,但是,只要在本申請的核心基礎(chǔ)上進(jìn)行的選擇均在保護(hù)范圍內(nèi)。
更進(jìn)一步的實(shí)施例中,本申請中公開的槽口的傾斜面與齒槽11的外緣通過平直段連接,并且該平直段的延長線與定子沖片齒部1的軸心線相交。相鄰兩個(gè)齒槽11之間的定子齒12的自由端(自由端為遠(yuǎn)離定子沖片齒部的軸心線的一端)為類似燕尾型的結(jié)構(gòu)。對應(yīng)的,定子沖片軛部2設(shè)置了能夠與定子齒12的自由端配合卡接的燕尾槽,通過燕尾槽的卡接,可將定子沖片齒部1連接在一起。在實(shí)際中,對于定子沖片軛部2的槽的形狀可根據(jù)定子齒12自由端的形狀的變化進(jìn)行相對應(yīng)的變化,只要能夠?qū)崿F(xiàn)定子沖片軛部2和定子沖片齒部1的連接即可。在實(shí)際中,也可采用其他連接件進(jìn)行連接,例如粘連等方式。
此外,在一具體實(shí)施例中,還公開了槽口的傾斜面相對于槽壁的傾斜角度c的范圍,具體為120°~150°,此外,槽口的平直段的長度b為0.8mm~1.5mm(本申請中的平直段的長度為定子沖片齒部1的外緣到傾斜面與平直段交點(diǎn)的距離)。對上述尺寸的限定,是在實(shí)際使用過程中參數(shù)在此范圍內(nèi),可增大受力面,而進(jìn)一步避免應(yīng)力集中的問題。而對于U型槽的槽底到定子沖片齒部1的內(nèi)緣之間的距離a的具體數(shù)值則主要考慮漏磁路是否飽和及具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,槽底的半圓結(jié)構(gòu)的半徑e按齒槽11尺寸和工藝要求進(jìn)行選擇。定子齒12的寬度d也需要按照主磁路飽和程度及齒結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行確定。
此外,本申請還公開了一種永磁電機(jī),包括定子沖片,并且該定子沖片為如上述實(shí)施例中公開的定子沖片,因此,具有該定子沖片的永磁電機(jī)也具有上述所有技術(shù)效果,在此不再一一贅述。本申請中公開的定子沖片齒部1的齒槽11內(nèi)設(shè)置有定子繞組3,并在定子繞組3與定子沖片軛部2之間設(shè)置有絕緣材料4。本申請的核心在于將現(xiàn)有的定子沖片的齒槽11不開設(shè)在定子沖片的內(nèi)圈,但是,直接開設(shè)在外圈也會(huì)漏磁,影響定子的工作,因此,本申請將原有定子沖片拆分為兩個(gè)單獨(dú)的部分,一個(gè)部分是定子沖片齒部1,一個(gè)是定子沖片軛部2,兩者套接在一起組成定子沖片。為了避免齒槽11開設(shè)在邊緣而引起渦流損耗,因此,將齒槽開設(shè)在定子沖片齒部1的外緣,然后將定子沖片軛部2套設(shè)在定子沖片齒部1的外側(cè),使得整個(gè)定子沖片的邊緣均為連續(xù)的面,不存在缺口,避免了磁場突變的問題。
定子沖片采用專用工裝進(jìn)行疊壓,兩端采用定子壓板固定防止定子沖片齒部1張開,按相關(guān)工藝要求進(jìn)行定子嵌線及絕緣處理,將定子沖片軛部2插入定子鐵心,最后將定子鐵心與定子沖片軛部2焊接并進(jìn)行整體浸漆處理。
本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述,每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處,各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
對所公開的實(shí)施例的上述說明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。