基于离散动力电感集成的电机定子的制作方法

1.本实用新型属于电机技术领域，特别涉及电机定子结构。


背景技术：

2.传统电机定子由软磁材料采用整体形式，由齿部和轭部组成，然后在齿部设计绕组并连线绝缘后加以适当的电压，产生符合设计的电流和磁场。这种结构在电机发明并被有效使用的192年间，没有太大的变化。而定子总成的重量约占电机的60%。在技术进步、市场竞争疯狂的现代，这种结构的电机对商业竞争、技术进步产生了阻碍。如何改变电机的结构、提高电机的性能、降低电机的成本、减少电机的重量等成了业界关心的问题。
3.电机定子结构根据其功能来分，可以分为轭架和齿部两个部分。齿部主要由线圈和铁芯组成（如同一个电感），其功能是由绕组产生磁场，并在铁芯中激励出符合设计要求的磁感应强度。这个磁感应强度产生的磁通通过气隙与转子磁场交换能量。轭部的作用主要是支撑齿部并形成磁通的过桥，如果没有这个过桥，磁通将通过空气穿过线圈构成磁通回路。
4.人们研发了很多新材料和新工艺来应对挑战，但总存在性能方面、可加工方面、成本方面等不能兼顾的忧虑。
5.如现有技术公开的一种模块化定子非晶合金磁阻电机、系统以及控制方法（申请号为202210204815 .6 ），模块化定子非晶合金磁阻电机包括：模块化定子铁心、电枢绕组和转子铁心；所述模块化定子铁心包括多个独立且对称的u型定子铁心单元，且u型定子铁心单元凸极齿朝向气隙，u型定子铁心单元由非晶合金材料卷叠制成；所述电枢绕组放置于模块化定子铁心上。该发明通过采用分离的u型定子铁心单元构成电机定子，每个独立的u型定子铁心单元结构小巧，加工简单，可以采用非晶合金材料卷叠制成，避免了大规模切割和叠压对非晶合金材料的不利影响，有助于充分发挥非晶合金材料低铁耗优势，提升高速非晶磁阻电机的运行效率，使电机适合高速运行。
6.但是该电机的定子结构中轭架和齿部两个部分还是一体成型的结构，整体采用非晶材料的成本还是较高；另外，如果根据具体应用场景想要将轭架和齿部两个部分设置成不同材料，该结构无法实现。


技术实现要素：

7.为解决上述问题，本实用新型的首要目的在于提供一种可以按照不同电机对性能、重量（体积）、成本等要求采用不同材料加工的基于离散动力电感集成的电机定子。
8.本实用新型的另一目的在于提供一种结构简单，适应性强，便于广泛推广的基于离散动力电感集成的电机定子。
9.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
10.基于离散动力电感集成的电机定子，其特征在于，包括轭架和作为齿部的动力电感，所述轭架和动力电感可分离式连接。具体连接方式可以根据具体设计来改变。
11.在本技术方案中，跟现有技术相比，通过将电机定子分割为轭架和由动力电感组成的齿部两部分，可以实现按照不同电机对性能、重量（体积）、成本等要求不同，以不同权重进行衡量，用多目标同时优化的方法，可采用不同的材料和加工工艺分别制造轭架和动力电感，再经过集成后来满足对电机的要求。另外，上述电机定子结构可取消传统电机生产的冲裁、叠压、绕线、下线等工艺过程和设备，大大简化了生产。同时，通过专业厂商制造轭架和专业厂商制造动力电感，能够进一步保证轭架和作为齿部的动力电感的产品质量，可以提高组成的电机的参数精度和鲁棒性，使电机计算机精确控制更容易。简化了电机生产工艺、减少了电机制造的设备投资和繁重的绕线、下线工艺过程；由于大量采用外购件，大幅度提高了电机厂的生产效率和开发能力，能更好应对市场多品种小批量的趋势。
12.其中，轭架，根据优化方案，可以用不同的铁磁材料通过或压铸，或压制，或注塑，或叠片等工艺一次性成型由专业厂商完成，并按照设计图纸作为一个独立零件供货。
13.其中，动力电感可以制成数据精准的独立电感，不但提高了电机性能，也为电机控制解决了关键难题，还不会提高产品的成本。可由电感厂商以离散型电感供货，也可集成为齿部整体供货，极大方便了生产加工。
14.进一步的，所述动力电感为若干个，每个动力电感均匀分布在轭架上。根据具体的设计不同，动力电感可以设计成不同的数量，如n个，其中n为正整数。
15.进一步的，所述动力电感包括铁芯和线圈，所述线圈缠绕在铁芯上。上述动力电感结构是优选的一种结构形式，上述结构形式便于生产加工、且最终成品稳定性好，适应性强，可以适应不同的电机和应用场景。由于采用了轭架和动力电感分离的方式，铁芯的材料可以使用较为昂贵的软磁材料（例如非晶材料）制成数据精准的独立电感，不但提高了电机性能，也为电机控制解决了关键难题，还不会提高产品的成本。
16.进一步的，该电机定子还包括动力电感定位销，所述动力电感定位销的一端与轭架卡接，所述动力电感定位销的另一端与动力电感的一端卡接。通过动力电感定位销是实现轭架和动力电感可分离式连接的一种方式。
17.进一步的，该电机定子还包括限位靴，所述限位靴安装在动力电感的另一端，且限位靴两端延伸出限位部。限位靴可以对线圈起到限位作用，如动力电感采用铁芯和线圈这样的结构形式时，限位靴可以对线圈的端部进行限位，方便线圈绕线，且保证线圈安装的稳定性。
18.进一步的，所述轭架上设置有与动力电感对应的卡接槽，所述动力电感卡接在对应的卡接槽内。这是实现轭架和动力电感可分离式连接的另一种方式。
19.进一步的，所述动力电感粘接在轭架上。这是实现轭架和动力电感可分离式连接的再一种方式。具体的，轭架和动力电感的连接方式还可以是过盈压入等其他方式。
20.进一步的，所述动力电感与轭架过盈配合。具体过盈配合的方式可以为在轭架上包覆有封固材料，所述封固材料与轭架之间形成有用于容纳动力电感的空间，动力电感位于空间内，并与轭架抵持。封固材料为非软磁材料。本实用新型中各个实施例中都会涉及到运用封固材料，
21.进一步的，所述轭架的材料包括导磁塑料、铁粉芯、非晶粉芯、硅钢和非晶板材。具体的，可以使用导磁塑料，通过注塑来而成；可以使用铁粉芯，通过压制来而成；可以使用非晶粉芯，通过压制来而成；可以使用纳米非晶铁粉芯，通过压制来而成；可以使用硅钢，通过
叠压来而成；可以使用非晶板材，通过卷绕来而成；可以使用其他软磁材料，通过铸造来而成。
22.进一步的，所述铁芯的材料包括铁粉芯、非晶板材、非晶粉芯和硅钢板材。具体的，可使用铁粉芯，通过压制而成；可使用非晶板材，通过叠压而成；可使用非晶粉芯，通过压制而成；可使用纳米非晶铁粉芯，通过压制而成；可使用硅钢板材，通过叠压而成。
23.通过离散的动力电感集成电机定子，可以减少制造工艺的复杂度和有利于提高生产效率和产品的一致性。
24.相比于现有技术，本实用新型的优势在于。通过将电机定子分割为轭架和由动力电感组成的齿部两部分，可以实现按照不同电机对性能、重量（体积）、成本等要求不同，以不同权重进行衡量，用多目标同时优化的方法，可采用不同的材料和加工工艺分别制造轭架和动力电感，再经过集成后来满足对电机的要求。另外，上述电机定子结构可取消传统电机生产的冲裁、叠压、绕线、下线等工艺过程和设备，大大简化了生产。同时，通过专业厂商制造轭架和专业厂商制造动力电感，能够进一步保证轭架和作为齿部的动力电感的产品质量，可以提高组成的电机的参数精度和鲁棒性，使电机计算机精确控制更容易。简化了电机生产工艺、减少了电机制造的设备投资和繁重的绕线、下线工艺过程；由于大量采用外购件，大幅度提高了电机厂的生产效率和开发能力，能更好应对市场多品种小批量的趋势。
附图说明
25.图1是实施例一采用销定位结构的径向磁场内转子式结构示意图。
26.图2是实施例二采用销定位结构的径向磁场外转子式结构示意图。
27.图3是实施例三型采用销定位结构的轴向磁场单定子式结构示意图。
28.图4是图3中a-a处的剖面结构示意图。
29.图5是实施例四采用销定位结构的运用在直线电机初级的结构示意图。
30.图6是实施例五采用槽定位结构的径向磁场内转子式结构示意图。
31.图7是实施例六采用槽定位结构的径向磁场外转子式结构示意图。
32.图8是实施例七采用槽定位结构的轴向磁场单定子式结构示意图。
33.图9是图8中a-a处的剖面结构示意图。
34.图10是实施例八采用槽定位结构的运用在直线电机初级的结构示意图。
35.图11是实施例九采用过盈配合定位结构的径向磁场内转子式结构示意图。
36.图12是实施例十采用过盈配合定位结构的径向磁场外转子式结构示意图。
37.图13是实施例十一采用过盈配合定位结构的轴向磁场单定子式结构示意图。
38.图14是图13中a-a处的剖面结构示意图。
39.图15是实施例十二采用过盈配合定位结构的运用在直线电机初级的结构示意图。
实施方式
40.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
41.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
实施例
42.参见图1，一种采用销定位结构的径向磁场内转子式结构，包括轭架011、动力电感012、动力电感定位销013、转子014和限位靴015，动力电感定位销013的一端与轭架011卡接，所述动力电感定位销013的另一端与动力电感012的一端卡接，限位靴015安装在动力电感012的另一端，且限位靴015两端延伸出限位部016，动力电感012环绕转子014设置。
43.动力电感012为十二个，每个动力电感012均匀分布在轭架011上。
44.动力电感012包括铁芯017和线圈018，所述线圈018缠绕在铁芯017上。
实施例
45.参见图2，一种采用销定位结构的径向磁场外转子式结构，包括轭架021、动力电感022、动力电感定位销023、转子024和限位靴025，动力电感定位销023的一端与轭架021卡接，所述动力电感定位销023的另一端与动力电感022的一端卡接，限位靴025安装在动力电感022的另一端，且限位靴025两端延伸出限位部026，转子024环绕包围在动力电感022外侧。
46.动力电感022为十二个，每个动力电感022均匀分布在轭架021上。
47.动力电感022包括铁芯027和线圈028，所述线圈028缠绕在铁芯027上。
实施例
48.参见图3-4，一种采用销定位结构的轴向磁场单定子式结构，包括轭架031、动力电感032、动力电感定位销033和限位靴034，动力电感定位销033的一端与轭架卡031接，所述动力电感定位销033的另一端与动力电感032的一端卡接，限位靴034安装在动力电感032的另一端，且限位靴034两端延伸出限位部035。
49.动力电感032为十二个，每个动力电感032均匀分布在轭架031上。
50.动力电感032包括铁芯036和线圈037，所述线圈037缠绕在铁芯036上。
实施例
51.参见图5，一种采用销定位结构的运用在直线电机初级的结构，包括轭架041、动力电感042、动力电感定位销043和限位靴044，动力电感定位销043的一端与轭架041卡接，所述动力电感定位销043的另一端与动力电感042的一端卡接，限位靴044安装在动力电感042的另一端，且限位靴044两端延伸出限位部045。
52.动力电感042为六个，每个动力电感042均匀分布在轭架041上。
53.动力电感042包括铁芯046和线圈047，所述线圈047缠绕在铁芯046上。
实施例
54.参见图6，一种采用槽定位结构的径向磁场内转子式结构，包括轭架051、动力电感052、转子053和限位靴054，轭架051的内圈设置有与动力电感052一一对应的卡接槽055，每个动力电感052的一端卡接在对应的卡接槽055内，限位靴054安装在动力电感052的另一端，且限位靴054两端延伸出限位部056，动力电感052环绕转子053设置。
55.动力电感052为十二个，每个动力电感052均匀分布在轭架051上。
56.动力电感052包括铁芯057和线圈058，所述线圈058缠绕在铁芯057上。
实施例
57.参见图7，一种采用槽定位结构的径向磁场外转子式结构，包括轭架061、动力电感062、转子063和限位靴064，轭架061的外圈设置有与动力电感062一一对应的卡接槽065，每个动力电感062的一端卡接在对应的卡接槽065内，限位靴064安装在动力电感062的另一端，且限位靴064两端延伸出限位部066，转子063环绕包围在动力电感062外侧。
58.动力电感062为十二个，每个动力电感062均匀分布在轭架061上。
59.动力电感062包括铁芯067和线圈068，所述线圈068缠绕在铁芯067上。
实施例
60.参见图8-9，一种采用槽定位结构的轴向磁场单定子式结构，包括轭架071、动力电感072和限位靴073，轭架071的侧面设置有贯穿轭架071四周且与动力电感072一一对应的卡接槽074，每个动力电感072的一端卡接在对应的卡接槽074内，限位靴073安装在动力电感072的另一端，且限位靴073两端延伸出限位部075。
61.动力电感072为十二个，每个动力电感072均匀分布在轭架071上。
62.动力电感072包括铁芯076和线圈077，所述线圈077缠绕在铁芯076上。
实施例
63.参见图10，一种采用槽定位结构的运用在直线电机初级的结构，包括轭架081、动力电感082和限位靴083，轭架081的侧面设置有与动力电感082一一对应的卡接槽084，每个动力电感082的一端卡接在对应的卡接槽084内，限位靴083安装在动力电感082的另一端，且限位靴083两端延伸出限位部085。
64.动力电感082为六个，每个动力电感082均匀分布在轭架081上。
65.动力电感082包括铁芯086和线圈087，所述线圈087缠绕在铁芯086上。
实施例
66.参见图11，一种采用过盈配合定位结构的径向磁场内转子式结构，包括轭架091、动力电感092、转子093和限位靴094，轭架091上包覆有封固材料095，所述封固材料095与轭架091之间形成有用于容纳动力电感092的空间，动力电感092位于空间内，且动力电感092的一端与轭架091抵持，限位靴094安装在动力电感092的另一端，且限位靴094两端延伸出限位部096，动力电感092环绕转子093设置。封固材料095为非软磁材料。
67.动力电感092为十二个，每个动力电感092均匀分布在轭架091上。
68.动力电感092包括铁芯096和线圈097，所述线圈097缠绕在铁芯096上。
实施例
69.参见图12，一种采用过盈配合定位结构的径向磁场外转子式结构，包括轭架101、动力电感102、转子103和限位靴104，轭架101上包覆有封固材料105，所述封固材料105与轭架101之间形成有用于容纳动力电感102的空间，动力电感102位于空间内，且动力电感102
的一端与轭架101抵持，限位靴104安装在动力电感102的另一端，且限位靴104两端延伸出限位部106，转子103环绕包围在动力电感102外侧。封固材料105为非软磁材料。
70.动力电感102为十二个，每个动力电感102均匀分布在轭架101上。
71.动力电感102包括铁芯107和线圈108，所述线圈108缠绕在铁芯107上。
实施例
72.参见图13-14，一种采用过盈配合定位结构的轴向磁场单定子式结构，包括轭架111、动力电感112和限位靴113，轭架111上包覆有封固材料114，所述封固材料114与轭架111之间形成有用于容纳动力电感112的空间，动力电感112位于空间内，且动力电感112的一端与轭架111抵持，限位靴113安装在动力电感112的另一端，且限位靴113两端延伸出限位部115。封固材料114为非软磁材料。
73.动力电感112为十二个，每个动力电感112均匀分布在轭架111上。
74.动力电感112包括铁芯116和线圈117，所述线圈117缠绕在铁芯116上。
实施例
75.参见图15，一种采用过盈配合定位结构的运用在直线电机初级的结构，包括轭架121、动力电感122和限位靴123，轭架121上包覆有封固材料124，所述封固材料124与轭架121之间形成有用于容纳动力电感122的空间，动力电感122位于空间内，且动力电感122的一端与轭架121抵持，限位靴123安装在动力电感122的另一端，且限位靴123两端延伸出限位部125。封固材料124为非软磁材料。
76.动力电感122为六个，每个动力电感122均匀分布在轭架121上。
77.动力电感122包括铁芯126和线圈127，所述线圈127缠绕在铁芯126上。
78.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于离散动力电感集成的电机定子，其特征在于，包括轭架和作为齿部的动力电感，所述轭架和动力电感可分离式连接；所述动力电感为若干个，每个动力电感均匀分布在轭架上；所述动力电感包括铁芯和线圈，所述线圈缠绕在铁芯上；该电机定子还包括动力电感定位销，所述动力电感定位销的一端与轭架连接，所述动力电感定位销的另一端与动力电感的一端连接。2.如权利要求1所述的基于离散动力电感集成的电机定子，其特征在于：该电机定子还包括限位靴，所述限位靴安装在动力电感的另一端，且限位靴两端延伸出限位部。3.如权利要求1所述的基于离散动力电感集成的电机定子，其特征在于：所述轭架的材料包括导磁塑料、铁粉芯、非晶粉芯、硅钢或非晶板材。4.如权利要求1所述的基于离散动力电感集成的电机定子，其特征在于：所述铁芯的材料包括铁粉芯、非晶板材、非晶粉芯或硅钢板材。

技术总结
本实用新型公开一种基于离散动力电感集成的电机定子，涉及电机技术领域，包括轭架和作为齿部的动力电感，所述轭架和动力电感可分离式连接。通过将电机定子分割为轭架和由动力电感组成的齿部两部分，可以实现按照不同电机对性能、重量、成本等要求不同，以不同权重进行衡量，用多目标同时优化的方法，可采用不同的材料和加工工艺分别制造轭架和动力电感，再经过集成后来满足对电机的要求。另外，上述电机定子结构可取消传统电机生产的冲裁、叠压、绕线、下线等工艺过程和设备，大大简化了生产。同时，通过专业厂商制造轭架和专业厂商制造动力电感，能够进一步保证轭架和作为齿部的动力电感的产品质量，使电机计算机精确控制更容易。使电机计算机精确控制更容易。使电机计算机精确控制更容易。


技术研发人员：朱克敏 朱羽 卿笃胜 胡晓伟
受保护的技术使用者：朱羽
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/9/1