本實用新型涉及電機技術領域,尤其是涉及一種定子用硅鋼片。
背景技術:
電機作為一種重要的動力設備,其應用遍及國防、航空航天、工農業生產、信息處理、汽車電氣設備、日常生活等各個領域。
眾所周知,轉子部分和定子部分是構成電機的核心部件。其中,轉子部分主要包括轉子鐵芯和轉子繞組,定子部分包括定子鐵芯和定子繞組。定子是電機靜止不動的部分其主要作用是產生旋轉磁場。常用的定子鐵芯一般都是采用硅鋼片制作而成。硅鋼片是一種含碳量極低的硅鐵軟磁合金,一般含硅量為0.5%~4.5%,硅可提高鐵的電阻率和最大磁導率,降低矯頑力、鐵芯損耗(鐵損)和磁時效,該硅鋼片主要用來制作各種變壓器、電動機和發電機的鐵芯,其應用非常廣泛。
然而,在實際應用中,則不直接采用整塊的硅鋼來制作鐵芯,而是將硅剛加工成薄片狀,以減小渦流損耗。通常情況下,電機的定子通過沖壓工序將多片一體剪裁成型的硅鋼片疊置壓固而成。采用上述這種加工方式,使得硅鋼片在剪裁成型時其被裁剪掉的材料成為廢料,造成材料的大量浪費,增加了生產成本;其次,由于現有設計的硅鋼片的布線孔較多,導致加工困難,且大大降低了硅鋼片整體的強度,為硅鋼片的后續使用帶來了安全隱患。
技術實現要素:
本實用新型的目的在于提供一種定子用硅鋼片,以解決現有技術定子用硅鋼片在制作中材料浪費嚴重以及硅鋼片整體強度較差的技術問題。
本實用新型是一種定子用硅鋼片,包括中空結構的硅鋼片本體,所述硅鋼片本體的內周面焊接有多個用于纏繞定子繞組的引腳;各所述引腳呈“T形”設置,且所述引腳焊接部的橫截面尺寸小于與所述焊接部相對的端部的橫截面尺寸,相鄰兩個所述引腳之間的夾角為90°,且相對設置的兩個所述引腳相對于硅鋼片本體的中心對稱設置。
進一步的,所述硅鋼片本體呈圓環狀設置。
進一步的,所述硅鋼片本體端面上設有多個用于散熱的散熱孔,各所述散熱孔的軸線與所述硅鋼片本體的軸線相平行。
進一步的,多個所述散熱孔沿所述硅鋼片本體的周向均勻排列。
進一步的,所述硅鋼片本體的外圓周面固接有多個用于散熱的散熱片,各所述散熱片沿所述硅鋼片本體的徑向向外延伸。
進一步的,相鄰兩個所述散熱片之間的夾角范圍為20°~30°。
進一步的,所述硅鋼片本體的內圓周面沿其徑向向內依次涂覆有水溶性硅鋼片涂料層、環氧粉末層;所述硅鋼片本體的外圓周面沿其徑向向外依次涂覆有水溶性硅鋼片涂料層、環氧粉末層。
進一步的,所述水溶性硅鋼片涂料層的厚度范圍為120~130μm。
進一步的,所述環氧粉末層的厚度范圍為210~240μm。
進一步的,所述硅鋼片本體的內圓周面和外圓周面均涂覆有絕緣涂覆層。
本實用新型所提供的定子用硅鋼片能產生如下有益效果:
與現有定子用硅鋼片相比,在本實用新型所述的定子用硅鋼片中,用于纏繞定子繞組的引腳是通過焊接的方式固定在硅鋼片本體上的,在制作加工過程中無需去除材料,相對于現有技術硅鋼片的剪裁成型中將多余的材料從硅鋼片上去除來說,本硅鋼片更加節省材料,且操作起來也很方便,在節省材料的基礎上,有效降低了生產成本。
其次,由于各引腳呈“T形”設置,且“T形”引腳焊接部的橫截面尺寸小于與焊接部相對的端部的橫截面尺寸,這樣可以方便定子繞組的纏繞以及在定子繞組纏繞后不會輕易的脫落,保證了定子繞組的穩定性;且“T形”引腳結構相對簡單,加工起來更加方便,相對于現有技術中在硅鋼片本體上設有多個布線孔來說,本設置無需在硅鋼片本體上開槽,制作工藝更加簡單、方便,大大降低加工時間和制造成本、提高了生產效率。
另外,本設置為相鄰兩個引腳之間的夾角為90°,以此限制引腳的數量,避免了布線孔過多導致定子繞組纏繞不便的問題,同時,也提高了硅鋼片的整體強度,方便了后續使用,由于無需設置太多的引腳,大大節省了材料,降低了制作成本。
總之,本設置的硅鋼片具有結構簡單、制作成本低和強度高的優點,具有較好的實用性。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案,下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型實施例定子用硅鋼片的結構示意圖;
圖2為本實用新型實施例定子用硅鋼片的結構示意圖,其中,將散熱孔替換為散熱片。
附圖標記:
1-硅鋼片本體;
2-引腳;
3-散熱片;
11-散熱孔。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例,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,都屬于本實用新型保護的范圍。
在本實用新型的描述中,需要說明的是,術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制。此外,術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本實用新型的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
本實施例是一種定子用硅鋼片,參照圖1所示,包括中空結構的硅鋼片本體1,硅鋼片本體1的內周面焊接有多個用于纏繞定子繞組的引腳2;各引腳2呈“T形”設置,且引腳2焊接部的橫截面尺寸小于與焊接部相對的端部的橫截面尺寸,相鄰兩個引腳2之間的夾角為90°,且相對設置的兩個引腳2相對于硅鋼片本體1的中心對稱設置。
與現有定子用硅鋼片相比,本實施例中所述的定子用硅鋼片中,用于纏繞定子繞組的引腳2是通過焊接的方式固定在硅鋼片本體1上的,因而無需去除材料,相對于現有技術硅鋼片的剪裁成型中將多余的材料從硅鋼片上去除來說,本實施例通過焊接的方式更加節省材料,且操作起來也很方便,本實施例在節省材料的基礎上,有效降低了生產成本。
其次,由于各引腳2呈“T形”設置,且“T形”引腳2焊接部的橫截面尺寸小于與焊接部相對的端部的橫截面尺寸,這樣可以方便定子繞組的纏繞以及在定子繞組纏繞后不會輕易的脫落,保證了定子繞組的穩定性;且“T形”引腳2結構相對簡單,加工起來更加方便,相對于現有技術中在硅鋼片本體1上設有多個布線孔來說,本實施例無需在硅鋼片本體1上開槽,制作工藝更加簡單、方便,大大降低加工時間和制造成本、有效提高了生產效率。
另外,本設置為相鄰兩個引腳2之間的夾角為90°,以此限制引腳2的數量不會過多,避免了布線孔過多導致定子繞組纏繞不便的問題,同時,由于無需設置太多的布線孔,也相對提高了硅鋼片的整體強度,方便了后續使用,同時由于無需設置太多的引腳2,大大節省了材料,有效降低加工成本。
總之,本實施例的硅鋼片具有結構簡單、制作成本低和強度高的優點,具有較好的實用性。
本實施例中,定子用硅鋼片在滿足上述加工工藝以及布置要求的基礎上,對于硅鋼片本體1的結構也有一定的要求,其硅鋼片本體1的結構形式有多種。在上述多種因素同時考慮的情況下,硅鋼片本體1設置為圓環狀或者方形環狀。
具體的,硅鋼片本體1呈圓環狀設置。圓環狀硅鋼片本體1的加工工藝簡單、操作方便,其加工成本較低。方形環狀的硅鋼片本體1比設置為圓環狀的硅鋼片本體1更加節省原料。其加工工藝相對簡單、操作也很方便。
需要說明的是,硅鋼片本體1除了上述的結構形式外,根據需要還可以設置為八角形環狀,八角形環狀硅鋼片本體1相對于上述圓環狀硅鋼片本體1來說,有利于節省材料。
本實施例中,在硅鋼片本體1上設置有散熱結構。由于電機的定子鐵芯是由相互帶絕緣的硅鋼片疊壓而成的,在工作過程中,定子鐵芯以及定子繞組之間會因為電流的作用而產生熱量,硅鋼片本體1上設置散熱結構可有效地將定子鐵芯以及定子繞組之間產生的熱量排出,保證電機的正常運行。
基于上述提到的散熱結構,其結構形式可以設置為多種形式,具體結構如下:
散熱結構的第一種結構形式:請繼續參照圖1,硅鋼片本體1端面上設有多個用于散熱的散熱孔11,各散熱孔11的軸線與硅鋼片本體1的軸線相平行。
本實施例中,通過在硅鋼片本體1上設置的多個散熱孔11,能夠將電機運行時產生交變磁通在鐵芯中引起損耗產生的熱量以及產生電磁感應電流形成渦流產生的熱量及時排出,維持電機的正常運行狀態,也盡可能地延長了整個電機的使用壽命。
其中,散熱孔11沿硅鋼片本體1的周向均勻排列,散熱孔11可以為圓形通孔或方形通孔等。
由于多個散熱孔11沿硅鋼片本體1的周向排列,即呈圓環狀排列,圓環狀排列可設置一圈或者多圈,具體的設置方式根據實際情況設置,多個散熱孔11可按照一定的規律均勻排列,也可根據需要在容易散熱的部分多設置幾個散熱孔11。
其中,圖1中所示的為定子用硅鋼片設置的多個散熱孔11為兩圈的情況,具體設置方式可根據硅鋼片本體1的尺寸和散熱要求進行設置,具體的參照以下介紹。
對于硅鋼片本體1端面尺寸較小的情況,其散熱孔11的數量不宜設置太多,以免降低硅鋼片的整體強度;而對于硅鋼片本體1端面尺寸較大的情況,其散熱孔11的孔徑不宜設置太大,以免降低硅鋼片的整體強度,其散熱孔11的數量可適當增加,以確保定子用硅鋼片在具有一定強度的基礎上,具有較好的散熱效果。
散熱結構的第二種結構形式:參照圖2所示,硅鋼片本體1的外圓周面固接有多個用于散熱的散熱片3,各散熱片3沿硅鋼片本體1的徑向向外延伸。該種結構形式具有結構簡單、節省成本、安裝方便、散熱效果好等優點。
散熱片3是一種給電器中的易發熱電子元件散熱的裝置,其形狀可以做成多種,如:板狀、片狀、多片狀等。本實施例中的散熱片3設置為片狀。
具體的在使用中,散熱片3與硅鋼片本體1接觸面涂上一層導熱硅脂,使硅鋼片本體1上產生的熱量更有效地傳導到散熱片3上,再經散熱片3將熱氣散發到電機外部。
本實施例中的散熱片3的材質選用銅、鋁合金或者是兩者的組合。銅和鋁合金各有其優缺點,銅的導熱性好,但價格較貴,加工難度較高,重量過大,熱容量較小,而且容易氧化。然而,純鋁太軟不能直接使用,都是使用的鋁合金才能提供足夠的硬度,鋁合金的優點是價格低廉,重量輕,但導熱性比銅差。
具體的,多個散熱片3通過焊接的方式固定在硅鋼片本體1上,相對于散熱結構的第一種結構形式來說,散熱結構的第二種結構形式在滿足一定散熱需求的基礎上,相對于在硅鋼片本體1上去除材料來說,更加節省材料。
在本實施例的基礎上,為了保證散熱片3的散熱效果,在焊接散熱片3時,可事先在散熱片3與硅鋼片本體1接觸面涂上一層導熱硅脂;或者是,在散熱片3焊接在硅鋼片本體1上后,在散熱片3與硅鋼片本體1接觸的邊緣涂抹一層導熱硅脂。導熱硅脂俗稱散熱膏,導熱硅脂以有機硅酮為主要原料,添加耐熱、導熱性能優異的材料,制成的導熱型有機硅脂狀復合物,用于定子硅鋼片的導熱及散熱。
為了進一步保證散熱片3的散熱效果,相鄰兩個散熱片3之間的夾角范圍為20°~30°,且相鄰兩個散熱片3之間的距離保證至少能夠容納一個散熱片3。
需要說明的是,以上兩種結構形式的散熱結構均能夠將定子內過多的熱量及時排出,且散熱效果均較好,在一定程度上保證電機的正常使用和本身性能,延長電機的使用壽命。
除此之外,還可以采用其他能夠實現定子以及定子繞組間散熱的散熱結構,例如:水冷散熱方式或者是風冷散熱方式,具體的設置形式根據需要選擇。
為了保證本實施例中硅鋼片不受工作環境的影響以及具有較長的使用壽命,且在不影響其正常使用的前提下,硅鋼片本體1的內圓周面沿其徑向向內依次涂覆有水溶性硅鋼片涂料層、環氧粉末層,硅鋼片本體1的外圓周面沿其徑向向外依次涂覆有水溶性硅鋼片涂料層、環氧粉末層,以避免外界酸堿環境以及潮濕環境等可能對硅鋼片本體1的影響,對硅鋼片本體1起到一定的保護作用。
水溶性硅鋼片涂料相對于現有的含有填料的有機溶劑型硅鋼片漆來說,具有優異的耐水性、耐油能、耐鹽霧性和良好的電絕緣性等特點,能夠滿足大電機或特種電機對硅鋼涂層的要求,而且有良好的流平性,機械穩定性,貯存穩定性,快速成膜性,無環境污染等優點,既可以滿足大型電機鐵芯絕緣,又可以作為鋼鐵生產企業硅鋼片C6(涂層的種類)涂層的應用。
環氧粉末是一種熱固性、無毒涂料,固化后形成高分子量交聯結構涂層,具有優良的化學防腐性能和較高的機械性能,尤其耐磨性和附著力最佳。該涂料為固體,無溶劑,無污染,粉末利用率可達95%以上,是優質防腐涂料。
其中,本實施例中的水溶性硅鋼片涂料層的厚度范圍為120~130μm。環氧粉末層的厚度范圍為210~240μm,以保證硅鋼片本體1具有較好的耐腐蝕性以及使用性能。
本實施例中,還可以在硅鋼片本體1的內圓周面和外圓周面均涂覆有一定厚度的絕緣涂覆層,以防止疊置而成的多個硅鋼片本體1之間發生短路而增大渦流損耗,提高其電磁性能,保證其絕緣性能滿足使用的要求。與傳統的采用在定子布線孔中沿布線孔內壁貼設絕緣槽紙并采用條狀成段的槽楔將布線孔的開口封堵起來相比,本實施例更加簡單、操作方便,節省了很多繁瑣的步驟。
硅鋼片本體1的絕緣處理要求絕緣層具有較好的電器性能、耐油性、防潮性、附著力以及足夠的力學性能和硬度,在滿足性能的前提下絕緣層盡量薄,以提高硅鋼片的疊壓系數,增加定子鐵芯的有效長度。
其中,絕緣涂覆層可選用絕緣等級較高的涂敷粉,采用噴涂的方式使涂敷粉附著在硅鋼片本體1上。
上述絕緣方式相對于現有安裝絕緣襯紙來說,具有以下優點:
1.無需在布線孔中安裝絕緣襯紙,使得操作更加簡單、節省時間且成本較低;
2.絕緣涂覆層可采用絕緣強度較高的涂敷粉,提高定子繞組的絕緣強度;
3.絕緣涂覆層在硅鋼片本體1上附著性好,不易脫落;
4.節省空間,使定子繞組的安裝更加方便。
最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。