一种非对称定子冲片、沿轴向分段拼接定子铁心及电机

1.本公开涉及电机技术相关技术领域，具体的说，是涉及一种非对称定子冲片、沿轴向分段拼接定子铁心及电机。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。
3.分数槽集中绕组永磁同步电机具有绕组端部短，转矩密度和功率密度高的特点，广泛应用于数控加工、家用电器和电动工具等领域。为了进一步提高绕组的槽满率和减少绕组端部长度，以及减少冲压模具的成本和硅钢片的利用率，现在的分数槽集中绕组永磁同步电机一般都采用分段式定子结构。
4.发明人在研究中发现，目前的分数槽集中绕组永磁同步电机的定子冲片为轴对称薄片，拼接后形成的电子结构有大小一致的齿槽，产生齿槽转矩，齿槽转矩的存在，増加了输出转矩波动，对电机的控制精度会造成一定的影响。齿槽转矩是永磁同步电机特有一种定位力矩，其影响了永磁同步电机输出转矩的平稳性，会引起转矩的脉动和电磁噪声，限制了永磁同步电机在高性能领域的应用。


技术实现要素：

5.本公开为了解决上述问题，提出了一种非对称定子冲片、沿轴向分段拼接定子铁心及电机，通过改进定子冲片的为非对称的结构，以及采用分段拼接的定子铁心，能够实现电机齿槽转矩的对消。
6.为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
7.一个或多个实施例提供了一种非对称定子冲片，包括依次连接轭部、齿身和齿部，轭部和齿部分别呈圆弧状，以使得多个定子冲片依次连接后轭部外缘以及齿部外缘分别连接为圆形；轭部和齿部连接在齿身上形成的定子冲片，以齿身的中心轴为中心呈非对称结构。
8.一个或多个实施例提供了一种沿轴向分段拼接定子铁心，采用上述的定子冲片，相同偏移结构的定子冲片叠压并径向连接后形成定子铁心分段，不同偏移结构定子冲片形成多个不同的定子铁心分段，不同定子铁心分段按轴向拼接，使得形成齿槽不在同一直线上。
9.一个或多个实施例提供了一种电机，采用上述的一种沿轴向分段拼接定子铁心。
10.与现有技术相比，本公开的有益效果为：
11.本公开将定子冲片连接为非对称结构，可以使得多个不同偏移角度的定子冲片叠压连接后形成的齿槽不在一条直线上，从而使得磁场分布不一致，能够实现齿槽转矩的对消。
12.本公开中，通过采用不同偏移结构的定子冲片叠压后，在轴向上分段拼接，可以使
得形成齿槽不在同一直线上，能够通过调整偏移角度使得不同分段上的齿槽转矩对消。
13.本公开的优点以及附加方面的优点将在下面的具体实施例中进行详细说明。
附图说明
14.构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。
15.图1是本公开实施例1的齿部左偏移的定子冲片结构示意图；
16.图2是本公开实施例1的齿部右偏移的定子冲片结构示意图；
17.图3是本公开实施例1的沿轴向两分段齿尖偏移的单个定子铁心叠片结构；
18.图4是本公开实施例1的沿轴向两分段齿尖偏移的定子铁心结构；
19.图5是本公开实施例1的改进前对称的定子冲片结构示意图；
20.图6(a)是本公开实施例1沿轴向第一定子铁心分段6构成的永磁同步电机二维示意图；
21.图6(b)是本公开实施例1沿轴向第二定子铁心分段7构成的永磁同步电机二维示意图；
22.图7(a)是本公开实施例1沿轴向第一定子铁心分段6构成的永磁同步空载磁场分布图；
23.图7(b)是本公开实施例1沿轴向第二定子铁心分段7构成的永磁同步空载磁场分布图；
24.其中：1、轭部，2、齿身，3、齿部，4、凹槽，5、凸起，6、第一定子铁心分段，7、第二定子铁心分段，8、齿槽。
具体实施方式
25.下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
26.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
27.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。
28.实施例1
29.在一个或多个实施方式公开的技术方案中，如图1-图5所示，一种非对称定子冲片，包括依次连接轭部1、齿身2和齿部3，轭部1和齿部3分别呈圆弧状，以使得多个定子充电依次连接后轭部1外缘以及齿部3外缘分别连接为圆形；轭部1和齿部3连接在齿身2上形成的定子冲片，以齿身2中心轴l为中心呈非对称结构。
30.本实施例中，将定子冲片连接为非对称结构，可以使得多个不同偏移角度的定子
冲片叠压连接后形成的齿槽不在一条直线上，从而使得磁场分布不一致，能够实现齿槽转矩的对消。
31.在一些实施例中，轭部1和齿部3连接在齿身2上形成的定子冲片，以齿身2的中心轴l呈非对称结构，可以是齿部3偏移设定的角度，使得齿部3伸出齿身2的部分长度不一致，图示中的长度a大于长度b。
32.在一些可以实现的实施方式中，齿部3以齿身2的中心轴l为中心，向齿身2的左侧偏移设定角度。或者，齿部3以齿身2的中心轴l为中心向齿身2的右侧偏移设定角度。
33.在另一些实施例中，可以是轭部1偏移设定的角度，使得轭部1伸出齿身2的部分长度不一致，轭部1以齿身2的中心轴l为中心，向齿身2的左侧偏移设定角度。或者，轭部1以齿身2的中心轴l为中心向齿身2的右侧偏移设定角度。
34.在一些实施例中，还可以是轭部1和齿部3同时偏移。
35.图1和图2是齿部3偏移的结构，图5中对称结构，偏移后形成的定子冲片结构为非对称的结构。
36.进一步的技术方案，轭部1的两端设置有相匹配的连接部件，具体的，轭部1的一端设置凸起5，另一端设置为凹槽4，凸起5和凹槽4相匹配。
37.可实现的，凸起5和凹槽4可以分别设置为相匹配的任意形状。
38.可选的，凸起5可以设置圆弧形状，对应的凹槽4设置为圆弧状；或者凸起5可以设置为四边形，对应的凹槽4设置为四边形。
39.实施例2
40.基于实施例1，本实施例中提供一种沿轴向分段拼接定子铁心，采用实施例所述的定子冲片，相同偏移结构的定子冲片叠压并径向连接后形成定子铁心分段，不同偏移结构定子冲片形成多个不同的定子铁心分段，不同定子铁心分段按轴向拼接，形成齿槽8不在同一直线上的定子铁心。
41.本实施例中，通过采用不同偏移结构的定子冲片叠压后，在轴向上分段拼接，可以使得形成齿槽8不在同一直线上，能够通过调整偏移角度使得不同分段上的齿槽转矩对消。
42.在一些实施例中，按轴向拼接的定子铁心分段可以有多段，只要能够实现齿槽转矩减少和对消分段的数量可以自行设置。本实施例中给出了两分段的结构。
43.可选的，可以采用轭部1偏移形成的非对称定子结构，由轭部1向左偏移设定角度的定子冲片叠压后形成第三定子铁心分段，由轭部1向右偏移设定角度的定子冲片叠压后形成第四定子铁心分段，第一定子铁心分段与第二定子铁心分段按轴向拼接。
44.可选的，也可以采用齿部3偏移形成的非对称定子结构，由齿部3向左偏移设定角度的定子冲片叠压后形成第一定子铁心分段6，由齿部3向右偏移设定角度的定子冲片叠压后形成第二定子铁心分段7，第一定子铁心分段6与第二定子铁心分段7按轴向拼接。形成的定子铁心结构如图4所示。
45.其中，上述左偏移和右偏移的设定角度可以相等。
46.图6所示为采用两分段齿部3偏移的拼接定子的永磁同步电机二维示意图，图6(a)为沿轴向第一定子铁心分段6构成的永磁同步电机二维示意图，图中定子齿尖逆时针偏移1.5度，图6(b)为沿轴向第二定子铁心分段7构成的同步电机2维示意图，图中定子齿尖逆时针偏移1.5度。这两段唯一不同点为定子齿尖偏移方向不同。从而形成的齿槽8位置不同，图
7所示为两分段齿尖偏移的拼接定子的永磁同步电机空载磁场分布图，对比图7(a)和图7(b)，两分段的空载磁场沿电机径向具有镜像对称的特点，因此采用该两分段齿尖偏移的拼接定子的永磁同步电机，根据冲片的大小设计齿尖偏移量，只要偏移量设计合理，其沿轴向的两个分段部分的齿槽转矩的主要分量会具有相同的幅值、周期和相反的相位，因此可以大大的对消掉齿槽转矩的主要分量，达到抑制齿槽转矩的目的。
47.实施例3
48.基于实施例1，本实施例提供一种电机，采用实施例2所述的一种沿轴向分段拼接定子铁心，所述电机可以为分数槽集中绕组永磁同步电机。
49.以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
50.上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

技术特征：
1.一种非对称定子冲片，其特征在于：包括依次连接轭部、齿身和齿部，轭部和齿部分别呈圆弧状，以使得多个定子冲片依次连接后轭部外缘以及齿部外缘分别连接为圆形；轭部和齿部连接在齿身上形成的定子冲片，以齿身的中心轴为中心呈非对称结构。2.如权利要求1所述的一种非对称定子冲片，其特征在于：齿部偏移齿身的中心轴设定的角度，使得齿部伸出齿身的部分长度不一致。3.如权利要求2所述的一种非对称定子冲片，其特征在于：齿部以齿身的中心轴为中心，向齿身的左侧偏移设定角度；或者，齿部以齿身的中心轴为中心向齿身的右侧偏移设定角度。4.如权利要求1所述的一种非对称定子冲片，其特征在于：轭部偏移设定的角度，使得轭部伸出齿身的部分长度不一致。5.如权利要求4所述的一种非对称定子冲片，其特征在于：轭部以齿身的中心轴为中心，向齿身的左侧偏移设定角度；或者，轭部以齿身的中心轴为中心向齿身的右侧偏移设定角度。6.如权利要求1所述的一种非对称定子冲片，其特征在于：轭部的两端设置有相匹配的连接部件，具体的，轭部的一端设置凸起，另一端设置为凹槽，凸起和凹槽相匹配。7.一种沿轴向分段拼接定子铁心，其特征在于：采用权利要求1-6任一项所述的定子冲片，相同偏移结构的定子冲片叠压并径向连接后形成定子铁心分段，不同偏移结构定子冲片形成多个不同的定子铁心分段，不同定子铁心分段按轴向拼接，使得形成齿槽不在同一直线上。8.如权利要求7所述的一种沿轴向分段拼接定子铁心，其特征在于：不同定子铁心分段按轴向拼接，具体设置为两分段结构，使得形成齿槽不在同一直线上。9.如权利要求8所述的一种沿轴向分段拼接定子铁心，其特征在于：采用齿部偏移形成的非对称定子结构，由齿部向左偏移设定角度的定子冲片叠压后形成第一定子铁心分段，由齿部向右偏移设定角度的定子冲片叠压后形成第二定子铁心分段，第一定子铁心分段与第二定子铁心分段按轴向拼接。10.一种电机，其特征在于：采用权利要求7-9任一项所述的一种沿轴向分段拼接定子铁心。

技术总结
本公开涉及电机技术领域，提出了一种非对称定子冲片、沿轴向分段拼接定子铁心及电机，一种非对称定子冲片，包括依次连接轭部、齿身和齿部，轭部和齿部分别呈圆弧状，以使得多个定子冲片依次连接后轭部外缘以及齿部外缘分别连接为圆形；轭部和齿部连接在齿身上形成的定子冲片，以齿身的中心轴为中心呈非对称结构。本公开通过改进定子冲片的为非对称的结构，以及采用分段拼接定子铁心，能够实现电机齿槽转矩的对消。齿槽转矩的对消。齿槽转矩的对消。


技术研发人员：何莉萍 吴磊磊 周海玲
受保护的技术使用者：临沂大学
技术研发日：2022.12.13
技术公布日：2023/8/16