齿靴分离式永磁电机定子铁芯及永磁电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种齿靴分离式永磁电机定子铁芯及永磁电机，克服现有齿轭分离式永磁电机存在的电机槽满率低、工艺实现复杂、安装效率低、制造成本高的技术缺陷。本申请的定子铁芯包括由若干定子模块组成的定子本体和一体式结构的定子齿靴，定子本体与定子齿靴嵌合连接；定子模块包括定子轭部和定子齿部，定子齿部的底面设有凹槽，相邻两个定子模块的定子齿部之间形成定子槽，定子槽在定子齿部的齿端设有开口；定子齿靴上设有用于封闭定子槽开口的凹陷部及用于与定子齿部嵌合连接的凸起部。

Stator core and permanent magnet motor of gear shoe separated permanent magnet motor

【技术实现步骤摘要】
齿靴分离式永磁电机定子铁芯及永磁电机
本专利技术技术涉及永磁伺服电机
，具体涉及一种齿靴分离式永磁电机定子铁芯及永磁电机。
技术介绍
齿槽转矩是永磁电机绕组不通电时永磁体和非同一侧铁心之间相互作用产生的转矩，是由永磁体与电枢齿之间相互作用力的切向分量引起的。齿槽转矩会使电机产生振动和噪声，出现转速波动，使电机不能平稳运行，影响电机的性能。现有降低齿槽转矩的方法有很多，例如斜槽或斜极、磁极分块移位、分数槽法、磁性槽楔法、闭口槽法、优化磁钢设计、无槽式绕组、辅助凹槽法等。闭口槽法是指定子槽不开口，槽口材料与齿部材料相同，槽口的导磁性能较好，所以闭口槽比磁性槽楔能更有效地消除转矩脉动。但采用闭口槽，给绕组嵌线带来极大不便，同时也会大大增加槽漏抗，增大电路的时间常数，从而影响电机控制系统的动态特性。日本安川电机作为世界知名品牌，基于本国先进加工和制作工艺，率先采用齿轭分离闭口槽设计方案，如图1所示，径向旋转的永磁电机的定子铁心10包括定子轭部11和定子齿部12，定子齿部12的中心部设有容纳电机转子的柱形空腔，其外缘部周向分布定子齿，相邻两定子齿之间设有朝向定子轭部开口的定子槽，定子轭部11与定子齿部12均为一体式结构，分别加工后再组装为一个定子铁芯10，即所谓齿轭分离。该方案可以有效削弱齿槽转矩，改善电机的输出性能。但是该方案存在以下问题：1、工艺实现较为复杂，需先将绕线13缠绕至骨架14，然后再插入定子槽中；若采用手工组装，组装效率较低，若采用机器自动化操作，则电机制造成本显著上升；2、组装后绝缘骨架不能与定子齿紧密结合，电机槽满率低；3、绝缘骨架只能采用整体成型的骨架，不可采用其他类型的绝缘骨架，电机制造成本高。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种新型齿靴分离式永磁电机定子铁芯及永磁电机，通过采用模块化的齿靴分离式闭口槽设计方案，克服现有齿轭分离式永磁电机存在的电机槽满率低、工艺实现复杂、安装效率低、制造成本高的技术缺陷。为实现上述目的，本技术采用的第一技术方案是：一种齿靴分离式永磁电机定子铁芯，包括由若干定子模块组成的定子本体和一体式结构的定子齿靴，所述定子模块包括定子轭部和定子齿部，定子轭部的底面与定子齿部的顶面连接，定子齿部的底面设有凹槽，所述定子本体的相邻两个定子模块的定子齿部之间形成定子槽，所述定子槽在定子齿部的齿端设有开口；所述一体式结构的定子齿靴包括齿靴本体，齿靴本体上设有用于封闭定子槽开口的凹陷部及用于与定子齿部嵌合连接的凸起部，所述凸起部设有凸齿；定子本体与定子齿靴通过所述凹槽和凸齿嵌合连接。本技术采用的第二技术方案是在第一技术方案上的改进，本技术采用的第二技术方案是：所述定子模块径向环形排列组成径向永磁电机的定子本体，一体式结构的定子齿靴与定子齿部径向嵌合连接，齿靴本体的中心部轴向设有与电机转子适配的圆柱空腔。本技术采用的第三技术方案是在第一技术方案上的改进，本技术采用的第三技术方案是：所述定子模块轴向环形排列组成轴向永磁电机的定子本体，定子轭部设于定子齿部的上方，一体式结构的定子齿靴与定子齿部轴向嵌合连接。本技术采用的第四技术方案是在第一技术方案上的改进，本技术采用的第四技术方案是：所述定子模块呈直线形排列组成平面永磁电机的定子本体，一体式结构的定子齿靴与定子齿部嵌合连接。技术技术采用的第五技术方案是：当定子齿部凹槽深度或定子齿靴凸齿的高度小于0.5倍的定子齿高时，定子本体与定子齿靴连接方式定义为浅嵌式连接；当定子齿部凹槽深度或定子齿靴凸齿的高度大于0.5倍的定子齿高时，定子本体与定子齿靴连接方式定义为深嵌式连接。本技术采用的第六技术方案是在第一技术方案上的改进，本技术采用的第六技术方案是：所述凹槽或凸齿的截面形状可以为三角形、梯形、矩形或圆弧形。本技术采用的第七技术方案是在第一技术方案上的改进，本技术采用的第七技术方案是：沿单个定子模块的定子轭部、定子齿部及嵌合在定子齿部的定子齿靴的凸起部做一截面，所得截面为轴对称图形。采用上述技术方案，定子模具制作简单，电机制造成本低；并且在组装过程中，易于组装定子，成品率高。本技术采用的第八技术方案是：提供一种径向永磁电机，设有第二技术方案所述的定子铁芯。本技术采用的第九技术方案是：提供一种轴向永磁电机，设有第三技术方案所述的定子铁芯。本技术采用的第十技术方案是：提供一种平面永磁电机，设有第四技术方案所述的定子铁芯。本技术的有益效果：1、相比于现有开口槽永磁电机，采用闭口槽方案，降低了槽口磁阻，从而改善永磁体切向受力的不平衡性，可进一步降低电机的齿槽转矩和转矩脉动，提高电机的运行性能及槽满率。2、相比于现有齿轭分离式闭口槽永磁电机，本申请可采用现有成熟的单齿绕线技术，直接将骨架安置于定子槽中进行绕线，然后进行定子齿嵌套，工艺实现简单，便于自动化嵌线，可提高电机制造的生产效率，降低电机制作成本；本申请组装后的绝缘骨架可以与定子齿紧密结合，电机槽满率进一步提高。3、本申请在更换绕组时，绝缘骨架可重复利用，并且在安装时可采用其他类型的绝缘骨架，可降低电机的制造成本。附图说明图1是示出现有安川齿轭分离式径向永磁电机定子铁芯的的结构示意图。图2是示出本技术第一实施例的径向永磁电机定子铁芯的结构示意图。图3是示出本技术第一实施例的径向永磁电机定子铁芯的定子模块的结构示意图。图4是示出本技术第一实施例的径向永磁电机定子铁芯的定子齿靴的结构示意图。图5是示出本技术第二实施例的径向永磁电机定子铁芯的结构示意图。图6是示出本技术第二实施例的径向永磁电机定子铁芯的定子模块的结构示意图。图7是示出本技术第二实施例的轴向永磁电机定子铁芯的定子齿靴的结构示意图。图8是示出本技术第三实施例的轴向永磁电机定子铁芯的立体结构示意图。图9是示出本技术第三实施例的轴向永磁电机定子铁芯的定子模块的立体结构示意图。图10是示出本技术第三实施例的轴向永磁电机定子铁芯的定子齿靴的立体结构示意图。图11是示出本技术第四实施例的轴向永磁电机定子铁芯的立体结构示意图。图12是示出本技术第四实施例的轴向永磁电机定子铁芯的定子模块的立体结构示意图。图13是示出本技术第四实施例的轴向永磁电机定子铁芯的定子齿靴的立体结构示意图。图14是示出本技术第五实施例的平面永磁电机定子铁芯的结构示意图。图15是示出本技术第五实施例的平面永磁电机定子铁芯的定子模块的结构示意图。图16是示出本技术第五实施例的平面永磁电机定子铁芯的定子齿靴的结构示意图。图17是示出本技术第六实施例的平面永磁电机定子铁芯的结构示意图。图18是示出本技术第六实施例的平面永磁电机定子铁芯的定子模块的结构示意图。图19是示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种齿靴分离式永磁电机定子铁芯，其特征在于，包括由若干定子模块组成的定子本体和一体式结构的定子齿靴，所述定子模块包括定子轭部和定子齿部，定子轭部的底面与定子齿部的顶面连接，定子齿部的底面设有凹槽，所述定子本体的相邻两个定子模块的定子齿部之间形成定子槽，所述定子槽在定子齿部的齿端设有开口；所述一体式结构的定子齿靴包括齿靴本体，齿靴本体上设有用于封闭定子槽开口的凹陷部及用于与定子齿部嵌合连接的凸起部，所述凸起部设有凸齿；定子本体与定子齿靴通过所述凹槽和凸齿嵌合连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种齿靴分离式永磁电机定子铁芯，其特征在于，包括由若干定子模块组成的定子本体和一体式结构的定子齿靴，所述定子模块包括定子轭部和定子齿部，定子轭部的底面与定子齿部的顶面连接，定子齿部的底面设有凹槽，所述定子本体的相邻两个定子模块的定子齿部之间形成定子槽，所述定子槽在定子齿部的齿端设有开口；所述一体式结构的定子齿靴包括齿靴本体，齿靴本体上设有用于封闭定子槽开口的凹陷部及用于与定子齿部嵌合连接的凸起部，所述凸起部设有凸齿；定子本体与定子齿靴通过所述凹槽和凸齿嵌合连接。


2.如权利要求1所述的齿靴分离式永磁电机定子铁芯，其特征在于，所述定子模块径向环形排列组成径向永磁电机的定子本体，一体式结构的定子齿靴与定子齿部径向嵌合连接，齿靴本体的中心部轴向设有与电机转子适配的圆柱空腔。


3.如权利要求1所述的齿靴分离式永磁电机定子铁芯，其特征在于，所述定子模块轴向环形排列组成轴向永磁电机的定子本体，定子轭部设于定子齿部的上方，一体式结构的定子齿靴与定子齿部轴向嵌合连接。


4.如权利要求1所述的齿靴分离式永磁电机定子铁芯，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东，钱巍，
申请(专利权)人：南京埃斯顿自动化股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32