本發明屬于電機領域,尤其涉及一種電機的定子、具有該定子的電機以及該定子的制造方法。
背景技術:
電機是將電能轉換為機械能的裝置,已在各行各業得到了廣泛的應用。一般而言,電機包括轉子和定子,通過轉子及定子之間的磁場交互作用,驅使轉子相對定子轉動。電機例如無刷電機的定子包括定子鐵芯和定子繞組,定子鐵芯包括軛部和從軛部向內伸出的若干齒部,相鄰齒部之間形成有繞線槽,定子繞組繞制于該若干齒部上,并收容于繞線槽內。
定子繞組繞制于定子鐵芯上需與定子鐵芯絕緣。現有部分電機中,通過將定子繞組繞制于涂覆有絕緣漆的定子鐵芯的若干齒部上,以實現定子繞組與定子鐵芯通過絕緣漆絕緣,然而該類電機不僅存在定子繞組和定子鐵芯直接接觸的隱患,而且由于需對每個齒部單獨進行繞制,效率低;現有另一部分電機中,還通過在定子鐵芯上兩端套裝繞線架,將定子繞組繞制于兩繞線架上,進而避免定子繞組與定子鐵芯直接接觸,然而該類電機制造組裝較繁瑣,效率低。
技術實現要素:
有鑒于此,有必要提供一種定子繞組繞制效率高且制造簡便的定子及具有該定子的電機。
本發明提供一種電機定子,包括定子鐵芯和繞設于該定子鐵芯上的若干定子繞組,該定子鐵芯包括磁軛和與每一該定子繞組對應的定子齒,該若干定子齒連接于該磁軛的內壁,該定子還包括固定架,該固定架通過包膠成型而形成在該若干定子齒上,所述若干定子繞組繞在該固定架上。
進一步地,該固定架包括筒壁和與每一該定子齒對應的繞線塊,該若干繞線塊設置于該筒壁的外側,每一該定子齒包括齒部和連接于該齒部遠離該磁軛一端的極靴,該若干極靴露出該筒壁的內側以用于與一轉子配合,每一該齒部容置于一該繞線塊內,每一該定子繞組繞設于一該繞線塊上。
進一步地,每一該極靴關于相應的齒部非對稱設置,該極靴背離相應的齒部的一側開設有凹槽,該定子用于單相無刷電機上。
進一步地,該筒壁和該若干繞線塊為一體成型,該若干定子齒通過該固定架連接成一整體。
進一步地,該固定架還包括連接于該筒壁一端的底部,該底部中心部分設有收容腔,該收容腔內裝設有一軸承。
進一步地,該固定架還包括設于每一該繞線塊遠離該筒壁一端的擋板,該擋板兩端均突出該繞線塊,且該擋板的兩端均與該繞線塊及該筒壁形成繞線槽。
進一步地,每一該定子齒由若干磁芯疊片沿該定子的軸向層疊形成。
進一步地,該磁軛由若干磁芯疊片沿該定子的軸向層疊形成。
進一步地,該磁軛內壁對應每一定子齒開設有具有開口的第一卡槽,該第一卡槽沿該磁軛的軸向貫穿該磁軛的兩端,該第一卡槽的開口沿朝向該磁軛中心的方向逐漸收縮,每一該定子齒對應一該第一卡槽設置有卡突,該卡突位于該齒部遠離該極靴一端,每一該卡突與對應的第一卡槽卡合連接。
進一步地,該定子還包括安裝架,該安裝架的外周壁上開設有環形槽,該磁軛容置于該環形槽內,該安裝架的一端的端面上對應每一該第一卡槽開設有一第二卡槽,每一該第二卡槽與該環形槽相連通,每一該卡可突穿過一該第二卡槽的而卡入對應的第一卡槽。
進一步地,該安裝架的內壁對應每一該第二卡槽開設有一容置槽,每一該容置槽沿該安裝架的軸向貫穿該安裝架的兩端,該容置槽與該環形槽和第二卡槽相連通,該固定架還包括設于每一該繞線塊遠離該筒壁一側的擋板,每一該擋板容置于一該容置槽內。
進一步地,該定子還包括端蓋,該端蓋包括底板和側壁,該端蓋與該安裝架連接。
進一步地,該安裝架開設該第二卡槽的端面上設有卡位部,該卡位部的末端外側具有卡鉤,該端蓋的側壁的內側對應該卡位部開設有收容槽,該側壁上開設有與該收容槽相連通的卡孔,該卡位部容置于收容槽內,該卡鉤卡入該卡孔,以將該端蓋與該安裝架連接。
進一步地,該安裝架的內壁上沿軸向設有具有通孔的第一固定部,該端蓋側壁對應該第一固定部設有具有通孔的第二固定部,該端蓋與該安裝架通過一固定件穿過該第一固定部的通孔和該第二固定部的通孔實現連接。
進一步地,該安裝架開設該第二卡槽的端面上凸設有若干定位部,該端蓋側壁的內側末端對應該定位部開設有定位槽,該端蓋與該安裝架通過該定位槽與該定位部配合定位。
進一步地,該端蓋的底板上開設有若干通風槽。
進一步地,該端蓋的底板的內側凸設有凸臺,該凸臺的末端端面上設置有兩個卡持部,該兩個卡持部用于卡持一pcb板。
進一步地,該定子還包括端子,該端子一端的兩側對稱設置有彎折的連接部以與對應的定子繞組連接,該端子另一端的兩側對稱彎折延伸設置有插接部,該插接部與該筒壁連接。
進一步地,每一該插接部的兩側設置有倒刺。
進一步地,該筒壁的一端對應每一該定子齒設有一凸起,每一該凸起鄰近一繞線塊設置,該端子的插接部插設于相鄰的兩個凸起上。
本發明還提供一種采用上述任意一項所述的電機定子的電機,該電機還具有轉子,該轉子包括轉子鐵芯和相對該轉子鐵芯固定的轉軸,該轉子鐵芯容置于固定架內且與該若干定子齒配合。
進一步地,該轉子還包括風扇板,該風扇板與該轉軸的一端連接,該風扇板朝向該定子一側端面上設置有若干葉片。
本發明還提供一種定子制造方法,包括:
提供若干定子齒;
通過包膠成型方式在該若干定子齒上形成一固定架;
將若干定子繞組繞在該固定架上。
進一步地,通過將若干磁芯疊片沿該定子的軸向層疊以形成每一該定子齒。
進一步地,將該若干定子齒放入同一注塑模具中,向該模具中注入樹脂以形成該固定架。
進一步地,該定子制造方法還包括:
提供一磁軛;
通過包膠成型方式在該磁軛上形成一安裝架;
將該若干定子齒組裝至該磁軛上。
進一步地,通過將若干磁芯疊片沿該定子的軸向層疊以形成該磁軛。
進一步地,該磁軛上對應每一該定子齒開設一第一卡槽,每一定子齒上設有一卡突,每一定子齒上的卡突卡入對應的第一卡槽中,從而將該若干定子齒組裝至該磁軛上。
本發明實施方式中的電機,通過在定子齒的外周面上進行包膠而形成固定架,使得若干定子繞組可同時在磁軛外繞制于固定架上,提高了定子繞組的繞制效率。
附圖說明
圖1為本發明第一實施例中的電機的立體示意圖。
圖2為圖1所示的電機的分解示意圖。
圖3為圖1所示的電機的另一方向的分解示意圖。
圖4為圖3所示的定子鐵芯和定子繞組的分解示意圖。
圖5為圖3所示的定子齒和固定架的分解示意圖。
圖6為圖3所示的定子鐵芯和定子繞組沿vi-vi線的剖面示意圖。
圖7為本發明第二實施例中的電機的立體示意圖。
圖8為圖7所示的電機的分解示意圖。
圖9為圖8所示的安裝架另一方向的立體示意圖。
主要元件符號說明
如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
需要說明的是,當組件被稱為“固定于”另一個組件,它可以直接在另一個組件上或者也可以存在居中的組件。當一個組件被認為是“連接”另一個組件,它可以是直接連接到另一個組件或者可能同時存在居中組件。當一個組件被認為是“設置于”另一個組件,它可以是直接設置在另一個組件上或者可能同時存在居中組件。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的,不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“或/及”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
請參閱圖1,本發明第一實施方式中的電機100,包括定子10和轉子20,轉子20安裝在定子10內且可相對定子10轉動。
請同時參閱圖2-3,所述定子10包括定子鐵芯11、繞制于定子鐵芯11上的定子繞組12以及端蓋13。請一并參閱圖4,所述定子10還包括安裝架40和固定架60,所述定子鐵芯11包括磁軛30和定子齒50。本實施方式中,以定子鐵芯11包括四個定子齒50的結構為例進行說明。所述定子齒50的數量并不作為限定,在其它實施方式中,可根據設計需要調整定子齒50的數量。
請再參閱圖4,所述磁軛30大致呈環形,其內壁均勻間隔開設有四個具有開口的第一卡槽31,以便于磁軛30分別與所述四個定子齒50卡合連接。所述第一卡槽31為燕尾槽,其寬度沿朝向環形磁軛30中心的方向逐漸收縮。所述第一卡槽31沿磁軛30的軸向貫穿磁軛30的兩端。
所述安裝架40大致呈環狀,其外周壁上開設有環形槽41。所述環形槽41用于收容磁軛30,以使磁軛30固定于安裝架40上。所述安裝架40的內壁均勻間隔開設有四個容置槽42,所述容置槽42沿安裝架40的軸向貫穿所述安裝架40的兩端面,所述容置槽42與環形槽41相連通。所述安裝架40的一端的端面上對應所述四個第一卡槽31分別開設有四個第二卡槽43,所述第二卡槽43與第一卡槽31的形狀相同,且第二卡槽43與環形槽41和容置槽42相連通。
所述安裝架40在開設第二卡槽43的端面上還凸設有若干呈弧形狀的定位部。本實施方式中,所述安裝架40在該端面上設有一第一定位部441,該第一定位部441位于兩個相鄰的第二卡槽43之間,安裝架40還在該端面上設置有與該第一定位部441對稱的另一第一定位部441,該另一第一定位部441位于另外兩個相鄰的第二卡槽43之間;所述安裝架40在該端面上還設有相間隔的兩個第二定位部442,該兩個第二定位部442與該第一定位部441之間間隔有一第二卡槽43,安裝架40還在該端面上設置有與該兩個第二定位部442對稱的另兩個第二定位部442。
所述安裝架40的內壁上還設有具有通孔的第一固定部45。所述第一固定部45大致呈圓柱形,其沿安裝架40的軸向延伸。本實施方式中,第一固定部45的數量為兩個,且每一第一固定部45緊鄰一第一定位部441設置。
所述安裝架40在開設第二卡槽43的端面上還設置有卡位部46,卡位部46的末端外側具有一楔形的卡勾461。本實施方式中,卡位部46的數量為兩個,其中一卡位部46設置于該兩個第二定位部442之間,另一卡位部46對稱設置于另兩個第二定位部442之間。
本實施方式中,磁軛30由若干磁芯疊片沿定子10的軸向層疊形成,制造組裝時,簡易鉚接該若干磁芯疊片以形成所述磁軛30,并通過在磁軛30的外周面上注塑塑料或橡膠進行包膠以形成所述安裝架40,且使得每一第一卡槽31分別與一第二卡槽43相對齊。
請同時參閱圖5,每一定子齒50均包括齒部51、卡突52和極靴53。齒部51大致為方形塊,卡突52和極靴53分別設于齒部51的相對兩端。卡突52大致呈燕尾狀,其可穿過第二卡槽43而卡入第一卡槽31,以使定子齒50與磁軛30相卡持。
本實施方式中,所述電機100為單相無刷電機,每一極靴53關于相應的齒部51非對稱設置,并且極靴53背離相應的齒部51的一側開設有凹槽531。非對稱的齒部51與凹槽531設計使得這些極靴53與轉子鐵芯21之間形成非均勻氣隙,從而解決了單相無刷電機100的啟動問題。
所述固定架60具有環形的筒壁611和底部612,筒壁611與底部612形成一收容腔613。筒壁611遠離底部612一端連接有若干弧形凸起614。本實施方式中,凸起614的數量為四個,所述四個凸起614環繞筒壁611且均勻間隔排列。
所述固定架60還設置有與筒壁611的外側相連接的若干繞線塊62以及位于每一繞線塊62遠離筒壁611一端的擋板63,所述擋板63的兩端均突出于對應的繞線塊62。所述繞線塊62和擋板63均大致呈方形,其數量均為四個。每一擋板63的一端與相應繞線塊62、凸起614形成一繞線槽64,該擋板63的另一端與該繞線塊62、筒壁611形成另一繞線槽64。
請同時參閱圖6,所述固定架60在筒壁611的內側分別朝向一繞線塊62和相應擋板63開設有貫穿槽65,所述貫穿槽65的形狀與定子齒50的形狀大致相同。當一定子齒50容置于一貫穿槽65內時,該定子齒50的極靴53與筒壁611的內壁配合,以便與收容于收容腔613內的轉子20配合,且該定子齒50的卡突52露出擋板63,以便與磁軛30卡持。
本實施方式中,每一定子齒50由若干磁芯疊片沿定子10的軸向層疊形成,制造組裝時,簡易鉚接該若干磁芯疊片以形成所述若干定子齒50,并通過在若干定子齒50的外周面上注塑塑料或橡膠進行包膠以形成所述固定架60。所述固定架60的筒壁611、繞線塊62和擋板63為一體成型,所述若干的定子齒50通過所述固定架60連接成一整體。所述固定架60的底部612的內側靠近底部612的中心處設有收容腔,該收容腔內裝設有軸承66(參圖6)。
所述四個繞線塊62上分別繞制有四個定子繞組12,且每一定子繞組12繞制時經過相應繞線槽64。
請再參閱圖4,所述定子10還包括端子70。端子70一端的兩側對稱設置有彎折狀的連接部71,便于端子70與相應定子繞組12的接線(圖未示)連接,以實現各定子繞組12之間的連接;端子70另一端的兩側彎折延伸設置有對稱的插接部72,所述插接部72大致呈錐形。本實施方式中,端子70的數量為兩個,每一端子70的插接部72兩側對稱設置有倒刺721。其中,一端子70的兩個插接部72插設于兩個相鄰的凸起614上,另一端子70的兩個插接部72插設于另兩個相鄰的凸起614上。
可以理解,端子70可通過對插接部72包膠的方式固定于相應凸起614上,倒刺721使得端子70不易從凸起614上脫出。
可以理解,端子70還可通過插接部72與設置于凸起614上的插接孔(圖未示)以卡接或過盈配合的方式固定于相應的凸起614上,倒刺721使得端子70不易從凸起614上脫出。
請再參閱圖2-3,端蓋13具有底板和側壁。端蓋13的底板上自底板的邊緣朝向該底板的中心開設有若干用于散熱的通風槽131。端蓋13的側壁的內側末端開設有環形的定位槽132,以便于端蓋13與安裝架40的定位部44配合。端蓋13的側壁的內側末端對應卡位部46開設有收容槽133,端蓋13的側壁上還開設有與收容槽133相連通的卡孔134,該卡孔134用于容置卡位部46的卡勾461,以便于端蓋13與安裝架40的固定。端蓋13的側壁內側還對應第一固定部45開設有具有通孔的第二固定部135,通過固定件(圖未示)依次穿過第二固定部135和第一固定部45的通孔,可將端蓋13與安裝架40進一步固定。本實施方式中,端蓋13的底板朝向端蓋13的側壁一側還裝設有軸承14。
本實施方式中,電機100還包括pcb板80。所述pcb板80上設有位置傳感器,例如開關式霍爾傳感器,用于感測轉子的位置,從而控制電機運轉。所述pcb板80相對兩側對稱設置有卡口81。端蓋13的底板的內側凸設有凸臺136,所述凸臺136大致呈方形。凸臺136遠離端蓋13底板的端面上對稱設置有兩個卡持部137。卡持部137大致呈“l”型,兩個卡持部137的一端分別與pcb板80的兩個卡口81相配合,以使卡持pcb板80。所述pcb板80通過導線與外部控制器連接,從而將位置傳感器感測到的位置信號傳送至外部控制器用于控制定子繞組12的電性導通的通電方式,控制電機100的轉動。
轉子20包括轉子鐵芯21、轉軸22和風扇板23。轉子鐵芯21為永磁體,大致呈圓柱狀,永磁體其容置于收容腔613內。轉子鐵芯21形成若干沿軸向排列磁極。所述磁極包括n極及s極,且n極及s極間隔排列。轉軸22與轉子鐵芯21同軸設置,轉軸22穿設于轉子鐵芯21且相對轉子鐵芯21固定。風扇板23大致呈圓盤狀,其位于定子鐵芯11遠離端蓋13的一側。風扇板23朝向定子鐵芯11一側的端面上設置有若干葉片231,所述若干葉片231呈環形排列狀。所述轉軸22一端穿過裝設于底部612上的軸承66以及底部612,并與風扇板23連接。所述轉軸22另一端穿過裝設于端蓋13的底板上的軸承14以及端蓋13的底板,作為輸出軸以與外部負載連接。轉軸22被轉動時,帶動風扇板23轉動,可對電機100進行有效的散熱。
請一并參閱圖6,組裝時,對四個定子齒50和兩個端子70的插接部72的外周面上注塑塑料或橡膠進行包膠以形成固定架60,并使得定子齒50容置于貫穿槽65內,端子70的插接部72固定于固定架60的凸起614內;在四個繞線塊62上分別繞制四個定子繞組12,并將四個定子繞組12的接線(圖未示)與相應的端子70連接;對磁軛30的外周面上注塑塑料或橡膠進行包膠形成安裝架40,再將四個定子齒50的卡突52分別穿過第二卡槽43而卡入對應的第一卡槽31內,并將擋板63容置于容置槽42內,以使定子齒50、固定架60、定子繞組12和端子70固定磁軛30上;將轉子20的轉子鐵芯21容置于收容腔613內,并使轉軸22的一端裝設于底部612上的軸承66以及底部612,并與風扇板23連接;再將pcb板80裝設于端蓋13的凸臺136上,將轉軸22的另一端穿過裝設于端蓋13的底板上的軸承14以及端蓋13的底板;最后,將端蓋13上的定位槽132與安裝架40上的定位部配合定位,將卡位部46容置于收容槽133,并使卡勾461與卡孔134配合,再將固定件穿過第一固定部45和第二固定部135的螺紋孔,即將端蓋13與安裝架40固定,完成組裝。
本發明實施方式的電機,通過將磁軛30與定子齒50分開設置,并通過在定子齒50的外周面上注塑塑料或橡膠進行包膠而形成固定架60,使得多個定子繞組12可同時在磁軛30外繞制于固定架60上,提高了定子繞組12的繞制效率。
可以理解,凸起614和底部612可以省略,此時兩個繞線槽64均由擋板63、繞線塊62以及筒壁611形成,端子70可連接于筒壁611遠離底部612一端。
可以理解,擋板63與容置槽42可以省略,此時可使繞線塊62直接抵持安裝架40的內壁。
可以理解,端蓋13與安裝架40的連接方式并不限于本實施方式中介紹的連接方式,還可以通過其它方式連接,如螺紋連接。
請再參閱圖7-8,圖7-8為本發明第二實施例中的電機100’的示意圖。電機100’具有與第一實施例中相同的轉子20’、磁軛30’、定子齒50’、固定架60’和pcb板80’,其不同在于:安裝架40’與第一實施例中的安裝架40結構不同。
請同時參閱圖9,安裝架40’包括安裝部41’和位于安裝部41’一端的容納部42’,安裝部41’與容納部42’為一體成型結構。磁軛30’裝設安裝部41’上,所述安裝架40’是通過在磁軛30’的外周面上注塑塑料或橡膠包膠形成。安裝部41’大致呈環形狀,其外周壁上開設有環形槽411’。所述環形槽411’用于收容磁軛30’,以使磁軛30’固定于安裝架40’上。所述安裝部41’的內壁均勻間隔開設有四個容置槽412’,所述容置槽412’沿安裝部41’的軸向貫穿所述安裝部41’的內壁,所述容置槽412’與環形槽411’相連通。所述安裝部41’遠離容納部42’的一端內側開設有四個第二卡槽413’,所述第二卡槽413’與第一卡槽31’的形狀相同,且第二卡槽413’與環形槽411’和容置槽412’相連通。容納部42’具有底板和側壁,所述容納部42’的底板遠離安裝部41’設置。所述容納部42’的底板內側凸設有凸臺421’,所述凸臺421’大致呈方形。凸臺421’末端端面上對稱設置有兩個卡持部422’。卡持部422’大致呈“l”型,兩個卡持部422’的一端分別與pcb板80’的兩個卡口81’相配合,以使pcb板80’相對安裝架40’固定。所容納部42’的底板中心處設有收容腔,收容腔內裝設有軸承。
述本實施例中,風扇輪23’安裝于容納部42’遠離安裝部41’的一側。
下面將對本發明實施方式中的定子制造方法作進一步描述。
提供若干定子齒50。具體地,通過將若干磁芯疊片沿所述定子的軸向層疊以形成每一該定子齒50。
通過包膠成型方式在該若干定子齒50上形成一固定架60。具體地,將該若干定子齒50放入同一注塑模具中,向該模具中注入樹脂以形成所述固定架60。
將若干定子繞組12繞在該固定架60上。
提供一磁軛30。具體地,通過將若干磁芯疊片沿所述定子的軸向層疊以形成所述磁軛30。
通過包膠成型方式在磁軛30上形成一安裝架40(40’)。
將該若干定子齒50組裝至該磁軛30上。
本技術領域的普通技術人員應當認識到,以上的實施方式僅是用來說明本發明,而并非用作為對本發明的限定,只要在本發明的實質精神范圍的內,對以上實施方式所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的范圍的內。