一种直流电动机定子结构的制作方法

本发明涉及一种直流电动机定子结构，其属于电动机。

背景技术：

1、传统直流电动机定子多采用整体式环形铁芯结构，定子绕组绕制在环形铁芯的齿部，形成开放式磁路系统。电机运行时，磁力线从一个磁极的铁芯出发，经定转子之间的工作气隙穿越转子后，返回相邻磁极的铁芯，最终通过环形铁芯的轭部形成闭合回路。由于铁芯为连续闭合的整体结构，磁路全局连通、路径长且磁通分布分散，导致磁阻大、漏磁通占比高；同时绕组产生的磁场无法被约束在限定的磁路通道内，磁通密度分布不均，磁场能量的有效利用率低。为达到额定电磁转矩，往往需要增大输入电流或增加绕组匝数，直接造成电机能耗升高、功率密度下降；难以满足新能源汽车、电动工程机械、无人机及高端工业自动化装备等领域对电机高效节能、高功率密度的严苛要求。

2、传统电动机气隙的主要功能是物理上隔离定子转子，防止扫膛现象的发生，或是为打孔的转子铁芯规划磁路，传统的电动机气隙并没有起到改善电动机定子磁路分散、漏磁通占比高的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的电动机定子磁路分散、漏磁严重、磁场利用效率低问题，本发明提供一种直流电动机定子结构。在不增加电机体积与材料用量的前提下，提升电磁转矩与运行能效，同时实现磁路模块化设计，提升制造与维护便捷性。

2、本发明采用的技术方案为：一种直流电动机定子结构，包括沿电动机定子的圆周方向依次串列布置的独立的导磁构件u形铁芯，u形铁芯作为电动机定子铁芯；所述u形铁芯的两个臂部朝向一致且端部布置有开口端，所述u形铁芯的轭部缠绕线圈，构成u形电磁体；

3、相邻u形铁芯臂部端面之间设计有气隙；

4、相邻两个u形电磁体的臂部端面上加工有坡口，坡口位于气隙的边界处，两个臂部端面的坡口相对设置；气隙与坡口形成的空隙内部填充有气隙塞体。

5、进一步的，相邻两个u形电磁体的臂部端面上加工有坡口，坡口位于气隙的边界处，两个臂部端面的坡口相对设置。

6、进一步的，气隙与坡口形成的空隙内部填充有气隙塞体。

7、进一步的，所述线圈的轴向中心与臂部的中心对称。

8、进一步的，坡口为v形坡口、弧形坡口或楔形坡口。

9、进一步的，u形铁芯采用硅钢片叠压制成。

10、进一步的，u形铁芯替换为c形铁芯。

11、进一步的，电动机定子采用分体模块式拼接设计。

12、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

13、1、磁路独立隔离，能效提升显著：

14、本发明将传统整体连续的定子磁路拆分为多个独立的u形磁路模块，通过模块端面的气隙实现物理隔离，迫使磁通严格限定在单个u形电磁体内部闭合循环，阻断了磁路间的漏磁通道，大幅降低漏磁损耗；同时磁通集中于u形磁路内部，有效磁通密度显著提升，在相同输入功率下可输出更大的电磁转矩，实现电机转矩密度与运行效率的同步提升。

15、2、梯度磁阻设计，优化磁通分布：

16、通过在相邻u形电磁体端面设置坡口，与气隙共同形成梯度变化的磁阻结构，避免了直面气隙带来的磁阻突变与磁力线边缘集中效应，使磁通在气隙区域平滑过渡，有效缓解磁场畸变与局部磁饱和问题，进一步优化磁通分布均匀性，降低磁滞损耗。

17、3、结构可靠性高，适配性强：

18、气隙塞体在不破坏磁隔离效果的前提下填补端面间隙，为相邻模块提供稳定的机械支撑，显著提升定子整体结构的刚性、抗振性与抗变形能力，保障气隙尺寸的长期稳定性。同时本结构可适配径向、轴向、横向磁通等多种类型的直流电机，适用场景广泛。

19、4、模块化设计，制造维护便捷：

20、采用分体模块式拼接结构时，各u形电磁体可独立加工、预装与测试，装配时仅需按序拼接并控制气隙精度即可，大幅降低制造与装配难度；后期维护可单独更换故障模块，无需拆解整体定子，有效降低运维成本。

1.一种直流电动机定子结构，其特征在于：包括沿电动机定子（5）的圆周方向依次串列布置的独立的导磁构件u形铁芯（1），u形铁芯（1）作为电动机定子铁芯（4）；所述u形铁芯（1）的两个臂部（11）朝向一致且端部布置有开口端（13），所述u形铁芯（1）的轭部（12）缠绕线圈（3），构成u形电磁体（2）；

2.根据权利要求1所述的一种直流电动机定子结构，其特征在于：所述线圈（3）的轴向中心与臂部（11）的中心对称。

3.根据权利要求2所述的一种直流电动机定子结构，其特征在于：坡口（8）为v形坡口、弧形坡口或楔形坡口。

4.根据权利要求1所述的一种直流电动机定子结构，其特征在于：u形铁芯（1）采用硅钢片叠压制成。

5.根据权利要求1所述的一种直流电动机定子结构，其特征在于：u形铁芯（1）替换为c形铁芯。

6.根据权利要求1所述的一种直流电动机定子结构，其特征在于：电动机定子（5）采用分体模块式拼接设计。