CN107026518A - 定子组件以及具有该定子组件的电机和电子泵 - Google Patents

Abstract

一种定子组件，包括定子铁芯和绝缘层，定子铁芯包括铁芯齿部和铁芯轭部，铁芯齿部和铁芯轭部均为硅钢片层叠形成的，铁芯齿部和铁芯轭部通过绝缘层注塑固定；铁芯齿部包括铁芯颈部和铁芯靴部，铁芯颈部包括缠绕部，缠绕部为绕组的缠绕提供支撑，缠绕部包括通过缠绕部的硅钢片层叠的形成的第一弧部和第二弧部，第一弧部和第二弧部为类弧结构；通过硅钢片的层叠形成弧部结构，在不改变缠绕部的截面积的前提下，可以减少缠绕部的截面的周长，可以减少缠绕于缠绕部的绕组长度，节约材料。

Description

定子组件以及具有该定子组件的电机和电子泵

【技术领域】

本发明涉及一种直流无刷电机，具体涉及一种电机组件。

【背景技术】

电机组件包括定子组件和转子组件，定子组件包括定子铁芯和定子绕组，定子组件在定子绕组通电后可以产生一定规律的磁场，转子组件包括永磁材料，定子组件产生的激励磁场可以使得转子组件转动。定子铁芯包括铁芯轭部和铁芯齿部，定子绕组缠绕于铁芯齿部，铁芯齿部的形状和材料的选择影响着电机的效率和定子组件的制造成本。

因此，有必要对现有的技术进行改进，以解决以上技术问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种定子组件，成本较低，有利于提高电机的效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种定子组件，包括定子铁芯和绝缘层，所述定子铁芯包括铁芯齿部和铁芯轭部，所述铁芯齿部和所述铁芯轭部均为硅钢片层叠形成，所述铁芯齿部和所述铁芯轭部通过所述绝缘层注塑固定；所述铁芯齿部包括铁芯颈部和铁芯靴部，所述铁芯靴部成形于所述铁芯颈部的一个末端，所述铁芯颈部包括缠绕部，所述缠绕部为绕组的缠绕提供支撑，所述缠绕部包括第一弧部、第二弧部、第一平面部和第二平面部，所述第一弧部和第二弧部通过所述缠绕部的硅钢片层叠形成的类弧结构，所述第一平面部和所述第二平面部为位于所述缠绕部的层叠方向的两末端的硅钢片的外表面；所述缠绕部的硅钢片的长度方向为层叠的硅钢片在连接所述铁芯靴部和所述铁芯轭部方向，与所述缠绕部的硅钢片的长度方向垂直的方向为所述缠绕部的硅钢片的宽度方向；沿所述铁芯齿部的硅钢片的层叠方向，自第一平面部或所述第二平面部至所述缠绕部的中部，所述硅钢片的宽度逐渐增加；所述铁芯轭部的硅钢片的层叠方向沿所述定子铁芯的轴向，所述铁芯齿部的硅钢片的层叠方向沿所述定子铁芯的径向。

与现有技术相比，本发明采用的定子铁芯为硅钢片结构，其中定子铁芯包括铁芯齿部和铁芯轭部，铁芯齿部和铁芯轭部均采用硅钢片的叠铆结构，铁芯齿部包括缠绕部，缠绕部包括弧面部，弧面部通过硅钢片的层叠形成，在不改变缠绕部的截面积的前提下，可以减少缠绕部的截面的周长，可以减少缠绕于缠绕部的绕组长度，节约材料，进而有利于降低损耗，提高效率；同时采用硅钢片叠铆的结构有利于降低制造成本。本发明还公开了一种应用上述定子组件的电机和电子泵，有利于提高电机和电子泵的电机效率。

【附图说明】

图1是本发明的带有局部剖视的电子泵的一种立体结构示意图；

图2是图1所示电子泵的一个截面结构示意图；

图3是图1所示电子泵的定子组件的一个立体结构示意图；

图4是图3所示定子组件的定子铁芯的一种实施方式的一个立体结构示意图；

图5是图4所示定子铁芯的一个局部结构示意图；

图6是图4所示定子铁芯的铁芯齿部的第一种实施方式的一个立体结构示意图；

图7是图6所示铁芯齿部的一个正面结构示意图；

图8是图6所示铁芯齿部的另一个正面结构示意图；

图9是图6所示铁芯齿部的第三正面结构示意图；

图10是图6所示铁芯齿部的第四正面结构示意图；

图11是图4所示定子铁芯的铁芯轭部的一种实施方式的一个立体结构示意图；

图12是图11所示铁芯轭部的一个正面结构示意图；

图13是图4所示定子铁芯的铁芯齿部的第二种实施方式的一个立体结构示意图；

图14是图13所示铁芯齿部的另一个立体结构示意图；

图15是图13所示铁芯齿部的一个正面结构示意图；

图16是图4所示定子铁芯的铁芯齿部的第三种实施方式的一个立体结构示意图；

图17是图16所示铁芯齿部的一个正面结构示意图

图18是图16所示铁芯齿部的另一个正面结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

结合参见图1至图3，电子泵10包括壳体91、转子组件92、定子组件20、电控板93以及叶轮94，壳体91形成泵内腔，转子组件92、定子组件20、电控板93以及叶轮94设置于泵内腔内，通过电控板93控制通过定子组件20的电流产生激励磁场，转子组件92包括永磁体，永磁体产生磁场，永磁体在激励磁场的作用下转动，永磁体直接或间接带动叶轮94转动，叶轮94转动带动流体并将流体泵出泵内腔并提升流体的压力。

本实施例中，定子组件20设置于转子组件92的外周，定子组件20和转子组件92通过壳体隔离，即转子组件92设置于壳体内周，定子组件20设置于壳体外周，为了保证转子组件92的转动舒畅，转子组件92的外周距离壳体的内周一定的间隙，定子组件20靠近壳体的外周设置，为了保证电机的电磁力，定子组件20内周与转子组件92的外周的距离不能无限制增大而是相对越小越好。

本实施例中，定子组件20包括定子铁芯30、绝缘层40以及绕组50，绝缘层40至少设置于定子铁芯30的部分外表面如定子颈部80的外表面及定子颈部80两侧部位的表面，用以隔离定子铁芯30和绕组50，保证绕组50的绝缘性能；定子铁芯30由硅钢片层叠并铆接形成，这样采用常用的材料和通常的制造工艺有利于降低成本。定子组件30包括定子轭部70和定子颈部80，定子颈部80设置于定子轭部70内周，相邻的定子颈部80设置于定子轭部70的不同层，间隔的定子颈部80设置于定子轭部70的相同层，绕组50缠绕于定子颈部80的外周面，这样可以增加相邻定子颈部80的距离，方便绕组的缠绕；或者在相同的定子颈部80的距离的情况下可以使得定子组件20的外径减小，进而在相同的间隙配合的情况下，可以减小电子泵的径向尺寸，使得电子泵的外尺寸变小。定子颈部80包括层叠的定子铁芯形成的铁芯颈部(如图4至图18的实施例所示)，铁芯颈部包括层叠的硅钢片形成的第一弧面部和第二部面部，相对于矩形的铁芯颈部，带有弧面部的铁芯颈部在相同的截面积的情况下周长更小，有利于减少绕组的长度，节省材料，同时绕组的长度减少有利于减少铜损失，有利于提高电机效率，进而提高电子泵的效率。

结合参见图4和图5，定子铁芯100包括铁芯轭部1和铁芯齿部2，铁芯轭部1和铁芯齿部2通过绝缘层(如图3所示)固定。本实施例中，铁芯轭部1和铁芯齿部2分别形成后，进行组装并固定。铁芯轭部1和铁芯齿部2均由硅钢片层叠而成，层叠的硅钢片通过铆接固定为一体。铁芯轭部1和铁芯齿部2组装后，铁芯轭部1的硅钢片的层叠方向与铁芯齿部2的硅钢片的层叠方向相垂直设置。本实施例中，铁芯齿部2和铁芯轭部1固定后，铁芯轭部1的硅钢片沿定子铁芯100的轴向层叠，铁芯齿部2的硅钢片沿定子铁芯100的径向层叠。

结合参见图5至图10，本实施例中，铁芯齿部2包括铁芯颈部21和铁芯靴部22，本实施例中，铁芯颈部21和铁芯靴部22在同一层为同一片硅钢片；这样可以提高铁芯颈部21和铁芯靴部22的连接部的强度。

铁芯颈部21包括安装部211和缠绕部212，缠绕部212连接安装部211和铁芯靴部22，铁芯齿部2通过安装部211与铁芯轭部1连接并限位，缠绕部212为缠绕绕组提供支撑。

安装部211大致呈T形，安装部211包括凸起部2111和台阶部2112，凸起部2111层叠的硅钢片的数量少于台阶部2112层叠的硅钢片的数量，凸起部2111插入铁芯轭部1的安装凹槽11(如图4所示)内，台阶部2112与铁芯轭部1的内周面12(如图4所示)配合用于限制凸起部2111插入安装凹槽11(如图4所示)的插入深度。

缠绕部212包括第一弧部2121、第二弧部2122、第一平面部2123和第二平面部2124，第一弧部2121和第二弧部2122相对设置，第一平面部2123和第二平面部2124相对设置，第一平面部2123和第二平面部2124之间的距离与第一弧部2121与第二弧部2122之间的最远距离之比大于等于1/2小于等于1。第一弧部2121和第二弧部2122通过层叠的铁芯齿部2的硅钢片的侧面形成，第一平面部2123和第二平面部2124通过设置于缠绕部212的两侧的硅钢片的外表面形成，使得缠绕部接近于圆形，这样在缠绕部相同的截面积的情况下，缠绕部的周长最短，在相同的磁通量的情况下，可以降低绕组的长度，绕组通常为铜材料制成，可以降低铜损；同时，本结构采用硅钢片，相对于粉末冶金材料，可以降低制造成本。

本实施例中，为了描述方便，缠绕部211层叠的硅钢片在连接铁芯靴部22和铁芯轭部1方向为硅钢片的长度，与长度垂直的方向上为硅钢片的宽度，第一平面部2123与第二平面部2124之间的距离为缠绕部212的高度；沿铁芯齿部2的硅钢片的层叠方向，自第一平面部2123或第二平面部2124至缠绕部212的高度的中部，硅钢片的宽度逐渐增加，这样第一弧部2121和第二弧部2122形成类圆弧结构。在铁芯齿部2硅钢片的层叠方向，位于缠绕部212中部的层叠的硅钢片的宽度之间的距离大于靠近缠绕部212的第一平面部2123和第二平面部2124的硅钢片的宽度，并且自缠绕部212的硅钢片的层叠的中部至第一平面部2123和第二平面部2124的硅钢片的宽度逐渐减少；本实施例中，缠绕部212的中部的硅钢片为一个，也可以为多个，这样在不改变硅钢片的成形模具的前提下，可以通过改变硅钢片的层叠数量可以改变定子铁芯100的磁通量。

铁芯靴部22包括磁收集部221、极靴连接部222、第一端面223和第二端面224，磁收集部221和极靴连接部222均连接第一端面223和第二端面224，其中磁收集部221比极靴连接部222靠近铁芯齿部2的外侧设置，本实施例中，第一端面223、第二端面224大致为平面、极靴连接部222为斜面，磁收集部221为大致为平面，磁收集部221用来收集磁场，铁芯颈部21与极靴连接部222固定，第一端面223和第二端面224之间的距离界定磁收集部221的高度；本实施例中，第一端面223和第一弧部2121位于铁芯齿部2的同一侧，第二端面224和第二弧部2122位于铁芯齿部2的同一侧，第一端面223至第一弧部2121的顶部的距离小于第二端面224距离第二弧部2122的顶部的距离。

本实施例中，铁芯靴部22的第一端面223和第二端面224均凸出铁芯颈部21的第一弧部2121和第二弧部2122设置，这样在绕组缠绕于铁芯颈部21时，可以限制绕组自铁芯颈部21散落。

参见图11和图12，铁芯轭部1由层叠的硅钢片形成，每层硅钢片大致呈环形，硅钢片的外周为圆形，硅钢片的内周为多边形，多边形的边数与铁芯齿部1的数量相同，硅钢片内周形成缺口，缺口设置于多边形的边的中部，多层硅钢片层叠并通过铆接固定，多个缺口在硅钢片层叠后形成安装凹槽11，安装凹槽11的截面呈矩形。铁芯轭部1的轴向投影大致呈圆环状，铁芯轭部1包括内周面12和外周面13，内周面12设置有安装凹槽11，安装凹槽沿内周面的周向均匀分布，铁芯齿部2通过安装凹槽11与铁芯轭部1限位，铁芯齿部2的数量与安装凹槽11的数量大致相同，铁芯轭部1与铁芯齿部2通过绝缘层固定。安装凹槽11与铁芯齿部2的安装部211配合，具体的，安装凹槽11的深度略大于铁芯齿部2的安装部211的凸起部2111至台阶部2112的距离，安装凹槽11的宽度略大于凸起部2111的厚度，这样设置铁芯齿部2和铁芯轭部1限位时减少干涉，降低组装难度。

参见图4和图5，铁芯齿部2和铁芯轭部1通过安装部211和安装凹槽限位11，安装部211的凸起部2111插入安装凹槽11内，铁芯颈部21的缠绕部212的第一弧部2121的顶面端面略低于铁芯轭部1的上端面或下端面，相邻的铁芯齿部2靠近铁芯轭部1的另一端面布置，这样铁芯齿部2在铁芯轭部1内周面交错布置，这样方便绕组的缠绕，防止缠绕的绕组相互干涉。

参见图13至图14为铁芯齿部的第二种实施方式的结构示意图，图10为铁芯齿部的第二种实施方式的一个立体结构示意图；铁芯齿部3通过硅钢片层叠形成，多层硅钢片通过铆接固定为一体。铁芯齿部3包括铁芯颈部31和铁芯靴部32，铁芯颈部31和铁芯靴部32每一层为同一片硅钢片；铁芯颈部31包括缠绕部311，缠绕部311用于缠绕绕组，缠绕部311包括第一弧部3111、第二弧部3112，第一平面部3113和第二平面部，第一弧部3111和第二弧部3112为层叠的硅钢片的侧面形成，第一平面部3113和第二平面部为铁芯齿部3的两端的硅钢片的外表面形成，使得缠绕部接近于圆形，这样在缠绕部相同的截面积的情况下，缠绕部的周长最短，在相同的磁通量的情况下，可以降低绕组的长度，绕组通常为铜材料制成，可以降低铜损；同时，本结构采用硅钢片，相对于粉末冶金材料，可以降低制造成本。

本实施例中，为了描述方便，缠绕部311层叠的硅钢片在连接铁芯靴部32和铁芯轭部1方向为硅钢片的长度，与长度垂直的方向上为硅钢片的宽度，第一平面部3112与第二平面部之间的距离为缠绕部311的高度；沿铁芯齿部2的硅钢片的层叠方向，自第一平面部3113或第二平面部至缠绕部311的高度的中部，硅钢片的宽度逐渐增加，这样第一弧部3111和第二弧部3112形成类圆弧结构。在铁芯齿部3硅钢片的层叠方向，位于缠绕部311中部的层叠的硅钢片的宽度之间的距离大于靠近缠绕部311的第一平面部3113和第二平面部的硅钢片的宽度，并且自缠绕部311的硅钢片的层叠的中部至第一平面部3113和第二平面部的硅钢片的宽度逐渐减少；本实施例中，缠绕部311的中部的硅钢片为一个，也可以为多个，这样在不改变硅钢片的成形模具的前提下，可以通过改变硅钢片的层叠数量可以改变定子铁芯100的磁通量。

本实施例中，铁芯齿部3的缠绕部311的第二弧部3112和铁芯靴部32的一个端面平齐设置，这样铁芯靴部32自铁芯齿部1的缠绕部311的第一弧部311突出设置，这样一块板材可以冲压两个铁芯齿部的硅钢片，有利于提高硅钢片材料的利用率。

图15至图18为铁芯齿部的第三实施方式的结构示意图，参见图15至图18，铁芯齿部4与铁芯齿部3相比，铁芯齿部4包括铁芯靴部42，铁芯靴部42为凹面结构，铁芯靴部42为铁芯齿部4的硅钢片的层叠形成，其中层叠方向上，位于铁芯靴部42的中部的硅钢片比位于四周的硅钢片更凹陷设置，这样形成铁芯靴部42的凹面结构，这样的结构可以使得应用此定子铁芯的电机的气隙磁密趋近于正弦，有利于降低电机的噪音。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种定子组件，包括定子铁芯和绝缘层，所述定子铁芯包括铁芯齿部和铁芯轭部，其特征在于：所述铁芯齿部和所述铁芯轭部均为硅钢片层叠形成，所述铁芯齿部和所述铁芯轭部通过所述绝缘层注塑固定；所述铁芯齿部包括铁芯颈部和铁芯靴部，所述铁芯靴部成形于所述铁芯颈部的一个末端，所述铁芯颈部包括缠绕部，所述缠绕部为绕组的缠绕提供支撑，所述缠绕部包括第一弧部、第二弧部、第一平面部和第二平面部，所述第一弧部和第二弧部通过所述缠绕部的硅钢片层叠形成的类弧结构，所述第一平面部和所述第二平面部为位于所述缠绕部的层叠方向的两末端的硅钢片的外表面；所述缠绕部的硅钢片的长度方向为层叠的硅钢片在连接所述铁芯靴部和所述铁芯轭部方向，与所述缠绕部的硅钢片的长度方向垂直的方向为所述缠绕部的硅钢片的宽度方向；沿所述铁芯齿部的硅钢片的层叠方向，自第一平面部或所述第二平面部至所述缠绕部的中部，所述硅钢片的宽度逐渐增加；所述铁芯轭部的硅钢片的层叠方向沿所述定子铁芯的轴向，所述铁芯齿部的硅钢片的层叠方向沿所述定子铁芯的径向。

2.根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于：所述铁芯颈部和所述铁芯靴部为一体成形，所述铁芯颈部和所述铁芯靴部每一层的硅钢片为同一片，所述铁芯齿部通过铆接层叠的硅钢片为一体。

3.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于：所述铁芯靴部包括第一端面、第二端面以及磁收集部，所述铁芯颈部的所述第一弧部的顶部与所述铁芯靴部的其中一端面平齐设置，所述铁芯靴部的另一端面凸出所述铁芯颈部的所述第二弧部设置。

4.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于：所述铁芯靴部包括第一端面、第二端面以及磁收集部，所述磁收集部连接所述第一端面和所述第二端面，所述第一端面和所述第二端面高出所述铁芯颈部的外表面设置。

5.根据权利要求3或4所述的定子组件，其特征在于：所述磁收集部为凹面结构，所述凹面结构由所述磁收集部的硅钢片层叠形成，所述磁收集部的中部相对于所述磁收集部的四周向所述磁收集部本体形成凹陷结构。

6.根据权利要求5所述的定子组件，其特征在于：所述铁芯齿部包括安装部，所述安装部由所述铁芯齿部的硅钢片层叠形成，所述安装部包括凸起部和台阶部，所述凸起部和所述台阶部呈T形布置，所述铁芯轭部包括安装凹槽，所述安装凹槽成形于所述铁芯轭部的内周面，所述凸起部和所述安装凹槽间隙配合。

7.根据权利要求6所述的定子组件，其特征在于：所述铁芯齿部在所述铁芯轭部的内周面成两层分布，相邻所述铁芯齿部分布在不同的层，间隔布置的所述铁芯齿部分布在相同层。

8.根据权利要求7所述的定子组件，其特征在于：所述铁芯轭部为组合式，所述铁芯轭部包括多组铁芯轭部块，相邻的所述铁芯轭部块通过连接部连接为一体并经过所述注塑层固定。

9.一种电机，所述电机包括定子组件，所述定子组件为权利要求1至8任一项所述的定子组件。

10.一种电子泵，包括泵壳体、转子组件、定子组件、叶轮以及电控板，所述泵壳体形成泵内腔，所述转子组件和所述定子组件设置于所述泵内腔，所述转子组件和所述定子组件通过所述泵壳体隔离设置，所述定子组件围绕所述转子组件设置，所述电控板与所述定子组件电连接设置，所述定子组件为权利要求1至8任一项所述的定子组件。